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益生菌接种调控新附着鹿角珊瑚幼体微生物组的动态机制与健康效应研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月31日 来源:Environmental Microbiology 4
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这篇研究通过个体化益生菌接种实验,揭示了新附着鹿角珊瑚(Acropora kenti)幼体微生物组(microbiome)的可塑性特征。研究发现Halomonas smyrnensis、Endozoicomonas acroporae和Roseivivax lentus三种菌株能在珊瑚组织中稳定定植>5天,其中Endozoicomonas首次在幼体阶段形成珊瑚相关微生物聚集体(CAMAs)。研究为珊瑚修复性 aquaculture 提供了益生菌筛选的系统方法。
珊瑚幼体微生物组的可塑性特征
研究采用六孔板严格控制体系,对8株预筛具有潜在益生特性的本土细菌(表1)进行个体化接种实验。通过16S rRNA基因测序和荧光原位杂交(FISH)技术,发现新附着A. kenti幼体的微生物组具有显著可塑性——所有处理组的群落组成均与安慰剂对照组存在显著差异(PERMANOVA, p<0.05),其中Halomonas、Endozoicomonas和Roseivivax处理组的香农多样性指数显著降低,显示这些菌株对土著菌群的竞争优势。
关键菌株的定植动态
Endozoicomonas acroporae 2-ATT-W5表现出独特的生态位适应能力:接种5天后其ASVs相对丰度达57%,并通过FISH首次在幼体阶段观测到直径约10μm的珊瑚相关微生物聚集体(CAMAs),这些聚集体定位于表皮肠系膜中(图4)。比较基因组学提示该菌株可能携带真核样基因,这为理解其组织定植机制提供了新方向。
益生特性的多维度评估
交叉抑制实验显示Pseudoalteromonas rubra ATM06对其它候选菌株具有广谱抑制(+++级抑制带),而Halomonas smyrnensis 2-ATT-W4和Roseivivax lentus 3-ATT-3表现出良好兼容性。值得注意的是,Ruegeria arenilitoris 2-ATT-W2引发幼体组织退化和高死亡率,其酚氧化酶(PO)活性虽未达显著水平(ΔOD490=0.248 mg-1·min-1),但仍提示潜在免疫激活风险。
群落重构的持续效应
Pseudoalteromonas处理组虽仅检测到0.59%接种菌ASVs,但引发持续性的微生物组重构——5天后驱动差异的ASVs转为非接种菌来源(图S6G),表明该菌可能通过抗菌活性间接调控群落 assembly。这种"遗留效应"为益生菌的间歇施用策略提供了理论依据。
水产应用启示
研究建立了珊瑚幼体益生菌筛选的标准化流程,推荐Endozoicomonas(组织定植)、Roseivivax(丰度维持>50%)和Halomonas作为核心菌株。针对高密度 aquaculture 系统,提出"功能分区"构想:Pseudoalteromonas适用于 mucus 层病原防控,而CAMAs形成菌可实现组织内长效保护。该成果为珊瑚修复性养殖的微生物调控提供了关键理论框架和实践指南。
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