益生菌在水产养殖可持续发展中的应用现状及展望

水产养殖在全球粮食安全中发挥着至关重要的作用,为人类提供优质蛋白源持续稳定供应提供了重要保障。益生菌是一类可用于水产养殖的有益微生物,不仅能够提高水产动物的生长性能、免疫能力,而且具有抑制致病菌、改善养殖水质等功效。益生菌在水产养殖中的推广应用可促进水产养殖业的健康可持续发展。因此,本文首先介绍了水产养殖中益生菌的定义与来源,详细阐述了益生菌对水产可持续养殖的意义以及益生菌在水产养殖中的实际应用,并对其未来研究方向进行了展望,以期为益生菌在水产养殖可持续发展中的推广和应用提供可靠的理论依据。

3种不同添加物对凡纳滨对虾生长、非特异免疫和抗病力的影响

为评估3种不同添加物对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)生长性能、非特异免疫反应及抗病力的影响,在基础饲料中分别添加了丁酸梭菌CBG01(Clostridium butyricum CBG01)活菌(CB组)、3%聚β-羟基丁酸酯(PHB组)和1%丁酸钠(BS组)来投喂对虾,对照组投喂基础饲料,养殖6周后测量对虾生长情况、检测血清非特异免疫指标和肝胰腺免疫相关基因表达水平,进行副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)攻毒实验。研究表明,CB组和PHB组对虾末体质量和特定生长率显著高于对照组(P<0.05),CB组最高,BS组与对照组差异不显著(P>0.05)。3个处理组对虾成活率和饲料效率均显著高于对照组(P<0.05)。3个处理组对虾血清中溶菌酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性以及总抗氧化能力显著高于对照组(P<0.05),CB组对虾血清中碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、酚氧化酶活性显著高于对照组(P<0.05),PHB组对虾血清中碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、总一氧化氮合酶活性显著高于对照组(P<0.05),BS组对虾血清中酸性磷酸酶活性显著高于对照组(P<0.05)。与对照组相比,CB组对虾肝胰腺中所有免疫相关基因(SOD、LZM、proPO、LGBP、HSP70、Imd、Toll、Relish、TOR、4E-BP、eIF4E1α、eIF4E2)相对表达量均显著上调(P<0.05),而PHB组的Toll基因以及BS组的Imd、Toll、Relish、eIF4E2基因相对表达量与对照组无显著差异(P>0.05)。副溶血弧菌攻毒实验表明,3个处理组对虾的累积死亡率均显著低于对照组(P<0.05)。研究结果表明,饲料中添加丁酸梭菌、PHB和丁酸钠均可不同程度地提高凡纳滨对虾的生长性能和非特异免疫能力,能够显著提高对虾对副溶血弧菌感染的抵抗力。总体比较,添加丁酸梭菌和PHB的作用效果基本相当,在一定程度上要优于添加丁酸钠。在饲料生产加工过程中,在难以添加丁酸梭菌活菌的情况下,建议适当添加聚β-羟基丁酸酯来替代丁酸梭菌。

安徽合肥地区稻鳖共作模式对稻田浮游植物群落结构影响

为了解稻渔综合种养模式下稻田水体浮游植物群落结构特征,以稻鳖共作(RT组)和常规水稻单作(CM组)稻田水体浮游植物为研究对象,分析稻鳖共作和常规水稻单作模式下浮游植物群落结构变化及其影响因素。结果表明,稻鳖共作区浮游植物检测到6门45属68种;浮游植物优势类群为绿藻门和裸藻门类群;稻鳖共作区浮游植物细胞丰度和生物量均低于常规水稻单作区;alpha多样性指数显著高于常规水稻单作区(P<0.05)。分析显示稻鳖共作区指示物种主要为富营养化浅水型物种,说明水体营养盐含量高,可能与稻田中华鳖养殖行为密切相关。冗余分析(RDA)结果发现,孕穗期稻田水体浮游植物群落结构的影响因素为WT、NO_(2)^(-)-N,成熟期稻田水体浮游植物群落结构的关键因素为pH。研究结果初步揭示稻鳖共作水体浮游植物群落结构特征及其影响因素,表明稻鳖共作种养模式可改善稻田水体浮游植物群落结构和水质。

