群体感应介导生物絮团凡纳滨对虾养殖系统中微生物群落时空动态与氮代谢的调控机制

本研究揭示了群体感应（QS）在生物絮团技术（BFT）养殖系统中通过调控微生物群落演替和代谢网络（如氮循环相关基因表达），显著提升水质净化效率（如NO2?-N从1.21 mg/L降至0.03 mg/L）和系统稳定性，为水产养殖微生物精准调控提供理论依据。

　　

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Sample collection

实验于2023年9月20日至12月15日期间，在一个运行良好的凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）生物絮团养殖系统中进行了82天的动态监测。水温维持在28.0±2.0°C，pH值保持在8.0±0.2。通过添加蔗糖将碳氮比（C/N）维持在8:1。持续曝气确保溶解氧浓度始终高于6 mg/L。每日投喂三次商业饲料，并根据对虾生长情况每两周调整投喂量。

Dynamics of ammonia and nitrite concentrations and microbial community succession patterns in the biofloc-based aquaculture system

养殖水体中的氨氮（NH₄⁺-N）和亚硝酸盐氮（NO₂^?-N）浓度变化呈现出四个明显的运行阶段（图1a）：①初始阶段（IP，第1-19天）：两项参数均保持在较低水平，NH₄⁺-N浓度在0.07-0.19 mg/L之间波动，NO₂^?-N浓度范围在0.06至0.82 mg/L。②上升阶段（RP，第20-43天）：出现顺序升高模式，NH₄⁺-N浓度在RP早期（第31天）迅速飙升至0.77 mg/L，随后下降。

Conclusion

本研究探讨了群体感应（QS）在凡纳滨对虾生物絮团养殖系统中对微生物演替和营养代谢的调控作用。我们揭示了QS通路的阶段特异性动态：酰基高丝氨酸内酯（AHLs）和自诱导剂-2（AI-2）在初始阶段占主导地位，而芳香烃激酶（AHKs）和环二鸟苷酸（c-di-GMP）在稳定阶段更为富集。生物絮团内的微生物QS网络比周围水体表现出更强的互联性，QS相关蛋白与氮代谢基因之间的关联性也更显著。