凡纳滨对虾养殖环境微生物种群对碳源的响应机制及其稳定控制技术研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 丁雄祺 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 授予单位 | 南海海洋研究所 |
| 导师 | 陈偿 |
| 关键词 | 海水养殖，微生物群落结构，凡纳滨对虾，碳源，益生菌 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 海洋生物学 |
| 其他题名 | Response mechanism of microbial community to carbon sources and stabilizing technology in mariculture environment of Litopenaeus vannamei |
| 英文摘要 | 微生物在海洋生态系统的物质循环和能量流动中扮演重要角色，其呈现的宏观功能主要由系统中的优势种群决定；同时，环境因子塑造了生态系统中微生物种群结构，也是种群结构变动的主要驱动力。海水养殖体系是一个人工控制的生态系统，高浓度有机物，尤其是碳水化合物是该生态体系的主要环境特征之一，稳定的驱动这些有机物循环的微生物种群是保证系统可持续运行的核心条件，但是关于海水养殖环境中不同碳源对微生物种群的驱动机制以及微生物种群结构的稳态控制未见系统报道，这为海水养殖生态系统的人工调控带来严峻的挑战。因此，本论文首次探究了海洋环境中的微生物群落对不同碳源的响应机制，并以凡纳滨对虾养殖体系为研究对象，探索海水养殖生态系统中微生物种群结构的稳态控制技术，获得以下主要的结果：1. 在人工养殖海水、近岸珊瑚礁区海水和岛礁外海海水三种不同背景的海水样品中分别添加11种碳源后进行培养，测定它们的可培养细菌与弧菌浓度，并通过16S rDNA扩增子测序分析了微生物群落结构。结果显示，所有碳源都能显著诱导可培养细菌的生长，但不同碳源效果不一，当添加水苏糖、D-阿拉伯醇、淀粉后，所有样品的可培养细菌浓度都最高，其中以弧菌属细菌占绝大比例。16S rDNA扩增子测序分析结果发现，人工养殖海水起始微生物群落结构以弧菌为主，岛礁近岸海水以极少量弧菌和海洋放线菌为主，而岛礁外海海水多为海洋放线菌和聚球藻属细菌。人工养殖海水微生物多样性明显低于近岸和外海海水样品；当添加半乳糖、葡萄糖、水苏糖、阿拉伯糖后，所有样品微生物多样性不同程度提高；而添加天冬氨酸、谷氨酸、淀粉、N-乙酰葡糖胺、海藻糖等后，所有样品的多样性不同程度降低。尽管不同海水样品的起始微生物群落结构差异显著，但是添加同一碳源后，都趋于一致，显示有机碳源是海洋环境微生物种群变化的重要驱动力，可驱动环境中微生物群落结构向特定方向转变；2. 从凡纳滨对虾养殖水体及肠道中分离出具有特定功能的四株菌株，通过生化表型与16S rDNA测序鉴定它们分别为麦氏交替单胞菌Alteromonas macleodii Y2、地衣形芽孢杆菌Bacillus licheniformis N2、微小杆菌Exiguobacterium sp. PT3、贝莱斯芽孢杆菌Bacillus velezensis D1，并对它们的最适生长条件与抗生素抗性等生理生化特征进行了测试。功能测试表明菌株Y2在菌体生长的同时对水体中的氨氮12 h去除率高达90%，亚硝态氮27 h去除率达70 %，且菌株Y2与哈氏弧菌共培养卤虫，存活率为46 %，显著高于弧菌单独感染的对照组2 %；菌株N2接种后12 h去除水体中100 %氨氮；菌株PT3可分泌蛋白酶至胞外降解蛋白质，蛋白酶酶活25.21 IU；D1能降解淀粉类多糖物质。四株益生菌功能显著，对对虾均无毒无害，且菌株Y2还可抑制病原菌对卤虫的感染，可以作为对虾养殖水质和肠道微生态控制的潜力菌株；3. 以蔗糖作为碳源，在凡纳滨对虾养殖系统中添加4种益生菌，在不换水前提下观测养殖体系中水质条件和对虾生理状态。结果显示，使用四菌联的实验组在一个月的养殖周期内水体氨氮平均0.20 mg/L、亚硝态氮0.19 mg/L，而只加蔗糖的对照组后期亚硝态氮含量急剧上升，最高达1 mg/L，但氨氮含量无显著差异。除此之外，实验组的生物絮团含量高于对照组，而弧菌浓度则远低于对照组，养殖后期水体中几乎检测不到弧菌。养殖实验结束时，四菌联实验组对虾成活率达76.27%，显著高于对照组的11%，且对虾消化酶、免疫相关的酶活性均有不同程度的提高。4. 对四株联用养殖体系的水体微生物菌群进行持续监测，并在养殖实验结束后，取对虾肠道测定其肠道微生物菌群。结果发现实验组与对照组养殖水体中优势菌门均为变形菌门、拟杆菌门、浮霉菌门，且水体中未检测出弧菌属，但实验组中变形菌门比对照组高14 %，其中益生菌交替单胞菌科丰度随着时间的推移逐渐减少，至加菌后第6天恢复到与对照组相同水平。益生菌的加入促进了dongcola菌属的生长繁殖。对虾肠道中变形菌门占据主要优势，放线菌门、蓝细菌门、拟杆菌门、厚壁菌门丰度相对较低。实验组中，弧菌属明显减少，仅16.6%，而对照组中弧菌占比46.3%。这些结果表明，四株益生菌的添加改变了对虾肠道和养殖环境中的微生物菌落结构，使得条件致病菌所占比例大幅度减小，并降低水体亚硝态氮含量，稳定了养殖水质，提高了对虾养殖成活率与生长速度。 |
| 源URL | [http://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18097]  |
| 专题 | 南海海洋研究所_学位论文（硕士） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 丁雄祺. 凡纳滨对虾养殖环境微生物种群对碳源的响应机制及其稳定控制技术研究[D]. 南海海洋研究所. 2019. |
入库方式： OAI收割
来源：南海海洋研究所
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