青、精飼料對草魚池塘水體微生物影響研究.pdf

1、健康養(yǎng)殖的關(guān)鍵因素是養(yǎng)殖水體中生態(tài)環(huán)境狀況，而水體中微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性和理化因子狀態(tài)對健康養(yǎng)殖發(fā)揮著重要作用。目前，養(yǎng)殖池塘中氮素積累普遍過高，對水體及養(yǎng)殖對象產(chǎn)生了嚴(yán)重危害。微生物在池塘氮素轉(zhuǎn)化中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，研究池塘中微生物豐度和群落結(jié)構(gòu)對養(yǎng)殖水體氮素調(diào)節(jié)具有重要意義。本文以運用熒光定量PCR(RT-PCR)和高通量測序技術(shù)（Illumia Miseq PE300）比較研究了精、青飼料池塘水體微生物豐度和群落結(jié)構(gòu)多樣性隨養(yǎng)

2、殖周期的動態(tài)變化情況，同時也調(diào)查了養(yǎng)殖池塘水體氨氧化細菌(AOB)季節(jié)變化。運用統(tǒng)計學(xué)方法，探究了池塘水體環(huán)境因子與微生物群落結(jié)構(gòu)及AOB豐度之間的關(guān)系，為池塘水質(zhì)調(diào)控提供參考資料。主要研究結(jié)果如下:
　　1.兩種飼料池塘水體中微生物豐度及群落結(jié)構(gòu)的比較
　　(1)投喂不同飼料池塘間氨氮、亞硝態(tài)氮濃度差異顯著，硝態(tài)氮差異不顯著。氨氮濃度表現(xiàn)為青飼料塘底層水（0.83±0.18mg/L）顯著低于精飼料底層水(1.51±0.99

3、mg/L)，亞硝態(tài)氮濃度表現(xiàn)為青飼料塘表層水（0.06±0.05mg/L）、底層水(0.06±0.05mg/L)分別均顯著低于精飼料表層水（0.13±0.08mg/L）、底層水（0.13±0.09mg/L）。而相同飼料池塘表層水與底層水之間氨氮、硝態(tài)氮及亞硝態(tài)氮均無顯著差異。
　　(2)養(yǎng)殖池塘水體細菌16S rRNA基因豐度波動范圍在（2.81±0.64）×109～（8.63±1.01）×1010copies/mL。兩種飼料池塘

4、細菌16S rRNA基因豐度差異顯著，九月份青飼料塘細菌16S rRNA基因豐度顯著低于精飼料塘;養(yǎng)殖池塘不同水層細菌16S rRNA基因豐度差異顯著，青、精飼料塘中均表現(xiàn)為:八月份表層水體細菌16SrRNA基因豐度顯著高于底層水體。
　　(3)青飼料塘微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性高于精飼料塘。池塘水體中優(yōu)勢菌群為:變形桿菌門(24.28％-48.22％)、藍藻門(5.9％-37.61％)、擬桿菌門(5.4％-34.82％)和放線菌門(8

5、.2％-22.37％)。青飼料塘這四個主要優(yōu)勢種群相對豐度與精飼料塘雖無顯著差異，但存在細微區(qū)別。青飼料塘中變形桿菌門與放線菌門相對豐度高于精飼料塘;與此相反地，青飼料塘中擬桿菌門相對豐度低于精飼料塘。屬水平下，未分類叢毛菌屬相對豐度青飼料塘均顯著高于精飼料塘;芽孢桿菌屬、不動桿菌屬及氣單胞菌屬相對豐度青飼料塘顯著低于精飼料塘。
　　(4)聚類及相似性分析結(jié)果表明，不同飼料池塘微生物群落結(jié)構(gòu)相似度較低，而相同飼料池塘微生物群落結(jié)構(gòu)

6、相似度較高，表明飼料對微生物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一定影響;而相同月份的池塘水體微生物群落結(jié)構(gòu)相似度高，不同月份間相似度低，表明養(yǎng)殖池塘微生物群落結(jié)構(gòu)存在季節(jié)性變化。
　　(5)應(yīng)用典型相關(guān)分析(CCA)分析各類型池塘環(huán)境因子與微生物群落結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，Axis1與溶解氧、水溫、總有機碳達到了顯著性正相關(guān)水平;Axis2與水溫、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮達到了顯著性正相關(guān)水平，與氨氮達到了極顯著性負相關(guān)水平;結(jié)果表明溶解氧、水溫及總有機碳對微生物群

7、落有著重要影響。
　　2.池塘水體氮循環(huán)微生物對兩種飼料的響應(yīng)
　　本研究分析了兩種不同類型池塘中氮循環(huán)細菌和氮移除變化規(guī)律。水化指標(biāo)表明，青飼料塘中氨氮、亞硝態(tài)氮和硝氮均顯著低于精飼料塘。利用高通量測序技術(shù)分析了兩種池塘中氮循環(huán)相關(guān)細菌。結(jié)果表明，硝化螺菌屬、亞硝化單胞菌屬、異養(yǎng)反硝化菌屬、部分自養(yǎng)反硝化菌屬（副球菌屬和硫桿菌屬）豐度在精飼料塘中更高，而部分自養(yǎng)反硝化菌屬（Dokdonella屬和溶桿菌屬）豐度在青飼料塘中

8、更高。這些結(jié)果表明投喂青飼料池塘可能改變了池塘中氮循環(huán)途徑，從而改善了池塘水質(zhì)。
　　3.池塘水體氨氧化細菌季節(jié)變化及其與環(huán)境影響因子相關(guān)性分析
　　以氨氧化細菌(AOB)的氨單加氧酶amoA基因為分子標(biāo)記，調(diào)查了湖北省公安縣崇湖漁場草魚池塘水體AOB季節(jié)變化，并分析了AOB豐度與主要環(huán)境因子的相關(guān)性。結(jié)果表明，池塘表、底層水體AOB amoA基因拷貝數(shù)均呈相似的季節(jié)變動規(guī)律，即夏季顯著高于春、秋兩季，而春、秋兩季間無顯著差

9、異;相同季節(jié)池塘表、底層水體AOB amoA基因拷貝數(shù)無顯著差異。表、底層水體AOB amoA基因拷貝數(shù)均與溫度、總磷呈顯著正相關(guān);與溶解氧呈顯著負相關(guān)。此外，表層AOB amoA基因拷貝數(shù)與總有機碳呈極顯著負相關(guān)。主成分分析將8個環(huán)境因子劃分為三個主成分。表層第一主成分為水溫、溶解氧、氨氮與總磷，第二主成分為硝態(tài)氮與總有機碳，第三主成分為總氮與亞硝態(tài)氮;底層第一主成分為水溫、溶解氧、氨氮、總磷與總有機碳，第二主成分為硝態(tài)氮與亞硝碳氮，