温度对拟穴青蟹循环水养殖系统微生物群落结构的影响

为探究温度对拟穴青蟹(Scylla paramamosain)循环养殖水体中微生物群落的影响,深入理解环境因子与养殖水体微生物群落之间的相关性。在水温分别为18℃、22℃、26℃、30℃和32℃的循环养殖系统中进行拟穴青蟹养殖,采用16S rRNA高通量测序技术对不同温度下的养殖水体微生物群落组成进行分析。结果表明:(1) Alpha多样性指数显示5组水样中细菌群落多样性指数大小为t26t22t30t32t18,物种丰度大小为t22t26t32t30t18。温度可以导致养殖水体中微生物群落多样性发生变化,但并未发现二者之间直接的相关性。(2) 5种温度下的养殖系统中细菌群落共有31门、43纲、94目、185科和351属,变形菌门(Proteobacteria)为循环养殖水体中绝对优势菌门。在养殖系统水温为26℃时,养殖水体中氮磷污染物含量相对较高,其水中脱氮除磷菌属的相对丰度也显著高于其他4组。(3)由花瓣图和UPGMA聚类分析图进行相似性分析可知,水体微生物群落对温度的变化有着良好的响应, 5组水样的细菌群落结构总体相似性较低,其中最高温度32℃和最低温度18℃的水体中细菌群落结构最为相似。(4)水体中微生物群落结构和与环境因子的相关性分析显示,氮磷营养盐中的总磷(TP)和硝酸盐(NO3–-N)对水中微生物群落特征具有显著性影响,而温度是导致养殖水体中氮磷营养盐差异化的主要原因。上述研究结果初步解释了温度对拟穴青蟹循环养殖水微生物群落的作用机制,为下一步深入研究拟穴青蟹循环水养殖系统中环境变化与微生物的相互关系提供参考。     

不同健康程度和抗生素氟苯尼考干预下斑石鲷肠道菌群的结构差异

为了研究不同健康程度和抗生素氟苯尼考干预下斑石鲷肠道菌群结构的差异及其与养殖环境中菌群结构的相关性,采用Illumina Hi Seq PE250高通量测序的方法对健康、亚健康、典型黑身病和口服氟苯尼考条件下的斑石鲷肠道、养殖水体和颗粒饵料中的细菌多样性及群落结构进行了分析比较。结果显示,养殖水体中细菌多样性高于肠道和颗粒饵料。不同健康程度及氟苯尼考干预下斑石鲷肠道中细菌均以变形菌门、厚壁菌门和软壁菌门为主,且对应的操作分类单元(OTU)占样品全部OTU的比例均达到85%以上。黑身病的发生可影响斑石鲷肠道中丰度最高的前20种优势细菌种类的排名次序,其中变形菌门中的弧菌属的相对丰度显著增加,且随着弧菌属丰度的增加,斑石鲷的黑身病症状也逐渐加重。饵料中添加氟苯尼考投喂斑石鲷能使患病鱼肠道弧菌属的丰度从60.33%下降到1.29%,较大程度改变了肠道的菌群结构,并证实氟苯尼考有效防治黑身病。其次,养殖水体和颗粒饵料对斑石鲷肠道菌群也有一定影响,且养殖水体的影响高于颗粒饵料。本研究首次报道了斑石鲷肠道菌群结构,其研究结果为今后斑石鲷的健康养殖、疾病防控及其微生态学研究提供了参考依据和技术支撑。     

利用GoldenGate分析的高通量SNP芯片对鲤基因进行分型

单核苷酸多态性(SNPs)标记在大多数物种基因组中数量巨大且分布均匀,是许多水产物种遗传研究的理想标记,因此快速发展了几种高通量、快速的SNP标记分型平台。本研究利用Golden Gate分析技术对鲤Cyprinus carpio转录组测序的1 536个SNP标记合成了一张中等密度SNP芯片,对5个鲤群体的480份样本进行基因分型。结果表明:1 235个SNP标记成功分型,约占80%;915个标记至少在一个家系中呈现多态性,占74.1%;标记最小等位基因频率(MAF)介于0.05~0.5之间,平均为0.334,其中48.9%的标记最小等位基因频率(MAF)大于平均值;5个群体中SNP标记平均多态性信息含量(PIC)在0.3左右,为中度多态,杂合度为0.010~0.990,平均为0.5左右,暗示群体具有丰富的遗传多态性,育种价值及性状改良潜力很大。本研究分型的多态性SNP标记可广泛应用于遗传多样性研究、标记-性状关联分析以及分子标记辅助育种。     

