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。     

广西工厂化循环水养殖石斑鱼水质处理效果

通过集成海水养鱼、生化处理、设施工程、环境工程、电器自控和水质监控等技术,建立一套适合广西地区应用的工厂化循环水石斑鱼养殖系统。该养殖系统处理流程为:鱼池→沉淀池→蛋白质分离器→生物滤池→海马齿浮床→紫外杀菌,生物滤池包括A、B、C三个通道,A、B通道均由珊瑚石作为一、二级生物过滤和生化球作为三级过滤,C通道由珊瑚石作为一级过滤和椰子壳碎作为二、三级过滤。结果显示:沉淀池处理可以显著降低鱼池的COD,氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和磷酸盐的质量浓度(P<0.05);经海马齿浮床系统处理后,硝酸盐氮质量浓度显著低于沉淀池、蛋白质分离器处理池、生物滤池A、B通道(P<0.05);整体上,C通道水质指标略低于A、B通道,但差异不明显(P>0.05)。该研究结果可为广西沿海发展循环水养殖技术以及养殖生产方式转变提供可靠的科学数据和技术参考。     

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。     

凡纳滨对虾工厂化循环水养殖系统水质指标及微生物菌群结构的分析

为探究凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)工厂化循环水养殖系统的养殖水体水质情况以及微生物菌群的组成结构,本研究利用高通量测序技术和生物信息学分析手段,测定凡纳滨对虾工厂化循环水养殖过程一级移动床生物净化、二级固定床生物净化、养殖水体的水质指标、水体和生物净化载体以及对虾肠道微生物菌群的组成。结果显示,水体的氨氮(NH₄⁺-N)和亚硝态氮(NO₂^–-N)质量浓度显著降低,分别为0.85和0.21 mg/L。养殖系统水体、生物净化载体和虾肠道样品中共有的优势菌为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes),此外,一级、二级生物净化系统水体中的放线菌门(Actinobacteria)为优势菌,生物净化载体中浮霉菌门(Planctomycetes)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae)为优势菌;对虾肠道中的厚壁菌门(Firmicutes)为优势菌。另外,对虾养殖循环水系统中生物净化载体上的细菌物种含量比水样中的细菌物种少,但微生物多样性高于养殖水体,...     

循环水养殖系统生物滤池细菌群落的PCR-DGGE分析

通过模拟实验对循环水养殖系统中不同初始NH ₄N浓度的生物滤池中生物膜上和水中的细菌数量及群落种类组成进行了研究。对成熟生物膜及水体样品中的异养菌、氨氧化菌、亚硝酸盐氧化菌的培养计数结果表明,随着生物滤池初始氨氮浓度增大,除异养细菌数量逐渐下降外,生物膜上的氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌数量呈逐渐增加趋势,且均高出水样3~4个数量级;同时对上述样品的16S rRNA基因片段的PCR扩增产物进行变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析及其序列同源性分析的结果表明,生物膜和水中都有较高的细菌多样性,同一初始氨氮浓度的滤池中生物膜上的细菌多样性高于水中的。生物滤池中的细菌主要由拟杆菌门的黄杆菌纲和变形菌门的α-、β-、γ-变形菌纲的15种细菌组成。生物膜上的优势菌包括奥雷氏菌属、湖饲养者菌属、泥滩杆菌属、沉积杆菌属、雷辛格氏菌属、冷蛇形菌属和亚硝化单胞菌属等;水体中的优势菌则有明显差异,主要有蛋黄色杆菌属、Nautella,玫瑰杆菌属和一种硫氧化菌等。初始氨氮越高的滤池中,亚硝化单胞菌属的细菌在生物膜上所占比例越高,逐渐成为优势菌之一。实验证实,挂膜初期,提高水体中初始氨氮浓度,有利于硝化细菌的富集和固着,提高生物滤池的除氮效率。     

