我国沿海典型水产养殖水域底泥中抗生素抗性细菌的多样性分析

在水产养殖中,大量使用抗生素会改变水域中的菌落结构,并会诱导产生抗生素抗性菌,对养殖生物及人类健康构成潜在威胁。为初步掌握当前我国沿海养殖密集水域抗性菌的多样性概况,对我国沿海11个典型养殖区的底泥进行采样,选用常见的6种抗生素对菌株进行筛选,并基于Illumina MiSeq测序平台对抗性菌进行多样性分析。结果显示:1)不同养殖水域,其底泥中抗性菌的多样性存在一定的差异; 2)在大部分养殖水域,抗性菌属于变形菌门和厚壁菌门; 3)养殖水域底泥中细菌的多样性在不同抗生素的作用下差异显著。研究结果表明,海水养殖中使用抗生素对抗性菌多样性影响显著。研究结果有助于全面了解水产养殖活动对我国沿海典型养殖区抗性细菌多样性的影响,并可为抗生素使用的生态风险评估和应对策略提供参考。     

冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群结构特征及其影响因素

本研究以我国北方典型岸基半开放刺参(Apostichopus japonicus)养殖池塘为对象,利用高通量测序技术构建冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群16S rRNA基因测序文库,解析封冰期、融冰期和化冰期刺参养殖池塘沉积物菌群结构特征,并查明影响菌群结构的主导环境因子。结果显示,冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群丰度和多样性表现为整体下调趋势,在融冰初期呈现显著性波动(P<0.05)。冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群结构呈现显著性差异,封冰期、融冰期和化冰期差异菌群分别隶属于厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)和软壁菌门(Tenericutes)。尽管不同阶段微生物相对丰度比例不同,但第一优势菌门均隶属于变形菌门(Proteobacteria),相对丰度高于49.04%;次优势菌门则呈现出显著性变化,其中,封冰期为拟杆菌门(Bacteroidetes),融冰期为绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria),化冰期为浮霉菌门(Planctomycetes)。环境因子与菌群相关性分析表明,冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群结构与环境因子具有显著相关性(P<0.05),温度、盐度、总氮和总有机碳是沉积物菌群的主导环境因子。本研究将为刺参养殖池塘精细化管理提供理论依据。     

不同养殖模式黄鳝胃肠道微生物群落结构分析

为探究不同养殖模式下黄鳝(Monopterus albus)胃肠道微生物的群落结构，本实验采用16S rRNA高通量测序技术研究虾塘散养、蟹塘散养、网箱投喂鱼浆和网箱投喂水蚯蚓4种养殖模式下黄鳝胃肠道微生物的组成和群落结构。Alpha多样性分析和Venn图结果显示，网箱投喂水蚯蚓组黄鳝胃肠道微生物多样性和丰度均较高，而蟹塘散养组最低。除蟹塘散养组黄鳝肠道的优势菌为变形菌门，其余3种养殖模式黄鳝胃肠道优势菌群均为厚壁菌门，推测黄鳝胃肠道微生物的核心菌群为厚壁菌门。在属水平上，网箱投喂水蚯蚓养殖模式中黄鳝胃的优势菌群为粪杆菌属(Faecalibacterium)与嗜黏蛋白阿克曼菌属(Akkermansia),其余3种养殖模式中黄鳝胃的优势菌群都为韦荣球菌属(Veillonella);而虾塘散养组黄鳝肠道的优势菌群为瘤胃球菌属(Ruminococcus),其余3种养殖模式的优势菌群中都有双歧杆菌属(Bifidobacterium)。结果表明：网箱投喂水蚯蚓组黄鳝胃肠道微生物多样性和丰度均较高，且益生菌群占比高，潜在致病菌较少，是比较健康的养殖模式。     

