張芹 吳小軍 楊興麗

摘要：為了解不同養(yǎng)殖模式對凡納濱對蝦養(yǎng)殖環(huán)境微生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)的影響，利用高通量測序技術(shù)，結(jié)合生物信息學分析，比較凡納濱對蝦主養(yǎng)模式和魚-蝦混養(yǎng)模式中水體、底泥以及蝦腸道微生物的多樣性和群落結(jié)構(gòu)。結(jié)果顯示，無論是物種的多樣性水平還是豐富性水平，均是底泥>水>蝦腸道，主養(yǎng)池塘底泥和蝦腸道樣品的物種多樣性和豐富性均高于混養(yǎng)池塘。不同樣品微生物群落的菌群分布于59個門，其中10個門的豐度>1%，變形菌門（Proteobacteria）和擬桿菌門（Bacteroidetes）屬于絕對優(yōu)勢菌群，在混養(yǎng)池塘和主養(yǎng)池塘中均>10%。主養(yǎng)池塘的微生物標志物共有8個類群，分別為雙歧桿菌目（Bifidobacteriales）、雙歧桿菌科（Bifidobacteriaceae）、雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）等，混養(yǎng)池塘的微生物標志物共有18個類群，分別為藍色芽殖桿菌屬（Gemmobacter）、外硫紅螺菌科（Ectothiorhodospiraceae）、外硫紅螺菌屬（Ectothiorhodospira）等。通過功能預測及其相對豐度比較，發(fā)現(xiàn)主養(yǎng)模式在這些代謝通路中基因注釋的相對豐度值均高于混養(yǎng)模式。以上研究表明，在凡納濱對蝦主養(yǎng)模式中添加的益生菌，有效提高了水體、蝦腸道和底泥的微生物多樣性，塑造了更健康、多元化、功能更強大的微生物群落，提高了養(yǎng)殖系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)能力和能量利用效率，更有利于蝦體的健康成長。

關(guān)鍵詞：凡納濱對蝦；微生物群落結(jié)構(gòu)；高通量測序

中圖分類號：S182；S917.1 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）06-0225-10

收稿日期：2023-05-02

基金項目：國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（編號：CARS-45）；河南省農(nóng)業(yè)科學院自主創(chuàng)新項目（編號：2023ZC113）；國家淡水水產(chǎn)種質(zhì)資源庫建設(shè)項目（編號：FGRC：18537）；河南省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（編號：HARS-22-16-S）。

作者簡介：張芹（1980—），女，河南輝縣人，碩士，高級水產(chǎn)師，主要從事魚類遺傳育種研究。E-mail：zhangqin.2007@163.com。

凡納濱對蝦（Litopenaeus vannamei）別稱南美白對蝦，俗稱白對蝦或白肢蝦，原產(chǎn)于南美洲太平洋沿岸，主要分布于秘魯北部至墨西哥灣沿岸海域，是世界上養(yǎng)殖產(chǎn)量最高的三大優(yōu)良蝦類之一。凡納濱對蝦具有生長速度快、抗病力強、耐粗飼及便于運輸?shù)葍?yōu)點，是集約化高產(chǎn)養(yǎng)殖的優(yōu)良品種。近年來，凡納濱對蝦的淡水養(yǎng)殖發(fā)展較快，而在淡水養(yǎng)殖過程中，水質(zhì)的調(diào)控顯得尤為重要，如何保持養(yǎng)殖水體中良好的微生態(tài)環(huán)境是對蝦能否健康成長的關(guān)鍵因素。養(yǎng)殖池塘由水體、魚（蝦）、底泥組成，水體是魚（蝦）賴以生存的環(huán)境，水環(huán)境的穩(wěn)定性與水體的藻類和微生物組成密切相關(guān)，當水體微生物多樣性下降時，就會增加魚蝦病害發(fā)生的風險^[1]。底泥中有水體長期的沉積物，包含動植物殘骸、食物殘渣、動物糞便等各種有機質(zhì)，底泥復雜的組成為各種細菌提供了生長環(huán)境^[2]。

