商业饲料与天然饵料对拟穴青蟹(Scylla paramamosain)养殖性能及肠道菌群的影响机制研究

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Aquaculture Reports 3.2

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  本研究针对拟穴青蟹(S. paramamosain)养殖中饲料优化难题,系统探究了不同饵料组合对其生长性能及肠道菌群的影响。通过16S rRNA高通量测序和多元统计分析,发现以中国蛤蜊(M. chinensis)+矛尾虾虎鱼(S. hasta)+弯脊鹰爪虾(T. curvirostris)组合能显著提升α多样性指数(Chao1/Shannon),并促进有益菌属(如Terrisporobacter)的富集。该成果为沿海地区青蟹生态养殖提供了理论依据和技术支撑。

  

在当今全球水产养殖业快速发展的背景下,拟穴青蟹(Scylla paramamosain)作为高经济价值物种,其养殖规模持续扩大。然而,传统养殖面临两大核心挑战:一是人工配合饲料可能导致肠道菌群失衡,影响营养吸收和免疫力;二是天然饵料资源利用不充分,制约养殖效益提升。尤其在山东沿海等非原生境区域,气候和水质差异使得饲料优化更为复杂。这些问题直接关系到养殖成功率与可持续发展,亟需科学解决方案。

针对这一产业痛点,宁波大学联合多家机构在《Aquaculture Reports》发表了创新性研究。该团队采用多组学交叉策略,通过室内水泥池与室外土池对照实验,设置4种饵料组合(中国蛤蜊+虾虎鱼+鹰爪虾、中国蛤蜊+玉米豆粕、虾虎鱼+鹰爪虾+玉米豆粕、商业配合饲料),运用16S rRNA高通量测序解析菌群结构,结合PCoA/NMDS多元统计和IndVal指示物种分析,系统评估了饵料-菌群-生长的互作关系。研究特别关注了饵料营养成分与关键菌门(如Firmicutes)的关联性,为精准饲料配方设计提供了新视角。

主要技术方法
研究采用标准化养殖实验设计,设置12个重复单元(含水泥池和土池),投喂量按体重10%动态调整。通过YSI-6600水质分析仪监测DO、NH4
+
-N等参数,应用AOAC标准方法检测饵料粗蛋白/粗脂肪含量。肠道样本经CTAB法提取DNA后,使用515F/806R引物扩增16S rRNA V4区,在NovaSeq6000平台测序。数据分析采用QIIME2流程,包括DADA2去噪、MetaParallel计算α多样性指数(Chao1/Shannon),并通过R语言vegan包进行RDA环境因子关联分析。

研究结果

3.1 常规营养分析
饵料组合D(商业饲料)水分含量最低(9.4±0.5%),但粗蛋白高达34.9±0.9%。天然饵料组合A(中国蛤蜊+虾虎鱼+鹰爪虾)水分达81.0±0.9%,其养殖的青蟹肌肉水分(77.0±0.9%)和肝胰腺粗蛋白(12.2±0.8%)显著优于其他组,证实天然饵料更利于营养积累。

3.3 生长性能
组合A组青蟹终末体重、头胸甲宽度等指标均显著优于配合饲料组(P<0.001),室外土池试验显示相同趋势。特别是螯足长度,天然饵料组比商业饲料组长15.2%,表明活体饵料对甲壳发育具有特异性促进。

3.5 菌群多样性
α多样性分析显示,组合A组Pielou_e和Shannon指数显著升高(P<0.05)。室外试验中,组合A1和C1的Chao1指数比商业饲料组高38.7%,证实植物-动物混合饵料能维持更高菌群丰富度。

3.6 菌群组成
Firmicutes(45.2%)、Proteobacteria(30.1%)和Bacteroidetes(12.8%)为优势菌门。值得注意的是,组合C组Proteobacteria相对丰度激增,可能与饵料中玉米豆粕的纤维降解有关。PCoA分析表明,商业饲料组菌群结构显著偏离天然饵料组(R2
=0.67)。

3.8 营养-菌群关联
IndVal分析鉴定出OM190、Terrisporobacter等7个指示菌属。其中Paraclostridium与饵料粗蛋白呈强正相关(r=0.82),该菌能分泌几丁质酶,可能促进青蟹蜕壳。而商业饲料组富集的Photobacterium与水质NH4
+
-N升高相关,提示人工饲料需优化氮代谢管理。

结论与意义
本研究首次阐明中国蛤蜊+矛尾虾虎鱼+弯脊鹰爪虾的三元组合能同步提升拟穴青蟹生长性能与菌群多样性。其机制包括:(1)活体饵料提供完整氨基酸谱,促进Firmicutes定植;(2)混合饵料中的动物性成分诱导Terrisporobacter等有益菌增殖,增强碳氮循环;(3)植物成分通过Bacteroidetes发酵产生短链脂肪酸。该成果不仅为黄河三角洲地区青蟹养殖提供了最优饲料配方,更创新性地建立了饵料-菌群-环境因子的关联模型,对发展生态友好型水产养殖具有重要指导价值。

研究同时指出,商业饲料虽在便利性上有优势,但需添加益生菌(如Bacillus)以弥补菌群调节缺陷。未来研究可聚焦特定菌株(如OM190)的功能验证,以及开发基于菌群调控的精准投喂系统。这些发现为水产动物微生态制剂的研发开辟了新思路。

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