池塘和工厂化养殖牙鲆肠道菌群结构的比较分析

为研究池塘和工厂化养殖条件下牙鲆肠道菌群结构差异及其与饵料、水环境、底质等的关系,采用MiSeq高通量测序技术和生物信息学分析手段,构建了牙鲆(Paralichthys olivaceus)肠道、养殖水体、饵料和池塘底泥等7个样品的16s rRNA基因测序文库,分析了不同样品中菌群组成和生物多样性。结果表明：池塘养殖牙鲆肠道（B1）中以厚壁菌门（30.49%）、变形菌门（19.16%）和梭杆菌门（11.11%）为主,其中芽孢杆菌属（27.66%）占绝对优势,弧菌属（0.16%）丰度最小;工厂化养殖牙鲆肠道（B5）中以变形菌门（44.31%）、厚壁菌门（11.57%）和放线菌门（4.79%）为主,其中不动杆菌属（10.37%）丰度最大,弧菌属（4.05%）相对B1中丰度较高。牙鲆肠道优势菌群主要与营养代谢调节相关,同时有益微生物和有害微生物也是肠道菌群的重要组成部分。差异性和系统进化分析表明两种养殖条件下牙鲆肠道菌群结构与饵料中菌群关系密切,此外受养殖水环境中菌群影响较大。研究结果将为今后牙鲆养殖专用高效微生态制剂的研制和养殖环境微生态调控技术构建提供理论依据。     

黄岛近海岸贝类养殖区细菌群落结构多样性及与环境因子响应

为了研究近海贝类开放养殖水域中细菌种群分布规律以及微生物群落多样性对环境因子的响应及与水产动物发病的关系,本实验于2019年7—11月采集黄岛某开放养殖水域不同样点海水样本,分析不同水质因子(水温、盐度、pH、DO、叶绿素、氨氮、磷酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐)的动态变化,并利用高通量测序的方法分析了不同月份水样和栉孔扇贝组织样本中微生物群落结构和多样性的差异,探讨了环境因子与微生物群落结构的相关性。结果显示,水样本中细菌群落结构共检测到42个门,94个纲。由变形菌门、拟杆菌门、蓝细菌门、放线菌门及厚壁菌门等组成,其中变形菌门为优势菌门,主要包括γ-变形菌纲和α-变形菌纲。不同月份,细菌OTU水平多样性分析结果为11月>9月>7月>10月>8月;弧菌OTU水平多样性分析结果显示,弧菌的多样性呈现先升高后降低的变化,与水温的变化趋势一致,8月养殖区多样性高于对照区。RDA分析表明,叶绿素含量(μg/L)和亚硝酸盐的浓度(mg/L)对门水平的物种组成和群落结构具有显著的影响。磷酸盐含量(mg/L)和DO (mg/L)对弧菌属水平的群落结构具有显著影响。扇贝组织样本细菌群落...     

不同季节刺参养殖池塘沉积物菌群结构及其影响因素

本研究以辽宁省营口地区刺参(Apostichopus japonicus)养殖池塘为研究对象,利用高通量测序技术,构建不同季节刺参养殖池塘沉积物菌群16S rRNA基因测序文库,解析刺参养殖池塘沉积物菌群的季节性差异和共性,查明影响沉积物菌群构成的主导环境因子。结果显示,营口地区刺参养殖池塘沉积物菌群的丰度和多样性以夏季最高,春秋次之,冬季最低。不同季节刺参养殖池塘沉积物差异菌群呈显著性季节演替特征(P<0.05)。其中,春季差异菌群主要隶属于拟杆菌门(Bacteroides),夏季差异菌群主要隶属于酸杆菌门(Acidobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和浮霉菌门(Planctomycetes),秋季差异菌群主要隶属于厚壁菌门(Firmicutes),冬季差异菌群主要隶属于放线菌门(Actinobacteria)。尽管不同季节沉积物细菌组分比例不同,但第一优势菌门均隶属于变形菌门(Proteobacteria)(相对丰度>43.19%)。环境因子中,影响刺参养殖池塘沉积物菌群的主导环境因子为温度、总有机碳、总氮和pH。本研究将为刺参养殖池塘微生态调控提供理论参考。     

三峡库区及上游沉积物细菌群落结构及其对重金属的响应

为探究不同生境条件下细菌群落结构特征及其对沉积物重金属污染的响应，在三峡库区及上游共4个江段，采集21个表层沉积物样品，利用高通量测序技术研究其细菌群落结构和多样性，并利用冗余分析和相关性分析等方法分析重金属与细菌群落结构和多样性之间的响应关系。结果显示：研究江段沉积物细菌群落共检出65门179纲446目784科和1 926属；优势菌门为变形菌门(Proteobacteria),优势菌纲为γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria),其相对丰度分别为42.35%～54.56%和12.65%～28.30%;细菌群落多样性表现为：库区江段>库区上游江段，但没有显著差异；重金属As、Pb、Cr和Cu含量与绿弯菌门(Chloroflexi)相对丰度呈显著正相关，与厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度呈显著负相关。     

