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为探究不同盐度对凡纳滨对虾(P. vannamei)肠道微生物组的影响,研究人员对印度不同盐度池塘养殖的对虾开展研究。通过 16S rRNA 测序,发现盐度显著影响肠道微生物结构,该研究为优化对虾养殖提供了重要依据。
在水产养殖领域,凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)凭借其出色的生产表现,成为全球备受瞩目的养殖品种,尤其是在印度,它更是深受养殖户的青睐。与面临病毒感染困境的斑节对虾(Penaeus monodon)相比,凡纳滨对虾在生存和产量方面都更具优势。
不过,在凡纳滨对虾养殖蓬勃发展的背后,却隐藏着诸多待解难题。以往针对对虾的研究,大多集中在种群生物学和繁殖过程等方面,而对于对虾肠道微生物组及其在对虾生理和生长方面的作用,却鲜有人深入探究。肠道微生物作为对虾体内复杂且动态的 “小世界”,在食物消化、营养吸收以及维持对虾整体健康等方面,都发挥着不可或缺的作用。搞清楚肠道微生物的种类和功能,对于找到有益的益生菌、识别潜在病原体以及了解其他影响对虾生理和健康的微生物至关重要。
与此同时,环境因素,像地理位置、温度、盐度,还有对虾自身的生理状态,都会显著影响肠道微生物群落的形成和变化。虽然已有研究发现肠道微生物组成与对虾生长性能存在关联,但究竟是微生物的变化直接影响了对虾生长,还是饲料先影响对虾生长,进而改变了肠道微生物组成,至今尚无定论。而且,不同生长阶段的对虾,其生长速率和肠道微生物组成之间的关系,也缺乏深入研究。
为了填补这些知识空白,来自国外的研究人员开展了一项意义重大的研究。他们把目光聚焦在印度安得拉邦的商业对虾养殖场,这里有着不同盐度的养殖区域。研究人员分别从低盐度(5 ppt)和盐度较高(24 ppt)的养殖池塘中选取凡纳滨对虾作为研究对象,在相似的饲养和饮食条件下,利用基于 Illumina 平台的先进下一代测序(NGS)技术,深入剖析对虾肠道微生物组。最终,研究取得了一系列重要成果,并发表在《Ecological Genetics and Genomics》杂志上。
在这项研究中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,从不同盐度池塘采集凡纳滨对虾样本。接着,借助 Illumina NovaSeq 6000 平台进行宏基因组测序,获取对虾肠道微生物的大量数据。然后,通过严格的质量过滤、双端读数合并以及去除嵌合体等步骤,得到高质量的有效读数,以此为后续分析提供可靠的数据基础。
下面来详细看看研究结果:
- 序列数据分析:经 Illumina NovaSeq 6000 平台测序及一系列处理后,共获得 251,769 条高质量有效读数。其中,低盐度(G1)对虾样本有 146,848 个有效标签,盐度较高(M1)的对虾样本有 88,266 个有效标签。这些数据为后续深入分析肠道微生物提供了基础。
- 微生物多样性与群落结构:通过 Alpha 多样性指标分析发现,不同盐度组之间存在一定差异。盐度较高的环境中,OTU(操作分类单元)丰富度有所增加,但有益菌群数量相对较少;而低盐度环境则更有利于一些有益微生物的生长。在不同环境下,对虾肠道微生物的群落结构也呈现出明显差异。
- 优势菌群分析:研究发现,变形菌门(Proteobacteria)在两种环境下都是优势菌门。不过,在盐度较高的环境中,像创伤弧菌(Vibrio vulnificus)和希瓦氏菌(Shewanella)等耐盐且可能致病的菌属更为常见;而在低盐度环境下,鼠乳杆菌(Lactobacillus murinus)等有益微生物的数量相对较多。
- 共有与独特菌群:Venn 分析显示,两个盐度组有 308 个共享的 OTU,但同时每个环境也存在一些独特的菌群。这进一步表明盐度对肠道微生物组成有着显著影响。
研究结论和讨论部分指出,盐度是影响凡纳滨对虾肠道微生物结构的关键因素。不同盐度环境下,对虾肠道微生物的多样性、分类组成以及潜在功能都发生了明显变化。这一发现意义重大,它让人们更加深入地了解了对虾肠道微生物的动态变化规律,为优化对虾养殖实践提供了关键依据。比如,在实际养殖过程中,养殖户可以根据养殖环境的盐度特点,有针对性地调控对虾肠道微生物群落,通过添加有益微生物制剂等方式,抑制有害菌生长,促进对虾健康生长,从而提高对虾产量,保障水产养殖的可持续发展。这项研究成果为水产养殖领域解决实际问题提供了重要的理论支持,也为后续进一步深入研究对虾肠道微生物与环境因素的关系开辟了新的方向。