基于16SrDNA比较研究混养三角帆蚌和鲢鳙对池塘养殖水体微生物群落结构的影响

为了研究混养三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)和鲢(Hypophthalmichthys molitrix)鳙(Aristichthys nobilis)对池塘养殖水体微生物群落结构的影响,分别在浙江海盐、江西九江、上海浦东开展了罗氏沼虾-三角帆蚌混养、草鱼—三角帆蚌混养、罗氏沼虾-三角帆蚌-鲢鳙鱼混养三组系列实验。利用DGGE技术对养殖水体的16S r DNA进行指纹图谱分析。三组实验共鉴定出57条不同条带,每组实验中混养三角帆蚌或鲢鳙实验组的平均条带数均高于单养水体水样平均条带数。Shannon多样性指数分析结果显示,各养殖水体混养三角帆蚌、鲢鳙后,多样性指数均有所增加。PCA分析和DGGE聚类结果显示,在无鲢鳙的情况下,蚌与主养物种(罗氏沼虾、草鱼)混养实验组的16S r DNA图谱聚为一类,显示出蚌对于微生物群落结构影响的贡献;在同时引入鲢鳙和蚌的情况下,16S r DNA指纹图谱则是按照有无鲢鳙聚为两类,提示在本实验中鲢鳙对于水体微生物的影响要大于蚌。对DGGE图谱其中20条显著条带进行回收、测序和系统发育分析,结果表明,所获序列主要分属于放线菌门(Actinobacteria,25%)、蓝藻门(Cyanobacteria,25%)、α-变形菌亚门(Alphaproteobacteria,15%)、β-变形菌亚门(Betaproteobacteria,15%)、γ-变形菌亚门(Gammaproteobacteria,10%)、ε-变形菌亚门(Epsilonproteobacteria,5%)、裸藻叶绿体(Euglenales,5%)。     

鲢鳙放养对水体微生物碳源利用影响的围隔试验

利用Biolog技术就滆湖原位围隔内鲢鳙放养密度和比例对水体微生物碳源利用的影响进行了研究。结果显示,在试验阶段后期不同围隔内水体微生物对碳源总量的利用相对于试验中期有较明显的变化。未放养鲢鳙的对照组(A0)在试验后期对于碳源总量的利用低于各实验组(A_1:鱼密度40 g/m~3、鲢鳙比7∶3;A_2∶40 g/m~3、3∶7、A_3∶80 g/m~3、7∶3和A_4∶80 g/m~3、3∶7)。试验中期和后期,利用比例较高的碳源类型均为聚合物。主成分分析表明,试验后期不同围隔水体微生物群落碳代谢方式具有显著差异。其中,与主成分1显著相关的碳源主要有16种,分别属于聚合物、糖类、羧酸、氨基酸。实验中期和后期围隔水体微生物碳代谢多样性指数Shannon物种多样性指数、丰富度指数和Pielou均匀度指数均存在显著差异,代谢多样性指数最高的是实验组A1,实验组A4碳代谢多样性指数相对较低。根据鳙的绝对生物量、多样性指标以及对碳源的总量利用,可以得出以鲢鳙主导的微型生态系统中,鳙的绝对生物量对于水体微生物影响更加显著。     

鱼类环境DNA研究中通用引物的筛选验证

为了筛选一个通用性和适用性良好的能够运用于环境DNA(eDNA)研究的鱼类引物,从相关文献中选取了鱼类线粒体基因组部分片段的5对引物,分别对线粒体D-loop区、16S rRNA基因、COI基因以及Cytb基因部分片段进行扩增。对千岛湖48种鱼类基因组DNA进行扩增后比较发现,引物16s和COI均可以取得良好的扩增效果,通用性优于其他几对引物。引物16s的扩增产物经凝胶电泳检测均出现明亮的目的条带,引物COI则有3种鱼的条带经凝胶电泳检测亮度较暗。利用上述引物对环境样品eDNA扩增时发现,只有16s和COI的引物具有良好的扩增效果,能够得到明显单一的亮带。对该两种引物的PCR产物克隆后测序比对发现,16s的PCR产物均为千岛湖常见鱼类物种的基因片段,COI的PCR产物则为细菌COI基因的部分片段。综上,我们认为引物16s在通用性和适用性上都更为适合作为鱼类群落结构eDNA研究的通用引物。     