不同垫料堆肥对无害化处理病死鸡微生物多样性的影响

试验通过研究不同垫料堆肥对无害化处理病死鸡微生物多样性的影响，分析不同处理方法对病死鸡的处理效果。研究结果显示：各试验组OTU数目随着时间的增加有明显上升趋势，说明2种堆肥垫料均有助于提高微生物的数量和种类；厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门分类门代表了无害化处理过程中主要的微生物群，在各试验组中相对丰度没有较大差异。堆肥时使用碳氮比(C/N)均衡的堆肥垫料有利于分解病死鸡中的有机质，促进堆肥的腐熟。     

白洋淀水域夏季细菌群落结构及与环境因子的关系

为了解白洋淀水域细菌多样性,于夏季采集水样进行水质和微生物群落结构分析。水质分析显示,白洋淀平均酸碱值(pH)为7.95,溶解氧(DO)为16.67 mg/L,属于偏碱性湖泊且含氧量丰富。通过Illumina NovaSeq6000高通量测序分析微生物群落结构表明:白洋淀不同采样点Chao1指数、Ace指数均较高,Shannon指数为7.151~8.443,Simpson指数为0.986~0.992,反映出白洋淀各采样点微生物群落多样性丰富、稳定性好,且细菌丰富度和多样性均以光淀(GD)最高。变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria)是湖水的优势菌门,丰度之和能达到90%,且以变形菌门(Proteobacteria)为绝对优势菌门,丰度为44.15%~60.18%;在属水平上烧车淀(SCD)和枣林庄(ZLZ)以多核杆属(Polynucleobacter)为第一优势菌属,其余采样点优势菌属为unidentified_Cyanobacteria。CCA(canonial correspondence analysis)分析表明,pH和DO是影响白洋淀细菌群落结构的主要环境因子。     

南极大磷虾共附生细菌多样性及其防御功能研究#br#

为研究南极大磷虾(Euphausia superba)中共附生微生物的功能性,并探讨南极大磷虾与其相关微生物的相互作用关系,采用宏基因组测序技术分析了南极大磷虾中共附生微生物的物种多样性,同时采用细菌纯培养技术获得可培养菌株,对菌株进行了抑菌活性、耐氟化钠特性分析。宏基因组测序结果表明,在南极大磷虾眼柄、尾部和肠道中,变形菌门(Proteobacteria)的群落相对丰度最高,分别占各组织细菌总量的41.4%、35.8%、59.5%;在南极大磷虾胃部,厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度最高,占细菌总量的32.2%。微生物多样性分析表明,南极大磷虾眼柄和尾部的微生物多样性和丰度高于胃部和肠道组织,肠道和胃部的微生物组成差异较大。采用细菌纯培养技术共获得60株细菌,其中有一株细菌对革兰氏阳性菌[单增李斯特菌LFM2813(Listeria monocytogenes LFM2813)、金黄色葡萄球菌LFM3263(Staphylococcus aureus LFM3263)、蜡样芽孢杆菌LFM2805(Bacillus cereus LFM2805)]有抑菌活性,并鉴定为马胃葡萄球菌(Staphylococcus equorum NJ2),该细菌的抑菌产物具有耐高温和蛋白酶处理后失活的细菌素基本特征;同时,可培养细菌的最大氟化钠耐受浓度为1%,且耐受菌株占比为10%。研究初步揭示了南极大磷虾不同组织的微生物多样性和相对丰度,并探讨了微生物对宿主的防御功能,可为进一步开发利用南极大磷虾资源提供参考。     

