凡納濱對(duì)蝦和羅氏沼蝦親蝦養(yǎng)殖塘水質(zhì)及微生物群落多樣性的研究.pdf

1、凡納濱對(duì)蝦因具有適應(yīng)能力強(qiáng)、生長(zhǎng)快、營(yíng)養(yǎng)需求低等優(yōu)點(diǎn)已成為我國(guó)對(duì)蝦養(yǎng)殖的主要品種之一。羅氏沼蝦是一種世界性優(yōu)良淡水蝦種，因個(gè)體大、生長(zhǎng)周期短、食性廣、易養(yǎng)殖和肉質(zhì)美味等優(yōu)點(diǎn)，具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值，是發(fā)展前景較好的特種水產(chǎn)品之一。
　　2016年4-6月在上海市奉賢區(qū)潘墊村某水產(chǎn)養(yǎng)殖合作社每5天1次采集7個(gè)凡納濱對(duì)蝦大棚養(yǎng)殖塘的水樣；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)采集底泥，對(duì)水質(zhì)以及池水和底泥中微生物群落多樣性進(jìn)行了分析，并探討了養(yǎng)殖池水中微生物群落隨時(shí)間

2、的變化規(guī)律以及水質(zhì)因子與微生物群落組成之間的相關(guān)性。
　　2014年12月-2015年3月，在上海市金山區(qū)廊下鎮(zhèn)某水產(chǎn)公司建立了羅氏沼蝦親蝦越冬池外置式循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)。越冬池水經(jīng)泵抽提至外置式生物濾器頂部，水流自頂部向下流經(jīng)由納米纖維膜構(gòu)成的濾料后，再?gòu)臑V器底部流出回到越冬池中，在越冬池內(nèi)同時(shí)還懸掛了由普通纖維制成的人工水草。每3-4天采集水樣，并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)采集水樣、人工水草、納米纖維濾料樣品。對(duì)羅氏沼蝦親蝦越冬池的水質(zhì)進(jìn)行了分析

3、，利用高通量M iseq測(cè)序技術(shù)對(duì)池水、人工水草和納米纖維濾料3種不同基質(zhì)上的微生物群落進(jìn)行了多樣性分析。
　　凡納濱對(duì)蝦大棚養(yǎng)殖塘水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果如下：
　　1)在凡納濱對(duì)蝦大棚養(yǎng)殖塘中，pH、溶解氧（DO）和溫度(T)平均值分別為(8.00±0.30)、（6.76±1.41） mg·L-1和（25.9±2.91）℃，均符合凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)條件。整個(gè)養(yǎng)殖過(guò)程中，化學(xué)需氧量（COD）、氨氮（TAN）、總氮（TN）在各養(yǎng)殖塘間無(wú)顯著

4、差異；亞硝態(tài)氮(NO2--N)、硝態(tài)氮（NO3--N）、總磷（TP）、活性磷（AP）在各養(yǎng)殖塘間差異極顯著。4、5、6、7、8、12和13號(hào)塘在養(yǎng)殖全程中TAN平均值分別為（0.88±0.55）、（0.84±1.00）、（1.07±0.87）、（0.87±0.69）、（0.74±0.48）、（0.65±0.50）和（0.76±0.56）mg·L-1，NO2--N平均值分別為（0.24±0.16）、（0.32±0.22）、（0.44±0.

5、17）、（0.17±0.26）、（0.28±0.24）、（0.20±0.19）和（0.18±0.21）mg·L-1，基本在凡納濱對(duì)蝦可承受范圍之內(nèi)。養(yǎng)殖過(guò)程中TP和AP含量很低，各塘平均值分別為（0.06±0.04）、（0.17±0.10）、（0.17±0.12）、（0.12±0.07）、（0.13±0.05）、（0.09±0.06）、（0.09±0.05） mg·L-1和（0.01±0.001）、（0.07±0.10）、（0.09±0

6、.11）、（0.02±0.01）、（0.03±0.02）、（0.02±0.01）、（0.02±0.01） mg·L-1。整體來(lái)看，養(yǎng)殖塘水質(zhì)符合凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)所需。
　　2）羅氏沼蝦親蝦越冬期間，越冬池pH維持在（7.64±0.31），DO維持在（6.01±0.31）mg·L-1， COD平均值為（4.17±2.06）mg·L-1，NO2--N平均值為（0.25±0.15）mg·L-1，TAN平均值為（0.16±0.07）mg·L

7、-1。越冬期間親蝦池水質(zhì)始終保持在良好狀態(tài)，并且在循環(huán)水系統(tǒng)開(kāi)啟約40d后水質(zhì)達(dá)到了相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。因此，通過(guò)在育苗池中懸掛人工水草，配合內(nèi)含納米纖維濾料的外置式生物濾器，可使羅氏沼蝦越冬親蝦池保持良好的水質(zhì)。
　　利用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)凡納濱對(duì)蝦大棚養(yǎng)殖塘池水與底泥以及羅氏沼蝦親蝦越冬池水、人工水草、納米纖維濾料上的微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，結(jié)果如下:
　　1）在屬水平上，凡納濱對(duì)蝦大棚養(yǎng)殖塘池水中共檢測(cè)并鑒定出812種微生物

8、，隸屬于39個(gè)門，其中未鑒定出微生物占微生物總量的29％。以屬類豐度>0.1%為標(biāo)準(zhǔn)，得到85種微生物，占微生物總量的65%。
　　在門水平上，以門類豐度>0.1%為標(biāo)準(zhǔn)得到優(yōu)勢(shì)菌有9種，分別為變形菌門（Proteobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）、藍(lán)細(xì)菌（Cyanobacteria）、擬桿菌門（Bacteroidetes）、厚壁菌門（Firmicutes）、綠菌門（Chlorobi）、酸桿菌門（Aci

