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...     

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。     

不同季节刺参养殖池塘水体菌群结构与功能特征研究

为解析不同季节刺参(Apostichopus japonicus)养殖池塘水体菌群结构与功能特征,本研究选取中国北方典型岸基半开放刺参养殖池塘为研究对象,利用高通量测序技术和生物信息学分析手段,分别构建了辽宁长海刺参养殖池塘四季水体菌群16S rRNA基因测序文库.结果显示,辽宁长海刺参养殖池塘水体菌群丰度和多样性以夏...     

不同管理方式下秋季刺参养殖环境中菌群结构分析

2017年11月(秋季),在辽宁省大连市青堆子海域(N39.78°,E123.32°)的自然纳潮、微孔曝气和养水机调水3种管理方式的矩形海参(Apostichopus japonicus)养殖池塘中,按照《国家海洋调查规范》(GB/T12763)规定的方法采集水样和泥样,用高通量测序技术研究秋季不同水质调控方式下刺参养殖池塘水体和底泥中菌群群落结构特征。试验池塘面积为5.1 hm²,南深北浅,泥沙池底,实验期间各池塘不投饵和药。结果显示:三种池塘的底泥菌群多样性要高于水体中;养水机池塘水体中的菌群多样性高于其他两种池塘,微孔曝气池塘底泥中菌群多样性最高。水样和泥样中第一优势菌门都是变形菌门(Proteobacteria);次优势菌门有所不同,养水机、微孔曝气和自然纳潮池塘中,水样和泥样分别为:厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和绿湾菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。三种池塘内优势菌群群落构成相同,但其各自门、纲和属的...     

福建与山东、辽宁养殖仿刺参肠道菌群结构的差异分析

该研究基于MiSeq高通量测序技术对大连、烟台、霞浦和莆田地区养殖仿刺参(Apostichopus japonicus)肠道菌落结构进行分析。结果表明,大连、烟台、霞浦和莆田地区养殖仿刺参肠道测得的分类操作单元(OTUs)分别为455、542、440和242。四个样品菌群的物种丰度和优势菌种存在较大差别,其中莆田池塘养殖的仿刺参的肠道菌群比霞浦海上吊笼养殖高2倍多。烟台的仿刺参的丰富度最高,Simpson/Shannon指数达到4.78。四个产地仿刺参肠道中共检测到317个细菌种属。大连养殖仿刺参肠道的主要优势菌群为Lutibacter(10.13%),属拟杆菌门的黄杆菌科,是一种兼性厌氧菌。烟台养殖仿刺参肠道的主要优势菌群为Haliea(21.34%)和Halioglobus(12.58%)。莆田养殖仿刺参肠道中乳球菌属(Lactococcus)、芽孢杆菌属(Bacillus)所占比例较高。在霞浦养殖仿刺参肠道中Formosa含量最高,占细菌总数的比例为87.06%,其次为乳球菌属(Lactococcus),占细菌总数比例为7.71%。文章利用Miseq高通量测序技术对仿刺参肠道菌群结构进行分析,为今后进一步研究仿刺参肠道菌群与其摄食、消化、免疫等之间的关系提供了新的资料。     

凡纳滨对虾不同养殖密度高位池水体细菌群落动态

通过对养殖水体环境基因组DNA中细菌16S rRNA基因V4–V5区的高通量测序和生物信息学分析,研究了两种养殖密度的凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)高位池水体中细菌群落在养殖过程中的动态。结果显示,养殖过程中各菌群相对丰度变化明显,细菌多样性随时间逐渐提高,优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes)。随着养殖时间增长,蓝藻丰度所占比例逐渐减少,而变形菌、拟杆菌和浮霉菌丰度逐渐增大,同时养殖前期高密度池浮霉菌丰度显著高于低密度池(P0.01),而其他菌群无显著差异。结果表明,养殖期前50 d不同养殖密度水体细菌群落差异较大,而后30 d内细菌群落的时间异质性大于空间异质性,这意味着高位池水体菌相被划分为两类,到养殖后期菌相快速转变,养殖密度所带来的影响被减弱。     

池塘冷能气雾降温设备对高温期刺参养殖池塘环境理化指标及沉积物细菌群落结构的影响

近年来,极端高温灾害已成为限制仿刺参(Apostichopusjaponicus)产业可持续发展的重要瓶颈之一。本团队前期研发出一款可实现池塘养殖刺参安全度夏的池塘冷能气雾降温设备,取得了较好的应用效果。为解析使用该设备对池塘环境的调控作用,本研究选取安装并使用该设备的5个池塘(实验组,根据相对区域的不同,标记为E1和E2组)和无任何降温措施的3个池塘(对照组,标记为C组)为研究对象,测定夏季高温期实验池塘水质及底质指标,并利用高通量测序技术对相应池塘沉积物中菌群结构差异进行解析,进一步分析细菌群落结构与相关环境影响因子的相关性。研究结果显示,2个实验组池塘的底层平均水温显著低于对照组,水体溶解氧含量显著高于对照组,水体氨氮和沉积物氨氮、亚硝酸氮以及化学需氧量均显著低于对照组池塘(P<0.05)。对2个实验组和1个对照组共8个测试池塘的沉积物菌群结构进行测定后分别获得707～880个分类操作单元(optical transform unit, OTU),α多样性计算结果显示,实验组沉积物菌群群落丰度和微生物群落多样性均高于对照组。对8个样品的PCoA分析结果显示,各组内养殖池塘沉...     

