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。     

夏季仿刺参养殖池塘水体菌群地域性特征及其影响因素

2018年8月,在全年不投喂饲料及益生菌且面积约0.1 km~2的泥质底质的辽宁长海、营口,河北乐亭和山东乳山典型岸基半开放仿刺参养殖池塘中,设置4个采样点,采集距水面和离池底各30 cm处水样,利用高通量测序技术和生物信息学分析手段,构建4个地区典型仿刺参养殖池塘水体菌群16S rRNA基因测序文库,解析仿刺参养殖池塘水体菌群地域性差异和共性,并查明影响水体细菌群落构成的主导环境因子。试验结果显示,不同地区仿刺参养殖池塘水体优势菌门为变形菌门和拟杆菌门,二者相对丰度占比68.64%～89.34%。变形菌门均为第一优势菌门,相对丰度占比51.10%～71.98%。在属水平上,不同地区水体优势菌属主要为玫瑰变色菌属、远洋杆菌属、Kiloniella和棕囊藻杆菌属。其中,长海、乐亭和乳山水体第一优势菌属均为玫瑰变色菌属,相对丰度占比分别为18.68%、24.65%和24.46%;营口地区水体第一优势菌属为Kiloniella,相对丰度占比23.07%。仿刺参养殖池塘水体菌群存在显著地域性差异(P0.05)。其中,乐亭与乳山水体菌群结构相似度最高首先聚为一类,其次与长海聚为一类,营口地区则单独聚为一类。营口仿刺参养殖池塘水体差异菌群主要为放线菌门和浮霉菌门细菌。尽管不同地区水体细菌组分比例不同,但共有菌属甚多。环境因子中,影响水体菌群的主导环境因子为化学需氧量和总有机碳,其次为磷酸盐、总磷和温度。本试验结果将为仿刺参养殖池塘水体微生态调控提供参考。     

低温期养殖刺参腐皮综合征的发生与环境因子间的关系

为研究低温期养殖刺参腐皮综合征的发生与环境因子之间的关系,2006年1-5月在青岛周边地区3个养殖场刺参腐皮综合征发生的早期,采用异养菌总数TSB平板计数法、弧菌TCBS平板计数法对发病池塘的水质和池塘中异养菌总数和弧菌总数的数量与分布以及刺参肠道中的异养菌总数和弧菌总数进行了研究,同时比较研究了刺参病灶组织中优势菌与池塘环境及刺参肠道中优势菌的相关性.结果表明:发病池塘水体中细菌的数量较少,但底层水体中细菌总数普遍多于表层,水体中的优势菌与刺参病灶组织中的优势菌相关性不大;池塘表层底泥和刺参肠道中异养菌总数较多,弧菌总数较少,其优势菌与刺参病灶组织优势菌具有一致性.刺参腐皮综合征的发生与池塘水体分层引起的水质恶化和底泥中异养菌的数量密切相关.     

池塘养殖刺参腐皮综合征发病环境因素分析

通过对2014年7—8月山东省青岛市红岛邵哥庄(SGZ)和宿流(SL)两个社区的发生刺参腐皮综合征和未发病刺参养殖池的环境因子跟踪监测和对比,解析发病的原因。从发病前至发病后,分别监测了两地多个池塘水体中的4类可培养细菌(总异养菌、弧菌、硝化细菌和硫化细菌)和6项理化参数(温度、p H、盐度、溶解氧、无机氮、COD),以及沉积环境中6类可培养细菌(总异养菌、弧菌、硝化细菌、硝酸盐还原菌、硫化细菌、硫酸盐还原菌)和4项理化参数(pH、氧化还原电位、硫化物、有机碳)。结果表明,刺参发病时,邵哥庄发病池(SGZ-1~#)环境中细菌数量与未发病对照池(SGZ-2~#)无显著差异,但温度高达25.94℃,盐度低至24.47,均超过刺参耐受限度。水体NO_2-N含量为79.56μg/L,沉积物中硫化物含量为221.1 mg/g,均高于对照池;宿流发病池SL-南2弧菌数量(1.85×10~4 CFU/mL)在发病当日明显升高,高于对照池SL-北1和邵哥庄社区的发病池,而发病池的理化指标反而好于对照池。由此推断,邵哥庄社区的刺参发病与池塘理化指标突变有密切关系,而宿流的刺参发病与病原菌数量激增有密切关系。因此,应从理化指标和病害生物两方面对刺参病害进行预警及采取防治措施。     