9、dobacteria）、綠彎菌門（Chloroflexi）和芽單胞菌門（Gemmatimonadetes），其中變形菌門、放線菌門、藍(lán)細(xì)菌和擬桿菌門占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，分別占微生物群落總豐度的60%、16%、10%和9%；厚壁菌門和綠菌門豐度相對(duì)較大，分別為3%和1%。在門類微生物中以豐度>0.1%為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)每個(gè)塘池水中前10種微生物進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在7個(gè)塘中均有優(yōu)勢(shì)門類5種，分別為變形菌門、放線菌門、擬桿菌門、厚壁菌門和藍(lán)細(xì)菌；4、5和8號(hào)塘分別特

10、有柔膜菌門（Tenericutes）、迷蹤菌門（Elusimicrobia）和螺旋體門（Spirochaetes）。
　　2）在屬水平上，凡納濱對(duì)蝦大棚養(yǎng)殖塘底泥中共檢測(cè)并鑒定出819種微生物，隸屬于50個(gè)門，其中未鑒定出的微生物占微生物總量的31%。以屬類豐度>0.1%，得到131種微生物，占微生物總量的59%。
　　在門水平上，以門類豐度>0.1%為標(biāo)準(zhǔn)，得到16種微生物，分別為變形菌門、擬桿菌門、厚壁菌門、酸桿菌門、芽

11、單胞菌門、放線菌門、綠菌門、柔膜菌門、硝化螺旋菌門（Nitrospirae）、絲桿菌門（Fibrobacteres）、螺旋體門（Spirochaetes）、疣微菌門（Verrucomicrobia）、藍(lán)細(xì)菌、迷蹤菌門、綠彎菌門和梭桿菌門（Fusobacteria），占微生物總量的98%；其中，變形菌門、擬桿菌門和厚壁菌門占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位，分別占微生物總量的46%、17%和16%，酸桿菌門、芽單胞菌門、放線菌門和綠菌門占相對(duì)優(yōu)勢(shì)地位，分別占

12、微生物總量的3.8%、3.1%、3%和1.3%。以門類豐度>0.1%為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)每個(gè)塘底泥中前10種微生物進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在7個(gè)塘中均有優(yōu)勢(shì)微生物6種，分別為變形菌門、擬桿菌門、厚壁菌門、酸桿菌門、放線菌和芽單胞菌門。
　　3）通過(guò)物種組成熱圖和條形圖可知：在門類水平上，在大棚養(yǎng)殖塘池水中，變形菌門、放線菌和擬桿菌門在養(yǎng)殖初期就已形成絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位，且在整個(gè)養(yǎng)殖過(guò)程中都處于絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位，而藍(lán)細(xì)菌在養(yǎng)殖中期逐漸開(kāi)始處于優(yōu)勢(shì)地位；在屬水平上，處

13、于優(yōu)勢(shì)地位的微生物會(huì)隨著時(shí)間、養(yǎng)殖條件的改變而不斷地發(fā)生變化，原先處于優(yōu)勢(shì)地位的微生物可能會(huì)在某一時(shí)間點(diǎn)處于劣勢(shì)地位。整體來(lái)看，在門水平上，占優(yōu)勢(shì)地位的微生物對(duì)微生物群落組成貢獻(xiàn)極大；在屬水平上，微生物種類多，但豐度不大，且大部分微生物對(duì)微生物總量的都有貢獻(xiàn)，而對(duì)這些微生物的功能作用目前尚未有了解，故不可忽略。
　　4）利用典型相關(guān)分析（CCA）對(duì)凡納濱對(duì)蝦大棚養(yǎng)殖塘水質(zhì)與水中微生物群落結(jié)構(gòu)的相關(guān)性、水質(zhì)與底泥中微生物群落結(jié)構(gòu)的相

14、關(guān)性進(jìn)行了分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，池水中微生物群落結(jié)構(gòu)受DO、pH、COD、TN影響較大，其中pH影響最大；在養(yǎng)殖塘底泥中，微生物群落結(jié)構(gòu)受T、ALK、AP、N O3--N影響較大，其中受T影響最大。
　　利用高通量M iseq測(cè)序技術(shù)測(cè)定了羅氏沼蝦越冬池池水、池中人工水草（普通纖維膜）以及外置式生物濾器中的納米纖維濾料3種不同基質(zhì)上的微生物群落組成。不同基質(zhì)上的微生物組成和多樣性都不相同。在3種基質(zhì)上共檢測(cè)并鑒定出細(xì)菌64種，隸屬于9門

15、64屬，包括變形菌門、放線菌門、擬桿菌門、綠彎菌門、厚壁菌門、浮霉菌門（Pla ncto mycetes）、硝化螺旋菌門、酸桿菌門和綠菌門。從分類學(xué)屬的水平上對(duì)3種基質(zhì)上的細(xì)菌進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖池水中含量最高的為叢毛單菌科的一個(gè)屬(Comamonadaceae_unclassified)，其也是3種基質(zhì)的共有優(yōu)勢(shì)菌屬；普通纖維膜上為Inhe lla，納米纖維膜上則是小紡錘狀菌屬（Fus ibac ter）。3種基質(zhì)上細(xì)菌群落多樣性順序?yàn)?/p>