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几种微生态制剂对刺参(Apostichopus japonicus)养殖水体及刺参肠道菌群结构的影响

阳钢  
【摘要】:刺参(Apostichopus japonicus)属于棘皮动物门(Echinodermata)、海参纲(Holothroidea),是我国北方经济效益较高的、重要增养殖种类。2010年我国刺参养殖面积达到15.5万公顷,产量达到13.02万吨,产值超过200亿元,刺参养殖业已成为我国海水养殖的重要的特色支柱产业。目前在刺参的育苗、保苗和养殖生产实践中,微生态制剂得到广泛的应用,也获得了养殖者的普遍认可。然而,人们对关于其作用机制至今仍了解不多。现有的研究也多集中于其对水质改善的效果、对养殖动物消化功能、免疫力以及生长等指标影响等方面,关于微生态制剂对刺参体内外环境中菌群结构的影响,却还鲜见报道。本研究将传统培养方法和DGGE指纹图谱技术相结合,研究了不同微生态制剂对刺参养殖水体和刺参肠道内细菌群落结构组成变化的影响,以期为微生态制剂在刺参养殖的中合理使用以及相关作用机制研究提供理论依据。所获得研究结果如下: 1.蜡样芽孢杆菌BC-1水体泼洒对刺参养殖水体、肠道细菌群落结构以及刺参生长的影响 通过传统培养与PCR-DGGE相结合,研究了泼洒一株蜡样芽孢杆菌(Bacilluscereus)对刺参生长和养殖水体和肠道中菌群结构的影响。蜡样芽孢杆菌泼洒浓度分别为10~6、10~8、10~(10)cfu/m~3(分别命名为BC6、BC8和BC10),每7d全量换水1次,以未泼洒芽孢杆菌制剂处理为对照2(CT2)。另外设置每隔3d全量换水1次的不泼洒芽孢杆菌制剂的处理做为对照组1(CT1)。8周的养殖实验表明,BC6和BC8处理组刺参特定生长率则显著高于其它处理(P0.05),刺参个体差异也低于对照组。经传统2216E培养基涂布培养分离发现,蜡样芽孢杆菌泼洒第3d时,3个处理组水体样品中出现了蜡样芽孢杆菌菌落,但第7d时芽孢杆菌菌落均消失;实验结束后,取刺参肠道粪便样品涂布培养,3个处理组均出现了蜡样芽孢杆菌菌落。PCR-DGGE技术分析表明,刺参养殖水体中的优势菌群归属于α-变形菌纲(α-Proteobacteria)、γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)、δ-变形菌纲(δ-Proteobacteria)、黄杆菌纲(Flavobacteria)、拟杆菌纲(Bacteroidetes)和疣微菌纲(Verrucomicrobiae),而芽孢杆菌纲(Bacilli)细菌在水体中未能形成优势菌群。刺参肠道内的优势菌群归属于α-变形菌纲、γ-变形菌纲、ε-变形菌纲(ε-Proteobacteria)、黄杆菌纲、拟杆菌纲和芽孢杆菌纲。施用蜡样芽孢杆菌显著改变了刺参肠道的细菌群落结构,以对照组CT2为参照,刺参肠道内过路菌群中的黄杆菌纲和拟杆菌纲的相对含量有明显下降,而芽孢杆菌纲细菌则在刺参肠道过路菌群中形成了占一定比例的细菌群落,并在BC6处理组中成为优势菌群,其相对含量为23.3%;使刺参肠道固定菌群中一株占有主导的γ-变形菌纲消失。本研究表明,水体中泼洒该芽孢杆菌制剂对水体和刺参肠道内菌群结构和丰度均具有显著影响,在适宜的泼洒浓度下可以有效提高刺参的生长速度、降低刺参生长的个体差异。 2.