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野生和養(yǎng)殖綠鰭馬面鲀肌肉品質(zhì)及腸道菌群的比較

2024-04-04 09:38李曉璐楊懋勛李向麗
保鮮與加工 2024年3期
關鍵詞:菌門菌群真菌

李曉璐,劉 妍,*,楊懋勛,趙 珂,李向麗

(1.中山火炬職業(yè)技術學院健康產(chǎn)業(yè)學院,廣東 中山 528436;2.廣東藥科大學廣東湛江海洋醫(yī)藥研究院,廣東 東莞 523808;3.四川農(nóng)業(yè)大學資源學院,四川 成都 611130)

綠鰭馬面鲀(Thamnaconus septentrionalis,ThS)作為我國第二大深海經(jīng)濟魚類廣泛分布于我國北部與東部海域,因其魚肉纖維細膩、魚皮膠原蛋白含量高、味道鮮嫩甘美,長期以來深受我國四川、重慶和沿海地區(qū)消費者的喜愛。在過去十年中,綠鰭馬面鲀的人工繁育和養(yǎng)殖技術迅猛發(fā)展,工廠化養(yǎng)殖規(guī)模也在逐漸擴大[1-2]。但經(jīng)市場調(diào)研發(fā)現(xiàn),消費者依然更加偏愛食用野生綠鰭馬面鲀(WildThamnaconus septentrionalis,WThS),且鮮活的WThS在珠三角的水產(chǎn)交易市場經(jīng)濟價值更高。存在這種消費傾向的原因可能是WThS 的產(chǎn)量較養(yǎng)殖綠鰭馬面鲀(CulturedThamnaconus septentrionalis,CThS)低,但不排除有CThS 的肌肉品質(zhì)較WThS 發(fā)生了改變的原因。肌肉品質(zhì)的差異除由遺傳因素所致外,極大可能還與綠鰭馬面鲀腸道微生物菌群結構有關[3]。有研究表明,野生魚生活的自然水體與養(yǎng)殖魚生活的人工水體環(huán)境中有機質(zhì)含量和種類、生物群體結構和密度、水體鹽度和溫度、水流速度等因素均有差異,這會導致養(yǎng)殖魚的腸道菌群結構不同于野生魚,并影響其肌肉品質(zhì)[4-7]。還有研究表明,在人工飼養(yǎng)過程中使用不同的飼料及采用不同的養(yǎng)殖模式均會改變魚類的肌肉品質(zhì)并影響其腸道微生物的種類和豐富度[8-12]。本研究比較了野生綠鰭馬面鲀和人工綠鰭馬面鲀的肌肉品質(zhì)差異及二者腸道微生物結構的不同,研究結果可以為綠鰭馬面鲀養(yǎng)殖技術的改進、飼料配方的開發(fā)和遺傳育種技術的優(yōu)化提供基礎數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

試驗用WThS來自東海(浙江寧波,中國),CThS來自渤海(山東威海,中國),由廣東省中山市鵬海水產(chǎn)品貿(mào)易有限公司分別從浙江省寧波市和山東省威海市運至廣東省中山市。選用健康且體表無損傷的WThS(單條質(zhì)量為(360.2±65.0)g,體長為(20.9±1.1)cm)和CThS(單條質(zhì)量為(381.3±71.1)g,體長為(22.3±1.3)cm)各10尾,用于肌肉品質(zhì)和腸道微生物的檢測。

鹽酸、氫氧化鈉、氧化鎂、三氯乙酸、無水乙醚、石油醚,成都市科隆化學品有限公司;乙醇,山東安捷高科消毒科技有限公司;硫酸鉀、硫酸銅、硫酸、檸檬酸鈉,天津市大茂試劑廠。所用試劑均為分析純。

組織基因組DNA 提取試劑盒(TaKaRa Mini-BEST Universal Genomic DNA Extraction Kit Ver.5.0),寶生生物工程(大連)有限公司。

1.1.2 儀器與設備

SMS TA.XT plus 物性測試儀,英國SMS 公司,NanoDrop One超微量分光光度計,美國Thermofisher公司;Illumina MiSeq高通量測序儀,美國Illumina公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理

