魚菜共生模式中微生物群落結(jié)構(gòu)及多樣性的研究.pdf

1、魚菜共生技術(shù)是一種結(jié)合水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)和植物栽培技術(shù)于一體的安全健康生態(tài)環(huán)保的綠色技術(shù)。在我國(guó)，該技術(shù)最典型的應(yīng)用模式之一是結(jié)合生物浮床技術(shù)的魚菜共生模式。本研究通過(guò)采取宏基因組學(xué)等分子生物學(xué)方法研究魚菜共生模式中浮床植物根際和水體的微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性及其變化，揭示了生物浮床對(duì)魚菜共生模式中微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性的影響，并嘗試從微生物的角度對(duì)生物浮床水質(zhì)調(diào)節(jié)機(jī)理做出一個(gè)科學(xué)的解釋，為養(yǎng)殖水體生物調(diào)控技術(shù)和魚類健康養(yǎng)殖技術(shù)的推廣應(yīng)用提供理

2、論基礎(chǔ)。
　　本研究采用宏基因組學(xué)測(cè)序技術(shù)和生物信息學(xué)手段，分析了養(yǎng)殖環(huán)境及根際微生物的群落結(jié)構(gòu)及其多樣性，并從環(huán)境微生物的角度探討了水蕹菜生物浮床的水質(zhì)調(diào)節(jié)機(jī)理。研究結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，魚菜共生模式中養(yǎng)殖水環(huán)境中微生物具有高豐度和低多樣性，沉積物中微生物具有高豐度和高多樣性，進(jìn)而表明水蕹菜生物浮床有效改變了養(yǎng)殖環(huán)境中的微生態(tài)平衡。養(yǎng)殖環(huán)境微生物和根際微生物主要屬于變形菌門(Proteobacteria)、藍(lán)細(xì)菌門(Cyano

3、bacteria)、擬桿菌門(Bactero idetes)、放線菌門(Actinobacteria)、綠彎菌門(Chloroflexi)、厚壁菌門（Firmicutes）、梭桿菌門(Fusobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)、浮霉菌門（Planctomycetes）和綠菌門(Chlorobi)，其中，魚菜共生模式下環(huán)境微生物的主要菌屬是聚球藻屬(Synechococcus)、CL500-29_marine_gr

4、oup、hgcI_clade、芽孢桿菌屬（Bacillus）和分歧桿菌屬（Mycobacterium）等，水蕹菜根際微生物菌落中主要菌屬是紅細(xì)菌屬（Rhodobacter）、噬氫胞菌屬（Hydrog enophaga）和聚球藻屬等。研究結(jié)果還表明低覆蓋率(3.5％)的水蕹菜生物浮床能夠增加水體的溶解氧含量，降低水體中含氮化合物的濃度和改善養(yǎng)殖環(huán)境中的微生態(tài)平衡，提高有益菌和氮循環(huán)細(xì)菌的含量。
　　本研究同時(shí)采用宏基因組學(xué)測(cè)序技術(shù)和

5、生物信息學(xué)手段，構(gòu)建了草魚(Ctenopharyngodon idellus)、鯽（Carassius auratus）、鰱（Hypopht halm icht hys molitrix)和鳙(Aristichthys nobilis)四種鯉科魚類腸道內(nèi)含物等12個(gè)樣品的16S rDNA測(cè)序克隆文庫(kù)，研究了魚菜共生模式下不同鯉科魚類腸道微生物的菌落結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明魚菜共生模式下不同鯉科魚類腸道內(nèi)含物微生物優(yōu)勢(shì)菌落的組成十分相似(P＞0

6、.05，Kruskal-Wallis)，最主要的微生物門類是梭桿菌門、厚壁菌門、擬桿菌門、放線菌門和變形菌門，最主要的優(yōu)勢(shì)微生物菌群均是鯨桿菌屬（Cetobacterium）、梭狀芽胞桿菌屬（Clostridium）、擬桿菌屬（Bacteroides）和芽孢桿菌屬等，其中鯨桿菌屬和梭狀芽胞桿菌屬含量最豐富，且主要在非優(yōu)勢(shì)菌屬之間具有顯著差異(P＜0.05，Kruskal-Walis)。同時(shí)，本研究通過(guò)LEfSE分析研究發(fā)現(xiàn)食性不是造成不