尿苷二磷酸葡萄糖促进三角褐指藻岩藻黄素积累的研究

岩藻黄素(Fucoxanthin)是自然界中丰富的类胡萝卜素,为提高微藻中岩藻黄素的含量,本实验主要通过叶绿素荧光参数法、高效液相色谱法等探究了外源添加不同浓度的尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)对三角褐指藻光合作用能力及岩藻黄素含量的影响。研究表明,150μmol/L UDPG显著提高了三角褐指藻的光合作用能力,促进了三角褐指藻中岩藻黄素积累,其含量达到(9.57±0.81)mg/g,比对照组提高了161.76%。此外,硅甲藻黄素、硅藻黄素、β-胡萝卜素、紫黄质、叶绿素a和叶绿素c 2的含量分别比对照组提高了84.31%、79.73%、164.74%、123.04%、358.35%和2260.09%。研究结果表明,外源添加150μmol/L UDPG可显著促进三角褐指藻积累岩藻黄素。

基于Deep Forest算法的对虾急性肝胰腺坏死病(AHPND)预警数学模型构建

为预报池塘养殖凡纳对虾(Penaeus vannamei)急性肝胰腺坏死病(AHPND)的发生,自2020年开始,笔者对凡纳对虾养殖区开展了连续监测工作,包括与疾病发生相关的环境理化因子、微生物因子、虾体自身健康状况等18个候选预警因子指标,通过数据标准化处理后分析病原、宿主与环境之间的相关性,对候选预警因子进行筛选,基于Python语言编程结合Deep Forest、Light GBM、XGBoost算法进行数据建模和预测性能评判,仿真环境为Python2.7,以预警因子指标作为输入样本(即警兆),以对虾是否发病指标作为输出结果(即警情),根据输入样本和输出结果各自建立输入数据矩阵和目标数据矩阵,利用原始数据矩阵对输入样本进行初始化,结合函数方程进行拟合,拟合的源代码能利用已知环境、病原及对虾免疫指标数据对目标警情进行预测。最终建立了基于Deep Forest算法的虾体(肝胰腺内)细菌总数、虾体弧菌(Vibrio)占比、水体细菌总数和盐度的4维向量预警预报模型,准确率达89.00%。本研究将人工智能算法应用到对虾AHPND发生的预测预报,相关研究结果为对虾AHPND疾病预警预报建立了预警数学模型,并为对虾健康养殖和疾病防控提供了技术支撑和有力保障。

添加不同形式屎肠球菌对凡纳对虾生长性能、非特异免疫及抗病力影响的比较研究

为了研究饲料中添加不同形式的屎肠球菌(Enterococcus faecium)LYB对凡纳对虾(Penaeus vannamei)生长、免疫及抗病力的影响。本研究设置了5种不同添加形式,分别为屎肠球菌发酵液(FJ)、活菌体(HJ)、发酵上清液(FQ)、超声波破碎菌体(CS)和热灭活菌体(RM),以商品饲料作为对照(Con),实验周期为42 d。研究表明,各处理组对虾成活率在84.0%~96.0%之间,Con组成活率最高且与CS组差异不显著(P>0.05)。从对虾生长情况来看,HJ和CS组对虾末体质量和特定生长率显著高于FQ、RM和Con组(P<0.05),与FJ组差异不显著(P>0.05)。各处理组对虾血清中的超氧化物歧化酶(SOD)、酚氧化酶(PO)、碱性磷酸酶(AKP)、酸性磷酸酶(ACP)、溶菌酶(LZM)活性以及总抗氧化能力(T-AOC)均显著高于Con组(P<0.05),其中CS组的ACP活性最高,HJ、CS、FJ和RM组的AKP活性显著高于FQ组(P<0.05),CS和FJ组的POD活性显著高于HJ和RM组。HJ、CS、FJ和RM组对虾肝胰腺SOD、LZM、proPO、LGBP和HSP70基因表达水平显著高于FQ和Con组,其中CS组的HSP70、LZM和proPO基因表达水平最高,各处理组对虾肝胰腺中Imd、Toll和Relish基因相对表达量显著高于Con组(P<0.05),HJ和CS组的Imd表达量显著高于FQ和FJ组(P<0.05),CS组的Toll和Relish基因相对表达量最高(P>0.05)。在mTOR信号通路中,FJ、CS和RM组对虾肝胰脏TOR和4E-BP基因表达水平显著高于FQ和Con组(P<0.05),HJ、FJ和RM组对虾肝胰脏elF4E1Α和elF4E2基因表达水平显著高于CS、FQ和Con组(P<0.05)。副溶血弧菌(Vibrio Parahaemolyticus)攻毒结果表明,CS组对虾累计死亡率显著低于对照组(P<0.05)。综合各项指标,在凡纳对虾饲料中添加屎肠球菌LYB活菌菌液和超声波破碎菌体可显著提升其生长性能和免疫能力,其中超声波破碎菌体可作为潜在后生元,用于提高凡纳对虾的生长、免疫和抗病力。

