菌胶团技术通过富集红螺菌目恢复虾类养殖生态系统健康的微观生态机制研究

《BMC Microbiology》：Biofloc regulates shrimp intestinal microbiota homeostasis and host health through manipulation of environmental microbial communities

　　

摘要

生态系统的健康是水产养殖生产力和可持续性的基础。然而，目前对于指示生态系统健康的关键指标以及有效恢复生态系统所需的微观过程仍然了解有限。维持生态系统健康对于水产养殖动物的发育至关重要，尤其是对于虾类养殖。在此，我们界定了定义健康虾类养殖生态系统的微观生态特征，并阐明了菌胶团技术如何使患病虾恢复健康的微观生态机制。我们发现，与健康状态相比，患病状态下虾肠道的细菌群落结构稳定性较低。红螺菌目（Rhodobacterales）作为虾肠道内的关键健康指示微生物，在虾的健康状态和恢复状态下均表现出更高的丰度和更宽的生态位。属于红螺菌目的Ruegeria arenilitoris（沙栖 Ruegeria 菌）被分离出来，并证实能增强虾对Vibrio parahaemolyticus（副溶血性弧菌）感染的抵抗力。应用菌胶团技术可以促进患病虾恢复至健康状态。这种恢复反映在肠道群落内的关键微观生态变化中：群落相似度增加、网络复杂性增强、红螺菌目的生态位宽度和网络参与比例提高，共同表明生态系统健康得到恢复。更重要的是，源追踪和偏最小二乘路径建模分析表明，应用菌胶团技术调节养殖水体和环境微生物，从而塑造虾肠道细菌群落（显著富集红螺菌目），并进一步调控虾的健康状态。我们的研究结果表明，调节环境微观生态可以有效恢复和维持养殖系统及其内部动物的生态健康，并为推动健康养殖实践奠定重要的理论基础和提供实用参考。