不同生长速度的大黄鱼肠道菌群结构的差异

为分析肠道菌群结构变化对大黄鱼Pseudosciaena crocea生长速度的影响,采用高通量测序的方法,对生长条件相同、生长速度不同的两组大黄鱼肠道菌群结构进行了研究。结果表明:生长缓慢组鱼肠道内菌群OTUs和菌群多样性指数Chao1显著高于生长正常组(P<0.05),但两组间Shannon指数差异不显著(P>0.05);变形菌门Proteobacteria、厚壁菌门Firmicutes、梭杆菌门Fusobacteria和拟杆菌门Bacteroidetes为大黄鱼肠道内的优势菌群,其中变形菌门在两组鱼肠道内的相对丰度超过50%;两组大黄鱼肠道菌群结构变化主要集中在变形菌门、放线菌门Actinobacteria和蓝细菌门Cyanobacteria;科水平上的细菌相对丰度比较结果显示,变形菌门内的鞘脂单胞菌科Sphingomonadaceae、柄杆菌科Caulobacteraceae、丛毛单胞菌科Comamonadaceae、假单胞菌科Pseudomonadaceae和莫拉氏菌科Moraxellaceae在两组鱼肠道内的相对丰度差异显著(P<0.05),其中莫拉氏菌科在生长缓慢组鱼肠道内的含量显著高于生长正常组(P<0.05)。研究表明,不同生长速度的大黄鱼肠道菌群结构存在差异,生长缓慢组鱼肠道内菌群种类多于生长正常组;变形菌门内菌群变化与大黄鱼生长密切相关,莫拉氏菌科在鱼肠道内含量的变化可能是引起大黄鱼生长变慢的主要原因。     

肠道消化吸收相关因子对大黄鱼生长速度的影响

为了分析大黄鱼Pseudosciaena croce在人工养殖过程中,常常出现同一批次鱼苗在相同养殖条件下个体差异明显、部分鱼生长速度缓慢的原因,试验选取福州市连江县某鱼场同一网箱内同一批次投放的鱼苗,根据个体大小分组,体质量为60¹00 g的为生长正常组,体质量为10100 g的为生长正常组,体质量为10⁴0 g的为生长缓慢组,在相同养殖条件下饲喂300 d,试验结束时,采用消化酶活性检测、荧光定量PCR和石蜡组织切片3种方法,分别测定大黄鱼肠道的消化酶活性和菌群数量,观察肠道的组织形态学变化并进行对比分析。结果表明:两组鱼的各种消化酶活性均无显著性差异(P>0.05);在生长缓慢组鱼肠道内,酵母菌和弧菌等兼性厌氧菌数量高于生长正常组,且两组之间酵母菌数量有显著性差异(P<0.05);生长正常组鱼肠道绒毛密集、修长且完整,而生长缓慢组鱼肠道绒毛稀疏,有大量损伤,前肠上皮内淋巴细胞数量显著高于生长正常组(P<0.05)。研究表明,大黄鱼鱼群生长速度与肠道菌群及肠绒毛状态有关,而与肠道消化酶活性无关。     

饲料添加杜仲皮水提物对虹鳟生长、肠道组织学及菌群多样性的影响

为研究不同浓度杜仲皮水提物对虹鳟Oncorhynchus mykiss生长、肌肉营养成分、肠道组织学及菌群多样性的影响,以体质量为(145.56±4.12)g的虹鳟幼鱼为研究对象,试验设5组,每组3个重复,每个重复30尾,在虹鳟基础饲料中分别添加浓度为0(对照组)、0.5%、1%、2%、4%的杜仲皮水提物,养殖周期为10周。结果表明:各试验组终末体质量、特定生长率均无显著性差异(P>0.05);各添加组肌肉粗脂肪含量显著高于对照组(P<0.05),其中, 4%添加组粗脂肪含量最高且显著高于其他组(P<0.05),各试验组肌肉粗蛋白质含量无显著差异(P>0.05);各试验组肠道皱襞、固有膜及肌层结构完整,其中,0.5%、1%和2%添加组杯状细胞数量增多,但对照组、4%组杯状细胞数量未见变化; 2%、4%添加组Simpson指数显著高于0.5%、1%添加组(P<0.05),但与对照组无显著性差异(P>0.05),1%添加组Shannon指数显著高于2%、4%添加组(P<0.05),但与对照组、0.5%组无显著性差异(P>0.05);在门水平上,肠道优势菌群为软壁菌门Tenericutes、厚壁菌门Firmicutes、梭杆菌门Fusobacteria、变形杆菌门Proteobacteria;与对照组相比,有害菌群中2%添加组肠道物种丰度下降最为明显,4%组除布鲁氏菌科Brucellaceae、鞘脂单胞菌科Sphingomonadaceae、苍白杆菌属Ochrobactrum物种丰度显著升高外,其余均显著降低(P<0.05),有益菌群中4%添加组肠道慢生根瘤菌科Bradyrhizobiaceae、丛毛单胞菌科Comamonadaceae物种丰度显著升高(P<0.05)。研究表明,在虹鳟饲料中添加4%杜仲皮水提物能较好地改善肠道菌群结构。     