選取健康WThS 和CThS 各10 尾,用75%乙醇擦拭綠鰭馬面鲀魚體表3次,在無菌條件下用解剖刀解剖魚體取出腸道,用生理鹽水沖洗干凈腸道外表面黏稠的組織液,取腸道及內(nèi)容物放置于1.5 mL 離心管中,隨即進行液氮速凍并保存于-80 ℃冰箱儲存?zhèn)溆肹13]。將解剖后的魚體去皮后取背肌魚塊(3.0 cm×1.5 cm×1.0 cm),用無菌棉簽拭干后立刻進行肌肉質(zhì)構測定試驗。

1.2.2 肌肉質(zhì)構、理化指標測定及營養(yǎng)指標測定與評價

肌肉質(zhì)構測定:采用SMS TA.XT plus物性測試儀和P/36R探頭進行TPA測試[12],測試前速度1.0 mm/s,測試速度0.9 mm/s,測試后速度2.0 mm/s,形變量30%,觸發(fā)力8 g,兩次壓縮之間的停留時間為5 s,每組樣品平行測定10次。結果去極值后取平均值。

肌肉理化指標測定:將去皮背肌魚塊充分攪拌制成糜狀后進行各項指標測定。pH、持水力:參照NY/T 1333—2007[14]中的方法進行測定;水分活度:參照GB 5009.238—2016[15]中的方法進行測定;揮發(fā)性鹽基氮含量:參照GB 5009.228—2016[16]中的方法進行測定。

肌肉營養(yǎng)指標測定與評價:參照GB 5009.3—2016[17]、GB 5009.4—2016[18]、GB 5009.6—2016[19]、GB 5009.5—2016[20]、GB 5009.168—2016[21]和GB 5009.124—2016[22]中的方法分別進行水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白、脂肪酸和氨基酸含量的測定。氨基酸含量單位為:mg/gmd。根據(jù)雞蛋蛋白標準計算化學評分(Chemistry score,CS)和每克氮氨基酸評分標準計算氨基酸評分(Amino acid score,AAS)[23]。

1.2.3 DNA提取、擴增和Illumina MiSeq高通量測序

對20 個腸道樣品使用組織基因組DNA 提取試劑盒(TaKaRa MiniBEST Universal Genomic DNA Extraction Kit Ver.5.0)進行DNA 抽提,DNA 的濃度與純度使用NanoDrop One 超微量分光光度計測定。對濃度與純度合格的DNA,細菌16S rRNA V3~V4 區(qū)和真菌ITS1~ITS2 區(qū)的基因序列分別用338F(5-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3)和806R(5-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3)、ITS1F(5-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3)和ITS2R(5′-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3)引物進行PCR 擴增[24]。委托生工生物工程(上海)股份有限公司進行Illumina MiSeq System高通量測序。

用Fastp v 0.23.2質(zhì)控過濾WThS和CThS腸道樣本的16S rRNA V3~V4區(qū)和ITS1-ITS2區(qū)去除質(zhì)量較低的序列,并用Flash v1.2.11將成對序列進行拼接獲得目標片段。細菌和真菌分別獲得1 383 767和1 000 395條有效序列,占比均達99%以上。其中細菌樣本序列數(shù)為37 227~72 562,共498 747 513 bp;真菌樣本序列數(shù)為33 877~70 245,共31 389 721 632 bp。細菌與真菌的平均序列堿基長度分別為417.22 bp 和351.24 bp。然后使用Qiime 2 再次降噪質(zhì)控后進行Beta 和Alpha 多樣性計算及序列聚類。對代表運算分類單元的序列,將RDP 分類器的貝葉斯算法導入Qiime 2 進行分類學分析和注釋,并采用主坐標分析(PCoA)比較細菌和真菌的群落結構差異。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 處理數(shù)據(jù),使用SPSS 23.0 進行單因素方差分析(One-way ANOVA),比較變量間不同組之間得分差異大小時采用Duncan 氏法,試驗結果以表示。

2 結果與分析

2.1 綠鰭馬面鲀肌肉質(zhì)構和理化指標

由表1和表2可知,CThS肌肉的膠黏性、內(nèi)聚性、咀嚼性、剪切力、pH和持水力均小于WThS,且差異顯著(P<0.05)。肌肉的持水力與很多因素相關,比如其與肌肉的pH、膠黏性、多不飽和脂肪酸的含量均呈正相關。WThS 肌肉的水分活度和揮發(fā)性鹽基氮含量小于CThS,表明宰殺后的WThS肌肉持鮮和抗腐能力優(yōu)于CThS,且腥臭味更小。

表1 野生和養(yǎng)殖綠鰭馬面鲀肌肉質(zhì)構指標Table 1 Muscle texture index of wild and cultured Thamnaconus septentrionalis

