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。     

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 km2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...     

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...     

长江鲟早期发育阶段肠道菌群塑造机制

为探究人工养殖条件下长江鲟(Acipenser dabryanus)早期发育过程中的肠道菌群塑造机制, 通过高通量测序技术, 开展长江鲟早期发育阶段肠道菌群与生物饵料水蚯蚓的微生物群落结构特征及相关性分析。结果显示, 在门分类水平, 长江鲟未开口摄食阶段肠道优势菌门以变形菌门(Proteobacteria)为主, 开口摄食第 10~40 天期间以变形菌门和厚壁菌门(Firmicutes)为主。在属分类水平, 未开口摄食至开口摄食第 20 天期间肠道菌群较为单一, 潘多拉菌属(Pandoraea)占比绝对优势地位, 占比超过 88%; 开口摄食第 30 天, 长江鲟肠道菌群发生重组, 物种丰富度和多样性达到峰值, 主要优势菌属变为柠檬酸杆菌属(Citrobacter)、乳球菌属(Lactococcus)、邻单胞菌属(Plesiomonas)、 葡萄球菌属(Staphylococcus)、气单胞菌属(Aeromonas)和克雷伯氏菌属(Klebsiella)。Procrustes 分析显示, 开口摄食第 40 天长江鲟肠道菌群与生物饵料水蚯蚓微生物群落组成趋于一致性, 呈现极显著相关(P＜0.01)。进一步通过 SourceTracker 物种来源分析发现, 长江鲟肠道微生物群落中开口摄食第 10 天有 18.97%来源于生物饵料水蚯蚓, 开口摄食第 20 天下降至 0.15%, 开口摄食第 30 天上升至 51.22%, 而在开口摄食第 40 天高达 97.55%。本研究表明, 采用生物饵料水蚯蚓投喂长江鲟, 开口摄食第 30 天是其早期发育阶段肠道菌群的转折点, 肠道菌群特征发生改变, 由高度的保守性转变为良好的可塑性。继续投喂至第 40 天, 其肠道菌群与生物饵料微生物群落表现出高度的一致性。研究结果为长江鲟早期发育阶段肠道菌群调控和健康养殖提供了参考依据。     

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...     

南移池塘养殖仿刺参肠道菌群结构分析

本文基于MiSeq高通量测序技术对南移福建池塘养殖仿刺参(Apostichopus japonicus)肠道菌落结构进行分析。结果表明,仿刺参前肠(1 C_1)、中肠(1 C_2)和后肠(1C_3)测得的分类操作单元(OTUs)分别为424、444和414;三组样品的菌群物种丰度没有较大差别,但优势菌种存在较大差异;优势菌群方面,后肠的优势菌群为Haliea属和乳球菌属(Lactococcus)(分别占后肠总菌数的11.97%和10.37%),而前肠和中肠的优势菌群均是乳球菌属和芽孢杆菌属(Bacillus),两者在前肠菌落中的占比分别为27.91%和6.08%,在中肠中的占比分别为33.24%和6.97%。在重复性方面,三组样品的菌落组成都有重叠,重叠率为74.35%,其中前肠与中肠相似度较高,菌株种类有90%以上重叠。本文研究为仿刺参肠道益生菌的开发利用提供基础资料。     

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。     

DGGE分析不同盐度仿刺参养殖环境中菌群多样性

采用16S rDNA的PCR-DGGE基因指纹技术对不同盐度仿刺参养殖水环境中的菌群多样性进行了分析。试验设置了22、26、30、34,4个盐度梯度,每隔10 d采样1次,通过PCR-DGGE指纹分析发现,仿刺参养殖环境存在着丰富多样的细菌。其中大多属于非可培养细菌,变形菌门和CFB门的种类是水体中的优势菌群,交替假单胞菌属是报道过的腐皮综合征的致病菌。根据DGGE指纹图谱的聚类分析发现,同等盐度条件下的样品之间存在一定的菌群相似性,并在聚类分析图中分别各自成簇。样品的多样性指数为1.7～2.3,不同盐度条件下,样品的多样性指数随着时间的推移变化不大。     

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...     