养殖尾水对河流沉积物中微生物多样性的影响

海产品工厂化养殖是现阶段全球蛋白质供应的主要途径,但其尾水资源化再利用研究不足。因此,本研究通过原位采样和高通量检测技术,分析黄河三角洲永丰河和养殖尾水排水渠中不同样点原位生物群落结构。结果发现,细菌方面永丰河上游与排水渠源头的优势菌属一致,以Gillisia(25.44%～60.35%)和Psychrobacter(4.26%～7.36%)为主;下游和入海口沉积物中主要为Psychrobacter(23.27%～56.73%)和Proteiniclasticum(16.24%～39.58%)。主坐标分析(Principal co-ordinates analysis, PCoA)发现,永丰河与排水渠沉积物中细菌群落间存在一定差异,但差异并不明显。代谢分析发现,排水渠中受到养殖尾水影响有大量有机物亟待处理,导致其中特异性降解的增加,而在入海河口附近,维持渗透压是沉积物中细菌生长的关键。古菌方面,上游沉积物以Candidatus Nitrocosmicus(7.14%～22.98%)和Methanosaeta(13.08%～25.69%)为主;污染源头以Marine Group II(3...     

不同地区稻虾综合种养系统的微生物群落结构分析

为研究不同地区稻虾综合种养系统的环境及克氏原螯虾肠道的细菌群落结构差异,为改进不同地区稻虾综合养殖策略提供依据,采用Illumina Miseq高通量测序技术,研究了武汉、永州和韶关地区稻田养殖克氏原螯虾的水体、底泥及虾肠道细菌群落结构,并对水体、肠道菌群与环境因子之间的关系进行了分析。结果显示,武汉地区稻虾综合种养系统的水体、底泥及克氏原螯虾肠道细菌群落的多样性均大于永州地区和韶关地区。武汉地区的稻虾综合种养系统的水体及底泥的细菌群落结构与永州地区和韶关地区均相似,其中水体的优势菌门均为放线菌门、蓝细菌门、变形菌门和拟杆菌门;底泥的优势菌门均为变形菌门。武汉地区的克氏原螯虾肠道的优势菌门为变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门;优势菌属为柠檬酸杆菌属(Citrobacter,10.85%)、气单胞菌属(Aeromonas,9.88%)和[Anaerorhabdus]＿furcosa＿group (8.43%)等。永州地区的克氏原螯虾肠道的优势菌门为厚壁菌门和放线菌门;优势菌属为ZOR0006 (9.78%)、拟杆菌属(Bacteroides,5.41%)和[Anaerorhabdus]＿fur...     

裙带菜配子体与孢子体的附生微生物群落组成分析

裙带菜(Undaria pinnatifida)是一种重要的大型褐藻,具有较高的经济和食用价值。藻类的附生微生物既能通过代谢产物调控宿主藻类的生长发育,特定条件下又可能导致病害。了解裙带菜附生微生物群落组成对研究裙带菜与附生微生物间的相互作用、种质资源的有效保存以及防治藻类病害等有重要意义。现有研究大多集中于海带和紫菜,关于裙带菜的附生微生物,特别是不同生活史的对比研究还很少。本研究通过16S rRNA基因高通量测序发现,裙带菜配子体和孢子体的附生细菌群落组成有明显差异,配子体样品中的细菌群落丰度和多样性均大于孢子体。配子体中变形菌门(Proteobacteria)(66.67%)为第一优势菌门,其次为拟杆菌门(Bacteroidetes)(13.48%)和蓝细菌门(Cyanobacteria)(11.13%),α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)(34.58%)为第一优势菌纲,其次为γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)(31.01%);而孢子体中蓝细菌门(95.67%)占绝对优势,其次为放线菌门(Actinobacteria)(1.65%)和厚壁菌门(Firmicutes)(1.48%)。裙带菜样品经18S rRNA基因测序检测出链形植物(Streptophyta)、纤毛虫门(Intramacronucleata)、担子菌门(Basidiomycota)、顶复亚门(Apicomplexa)、节肢动物门(Arthropoda)、硅藻门(Bacillariophyta)、脊索动物门(Chordata)、腹毛动物门(Gastrotricha)、子囊菌门(Ascomycota)和毛霉菌门(Mucoromycota),其中,担子菌门、子囊菌门和毛霉菌门属于真菌,孢子体的真核微生物群落丰度大于配子体。本研究确定了裙带菜配子体和孢子体附生微生物群落组成以及不同细菌和真核微生物的相对丰度,结果表明,2个世代之间存在显著差异,为后续研究藻类宿主与微生物之间的相互作用、提高海带目褐藻种质保存技术提供了基础的数据支持。     

辽河干流河岸带植物及微生物多样性研究

为明确辽河保护区河岸带生物多样性恢复现状以促进河岸带生态系统的健康管理,本研究通过植被现场调查和土壤微生物高通量测序分析,对辽河干流23个采样点的植物多样性和微生物多样性进行测定,结果表明:辽河干流23个采样点的植被Shannon-Weiner多样性指数平均为1.227,平均植被覆盖率达到74.19%;河岸带土壤微生物Shannon-Weiner多样性指数平均为9.55;其优势度大于1%的细菌属于11个门、32个纲、40个属;人类活动干扰、放牧情况以及土地利用类型是影响河岸带植物和微生物多样性的关键因子。目前辽河保护区河岸带生物多样性恢复状态较好,但日渐增多的人类活动对河岸带生物多样性的恢复产生不利影响,因此建议尽量减少封育区内的人类活动、放牧情况等,以加快辽河保护区河岸带植物及土壤微生物多样性的恢复进程。     