池塘鱼菜立体种养系统的微生物群落结构分析

为了解池塘鱼菜立体种养系统中微生物的群落结构特征,探究池塘鱼菜立体种养系统不同组成之间的相互关系,采用Illumina MiSeq高通量测序方法对系统不同组成的微生物16S rRNA V3～V4区进行测序,比较分析了水体、底泥、蕹菜Ipomoea aquatica Forsk根际与根表、暗纹东方鲀Takifugu obscures肠道及凡纳滨对虾Litopenaeus vanname肠道微生物群落多样性及差异。结果表明:池塘鱼菜立体种养系统的6组样品细菌分布于62门1 503属,优势菌门包括变形菌门Proteobacteria (27.71%)、放线菌门Actinobacteria (16.37%)、蓝细菌门Cyanobacteria (16.05%)和拟杆菌门Bacteroidetes (10.07%),主要优势菌属包括红球菌属Rhodococcus、葡萄球菌属Staphylococcus、弓形杆菌属Arcobacter、红杆菌属Rhodobacter、硫杆菌属Thiobacillus和支原体属Mycoplasma;水体的优势菌门为放线菌门、变形菌门、蓝细菌门和拟杆菌门,底泥的优势菌门为变形菌门和拟杆菌门,蕹菜根际及根表的优势菌门为变形菌门、蓝细菌门和拟杆菌门,暗纹东方鲀肠道的优势菌门为厚壁菌门Firmicutes、Epsilonbacteraeota、蓝细菌门和拟杆菌门,凡纳滨对虾肠道的优势菌门为放线菌门和变形菌门;池塘鱼菜立体种养系统中的功能性细菌分布略有不同,蕹菜根表硝化细菌的相对丰度显著高于水体、鲀肠道和虾肠道(P<0.05),蕹菜根际反硝化细菌的相对丰度显著高于其他各组(P<0.05),水体和蕹菜根际固氮菌的相对丰度显著高于虾肠道、底泥和鲀肠道(P<0.05)。研究表明,池塘鱼菜立体种养系统的不同组成(底泥、水体、蕹菜根际与根表、养殖对象肠道)由于功能不同微生物群落结构存在较大差异,在蕹菜根际及根表包含有相对丰度较高的硝化细菌、反硝化细菌、固氮菌,有助于促进氮循环,提高系统中氮的利用率,而养殖对象肠道中既有有益菌也有致病菌属。     

伯氏肩孔南极鱼和革首南极鱼皮肤微生物多样性的研究

为研究南极鱼皮肤微生物群落的多样性,揭示不同种类南极鱼皮肤微生物的差异,提取伯氏肩孔南极鱼Trematomus bernacchii(TB)和革首南极鱼Notothenia coriiceps(NC)皮肤微生物基因组总DNA,采用16S rDNA分子标记和高通量测序技术检测样品微生物群落多样性。结果表明:对两种南极鱼的6个样本分别进行测序,共获得有效序列数378 517条,获得操作分类单元(OTUs)740个;两种南极鱼皮肤的优势菌门包括厚壁菌门Firmicutes、变形菌门Proteobacteria、异常球菌-栖热菌门Deinococcus-Thermus、拟杆菌门Bacteroidetes、软壁菌门Tenericutes、放线菌门Actinobacteria等,以厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门的丰度较高;两种南极鱼皮肤的优势菌属为厌氧芽孢杆菌属Anoxybacillus、火山岩菌属Vulcaniibacterium、芽孢杆菌属Bacillus、嗜冷杆菌属Psychrobacter、青枯菌属Ralstonia、短波单胞菌属Brevundimonas、假单胞菌属Pseudomonas和嗜甲基菌属Methylophilus;同种南极鱼不同个体间皮肤微生物菌群差异较小,且伯氏肩孔南极鱼和革首南极鱼间皮肤微生物菌群无显著性差异(P>0.05)。研究表明,采用高通量测序可以精准地对两种南极鱼皮肤微生物主要菌群进行分析比较,厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门是伯氏肩孔南极鱼和革首南极鱼皮肤微生物的优势菌门,两种南极鱼间的皮肤微生物菌群无显著性差异。     