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。     

活菌底质改良剂池底预埋法效果试验

正池塘底质中的有机物降解过程是在微生物的参与下完成的,活菌底质改良剂的使用就是通过补充底泥中微生物活菌的数量从而达到改良底质的目的。底质改良剂的传统用法是在养殖过程中向池塘中施用,如果在池塘进水前就将活菌底质改良预埋在池底,使活菌在底泥中繁殖生长,对池     

不同肥料对池塘细菌种群的影响

运用PCR-DGGE技术分析有机肥(干鸡粪)和化肥(碳酸氢铵和磷酸一铵)对鱼苗池塘中的理化因子和细菌数量及其种群结构的影响,以探讨细菌种群结构对不同肥料的响应。结果显示:施肥后池塘中NH4+-N、PO43--P、NO 3--N和NO 2--N等浓度增加,透明度降低,细菌数量、种群多样性和丰富度指数均增加;化肥增加溶氧和升高pH,有机肥却降低溶氧和pH。施肥后蓝细菌门(Cyanobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)种群成为优势种群,有机肥能增加厚壁菌门(Firmicutes)种群的相对丰度,而化肥却降低其相对丰度;β-和γ-变形杆菌纲种群的相对丰度在施入化肥后增加,有机肥却限制γ-和δ-变形杆菌纲种群,化肥明显降低放线菌门种群的相对丰度。池塘中理化因子、细菌种群数量及其结构因施入不同肥料发生相应的变化。     

斑点叉尾鮰养殖池塘底泥微生物群落结构特征及其影响因素

微生物群落在水产养殖环境中起着重要作用，深入了解微生物群落组成及其构建机制对了解池塘生态功能具有重要意义。本研究通过高通量测序技术研究斑点叉尾鮰（）养殖池塘底泥中细菌群落机构特征，并分析了细菌群落的主要影响因素。结果显示，斑点叉尾鮰养殖池塘底泥细菌群落结构呈现出季节性变化，冬春季样品相似性较高。斑点叉尾鮰养殖池塘底泥优势菌群主要为变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）和酸杆菌门（Acidobacteria），与池塘水体细菌群落间有明显的差别。线性判别分析显示，冬、春和秋季的特异性优势菌群较为丰富，冬季和春季分布较为集中，分别集中于浮霉菌、拟杆菌门、绿弯菌门和厚壁菌门、拟杆菌门，秋季特异性优势菌群分布特别分散，而夏季优势细菌类群最少，只有绿弯菌门厌氧绳菌属1个属具有显著优势。环境因子中，透明度和总溶解性悬浮物与斑点叉尾鮰养殖池塘底泥细菌群落结构有显著相关（<0.05），对细菌群落结构的影响也最大。本研究旨为斑点叉尾鮰池塘微生物群落的变化和调控提供借鉴。     