复合微生态制剂水体泼洒对刺参养殖水体、肠道菌群结构以及刺参生长的影响 通过传统培养与PCR-DGGE相结合,研究了泼洒复合芽孢杆菌制剂对刺参生长和养殖水体和肠道中菌群结构的影响。复合芽孢杆菌制剂由由枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、蜡样芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)按一定比例复配制作而成,其泼洒浓度分别为10~6、10~8、10~(10)cfu/m~3(分别命名为WSR6、WSR8和WSR10),每7d全量换水1次,以未泼洒芽孢杆菌制剂处理为对照2(CT2)。另外设置每隔3d全量换水1次的不泼洒芽孢杆菌制剂的处理做为对照组1(CT1)。8周的养殖实验表明,WSR6和WSR10处理组刺参特定生长率则显著高于其它处理,刺参个体差异则显著低于对照组(P0.05)。经传统2216E培养基涂布培养分离发现,复合微生态制剂泼洒第3d时,仅WSR10处理组水体样品出现蜡样芽孢杆菌菌落,但第7d时该处理组芽孢杆菌菌落消失;实验结束后,取刺参肠道粪便样品涂布培养,3个处理组均出现了蜡样芽孢杆菌菌落。PCR-DGGE技术分析表明,刺参养殖水体中的优势菌群归属于α-变形菌纲、γ-变形菌纲、δ-变形菌纲、黄杆菌纲、拟杆菌纲和疣微菌纲,而芽孢杆菌纲细菌在水体中未能形成优势菌群。刺参肠道内的优势菌群归属于α-变形菌纲、γ-变形菌纲、ε-变形菌纲、黄杆菌纲、拟杆菌纲和芽孢杆菌纲。施用芽孢杆菌制剂显著改变了刺参肠道的细菌群落结构,以对照组CT2为参照,刺参肠道内除γ-变形菌纲的相对含量有所增加外,其它类群的细菌都有不同程度的降低,而芽孢杆菌纲细菌则在刺参肠道中形成了明显的优势菌群,其相对含量最高达35.5%。本研究表明,水体中泼洒该芽孢杆菌制剂对水体和刺参肠道内菌群结构和丰度均具有显著影响,在适宜的泼洒浓度下可以有效提高刺参的生长速度、降低刺参生长的个体差异。 3.五种微生态制剂对幼刺参养殖水体细菌群落结构和幼刺参生长及存活的影响 通过传统培养与PCR-DGGE相结合,研究了硝化细菌、芽孢杆菌、光合细菌、EM菌(六和微生态制剂)和马氏副球菌,5种微生态制剂对幼刺参生长、存活和养殖水体中菌群结构的影响。实验设置:S1(硝化细菌)、S2(芽孢杆菌)、S3(光合细菌)、S4(EM菌)、S5(马氏副球菌)处理组的水体中微生态制剂活菌浓度均为10~(10)/m~3,5个处理组和对照组CT2均每7天全换水一次,对照组CT1,每3天全换水一次。结果表明,在泼洒微生态制剂后,除S4处理组的生长率低于对照组CT2外,其它实验处理组的生长率都比对照组CT2高,S5处理组的刺参生长最好,生长率显著高于对照组CT2(P0.05);所有处理组的生长率都显著高于对照组CT1(P0.05);除S2处理组的存活率低于对照组CT2,但高于对照组CT1外,其它处理组的存活率均高对照组CT2,但没有显著差异(P0.05)。微生态制剂对水体中的异养菌的生长有抑制作用,所有处理组的异养菌总数都显著低于对照CT2(P0.05),对照组CT1的异养菌总数一直处于一个较低的水平。经PCR-DGGE技术分析发现,刺参养殖水体中的细菌群落主要由α-变形菌纲、β-变形菌纲、γ-变形菌纲、杆菌纲和拟杆菌纲组成。在对照组CT、CT2和SI处理组中的优势菌群为黄杆菌纲,S2处理组中的优势菌群为γ-变形菌纲,S3、S4和S5处理组的优势菌群为α-变形菌纲。


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