池塘养殖牙鲆肠道和环境菌群结构对益生菌制剂的响应

为研究益生菌制剂对池塘养殖牙鲆(Paralichthys olivaceus)肠道及环境菌群结构的调控效果,采用高通量测序技术和生物信息学分析手段构建牙鲆肠道、养殖水体、饵料和池塘底泥的16S rDNA基因测序文库,分析不同样品中菌群组成和多样性在益生菌制剂调控过程中的变化趋势。结果显示,添加益生菌制剂后,池塘底泥和牙鲆肠道的菌群多样性升高,且池塘底泥的菌群多样性依然最高;而养殖水体的菌群多样性明显下降,并低于牙鲆肠道的。牙鲆肠道中的肠杆菌属(Enterobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)相对丰度呈上升趋势,不动杆菌属(Acinetobacter)、发光杆菌属(Photobacterium)相对丰度先上升后下降;池塘养殖水体中NS3a_marine_group代表的菌属相对丰度先下降后上升;底泥中芽孢杆菌属相对丰度变化最为明显,由最初的3.78%增加到33.64%。养殖牙鲆肠道、养殖水体和底泥中的弧菌属(Vibrio)相对丰度在益生菌制剂添加后出现不同程度的降低。而在水产养殖中,不动杆菌属和弧菌属中的部分菌株通常被认为是重要病原菌。说明益生菌制剂的添加能在一定程度上优化鱼体肠道和环境(养殖水体和池塘底泥)的菌群结构。相似性分析发现,在饵料不变的条件下,牙鲆肠道菌群结构与底泥的更相近;且益生菌产品对池塘底泥和牙鲆肠道菌群的影响较为明显。本研究结果可为池塘养殖过程中微生态制剂筛选和使用提供参考。     

玉米蛋白粉对大黄鱼生长、肠道组织结构及肠道菌群的影响

为了探讨玉米蛋白粉替代鱼粉对大黄鱼(Larimichthys crocea)生长、肠道组织结构及肠道微生物菌群的影响,进行了为期8周的生长实验。以初始体重为(10.49±0.03)g的大黄鱼幼鱼为研究对象,用玉米蛋白粉分别替代基础饲料(含40%鱼粉)中0%(FM,对照组)、15%(CGM15)、30%(CGM30)、45%(CGM45)、60%(CGM60)、75%(CGM75)的鱼粉,配制6种等氮(粗蛋白含量45%)等脂(粗脂肪含量10%)的实验饲料。56 d投喂实验结束后,各处理组幼鱼的存活率与特定生长率以及饲料系数等指标均无显差异(P0.05)。从肠道组织学发现,各处理组与对照组(FM)的幼鱼肠道组织结构肠黏膜、皱襞高度、杯状细胞个数均无显著差异性(P0.05),但CGM60组的幼鱼部分肠黏膜上皮细胞被破坏,上皮细胞排列紊乱,纹状缘出现缺刻,肠绒毛部分出现脱落或破损;CGM75组的幼鱼肠道的皱襞高度变短,皱襞密度降低,皱襞个数减少。选取FM、CGM15(生长相对较好)和CGM75(生长相对较差)三组运用Illumina-Mi Seq高通量测序技术分析幼鱼肠道菌群的物种丰富度指数(chao1)、香农指数(Shannon)、辛普森指数(Simpson)和覆盖率(good coverage)均无显著差异(P0.05);基于门水平,FM、CGM15和CGM75组的幼鱼肠道细菌中优势菌群为厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)。而在属水平,类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、嗜碱菌属(Alkaliphilus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、肠球菌属(Enterococcus)为其优势菌群。分析属水平差异菌属发现,与FM组相比较,CGM15和CGM75组均显著增加了链球菌属(Streptococcus)的物种丰度(P0.05);与FM组相比,CGM15组显著降低了德沃斯氏菌(Devosia)和纤维弧菌属(Cellvibrio)的物种丰度(P0.05);与FM组相比,CGM75组显著增加了葡萄球菌属(Staphylococcus)的物种丰度(P0.05)。综上所述,玉米蛋白粉替代鱼粉达45%时对大黄鱼幼鱼的生长、肠道组织结构及肠道优势菌群均影响不大。     

