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浅析肠道菌群对草鱼个体大小的影响【新资讯】

发布时间:2019-10-16 16:35:37 阅读: 来源:管子钳厂家

目前有相关研究表明,鱼类肠道菌群会影响鱼类生长速度和个体大小,这对水产养殖特别是经济鱼类的养殖十分重要,因为养殖过程中鱼类出现较大的个体生长差异将会显著地降低养殖产量,使鱼类养殖业承受很大的负面影响。

草鱼因其易饲养、生长快、群体产量高,已成为淡水养殖的当家品种之一,其肠道中微生物会促进宿主对营养物质的代谢,因而充分了解其肠道微生物群落组成显得十分重要。

目前,草鱼个体大小差异是否与肠道微生物组成有关的研究依然欠缺,而分析这些草鱼个体的肠道微生物组成将为深入揭示肠道益生菌的作用机理、肠道微生物群落与草鱼生长性能的关系等提供更为丰富的资料。

一、目的

在草鱼养殖过程中发现,同一养殖池塘中同批次的二龄草鱼出现了大小分化的社会等级现象,同一池塘中既有个体大的草鱼,也有个体小的草鱼,且个体大小差异显著。

该研究探讨草鱼肠道菌群与草鱼个体大小之间的相关性,以期从肠道微生物的角度探讨引起草鱼生长差异的原因,旨在为开发促进草鱼消化吸收的饲用微生物添加剂以及健康生态养殖等提供理论基础。

二、方法

在同一养殖池塘中,对二龄草鱼进行采样(大个体、小个体各5尾),采集养殖池塘中的水体底泥样品。

按照无菌操作对草鱼进行处理,取草鱼肠道的内容物和肠道黏膜样品,分别混合均匀,进行基因组DNA提取及16S rDNA PCR扩增,试验使用的引物序列见表1。

采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)的方法对同一批孵化并在同一池塘中养殖的个体大小显著差异的草鱼肠道样品进行分析。

三、结果

(1)两组草鱼体长、体质量基本信息

该试验采集的两组草鱼,大个体的5尾草鱼体长平均为(31.7±1.1)cm,体质量平均为(403.2±48.8)g;小个体的5尾草鱼体长平均为(17.8±0.7)cm,体质量平均为(62.2±18.6)g。T检验结果显示,2组草鱼样本的体长和体质量在统计学上均存在显著性差异(P<0.001)。

(2)草鱼肠道以及水体和底泥菌群的DGGE指纹图谱

对大个体草鱼和小个体草鱼肠道的内容物和黏膜微生物以及水体和底泥微生物的16S rDNA V6~V8可变区片段进行PCR扩增,构建了菌群多样性DGGE指纹图谱,结果见图1。

由DGGE指纹图谱可以看出,除了在每个泳道中均存在的1个条带之外,各样品泳道呈现不同条带,表现出菌群组成的差异(图1A)。

注:W.水体;S.底泥;BM.大个体草鱼的肠道黏膜;SM.小个体草鱼的肠道黏膜;BC.大个体草鱼的肠道内容物;SC.小个体草鱼的肠道内容物。各泳道条带侧方标识代表切胶条带

图1 各样品菌群的DGGE电泳结果(A)以及UPGMA 聚类分析(B)和PCA分析(C)

(3)各样品菌群的多样性分析和聚类分析

草鱼、水体和底泥各样品DGGE条带分析显示,2组草鱼肠道样品的物种丰富度均不低于10,水体样品的物种丰富度较高(21),而底泥样品丰富度最低。Shannon指数H’显示,最高值为水体样品,而2组草鱼的肠道样品高于2.28(表2)。

基于各样品的DGGE指纹图谱,根据各泳道条带丰富度计算Dice相似性系数,对草鱼肠道、水体和底泥样品进行UPGMA分析后,结果显示草鱼的肠道内容物样品聚为一支,而草鱼肠道黏膜样品聚为一支(图1B)。

PCA主成分分析结果也显示了大个体草鱼和小个体草鱼的肠道内容物样品聚在一起,2组草鱼的肠道黏膜样品聚在一起,说明草鱼肠道黏膜和内容物菌群组成有一定的差异性。此外,PCA主成分分析结果又显示草鱼肠道样品各聚在一起,且都与环境样品(底泥和水体)区分开,表明2组草鱼的肠道微生物组成差异性可能是由底泥和水体环境之外的因素造成的(图1C)。

(4)草鱼肠道微生物的群落结构

使用RDP的Classifier工具对DGGE指纹图谱中各样品泳道割胶的25条条带(图1A)构建的克隆文库测序结果进行分析,并对草鱼肠道样品的DGGE条带的序列构建系统发育树。

进一步通过NCBI数据库的BLAST工具对各样品的DGGE切胶条带的序列信息分析,结果显示其中多数条带的序列信息与已有数据库中未经分离纯培养的细菌相似。

综上可知,无论大个体草鱼还是小个体草鱼,其肠道优势菌群均为厚壁菌门和变形菌门,但2组草鱼在其肠道菌群的结构和多样性等方面存在差异。大个体草鱼肠道中存在着更多比例的厚壁菌门以及具有纤维素降解能力的细菌,而小个体草鱼肠道中存在较多的潜在致病菌。

四、结论

草鱼肠道微生物群落结构会因草鱼个体大小差异而有所不同,说明在相同的养殖环境下肠道微生物作为内在因素影响草鱼的生长性能。

该研究结果也从肠道微生物的角度说明草鱼分级养殖和轮捕轮放模式既可以防止不同规格草鱼抢食能力不同而导致生长速度的不同,又可以避免因长期处于饥饿胁迫引起鱼类消化酶的降低。

此外,该研究结果显示大个体草鱼肠道中可能存在更多有助于其营养代谢的微生物,如果能够从中分离到相关微生物并探讨其在草鱼肠道中发挥的功能,将有助于开发促进草鱼消化吸收以及提高其生长性能的益生菌。

关于肠道菌群与草鱼个体大小相关性研究就说到这,这些内容属于学术性文章,大家可以多多学习。

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