刺参(Apostichopus japonicus)大水面养殖池塘环境中优势益生菌筛选及其特性分析

2014年12月–2015年12月,在大连地区刺参(Apostichopus japonicus)大水面养殖池塘进行了春、夏、秋、冬四季有益菌分离筛选,从其水体和底泥中共分离得到66株细菌。以刺参"腐皮综合征"主要病原菌——灿烂弧菌(Vibrio splendidus)和假交替单胞菌(Pseudoalteromonas nigrifaciens)为指示菌进行拮抗作用实验,利用选择培养基对菌株产淀粉酶和蛋白酶的能力进行测定,最后通过安全性实验得到潜在益生菌株YQ-2。结果显示,该菌株对灿烂弧菌和假交替单胞菌有较强的抑制作用,抑菌圈分别达到22 mm和24 mm;对淀粉和蛋白选择培养基水解圈的直径达到22 mm和36 mm。安全性实验显示,该菌株无论是在108 CFU/ml浸浴还是投喂108 CFU/g的粉末饲料感染,30 d内供试刺参没有发病和死亡现象,健康程度好,且相对于对照组的体重明显增长,108 CFU/g粉末饲料投喂组的相对增长率达到39.31%。此外,本研究对YQ-2菌株的生理生化指标、16S r DNA序列进行了分析,其同源性与枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis strain KLP2015相似度达99%,故将该菌株鉴定为枯草芽孢杆菌。该株枯草芽孢杆菌在大水面刺参池塘四季水体中数量为140–280 CFU/ml,高于其他菌株;同时,该菌株在水体中还具有较高的优势度,优势度分别为4.2%、3.5%、2.6%、4.6%,冬、春季节的优势度明显高于夏、秋季节;它属于土著分离菌株,对引起刺参腐皮综合征的2株病原菌具有较强的抑制作用,这对刺参大水面生态养殖具有较大的应用潜力。     

微生物制剂对养殖池塘细菌群落影响的PCR-DGGE分析

为了解微生物制剂在水产养殖环境修复中的作用机制,采用聚合酶链式反应—变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)方法,研究不同微生物制剂对养殖池塘上覆水和沉积物中细菌群落的影响。结果显示,施用微生物制剂前后,试验塘上覆水样品中细菌的DGGE优势条带无明显变化,细菌群落组成没有明显差异,提示微生物制剂对试验塘上覆水中的细菌群落组成影响很小。相对而言,施用过微生物制剂的池塘相对于对照池塘其细菌群落结构发生的变化较大;泼洒EM菌原粉3 000 g/hm2加芽孢杆菌原粉750 g/hm2的试验塘沉积物中细菌群落2 d内发生了较大变化,之后相对稳定,对照池塘和泼洒EM菌原粉3 000 g/hm2加光合细菌原粉1 500 g/hm2的试验塘沉积物中细菌群落组成变化很小。     

池塘养殖仿刺参(Apostichopus japonicus)肠含物、附着基和底泥中的菌群结构及其相关性

2014年10月,利用 PCR-DGGE 技术分析了标准化养殖池塘中仿刺参(Apostichopus japonicus)肠含物及附着基和底泥中细菌的菌群结构及其相关性。结果显示,仿刺参肠含物、附着基、底泥中细菌多样性较高,分别平均获得30.00±1.00、15.33±1.70、21.67±2.62条带,肠含物中细菌种类数显著高于附着基和底泥。聚类分析和戴斯系数表明,不同池塘的仿刺参肠含物样本单独聚为一支,相似性达到0.785,附着基和底泥样品聚为一支,平均相似性达到0.532。不同样品 DGGE 图谱中20条优势条带的切割、克隆、测序,共获得了20条细菌序列,表明肠含物细菌种类以聚球藻属(Synechococcus sp.)、脱硫杆菌属(Desulfobacterium)、脱硫叠球菌属(Desulfosarcina sp.)、极地杆菌属(Polaribacter)、Algibacter sp.为主,附着基中主要以 Robiginitalea sp.和 Silicibacter sp.为主,底泥样品中主要以假单胞菌属(Proteobacterium）、噬胞菌属(Cytophaga）、Desulfosarcina sp.为主,肠含物中细菌特有种类的分离与鉴定为仿刺参养殖潜在益生菌的开发提供基础数据。     

Phylogenetic analysis of bacterial communities in the shrimp and sea cucumber aquaculture environment in northern China by culturing and PCR–DGGE