稻虾鳝立体种养模式对水体环境的影响

为探明稻虾鳝立体综合种养模式对水体环境的影响,在2020年8—10月于河南信阳选取1块2.0×10⁴ m²稻渔综合种养试验基地,在环沟不同位置设置网箱养殖黄鳝,每15 d对网箱内、外及不同边侧环沟所设4个采样点内的水样进行采集和水温、溶解氧、pH、总磷、总氮、硝态氮、亚硝态氮和氨氮等指标检测。试验结果显示,不同时期网箱内的水体溶解氧水平始终最低,且网箱内、外水体溶解氧均低于远离网箱的对侧环沟(P>0.05),4个采样点pH差异不显著,网箱内、外水体氨氮显著高于对侧环沟(P<0.05),亚硝态氮、硝态氮含量显著低于对侧环沟(P<0.05)。网箱内、外水体总氮、总磷高于其他位点,总氮呈上升趋势、总磷呈下降趋势,对侧环沟内水体总氮、总磷呈上升趋势。试验结果表明,稻虾鳝立体综合种养模式虽然会增加网箱内外残饵和粪便的积累导致氮、磷含量升高,促进了附近水体氮、磷转化效率和反硝化过程的进行,降低了水体富营养化的风险,但网箱内溶解氧较低,影响水生动物健康生长。试验结果可为稻虾鳝立体综合种养模式的发展与改进提供理论参考。     

养殖池塘青苔(Filamentous algae)发生关键因子调查

以水绵和刚毛藻为代表的青苔广泛存在于各种自然水体和养殖水体,其过度生长对水体环境和养殖动物构成威胁。为探究青苔发生的关键因子,本文通过走访调查,筛选了5组环境相同且隶属同一家养殖户的有青苔池塘和无青苔池塘,重点对水质、底泥生物可利用性氮磷含量及青苔繁殖体进行了检测分析。结果发现,5组有青苔塘、无青苔塘整体水体氮磷水平无显著差异（P > 0.05）,而有4组无青苔塘叶绿素a含量显著高于有青苔塘（P < 0.05）。5组有青苔塘底泥平均生物可利用性氮含量为15.72 ± 3.60 mg/kg,而无青苔塘底泥平均生物可利用性氮为13.22 ± 1.97 mg/kg,较前者低2.50 mg/kg。5组有青苔塘底泥平均生物可利用性磷含量为72.26 ± 10.57 mg/kg,无青苔塘底泥平均生物可利用性磷含量为50.33 ± 12.62 mg/kg,较前者低21.93 mg/kg。底泥生物可利用性氮磷比在5组中均小于0.5,而无青苔塘平均较有青苔塘高26.32%。低氮磷比会抑制浮游藻类的繁殖,而青苔则对低氮及低氮磷比环境具有较强的适应能力,因此,在养殖开始时,底泥低氮及低氮磷比的条件使得浮游藻类在与青苔的初期生态位竞争中处于劣势,即使检测到的浮游藻类OTUs数量高于青苔繁殖体,也不能使其在上述条件下成为优势种。另外,对青苔繁殖体的检测发现,其广泛存在于有青苔塘、无青苔塘及水源的水体和底泥中,即使清塘、晒塘依然检测到繁殖体的存在,但清塘、晒塘能够减少青苔繁殖体的数量。因此,单独依靠生石灰或漂白粉清塘并不能完全杜绝青苔的发生,但可以作为一个辅助防控措施,而通过调控养殖系统的生物可利用氮含量及氮磷比左右种间生态位竞争则是一个值得深入研究的、有前景的青苔防控方向。     

