基于PCR-DGGE技术分析生物絮团的细菌群落结构

在草鱼养殖过程中添加碳源(葡萄糖)维持水体C∶N为20∶1以培养生物絮团,通过对生物絮团细菌群落构成进行种类鉴定来评价生物絮团中功能微生物的组成.采用PCR-DGGE(变性梯度凝胶电泳)技术分析生物絮团形成第5、10和15天的细菌群落结构.DGGE指纹图谱结果分析表明:第5天和第10天的相似性最高,达67.4％;第5天和第15天相似性系数最低仅为40.5％.第10天时微生物多样性最高,第15天时多样性最低.对DGGE指纹图谱特征条带进行回收、克隆测序,结果表明,生物絮团培养过程主要微生物类群隶属于以下6个纲:α-变形菌纲( Alphaproteobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、β-变形菌纲( Betaproteobacteria)、放线菌纲(Actinobacteria)、芽孢杆菌纲(Bacilli)、拟杆菌纲(B acteroidetes),其中α-、β-及γ-变形菌占据主要位置.α-proteobacteria为3个阶段的共有优势菌,第5天时特异菌包括食酸菌属(Acidovorax)、气单胞菌属(Aeromonas)、土壤杆菌属(Agrobacterium),第10天和15天分别为芽孢杆菌属(Bacillus)与红球菌属(Rhodococcus).研究首次发现,生物絮团应用于淡水养殖系统时细菌的组成和多样性都极其丰富,通过结合分析这些微生物的功能特点,为生物絮团技术在实际养殖生产中的进一步应用奠定基础.     

不同水力停留时间和进水硝酸盐浓度下香蕉杆为碳源的固相反硝化性能研究

固相反硝化去除水产养殖尾水中硝酸盐氮(NO33–-N)具有广阔的应用前景,水力停留时间(hydraulic retention time, HRT)和进水硝酸盐浓度(influent nitrate concentration, INC)是影响反硝化系统反硝化性能的主要因素之一,需要对HRT进行优化,掌握其最大NO3–-N处理能力。本研究首次以香蕉杆为反硝化反应器的外加碳源,在流场环境下,测定不同HRT和INC下反硝化系统对NO3–-N、亚硝酸盐氮(NO2–-N)、氨氮(NH4+-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)的去除效果。并采用基于Illumina Miseq测序平台的高通量测序技术,对反硝化系统运行初期及末期的细菌群落进行16S rDNA V3和V4区测序分析。结果显示,香蕉杆反应器的最佳HRT为20 h,对应NO3–-N去除率为(96.71±1.36)%,且无NO2–-N积累。在最佳HRT的基础上,反应器的出水硝酸盐浓度(effluent nitrate concentration, ENC)和硝酸盐去除速率(nitrate removal rate, NRR)均随INC的增加而显著增加(P<0.05),出水COD随INC的增加而降低。此外,反应器在整个实验期间能完全去除NH4+-N。高通量测序结果显示,经过长期运行后,反应器内的优势菌门包括变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、弯曲杆菌门(Campilobacterota)和厚壁菌门(Firmicutes),它们的相对丰度分别增至31.20%、6.67%、3.08%和4.26%,保证了反应器的高效运行。此外,在属水平上,反应器初期和末期的优势菌存在明显差异。本研究为农业废弃物作为养殖尾水反硝化碳源的工艺优化提供了理论参考。     

饲料中添加黄连素和胆汁酸对大口黑鲈生长、抗氧化指标、肝肠组织结构及肠道菌群的影响

【目的】探究饲料中添加黄连素和胆汁酸对大口黑鲈生长性能、代谢、肠道组织学及微生物种群和肠道微生物的影响。【方法】以初始体质量为（133.7±1.43）g的大口黑鲈为研究对象，在基础饲料中分别添加300 mg/kg的胆汁酸和2 g/kg的黄连素作为试验组，以基础饲料作为对照组，饲喂大口黑鲈50 d，测定比较其生长指标、血清和肝脏生理生化指标、肠道组织学及内容物微生物种群组成差异。【结果】饲料中添加黄连素和胆汁酸可以显著改善大口黑鲈的生长性能，与对照组相比，黄连素组和胆汁酸组特定生长率显著增加，肝体比显著降低（P<0.05）；饲料中添加黄连素和胆汁酸可以显著降低大口黑鲈血清促炎症因子（肿瘤坏死因子（TNF-α））和血糖含量（P<0.05）；饲料中添加黄连素可显著提升肝脏糖酵解、糖异生关键酶含量（P<0.05）；与对照组相比，黄连素组和胆汁酸组肠道微生物厚壁菌门（Firmicutes）占比增加，变形菌门（Proteobacteria）降低，假单孢菌属（Pseudomonas）降低；饲料中添加黄连素和胆汁酸可以使大口黑鲈肝脏组织空泡化明显改善，细胞脂肪减少，肠道绒毛长度较长，...     