健康与患病凡纳滨对虾肠道菌群结构及功能差异研究

为探究病害发生后健康与患病凡纳滨对虾肠道菌群结构和功能的差异,并筛选肠道指示菌群来评估宿主健康状况,评价凡纳滨对虾肠道菌落的功能冗余性。实验采集健康和患病凡纳滨对虾样品,通过Illumina高通量测序技术测定肠道菌群组成,并利用PICRUSt进行功能预测,以此比较健康与患病凡纳滨对虾肠道微生物的群落结构和功能差异,并预测功能与群落组成的相关性。结果显示,病害的发生伴随着肠道菌群结构的显著变化,而多样性无显著差异。与健康凡纳滨对虾肠道细菌组成相比,患病凡纳滨对虾肠道中放线菌门(Actinobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)和疣微菌门(Verrucomicrobia)相对丰度降低,而γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)增加。同时,筛选出16个指示细菌科,能够很好地指示宿主健康状况。与健康组相比,患病凡纳滨对虾中参与弧菌侵染的过程显著增加,而溶酶体和过氧化物酶等免疫功能代谢过程显著减弱。此外,肠道微生物群落结构与功能组成呈显著正相关,表明凡纳滨对虾肠道菌群组成具有较低的功能冗余性。研究表明,健康与患病凡纳滨对虾肠道菌群结构存在显著差异,并且由细菌介导的功能随之发生改变,能够用指示微生物评估宿主健康状况。     

双斑东方鲀循环水养殖水体细菌群落结构分析

利用16S rRNA高通量基因测序技术研究了双斑东方鲀(Fugu bimaculatus)循环水养殖系统养殖水体细菌种群结构特征,并比较养殖患病(溃疡症)的双斑东方鲀的水体细菌群落结构与健康的之间的差异,探讨细菌群落结构与双斑东方鲀细菌性病害发生的相关性。研究结果表明,双斑东方鲀循环水养殖水体细菌群落的优势细菌门为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes),优势细菌纲为γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、黄杆菌纲(Flavobacteriia)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria),优势细菌目为黄杆菌目(Flavobacteriales)、硫发菌目(Thiotrichales)、红细菌目(Rhodobacterales)、交替单胞菌目(Alteromonadales)、弧菌目(Vibrionales),优势细菌科为黄杆菌科(Flavobacteriaceae)、硫发菌科(Thiotrichaceae)、红细菌科(Rhodobacteraceae)、弧菌科(Vibrionaceae)、交替假单胞菌科(Pseudoalteromonadaceae)。患病的和健康的循环水养殖水体细菌群落种类组成相似度高,细菌群落多样性指数无较大差异,在同一分类水平上各细菌群落丰度占比差异显著;二者核心微生物(属)的差异明显,健康的循环水养殖水体核心细菌群落以Polaribacter属为主;患病的循环水养殖水体核心细菌群落以弧菌科的发光杆菌属(Photobacterium)和弧菌属(Vibrio)为主,而发光杆菌属和弧菌属的多数种类属于病原菌或条件致病菌。双斑东方鲀患病(溃疡症)与养殖水体细菌群落的弧菌属丰度占比高有关。该研究结果对双斑东方鲀循环水养殖细菌性病害的监测、预警、诊断及管理控制具有重要的意义。     

大神堂海域人工鱼礁投放对底泥细菌的影响

为探究人工鱼礁投放对底泥细菌群落结构和功能的影响,于2018年9月对2014年投礁人工鱼礁区、2018年6月新投礁区和对照区进行表层沉积物细菌16S rRNA基因测序和环境因子测定。利用高通量测序技术对细菌16S rRNA基因V4～V5区进行测序,并结合环境因子分析细菌群落的结构变化和影响因子。结果表明,投礁2个月后,新投礁区的细菌群落结构逐渐与鱼礁区趋于一致,鱼礁区和新投礁区细菌物种数和多样性指数均高于对照区,且差异显著(P<0.05)。从门类上看,变形菌门是渤海湾沉积物中丰度最高的菌种,对照区变形菌门和拟杆菌门丰度低于其他2个区域,厚壁菌门和蓝细菌丰度显著高于其他2个区域。从种类上看,对照区细菌种类明显多于其他2个区域,鱼礁投放使细菌种类发生了聚集,硫氧化菌丰度显著降低,海洋伍斯菌和脱硫细菌丰度显著升高。环境因子检测表明,与本底值和对照区相比,人工鱼礁的投放使海域底泥的粒径变小,夏季溶解氧和硫化物含量降低。功能基因和影响因子相关分析表明,鱼礁区底泥细菌的硫还原反应影响了礁区的环境,同时礁区环境的改变也影响了菌群的结构。     