In this study, we investigated the bacterial communities in the shrimp and sea cucumber culture environment, including shrimp ponds (SP), sea cucumber ponds (SCP), mixed-culture ponds (MCP) and the effluent channel (EC) in Qingdao, China. Bacteria cultivation showed that the counts of heterotrophic, nitrate-reducing and sulfate-reducing bacteria in the sediment of SP were higher than that in the sediment of SCP and MCP, varying between 8.7 × 10⁴ and 1.86 × 10⁶, 2.1 × 10⁴ and 1.1 × 10⁵, and 9.3 × 10¹ and 1.1 × 10⁴ CFU g^?1, respectively. In contrast, the counts of ammonium-oxidizing and nitrifying bacteria in the sediment of SP was lower than that in the sediment of SCP and MCP. Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) of 16S rDNA gene and dendrogram analyses showed that bacterial diversity in the mixed-culture environment was higher than that in the monocultures. The similarity of bacterial community between EC and SCP or MCP was higher than that between EC and SP. These results indicated that sea cucumber culture played a significant role in influencing the environmental bacterial communities that were composed mainly of Flavobacteriaceae (64.3%), Bacteriodetes (21%) and delta proteobacteria (14.7%), including the genera of Croceimarina, Lutibacter, Psychroserpens and so on. The results explained the benefit of sea cucumber culture in shrimp ponds at the level of microbial ecology.     

底管微孔增氧技术对参池环境及刺参生长的影响试验

对黄河三角洲地区底管微孔增氧机在刺参养殖池塘中的应用进行了试验,对底管微孔增氧技术对参池环境和刺参生长的影响进行了研究。结果表明,在参池中合理使用底管微孔增氧机可显著增加参池溶氧,并显著提高刺参重量,是一种值得推广的新型增氧技术。     

刺参(Apostichopus japonicus)大水面养殖池塘环境中优势益生菌筛选及其特性分析

2014年12月-2015年12月,在大连地区刺参(Apostichopus japonicus)大水面养殖池塘进行了春、夏、秋、冬四季有益菌分离筛选,从其水体和底泥中共分离得到66株细菌.以刺参“腐皮综合征”主要病原菌——灿烂弧菌(Vibrio splendidus)和假交替单胞菌(Pseudoalteromonas nigrifaciens)为指示菌进行拮抗作用实验,利用选择培养基对菌株产淀粉酶和蛋白酶的能力进行测定,最后通过安全性实验得到潜在益生菌株YQ-2.结果显示,该菌株对灿烂弧菌和假交替单胞菌有较强的抑制作用,抑菌圈分别达到22 mm和24 mm;对淀粉和蛋白选择培养基水解圈的直径达到22 mm和36mm.安全性实验显示,该菌株无论是在108 CFU/ml浸浴还是投喂108 CFU/g的粉末饲料感染,30 d内供试刺参没有发病和死亡现象,健康程度好,且相对于对照组的体重明显增长,108 CFU/g粉末饲料投喂组的相对增长率达到39.31％.此外,本研究对YQ-2菌株的生理生化指标、16S rDNA序列进行了分析,其同源性与枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis strain KLP2015相似度达99％,故将该菌株鉴定为枯草芽孢杆菌.该株枯草芽孢杆菌在大水面刺参池塘四季水体中数量为140-280 CFU/ml,高于其他菌株;同时,该菌株在水体中还具有较高的优势度,优势度分别为4.2％、3.5％、2.6％、4.6％,冬、春季节的优势度明显高于夏、秋季节;它属于土著分离菌株,对引起刺参腐皮综合征的2株病原菌具有较强的抑制作用,这对刺参大水面生态养殖具有较大的应用潜力.     

