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在底栖水产养殖中，底物生物膜对水生动物生长影响不明。研究人员针对中间球海胆（S. intermedius）展开研究，发现其附着基生物膜微生物群落与肠道微生物群密切相关。该研究为优化海胆养殖提供依据，有助于提升养殖效益。
在海洋的奇妙世界里，水产养殖就像一座神秘的宝藏库，为人类提供丰富的海产品。其中，中间球海胆（
Strongylocentrotus intermedius）凭借其具有重要商业价值的性腺，成为水产养殖中的 “明星物种”。在底栖水产养殖过程中，人们会使用各种底物，它们不仅能提高养殖效率，还会诱导微生物生物膜的形成。生物膜就像一个小小的 “微生物王国”，里面住着各种各样的细菌和真菌，它们与养殖环境紧密相连，对水生动物的生长发育有着潜在影响。然而，中间球海胆肠道微生物群落结构和功能与底物表面生物膜之间的关系，却一直是个未解之谜。这个谜团就像一层迷雾，笼罩在水产养殖领域，阻碍着人们进一步提升中间球海胆的养殖效益。为了拨开这层迷雾，来自国内的研究人员开展了一项深入研究，该研究成果发表在《Aquaculture》杂志上。
研究人员主要运用了扫描电子显微镜（SEM）技术，来直观观察生物膜表面的微观结构；通过接触角测量，分析生物膜的表面性质；采用傅里叶变换红外光谱（FT - IR）分析，探究底物的老化情况；借助高通量测序技术，对微生物群落进行全面解析。研究样本中的中间球海胆由莱州利洋有限公司提供，底物（PVC 膜）购自漳州富华塑料制品有限公司。
底物生物膜和不同栖息地中间球海胆消化酶活性的表征
研究人员对底物生物膜进行表征后发现，PC0、PC1 和 PC2 组的微生物生物量依次显著增加，与 C 组相比，PC0 和 PC2 组的接触角显著降低，PC1 组则显著增加。SEM 分析显示，与 C 组相比，PC0 组表面有大量球形微生物定植。在 PC1 组，大型藻类丝状体开始出现。这表明随着时间推移，底物生物膜在不断变化，这些变化可能会影响中间球海胆的生存环境。
底物生物膜中的微生物群落演替
通过对 16S 和 18S rRNA 基因序列的分析，研究人员发现用于中间球海胆养殖的 PVC 底物表面的初始定植者主要包括假单胞菌属（Pseudomonas）、硫杆菌属（Sulfitobacter）、甲基营养菌属（Methylophaga）和非发酵菌属（Nonlabens）等细菌。随着时间的推移，PVC 底物生物膜中的优势细菌属发生了更替，具有塑料降解能力的属，如假单胞菌属（Pseudomonas）、枝孢属（Cladosporium）和链格孢属（Alternaria）等逐渐占据主导，这些细菌可能会促进 PVC 的老化。
不同养殖环境下中间球海胆肠道微生物群落的差异
比较微生物分析表明，弧菌属（Vibrio）在室内和近海养殖环境下的中间球海胆中含量都很高；考贝氏菌属（Cobetia）和德巴利酵母属（Debaryomyces）在近海养殖的中间球海胆肠道中高度丰富；而假交替单胞菌属（Pseudoalteromonas）、候选肝原体属（Candidatus_Hepatoplasma）、枝孢属（Cladosporium）和曲霉属（Aspergillus）在室内养殖的中间球海胆肠道中高度丰富，其中候选肝原体属（Candidatus_Hepatoplasma）在 PVC 底物中未被检测到。这些差异反映了中间球海胆在不同栖息地的生态相互作用、营养需求以及对环境变化的适应性。
研究结论表明，底物生物膜与中间球海胆的肠道微生物群密切相关。在海胆养殖过程中，生物膜的形成和维持至关重要，维持有益的细菌生物膜可以稳定生态系统，促进海胆健康。增强有益细菌有助于提高中间球海胆的生长速度和生产效率，从而增加养殖的经济效益。这项研究为优化海胆养殖提供了理论依据，有助于水产养殖行业进一步提升中间球海胆的养殖水平，推动水产养殖业的可持续发展。同时，研究还指出，附着基中有益微生物，尤其是真菌的作用还需要进一步深入研究，这也为后续的研究指明了方向。
