葡萄糖与微藻协同调控对虾"肠-肝轴"的微生物组-代谢组机制研究及其在水产健康养殖中的应用

本研究针对对虾集约化养殖中疾病频发和环境恶化问题，通过整合肠道菌群组装机制与肝胰腺代谢响应，揭示了葡萄糖与微藻(N. oculata)协同添加通过重塑Rhodobacteraceae等优势菌群、提升γ-谷氨酰丙氨酸等免疫代谢物，进而改善凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)健康性能的生态机制，为发展基于"肠-肝轴"调控的ABFT(自养型生物絮团技术)提供了理论支撑。

　　

在全球水产养殖业面临环境压力与疾病挑战的背景下，凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)作为最重要的经济虾种之一，其集约化养殖常因水体富营养化引发白便综合征(WFS)、急性肝胰腺坏死病(AHPND)等疾病。传统生物絮团技术(BFT)虽能改善水质，但存在CO₂积累、氨氮升高等缺陷。宁波大学的研究团队创新性地将葡萄糖与微拟球藻(Nannochloropsis oculata)联用，在建立稳定养殖环境的基础上，深入解析了这种联合策略通过"肠-肝轴"调控对虾健康的生态机制，相关成果发表于《Aquaculture》。

研究采用多组学整合分析技术，包括16S rRNA基因测序解析肠道菌群结构、中性模型与零模型分析群落组装机制、SourceTracker追踪水源菌群定植、LC-MS非靶向代谢组检测肝胰腺代谢物，以及PLS-PM(偏最小二乘路径模型)构建多因素关联网络。实验设置对照组、葡萄糖添加组和联合添加组，通过对54份肠道样本和匹配肝胰腺样本的系统分析，揭示了环境干预-菌群重构-代谢调控的级联效应。

【肠道菌群结构与多样性响应】
通过1994个细菌ZOTUs分析发现，联合添加组显著改变了菌群组成(ANOSIM R²=0.129)，优势菌门Alphaproteobacteria(50.1-53.0%)与Rhodobacteraceae、Demequinaceae等科级分类单元呈现特异性富集。网络分析显示联合添加组菌群互作复杂度提升，且中性模型证实其群落组装从确定性向随机性转变，SourceTracker进一步表明该策略使水源菌群向肠道的迁移率降低27.6%。

【肝胰腺代谢重编程特征】
代谢组学鉴定到γ-谷氨酰丙氨酸、溶血磷脂酰胆碱(LPC)和喹啉酸等21种差异代谢物。其中联合添加组特有的3条代谢通路涉及谷胱甘肽代谢和嘧啶代谢，与富集的ZOTUs存在显著相关性(r>0.6)，提示菌群-代谢物共变网络的形成。

【肠-肝轴整合分析】
PLS-PM模型显示，微藻和葡萄糖通过两条平行路径直接影响对虾存活率：路径系数0.38通过塑造菌群网络拓扑结构，路径系数0.42通过调控肝胰腺免疫代谢物。这种双重调控使联合添加组最终存活率较对照组提升41.2%。

该研究首次从"肠-肝轴"视角阐明了碳源-微藻协同作用的生态机制：联合添加通过三重效应——限制外源菌群定植(生态位竞争)、促进有益菌富集(如Rhodobacteraceae)、激活肝胰腺免疫代谢(如γ-谷氨酰丙氨酸)，构建了更为稳健的宿主-微生物互作系统。这不仅为ABFT技术的优化提供了理论框架，更开创了通过微生物组工程精准调控甲壳动物健康的新思路，对实现水产养殖的可持续发展具有重要实践价值。