生物絮團對草魚和鳙腸道細菌群落結構影響研究.pdf

1、生物絮團(Bio-Floc)是養(yǎng)殖水體中以異養(yǎng)微生物為主,經生物絮凝作用結合水體中有機質、原生動物、藻類、絲狀菌等形成的絮狀物。它以菌膠團、絲狀菌為核心,由附聚的異養(yǎng)菌、硝化菌、脫氮細菌、藻類、真菌等生物共同構成,在水產養(yǎng)殖中水質凈化及養(yǎng)殖動物餌料中發(fā)揮重要作用,成為國際水產養(yǎng)殖學研究熱點。本論文利用聚合酶鏈反應-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)技術研究了生物絮團主要組分細菌群落,并進一步分析草魚、鳙攝食生物絮團后腸道細菌菌群的變化

2、。本文主要結果如下:
　　1、生物絮團不同形成階段的微生物群落結構分析
　　采用PCR-DGGE技術分析生物絮團形成第5、10和15天(d)的微生物群落結構。DGGE指紋圖譜結果分析表明:第5d和10d的相似性最高,達67.4％;第5d和第15d相似性系數最低僅為40.5%。第10天時微生物多樣性最高,15天時多樣性最低。對DGGE指紋圖譜中特征條帶進行了回收、克隆測序,結果表明生物絮團培養(yǎng)過程主要微生物類群隸屬于以下6個綱

3、:α-變形菌綱(Alphaproteobacteria)、γ-變形菌綱(Gammaproteobacteria)、β-變形菌綱(Betaproteobacteria)、放線菌綱(Actinobacteria)、芽孢桿菌綱(Bacilli)、擬桿菌綱(Bacteroidetes)。進一步對生物絮團DGGE指紋圖譜分子鑒定和半定量分析發(fā)現,變形菌綱在數量上占主導地位,放線菌綱次之,芽孢桿菌綱和擬桿菌綱數量很少。其中α-變形菌屬是整個生物絮團

4、形成過程中特優(yōu)勢種類;5d時特異性條帶測序結果顯示包括食酸菌屬(Acidovorax)、氣單胞菌屬(Aeromonas)、土壤桿菌屬(Agrobacterium);10d和15d時特異條帶顯示分別為芽孢桿菌屬(Bacillus)與紅球菌屬(Rhodococcus)。本實驗首次對水產養(yǎng)殖系統(tǒng)中生物絮團的微生物組成和多樣性進行了分析,為生物絮團在水質調節(jié)及餌料替代的應用提供科學依據。
　　2、生物絮團對草魚腸道菌群影響
　　試驗

5、草魚(10.37±0.59g)投放到實驗室有機玻璃養(yǎng)殖箱中。第一組添加以淀粉為碳源培養(yǎng)的生物絮團(TSS維持在100mg/l),每天按常規(guī)飼料添加量(體重的3%)的80%投喂基礎飼料;第二組添加以葡萄糖為碳源培養(yǎng)的生物絮團(TSS維持在100mg/l),每天按常規(guī)飼料添加量(體重的3%)的80%投喂基礎飼料;第三組為對照組,每天按體重的3%投喂基礎飼料。養(yǎng)殖8周后,應用PCR-DGGE技術分析這三組草魚腸道微生物菌群分布。DGGE指紋圖

6、譜分析顯示:與對照組相比,生物絮團組草魚腸道菌群多樣性提高,淀粉生物絮團組與葡糖生物絮團組草魚腸道細菌相似性約為50%,而普通飼料組草魚腸道細菌與生物絮團組草魚腸道細菌相似性僅在20%-40%之間,說明生物絮團的應用對草魚腸道菌群結構及多樣性有較大改變,而碳源的類型對腸道微生物菌群結構的影響較小。對16個特征條帶的測序結果分析顯示:這些特征條帶歸屬于變形菌門(Proteobacteria)的α、γ亞群、綠彎菌綱(Chloroflexi)

7、和不可培養(yǎng)細菌(uncultured bacterium)。特異條帶分析發(fā)現,生物絮團組草魚腸道特異菌群為兩類纖維素酶產生菌Enterobacter及Aeromonas,進一步與不同培養(yǎng)階段時生物絮團的細菌群落結構的比較分析,發(fā)現生物絮團組草魚腸道存在著慢生根瘤菌科、紅桿菌屬的細菌等共有細菌,結果可見生物絮團影響了草魚腸道菌群的變化。
　　3、生物絮團對鳙腸道菌群影響
　　2010年7-10月在廣東省中山食品水產進出口集團有

8、限公司養(yǎng)殖基地進行,將鳙(15.1±0.8g)分別養(yǎng)殖于生物絮團組(TSS維持在100mg/l)、施肥組(添加尿素7g(N46%)和過磷酸鈣3g(P2O516%),維持養(yǎng)殖水體浮游動物量8-10ind/l)和池塘網箱養(yǎng)殖組(網箱(3m×3m)懸掛于草魚養(yǎng)殖池塘上層水(1m),維持網箱水體浮游動物量為3-5ind/l)。8周后,應用PCR-DGGE技術分析這三種養(yǎng)殖模式鳙腸道微生物菌群分布。DGGE指紋圖譜分析顯示:生物絮團組鳙腸道菌群多

9、樣性最高,網箱養(yǎng)殖組鳙腸道菌群多樣性最低。對10個特征性條帶克隆測序結果顯示:葡糖醋桿菌屬(Gluconacetobacter)、葡萄球菌屬(Staphylococcus)、綠彎菌屬(Chloroflexi)及某未知菌屬為生物絮團組鳙腸道特異性條帶所代表的細菌,施肥組和池塘網箱養(yǎng)殖組鳙腸道特異條帶代表的細菌包括氣單胞菌屬(Aeromonas)、梭菌屬(Clostridium)及某未知菌屬。生物絮團的應用降低了鳙腸道Aeromonas分布