养殖刺参早期发育阶段体内可培养细菌的菌群特征及其与环境菌群相关性分析

采用传统细菌培养方法，对养殖刺参(Apostichopus japonicus)早期发育各阶段幼体体内及环境(投入饵料及培育用水)菌群的组成与结构展开研究，对分离的优势细菌进行分子鉴定，在此基础上，进行了刺参幼体体内菌群结构与环境菌群结构相关性分析。幼体各发育期的细菌培养结果显示，在幼体开口前的各发育时期(性腺、卵、受精卵、原肠胚)均无可培养细菌，在投饵以后，耳状幼体、樽形幼体体内可分离到可培养细菌，幼体发育到稚参以后，消化道可培养细菌总数急剧增加，并在4月龄时达到108 CFU/g数量级。在幼体体内可培养细菌中，弧菌(Vibrio)占比为2.2%~77.3%。对环境菌群的细菌培养结果显示，培育用水中细菌含量变化不显著，随着幼体发育期饵料的转变，不同时期饵料中细菌含量差异显著。整个养殖系统中共分离到65株优势细菌，16S rDNA鉴定结果显示，所分离的65株优势菌鉴定为14个属43种细菌。相关性分析结果显示，随着幼体的发育，生物饵料中的细菌对消化道中的菌群结构影响越来越大。本研究结果为解析刺参消化道菌群的形成过程和演替规律以及养殖用益生菌的筛选与应用奠定了基础。     

Sedimentation and sediment characteristics in sea cucumber Apostichopus japonicus (Selenka) culture ponds

Annual sedimentation, re-suspension rates and contents of particulate organic carbon (POC), particulate organic nitrogen (PON) and total phosphorus (TP) in the sediment were investigated in two sea cucumber culture ponds at Rongcheng, Shandong Province, China. The results showed that the average flux of total particulate matter in the ponds was 22.1 g m² d⁻¹. The average re-suspension rate of the sediment in the ponds was 81.7%. The re-suspension rates in spring and autumn were higher than those in summer and winter. The mean contents of POC, PON and TP in the sediment of the ponds were 4.4, 0.5 and 0.6 (mg g⁻¹), respectively, and the mean contents of Chlorophyll a (Chl a) and pheophytin in the sediment were 8.1 and 12.1 μg g⁻¹ respectively. The POC, PON and TP contents in the sediment of the ponds increased during the period of sea cucumber aestivation (summer) and hibernation (winter), while they decreased during the feeding periods. The organic matter accumulation rate and the contents of POC, PON, TP, Chl a and pheophytin in the sediment were even lower than those in the pond without sea cucumber (P<0.05). The results demonstrated that sea cucumber culture can effectively stop nutrient accumulation at the bottom of the cucumber culture ponds.     

生物絮团对水质的调控作用及仿刺参(Apostichopus japonicus)幼参生长的影响

采用模拟实验与现场实验相结合的方法,通过添加3种微生态制剂及碳水化合物作为碳源,研究了其在生物絮团形成与水质调节中的作用,并分析了其对水中无机氮含量、悬浮物、细菌总数及幼参生长的影响,为阐明生物絮团在刺参工厂化苗种培育中的生态环境调控作用提供依据。结果表明,亚硝态氮易于在培育池水体中累积,可高达0.25 mg/L;添加芽孢杆菌后,水中总悬浮物含量和细菌总数均为最高值,且未检测到弧菌和大肠菌群;第20天,仅添加蔗糖组幼参增重与特定生长率均明显高于其他复合碳源组和对照组(P0.05),分别为44.34 g和2.19%/d;而添加蔗糖和芽孢杆菌组增重与特定生长率均明显高于其他处理组和对照组(P0.05),分别为66.60 g和3.01%/d;复合碳源组幼参增重与特定生长率随着玉米淀粉含量增加而逐渐降低,但与对照差异均不显著(P0.05)。结果显示,以蔗糖为碳源,添加芽孢杆菌形成的生物絮团不仅可以改善水体水质和微生态结构,还可以明显促进幼参的生长。