不同地区稻虾综合种养系统的微生物群落结构分析

为研究不同地区稻虾综合种养系统的环境及克氏原螯虾肠道的细菌群落结构差异,为改进不同地区稻虾综合养殖策略提供依据,采用Illumina Miseq高通量测序技术,研究了武汉、永州和韶关地区稻田养殖克氏原螯虾的水体、底泥及虾肠道细菌群落结构,并对水体、肠道菌群与环境因子之间的关系进行了分析。结果显示,武汉地区稻虾综合种养系统的水体、底泥及克氏原螯虾肠道细菌群落的多样性均大于永州地区和韶关地区。武汉地区的稻虾综合种养系统的水体及底泥的细菌群落结构与永州地区和韶关地区均相似,其中水体的优势菌门均为放线菌门、蓝细菌门、变形菌门和拟杆菌门;底泥的优势菌门均为变形菌门。武汉地区的克氏原螯虾肠道的优势菌门为变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门;优势菌属为柠檬酸杆菌属(Citrobacter,10.85%)、气单胞菌属(Aeromonas,9.88%)和[Anaerorhabdus]＿furcosa＿group (8.43%)等。永州地区的克氏原螯虾肠道的优势菌门为厚壁菌门和放线菌门;优势菌属为ZOR0006 (9.78%)、拟杆菌属(Bacteroides,5.41%)和[Anaerorhabdus]＿fur...     

北方吊笼养殖刺参肠道及其养殖环境菌群结构特征及其相关性分析

为探究北方吊笼养殖刺参(Apostichopus japonicus)肠道及其养殖环境菌群结构的关系,本研究基于高通量测序技术全面解析刺参肠道和养殖环境菌群结构和功能特征,并初步探讨刺参肠道及其养殖环境菌群相关性。结果显示,刺参肠道菌群丰度和多样性均显著高于养殖水体(P<0.05)。刺参肠道及养殖水体主要优势菌门均隶属于变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),二者存在13个相对丰度大于0.1%的共有核心菌属。此外,肠道菌群具有一定的独立性,其特异性菌群主要隶属于厚壁菌门(Firmicutes)和绿弯菌门(Chloroflexi),以芽孢杆菌属(Bacillus)、乳酸杆菌属(Lactobacillus)、海泥海球菌属(Halioglobus)、Lutimonas和Woeseia为代表。基于KEGG代谢通路数据库,共注释到300条三级代谢通路,其中146条存在极显著差异(P<0.001)。刺参肠道菌群差异代谢通路主要表现在代谢方面,具体表现为碳水化合物消化吸收、蛋白质消化吸收和鞘脂类代谢。研究表明,刺参肠道菌群种类与其养殖水体呈高度相似性,但相对丰度存在显著性差异。本研究结果可为北方刺参吊笼健康养殖提供一定的理论依据。     

应用高通量测序技术分析拟穴青蟹肠道及其养殖环境菌群结构

采用基于Illumina Hi Seq测序平台的高通量测序技术,对拟穴青蟹(Scylla paramamosain)肠道及其养殖池塘水体、底泥中细菌种类及丰度进行了研究。测序结果显示,3个样品共获得有效序列234575条,可聚类于2812个分类操作单元(OTUs),归属于拟穴青蟹肠道、养殖水体、池塘底泥样品的操作分类单元(OTU)个数分别为453、706和2547,其中有184个OTU均能在3个样品中检测到,在青蟹肠道和养殖水体、青蟹肠道和池塘底泥中分别检测到197和309个共有OTU。物种注释结果显示,拟穴青蟹肠道中优势细菌种类为变形菌门(Proteobacteria)(39.96%)、柔膜菌门(Tenericutes)(23.09%)和厚壁菌门(Firmicutes)(16.58%);养殖水体中优势细菌种类为变形菌门(63.02%)、放线菌门(Actinobacteria)(24.96%)和拟杆菌门(Bacteroidetes)(8.41%);池塘底泥中优势细菌种类为变形菌门(75.23%)、拟杆菌门(5.72%)和放线菌门(3.83%)。此外,对各样品中丰度最高的前10位OTU分析显示,不同样品中占优势地位的10种细菌在数据库(SILVA)缺乏相关已知序列,并且各样品中的优势细菌种类完全不同。实验结果表明拟穴青蟹肠道与其池塘养殖环境中菌群结构存在着密切的相关性,但肠道菌群同时具有一定的独立性,其优势细菌种类与养殖环境中优势细菌种类无关。本研究旨在为拟穴青蟹健康养殖和微生态调控提供实验依据。     