表2 野生和養(yǎng)殖綠鰭馬面鲀肌肉理化指標Table 2 Physicochemical properties of wild and cultured Thamnaconus septentrionalis

2.2 綠鰭馬面鲀肌肉營養(yǎng)指標

肌肉干物質(zhì)含量越高,營養(yǎng)價值也越高。由表3可知,WThS肌肉的水分含量小于CThS,灰分和粗蛋白含量均顯著大于CThS(P<0.05),表明WThS肌肉礦物質(zhì)含量較高。CThS 肌肉粗脂肪含量顯著高于WThS(P<0.05)。

表3 野生和養(yǎng)殖綠鰭馬面鲀肌肉營養(yǎng)成分Table 3 Muscle nutrients of wild and cultured Thamnaconus septentrionalis單位:%濕基

2.3 綠鰭馬面鲀肌肉脂肪酸和氨基酸評價

WThS 和CThS 肌肉脂肪酸和氨基酸組成及含量見表4,必需氨基酸評價見表5。

表5 野生和養(yǎng)殖綠鰭馬面鲀肌肉必需氨基酸評價Table 5 Evaluation of essential amino acids in the muscle of wild and cultured Thamnaconus septentrionalis

2.3.1 脂肪酸評價

由表4可知,WThS和CThS肌肉脂肪酸在組成及含量上均有差異。WThS肌肉測出25種脂肪酸,含飽和脂肪酸(Saturated fatty acids,SFA)7種、單不飽和脂肪酸(Monounsaturated fatty acids,MUFA)6種、多不飽和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids,PUFA)12 種。而CThS 肌肉測出19 種脂肪酸,含SFA 5 種、MUFA 5種、PUFA 9 種。且WThS 肌肉中TPUFA>TSFA>TMUFA,CThS肌肉中TSFA>TPUFA>TMUFA。WThS肌肉中TPUFA 顯著高于CThS(P<0.05),而TSFA 和TMUFA 顯著低于CThS(P<0.05)。WThS 必需脂肪酸含量顯著高于CThS(P<0.05)。C20:4ω6(ARA)、C20:5ω3(EPA)、C22:6ω3(DHA)、C18:2ω6(亞油酸)和C18:3ω3(亞麻酸)含量WThS 均大于CThS。試驗結果表明,無論是WThS 還是CThS 均能為人體提供優(yōu)質(zhì)的必需脂肪酸(亞油酸、亞麻酸)和多不飽和脂肪酸,食用綠鰭馬面鲀有利于人體健康。同時結果也顯示W(wǎng)ThS 具有更好的脂肪酸組成和比例。因此,需進一步改進CThS的人工養(yǎng)殖方式或飼料配方以使其營養(yǎng)價值更接近于WThS。

2.3.2 氨基酸評價

由表4 可知,WThS 和CThS 肌肉中有18 種氨基酸,包括8 種人體必需氨基酸(EAA)、2 種半必需氨基酸(SEAA)以及4 種具有鮮味的氨基酸。這與陳濤等[25]的研究結果一致。谷氨酸在WThS 和CThS 的肌肉中含量最高,而胱氨酸含量最低。試驗結果表明,綠鰭馬面鲀肌肉氨基酸組成和比例與大黃魚組成近似[26],與同為深海經(jīng)濟魚類的帶魚則完全不同[27]。評估食物氨基酸的營養(yǎng)價值高低,是通過食物必需氨基酸總量占氨基酸總量的比例來決定的[28],WThS 和CThS 肌肉TEAA/TAA 分別為42.15%和41.17%,均超過了40.00%,因此WThS 和CThS 的肌肉都是優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來源[29]。WThS 肌肉的氨基酸總量、必需氨基酸總量、非必需氨基酸總量以及鮮味氨基酸總量均高于CThS。其中WThS 的鮮味氨基酸總量高于CThS可能是消費者更偏向于食用WThS的重要原因。

F(Fischer)值是支鏈氨基酸(Branched chain amino acids,BC)與芳香族氨基酸(Aromatic amino acids,AC)的摩爾比值,人類正常F 值范圍為3.0~3.5,肝臟受損時,F(xiàn)值范圍為1.0~1.5[30],WThS的F值大于CThS且在人類的健康范圍內(nèi),而CThS 的F 值也接近人類的健康值。

