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太湖鲢、鳙肠道微生物群落结构特征研究

太湖鲢、鳙肠道微生物群落结构特征研究

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作者：周丹上海海洋大学

学位级别：硕士

肠道微生物在促进宿主生长发育、健康免疫等方面具有重要作用,而肠道微生物群落结构的组成受到宿主物种、肠道结构、食性以及周围环境因子等多种因素的影响鲢、鳙是我国淡水养殖的两个主要品种,不仅具有很高的经济效益,还能产生控制蓝... 详细信息

肠道微生物在促进宿主生长发育、健康免疫等方面具有重要作用,而肠道微生物群落结构的组成受到宿主物种、肠道结构、食性以及周围环境因子等多种因素的影响鲢、鳙是我国淡水养殖的两个主要品种,不仅具有很高的经济效益,还能产生控制蓝藻水华、改善水质的生态效益。太湖湖区面积大,受地形和周围城市工业的影响,各湖区存在不同程度的富营养化状况。太湖还设有鲢、鳙网箱养殖控藻试验区,而不同养殖模式和生存环境对水生动物肠道微生物具有重要影响。因此,本研究以太湖鲢、鳙为研究对象,从湖区环境差异、放养方式、肠道不同区域三个方面深入探究鲢、鳙肠道微生物的群落结构特征,研究结果如下:1.不同湖区鲢、鳙肠道微生物群落组成及功能在太湖以水生植物和藻类为主的湖区采集了94份鱼肠道样本和18份水样,并对其进行16S r DNA测序。结果表明,变形菌门和蓝藻菌门是水体和鱼类肠道的主要优势菌群。鱼类肠道中某些微生物类群的丰度随环境和鱼类物种的不同而有所差异,尤其是以水生植物为主的湖区中潜在致病菌丰度大于以藻类为主的湖区。水体微生物Alpha多样性高于鱼类肠道,鲢肠道的微生物Alpha多样性高于鳙肠道。Adonis和主坐标分析(PCo A)表明,水体和鱼类肠道、不同生境的鱼类肠道以及不同物种的肠道微生物群落结构均存在显著差异。环境对肠道菌群差异变化的贡献度大于鱼类物种。PICRUSt分析显示,一些代谢相关通路(KEGG-level2)的富集在鱼类肠道和周围水体之间存在显著差异。2.不同放养模式下鲢、鳙肠道微生物群落特征为探究不同放养方式下鲢、鳙肠道微生物群落组成差异,本研究采用16S r DNA技术对采自太湖网箱养殖区(网箱内)和非网箱养殖区(网箱外)的31份鲢、鳙肠道样本和6份水环境样本进行测序分析。微生物群落组成分析显示,鲢、鳙肠道中的优势菌门为厚壁菌门、变形菌门和蓝藻门,其中网箱内鲢、鳙肠道蓝藻门的丰度均高于网箱外,而厚壁菌门的丰度则低于网箱外。Alpha多样性分析显示,网箱内鲢、鳙肠道以及水体微生物的微生物多样性均高于网箱外。Beta多样性分析显示,网箱内、外两种鱼类的肠道微生物群落结构均有显著差异,且鳙的差异大于鲢。这些研究结果表明,网箱放养模式的鲢、鳙能摄食更多蓝藻。3.太湖鲢、鳙不同肠道区域肠道微生物群落特征研究采用16S r DNA技术对采自太湖的60份鲢鳙肠道样本进行测序分析。结果显示,变形菌门、蓝藻菌门是鲢前肠的优势菌门,梭杆菌门、蓝藻菌门是鲢中肠的优势菌门,鲢后肠的优势菌门主要包括梭杆菌门、蓝藻菌门、厚壁菌门和拟杆菌门。鳙的前肠优势菌门主要有蓝藻菌门和变形菌门,中肠和后肠微生物的主要门类蓝藻菌门、变形菌门和梭杆菌门。Alpha多样性指数分析结果显示,鲢的中肠微生物群落丰富度高于前肠和后肠,后肠中微生物群落多样性却高于前肠和中肠,鳙肠道微生物多样性和丰富度与鲢的变化情况相似。在功能预测方面(KEGG-level 2)鲢的中肠、后肠的功能相似,但贡献度存在差异,而鳙中肠微生物群落功能与前肠更相似,NMDS分析结果也证明了鲢的中肠和后肠的微生物群落相似度更高,鳙的前肠和中肠微生物类群更接近。这些研究结果提高了我们对鲢、鳙肠道微生物的认识,初步了解了鲢、鳙肠道微生物的分布情况。

关键词：太湖鲢鳙肠道微生物放养方式肠道区域

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