罗非鱼混养对广西三江传统稻渔综合种养系统环境及其菌群多样性的影响

研究罗非鱼混养对广西三江传统稻渔综合种养系统环境的影响,可为科学推广稻田金边鲤-罗非鱼混养模式提供基础。2021年5-10月设置3个试验组和1个对照组研究不同密度混养对种养系统环境及菌群多样性的影响,其中试验组内进行罗非鱼和金边鲤的混养,对照组为鲤单养组。结果表明,金边鲤的生长未受到罗非鱼混养的影响;高通量测序结果显示水体中的主要菌群为变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria),其次为拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和蓝菌门(Cyanobacteria),主要功能为化能异养和有氧化能异养;底泥中的主要菌群为变形菌门和绿弯菌门(Chloroflexi),其次为酸杆菌门(Acidobacteria)、广古菌门(Euryarchaeota)和蓝菌门,主要功能类群为甲烷生成和化能异养。罗非鱼高密度混养组稻田底泥中的总氮和硝酸盐氮含量有所下降,水体中Polynucleobacter等水质良好的指示物种相对丰度增加,罗非鱼混养对稻渔综合种养系统环境及其菌群产生了有益的影响。

我国华东与华南地区养殖鱼类迟缓爱德华氏菌分离株的多样性分析

目的对17株来源于我国华东与华南地区的养殖鱼类迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)分离株进行多样性分析。方法通过菌体血清凝集试验及16S rRNA与hsp60部分基因序列的聚类分析。结果菌体血清凝集试验结果显示,鳗源迟缓爱德华氏菌ETY的抗O血清可凝集大部分鱼源迟缓爱德华氏菌;人源迟缓爱德华氏菌标准株ATCC15947的抗O血清仅与鱼源迟缓爱德华氏菌WY37有交叉凝集;鲶鱼爱德华氏菌EIV的抗O血清与鱼源迟缓爱德华氏菌无交叉凝集。2株鱼源迟缓爱德华氏菌AL60306NA1和E29L与以上3种爱德华氏菌抗O血清不发生凝集反应。基于16S rRNA及hsp60部分基因序列构建的系统发育进化树显示,来源于不同地区的绝大部分鱼源迟缓爱德华氏菌分离株进化同源性较高,在基于16S rRNA构建的系统进化树中,山东地区分离自大菱鲆的迟缓爱德华氏菌聚为一支。3株鱼源迟缓爱德华氏菌AL60306NA1、E29L、GK4与人源迟缓爱德华氏菌ATCC15947及人源鲶鱼爱德华氏菌EIV有一定亲缘关系。结论我国华东、华南地区的鱼源迟缓爱德华氏菌分离株普遍具有相似的血清型和较高的进化同源性,并与人源的迟缓爱德华氏菌、人源的鲶鱼爱德华氏菌有明显差异。个别鱼源迟缓爱德华氏菌血清型与分子系统进化分析结果不一致,提示在防控鱼类爱德华氏菌病时,应将菌体表面抗原的免疫原性与分子聚类分析相结合。