大豆浓缩蛋白对大黄鱼生长和肠道微生物菌群的影响

用大豆浓缩蛋白(SPC)替代鱼粉饲喂大黄鱼(Larimichthys crocea), 以探究其对幼鱼生长、肠道结构及肠道微生物菌群的影响。选取初始体重为(10.50±0.04) g的大黄鱼幼鱼, SPC替代鱼粉的比例分别为0% (SPC0, 对照组)、25% (SPC25)、50% (SPC50)、75% (SPC75)和100% (SPC100), 制作成5种等氮(粗蛋白水平为45%)等脂(粗脂肪水平为10%)的实验饲料, 进行为期56 d的饲养实验。结果表明, 与SPC0(对照组)相比, 幼鱼的存活率、增重率、特定生长率以及饲料系数受各SPC替代鱼粉水平的影响不显著(P>0.05)。肠道组织学显示, 各处理组幼鱼肠道的后肠黏膜厚度、皱襞高度、固有层宽度和杯状细胞个数差异性不显著(P>0.05)。Illumina HiSeq 高通量测序技术分析发现, SPC0 (TC: 对照组)、SPC25 (TB: 生长相对最佳组) 和SPC100 (TW: 生长相对最差组)的Chao1、香农指数(Shannon)、辛普森指数(Simpson)和覆盖率(good coverage)差异不显著(P>0.05); TC、TB和TW组幼鱼肠道细菌在门水平的优势菌群为厚壁菌门(Firmicutes), 类芽孢杆菌(Paenibacillus)在属水平占绝对优势。根据属水平的菌属差异结果发现幼鱼的生长受细菌微生物的组成的影响: 与TC组相比, TB组微小杆菌属(Exiguobacterium)、红杆菌属(Rhodobacter)和伦黑墨氏菌属(Rheinheimera)的物种丰度显著降低(P<0.05); 与TC组相比较, TW组红杆菌属(Rhodobacter)的物种丰度显著降低(P<0.05), 乳杆菌属(Lactobacillus)的物种丰度显著增加(P<0.05)。综上所述, 大黄鱼幼鱼的生长、肠道结构及肠道优势菌群不会因为鱼粉完全被大豆浓缩蛋白替代而产生负面的影响。     

健康和患病卵形鲳鲹肠道菌群结构的差异

为研究病害发生后卵形鲳鲹肠道菌群结构的差异及其与养殖环境的关系,分析不同样品中的菌群组成和细菌多样性。实验采用Illumina HiSeq高通量测序技术和生物信息学分析手段,分别构建了健康鱼水样、患病鱼水样、健康鱼肠道、患病鱼肠道和饵料颗粒5个样品中菌群的16S rRNA基因测序文库。研究表明,与健康鱼肠道细菌组成相比,患病鱼肠道中螺旋体门相对丰度显著升高,厚壁菌门和拟杆菌门相对丰度显著降低;患病后肠道中的细菌种类仅为健康鱼肠道细菌种类总数的54.94%;健康卵形鲳鲹肠道菌群中有73.46%的可操作分类单元(OTUs)与水体样品中OTUs一致,有70.58%与饲料样品一致,而患病后分别只有17.98%和38.95%的OTUs与水体和饲料样品一致。健康卵形鲳鲹肠道中黑海弧菌的相对丰度为17.19%,患病后该菌的相对丰度大幅提高,达到78.90%;健康鱼肠道中鳆发光杆菌占比54.53%,患病鱼肠道中不含鳆发光杆菌。健康和患病鱼肠道菌群种类组成类似,但存在一定差异,病害的发生会导致肠道细菌多样性显著降低。健康鱼肠道菌群与养殖环境和颗粒饲料中菌群组成关系密切,而患病后鱼肠道细菌多样性受环境中菌群的影响较小。黑海弧菌在患病鱼肠道中的大量增殖可能是引起其患病的重要原因。     