基于分光光度法与bbe的叶绿素a比较研究：以千岛湖为例

从2009年7月到2010年6月,我们用两种方法（bbe FluoroProbe和分光光度法）在千岛湖的三个采样点检测叶绿素a的定量分析。分光光度法需要精确的采样以及耗时的测量过程,但是bbe却可以直接用于水体进行连续的测量。这两种方法所测得的叶绿素a的额浓度具有显著的相关性。整个湖泊的相关性等式是Spectrophotometry = 0.6538 bbe + 0.752(R² = 0.6883),在同一深度的水体中相关系数分别是S1 : r = 0.990 , p<0.01 , n = 7 ; S4 : r = 0.988 , p<0.01 , n = 8 ; S9 : r = 0.979 , p<0.01 , n = 12。相同月份的相关系比相同深度的相关性较低,分别是S1: r=0.8102, P<0.01, n=11; S2: r=0.9297, P<0.01, n=11 ;S3: r=0.8919, P<0.01, n=11.通过我们的比较得出,分光光度法与bbe FluoroProbe都能作为检测水质的工具,但是需要根据测量水体的具体情况来进行选择。     

稻田养殖沙塘鳢对稻田水体及底泥微生物群落结构及多样性的影响

为了研究养殖沙塘鳢(Odontobutis obscurus)对稻田水体及底泥的微生物群落结构及多样性的影响,2015年于浙江海盐江南四阡现代农业公司进行了沙塘鳢的稻田养殖实验,利用DGGE(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis)技术对养殖过程中的稻田水体及底泥中细菌的16S r DNA片段进行指纹图谱分析。DGGE条带测序分析结果显示:稻田水体及底泥共检测到包括α-变形菌亚门(Alphaproteobacteria)、β-变形菌亚门(Betaproteobacteria)、γ-变形菌亚门(Gammaproteobacteria)、δ-变形菌亚门(Deltaproteobacteria)、ε-变形菌亚门(Epsilonproteobacteria)、绿菌门(Chlorobi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)等细菌门类。多样性分析结果显示,养殖沙塘鳢的稻田底泥微生物DGGE条带数多于常规养殖稻田,养殖稻田的底泥Shannon多样性指数2.86,显著高于常规稻田的2.27,同时养殖稻田养殖沟底泥的Shannon多样性指数随养殖时间由2.56变化到2.16。PCA(Principal Component Analysis)及DGGE聚类分析结果显示,养殖稻田的水体及底泥微生物群落结构与常规稻田存在较大差异。结果表明,稻田养殖环境的微生态条件可能优于常规稻田。     

养殖鳖的引入对稻田土壤细菌群落结构的影响

农业—水产复合生产体系(integrated agri-aquaculture system,IAAS)因其具有良好的生态环境效应及能生产满足市场对食品安全需求的绿色稻米而成为了农业可持续发展的主要方向之一。了解这种农水复合系统中土壤细菌群落结构特征对于种养工艺的改进和生态调控的实现具有重要意义。实验采用高通量测序技术比较稻鳖共作(R-T)和稻田单作(R-M)2种模式下稻田表层和根系土壤微生物的群落结构,旨在为稻鳖种养生态学积累资料和为稻鳖综合种养的生产技术优化提供理论依据。高通量测序结果显示,两种模式下稻田表层及根系土壤中主要细菌门类为变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、硝化螺旋菌门和绿弯菌门。与R-M相比,R-T表层土壤中绿弯菌门、硝化螺旋菌门和酸杆菌门的相对丰度增加,变形菌门和拟杆菌门的相对丰度减少;而其根系土壤硝化螺旋菌门、拟杆菌门和变形菌门的相对丰度增加,绿弯菌门和酸杆菌门的相对丰度减少。主要优势菌属为酸杆菌属、亚硝化单胞菌属、硝化螺旋菌属、地杆菌属、芽单胞菌属、黄单胞菌属6类。其中亚硝化单胞菌属、硝化螺旋菌属、芽单胞菌属和酸杆菌属在两种模式的表层土壤中的相对丰度存在显著差异;硝化螺旋菌属和地杆菌属在根系土壤中的相对丰度存在显著差异。引入养殖鳖(R-T)后,稻田根系和表层土壤的细菌Chao指数及Shannon指数均增加。PCA以及聚类分析结果显示,养殖鳖引入后,稻田表层土壤的细菌群落结构产生明显变化,同时也在一定程度上对水稻根系的菌群产生了影响。研究初步揭示了稻鳖共作复合生态系统优于稻田单作系统的微生物生态基础。