季节性热带黑唇岩牡蛎中细菌与弧菌群落动态及其对原住民水产养殖业的风险预警研究

《Microbial Ecology》：Dynamics of Bacterial and Vibrio Communities in Blacklip Rock Oysters in the Seasonal Tropics

本研究针对新兴的原住民主导热带黑唇岩牡蛎（Saccostrea spathulata）养殖业，通过全年采样分析其微生物群落动态，首次建立了该物种的微生物基线。研究发现牡蛎核心菌群包含9个细菌科及动物病原弧菌Vibrio harveyi和V. owensii；湿季降雨、浊度和总氮升高时检出人类潜在病原体V. parahaemolyticus。研究证实海水微生物群落不能替代牡蛎内部病原监测，为季节性热带地区牡蛎养殖的食品安全与病原风险管控提供了关键科学依据。

　　

在全球化水产养殖面临气候变迁与病原爆发双重挑战的背景下，热带牡蛎养殖业因其独特的环境条件与产业潜力备受关注。黑唇岩牡蛎（Saccostrea spathulata）作为澳大利亚北部季节性热带地区原住民社区新兴水产养殖的核心物种，其养殖业发展面临未知的病原风险。尽管该区域海洋环境中弧菌多样性丰富，且既往研究在野生与养殖黑唇岩牡蛎中检出潜在致病菌如Vibrio parahaemolyticus和V. harveyi，但缺乏系统性微生物基线数据以支撑食品安全决策。为此，研究团队开展为期一年的追踪研究，旨在解析黑唇岩牡蛎细菌与弧菌群落的季节动态，识别核心微生物组及潜在病原体，为这一原住民主导产业的监测策略制定提供科学依据。

研究团队通过多技术联用策略开展系统分析。关键方法包括：在澳大利亚北部南古尔本岛（South Goulburn Island）黑唇岩牡蛎养殖场6个时间点（2021年9月至2022年9月）采集牡蛎与海水样本；利用16S rRNA基因扩增子测序刻画整体细菌群落，并通过弧菌特异性hsp60基因测序深度解析弧菌物种组成；结合定量PCR（qPCR）技术量化弧菌绝对丰度；同步监测水温、pH、浊度、叶绿素a、总氮/磷等环境参数；采用多元统计（PERMANOVA、SIMPER、RDA）分析微生物群落与环境因子的关联性。

Seasonally Driven Changes in Seawater Chemistry

环境数据显示，水温在干季（8月）最低（27.5°C），湿季初期（12月）最高（31.8°C）；湿季降雨量（最高332.6 mm）、浊度（最高9.5 NTU）及总氮/磷浓度显著高于干季。这些参数差异为微生物群落季节性波动提供了环境背景。

The Oyster Bacteriome and Vibriome Were Different to That in Seawater

牡蛎与海水微生物群落结构显著分离：牡蛎优势菌科为支原体科（Mycoplasmataceae，30%）、拟杆菌科（Bacteroidaceae，14%）和弧菌科（Vibrionaceae，7%），而海水以黄杆菌科（Flavobacteriaceae，18%）和蓝藻科（Cyanobiaceae，18%）为主。弧菌群落中，V. owensii、V. harveyi、V. brasiliensis为优势种，且V. harveyi在牡蛎中丰度更高。

Taxa Contributing to Differences Between the Seawater and Oyster Bacteriome and Vibriome

SIMPER分析表明，蓝藻科、红杆菌科（Rhodobacteraceae）等驱动海水群落差异，而支原体科和螺杆菌科（Helicobacteraceae）主导牡蛎群落差异；弧菌物种V. owensii、V. campbellii和V. harveyi是牡蛎与海水群落分异的关键贡献者。

Seawater Chemistry, and Seasonal BRO Bacteriome and Vibriome Changes

冗余分析（RDA）揭示牡蛎细菌群落变化与水温（p=0.001）、叶绿素a（p=0.016）和pH（p=0.001）显著相关；弧菌群落则受水温、浊度、叶绿素a、总氮和pH共同影响（p<0.05）。V. brasiliensis湿季富集，V. alginolyticus和V. harveyi干季更活跃。

There Is a Core Bacteriome and Vibriome in Oyster Samples

定义核心微生物组（出现于≥80%样本）发现：54个核心细菌ASVs归属9科，包括支原体科、弧菌科等；弧菌核心种为V. owensii（3个ASVs）和V. harveyi（出现于82%样本）。

Potential Bacterial and Vibrio Pathogens in Seawater and Oysters Change Seasonally

潜在人类病原体V. parahaemolyticus湿季检出率最高（图6A），其丰度与水温、叶绿素a升高正相关；V. alginolyticus干季更活跃（图6C）。动物病原体V. harveyi（图6B）和V. campbellii（图6D）为常年存在风险物种。

研究结论强调，黑唇岩牡蛎拥有稳定的核心微生物组，但其菌群与弧菌群落显著区别于周围海水，且受季节环境因子调控。湿季高降雨、浊度与总氮时期为V. parahaemolyticus高风险窗口，而V. harveyi等动物病原体为核心常驻菌。该研究首次建立了热带牡蛎微生物基线，揭示了海水监测不能直接替代牡蛎内部病原评估的局限，为原住民养殖业的精准风险预警、收获期优化及食品安全合规提供了关键数据支撑。发表于《Microbial Ecology》的此项工作，为季节性热带水产养殖的可持续发展树立了微生物生态研究范式。