科研思路｜AR：斑节对虾、海蜇和菲律宾蛤仔混合养殖池塘微生物群落研究

论文信息

论文题目：Bacterial community composition in a poly culture system of Rhopilema esculenta, Penaeus monodon and Ruditapes philippinarum

期刊：Aquaculture Research

IF：1.502

发表时间：2018

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本文通过分析一种典型水产混合模式养殖过程中池塘内水体微生物群落组成的变化，结合主要微生物的功能及其与环境因子的关系，为养殖操作技术的改进提供理论指导。

研究背景

水产养殖的快速发展不仅为人类提供了大量的食物，同时还创造的巨大的经济效益 。作为主要的基础产业之一，中国的水产品产量占全世界的71%，辽东湾是渤海内的一个海湾，同时也是凌河和大辽河的入海口，适宜的气候条件和河流带来的丰富营养物质使其成为发展海水养殖的适合地区。

由于具有环境友好性、营养物质循环利用和经济效益高等特点，多物种混合养殖模式近年来在辽东湾发展迅速，其中斑节对虾、海蜇和菲律宾蛤仔混合养殖 (P.J.S) 是应用最为广泛的混合养殖模式之一。

水产养殖环境具有极高的微生物多样性，这些微生物在水产养殖活动中发挥了各种各样的重要功能。本研究采集了辽东湾P.J.S池塘从6月到9月一个完整养殖周期的的水体样本，应用高通量测序方法分析其微生物群落变化。

技术路线

本文的技术路线十分简单，只是在一个完整的养殖周期内，每月采集养殖池水样，之后通过基于16S rRNA的扩增子测序分析养殖池内部水体微生物群落的动态变化。

研究结果

1、对样品微生物群落结构的主坐标分析 (PCoA) 发现，在整个养殖周期内，养殖池水体微生物群落结构发生了显著的变化。

2、从图1中可以看出，样品的按照采样时间沿PC1分开，其解释了42%的微生物群落变化，同时样品按照采样池塘不同沿PC2分开，其解释了17%的微生物群落变化。由于P.J.S养殖模式是一种新兴的养殖模式，还没有统一的操作标准，因此，不同养殖池塘的操作差异同样会影响池塘水体的微生物群落结构。但是PC1和PC2的数值比较可以看出，P.J.S养殖池塘中，养殖周期的时间变化对于水体微生物群落结构的影响要强于养殖个体的操作差异。

3、在养殖周期内，水体微生物群落的丰富度没有明显变化，但是在养殖后半段，水体微生物群落的多样性要显著高于养殖前半段。这说明在整个养殖周期内，并没有明显的外源微生物引入，但是养殖活动对特异性的选择某些微生物，特别是在养殖的后半段。

4、α-变形菌纲 (Alpha-proteobacteria) 是P.J.S中最主要的微生物，其丰度从养殖前半段的60%降低到了养殖后半段的50%，同时其丰度变化与养殖池盐度变化显著相关。

5、Pelagibacter是α-变形菌纲中主要的组成微生物，其主要负责分解溶解性的有机碳和有机氮，因此，在养殖后期，P.J.S池塘内盐度的下降，可能会导致Pelagibacter丰度的下降从而造成养殖池内有机质的残留，进而影响水质同时威胁养殖物种的健康。

6、综上所诉，在P.J.S养殖周期的后半段，可以通过加强水交换等方式调节养殖池的盐度，这可以增强养殖池内的营养物质循环，减少有机质的残留。

7、在养殖的后半段，P.J.S池塘水体中热原体纲 (Thermoplasmata) 的丰度也显著上升，热原体纲被发现具有很强的硫酸盐和有机硫还原能力，因此，在养殖后半段热原体纲的富集有可能会导致养殖池内硫化氢含量的增加，从而威胁养殖动物的健康。

8、在厌氧条件下，热原体纲还会分解有机质产生甲烷，在P.J.S养殖的后期，可以适量加入光合细菌，以增加养殖池水体的溶解氧，从而降低甲烷的产生。

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