魚菜共生模式中微生物群落結構及多樣性的研究.pdf

1、魚菜共生技術是一種結合水產(chǎn)養(yǎng)殖技術和植物栽培技術于一體的安全健康生態(tài)環(huán)保的綠色技術。在我國，該技術最典型的應用模式之一是結合生物浮床技術的魚菜共生模式。本研究通過采取宏基因組學等分子生物學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構和多樣性及其變化，揭示了生物浮床對魚菜共生模式中微生物群落結構和多樣性的影響，并嘗試從微生物的角度對生物浮床水質調節(jié)機理做出一個科學的解釋，為養(yǎng)殖水體生物調控技術和魚類健康養(yǎng)殖技術的推廣應用提供理

2、論基礎。
　　本研究采用宏基因組學測序技術和生物信息學手段，分析了養(yǎng)殖環(huán)境及根際微生物的群落結構及其多樣性，并從環(huán)境微生物的角度探討了水蕹菜生物浮床的水質調節(jié)機理。研究結果表明，與對照組相比，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)、藍細菌門(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菌屬（Rhodobacter）、噬氫胞菌屬（Hydrog enophaga）和聚球藻屬等。研究結果還表明低覆蓋率(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)細菌的含量。
　　本研究同時采用宏基因組學測序技術和

5、生物信息學手段，構建了草魚(Ctenopharyngodon idellus)、鯽（Carassius auratus）、鰱（Hypopht halm icht hys molitrix)和鳙(Aristichthys nobilis)四種鯉科魚類腸道內含物等12個樣品的16S rDNA測序克隆文庫，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構。研究結果表明魚菜共生模式下不同鯉科魚類腸道內含物微生物優(yōu)勢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)勢菌屬之間具有顯著差異(P＜0.05，Kruskal-Walis)。同時，本研究通過LEfSE分析研究發(fā)現(xiàn)食性不是造成不