AAS和CS從兩個角度反映了蛋白質(zhì)構成和利用率的關系。由表5 可知,從CS 評分角度來看,WThS除蛋氨酸+半胱氨酸較少,纈氨酸、色氨酸接近1 外,其余氨基酸都大于1;CThS除纈氨酸和色氨酸外其余氨基酸都大于1;WThS和CThS的ASS均高于1,說明無論是WThS 還是CThS 的肌肉都富含人體所需的8種必需氨基酸,其不僅組成平衡且大部分的含量符合FAO/WHO提出的理想氨基酸模式[31]。以CS評價,WThS 的第1 限制性氨基酸為蛋氨酸+半胱氨酸;CThS第1限制性氨基酸為色氨酸,第2限制性氨基酸均為纈氨酸。而以AAS評價,WThS和CThS第1限制性氨基酸均為纈氨酸。第1 和第2 限制性氨基酸的種類存在差異,推測這可能與試驗用的WThS和CThS生活的海域緯度(威海37.5°N、寧波29.86°N)不同等因素有關。

2.4 馬面鲀腸道菌群樣本序列統(tǒng)計

序列經(jīng)Qiime2降噪,拼接及去嵌合體后使用q2-vsearch聚類ASVs為運算分類單元(OTUs),細菌和真菌分別鑒定出1 382和953個OTUs,并分別使用Silva和Unite數(shù)據(jù)庫對16S rRNA基因和ITS基因進行物種注釋。綠鰭馬面鲀的腸道樣本細菌共有27 個門、40個綱、73 個目、251 個科、523 個屬;真菌共有5 個門、11個綱、38個目、121個科、392個屬。由圖1可知,樣本所測得的運算分類單元數(shù)量隨著有效序列增多逐漸上升,然后趨于平緩,達到測序的極限,再進行更多的測序也無法獲得更多種類的操作分類單元。說明本試驗的測序樣本數(shù)深度和相對豐度合理,測序深度能夠涵蓋樣品中大多微生物種群,較好地反映了WThS和CThS腸道微生物組成。

圖1 野生和養(yǎng)殖綠鰭馬面鲀腸道細菌(A)和真菌(B)稀釋曲線Fig.1 The rarefaction curves of enteric bacteria(A)and fungi(B)of wild and cultured Thamnaconus septentrionalis

將WThS和CThS的細菌和真菌樣本序列按最小樣本序列數(shù)抽平后分別進行OTUs 比較分析(圖2)。WThS包含931個細菌OTUs和613個真菌OTUs,CThS包含976 個細菌OTUs 和737 個真菌OTUs。WThS 和CThS共有525個細菌OTUs和397個真菌OTUs;WThS特有406個細菌OTUs和216個真菌OTUs;CThS特有451個細菌OTUs和340個真菌OTUs。

圖2 野生和養(yǎng)殖綠鰭馬面鲀腸道細菌(A)和真菌(B)運算分類單元的分布維恩圖Fig.2 Venn diagram of OTUs enteric bacteria(A)and fungi(B)distribution between wild and cultured Thamnaconus septentrionalis

2.5 馬面鲀腸道微生物的多樣性分析

樣本多樣性的豐富度和均勻度可以用Rankabundance 曲線反映。曲線水平跨度越大,表明樣本的物種相對豐度越高,曲線越平滑,表明樣本的均勻度越大。由圖3 可知,綠鰭馬面鲀腸道中細菌菌群相對于真菌菌群物種組成較豐富,均勻程度更高,而真菌菌群某一類或幾類真菌在數(shù)量上占有絕對優(yōu)勢;WThS 腸道的細菌與真菌相較于CThS 物種相對豐度更高可能與WThS 食物更加多樣,生活環(huán)境多變有關。

由表6可知,綠鰭馬面鲀腸道中細菌的種類比真菌多,這可通過Chao指數(shù)和Ace指數(shù)反映出來[32]。其次,WThS 腸道中細菌和真菌的Shannon 指數(shù)、Ace 指數(shù)、Chao指數(shù)以及PD指數(shù)高于CThS,Simpson指數(shù)低于CThS,但這5 個指數(shù)的差異并不顯著,說明WThS的物種豐富度和多樣性略高于CThS。另外,WThS和CThS腸道樣品細菌與真菌的Coverage指數(shù)均接近1,說明本試驗中的取樣方法高效地覆蓋了綠鰭馬面鲀的腸道樣本文庫[33],對該腸道樣本的微生物相對豐度和多樣性的反映真實有效。

