枯草芽孢桿菌SC02和施氏假單胞菌F1M對(duì)草魚養(yǎng)殖水體水質(zhì)的影響及機(jī)理研究.pdf

1、本研究通過(guò)分離得到一株具有反硝化功能的菌株SC02，經(jīng)16s RNA鑒定為枯草芽孢桿菌。通過(guò)測(cè)定菌株SC02在不同氮源、初始氨氮濃度、初始亞硝酸鹽氮濃度、pH值、溫度和溶氧條件下對(duì)氨氮和亞硝酸鹽氮的去除效果，獲得該菌株的最佳脫氮條件:氮源為亞硝酸鈉或硝酸鈉;初始氨氮濃度為10mg/L;初始亞硝酸鹽氮濃度為10-30mg/L;搖床轉(zhuǎn)速為0-50rpm;溫度為25-37℃;pH為7-9。同時(shí)將菌株SC02(1×108 cfu/L)及其與施氏

2、假單胞菌F1M的復(fù)合菌（按1∶1比例復(fù)合混合，2×108 cfu/L）直接添加到草魚養(yǎng)殖水體中，評(píng)價(jià)益生菌對(duì)草魚養(yǎng)殖水體水質(zhì)的影響，結(jié)果表明，水體中添加枯草芽孢桿菌及其與假單胞菌的復(fù)合菌在一定時(shí)間內(nèi)(15d)可有效降低養(yǎng)殖水體中氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、總無(wú)機(jī)氮和總氮等含氮化合物含量，改善養(yǎng)殖水體水質(zhì)。
　　隨后，采用454焦磷酸測(cè)序技術(shù)研究益生菌對(duì)草魚養(yǎng)殖環(huán)境菌群結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn):(1)添加枯草芽孢桿菌SC02可增加養(yǎng)殖水

3、體中菌群的多樣性;與對(duì)照組相比，SC02組中變形菌門和厚壁菌門減少，放線菌門和擬桿菌門增加;對(duì)變形菌門深入分析發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，SC02組中的α-和β-變形菌綱增加，而△-和γ-變形菌綱減少;利用Megan4軟件進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，從門到屬的水平對(duì)照組和SC02組樣品中各菌相對(duì)豐度不同，尤其在屬的水平上差異最為明顯。(2)添加施氏假單胞菌F1M在第6天時(shí)擬桿菌門和厚壁菌門增加，變形菌門和疣微菌門減少;第12天時(shí)，擬桿菌門、厚壁菌門和疣微菌

4、門減少，放線菌門和變形菌門增加。利用megan4軟件比較分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)照和處理組樣品在第6天和第12天從門到屬的相對(duì)豐度都存在差異。在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)，對(duì)照和處理樣品中既有其共享的菌，也存在其特有菌。(3)與對(duì)照組相比，復(fù)合菌組在第6天時(shí)，養(yǎng)殖水體中變形菌門、擬桿菌門、放線菌門和厚壁菌門含量增加，藍(lán)細(xì)菌門和疣微菌門減少;第15天時(shí)，藍(lán)細(xì)菌門、擬桿菌門和厚壁菌門含量增加，變形菌門、放線菌門和疣微菌門減少;基于代謝、需氧情況和生態(tài)關(guān)系的分析發(fā)現(xiàn)，第

5、6天時(shí)，復(fù)合菌組中好氧菌、厭氧菌、氨氧化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、亞硝酸鹽還原細(xì)菌、游離菌和共生菌顯著增加(P＜0.05)，第15天時(shí)無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。(4)養(yǎng)殖水體中添加復(fù)合菌可降低沉積物中變形菌門和梭狀桿菌門，增加厚壁菌門、擬桿菌門和藍(lán)細(xì)菌門;基于代謝、需氧情況和生態(tài)關(guān)系分析發(fā)現(xiàn)，復(fù)合菌組中氨氧化細(xì)菌和游離菌顯著增加（P＜0.05），亞硝酸鹽還原菌顯著減少(P＜0.05)，對(duì)好氧菌，厭氧菌和共生菌無(wú)顯著性影響（P＞0.05）。<

6、br>　　復(fù)合菌對(duì)草魚肝臟和腸粘膜免疫、抗氧化以及腸道內(nèi)容物菌群結(jié)構(gòu)影響的研究發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)殖水體中添加復(fù)合菌可顯著提高草魚腸粘膜中MHCI和TLR3及肝臟中IgM、TLR3和TLR7表達(dá)量，顯著降低腸粘膜中MyDd88和TLR7及肝臟中TNF-a、IL-8和TGF-β表達(dá)量;可顯著增加腸粘膜中總抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)含量，但對(duì)丙二醛(MDA)和肝臟抗氧化功能無(wú)顯著性影響。454

7、測(cè)序結(jié)果表明，草魚腸道主要菌為變形菌門、藍(lán)細(xì)菌門、浮霉菌門(Planctomycetes)、疣微菌門、厚壁菌門和放線菌門(Actinobacteria)。與對(duì)照組相比，復(fù)合菌組中藍(lán)細(xì)菌門、疣微菌門、浮霉菌、放線菌門和厚壁菌門增加，變形菌門減少。此外，從門到屬的水平對(duì)照和復(fù)合菌組中各菌相對(duì)豐度不同。在屬的水平上，有些是兩組樣品共有的菌（如Lactococcus，Anoaerostipes，F(xiàn)aecalibacterium等），每個(gè)樣品也有

8、各自特有的菌（如對(duì)照組中的Sphingobacterium，Enterococcus和Desulfobacca等，處理組中的Acfipia,Thermomonas和Nannocystis等）。以上結(jié)果表明，復(fù)合菌作為水質(zhì)改良劑可提高草魚的免疫和抗氧化功能、改善腸道健康、降低應(yīng)激和炎癥反應(yīng)。
　　綜上所述，在特定條件下水體中添加益生菌改善養(yǎng)殖水體水質(zhì)的機(jī)理為:益生菌本身具有脫氮功能;益生菌可改變水體和底泥的微生物組成和結(jié)構(gòu);益生菌可