鲥[鱼侯]淀不同基质附着细菌群落结构特征及PICRUSt功能预测分析

为了解湖泊生态系统中微生物群落的组成及其在生态系统中的作用和功能,实验基于高通量测序技术分析了鲥[鱼侯]淀芦苇、棕榈片、人工水草、网片四种不同基质附着细菌的群落结构组成,并采用PICRUSt对菌群功能进行了预测分析。结果显示:鲥[鱼侯]淀四种基质附着细菌群落组成丰富,共检测出38门91纲183目338科646属,优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、浮霉菌门(planctomycetes)。通过α-多样性分析发现四种基质附着细菌多样性指数大小依次为芦苇基质>棕榈片基质>人工水草基质>网片基质,丰富度依次为棕榈片基质>芦苇基质>网片基质>人工水草基质。进行PCoA分析和聚类分析,发现棕榈片基质与芦苇基质的附着细菌群落较为相似,而网片基质与人工水草基质较为相似。采用PICRUSt进行菌群功能预测分析,表明主要的COG功能包括氨基酸运输和代谢、细胞壁/细胞膜/膜结构的生物合成、能量产生和转换、信号转导机制、无机离子转运与代谢、碳水化合物的运输和代谢等共涉及22个功能基因家族。以上结果表明,生态修复中天然芦苇的微生物多样性最优且自我净化能力最强,其次是棕榈片。     

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。     

生物净水栅对凡纳滨对虾肠道菌群组成的影响

利用Illumina Miseq高通量测序技术和生物信息学分析手段,采集传统养殖池塘和添加生物净水栅养殖池塘凡纳滨对虾肠道样品,比较分析两个池塘凡纳滨对虾肠道菌群组成及其多样性。试验结果表明,对照组和试验组凡纳滨对虾肠道测得的可操作分类单元分别为239和296。对照组和试验组对虾肠道样品菌群的物种丰度和优势菌种存在一定差异,试验组和对照组样品细菌Shannon指数分别为2.04、1.80,前者细菌Shannon指数高于后者13.33%(P0.05)。对照组和试验组对虾肠道样品所鉴定出的细菌门类组成基本相似,组成比例存在一定差异,前三大优势细菌门类均为变形菌门、拟杆菌门和软壁菌门,分别占试验组细菌总数和对照组细菌总数的97.56%和98.54%。在优势菌群方面,试验组对虾肠道的优势群为弧菌属、希瓦氏菌属、Cloacibacterium、黄质菌属、红杆菌属,分别占细菌总数的70.83%、18.29%、1.97%、1.38%和1.06%,对照组对虾肠道的优势群为弧菌属和希瓦氏菌属,分别占细菌总数的58.51%和37.67%。本研究分析了两种养殖池塘下对虾肠道菌群结构,试验组对虾菌群丰富度高于对照组,其多样性也高于对照组,这有助于生物净水栅更好地应用于池塘养殖。     

复合垂直流人工湿地基质理化性质对nirS和nirK型反硝化菌多样性的影响

采用Illumina高通测序技术,探讨喀斯特地区复合垂直流人工湿地基质理化性质对nirS和nirK型反硝化菌多样性的影响。结果表明,复合垂直流人工湿地中4个池子（即一级垂直流下行池、一级垂直流上行池、二级垂直流下行池、二级垂直流上行池）的基质理化性质存在显著差异。其中,pH在中4个池子中均呈中性,DO呈先下降后升高趋势,下行池的基质电导率EC均比上行池要高;TN、TP含量随着人工湿地梯级呈显著下降趋势,未出现厌氧现象;NO3--N和NH4+-N含量在二级垂直流下行池中大量积累并达到峰值。在AlpHa和Beta多样性分析中,nirS、nirK型两类反硝化细菌丰度随着人工湿地梯级呈先降低后升高的趋势,多样性随人工湿地级数逐渐降低,且下行池丰度多样性显著高于上行池。基质中nirS型反硝化细菌鉴定为5门9属,nirK型为6门14属,变形菌门是nirS、nirK型反硝化菌群的共同优势菌门,相对丰度为55.36%~65.72%、30.06%~45.66%。其中,优势菌属为红杆菌属（Rhodobacter）、脱氯单胞菌属（Dechloromonas）、红假单胞菌属（Rhodopseudomonas）、慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）和氏菌属（Bosea）。红杆菌属和脱氯单胞菌属相对丰度在空间上随着人工湿地级数升高总体呈上升趋势,红假单胞菌属、慢生根瘤菌属和氏菌属在空间上随人工湿地级数升高总体呈下降趋势,此2类优势菌属在空间上存在显著差异（P<0.01）。韦恩图表明nirS型反硝化菌群丰度明显高于nirK型,且各级池中反硝化菌群相似度较高。冗余分析表明基质中nirS和nirK反硝化菌群的构建主要受pH、NH4+-N、DO、TP、TN影响,且nirS型对pH,以及nirK型对NH4+-N的响应更为强烈。综上,本文研究了人工湿地nirS、nirK型反硝化菌多样性特征及其与环境因子的关系,为复合垂直流人工湿地高效脱氮提供理论依据。     

