《Biology》:Water Exchange Rate Shapes Intestinal Microbiota–Metabolite Interactions and Physiological Responses in Babylonia areolata
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在水产养殖中,减少换水有助于限制外源病原入侵、降低抽水成本并提高管理效率;然而,其对养殖水生动物生长的影响仍缺乏充分表征。本研究比较了两种日换水率(100%和0%),以评估方斑东风螺(ivory shell)的生长及其相关肠道反应。研究人员测定了生长性能和肠道
在水产养殖中,减少换水有助于限制外源病原入侵、降低抽水成本并提高管理效率;然而,其对养殖水生动物生长的影响仍缺乏充分表征。本研究比较了两种日换水率(100%和0%),以评估方斑东风螺(ivory shell)的生长及其相关肠道反应。研究人员测定了生长性能和肠道酶活性,同时利用16S rRNA基因测序和非靶向代谢组学表征微生物组成与代谢物谱。低换水组的增重率(WGR, p < 0.0001)、特定生长率(SGR, p < 0.0001)、壳长日增长量(DISL, p = 0.0060)和壳宽日增长量(DISW, p = 0.0012)均显著降低。肠道总超氧化物歧化酶(T-SOD, p < 0.0001)和脂肪酶(LIP, p = 0.0011)活性也显著降低。Vibrio、Halodesulfovibrio和Fusibacter的相对丰度升高,而Christensenellaceae_R-7_group的相对丰度降低。脂质相关代谢通路表现出最显著的肠道差异。低换水条件下,肠道前列腺素(PGs)、白三烯(LTs)和鞘氨醇(Sph)水平显著升高。Halodesulfovibrio相对丰度与PGs和LTs呈正相关,与溶血磷脂(Lpc)和T-SOD活性呈负相关。Christensenellaceae_R-7_group相对丰度与LIP活性呈正相关,并与初级胆汁酸生物合成相关代谢物显著关联。总体而言,低换水条件与生长、肠道酶活性、微生物组成和代谢物谱的协同变化相关,但其潜在机制仍需功能验证。这些发现为低换水条件下肠道微生物群-代谢物响应提供了新见解,并可为基于RAS的方斑东风螺养殖的未来验证和干预研究提供指导。
方斑东风螺(Babylonia areolata)是一种暖水性腹足类动物,经济价值高,在中国、越南和泰国广泛养殖。近年来,养殖过程中病害频发,与养殖规模扩大、污水排放、养殖场共用取水口以及场间病原传播密切相关。降低换水率被认为是一种限制外源病原入侵、提高管理效率并降低抽水成本的有效措施,循环水养殖系统(recirculating aquaculture system, RAS)正是基于这一思路尽量减少换水。然而,换水率对方斑东风螺生长、肠道微生物群和代谢产物的影响尚未见系统研究。为此,研究人员开展了为期60天的中期养殖实验,比较100%(H组)和0%(L组)日换水率下方斑东风螺的生长、肠道微生物组成和代谢特征,并结合16S rRNA基因测序和非靶向代谢组学技术,探讨低换水条件下的生物学响应。该研究发表于《Biology》期刊。
在研究设计与方法方面,方斑东风螺样本取自海南省海口市曲口养殖基地。实验设高换水组(H组,100%日换水)和低换水组(L组,0%日换水),每组6个重复网笼,每笼50只。研究人员测定了增重率(WGR)、特定生长率(SGR)、壳长日增长量(DISL)、壳宽日增长量(DISW),并检测肠道、肝胰腺和肌肉中的脂肪酶(LIP)、α-淀粉酶(AMS)、胰蛋白酶(TPS)、酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)和总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性。微生物组分析采用16S rRNA V3-V4区高通量测序,代谢组分析采用非靶向液相色谱-质谱联用(LC-MS)技术,并运用Wilcoxon秩和检验、LEfSe、PCoA/PERMANOVA、PICRUSt2功能预测、PLS-DA、KEGG通路富集和Spearman相关分析进行数据处理。
研究结果部分如下。
3.1 换水率对生长参数和酶活性的影响
60天养殖后,H组终末体重、壳长和壳宽均显著高于L组。H组的SGR、WGR、DISL和DISW分别为1.10 ± 0.32%/天、47.29 ± 9.75%、101.32 ± 42.99 μm/d和74.11 ± 25.63 μm/d,均显著高于L组。L组肠道T-SOD和LIP活性显著降低,肝胰腺AKP、肌肉T-SOD和ACP活性也显著降低。这表明高换