藻类饮食与栖息地结构共同塑造白刺海胆（Tripneustes gratilla）的生长、行为及肠道菌群

《Animal Microbiome》：Algal diet and habitat structure jointly shape growth, behavior, and gut microbiota in Tripneustes gratilla

　　

摘要

引言

食物来源的差异显著影响海洋生物的行为、肠道菌群和生理机能。本研究旨在考察不同藻类饮食和栖息地条件（珊瑚礁结构的存在/缺失）对Tripneustes gratilla的生长、性腺发育、消化酶活性、摄食行为和肠道菌群的影响。

结果

投喂混合褐藻的海胆表现出最高的增重率和壳径生长，SL-c 和 SL 组显著优于单一物种褐藻处理组（P?<?0.05）。相比之下，绿藻处理组的生长性能最低。红藻处理组的性腺指数显著高于绿藻处理组（P?<?0.05），且珊瑚结构进一步增强了特定组别（如 E-c 和 K-c）的性腺指数。湿肠指数随饮食变化，在非结构条件下褐藻促进了更高的肠指数。所有饮食组别中观察到性腺重量与湿肠重量呈正相关，其中褐藻组的关系最强（Spearman r?=?0.4501, P?<?0.01），红藻（r?=?0.3746, P?<?0.05）和绿藻（r?=?0.2531, P?<?0.05）组的相关性较弱。消化酶活性在不同饮食间差异显著：褐藻增加了胃蛋白酶和脂肪酶活性（P?<?0.05），而红藻和绿藻导致更高的淀粉酶活性（P?<?0.05）。摄食和觅食表现出明显的昼夜节律，午夜达到峰值，中午下降，栖息地结构无显著影响（P?>?0.05），而栖息地利用在不同饮食组间存在差异，并在结构条件下夜间显著增加。肠道微生物多样性和组成与饮食密切相关。褐藻处理组表现出更高的 alpha 多样性，PCoA 显示按饮食清晰聚类。在门水平上，拟杆菌门（Bacteroidota）和变形菌门（Proteobacteria）在所有处理中占主导地位，而螺旋体门（Spirochaetota）、厚壁菌门（Firmicutes）和梭杆菌门（Fusobacteriota）的相对丰度在不同饮食间变化。功能预测表明 KEGG 通路存在显著差异（P?<?0.05），褐藻和绿藻组增强了碳水化合物和氨基酸代谢，红藻组富集了聚糖代谢和抗微生物耐药性途径。

结论

本研究表明藻类饮食和栖息地结构共同影响T. gratilla的生理性能、行为和肠道微生态，为优化水产养殖实践和基于礁石的生态管理提供了理论支持。

图文摘要