浒苔暴发前后青岛沿岸水体和藻体的细菌群落结构与生态环境因子相关性分析

自2008年起,浒苔(Ulva prolifera)暴发给海洋环境生态、水产养殖业、旅游业和公共卫生带来严重影响。为进一步探究浒苔暴发对近岸环境中细菌群落结构与生态因子的影响,本研究对浒苔暴发前后青岛沿岸主要滨海区域水体、浒苔藻体中可培养细菌群落的组成与丰度及环境理化指标进行了比较分析。结果显示,浒苔暴发后,青岛沿岸水体的化学需氧量(COD)、氨氮、无机氮、砷离子和活性磷酸盐含量均显著升高(P<0.05),溶解氧、Cd、Pb、Cr、Cu等金属离子的含量显著降低(P<0.05);聚集地浒苔藻体中有机碳含量低于非聚集地(P<0.05),大肠菌群、粪大肠菌群、硫化物、Hg、Cd、Zn和Cu离子含量高于非聚集地(P<0.05)。可培养细菌分析结果显示,浒苔暴发后,青岛市沿岸水体与藻体中可培养细菌的数量增长超1个数量级,弧菌(Vibrio)占比增加了38%;基于16S rDNA的细菌鉴定结果显示,浒苔暴发前,青岛市沿岸海水中的主要优势菌为长巨牡蛎弧菌(Vibrio gigantis)、塔斯玛尼亚弧菌(Vibrio tasmaniensis)和大西洋弧菌(Vibrio atlanticus);浒苔暴发后,青岛市沿岸海水中的主要优势菌为强壮弧菌(Vibrio fortis)、溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)和欧文斯氏弧菌(Vibrio owensii)。优势弧菌的毒力基因与耐药基因携带风险检测结果表明,浒苔暴发后,弧菌携带毒力基因(VAC、vhh、chxA、tlh和flaA)和耐药基因(strA、strB、QnrVC和sul2)的类别和检出率均增高。研究结果初步揭示了浒苔暴发对青岛市沿岸环境中细菌群落结构及环境生态的影响,查明了浒苔暴发产生的有害微生物种类及其携带的毒力基因、耐药基因风险,为黄渤海近岸海域浒苔绿潮防控、海洋生态保护、水产健康养殖和公共卫生治理提供了理论依据。

溶藻弧菌冷冻保护剂配方与冻干工艺研究

【目的】研究溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)真空冷冻干燥保护剂配方与优化冻干工艺条件,并探究冷冻干燥对菌株毒力及药物敏感性的影响,为菌种在冷冻干燥保藏上的应用提供理论依据。【方法】采用真空冷冻干燥技术,以溶藻弧菌HY9901为研究对象,通过单因素试验及正交试验,探究L-谷氨酸钠、海藻糖、脱脂乳、葡萄糖、甘露醇、甘氨酸6种单一保护剂对菌株活性的影响,筛选最佳冷冻保护剂复配配方,并研究菌液浓度、预冻时间、预冻温度及复水介质4个因素对菌株冻干工艺的影响,优化溶藻弧菌冻干工艺条件。同时,通过储藏试验、半数致死量(LD_(50))试验和药敏试验,探究冻干菌株的活性变化规律及其生物特性。【结果】6种单一保护剂对溶藻弧菌冻干的保护效果存在显著差异,其效果从强到弱依次为:L-谷氨酸钠、海藻糖、脱脂乳、葡萄糖、甘露醇、甘氨酸;菌株最佳冷冻干燥保护剂复配配方为海藻糖50 g/L+L-谷氨酸钠50 g/L+脱脂乳50 g/L,其存活率为62.12%,与单一保护剂的保护效果差异显著;冻干工艺最适条件:菌液浓度1×10~8~10~9 CFU/mL、预冻时间3 h、预冻温度-80℃、复水介质为PBS或50 g/L脱脂乳,此条件下菌株存活率可达到最大值(63.72%)。最佳冻干条件下,菌株储藏60 d期间,其活性无显著差异;菌株冻干前后的LD_(50)分别为1.22×10~8、1.20×10~8 CFU/mL,LD_(50)无显著差异。菌株在冻干前后的药敏抑菌圈直径无显著差异,对氟苯尼考、氯霉素、环丙沙星等药物均表现敏感;对新霉素、卡那霉素均表现中度敏感;对丁胺卡那、哌拉西林等药物均表现耐药。【结论】溶藻弧菌HY9901的冷冻干燥复配配方为海藻糖50 g/L+L-谷氨酸钠50 g/L+脱脂乳50 g/L,冻干工艺条件为菌液浓度1×10~8~10~9 CFU/mL、预冻时间3 h、预冻温度-80℃、复水介质为PBS或50 g/L脱脂乳,该配方及工艺合理可行,具有良好的储藏性及生物稳定性。