凡納濱對蝦的健康生長和養(yǎng)殖環(huán)境整體的微生物組成有著密切的關(guān)系，調(diào)節(jié)好水體生態(tài)環(huán)境就是保持良好穩(wěn)定的微生物群落組成。利用高通量測序技術(shù)，陳玲等探究了稻蝦共作對稻田水體微生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)的影響^[3]；杜世聰?shù)妊芯苛朔布{濱對蝦病害發(fā)生前后池塘浮游細菌群落多樣性、組成及關(guān)鍵類群的動態(tài)變化^[4]；金若晨等研究了凡納濱對蝦養(yǎng)殖過程中腸道和養(yǎng)殖環(huán)境微生物群落的結(jié)構(gòu)及變化^[5]。16S rDNA高通量測序技術(shù)是開展微生物菌落分析的有效手段，該技術(shù)在鰻鱺（Anguilla japonica）、斑點叉尾（Ictalurus punctatus）、草魚（Ctenopharyngodon idella）、暗紋東方鲀（Takifugu obscurus）、黃顙魚（Pelteobagrus fulvidraco）和紅鰭東方鲀（Takifugu rubripes）等大量水生生物微生態(tài)環(huán)境的研究中得到了廣泛的應(yīng)用^[6-11]。

本研究采取高通量測序技術(shù)，對2種不同模式凡納濱對蝦的養(yǎng)殖水體、底泥和蝦腸道的微生物群落進行研究，以期為淡水養(yǎng)殖凡納濱對蝦的水質(zhì)調(diào)控提供思路，為多元化的凡納濱養(yǎng)殖模式提供技術(shù)支持。

1? 材料與方法

1.1? 試驗池塘情況

試驗地點在商丘梁園區(qū)文峰水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)民專業(yè)合作社基地，凡納濱對蝦主養(yǎng)模式（zy）：基地西區(qū)1號池塘，面積0.267 hm²，池塘消毒5 d后全池潑灑乳酸菌和小球藻（乳酸菌22.5 L/hm²+小球藻 7.4 L/hm²），同時潑灑復合維生素制劑，消毒1周后于7月2日投放淡化后的凡納濱對蝦蝦苗12萬尾。定期改底，每5～7 d使用10%～15%多硫酸氫鉀復合鹽全池潑灑，并在12 h后潑灑乳酸菌或EM菌。經(jīng)過3個月養(yǎng)殖，10月初抽檢凡納濱對蝦，平均體重約20 g，凡納濱對蝦體質(zhì)健壯、顏色鮮亮。

魚-蝦混養(yǎng)模式（hy）：基地東區(qū)7號池塘，面積1.33 hm²，主養(yǎng)草魚（放養(yǎng)150 g以上大規(guī)格草魚種1 000尾/667 m²），混養(yǎng)福瑞鯉2號夏花（2 000尾/667 m²）和凡納濱對蝦蝦苗（4 000尾/667 m²），于2021年7月2日放養(yǎng)淡化好的蝦苗，經(jīng)過3個月養(yǎng)殖，10月11日抽檢凡納濱對蝦，平均體重約 25 g，蝦體質(zhì)健壯，顏色鮮亮。

1.2? 樣品采集和檢測

在2個池塘放入蝦苗3個月后，蝦基本養(yǎng)成，出池前進行抽檢時分別采集水樣（sy）、底泥（dn）和蝦腸道樣品（xcd）。采集飼料臺附近距水體表層 10 cm 以下的水樣，低溫保存帶回實驗室，利用真空泵富集水體微生物，所用濾膜為孔徑0.22 μm的醋酸纖維濾膜，抽濾體積為500 mL，抽濾完成后，濾膜-20 ℃保存。采用柱式采泥器采集池塘底泥，低溫運回實驗室后，-20 ℃保存，用于微生物分析。提前1 d采用地籠捕蝦，采樣時選擇大小規(guī)格相近、健康無病傷、活動力強的個體進行樣品采集，每個池塘取5尾凡納濱對蝦，解剖取腸道樣品，混合后作為1個樣本，-20 ℃保存。

1.3? 樣品DNA提取

底泥和腸道樣品需要進行前處理：在研磨管中加入0.25 g樣品，500 μL緩沖液Solution A，100 μL緩沖液Solution C和0.25 g研磨珠（腸道樣品需要添加10 μL RNA酶），組織研磨儀上25 Hz研磨 10 min，水浴鍋70 ℃裂解15 min，其間混勻1次，12 000 r/min 離心 2 min，轉(zhuǎn)移上清液500 μL至新的離心管。

樣品經(jīng)過處理后，采用天根磁珠法土壤糞便DNA提取試劑盒和磁珠法天根通用型基因組DNA提取試劑盒分別從底泥、腸道和水樣中提取基因組DNA。

1.4? PCR擴增和高通量測序

取30 ng基因組DNA樣品，使用特異性引物進行PCR擴增，16S rDNA的V3+V4區(qū)引物序列為341F：5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3′，806R：5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′。擴增體系（25.0 μL）：2×Taq PCR Master Mix 12.5 μL，Mix primer 2.0 μL，基因組DNA模板 1.0 μL，ddH₂O 9.5 μL。擴增條件：98 ℃ 預變性 3 min；98 ℃ 變性10 s，55～70 ℃ 退火 20 s，72 ℃ 延伸30 s，15個循環(huán)；98 ℃ 預變性10 s，55 ℃ 退火20 s，72 ℃ 延伸 30 s，20個循環(huán)；72 ℃ 終延伸5 min，16 ℃ 保存。