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。     

养殖仿刺参溃烂病病因初探

从患病仿刺参分离获得的两株优势菌2004—A1和2004—A2,经人工感染回接健康参试验,均获得与原发病相同症状,证实此两株菌是病原菌。另通过人工创伤感染试验确认海参受外伤后,容易感染发生溃烂病。     

山东主要刺参养殖区幼参肠道抗生素耐药菌及耐药基因分布特征

为解析目前刺参(Apostichopus japonicus)苗种携带耐药菌及耐药基因现状,本研究从烟台、威海、青岛3个刺参主要养殖区的6家养殖场采集了幼参,对其肠道内容物中常用抗生素的耐药菌数量、占比和种类进行检测。利用荧光定量PCR技术,对样本中4类抗生素的7种耐药基因分布情况进行分析。结果显示,所检测的6个采样点中均有6种抗生素耐药菌的检出,从耐药菌占比来看,耐药菌占比最高的种类是乙酰甲喹、萘啶酸和四环素耐药菌,占比分别为0.05%~40.06%、2.16%~39.94%和0.06%~23.15%,氟苯尼考、庆大霉素和链霉素耐药菌的占比均不高,占比范围为0.01%~4.15%。由所分离到的98株耐药菌的鉴定结果可以看出,可培养的抗生素耐药菌分为4门5纲30属,主要集中在弧菌属、芽孢杆菌属和嗜冷杆菌属,占检出率的15.30%、13.27%和12.25%。基于属水平的不同抗生素耐药菌种类的分布统计结果显示,各采样点耐药菌种类差异较大,而且弧菌属、芽孢杆菌属和嗜冷杆菌属中均存在同一菌属中有耐多种抗生素的情况。对6个样本7种抗生素耐药基因的丰度检测结果显示,同一类抗生素的不同耐药基因的含量差异显著,除氨基糖苷类抗生素耐药基因aadA的相对拷贝数比例和链霉素以及庆大霉素耐药菌占比之间存在显著相关性(P<0.05)外,其他抗生素耐药基因的丰度与耐药菌占比之间相关性不显著(P>0.05)。研究表明,苗期刺参中存在一定的携带耐药菌和耐药基因的风险。     

发病仿刺参细菌的分离鉴定和生长特性的研究

从发病仿刺参中分离到5株菌,分别为痢疾志贺氏菌、有毒威克斯菌、奥斯陆莫拉氏菌、缺陷短波单胞菌和动物溃疡伯杰氏菌.经革兰氏染色和胞外酶活性剂生理生化特性的研究,确定了痢疾志贺氏菌、有毒威克斯菌、奥斯陆莫拉氏菌、缺陷短波单胞菌和动物溃疡伯杰氏菌的最佳生长条件分别是:35 ℃,pH 9,盐质量分数5%;25 ℃,pH 7,盐质量分数5%;25 ℃,pH 7,盐质量分数1%;25 ℃,pH 7,盐质量分数3%;35 ℃,pH 7,盐质量分数3%.能分解淀粉和蛋白,不能分解酯类.     

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。     

利用塑料大棚晒水进行刺参种苗越冬试验

2002年11月~2003年4月,在瓦房店市交流岛前哨海参育苗厂800 m3水体室内水泥池中,投放平均规格为5000头/kg,刺参种苗196 kg(98万头)。在没有锅炉进行水加温条件下,利用600 m3水体塑料大棚晒水进行刺参种苗越冬,水温2.0~13.2℃,平均盐度31.2,pH值8.2,DO>7 mg/L,经过近6个月的培育,共培育出规格为876头/kg的参苗836 kg(73.2万头),成活率74.7%,总重量增加了8.5倍。     

仿刺参消化道的组织学及其4种消化酶活力的周年变化

2004年11月—2005年10月的每月中旬,在大连黑石礁海区采捕体长(21.8±2.3)cm(麻醉状态下),体质量(165.307±3.521)g的仿刺参,测定消化道中蛋白酶、淀粉酶、褐藻酸酶和纤维素酶活性的周年变化,观察其组织学结构。试验结果表明,1—5月,消化管的最大长度可达体长的4.6~5.9倍,2月达全年的最大值;蛋白酶、淀粉酶和褐藻酸酶的活力随水温的升高而增加,4—5月达最大值;之后,消化管长/体长比逐渐下降,8—10月上旬,消化管长仅为体长的0.8~1.1倍,酶活力逐渐下降;10月中下旬,随着水温的下降,消化管长/体长比又快速增大,酶活力逐渐回升。纤维素酶的活力全年一直很低,周年变化不明显。消化道管壁的黏膜层为单层或假复层上皮,主要由柱状细胞、立方细胞和一些腺细胞组成。黏膜下层为一层疏松结缔组织。肌肉层由外环行、内纵行的两层平滑肌细胞组成。浆膜层由薄层结缔组织和扁平细胞构成。     