健康与患病河蟹池塘底泥微生物群落特征差异

本研究采集了江苏省扬中地区健康与患病河蟹池塘表层(0~5 cm)和深层(5~10 cm)的底泥,分析了不同池塘底泥的微生物群落特征和主要影响因子。结果表明,患病组底泥的pH(7.77)和全钾(1.78 g/kg)显著低于健康组(7.91和1.95 g/kg),而水溶性盐总量(1.50 g/kg)显著高于健康组(1.05 g/kg)。在0~10 cm深度范围的底泥中,健康组深层微生物多样性(Shannon)显著高于表层(P<0.05),而患病组深层的微生物丰富度(ACE和Chao)、多样性(Shannon)均显著高于表层(P<0.05)。两种池塘底泥微生物中的优势菌群均为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteriota)。两种池塘存在包括芽孢杆菌属(Bacillus)在内的多种差异菌群。RDA分析结果表明,全氮是影响河蟹池塘底泥微生物群落的主要环境因子。此外,决定健康池塘底泥微生物群落的环境因子还有水溶性盐、碳酸钙和全硫,而决定患病池塘底泥微生物群落的环境因子为有机质和p H。因此,底泥中芽孢杆菌和pH等可能是潜在影响河蟹健康的关键因素。本研究结果可为养殖河蟹池塘的微生态调控提供理论参考。

黄河口滩涂翼内茧型藻的分离鉴定及盐度适应性分析

从黄河口滩涂泥样中分离得到11株底栖微藻,经形态学和分子生物学鉴定,这11株微藻与翼内茧型藻属的藻株亲缘关系更近。为了解这11株微藻的盐度适应性,首先比较了这11株微藻在两个极端盐度(5、80)下的生长情况,并筛选出3株藻株(HaF、HaI和HaB)用于比较不同盐度(5、25、45、65、85)对藻株生长、光合潜力及生化组分的影响。研究表明,在实验盐度下,藻株HaF、HaI和HaB生长的最适盐度分别为25、25和45,在该盐度条件下,这3株藻株具有最高的比生长速率和光合色素含量。3株藻株的叶绿素荧光参数(Fv/Fm和ETRm)均随着培养时间的延长而逐渐降低,HaF、HaI藻株的光合潜力在各盐度条件下变化显著。HaF、HaI和HaB藻株的总脂含量均在盐度为5时最高,分别为68.231%、60.125%和63.324%;HaF、HaI和HaB藻株的总多糖含量在盐度为85时最高,分别为9.784%、8.132%和10.302%。研究结果表明,来自滩涂分离的翼内茧型藻具有广范的盐度适应性。本研究结果可为深入研究滩涂藻类盐度适应性机制提供参考。