對PCR產(chǎn)物進行2%瓊脂糖電泳，使用磁珠對擴增產(chǎn)物進行純化分選，采用Qubit 4.0熒光計進行定量，按固定組合將純化的擴增產(chǎn)物進行等量混合，完成建庫。采用生物分析儀對文庫的片段范圍及濃度進行檢測，檢測合格的文庫在Miseq平臺上采用PE250模式測序。

1.5? 數(shù)據(jù)處理

測序獲得raw reads后，進行組裝過濾后得到effective tags，采用 Uparse 軟件對所有樣品的全部effective tags 序列聚類，按照97%的一致性（identity）將序列聚類成為OTUs（operational taxonomic units），計算出每個OTU在各個樣品中的Tags絕對豐度和相對信息，進行物種注釋。

使用QIIME軟件對樣品進行α多樣性分析，使用R語言工具繪制稀釋型曲線、Venn圖。運用Weighted Unifrac指數(shù)進行后續(xù) β 多樣性分析，利用R語言的Pheatmap包繪制物種分類熱圖，以熱圖形式展示組間weighted指數(shù)，利用Mothur軟件將樣本進行UPGMA分類樹分類。根據(jù)OTU的物種注釋和豐度信息，使用PICRUST軟件進行KEGG Pathway的功能注釋，并統(tǒng)計每個Pathway的豐度信息。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 基因測序結(jié)果和α多樣性指數(shù)

2種模式微生物測序結(jié)果顯示，有效tags數(shù)量為1 223 411 條，最終得到的OTU數(shù)量為23 501 條，不同樣本的OTU數(shù)量從1 146～8 889不等，2個池塘樣品OTU數(shù)量均是底泥>水樣>蝦腸道。由圖 1-A 可知，選取平均豐度>1的所有OTU進行韋恩圖分析，其中，主養(yǎng)模式微生物包含5 211個獨有OTU，混養(yǎng)模式微生物包含4 662 個獨有OTU，在2種模式間共享的微生物共有3 030 個OTU。通過抽樣n個tags來計算Shannon指數(shù)的期望值，然后根據(jù)一組n值與其相對應(yīng)的Shannon期望值做出各個樣品對應(yīng)的Shannon稀釋曲線，由圖1-B可知，曲線趨于平緩，表明測序深度增加已不影響物種多樣性，測序量趨于飽和，足夠反映水體中的微生物信息。

微生物的豐富度和均勻度可由α多樣性指數(shù)反應(yīng)，各指數(shù)的數(shù)值越大，代表物種的豐富度和均勻度越高。由表1可知，不同樣品的Simpson指數(shù)在0.866 9～0.998 2之間，Shannon指數(shù)在4.817 2～10.968 9之間，Chao1指數(shù)在1 258.835 2～9 586.970 5 之間，ACE指數(shù)在1 218.298 6～9 408.483 9 之間。無論是Simpson指數(shù)還是Shannon指數(shù)均顯示，物種的多樣性水平順序為底泥>水>蝦腸道，其中，底泥樣品的Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù)均是主養(yǎng)塘>混養(yǎng)塘，水樣的Simpson指數(shù)為主養(yǎng)塘>混養(yǎng)塘，而Shannon指數(shù)為混養(yǎng)塘>主養(yǎng)塘，蝦腸道樣品的Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù)均是主養(yǎng)塘>混養(yǎng)塘，樣品之間無顯著性差異。Chao1指數(shù)和ACE指數(shù)均顯示，混養(yǎng)池塘的物種豐富性為底泥>水>蝦腸道，而主養(yǎng)池塘的物種豐富性為底泥>蝦腸道>水；底泥的Chao1指數(shù)和ACE指數(shù)是主養(yǎng)塘>混養(yǎng)塘，水樣的Chao1指數(shù)和ACE指數(shù)都是混養(yǎng)塘>主養(yǎng)塘，蝦腸道的Chao1指數(shù)和ACE指數(shù)均是主養(yǎng)塘>混養(yǎng)塘，樣品間無顯著性差異。

2.2? 基于門水平的細菌群落結(jié)構(gòu)