珠江三角洲地区大口黑鲈池塘养殖系统的能值评估

为评价珠江三角洲地区大口黑鲈池塘养殖系统的生态经济性能,实验以能值理论为基础,定量分析该系统的能流和物流特点,通过建立能值评价指标体系,综合评估该系统的环境影响及可持续性。结果显示,大口黑鲈养殖系统投入的资源分为可更新资源(太阳能、风能、雨水能、地球循环能和河水能)和购买的外部资源(设施、苗种、电能、饵料、药品、劳动力、租金、维护费)两部分。养殖系统投入的总能值为4.51×10~(17)sej/(hm~2·a),其中可更新资源能值总和为1.24×10~(16) sej/(hm~2·a),占总投入能值的2.75%。河水能在可更新资源中所占比例最大,为9.77×10~(15) sej/(hm~2·a),占总投入能值的2.17%。购买的外部资源能值总和为4.38×10~(17) sej/(hm~2·a),占总投入能值的97.25%。饵料投入在购买的外部资源中所占比例最大,其能值为3.49×10~(17) sej/(hm~2·a),占总投入能值的77.33%,其次是劳动力,能值为2.29×10~(16) sej/(hm~2·a),占总投入能值的5.08%。大口黑鲈池塘养殖系统太阳能值转换率TR为2.18×106 sej/J,产出能值交换率EERY为2.028,能值产出率EYR为1.028,环境负载率ELR为35.39,能值持续性指数ESI为0.029,可持续性发展的能值指数EISD为0.059。大口黑鲈池塘养殖系统经济效益较高,但过多依赖购买的外部资源,对环境压力较大,可持续性较差。减少饵料投喂量、提高饵料利用率(如选择优质配合饲料及添加剂、改进投喂策略等)以及开展综合养殖是提高珠江三角洲地区大口黑鲈养殖系统持续性、减小环境负载率的有效途径。     

稻田环境对鲤血清生化指标、肠道组织形态及细菌群落结构的影响

稻鱼共生(Rice-fish co-culture)作为“全球重要的农业遗产系统”，已成为我国发展可持续农业的重要模式。为研究稻田环境条件下，鲤血清生化特性、肠道显微结构及肠道微生物菌群多样性、物种丰度的影响。于2019年6月在连南瑶族自治县，分别选取稻田和池塘，放养规格大小一致的鲤幼鱼进行3个月的不投喂养殖。试验结束后统一进行采样与检测。结果表明：稻田环境显著提高了鲤的体长和体质量，显著降低了鲤血清谷丙转氨酶(ALT)活性和肠道微绒毛高度(P＜0.05)，血清补体C3和C4的含量有上升趋势，但差异不显著(P＞0.05)；在肠道微生物方面，稻田环境显著提高了鲤肠道内菌群多样性，并在门水平显著提高了疣微菌门(Verrucomicrobia)和变形菌门(Proteobacteria)的丰度(P＜0.05)，显著降低了梭杆菌门(Fusobacteria)的丰度(P＜0.05)；在纲水平，显著提高了α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)和放线菌纲(Actinobacteria)的丰度；在属水平，显著降低鲸杆菌属(Cetobacterium)、邻单胞菌属(Plesiomonas)、拟杆菌属(Bacteroides)以及气单胞菌属(Aeromonas)的丰度(P＜0.05)。实验结果证实，稻田环境改变了肠道微生物多样性及与代谢能力有关的功能基因丰度，降低了部分条件致病菌的丰度，减少了疾病爆发的几率，同时有利于维持肝功能稳定。对于保持养殖鱼类健康生长有积极作用。