发育不良和歪头病对变态末期棘胸蛙皮肤菌群的影响

实验基于高通量测序技术,以健康(CTL组)、发育不良(DD组)和患歪头病(TD组)的棘胸蛙(Quasipaa spinosa)为研究对象,系统地探索宿主健康状态与皮肤微生物菌群组成、多样性及功能之间的潜在关系。所有样本经测序、质控及聚类获得2997条扩增子序列变体(ASVs),注释32个门,76个纲,167个目,259个科和402个属,其中变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidota)为棘胸蛙皮肤主要优势菌门(>1%),但丰度受宿主健康状态的影响。在属水平上筛选获得50个菌群标志物,其中23个(如乳杆菌(Lactobacillus)、德沃斯氏(Devosia)、希瓦氏菌(Shewanella)和Luteolibacter)在CTL组中相对丰度较高,提示棘胸蛙的健康状态;19个(如短稳杆菌(Empedobacter)、芽孢杆菌(Bacillus)和短螺旋体(Brevinema))在DD组中相对丰度较高,提示棘胸蛙发育不良的病症;8个(如伊丽莎白菌(Elizabethkingia)、柠檬酸杆菌(Citrobacter)和不动杆菌(Acinetobacter))在TD组中相对丰度较高,提示棘胸蛙歪头病的病症。多样性分析表明,TD组的多样性和均一度与CTL组和DD组相比显著降低,微生物菌群组成也表现出明显分离。功能预测表明,CTL组和TD组皮肤微生物菌群之间功能差异主要富集在新陈代谢相关通路。总之,该项研究揭示不同健康状态下棘胸蛙皮肤微生物菌群的组成和变化,突出共生微生物菌群在两栖动物健康养殖和疾病预防中的潜在应用。

3株肠道原籍菌在美洲鳗鲡养殖中的应用研究

为评价3株鳗鲡肠道原籍菌——拟蕈状芽孢杆菌MYα、变异不动杆菌MYAⅡ和高地芽孢杆菌MY5的益生效果,以基础饲料为对照组,将3株菌以5.0×10^(7) cfu/g添加量添加至基础饲料中,投喂初始体质量(10.00±0.09)g的美洲鳗鲡63 d,探究其对美洲鳗鲡生长性能、免疫功能及肠道菌群的影响。试验结果显示,饲料中添加拟蕈状芽孢杆菌MYα和变异不动杆菌MYAⅡ提高了美洲鳗鲡质量增加率和特定生长率,高地芽孢杆菌MY5组与对照组相比脏体指数和肝体指数显著降低(P<0.05)。饲料中添加变异不动杆菌MYAⅡ和高地芽孢杆菌MY5显著提高了血清溶菌酶活性(P<0.05),同时变异不动杆菌MYAⅡ组血清总超氧化物歧化酶活性显著高于对照组(P<0.05),变异不动杆菌MYAⅡ组和高地芽孢杆菌MY5组肝脏丙二醛含量较对照组略有降低。与对照组相比,拟蕈状芽孢杆菌MYα和变异不动杆菌MYAⅡ组乳杆菌属丰度有所升高,短螺旋菌属丰度下降,同时拟蕈状芽孢杆菌MYα组埃希氏菌属丰度升高;高地芽孢杆菌MY5组支原体丰度显著升高(P<0.05),乳杆菌属丰度下降。综上,变异不动杆菌MYAⅡ的综合益生效果最为明显,能提高美洲鳗鲡生长性能、免疫功能和抗氧化能力,改善肠道菌群结构,具有作为鳗鲡益生菌的开发潜力。

枯草芽孢杆菌LJ的分离鉴定及其对凡纳滨对虾幼体弧菌病防治效果

【目的】从对虾肠道分离鉴定拮抗病原弧菌的益生菌,对其生物安全性及对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)幼体弧菌病的控制效果进行评价,以促进益生菌对对虾弧菌病的防治效果。【方法】利用平板划线法从虾肠分离细菌,根据拮抗病原弧菌活性筛选潜在益生菌株,结合表型特征、16S rRNA和rpoB基因序列对目标菌株进行鉴定,利用纸片扩散法测试其对17种抗菌药物敏感性。通过水体添加目标菌评价其对凡纳滨对虾幼体感染副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)的生物防治效果。【结果】从对虾肠道分离筛选得到一株对副溶血弧菌、哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)和坎氏弧菌(Vibrio campbellii)均有明显拮抗作用的菌株LJ;LJ不溶血且无多重耐药性,被鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。水体添加1×10^(5)和1×10^(6)cfu/mL LJ均可显著提高感染副溶血弧菌的对虾幼体存活率和变态率(P<0.05),且高剂量处理组效果更明显;未添加病原菌条件下,高浓度(5×10^(7)cfu/mL)LJ对幼体无害,并能显著促进幼体存活和变态。【结论】对虾肠源枯草芽孢杆菌LJ生物安全性高,可有效拮抗病原弧菌和提高感染副溶血弧菌凡纳滨对虾幼体的存活率。