人工湿地净化海水养殖外排水效果与微生物群落分析

利用实验室规模的复合垂直流人工湿地系统来处理海水养殖外排水,探讨了人工湿地对外排水中主要污染物指标氨氮、磷酸盐和COD的去除效果,并利用变形梯度凝胶电泳技术(DGGE)分析了人工湿地内部微生物的群落组成和结构特点。结果显示,人工湿地对海水养殖外排水中的氨氮、磷酸盐和COD去除效果显著,平均去除率分别为(92.82±3.27)%、(72.53±2.31)%、(66.04±8.23)%;人工湿地系统内微生物组成较为丰富,且不同位置存在着种属相同、数量不同的生态幅广泛的优势种;人工湿地下行流池微生物多样性指数(H′)比上行流池高,且沿水流方向呈下降趋势;人工湿地系统中距离越远相似性系数越小;海水养殖外排水人工湿地处理系统微生物种群包括变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)和厚壁菌门(Firmicutes),其中,主要的优势菌群属于变形菌门和拟杆菌门。     

石斑鱼循环水养殖系统微生物群落结构

通过16S rRNA基因片段高通量测序研究了褐点石斑鱼(Epinephelus fuscoguttatus)和东星斑(Plectropomus leopardus)循环水养殖系统水体细菌种群结构。结果显示石斑鱼循环水养殖系统中优势细菌类群为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝藻门(Cyanobacteria)、梭杆菌门(Fusobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和硝化螺旋菌门(Nitrospira)。其中养殖塘、固液分离池、沉淀池和蛋白分离池中主要优势细菌为γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria),紫外消毒池和补氧池中则以a-变形菌纲(Alphaproteobacteria)为主,而生物滤池中两者比例接近,均为优势种群。从养殖塘到补氧池细菌多样性指数先降低后升高,生物滤池中达到最高值,之后再次下降至紫外消毒池中达到最低值,补氧池中有所回升。PCoA分析和聚类分析结果表明,养殖水在紫外消毒前后其细菌群落组成有着明显的差异。水质理化指标检测表明,经过净化处理后,循环系统的养殖水溶解氧含量上升,氨氮和亚硝酸盐含量下降并维持在较低的浓度。环境因子与细菌群落结构相关性分析结果表明,磷酸盐、pH、溶解氧和温度等指标可能对细菌群落结构影响相对较大,但未发现两者间有很显著的相关性,这可能与实验样本较少有关。     

Bacterial diversity in various coastal mariculture ponds in Southeast China and in diseased eels as revealed by culture and culture‐independent molecular techniques

Mariculture ponds are widely distributed in Chinese coasts and have become a threat to the health of coastal ecosystems. In order to improve our understanding on the microbial composition in mariculture environments, we sampled a variety of ponds farming different animals or plants around the Dongshan Island and Xiamen Island in Southeast China and isolated cultures from the tissues of diseased eels. Analysis by polymerase chain reaction (PCR)‐denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE), clone library and direct culturing methods revealed highly diverse bacterial communities in these samples. Bacterial communities in the Dongshan samples were dominated by Alphaproteobacteria, Gammaproteobacteria and Bacteroidetes. The Gracilaria verrucosa pond harbours the most abundant species (20 DGGE bands), followed by Epinephelus diacanthus pond (18 bands), Haliotis diversicolor supertexta pond I (18 bands) and Penaeus vannamei pond (11 bands). In comparison with surface waters, Penacus orientalis pond sediment showed a much more complex bacterial community, from which only sequences affiliated with Deltaproteobacteria, Firmicutes, Acidobacteria and candidate phylum TM6 were found. Bacterial cultures in diseased eels were closely related to two pathogenic genera, Aeromonas in Gammaproteobacteria and Bacillus, in Firmicutes. Clones affiliated with another two genera, Escherichia and Vibrio, that have pathogenic potentials were also identified. Phylogenetic analysis of a total of 131 sequences showed that 48.9% of the sequences were clustered into Gammaproteobacteria and formed the most abundant group, followed by Alphaproteobacteria (19.1%), Firmicutes (7.6%), Bacteroidetes (5.3%), Deltaproteobacteria (5.3%), Actinobacteria (4.6%), Chloroplast (3.8%), Acidobacteria (2.3%), Cyanobacteria (1.5%), Betaproteobacteria (0.7%) and TM6 (0.7%). 43.7% (28/64) of the phylogenetic clusters cannot be classified into any known genus and 44.3% (58/131) of the sequences show <95% similarity to public database records, suggesting that abundant novel species exist in mariculture ponds. Gathering bacterial diversity data in mariculture ponds and diseased fish is meaningful for the prevention and control of fish diseases and for the improvement of our understanding of microbial ecology in a pond environment.