不同樣品微生物群落菌群分布于59個門，其中，7個門的豐度>10%，10個門的豐度>1%。由圖2可知，對豐度高于10%的門進行統(tǒng)計分析，其中，變形菌門（Proteobacteria）和擬桿菌門（Bacteroidetes）屬于絕對優(yōu)勢菌群，在混養(yǎng)池塘和主養(yǎng)池塘中均>10%。

混養(yǎng)池塘底泥中優(yōu)勢菌群為變形菌門（44.7%）、綠彎菌門（Chloroflexi）（12.1%）、擬桿菌門（10.2%）和酸桿菌門（Acidobacteria）（6.3%），主養(yǎng)池塘底泥中優(yōu)勢菌群為變形菌門（43.0%）、酸桿菌門（13.0%）、綠彎菌門（12.1%）、芽單胞菌門（Gemmatimonadetes）（6.3%）、硝化螺旋菌門（Nitrospirae）（6.1%）和擬桿菌門（4.2%）；混養(yǎng)池塘水體中的優(yōu)勢菌群為變形菌門（33.3%）、擬桿菌門（21.3%）、藍菌門（Cyanobacteria）（13.4%）和厚壁菌門（Firmicutes）（11.4%），主養(yǎng)池塘水體中的優(yōu)勢菌群為變形菌門（24.9%）、厚壁菌門（17.6%）、擬桿菌門（16.2%）、藍菌門（13.0%）和放線菌門（Actinobacteria）（12.6%）；混養(yǎng)池塘蝦腸道的優(yōu)勢菌群為變形菌門（43.3%）、藍菌門（35.3%）、軟壁菌門（Tenericutes）（8.4%）和擬桿菌門（5.0%），主養(yǎng)池塘蝦腸道的優(yōu)勢菌群為厚壁菌門（43.4%）、擬桿菌門（42.2%）和變形菌門（12.1%）。

2.3? 基于屬水平的群落結(jié)構(gòu)

不同樣品微生物群落的菌群分布于683個屬，其中，8個屬的豐度>1%。由圖3可知，混養(yǎng)池塘底泥中的優(yōu)勢菌群為硫桿菌屬（Thiobacillus）（7.8%），水中的優(yōu)勢菌群為12up（5.4%）、Ruminococcaceae_NK4A214_group（1.9%）、志賀氏埃希菌屬（Escherichia-Shigella）（1.4%）和Lachnospiraceae_NK4A136_group（0.9%），蝦腸道中的優(yōu)勢菌群為氣單胞菌屬（Aeromonas）（9.6%）、鹽單胞菌屬（Cobetia）（7.5%）、弧菌屬（Vibrio）（6.2%）和志賀氏埃希菌屬（2.1%）；主養(yǎng)池塘底泥中的優(yōu)勢菌群為硫桿菌屬（3.2%），水中的優(yōu)勢菌群為hgcI_clade（4.9%）、Ruminococcaceae_NK4A214_group（2.8%）和志賀氏埃希菌屬（2.0%），蝦腸道中的優(yōu)勢菌群為鹽單胞菌屬（3.1%）、弧菌屬（1.1%）和志賀氏埃希菌屬（1.1%）。

2.4? 微生物的群落相似性

對2種模式的不同樣本微生物進行聚類分析，由圖4可知，發(fā)現(xiàn)同一樣本的微生物群落先聚集在一起，不同模式中水樣和底泥樣本的微生物群落結(jié)構(gòu)具有相似性，而混養(yǎng)的蝦腸道微生物群落先和其他樣本聚集在一起，說明蝦腸道中的微生物群落結(jié)構(gòu)在2個模式中存在一定差異。

2.5? 2種養(yǎng)殖模式下的水體微生物標志物

通過LEfSe分析組間菌群差異，可以找出各組間特異的主要菌群，由圖5可知，主養(yǎng)池塘的微生物標志物共有8個類群，分別為雙歧桿菌目（Bifidobacteriales）、雙歧桿菌科（Bifidobacteriaceae）、雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）、Ruminiclostridium_5、Fusicatenibacter、Subdollgranulum、EF100_94H03和Pedobacter?；祓B(yǎng)池塘的微生物標志物共有18個類群，分別為Bacteroides_plebeius_DSM_17135、藍色芽殖桿菌屬（Gemmobacter）及其中的CC_PW_75種、外硫紅螺菌科（Ectothiorhodospiraceae）、外硫紅螺菌屬（Ectothiorhodospira）及其中的enrichment_culture種、Candidatus_Planktoluna、alphal_cluster、柯克斯體屬（Coxiella）、Oligoflexus、真桿菌科（Eubacteriaceae）、博斯氏菌屬（Bosea）、甲基孢囊菌屬（Methylocystis）、Alpinimonas、拉恩氏菌屬（Runella）、Oligoflexaceae、束縛桿菌屬（Haliscomenobacter）和12 up。