美人鱼发光杆菌美人鱼亚种dly基因缺失株构建及其生物学特性研究

美人鱼发光杆菌美人鱼亚种(Photobacterium damselae subsp.damselae,PDD)是广泛分布于全球海洋环境中的一种致病菌。本研究以实验室保存的一株高致病性PDD菌株(PDD1608)作为对象,初步探究毒力基因dly对PDD菌株的生物学特性和致病力的影响。利用λRed重组技术成功构建毒力基因dly缺失株Δdly PDD1608::Cm,比较野生株和缺失株的生长、涌动性、药物敏感性、生理生化特性、生物被膜形成能力、菌株及胞外产物(extracellular products,ECP)的溶血性和磷脂酶活性等生物学特性。选用海水青鳉鱼(Oryzias melastigma)作为实验动物,通过人工感染实验测定野生株和缺失株及其ECP对海水青鳉鱼的致病性。结果显示,毒力基因dly缺失后导致PDD菌株生长变慢,涌动性、溶血性和磷脂酶活性均降低;野生株和缺失株的药物敏感性和生理生化特性未产生变化;与野生株相比,缺失株的生物被膜形成能力有显著差异(P<0.05);人工感染实验表明,缺失株及其ECP对海水青鳉鱼的致病性降低。毒力基因dly影响PDD菌株的生长、涌动性、溶血性和磷脂酶活性等多种生物学特性,并且与PDD菌株及其ECP的致病力强弱密切相关。

小棚养殖凡纳滨对虾“滴星病”的研究

为探究凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)“滴星病”的发病原因,从濒死的患病对虾肝胰腺中分离纯化得到一株优势菌MRY0520,并对菌株MRY0520进行了形态学观察和生理生化鉴定及分子生物学研究。结果表明:该菌株为美人鱼发光杆菌美人鱼亚种(Photobacterium damselae subsp.damselae),人工回感健康的凡纳滨对虾可致其出现与自然发病虾相同的症状。该菌对凡纳滨对虾72 h的半数致死量LD50为2.15×10^(5)CFU∕g,药敏试验结果显示MRY0520对新霉素(30μg∕片)、多西环素(30μg∕片)等多种药物敏感。该菌对凡纳滨对虾具有致病性,可致对虾肝胰腺出现明显的病理变化,甚至死亡。

两种重要经济石斑鱼肠道微生物群落结构及代谢功能的比较分析

为揭示虎龙杂交斑(Epinephelus fuscoguttatus♀×E.lanceolatus♂)和斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)肠道微生物群落的结构及功能差异,利用16S rDNA高通量测序技术对其肠道微生物群落进行分析。结果表明:(1)虎龙杂交斑肠道微生物群落以变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria)为主,斜带石斑鱼中以变形菌门、梭杆菌门(Fusobacteria)和厚壁菌门为主。(2)在属水平,虎龙杂交斑和斜带石斑鱼肠道中均含有高丰度的弧菌属(Vibrio)。鲸杆菌属(Cetobacterium)、发光杆菌属(Photobacterium)和丙酸菌属(Propionigenium)是斜带石斑鱼肠道中的标志微生物,而虎龙杂交斑肠道中的标志微生物为棒状杆菌属1(Corynebacterium 1)、变形杆菌属(Proteus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)和类香菌属(Myroides)。(3)网络分析显示,变形菌门在两种石斑鱼肠道中均占主导地位。(4)功能预测表明,虎龙杂交斑肠道微生物群落中抗坏血酸与糖醛酸代谢、植物-病原体相互作用和胰岛素信号通路显著高于斜带石斑鱼,斜带石斑鱼肠道微生物群落的功能在万古霉素类抗生素和链霉素生物合成、亚油酸代谢、双酚降解以及类黄酮生物合成的相关途径中显著富集。研究结果有望加深对石斑鱼肠道微生物群落的认识,为选择合适的石斑鱼养殖品种,提高石斑鱼养殖产业的经济效益提供科学参考。

