温度应激下大口黑鲈肠道菌群动态响应机制及其对水产健康养殖的启示

本研究针对温度波动对大口黑鲈(Micropterus salmoides)肠道菌群的影响展开系统性探究，通过16S rRNA高通量测序和生态网络分析，揭示温度应激下菌群组成、多样性及互作网络的显著变化，发现Cetobacterium、Edwardsiella等关键菌属的丰度变化与宿主健康密切相关，为水产养殖中温度调控策略提供理论依据。

　　

在全球气候变化和水产养殖集约化背景下，温度波动已成为威胁水生生物健康的关键环境因子。作为重要的经济鱼种，大口黑鲈(Micropterus salmoides)对温度变化极为敏感，其肠道菌群与宿主免疫、营养代谢等生理功能密切相关。然而，温度应激如何通过改变菌群结构影响鱼类健康，特别是短期温度剧变下的菌群动态响应机制尚不明确。针对这一科学问题，广西科学院的研究团队在《Aquaculture Reports》发表论文，通过多组学技术揭示了温度应激对大口黑鲈肠道菌群的调控规律。

研究采用16S rRNA基因高通量测序技术（V4区引物338F/806R），对120尾实验鱼（分为T20–20℃恒温组、T20→35℃热应激组、T35→20℃冷应激组和T35–35℃恒温组）的肠道菌群进行分析。结合SparCC算法构建微生物共现网络，并运用β-NTI（β-最近分类单元指数）和RCBray（Bray-Curtis距离）等生态模型量化群落组装过程。

研究结果

1. 菌群多样性变化
   热应激组(T20→35℃)的Shannon指数显著升高至1.995（P<0.05），冷应激组(T35→20℃)的Chao1指数达52.45，表明温度剧变促进α多样性。PCoA分析显示各组菌群结构显著分离（ANOSIM R=0.760），其中T35→20℃组样本点分散度最高，反映冷应激诱导更高的菌群异质性。

2. 菌群组成重塑
   热应激使Firmicutes门丰度从76.67%骤降至15.67%，而Proteobacteria门增至49.73%。冷应激组中Cetobacterium属丰度提升14.2倍，其维生素B₁₂
   合成功能可能补偿低温代谢需求。值得注意的是，T35–35℃组致病菌Edwardsiella丰度达10.32%，显著高于其他组（P<0.05）。

3. 互作网络重构
   冷应激组网络连接数达390条（平均度15.6），显著高于热应激组的207条（P<0.05），表明低温促进菌群协同适应。热应激使正相关互作比例从91.44%降至54.59%，导致关键物种（如Acinetobacter）连接度下降，暗示网络稳定性受损。

4. 组装机制解析
   零模型分析显示，温度应激显著降低同质扩散（homogeneous dispersal）贡献（T20→35℃组从14.97%降至4.35%），同时使扩散限制（dispersal limitation）作用提升至23.97%。这种生态过程转变增加了致病菌（如Aeromonas、Citrobacter）的定植风险。

结论与意义
该研究首次系统阐明温度应激通过随机性过程主导的群落组装机制，重塑大口黑鲈肠道菌群结构。热应激导致菌群功能紊乱和致病菌增殖，而冷应激通过增强菌群协作维持稳态。研究发现Cetobacterium作为低温适应的关键菌属，其代谢功能可能成为抗寒育种的新靶点。研究结果为水产养殖中温度精准调控提供了理论依据，对应对气候变化下的渔业健康管理具有重要实践价值。论文提出的"温度-菌群-宿主健康"调控模型，为水生动物环境适应机制研究提供了新范式。