复合益生菌对工业化循环水养殖系统中星康吉鳗生长性能、水质调控及微生物群落结构的影响研究

本研究针对工业化循环水养殖系统（RAS）中水质恶化、氮代谢物积累及微生物群落失衡等问题，系统探讨了复合益生菌添加对星康吉鳗（Conger myriaster）生长、水质参数及微生物群落的影响。结果表明，益生菌显著提升了鱼体增重率（WGR）和存活率（SR），降低了氨氮（NH4+-N）、硝酸盐氮（NO3?-N）、亚硝酸盐氮（NO2?-N）、总氮（TN）及化学需氧量（COD）浓度，并促进了有益菌如Muricauda和Lactobacillus的富集。该研究为RAS水质管理和鱼类健康养殖提供了重要理论依据和技术支撑。

　　

随着全球水产养殖业的快速发展，循环水养殖系统（RAS）因其节水、可控性强等优势成为现代渔业的重要方向。然而，RAS中高密度养殖常导致水质问题突出，如氨氮（NH₄⁺-N）、亚硝酸盐氮（NO₂^?-N）等有害物质积累，不仅影响鱼类生长，还可能引发疾病暴发。星康吉鳗（Conger myriaster）作为东亚地区的重要经济物种，其养殖业发展受限于人工繁殖技术不足和水质管理难题。因此，如何通过生物调控手段改善RAS水质和微生物环境，成为当前研究的热点。

为解决上述问题，研究人员在《Aquaculture Reports》发表了一项研究，探讨了复合益生菌对RAS中星康吉鳗生长、水质及微生物群落的影响。研究通过对比对照组（无益生菌添加）和实验组（添加复合益生菌，含Lactobacillus等菌种，剂量为8 mL/m3，频率为每周1次）在70天实验期内的水质参数、鱼类生长指标及微生物群落变化，系统评估了益生菌的应用效果。

研究采用的关键技术方法包括：水质参数（如NH₄⁺-N、NO₃^?-N、COD等）的定期监测与化学分析；16S rRNA基因测序（V3-V4区，引物338F/806R）用于微生物群落结构解析；生物信息学分析（如Alpha多样性指数、PCA、LEfSe和FAPROTAX功能预测）以揭示群落功能差异；统计方法（如t检验和ANOVA）用于数据显著性验证。样本来源于中国烟台的海洋黄海渔业有限公司RAS车间，包括养殖池水和生物滤器水及生物膜样本。

研究结果如下：

3.1. 复合益生菌对星康吉鳗生长性能的影响

实验组终末体重（FBW）、增重率（WGR）和饲料转化率（FCR）均显著优于对照组（P<0.01），存活率（SR）也显著提高（P<0.05）。表明益生菌添加有效促进了鱼类生长和饲料利用效率。

3.2. 复合益生菌对水质参数的影响

益生菌显著降低了养殖池和生物滤器水中的NH₄⁺-N、NO₃^?-N、NO₂^?-N、TN和COD浓度（P<0.05），尤其在实验末期（第70天）效果最为明显。同时，氮素去除率（如NH₄⁺-N去除率达46.47%）和COD去除率（最高46.00%）显著提升，但总磷（TP）和磷酸盐（PO₄^3--P）变化不显著。

3.3. 复合益生菌对系统微生物群落的影响

Alpha多样性分析显示，实验组养殖池水微生物丰富度降低，但生物滤器载体群落多样性显著变化（P<0.05）。Beta多样性（PCA和PCoA）表明实验组样本聚集更紧密，群落结构更相似。在门水平上，Proteobacteria和Bacteroidota相对丰度显著增加，而Firmicutes和Actinobacteria减少；属水平上，Muricauda、Psychrobacter、Lactobacillus等有益菌显著富集，而条件致病菌（如Klebsiella和Mycobacterium）丰度下降。LEfSe分析进一步识别出Polaribacter、Psychrobacter等关键生物标志物。冗余分析（RDA）显示，水质参数（如TN）对微生物群落结构影响显著，而益生菌添加减弱了这种影响。FAPROTAX功能预测表明，实验组微生物更倾向于参与化能异养（chemoheterotrophy）、硝化（nitrification）和反硝化（denitrification）等过程，促进了氮循环和有机物降解。

研究结论与讨论部分强调，复合益生菌通过双重机制优化RAS环境：一是直接改善水质，降低氮代谢物和有机负荷；二是调控微生物群落结构，促进有益菌（如Muricauda和Thiothrix）富集并抑制病原菌。这不仅显著提升了星康吉鳗的生长性能和健康状况，还为RAS提供了可行的生物调控策略。此外，功能预测结果印证了微生物在氮循环中的关键作用，为后续研究提供了分子层面的依据。尽管益生菌对磷去除效果不显著，但其在氮管理和有机物降解方面的优势突出，具有重要的应用前景。未来研究可进一步探索益生菌与鱼类肠道微生物的互作机制，以全面评估其生态和健康效益。