表6 野生和養(yǎng)殖綠鰭馬面鲀腸道微生物Alpha多樣性的統(tǒng)計分析Table 6 Alpha diversity analyses of the gut microbiota between wild and cultured Thamnaconus septentrionalis

WThS 和CThS 腸道樣本組間的微生物群落多樣性構成差異分析可以利用β多樣性指數(shù)的PCoA 反映。由圖4可知,細菌和真菌菌群結構總體差異均大于50%,說明WThS 和CThS 腸道微生物菌群結構存在明顯的差異。

圖4 野生和養(yǎng)殖綠鰭馬面鲀腸道細菌(A)和真菌(B)的Beta多樣性分析Fig.4 Beta diversity estimates for the gut bacteria(A)and fungi(B)between the wild and cultured Thamnaconus septentrionalis

由圖5 可知,在門水平,變形菌門(Proteobacteria)、厚壁菌門(Firmicutes)、放線菌門(Actinobacteriota)和擬桿菌門(Bacteroideta)為綠鰭馬面鲀腸道中的優(yōu)勢細菌門。其中,CThS的腸道內(nèi)變形菌門、厚壁菌門和放線菌門相對豐度高于WThS,擬桿菌門、梭菌門(Fusobacteriota)相對豐度低于WThS(圖5A 和圖5B)。綠鰭馬面鲀中優(yōu)勢真菌門分別為子囊菌門(Ascomycota)、毛霉門(Mucoromycota)及擔子菌門(Basidiomycota),其中子囊菌門具有絕對優(yōu)勢。CThS的腸道內(nèi)毛霉門相對豐度低于WThS,擔子菌門、壺菌門相對豐度高于WThS(圖5C和圖5D)。

圖5 野生和養(yǎng)殖綠鰭馬面鲀腸道菌群在門水平上的組成和相對豐度Fig.5 Composition and relative abundance of the intestinal microbial flora in the wild and cultured Thamnaconus septentrionalis at phylum level

由圖6可知,從屬水平的相對豐度來看,WThS腸道優(yōu)勢細菌屬包含:優(yōu)桿菌屬(Eubacterium)(15.3%)、支原體-f-未分級(Norank-f-Mycoplasmataceae)(8.7%)、乳酸桿菌屬(Lactobacillus)(6.9%);CThS 腸道的優(yōu)勢細菌屬分別是:優(yōu)桿菌屬(Eubacterium)(17.5%)、短波單胞菌屬(Brevundimionas)(11.2%)、乳酸桿菌屬(Lactobacillus)(10.8%)。黃桿菌屬(Flavobacterium)和不動桿菌屬(Acinetobacter)在CThS 腸道中相對豐度高于WThS腸道,而支原體-f-未分級相對豐度低于WThS 腸道。酵母屬(Saccharomyces)(83.19%)、曲霉屬(Aspergilus)(2.81%)、假絲酵母(Candida)(2.50%)是WThS腸道中的優(yōu)勢真菌屬;而CThS 腸道中的優(yōu)勢真菌屬是酵母屬(Saccharomyces)(73.32%)、曲霉屬(Aspergilus)(6.26%)、根霉屬(Rhizopus)(3.12%)。在WThS和CThS腸道中相對豐度最高的細菌均為優(yōu)桿菌屬(Eubacterium),真菌均為酵母屬(Saccharomyces)。

圖6 野生和養(yǎng)殖綠鰭馬面鲀腸道菌群在屬水平上的組成和相對豐度Fig.6 Composition and relative abundance of the intestinal microbial flora in the wild and cultured Thamnaconus septentrionalis at genus level

3 討論

3.1 野生和養(yǎng)殖綠鰭馬面鲀?nèi)赓|(zhì)比較

試驗檢測了WThS 和CThS 肌肉的理化指標、常規(guī)營養(yǎng)成分與組成以及氨基酸、脂肪酸的組成與含量。咀嚼性和剪切力可用來代表魚肉的嫩度,CThS肌肉的咀嚼性和剪切力顯著低于WThS(P<0.05),所以CThS 的肌肉較WThS 肌肉更柔嫩。但WThS 肌肉膠黏性和內(nèi)聚性顯著高于CThS(P<0.05),且硬度與彈性也更高,通常肉的硬度、彈性和內(nèi)聚性越高,肉質(zhì)口感越爽彈[34]。WThS肌肉的pH和持水力和CThS相比也更大(P<0.05),所以WThS 的肌肉更為多汁、鮮嫩和表面干爽。WThS 肌肉中揮發(fā)性鹽基氮的含量更低。兩者的水活度無顯著性差異。綜上可知,WThS的肌肉彈爽多汁,而CThS的肌肉更軟嫩。