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。     

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。     

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。     

密云水库入库河流水体总细菌和反硝化菌群落组成与结构研究

研究密云水库入库河流水体中总细菌和反硝化菌的群落组成与差异性,为水库的安全管理与水质保障提供基础数据和科学依据。选择对密云水库水质影响最大的5条入库河流（潮河、白河、清水河、对家河和白马关河）,对水体中的总细菌和氮循环功能微生物反硝化菌进行了聚合酶链式反应（PCR）扩增与高通量测序分析。5条入库河流中全细菌主要隶属于6个门,而以Proteobacteria（变形菌门）为优势种群;反硝化菌在门水平的分布则相对简单,主要以Proteobacteria和少量Deferribacteres（脱铁杆菌门）构成。不同入库河流全细菌的群落结构具有空间差异,其中水文特征较为接近的白河和潮河全细菌群落结构具有较高相似性,与其他3条入库河流群落差别较大;水体中全细菌的Shannon多样性和Chao1丰富度均表现出较高水平。氮磷污染较重的对家河和潮河反硝化菌群落结构比较类似,其他3条入库河流之间则相对分散;对家河全细菌和反硝化菌的多样性和丰富度表现出较低水平。清水河水体中的全细菌和反硝化菌群落结构都较少受到已分析的环境因子影响,可能与该河道的人工改造有关。河流水体中全细菌以及关键功能微生物群落特征受到河流的水文、形态和理化指标的综合影响,可以作为水体环境与生态状况的重要指示项目,在今后的水库水环境保护与管理中应予以重视。     

多级生物净化在封闭循环水养殖系统中的水质调控效果

采用逐月采样的方法研究了多级生物净化措施,即在封闭循环水养殖系统的动力水渠浮床培植多种水生经济植物、构建固定微生物膜和养殖贝类,在沉淀池和净化池放养滤食性鱼类,建立芦苇人工湿地,对养殖系统中无机营养盐和有机质含量与分布的影响。试验结果表明,养殖水体经多级生物净化处理后能够循环使用,水体碱度和硬度轻微降低,除磷酸盐含量上升5.4%外,硝态氮、亚硝态氮、氨氮、总氮和总磷的去除率分别为27.7%、44.0%、26.0%、42.0%和15.7%;浮游植物和浮游动物生物量分别下降31.4%和20.1%;浮游植物生物多样性指数增加,种类组成明显好转,蓝藻生物量和优势度指数明显降低,硅藻和绿藻继而成为优势种群,凡纳滨对虾平均产量达11 250kg/hm~2,最高产量达15 000kg/hm~2,提高了经济效益和生态效益。     