2.6? 不同分類水平上的群落結(jié)構(gòu)

在綱、目、科不同分類水平上，統(tǒng)計豐度>1%的菌群，不同樣品種類的優(yōu)勢細菌組成及豐度存在明顯不同。由表2可知，在綱分類水平上，放線菌綱（Actinobacteria）是水樣中的優(yōu)勢菌群，而且在主養(yǎng)池塘水體（9.3%）中的豐度明顯大于其他樣品。厭氧繩菌綱是池塘底泥中的優(yōu)勢菌群。梭菌綱是水樣和蝦腸道的優(yōu)勢菌群，主養(yǎng)池塘的水體（14.1%）和蝦腸道（39.6%）豐度明顯高于其他樣本。擬桿菌綱在水和蝦腸道中屬于優(yōu)勢菌群，在主養(yǎng)池塘的蝦腸道中（40.8%）豐度明顯高于其他樣本。鞘脂桿菌綱在底泥和水中都是優(yōu)勢菌群，而在蝦腸道（<0.1%）中明顯低于其他樣本。δ-變形菌綱在底泥、水和蝦腸道中均屬于優(yōu)勢菌群。

在目分類水平上，厭氧繩菌目是池塘底泥中的優(yōu)勢菌群。梭菌目是水樣和蝦腸道中的優(yōu)勢菌群，主養(yǎng)池塘的水體（14.1%）和蝦腸道（39.6%）豐度明顯高于其他樣本。擬桿菌目在水和蝦腸道中屬于優(yōu)勢菌群，主養(yǎng)池塘的蝦腸道（40.8%）中豐度明顯高于其他樣本。鞘脂桿菌目在底泥和水中均是優(yōu)勢菌群，而在蝦腸道（<0.1%）中明顯低于其他樣本。氣單胞菌目在混養(yǎng)池塘的蝦腸道中屬于優(yōu)勢菌群。

在科分類水平上，厭氧繩菌科無論是在主養(yǎng)池塘還是套養(yǎng)池塘的底泥中，均是優(yōu)勢菌群。毛螺菌科在水中是優(yōu)勢菌群，其在主養(yǎng)池塘的蝦腸道（24.6%）中明顯高于混養(yǎng)池塘的蝦腸道（<0.1%）。瘤胃球菌科在主養(yǎng)池塘蝦腸道中是優(yōu)勢菌群（12.9%）。未分類擬桿菌科Bacteroidales_S24-7_group在主養(yǎng)池塘的蝦腸道中（25.5%）豐度明顯高于其他樣本。氣單胞菌科（9.6%）和弧菌科（1.6%）在混養(yǎng)池塘的蝦腸道中屬于優(yōu)勢菌群，而弧菌科在主養(yǎng)池塘的蝦腸道中（1.1%）屬于優(yōu)勢菌群。

2.7? 主要代謝通路分析

通過KEGG對樣品基因序列進行微生物代謝功能分析，由表3可知，在一級水平上，新陳代謝功能模塊中相應(yīng)功能的基因無論是在多樣性還是數(shù)量上均較多，其次是環(huán)境信息加工過程和遺傳信息加工過程，細胞過程和未分類模塊相應(yīng)功能的基因數(shù)量較少。在二級水平上，基因組中最大的類群是膜運輸，其次是復制和修復、翻譯、能量代謝、核苷酸代謝和缺乏特征的功能預測，其他如信號傳導、轉(zhuǎn)錄、氨基酸代謝、酶家族、碳水化合物代謝、細胞運動性也有一定豐度。主養(yǎng)模式在這些代謝通路中基因注釋的相對豐度值均高于混養(yǎng)模式。

3? 討論與結(jié)論

研究結(jié)果顯示，在水、底泥和凡納濱對蝦腸道樣品中共檢測出59 個門、139 個綱、191 個目、348 個科和683 個屬。池塘樣品的整體多樣性水平順序為底泥>水>蝦腸道，與文獻中底泥微生物的多樣性和豐富度高于水體的結(jié)果^[6，12]一致。杜世聰?shù)仍诜布{濱對蝦發(fā)病前后的微生物菌群研究中發(fā)現(xiàn)，隨著疾病的暴發(fā)，養(yǎng)殖水體浮游細菌群落α多樣性降低^[4]。黃雪敏等也發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)殖水體中更高的α多樣性有利于水體環(huán)境穩(wěn)定和蝦幼體的健康^[13]。本研究中主養(yǎng)塘蝦腸道和底泥的多樣性水平均高于混養(yǎng)塘，說明主養(yǎng)塘整體的微生態(tài)環(huán)境要好于混養(yǎng)塘。