南极中山站伯氏肩孔南极鱼体液和肠道微生物的分离鉴定及功能分析

为研究南极鱼体微生物的功能,对采自南极中山站附近海域的伯氏肩孔南极鱼(Trematomus bernacchii)体液和肠道内容物中的微生物进行筛选培养,挑选代表性菌株进行生理生化特性测定和次级代谢产物功能验证,并在活体上进行功能初探,观察在低温环境下其对宿主的影响。结果表明:分离获得的菌株主要分布在变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),通过16S rDNA基因序列比对发现,菌株Ignatzschineria sp.LJ11可能是一株潜在新种;伊格纳茨氏菌属(Ignatzschineria)和芽孢杆菌属(Bacillus)菌的菌液粗提物对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis ATCC 6633)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila ATCC 35654)及金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)有明显的抑制作用;用菌株Ignatzschineria sp.LJ11和Bacillus sp.hb117饲喂的斑马鱼在低温下存活的时间较对照组更长;肠道微生物多样性分析显示,投喂Bacillus sp.hb117的斑马鱼肠道微生物中气单胞菌属(Aeromonas)细菌占比最高(超过60%),而投喂Ignatzschineria sp.LJ11的斑马鱼肠道微生物中弧菌属(Vibrio)为优势属。研究表明,在低温(18℃)条件下使用不同类型培养基从伯氏肩孔南极鱼体液和肠道内容物中分离出的多为变形菌门和厚壁菌门,这些菌株具有新型抗生素潜力,同时还有增强宿主耐寒的潜质,该发现为进一步探究极地细菌功能提供了新的思路。

不同生理状态中华鲟体表黏液与生境微生物组成差异分析

为揭示不同生理状态下中华鲟(Acipenser sinensis)体表黏液与生境微生物组成差异,本研究比较了健康和亚健康中华鲟体表黏液菌群的群落结构差异,探讨细菌群落结构与中华鲟生理状态的相关性。本研究采集健康与亚健康中华鲟的体表黏液和养殖水体,利用高通量测序技术分析其菌群结构。结果表明,亚健康组微生物多样性与丰富度显著高于健康组(P<0.05)。序列的统计分析表明,相较于水体,黏液样本存在大量的独有操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU),且与水体的共有OTU数目因中华鲟生理状况而发生变化。根据组间的相似性与差异分析,不同组之间的主成分与主坐标分析显示出较强的分离趋势,且组内样本相对距离较小。在门和属水平下,中华鲟体表黏液和水体群落组成和优势种有显著差异。水体中优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)(31.84%)和厚壁菌门(Firmicutes)(24.37%);健康组优势菌门为变形菌门(55.23%)和拟杆菌门(Bacteroidetes)(21.00%);亚健康组的变形菌门(40.23%)占比相较于健康组有所下降,但酸杆菌门(Acidobacteria)(18.29%)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)(10.08%)、放线菌门(Actinobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)的比例均有不同程度的增加。水体中优势菌群包括球形发丝菌属(Sphaerochaeta)(10.56%)和下水道菌属(Cloacibacillus)(7.95%)。健康组中的优势菌群包括罗尔斯通氏菌属(Ralstonia)(19.83%)和黏液杆菌属(Mucilaginibacter)(8.11%)。亚健康组的优势菌群则相较于健康组发生了变化,主要由鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)(16.71%)和WPS-1_genera_incertae_sedis(5.05%)组成。功能预测发现,亚健康组的菌群功能丰度相较于健康组显示出下降的趋势,包括环境适应、生物代谢、信号转导等。通过对不同生理状态中华鲟黏液微生物组与水体的相似性及差异分析发现,随着中华鲟的生理状态的改变,体表黏液核心菌群产生差异,亚健康组中鞘氨醇单胞菌属是黏液菌群的优势属,该属可作为健康检测的标志物。通过对健康和亚健康中华鲟体表黏液微生物群落的比较,发现不同健康状态存在不同的微生物群落结构,为中华鲟的健康养殖与监测提供了新的视角。