尼罗罗非鱼肠道及养殖环境中菌群结构与链球菌病的相关性

为研究尼罗罗非鱼肠道和池塘养殖环境中菌群结构变化与链球菌病暴发的相关性,实验采用16S r DNA高通量测序方法对比分析发病和健康池塘水体、底泥和尼罗罗非鱼肠道菌群的结构特征。结果显示,底泥中微生物多样性最高,水体和肠道中微生物多样性次之;肠道菌群与水体中菌群的相似性较高,而与底泥中菌群相似性较低;发病组的尼罗罗非鱼肠道和池塘底泥中微生物的多样性均低于健康组,而发病组池塘水体中微生物多样性高于健康组。OTU聚类分析发现,发病与健康尼罗罗非鱼肠道微生物差异极显著,大部分健康尼罗罗非鱼肠道微生物样品单独聚为一支。菌群结构组成分析结果表明,虽然发病组和健康组水体或底泥中优势菌群结构组成的差异较小,但在非优势菌群中存在一定差异,发病组水体中变形菌门和梭杆菌门的比例显著高于健康组水体,疣微菌门和浮霉菌门的丰度显著低于健康组水体;发病组池塘底泥中厌氧粘细菌属、甲烷丝菌属和枝芽孢菌属等具有降解有机质和生态修复功能,菌群的丰度显著低于健康组底泥,而具有致病能力的曼氏杆菌属丰度却显著高于健康组底泥。发病组尼罗罗非鱼肠道菌群中链球菌属、分枝杆菌属和曼氏杆菌属等致病菌群的丰度显著高于健康组尼罗罗非鱼肠道,而乳球菌属、鲸杆菌属和红球菌属等益生菌的丰度显著低于健康尼罗罗非鱼肠道。无乳链球菌普遍存在于发病和健康养殖环境,以及尼罗罗非鱼肠道中,无乳链球菌的丰度在发病和健康养殖环境之间无显著差异,但其在发病尼罗罗非鱼肠道中的丰度要显著高于健康组。研究表明,尼罗罗非鱼链球菌病发病池塘水体和底泥中有益菌丰度降低和致病菌丰度的升高反映其养殖环境出现恶化,尼罗罗非鱼链球菌病的暴发与肠道微生态平衡破坏后无乳链球菌丰度增加密切相关,但肠道中无乳链球菌丰度的剧增与养殖水体和底泥中该病原菌的丰度水平之间并无直接关联。     

育肥饲料中虾青素含量对雄性中华绒螯蟹肠道和鳃部可培养优势细菌数量和组成的影响

在育肥饲料中添加虾青素会影响中华绒螫蟹肠道及鳃内的可培养优势菌群以及机体的免疫力,本实验旨在探讨饲料中虾青素含量及养殖水体对其肠道和鳃部菌群的影响。采用不同虾青素含量的饲料(0.00、26.60、41.62、81.37和75.35 mg/kg,分别对应饲料1#~5#)对雄性中华绒螫蟹进行育肥70 d后,利用基础培养基和选择性培养基对其肠道、鳃及养殖水体中的细菌进行传统分离和纯化,所得菌株进行16S rRNA测序,再进行同源性分析后做系统进化树。结果发现,在分离获得的106株细菌(登录号:KU570293~KU570368,KU570370,KU570372~KU570383,KU601302~KU6013 16,KU720553)中,92株为优势菌株,其中,肠道、鳃部和水体各29、32和31株。肠道中的可培养优势细菌属于柠檬酸杆菌属、假单胞菌属和气单胞菌属;而鳃中可培养优势细菌属于柠檬酸杆菌属、芽孢杆菌属、假单胞菌属和气单胞菌属;养殖水体中可培养优势细菌属于芽孢杆菌属、气单胞菌属、柠檬酸杆菌属、假单胞菌属和黄杆菌属。饲料2#组肠道中可培养细菌总数最高(1.06×10~8cfu/g);饲料5#肠道中的潜在致病菌数量最低,但其可培养细菌总数显著高于其他饲料组;饲料3#组肠道和鳃中潜在致病菌数量相对较高。研究表明,饲料中添加不同含量的虾青素能够显著影响雄性中华绒螫蟹肠道和鳃中的菌群构成,但对水体中可培养细菌数量无显著影响。本研究首次对投喂不同含量虾青素饲料的育肥期雄性中华绒螫蟹肠道、鳃及养殖水体可培养的优势细菌数量和组成进行分析,探究了饲料中虾青素含量以及养殖水体与蟹肠道内可培养细菌之间的联系,为中华绒螫蟹营养免疫和菌群调控提供了理论基础。     