丁酸梭菌和凝结芽孢杆菌对虹鳟生长性能、肝功能及肠道菌群的影响

为研究饲料中添加丁酸梭菌Clostridium butyricum(CGMCC1.336)、凝结芽孢杆菌Bacillus coagulans(CGMCC1.3220)对虹鳟Oncorhynchus mykiss生长性能、肝功能及肠道菌群的影响,试验设T1、T2、T3 3个益生菌处理组,分别投喂基础饲料中添加丁酸梭菌(7.35×10~9 CFU/kg)、凝结芽孢杆菌(2.4×10~9 CFU/kg)和丁酸梭菌+凝结芽孢杆菌(7.35×10~9 CFU/kg+2.4×10~9 CFU/kg)的试验饲料,对照组(T0)投喂基础饲料,每组设3个重复,每个重复放20尾鱼,将初始体质量为(73.0±2.0)g的虹鳟饲养于水族箱(80 cm×50 cm×60 cm)中,养殖试验共进行40 d。结果表明:饲料中添加丁酸梭菌、凝结芽孢杆菌均能显著提高虹鳟的特定生长率(SGR)(P<0.05),T1和T3组SGR最高,均达1.41%/d,而饲料系数(FCR)则较低,分别为1.08和1.10;T1和T3组虹鳟体成分粗蛋白质含量显著高于对照组(P<0.05),各组粗灰分和水分含量无显著性差异(P>0.05);各益生菌组虹鳟肝脏谷草转氨酶(GOT)、γ-谷氨酰转肽酶(γ-GT)活性、总胆红素(TBiL)含量和肝指数均显著低于对照组(P<0.05),T3组效果最好,而胆碱酯酶(CHE)活性则显著高于对照组(P<0.05),其中T2、T3组效果较好;T3组肠道菌群的Chao1、Simpson、Shannon指数较对照组增加最显著(P<0.05);从肠道菌群结构的门水平上看,T2和T3组变形菌门比例明显降低,而厚壁菌门、拟杆菌门比例则明显提高,T1和T3组梭杆菌门比例明显提高。研究表明,饲料中添加丁酸梭菌、凝结芽孢杆菌可促进虹鳟生长,改善其机体营养成分,维护肝功能,改善肠道菌群结构。     

丁酸梭菌和凝结芽孢杆菌对虹鳟生长性能、肝功能及肠道菌群的影响

为研究饲料中添加丁酸梭菌Clostridium butyricum(CGMCC1.336)、凝结芽孢杆菌Bacillus coagulans(CGMCC1.3220)对虹鳟Oncorhynchus mykiss生长性能、肝功能及肠道菌群的影响,试验设T1、T2、T3 3个益生菌处理组,分别投喂基础饲料中添加丁酸梭菌(7.35×10⁹ CFU/kg)、凝结芽孢杆菌(2.4×109 CFU/kg)、凝结芽孢杆菌(2.4×10⁹ CFU/kg)和丁酸梭菌+凝结芽孢杆菌(7.35×109 CFU/kg)和丁酸梭菌+凝结芽孢杆菌(7.35×10⁹ CFU/kg+2.4×109 CFU/kg+2.4×10⁹ CFU/kg)的试验饲料,对照组(T0)投喂基础饲料,每组设3个重复,每个重复放20尾鱼,将初始体质量为(73.0±2.0)g的虹鳟饲养于水族箱(80 cm×50 cm×60 cm)中,养殖试验共进行40 d。结果表明:饲料中添加丁酸梭菌、凝结芽孢杆菌均能显著提高虹鳟的特定生长率(SGR)(P<0.05),T1和T3组SGR最高,均达1.41%/d,而饲料系数(FCR)则较低,分别为1.08和1.10;T1和T3组虹鳟体成分粗蛋白质含量显著高于对照组(P<0.05),各组粗灰分和水分含量无显著性差异(P>0.05);各益生菌组虹鳟肝脏谷草转氨酶(GOT)、γ-谷氨酰转肽酶(γ-GT)活性、总胆红素(TBiL)含量和肝指数均显著低于对照组(P<0.05),T3组效果最好,而胆碱酯酶(CHE)活性则显著高于对照组(P<0.05),其中T2、T3组效果较好;T3组肠道菌群的Chao1、Simpson、Shannon指数较对照组增加最显著(P<0.05);从肠道菌群结构的门水平上看,T2和T3组变形菌门比例明显降低,而厚壁菌门、拟杆菌门比例则明显提高,T1和T3组梭杆菌门比例明显提高。研究表明,饲料中添加丁酸梭菌、凝结芽孢杆菌可促进虹鳟生长,改善其机体营养成分,维护肝功能,改善肠道菌群结构。     