大菱鲆(Scophthalmus maximus)仔稚鱼发育期消化道可培养细菌的菌群特征分析

采用传统的细菌培养方法,对大菱鲆(Scophthalmus maximus)育苗生产过程中不同发育时期仔稚鱼的消化道、投喂饵料和养殖水源中的可培养细菌进行了菌群结构分析和优势菌株的16S rDNA同源性比较,揭示其形成过程和演替规律。结果显示,在大菱鲆仔稚鱼5?36日龄的不同发育时期,消化道中的细菌数量呈现了先升高后降低的变化趋势,在17?26日龄期间,仔稚鱼消化道可培养细菌数量级在105?106 CFU/g以上,并且与其他时期存在极显著差异(P<0.01)。弧菌总量呈现先升高后稳定的变化趋势,17日龄之前与之后存在显著差异(P<0.05)。至投喂颗粒饵料期,细菌总量和弧菌总量均稳定在104 CFU/g数量级,弧菌成为大菱鲆仔稚鱼消化道中的优势菌种。本研究发现,大菱鲆仔稚鱼发育早期消化道中的优势菌群变化明显,并且生物饵料中的细菌对消化道中的菌群结构影响较大,其中的Vibrio ichthyoenteri最终成为仔稚鱼消化道中的优势菌种。     

刺参(Apostichopus japonicus) 4个群体棘数的重复力估计

为了研究刺参(Apostichopus japonicus)棘数的重复力、棘数所需度量次数和棘数最大可能生产力(MPPA),本研究针对韩国自繁群体(KK)、多刺自繁群体(DD)、山东自繁群体(SS)和三元杂交群体(DK)4个刺参群体,采用数量遗传学方法估计了12–17月龄刺参棘数的重复力,计算并比较了4个群体棘数所需的度量次数、MPPA 及其与刺参体重的相关系数。结果显示,在12–17月龄时,4个群体刺参棘数的重复力从高到低依次为 DD(0.29)>DK(0.28)>SS(0.20)>KK(0.19),且均为低度重复力;对 DD 和 DK 群体棘数测量5次,测量相对准确率可达80%以上,而 SS 和 KK 群体则需要测量8次才能达到80%以上准确率;4个群体刺参棘数的 MPPA 从高到低依次为 DD(41.3)>DK(40.8)>KK(39.8)>SS(39.1),但仅 DD 和 SS 群体间存在显著差异(P<0.05);各群体内刺参棘数MPPA 与体重均呈现显著的表型正相关(P<0.05)。以棘数作为育种目标性状,其重复力和 MPPA 可作为选择群体的依据。研究表明,DD 和 DK 群体的棘数多于另外2个群体,并且具有更高的选育潜力,更利于性状测定。因此,可作为重点群体进行进一步选育。     

仿刺参甘露聚糖结合凝集素基因对脂多糖刺激的免疫应答

甘露聚糖结合凝集素是天然免疫系统中重要的模式识别分子。分析了仿刺参甘露聚糖结合凝集素在仿刺参不同组织及脂多糖刺激前后的表达规律,结果显示仿刺参甘露聚糖结合凝集素mRNA在仿刺参的肠道、呼吸树、体腔细胞和体壁均有组成型表达,且体壁的表达量最高;细菌脂多糖刺激后,4个组织的仿刺参甘露聚糖结合凝集素表达量均得到上调,且以肠道和体腔细胞表达量的变化最为显著;另外,肠道、体腔细胞、体壁中仿刺参甘露聚糖结合凝集素表达量峰值的出现具有明显的时序性,而呼吸树自刺激后6h直至取样结束,其表达量呈稳步上升趋势。     

刺参(Apostichopus japonicus)重要经济性状相关SNP标记的验证分析

本研究在前期构建的刺参(Apostichopus japonicus)高密度遗传连锁图谱和QTL分析的基础上,筛选出26个与体长、体重、体宽、棘刺总数、抗病力相关的SNP位点,设计出可用于HRM检测的SNP扩增引物13对。在扩大群体中利用HRM小片段法对这13个刺参重要经济性状相关的候选SNP位点进行分型和多态性检测,并结合扩大群体的相关性状数据进行了QTL位点验证。多态性结果显示,13个位点中有3个单态性位点,其余10个多态性位点中有3个位点为低等位多态性,7个位点为中等位多态性。10个多态性位点的最小等位基因频率(MAF)介于0.016(SNP113)～0.332(SNP160)之间,平均值为0.173;各位点的观测杂合度(Ho)介于0.031(SNP113)～0.818(SNP9)之间,平均值为0.433;期望杂合度(H_o)介于0.031(SNP113)～0.834(SNP9)之间,平均值为0.402;多态信息含量(PIC)介于0.030(SNP113)～0.393(SNP160)之间,平均为0.248,有6个位点偏离HardyWeinberg平衡。QTL验证结果表明,SNP40和SNP160位点为与生长(体长、体重、体宽)相关的位点,各位点的优势基因型分别为SNP40(CC)和SNP160(AA);SNP88、SNP112和SNP126这3个位点为与抗病力相关的位点,各位点的优势基因型为SNP88(CC)、SNP112(AA)和SNP126(TT)。基于这5个位点构建生长和抗病二倍型,发现二倍型K_1(CC AA TT)抗病力最强,S_1(CC AA)、S_3(CC AC)在生长方面优势显著,相关研究结果可为分子标记辅助育种在生产中应用提供基础数据。