基于宏基因组学的中华绒螯蟹养殖池塘水体微生物群落结构和功能组成分析

养殖水体中的微生物群落结构及功能组成对养殖生态系统具有重要作用。为了全面系统评估中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)养殖中后期水体微生物群落结构和功能组成,于2022年6―10月逐月监测上海市崇明区中华绒螯蟹养殖池塘内水质指标,同时基于宏基因组学技术分析了养殖期内水体中微生物物种组成及功能结构特征,并探讨了二者与环境因子的关系。结果显示,该养殖池塘在养殖中后期主要超标水质指标为pH、高锰酸盐指数、总磷和总氮。在养殖期水体中,6―8月的微生物群落多样性以及7―8月的微生物群落丰富度处于较高水平,优势门为细菌中的变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和病毒中的尾噬菌体门(Uroviricota),而在属水平上,丰度占比前10的优势属在多组之间均存在显著差异,如7月蓝藻门微囊藻属(Microcystis)细菌和8―10月的有尾噬菌体目(unclassified_o_Caudovirales)病毒丰度明显高于其他月份。微生物的主要功能为代谢功能包括能量代谢、全局和概览图、氨基酸代谢等,不同月份的功能组成存在显著差异,尤其是6―7月代谢途径丰度明显高于8―10月,而优势细菌变形菌门、放线菌门和拟杆菌门是上述功能的主要贡献者。环境因子对微生物群落结构和功能组成的影响趋势一致,叶绿素a和pH是影响最显著的环境因子,溶解氧、总磷的影响作用稍弱。在养殖水体中,丰度占比较大的致病菌为肠道沙门氏菌(Salmonella enterica)、爱德华氏菌(Edwardsiella ictaluri)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)。研究结果可为中华绒螯蟹养殖池塘水体微生物群落结构和功能组成研究提供基础数据,并可为养殖水质调控及生态系统构建提供理论依据。     

健康和患病凡纳滨对虾幼虾消化道菌群结构的比较

凡纳滨对虾养殖过程中,早期阶段是病害易感阶段,而消化道菌群结构与对虾健康关系密切。因此,探讨幼虾的消化道菌群尤其是弧菌类细菌与对虾发病的关系对病害有效防治具有重要意义。本实验采用Illumina测序研究了凡纳滨对虾健康和患病幼虾的消化道细菌群落结构,并基于纯培养和16S r DNA,rec A和pyr H基因序列比对,分析了幼虾消化道中弧菌的主要种类组成。结果发现,健康幼虾消化道中α-变形菌纲和厚壁菌门丰度较高,而患病幼虾中γ-变形菌纲、拟杆菌门、放线菌门和β-变形菌纲较高,其中放线菌门丰度差异显著。基于科水平的响应比分析,发现患病幼虾消化道中动性球菌科和噬菌弧菌科的丰度显著降低,而弧菌科的丰度显著升高。相似度分析发现,驱动群落变异的OTU主要来源于弧菌属、海洋杆状菌属、冷杆菌属、假交替单胞菌属以及未分类至属的红杆菌科和微杆菌科。健康幼虾消化道弧菌组成以锡那罗亚州弧菌为主,而患病幼虾消化道弧菌组成以坎氏弧菌为主。尽管健康和患病幼虾消化道内细菌群落结构整体差异不显著,但一些重要类群丰度变化显著,其特征与已知的生态功能一致。     

象山港紫菜区和网箱区沉积物异养细菌的生态分布

为探讨紫菜和网箱两类海水养殖活动对沉积物异养细菌生态分布的影响,于2006年1月和2006年10月对象山港紫菜养殖区、网箱养殖区沉积物细菌数量和群落结构进行了研究,并与周边非养殖海域对照点进行了比较。结果显示,沉积物异养细菌数量呈现10月份>1月份,网箱养殖区>网箱对照区>紫菜养殖区和紫菜对照区的分布特点,各区异养细菌数量平均值依次为(9.6×104±2.0×105)、(1.5×104±2.4×104)、(4.3×103±1.6×103)和(4.7×103±3.0×103)cfu/g。紫菜养殖区分离细菌109株,归属于17个属,其中芽孢杆菌属(Bacillus)、棒状杆菌属(Coryneforms)为优势菌属;紫菜对照区分离细菌95株,归属于18个属,其中芽孢杆菌属、棒状杆菌属为优势菌群;网箱养殖区分离细菌136株,归属于11个属,其中假单胞菌属(Pseudomonas)、弧菌属(Vibrio)、芽孢杆菌属、不动杆菌属(Acinetobacter)为优势菌群;网箱对照区分离细菌110株,归属于11个属,芽孢杆菌属、棒状杆菌属、假单胞菌属、不动杆菌属、弧菌属为优势菌属。紫菜区和紫菜对照区沉积物检出菌属大多为海洋沉积物中的常见菌属,细菌群落多样性较网箱区和网箱对照区高,而网箱区沉积物长期受到高有机质等外界条件的选择作用,系统中细菌群落多样性下降,菌属组成与污浊海域相似,并且这种影响可能已波及至周边海域。可见,两类养殖区沉积物细菌分布特征存在明显差异,细菌数量和菌属组成与养殖自身污染密切相关。