王一亭等認為，黃顙魚、草魚、鰱、鳙混養(yǎng)模式下的水體微生物群落多樣性高于單養(yǎng)模式，鰱鳙的引入還可增加水體微生物群落多樣性^[10]。田相利等發(fā)現(xiàn)，草魚、鰱、鯉混養(yǎng)使養(yǎng)殖環(huán)境中微生物的結(jié)構(gòu)組成與代謝功能更加多樣化^[14]。而本研究中，主養(yǎng)池塘（單養(yǎng)模式）的整體多樣性水平要高于混養(yǎng)池塘（混養(yǎng)模式），說明添加的有益菌對池塘微生物群體的多樣性起到了非常良好的作用，有效促進了凡納濱對蝦主養(yǎng)池塘的菌群多樣性水平，保持了系統(tǒng)良好的物質(zhì)和能量流動。

在內(nèi)陸湖泊、水庫等淡水自然生態(tài)系統(tǒng)中，底泥細菌群落結(jié)構(gòu)都相對穩(wěn)定，變形菌門、擬桿菌門和綠彎菌門往往是主要的優(yōu)勢菌群^[15-16]，凡納濱對蝦主養(yǎng)和混養(yǎng)2種模式中底泥的優(yōu)勢菌群都是變形菌門、擬桿菌門、綠彎菌門和酸桿菌門，其中混養(yǎng)池塘中主養(yǎng)品種為草魚，這與章海鑫等主養(yǎng)草魚池塘底泥中的優(yōu)勢菌門結(jié)果^[8]一致，與文獻中凡納濱對蝦、 斑點叉尾和暗紋東方鲀養(yǎng)殖池塘的底泥群落結(jié)構(gòu)^{[5，7，9]}類似。

Zwart等發(fā)現(xiàn)，藍細菌門和擬桿菌門也是不同淡水環(huán)境（湖泊和河流）常見的優(yōu)勢菌門^[17]。本研究中，水體的優(yōu)勢菌群為變形菌門、擬桿菌門、厚壁菌門和藍菌門，與文獻中的結(jié)果^{[3-4，9]}類似，藍菌門菌群在不同模式的水體中豐度均較高。藍細菌門是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的主要參與者和初級生產(chǎn)力的主要貢獻者，參與氮的固定與修復，提升稻田肥力，在氮、磷豐富且氮磷比例失調(diào)的水體中生長旺盛，可作為水體富營養(yǎng)化的指示生物，大量繁殖易造成水資源污染^[18-20]，凡納濱對蝦2種模式水體中藍細菌門豐度較高，說明水體有一定程度的富營養(yǎng)化。

當對蝦養(yǎng)殖到一定程度，蝦腸道細菌區(qū)系會相對穩(wěn)定，優(yōu)勢群落相對固定^[21]，變形菌門在不同模式蝦腸道的樣品中都是優(yōu)勢菌群，這個結(jié)果與克氏原螯蝦（Procambarus clarkii）、凡納濱對蝦、羅氏沼蝦（Macrobrachium rosenbergii）等甲殼類動物的研究結(jié)果^{[19，22-24]}一致。變形菌門是甲殼類水生無脊椎動物腸道微生物的優(yōu)勢種，是腸道菌群失調(diào)的微生物標志^[25]。本研究中，蝦腸道的優(yōu)勢菌群除了變形菌門外，主養(yǎng)池塘中還有擬桿菌門和厚壁菌門，混養(yǎng)池塘中還有藍菌門和軟壁菌門。主養(yǎng)池塘的結(jié)果與文獻結(jié)果^[5，26-28]類似，而混養(yǎng)池塘中，由于受到魚類的影響，混養(yǎng)池塘優(yōu)勢菌群的結(jié)構(gòu)組成和單養(yǎng)凡納濱對蝦的池塘有一定的差別，這也說明了蝦腸道的微生物菌群組成受到環(huán)境的影響。