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。     

有效微生物菌群(EM)对加州鲈池塘养殖水质和水体菌群结构的影响

为探究定期添加有效微生物菌群(EM)对大口黑鲈(Micropterus salmoides)池塘养殖水质和菌群结构的影响。本研究在Ⅰ期(4月10号)、Ⅱ期(5月10号)、Ⅲ期(6月10号)和Ⅳ期(7月10号)对实验组(EL)和对照组(L)进行监测,并通过水质理化指标、16S rRNA基因高通量测序技术分析了每个时期的水质和菌群结构。结果显示：相比于对照组,实验组池塘中在Ⅲ期亚硝酸氮含量显著降低了0.18 mg/L;实验期水体主要优势菌门为拟杆菌、变形菌、放线菌、蓝细菌等,其中拟杆菌为实验组在Ⅲ期和Ⅳ期的丰度最高菌,丰度分别为42.07%、38.52%,而对照组在Ⅲ期和Ⅳ期丰度最高菌为放线菌,丰度分别为71.83%、31.37%;蓝细菌在实验组的养殖前期丰度较大,但在后期(Ⅲ期和Ⅳ期)丰度小于1%,而对照组在整个采样期,蓝细菌丰度都大于1%;在Ⅲ期和Ⅳ期,实验组水体中分支杆菌属相对丰度极显著低于对照组。pd指数显示,实验组在Ⅰ期(4月份)多样性pd指数显著低于对照组,而在Ⅲ期(7月份)的多样性pd指数及其显著高于对照组。PCoA和聚类结果显示,在养殖实验后期(Ⅲ期和Ⅳ期)实验组相比较于对...     

斑点叉尾肠道及其养殖环境菌群结构分析

为探究健康斑点叉尾(鱼回)肠道及其与养殖池塘水体中菌群结构的关系,采用16S rDNA高通量测序方法和生物信息学分析手段考察其肠道和养殖水体中微生物群落组成和多样性。多样性指数分析结果表明,斑点叉尾(鱼回)肠道菌群丰度和菌群多样性均较养殖水体低。斑点叉尾(鱼回)肠道中有69.57%的运算分类单元与水体中一致,水体中优势菌群主要为变形菌门、放线菌门和蓝藻门,而肠道中的优势菌群为拟杆菌门、梭杆菌门和厚壁菌门,说明肠道和养殖水体中的优势微生物种群的组成和丰度无明显的相关性,肠道中菌群组成有一定的独立性,其优势菌群结构几乎不受养殖环境菌群的影响。PICRUSt预测细菌表型发现,斑点叉尾(鱼回)肠道中以厌氧菌和革兰氏阳性菌为主;从生物膜形成和致病潜力表型可知,肠道和水环境中均存在大量条件致病菌。试验结果表明,池塘养殖健康斑点叉尾(鱼回)肠道微生物中的优势益生菌主要为鲸杆菌属和拟杆菌属,平均相对丰度高达36.60%和15.82%。本试验将为斑点叉尾(鱼回)的健康养殖和益生菌的筛选提供理论依据。     

福建东吾洋海域海水和沉积物菌群结构及其与环境因子相关性

福建东吾洋海域是我国刺参(Apostichopus japonicus)吊笼养殖的核心产区,但目前该地区的水域环境现状和环境菌群结构相关研究匮乏。本研究以东吾洋海域东安、马坑、雷江和沙湾4个主要养殖区域为对象,完成了海参养殖高峰期1月的水质环境因子调查和评价分析,采用高通量测序方法完成了水体和沉积物菌群多样性和差异特征菌群分析,解析了环境因子与菌群结构相关性。结果表明,马坑海域的富营养化指数为21.60,属于严重富营养化;东安和雷江海域属于重度富营养,只有沙湾海域处于中度富营养的水平。东安和沙湾海域水质属于轻度有机污染,而马坑和雷江海域属于中度有机污染。高通量测序共获得1 520个操作分类单元(operational taxonomic units, OTUs),归属于28门、57纲、163目、322科、581属。菌群结构多样性分析表明,各区域沉积物的菌群多样性水平均显著高于相应海域水体菌群多样性,且具有较强的空间异质性。沙湾海域环境菌群多样性与丰度最高。PCo A分析表明,沉积物和水体中细菌群落结构差异极显著,水体交换和海域位置对其水体和沉积物菌群结构的影响较大。具有潜在致病性的弧菌...     

