缺氧应激下六线鱼肠道微生物组与代谢的关联:增氧策略的启示

【字体: 时间:2025年05月13日 来源:Aquaculture 3.9

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  为探究低氧应激对鱼类肠道微生物群和代谢的影响,大连海洋大学研究人员以六线鱼(Hexagrammos otakii)为对象展开研究。结果显示,低氧应激影响其生长、肠道微生物群结构及代谢。该研究为了解水产养殖和环境条件对六线鱼的影响提供依据。

  在水产养殖蓬勃发展的当下,其已成为世界粮食供应的关键一环,为人们提供大量蛋白质和就业机会。随着对水产品需求的不断攀升,集约化养殖逐渐取代捕捞,成为鱼类资源的主要来源。然而,缺氧应激却如同高悬的达摩克利斯之剑,严重制约着集约化养殖技术的发展。它不仅影响水生生物的生长、代谢和繁殖,还对其健康状况产生诸多不良影响。
鱼类作为脊椎动物中数量最为庞大的群体,在生态系统和经济领域都具有重要价值。但令人遗憾的是,目前人们对低溶解氧如何影响鱼类肠道微生物群知之甚少,相关的实验数据也极为匮乏。要知道,肠道微生物群的变化与鱼类的健康、疾病状况息息相关,它不仅参与营养物质的消化吸收,还在免疫防御等方面发挥着关键作用。所以,深入探究低氧应激对鱼类肠道微生物群和代谢的影响,显得尤为迫切。

为了揭开这一谜题,大连海洋大学的研究人员勇挑重担,针对六线鱼(Hexagrammos otakii)展开了深入研究。六线鱼是一种分布于中国、日本和朝鲜半岛沿海的海洋捕食性鱼类,在中国海水养殖鱼类中,其产值逐年递增,经济价值不容小觑。研究人员运用整合多组学分析方法,深入剖析了低氧诱导的肠道损伤中常驻细菌的功能作用,明确了具有保护功能的微小杆菌(Exiguobacterium)和致病的发光杆菌(Aliivibrio),并通过互补研究揭示了体内机制。

这项研究成果意义非凡。它不仅让我们更加深入地了解了水产养殖和环境条件对六线鱼的影响机制,还为评估低氧对渔业资源的影响提供了有力的数据支持和理论依据,为水产养殖业的可持续发展指明了方向。该研究成果发表在《Aquaculture》杂志上。

研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。首先,精心挑选无病无伤的六线鱼,在养殖池塘中进行为期一周的适应性饲养,为后续实验奠定基础。随后,设置慢性缺氧应激实验组和常氧对照组,监测六线鱼的生长指标。同时,采用多组学分析方法,对不同缺氧应激时期肠道微生物群落变化进行特征分析,并验证不同实验组鱼类的微生物群落,以此探究肠道微生物群的时间动态变化 。

下面让我们详细了解一下研究结果:

  • 慢性低氧应激抑制个体生长:研究人员对慢性低氧应激下六线鱼的个体生长情况进行评估。结果发现,与常氧对照组相比,低氧应激下的六线鱼生长速率显著降低,体重增加率(WGR)和特定生长率(SGR)均出现统计学意义上的显著下降(P < 0.05)。解剖结果表明,随着低氧应激时间的延长,六线鱼的肠道饱满度下降。这充分说明慢性低氧应激对六线鱼的生长具有明显的抑制作用。
  • 低氧应激下肠道微生物群和代谢的变化:在持续低氧应激过程中,研究人员发现六线鱼的氧化应激和炎症反应与对照组相比,在三天内显著增强,不过到了十五天这些变化有所恢复。通过对不同时期低氧应激下微生物群落的特征分析,研究人员发现了肠道微生物群的时间动态变化。与对照组及短时间(12h)低氧应激个体相比,三天低氧应激下,炎症反应(IL - 1β 和 TNF - α)的增强与鞘氨醇 - 1 - 磷酸(代谢物)和发光杆菌(微生物群)相关。而在长时间(15 天)低氧应激下,精氨酸和微小杆菌在六线鱼的适应过程(7 - 9 天)中发挥着调节作用。这一系列结果表明,低氧应激对六线鱼肠道微生物群结构和功能以及生理代谢均产生了显著影响。

综合研究结论和讨论部分可知,慢性低氧应激对六线鱼的生长、氧化应激、肠道屏障、肠道微生物群结构和功能以及生理代谢都造成了明显影响。在低氧暴露后,六线鱼的氧化应激和炎症反应在第三天达到峰值,随后逐渐缓解,至第十五日有所恢复。这种变化机制与肠道微生物群的动态变化密切相关,微小杆菌和发光杆菌等微生物以及精氨酸等代谢物在其中发挥着重要作用。

此项研究不仅填补了低氧应激对鱼类肠道微生物群和代谢影响研究领域的部分空白,还为水产养殖业应对低氧问题提供了理论指导,有助于优化养殖环境,提高养殖效益,推动水产养殖业朝着更加科学、可持续的方向发展。相信随着相关研究的不断深入,我们将对低氧应激与鱼类健康之间的关系有更全面、更深入的认识,为保护渔业资源和促进水产养殖业的繁荣发展提供更多有力支持。

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