WThS 肌肉的粗蛋白含量和灰分含量均顯著高于CThS(P<0.05),但CThS 肌肉的粗脂肪含量顯著高于WThS(P<0.05),蛋白質(zhì)含量和肌肉營養(yǎng)成正比,灰分代表了肌肉中的礦物質(zhì)[35],WThS肌肉的粗蛋白含量高、礦物質(zhì)含量高,所以營養(yǎng)價值高,魚肉品質(zhì)好。

WThS 脂肪酸的組成成分有25種,多于CThS(19種)。WThS 肌肉中C20∶4ω6(ARA)、C20∶5ω3(EPA)、C22∶6ω3(DHA)、C18∶2ω6(亞油酸)和C18∶3ω3(亞麻酸)等多不飽和脂肪酸的總量顯著大于CThS(P<0.05)。必需脂肪酸的含量與肌肉的營養(yǎng)價值高低一定程度上呈正相關,同時亞油酸和亞麻酸也是魚類肌肉重要的風味物質(zhì)。魚類肌肉的品質(zhì)和風味還與氨基酸的組成和比例有直接關系[36]。WThS 和CThS 的肌肉均測出18種氨基酸,其中Glu 的含量最高。WThS 必需氨基酸占總氨基酸的42.15%,必需氨基酸與非必需氨基酸之比為86.76%,天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸和丙氨酸4種鮮味氨基酸總量均大于CThS;WThS 和CThS 肌肉中的氨基酸符合FAO/WHO 建議的必需氨基酸占總氨基酸40%、必需氨基酸與非必需氨基酸之比為60%以上的標準[31];WThS和CThS肌肉的第一限制性氨基酸種類不同。試驗結果表明,雖然WThS的必需脂肪酸、必需氨基酸和鮮味氨基酸均高于CThS,但CThS的營養(yǎng)價值也很高,所以綠鰭馬面鲀是優(yōu)質(zhì)魚類。

3.2 綠鰭馬面鲀門水平下腸道菌群結構

腸道微生物的組成與宿主的物種類型、生活環(huán)境、食性差異、遺傳因素等密切相關[37-38]。本試驗的Alpha 和Beta 多樣性分析結果表明,WThS 與CThS 腸道微生物的物種多樣性、豐富度、均勻度和群體結構均存在差異。例如,雖然在門水平上細菌與真菌在WThS和CThS腸道中的優(yōu)勢菌門基本相同,但是在野生和養(yǎng)殖兩種環(huán)境下不同菌門的比例結構卻存在較大的差異,由此可推斷,不同生長環(huán)境改變了綠鰭馬面鲀的腸道環(huán)境,同時影響了腸道微生物的菌群結構。這在異齒裂腹魚(Schizothorax oconnori)、異育銀鯽(Carassius auratus gibelio)等的野生群體和養(yǎng)殖群體中已有相同的報道[39-40]。本試驗中,兩組綠鰭馬面鲀腸道中均以變形菌門為優(yōu)勢細菌門,子囊菌門為優(yōu)勢真菌門。已有研究表明,變形菌門、厚壁菌門是魚類腸道微生物中的主要菌群[41-42],本試驗的結果與其一致,表明綠鰭馬面鲀具有典型的魚類腸道微生物的特征。

本試驗中,CThS 的厚壁菌門的相對豐度高于WThS,而擬桿菌門的相對豐度低于WThS,雖然差異不顯著,但有研究表明,這兩類菌的相對豐度與脂肪和蛋白質(zhì)的代謝相關,厚壁菌門的菌群相對豐度在肥胖人士中較高,而擬桿菌門的菌群豐度則較低[43-44]。這可能是WThS 的蛋白質(zhì)含量更高,脂肪含量更低的原因。

大多數(shù)腸道菌群研究都集中在細菌上,但其實腸道菌群還包括真菌。迄今為止,只有少數(shù)宏基因組學研究試圖描述腸道真菌生態(tài)的特征,并且通常樣本量小難以得出明確的結論。目前研究表明,人類健康的腸道中,真菌主要有子囊菌門(70%)和擔子菌門(30%),本研究中無論是野生還是養(yǎng)殖的健康綠鰭馬面鲀腸道真菌也以子囊菌門和擔子菌門為主,這可能和綠鰭馬面鲀是雜食性魚類有關系,因為有研究表明腸道真菌的定殖和飲食有較大的關系[45]。

