野生与养殖遮目鱼(Chanos chanos)仔鱼肠道微生物组差异及其功能预测研究

为解决菲律宾遮目鱼养殖业面临的仔鱼短缺和健康问题，研究人员首次采用16S rRNA扩增子分析比较野生与养殖仔鱼肠道微生物组。研究发现437个OTUs，核心菌群以Vibrionaceae和Roseobacteraceae为主，野生仔鱼富含Bacillota门菌群，而养殖仔鱼以Thermodesulfobacteriota和Chlamydiota为特征。功能预测揭示26条差异代谢通路，为优化养殖策略提供微生物组学依据。

　　

在菲律宾水产养殖业中，遮目鱼(Chanos chanos)作为产量最高的鳍鱼，其仔鱼供应长期面临野生资源衰退与养殖仔鱼质量不稳定的双重挑战。尽管养殖场提供了75%的仔鱼来源，但农民普遍认为野生仔鱼更具生长优势，而进口仔鱼常伴随畸形和低存活率问题。这种差异背后的机制一直未被阐明，特别是肠道微生物组作为影响鱼类消化、免疫和发育的关键因素，其在遮目鱼仔鱼阶段的组成与功能尚未被探索。

菲律宾大学渔业与海洋科学学院的研究团队首次采用16S rRNA扩增子测序技术，对来自菲律宾维萨亚斯和棉兰老岛3个野生采集点（Hamtic、Kirayan、Malita）和3个孵化场（Tigbauan、Dumangas、Panabo）的21日龄仔鱼肠道微生物组进行比较分析。研究揭示了栖息环境对微生物组结构的决定性影响，并发现核心菌群与代谢功能的显著差异，相关成果发表在《Journal of Genetic Engineering and Biotechnology》。

研究采用的主要技术包括：1) 16S rRNA V3-V4区扩增子测序（Illumina MiSeq平台）；2) QIIME和mothur流程进行OTU聚类与分类学注释；3) PICRUSt2功能预测分析；4) 基于Bray-Curtis距离的PCoA和PERMANOVA统计检验。样本来自6个地理位置的野生与养殖仔鱼各9个重复，通过Promega Wizard?试剂盒提取DNA。

研究结果分为五个关键发现：

1. 测序结果与预处理
   通过31,849条平均高质量读长，鉴定出19个门、146个科的437个OTUs，野生与养殖组分别有115和260个独有OTUs，共享62个。

2. 野生与养殖组菌群结构差异
   Pseudomonadota在两组中均占主导（野生85.36%，养殖76.41%），但野生仔鱼Bacillota门丰度显著更高（4.44% vs 0.57%），而养殖仔鱼富含Thermodesulfobacteriota（6.19%）和Chlamydiota（6.96%）。

3. α与β多样性指数
   养殖组物种丰富度（Chao1）显著更高，但Shannon多样性无显著差异。PCoA显示样本聚类主要受来源而非养殖方式驱动（PERMANOVA R²
   =0.913）。

4. 特定来源的菌群特征
   Hamtic野生仔鱼以Roseobacteraceae和Bacillaceae为标志，而Tigbauan养殖仔鱼61.4%为Vibrionaceae。Dumangas养殖仔鱼呈现独特的硫酸盐还原菌（如Desulfosediminicola）。

5. 功能通路预测
   野生仔鱼富集碳水化合物代谢（ko00010）和免疫相关通路（如RIG-I信号通路ko04622），养殖仔鱼则以氨基酸代谢（ko00250）和胆汁酸合成（ko00120）为主。Hamtic野生仔鱼还显示出抗生素生物合成通路的显著富集。

讨论部分强调了三个突破性发现：首先，野生仔鱼肠道中Bacillota门（如Paenibacillaceae）的富集可能通过产生短链脂肪酸增强免疫防御，这解释了农民观察到的野生仔鱼抗病优势。其次，养殖仔鱼中硫酸盐还原菌的存在提示其对低氧环境的适应性，为培育耐低氧品系提供线索。最后，功能预测揭示野生菌群具有合成异喹啉生物碱（ko00950）和万古霉素（ko01053）等抗菌物质的潜力，为开发鱼类益生菌开辟新途径。

这项研究不仅填补了遮目鱼早期发育阶段微生物组研究的空白，更通过建立"微生物组-饲养环境-宿主健康"的关联，为优化孵化场管理提供了分子依据。未来研究可聚焦于：1) 从野生仔鱼分离功能菌株作为益生菌候选；2) 通过饲料添加剂调控养殖仔鱼菌群；3) 开发基于微生物组特征的仔鱼质量评价体系。这些发现对实现遮目鱼养殖业的可持续发展具有重要实践价值。