擬桿菌門為化能異養(yǎng)細菌，可以有效利用水體中的溶解性有機物^[29]，與DNA、蛋白質(zhì)及脂類等有機物的轉(zhuǎn)換有密切聯(lián)系，沒有被蝦完全消化的飼料會不斷隨糞便排入水體，造成水體中擬桿菌門的堆積^[30]。王一亭等認為，水體及底泥中擬桿菌門細菌增加，是因為草魚餌料殘渣和糞便沉積在水體和底泥中，導致擬桿菌門細菌大量繁殖^[10]。本研究水體和底泥中擬桿菌門含量均較高，與文獻中的推測一致，可能是由于在養(yǎng)殖過程中蝦糞便的堆積，造成水體和底泥中擬桿菌門成為了優(yōu)勢菌群。

金若晨等認為在發(fā)病塘的蝦腸道中檢測到酸桿菌門和硝化螺旋菌門，暗示了水體和底泥環(huán)境的變化影響了凡納濱對蝦的健康^[5]。本研究中酸桿菌門和硝化螺旋菌門都是底泥中的優(yōu)勢菌群，而在水中和蝦腸道中僅檢測到很少的含量（硝化螺旋菌門<0.1，酸桿菌門<0.9），與文獻結(jié)果^[31]一致。酸桿菌門是一種嗜酸菌，是苯酚的主要降解菌^[32]，有研究認為，酸桿菌門對纖維素有一定的分解能力^[33]，草魚糞便中大量的纖維素是造成底泥樣本中酸桿菌門占比較高的原因^[10]。混養(yǎng)池塘中主養(yǎng)品種為草魚，而主養(yǎng)池塘上一季養(yǎng)殖的品種也是草魚，這也許是2個池塘底泥中酸桿菌門含量高的原因。硝化螺旋菌門是一類革蘭氏陰性菌，能減少污水中銨離子的含量，維持氨氮、硝酸鹽和亞硝酸鹽等氮循環(huán)體系^[34]，在亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化至硝酸鹽的過程中發(fā)揮著重要作用^[35]。

變形菌門包括一些病原菌，如大腸桿菌、假單胞菌和弧菌等，變形菌門在腸道所占豐度的提高可能反映了腸道菌群的失衡^[36]。氣單胞菌目、氣單胞菌科、氣單胞菌屬、弧菌科、弧菌屬的微生物菌群在混養(yǎng)池塘的蝦腸道中屬于優(yōu)勢菌群，弧菌科、弧菌屬在主養(yǎng)池塘的蝦腸道中屬于優(yōu)勢菌群?；【撬a(chǎn)養(yǎng)殖中常見的條件致病菌，發(fā)病對蝦腸道中弧菌含量顯著高于健康對蝦^[37]，是引起對蝦白便綜合征^[38]的主要致病菌，是蝦幼苗時期的主要致病菌，能導致蝦死亡^[39]。杜世聰?shù)仍诜布{濱對蝦發(fā)病前后的微生物菌群研究中發(fā)現(xiàn)，隨著疾病的暴發(fā)，細菌群落結(jié)構(gòu)更加分散，標志著類群種間互作關(guān)系變得更加復雜和無規(guī)律^[4]。本研究中，主養(yǎng)池塘的微生物標志物共有8個類群，而混養(yǎng)池塘的微生物標志物有18個類群，混養(yǎng)池塘微生物菌群較主養(yǎng)池塘更為無序，而池塘中對蝦腸道弧菌含量也較多，但蝦本身沒有發(fā)病，應(yīng)該屬于疾病早期。2個池塘均是帶病而未發(fā)病，主養(yǎng)池塘中可能是由于添加的益生菌改善了整體的生態(tài)環(huán)境，而混養(yǎng)池塘則是一種混合、立體式的養(yǎng)殖模式，微生物菌群非常多樣化。邱楚雯等認為兇猛的肉食性魚類會捕食凡納濱對蝦，僅有體質(zhì)健壯的對蝦個體才能夠生存^[9]。本研究中也有可能是發(fā)病的蝦被鯉魚吃掉了，因而沒有被發(fā)現(xiàn)，同時也從側(cè)面印證了混養(yǎng)的蝦沒有出現(xiàn)大規(guī)模的發(fā)病現(xiàn)象。

鞘脂桿菌綱（Sphingobacteriia）、鞘脂桿菌目（Sphingobacteriales）在底泥和水中都是優(yōu)勢菌群，而在蝦腸道中（<0.1%）的豐度明顯低于其他樣本，與文獻結(jié)果^[5]一致。鞘脂桿菌綱與水體中的蛋白質(zhì)、氨基酸和脂類等分解相關(guān)，養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生殘餌、糞便，這些有機質(zhì)的分解可能使擬桿菌門含量增多^[40]。