饲喂枯草芽孢杆菌对杂交鲟生长和肠道菌群结构的影响

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)(Gutcare~?,DSM32315)按0.00%(对照组)、0.10%、0.20%和0.40%的浓度添加到饲料中,投喂杂交鲟(西伯利亚鲟Acipenser baerii♀×施氏鲟A.schrenckii♂)90 d,通过观察其对杂交鲟幼鱼生长性能、血液理化指标和肠道微生物菌群等的影响,来评估枯草芽孢杆菌的应用效果。研究结果显示,投喂率及饵料系数随枯草芽孢杆菌的添加而呈现先降低后升高的趋势,但均显著低于对照组(P0.05),其中0.20%添加组达最低值。饲料中添加枯草芽孢杆菌可以增加血清葡萄糖含量,且0.10%添加组显著高于对照组(P0.05)。肠道微生物物种组成分析显示,在属水平上,各试验组中,鲸杆菌属(Cetobacterium)为优势菌群,随着枯草芽孢杆菌添加量的增加,鲸杆菌属含量下降,并在0.40%添加组比例最低(74.29%);而邻单胞菌属(Plesiomonas)含量升高,当枯草芽孢杆菌添加量达到0.40%时,邻单胞菌属含量最高达23.64%;饲料中添加枯草芽孢杆菌可以降低链球菌属(Streptococcus)、乳酸菌属(Lactobacillus)及乳球菌属(Lactococcus)的丰度。结果表明,在一定范围内枯草芽孢杆菌投喂杂交鲟后,可显著降低饵料系数,增强鱼体对血糖和脂肪的利用和转化能力,同时在一定程度上改善肠道的微生态环境。综上,推荐鲟鱼养殖过程中枯草芽孢杆菌在饲料中的添加剂量为0.10%～0.20%。     

养殖鲈鲤肠道优势菌群组成及来源分析

采用免培养16S rDNA的PCR-DGGE技术,对单一饲料养殖鲈鲤(Percoypris pingi pingi (Tchang))幼鱼(体重为13.61±1.86 g)肠道菌群(包括肠道壁、肠道内容物)、养殖水体、饲料等菌群结构进行了比较分析.结果显示:人工养殖的鲈鲤幼鱼肠道内容物菌群与肠道壁的菌群存在一定的相似性...     

饲料锌对长江鲟幼鱼肠道微生物组成的影响

为了解锌对长江鲟(Acipenser dabryanus)类肠道菌群的多样性及群落结构组成的影响,本研究配制了14.77,57.71和364.5 mg/kg的3种不同锌水平的饲料,养殖长江鲟幼鱼8周,采集了后肠粪便,测定了后肠粪便的肠道α-多样性、群落结构组成与OTU数量。结果显示:随饲料锌水平的升高,基于丰度的覆盖估计值(ACE指数)、Observed species指数、Chao1丰富度估计指数(Chao1指数)出现了下降的趋势,364.5 mg/kg组最低,364.5 mg/kg组与14.77 mg/kg组之间差异显著,与57.71mg/kg组之间无显著差异。香浓多样性指数、辛普森多样性指数与普系α-多样性(Phylogenetic diversity, PD-whole tree)值也表现出随饲料锌水平的升高而下降的趋势,且三种指数均在364.5 mg/kg时最低,但各组之间无显著性差异。在科水平上,梭杆菌科、肠杆菌科与梭菌科类的总和分别占前10种科的80.82%、92.89%、93.37%,表明在不同锌饲料处理水平下,上述3个菌科在鱼类肠道菌群的组成中占据优势。在属水平上,鲸杆菌属(Cetobacterium)、梭菌属类(unidentified_Clostridiales)、邻单胞菌属(Plesiomonas)与柠檬酸杆菌属(Citrobacter)总和分别占前10种属的总和百分比分别达78.32%、81.56%、89.28%,表明这4种细菌属是优势属。三个处理组的总OTU数随饲料锌水平的升高而出现了下降的趋势,三个处理组的OTU数分别为1 160、790、654。上述结果表明,饲料锌含量对长江鲟幼鱼肠道的α-多样性、群落结构组成及OTU数量产生了影响,且饲料锌含量过高时会影响长江鲟幼鱼肠道的α-多样性、群落结构丰度及OTU数。     

野生和养殖的异齿裂腹鱼肠道菌群结构分析

用MiSeq高通量测序技术及生物信息学分析等方法,构建体质量约1.0 kg的野生和人工养殖异齿裂腹鱼6个肠道样品肠道菌群的基因测序文库,分析比较野生和人工养殖异齿裂腹鱼肠道菌群生物丰富度及多样性差异。研究结果表明,野生组样品Y1、Y2、Y3和人工养殖组样品C1、 C2、C3测得的运算分类单元数据分别可划分为751、469、313和302、259、263;野生和人工养殖两种养殖模式下异齿裂腹鱼肠道菌群的丰富度和多样性差异不显著(P0.05);野生异齿裂腹鱼以放线菌门、变形菌门为优势菌群;人工养殖异齿裂腹鱼以蓝细菌门、变形菌门为优势菌群。野生组可分类的细菌主要是微球菌属、气单胞菌属;人工养殖组可分类的细菌主要是蓝细菌和红杆菌。本研究可为异齿裂腹鱼的健康养殖及人工养殖环境的微生态调控技术构建提供理论依据。