基于高通量测序分析牛粪堆肥中细菌群落动态变化

文章以奶牛粪便和玉米秸秆作好氧堆肥,堆肥持续36 d。采用16S rRNA基因高通量测序技术分析堆肥过程中细菌群落特征,通过Alpha多样性分析、样本层级聚类分析和距离热图(Heatmap)分析,结果表明,堆肥过程中细菌群落结构发生显著变化。门分类水平细菌群落结构分析表明,变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)在堆肥前期和高温期相对丰度较高,酸酐菌门(Acidobacteria)在堆肥后期相对丰度较高;属分类水平细菌群落结构分析表明,在堆肥初始阶段各属相对丰度相近,环脂酸芽孢杆菌属(Tumebacillus)在堆肥升温期占优势,肠杆菌属(Enterobacter)、未命名细菌(norank_c_OPB54)和玫瑰弯菌属(Roseiflexus)为堆肥高温期优势类群,类似芽球菌属(Blastocatella)出现在堆肥高温期末期,在降温期和腐熟期成为优势菌属。Spearman相关性分析表明,除肠杆菌属(Enterobacter)、未命名细菌(norank_c_OPB54)、假黄色单胞菌属(Pseudoxanthomonas)外剩余11个属均与含水率、有机物降解率、C/N和NH_4~+-N/NO_3~--N之间呈显著相关,肠杆菌属与pH呈极显著正相关(P0.001),未命名细菌(norank_c_OPB54)与温度呈极显著正相关(P0.001)。研究表明,在牛粪堆肥期间细菌群落结构发生显著变化,细菌群落结构变化与堆肥理化因子存在相关关系。     

南京地区斑点叉尾鮰养殖池塘水体微生物群落结构研究

微生物群落在水产养殖中起着重要作用,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。本研究采用高通量测序技术对南京地区斑点叉尾鮰(Ictalurus punctatus)养殖池塘水体中细菌群落结构特征进行了分析。结果显示,斑点叉尾鮰养殖池塘水体细菌群落结构呈现出明显的季节性变化,整个年度水体细菌群落呈现出连续的演替特征,冬季与春季、夏季与秋季的细菌群落结构较为相似。优势菌群主要为蓝藻门(Cyanobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。环境因子中,总溶解性悬浮物(TDS)、水温(Temp)、酸碱度(pH)、亚硝酸盐(NO_2~--N)和总有机碳(TOC)与斑点叉尾鮰养殖池塘水体细菌群落结构有显著相关(P0.05),对细菌群落结构的塑造影响也最大(r~20.6)。     

稻虾共作对稻田土壤反硝化细菌nosZ基因 数量、多样性及群落结构的影响

对稻虾共作模式下水稻土壤反硝化细菌群落进行研究,以期揭示稻虾复合种养模式下土壤反硝化细菌丰度、群落多样性及组成,为科学研究稻虾共作模式的土壤微生物多样性,维持土壤地力提供理论依据。依托长江大学农学院基地设置常规中稻种植模式(MR)、稻虾共作模式(CR)等2种模式,利用荧光定量PCR和高通量测序平台比较2种模式下水稻土壤反硝化细菌nosZ基因的数量、群落多样性及群落组成。结果表明,稻虾共作显著提高水稻土壤硝态氮、全碳、全氮含量,对碱解氮含量、pH值、碳氮比及铵态氮含量无显著影响。nosZ基因在MR、CR处理中的基因丰度分别为1 g干土1.51×10~6、2.23×10~6拷贝数,CR处理中nosZ基因丰度是MR的1.48倍。CR处理显著提高了土壤nosZ基因的丰度。通过对α群落多样性指数进行方差分析可知,CR处理与MR处理间微生物群落多样性差异不显著。经韦恩(Venn)分析,在目和科水平上,MR处理与CR处理的微生物群落组成显示出较高的相似度,在属与种水平上,2个处理下的土壤微生物群落结构存在差异性,CR处理下的土壤缺失沼泽红假单胞菌。经冗余分析,土壤总碳(TC)含量对nosZ基因群落结构的影响最为显著,其次是pH值、碱解氮含量、硝态氮含量与铵态氮含量。综合分析,稻虾共作可显著提高水稻土壤nosZ基因丰度,稻虾轮作对群落多样性的影响较小,其在种水平上缺失了沼泽红假单胞菌。常规中稻种植模式与稻虾共作模式下的土壤微生物群落结构虽保有一定的相似度,但仍存在差异,土壤总碳含量是影响群落结构差异的主要原因。