本研究底泥樣本中屬水平上的優(yōu)勢菌群為硫桿菌屬（3.2%），水樣中屬水平上的優(yōu)勢菌群為hgcI_clade（4.9%）。王瑞寧等發(fā)現(xiàn)，鰻鱺養(yǎng)殖池塘水體中檢測到屬水平上的主要優(yōu)勢菌群為hgcI_clade^[6]。金若晨等發(fā)現(xiàn)，hgcI_clade在水中平均相對豐度為 9.13%，顯著高于底泥（0.07%）和蝦腸道（1.75%）^[5]，hgcI_clade是一種可有效利用多種碳水化合物的有益菌屬^[41]。硫桿菌屬細菌可用來去除污水污泥及河流沉積物中的重金屬^[42]，底泥中的硫桿菌屬豐度高，可有效促進系統(tǒng)硫元素循環(huán)，減少重金屬的富集。

斑點叉尾夏季養(yǎng)殖池塘底泥優(yōu)勢菌群為厭氧蠅菌屬^[7]，厭氧繩菌綱、厭氧繩菌目和厭氧繩菌科無論是在主養(yǎng)池塘還是套養(yǎng)池塘的底泥中，均是優(yōu)勢菌群。底泥中厭氧菌群豐度較大，說明水體的溶氧較低，因此在養(yǎng)殖過程中需要加強換水，保持水體和底泥中的溶氧量，調(diào)整底泥的微生物菌群組成，進一步改善底泥的微生物生態(tài)環(huán)境。

本研究中，α-變形菌綱（Alphaproteobacteria）、β-變形菌綱（Betaproteobacteria）、γ-變形菌綱（Gammaproteobacteria）和δ-變形菌綱（Deltaproteobacteria）在底泥、水和蝦腸道中都屬于優(yōu)勢菌群，與文獻結(jié)果^[6，40]類似。研究發(fā)現(xiàn)，變形菌門中的微生物對氮的去除起作用，α-變形菌綱具有較強的固氮能力，β-變形菌綱經(jīng)常發(fā)現(xiàn)于廢水脫氮處理過程，γ-變形菌綱能吸收同化小分子溶解性有機物，對物質(zhì)循環(huán)有促進作用，δ-變形菌綱對氮、磷和有機質(zhì)的循環(huán)有重要作用^[43-46]。

微生態(tài)制劑能夠調(diào)節(jié)對蝦養(yǎng)殖系統(tǒng)微生態(tài)平衡、改善對蝦免疫系統(tǒng)、控制病原菌和病毒，在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用越來越廣泛^[40]，主養(yǎng)池塘的微生物標志物有雙歧桿菌目、雙歧桿菌科、雙歧桿菌屬。雙歧桿菌屬對宿主有益，具有抗炎作用^[47]。對蝦的腸道微生物是維持腸道內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的重要因素^[48]，其組成與養(yǎng)殖水體的微生物成分密切相關(guān)^[49]，因而在水體中補充有益菌群，一方面可調(diào)節(jié)水體的微生物組成，促進水體環(huán)境更加健康和穩(wěn)定，同時有利于凡納濱對蝦腸道微生物的結(jié)構(gòu)和組成，形成更加良好的腸道內(nèi)環(huán)境，有利于對蝦的健康成長。

微生物群落的新陳代謝功能對其環(huán)境中的養(yǎng)分循環(huán)和水體凈化起著十分重要的作用^[50]，本研究通過功能預測，發(fā)現(xiàn)新陳代謝、環(huán)境信息加工和遺傳信息加工等功能中，主養(yǎng)模式的多樣性水平均高于混養(yǎng)模式，其中，能量、核苷酸和氨基酸代謝等多種代謝能力，也是主養(yǎng)模式優(yōu)于混養(yǎng)模式，說明主養(yǎng)模式中添加的有益菌群加速了系統(tǒng)整體的物質(zhì)循環(huán)和能量流動，從而使得主養(yǎng)模式的系統(tǒng)穩(wěn)定性和能量利用率高于混養(yǎng)模式。

凡納濱對蝦淡水養(yǎng)殖過程中水質(zhì)的調(diào)控尤為重要，養(yǎng)殖戶多通過添加益生菌和藻類來對水體的微生態(tài)環(huán)境進行調(diào)控，這也是淡水養(yǎng)殖凡納濱對蝦成功的關(guān)鍵因素。通過對池塘水質(zhì)的調(diào)控，有效提高水體、蝦腸道和底泥的微生物多樣性，塑造更健康、多元化和功能更強大的微生物群落，提高養(yǎng)殖系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)能力和能量利用效率，更有利于蝦體的健康成長。

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