3.3 綠鰭馬面鲀屬水平下腸道菌群結構

分析結果顯示,厚壁菌門的優(yōu)桿菌屬是WThS和CThS腸道的優(yōu)勢細菌屬。優(yōu)桿菌屬是腸道微生物群的核心菌屬之一,對機體營養(yǎng)代謝和維持腸道平衡有重要的作用。優(yōu)桿菌屬產(chǎn)生的短鏈脂肪酸,是腸道上皮組織的特殊營養(yǎng)和能量組分,在腸道健康中發(fā)揮著重要作用,例如短鏈脂肪酸不僅可以增強胃腸道運動機能,還可以保護腸道黏膜屏障從而降低腸道炎癥水平[46]。CThS體內(nèi)的優(yōu)桿菌屬相對豐度高于WThS,此具有進一步研究的價值。乳酸桿菌屬在WThS 中占6.9%,CThS 中占10.8%。乳酸桿菌同樣隸屬于厚壁菌門,其被認為在促進動物生長、平衡腸道生態(tài)系統(tǒng)和提高免疫力方面起著至關重要的作用[47]。CThS乳酸桿菌的相對豐度高于WThS,這可能與其食物結構有關。Liu 等[48]研究發(fā)現(xiàn),飼料的蛋白質(zhì)水平會影響建鯉(Cyprinus carpiovar.jian)腸道中乳酸菌含量,低蛋白組中乳酸菌含量顯著低于其他各組。本試驗中,CThS 以配合飼料作為主要的食物來源,蛋白含量較高,高含量的乳酸桿菌可能有助于配合飼料中蛋白的吸收[49]。

本試驗結果顯示,黃桿菌屬[50]、不動桿菌屬[51]作為常見的致病菌在WThS與CThS腸道中也存在明顯差異,在CThS中黃桿菌屬、不動桿菌屬的相對豐度比WThS高,一定程度上說明CThS可能會對由不動桿菌屬引起的疾病較為敏感。需要重視的是,CThS 和WThS 腸道中不動桿菌屬主要為洛菲不動桿菌,且CThS 腸道中不動桿菌屬含量顯著高于WThS。在養(yǎng)殖業(yè)中,洛菲不動桿菌容易產(chǎn)生耐藥性,且容易出現(xiàn)多重耐藥現(xiàn)象[52],因此在后續(xù)養(yǎng)殖管理中,需要加強對養(yǎng)殖水環(huán)境以及魚體內(nèi)不動桿菌屬等細菌病原的檢測,從而預防和控制綠鰭馬面鲀養(yǎng)殖中相關疾病的暴發(fā)。

真菌在屬水平上的分析結果顯示,酵母屬屬于子囊菌門,其在WThS 和CThS 腸道中相對豐度均最高。WThS 腸腔中富含與環(huán)境相關的酵母屬菌,WThS 和CThS 酵母屬相對豐度的顯著差異可能與野生環(huán)境和養(yǎng)殖環(huán)境的差異有關。

4 結論

比較了WThS 和CThS 的肌肉品質(zhì),并通過高通量測序評估了WThS 和CThS 腸道微生物群落的結構,鑒定出綠鰭馬面鲀腸道的優(yōu)勢菌群。結果表明,WThS肌肉較CThS更為多汁鮮嫩,且必需氨基酸和必需脂肪酸含量更高。綠鰭馬面鲀腸道優(yōu)勢細菌群是變形菌和厚壁菌,優(yōu)勢真菌群是子囊菌和擔子菌,但養(yǎng)殖環(huán)境讓綠鰭馬面鲀的腸道菌群在門水平和屬水平下均發(fā)生改變,在養(yǎng)殖過程中致病菌不動桿菌屬和黃桿菌屬在CThS腸道中相對豐度顯著增加時需加以重視。本研究結果可為綠鰭馬面鲀遺傳育種的優(yōu)化、養(yǎng)殖模式的科學化和新型飼料的開發(fā)等后續(xù)科學研究提供理論依據(jù);今后希望進一步研究CThS 與WThS 肉質(zhì)之間的差異與其腸道微生物菌群之間的關系。

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