蛭弧菌Bdh5221对银鲫肠道菌群和非特异性免疫指标的影响

将360尾体重为50 g左右的银鲫Carassius auratus gibelio随机分为3个组,每个组设立3个平行,每个平行40尾鱼。将蛭弧菌Bdh5221菌液以0、104、107CFU/g(饲料)的浓度喷洒于基础饲料上投喂银鲫,于第7、14、21、28天时检测银鲫肠道蛭弧菌Bdellovibriosp.数量的变化。在两个试验组蛭弧菌数量基本达到稳定(即第28天)时,测定蛭弧菌Bdh5221对银鲫肠道菌群和血清中非特异性免疫指标的影响。结果表明:两个试验组的大肠杆菌、气单胞菌数量显著少于对照组(P<0.05),而乳酸杆菌数量极显著大于对照组(P<0.01),双歧杆菌数量有上升的趋势,拟杆菌变化不明显;溶菌酶、碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、酚氧化酶及107CFU/g组的超氧化物歧化酶活性显著或极显著高于对照组(P<0.05或P<0.01)。由此表明,在饲料中添加蛭弧菌具有改善银鲫肠道菌群和提高免疫相关酶活性的作用。     

摄食不同水平饲料蛋白质对珍珠龙胆石斑鱼幼鱼肠道组织形态和菌群组成的影响

为研究饲料蛋白质水平对石斑鱼肠道微生态群落的影响,以红鱼粉和酪蛋白为蛋白源,鱼油和豆油为脂肪源,高筋面粉和玉米淀粉为碳水化合物源,配制6组不同蛋白质水平(35%、40%、45%、50%、55%和60%的等脂等能饲料,分别记为P35、P40、P45、P50、P55、P60组),投喂初始质量为(6.50±0.00)g的珍珠龙胆石斑鱼Epinephelus lanceolatu♂×Epinephelus fuscoguttatus♀幼鱼8周,试验结束时取其肠道组织观察肠道组织形态,并分析肠道菌群组成。结果表明:P50组前肠和后肠皱襞高度显著高于P40、P45和P60组(P<0.05),而皱襞宽度则显著低于P35和P40组(P<0.05);P50组中肠和后肠隐窝深度均取到最小值,P50组各肠段肌层厚度均取到最大值;Illumina MiSeq测序显示,多样性指数(Shannon、Simpson、Coverage指数)和Ace指数均无显著性差异(P>0.05),P55和P60组的Chao指数显著高于P40、P45和P50组(P<0.05);从门水平上看,各组优势菌落为变形菌门Proteobacteria、放线菌门Actinobacteria、厚壁菌门Firmicutes和拟杆菌门Bacteroidetes,P50组变形菌门含量最低且厚壁菌门含量最高;从属水平上看,红球菌属Rhodococcus、罗尔斯通氏菌属Ralstonia和不动杆菌属Acinetobacter为各组优势菌落,P50组乳酸杆菌属Lactobacillus含量最高,不动杆菌属、假单胞菌属Pseudomonas和互营杆菌属Syntrophobacter含量均有所下降。研究表明,摄食不同蛋白质水平的饲料对珍珠龙胆石斑鱼肠道菌群多样性无显著性影响,但显著影响肠道菌群丰富度和肠道组织形态,饲料蛋白质水平为50%时不仅能有效改善肠道组织形态,优化肠道升级,还有助于乳酸菌等有益菌属定植并减少致病菌含量。     

D-A~2O工艺高效脱氮及有机物降解机理研究

D-A~2O是基于A~2O工艺设计的双系列厌氧/缺氧交替运行污水处理工艺,具有较为显著的脱氮除磷及有机物去除效果。为了查明D-A~2O工艺高效脱氮及有机物降解的原因,采用宏基因组学技术,利用amoA基因及pufM基因对D-A~2O、A~2O两种工艺活性污泥中脱氮及降解有机物的微生物群落结构进行检测分析。结果表明,在科水平上,两种工艺共检测到含amoA基因的微生物有亚硝化单胞菌、变形菌、假单胞菌、莫拉氏菌等8种,其中亚硝化单胞菌科以及β-变形菌为优势菌种。亚硝化单胞菌在D-A~2O好氧池中的比例(3.24%)是A~2O(1.48%)的2.2倍;β-变形菌在D-A~2O好氧池中的比例(0.21%)是A~2O(0.11%)的2倍;而假单胞菌、丛毛单胞菌仅在D-A~2O工艺中被发现。可见,D-A~2O系统内具有更为丰富的脱氮微生物种类及更高的种群密度。另外,两种工艺中共检测到含pufM基因的微生物为变形菌、慢生根瘤菌、嗜甲基杆菌等8种,其中变形菌及慢生根瘤菌为优势菌种。慢生根瘤菌在D-A~2O好氧池中的比例(8.52%)是A~2O(5.51%)的1.55倍,且D-A~2O工艺中的嗜甲基杆菌、鞘脂单胞菌、醋杆菌、伯克霍尔德氏菌、红环菌、着色菌种群数量均高于A~2O工艺中相应工艺单元。此外,通过对α多样性及物种丰度热图进行分析,进一步说明了D-A~2O工艺具有更为丰富的微生物物种多样性,具有更高的脱氮及有机物降解能力。