刺参养殖池环境细菌群落对底质改良剂的响应

运用平板培养计数法、最大或然数法和16S rRNA 基因的 PCR-DGGE 指纹图谱技术,分析发病刺参池塘环境中不同生理类群细菌数量及群落结构对底质改良剂的响应。结果显示,加入底质改良剂后,发病刺参池塘沉积环境中的总异养菌、硝化细菌、硫酸盐还原细菌等的数量在最初的2–4 d 有所上升,但升高幅度小于对照组,且在之后的2–4 d 内下降至加改良剂之前菌量;在加入底质改良剂后第2天,弧菌和硫化细菌数量便迅速下降,明显低于对照组。PCR-DGGE 图谱及测序结果显示,刺参养殖环境细菌优势菌分别属于绿弯菌门、变形菌门的莫拉菌科、柄杆菌科和气单胞菌科以及厚壁菌门的芽孢杆菌科和乳杆菌科的某种细菌,多样性指数在2.5–3.5之间。实验组加入底质改良剂后,气单胞菌属两种细菌数量逐渐下降。研究结果表明,底质改良剂可改变沉积环境中不同细菌类群的数量,降低致病菌的数量,从而改善底质环境并对“刺参腐皮综合征”起到防治作用。     

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。     

Characterization of the bacterial community in different parts of the gut of sea cucumber (Apostichopus Japonicus) and its variation during gut regeneration

Bacterial community plays an important role in keeping the health status of the host. A study on the characteristics of gut bacterial community of sea cucumber (Apostichopus japonicus) not only helps improve the current aquaculture model, but promotes healthy and rapid development of the aquaculture industry as well. Therefore, taking pond‐cultured sea cucumber (A. japonicus) as the studying object, the metagenomic and 16S rRNA sequencing technology were used in this study to explore the characteristics of bacterial community in different parts of the gut of sea cucumber, as well as during gut regeneration after evisceration. The results showed that the compositions of bacterial community are different in varying parts of the gut of sea cucumber (A. japonicus). Specifically, bacterial community in the midgut and hindgut are highly similar, showing significantly diversified bacterial species compared to the foregut. GO annotation indicated that the foregut is associated with richer catalytic activity and binding than the midgut and the hindgut. According to the KEGG annotation, metabolism‐related genes are mainly concentrated in the foregut, while genes related to signal transduction and the immune system are mostly annotated in the midgut and hindgut. During the gut regeneration stage, the structure of bacterial community varied greatly in different stage of the regeneration stage, with significant differences between the earlier and later stage. The dominant bacteria in the earlier stage is Rubritalea, and that in the later stage is Arcobacter. Besides, there were Loktanella, Thalassobacter and Phaeobacter in the gut throughout the entire regeneration stage. Cupriavidus, Hellea, HTCC2207, Methylophaga, Methylotenera, Stenotrophomonas and Tenacibaculum were only present in the earlier stage, and gradually disappeared in the later stage due to improving gut functions. The abundance and diversity of bacteria in the gut were higher in the earlier regeneration stage than that in the later stage, with a peak between the 15th and 25th day of the regeneration stage. At 45th day, the abundance and diversity became stable.     

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...     

应用稳定同位素分析辽东湾池塘仿刺参的食性

为分析辽东湾海水生态养殖池塘仿刺参的食性特征,分别于2016年3月、5月、7月、9月、12月采集池塘中的浮游植物、浮游动物、颗粒有机物、底栖硅藻、表层底泥和仿刺参,并检测所有样品的δ¹³C和δ¹⁵N值。运用IsoSource线性混合模型计算出浮游植物、浮游动物、颗粒有机物、底栖硅藻、表层底泥对仿刺参的饵料贡献率。试验结果显示,底栖硅藻对仿刺参的平均饵料贡献率周年变化为78.5%～85.7%,颗粒有机物、浮游植物、浮游动物和表层底泥对仿刺参的贡献率分别为2.1%～5.1%、2.2%～5.6%、2.3%～7.7%、3.6%～7.9%。底栖硅藻对消化管内含物δ¹³C值的贡献率为25.8%～74.5%、颗粒有机物、浮游植物、浮游动物和表层底泥对消化管内含物δ¹³C值的贡献率分别为3.9%～15.3%、4.0%～18.3%、4.2%～19.4%、5.6%～22.2%。试验结果表明,在不投饵、缺乏底栖大型藻类的生态养殖池塘中,底栖硅藻是仿刺参主要的食物来源,仿刺参也摄食表层底泥、沉降后颗粒有机物和浮游动植物。研究结果可为海水池塘仿刺参的生态健康养殖提供基础数据。     

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。