高手分享：對蝦的健康和產量，與水體微生物群落，有極大的關係！

前言：

成功的生物絮團的水產養殖系統，有利於特定微生物群落的生長和動態。

浮游細菌群落及其生物功能，是生物凝團 （BFT） 水產養殖系統的關鍵組成部分。穩定這些複雜微生物群落的主要原因是開發一種可以維持穩定的微生物群落，支援最佳蝦健康和水質的方法，因為微生物群落的變化，被認為與水產養殖系統中的疾病爆發密切相關。

一、水體細菌群落和蝦細菌群落，有什麼關係？

鑑於微生物群落決定了水質和生物絮團的整體功能，已經進行了幾項研究來描述生物絮團系統各個元件的微生物群組成。例如，研究人員調查了蝦腸道中的細菌群落組成，以及海水和生物絮團系統的水體，並觀察到兩個系統的細菌群落差異很大。另外，其他研究人員報告說，碳源和C/N比被證明會影響生物絮團系統中細菌群落組成。

其他研究表明，南美白對蝦的腸道菌群組成在不同的生長階段發生了顯著變化，腸道菌群與生物絮團的細菌群落非常相似。

總體而言，一

些研究表明，蝦腸道微生物群在不同生長階段的變化。然而，關於在不同養殖階段水體的浮游細菌群落動態，及其與生物絮團系統中主要環境變數關聯的研究相當稀缺。

本研究就探索浮游細菌群落，及其在生物絮團養蝦系統水體的時間動態。並報告，在溫室封閉的生物絮團養蝦，水體中的浮游細菌群落，如何隨著蝦的生長而變化，並探索養殖階段、環境之間的內在聯絡變數和水體的微生物群組成。

二、研究設定

這項研究是在韓國國家漁業研究與發展研究所西海海水養殖研究中心，一個溫室封閉的生物絮團水產養殖系統中進行的。養殖系統有兩個300平方米跑道池塘、0。8米深的跑道，它們被封閉在一個1000平方米的溫室結構中，並帶有用於隔熱的雙層半透明板。兩條跑道（Tank-1和 Tank-2）作為生物絮團系統的主要部分，試驗期間沒有進行換水。

無病原體南美白對蝦蝦苗購自泰國的商業供應商 （SyAqua），對蝦苗進行16天的暫養，然後將總共120000尾蝦苗（初始體重0。038克）以320尾/立方米的養殖密度放養在每個跑道池中，並養殖152天。在152內每週收集飼養水樣，並監測水質變化，如：物理化學引數和無機營養素。同時，利用16S rRNA基因測序來研究水體微生物群。

三、結果與討論

1、

成功的生物絮團水產養殖系統需要確定的微生物群落，以改善水質、生產力和生物安全。

現在越來越多的證據表明，對蝦養殖系統中的養殖水體微生物群與蝦腸道微生物群密切相關，並且養殖水體微生物群也與蝦病的發生有關。

然而，關於養殖水的浮游細菌群落組成，以及它如何隨著蝦的生長而變化的研究仍然沒有定論。在本研究中，我們旨在瞭解南美白對蝦不同生長階段水體的理化引數和浮游細菌群落組成的變化 。

2、

我們的生物絮團系統平均每立方米生產南美白對蝦3。6公斤，以前生物絮團系統的研究表明每立方米3至6公斤的產量範圍內（圖1）。這一產量也大大高於從傳統養殖模式每立方米產蝦0。2-0。3公斤。同樣，我們系統中的存活率（Tank-1和Tank-2分別為89%和74%），也在合理的範圍之內。Tank-2中較低的存活率可能是因為蝦的密度高於先前出現的超密度（每立方米>300尾）。飼料轉化率 （FCR） 介於1。2和1。3之間，這在正常的範圍之內。

圖1：在生物絮團水產養殖系統中養殖的南美白對蝦和水體152天的理化引數。曲線顯示 （A） 體重、（B） 水溫（上曲線）和空氣（下曲線）、（C） 鹼度、（D） 總氨氮 （TAN）、（E） 亞硝酸鹽 （NO2- N）、（F） 硝酸鹽 （NO3-N）、（G） 總懸浮固體 （TSS）、（H） 溶解氧 （DO） 和Tank-1和Tank-1中的鹽度。

3、

生物絮團系統養殖水中的微生物群落涉及幾個關鍵功能，包括：生物絮團的形成、維持足夠的水質和蝦的健康，以及其他生物指標。此外，幾項調查水產養殖系統微生物組組成的研究，已經確定了

蝦腸微生物組與飼養水之間的緊密聯絡。推測關聯原因：水體不斷流過蝦的消化道，從而影響腸道微生物群落的組成。

4、

在這項研究中，我們首先證明了養殖水體中的浮游細菌群落是高度動態的，觀察到整個浮游細菌群落組成沿著對蝦的生長出現明顯變化。在整個研究過程中，浮游細菌群落表現出兩個主要變化（圖2）。丰度的突然增加，第一次轉變可能發生在TAS4和TAS5之間（在養殖的48-69添），放線菌可能是主要貢獻。同樣，第二個轉變開始於TAS7和TAS8之間（在養殖的104-118天），這可能部分歸因Chloroflexi和TM7細菌的比例增加。這與以前在蝦水生系統中觀察到不同養殖階段的水體細菌群落，以及腸道和沉積物出現類似的情況。

圖2：養殖水中浮游細菌群落的組成變化。主座標分析 （PCoA） 圖表示從基於商業生物絮團的水產養殖系統收集的不同養殖階段的養殖水樣的多樣性變化。指定的樣本ID（TAS1到TAS10）代表南美白對蝦養殖階段。

5、

進一步的分析揭示了水體中的複雜微生物群落，包括幾個浮游細菌門，如：變形菌門、放線菌門、擬桿菌門和 浮游菌門。在整個養殖階段，變形菌門是最主要的門，這與早期的幾項研究一致。同樣， 擬桿菌門是第二豐富的門，但相對丰度範圍很廣，從2。5%到63%不等。該門包含藻類大量繁殖中的一些優勢細菌，並以降解水生棲息地中的大分子而聞名。

6、

水產養殖系統的水體經常被證明含有潛在的致病菌屬，例如：弧菌、氣單胞菌、光桿菌、假單胞菌、假單胞菌屬和黃桿菌屬。在這些屬中，最著名的病原體是弧菌屬。因此，檢測它們的存在是本研究的優先事項。在我們的研究中是弧菌是少量存在的，這與早期在生物絮團水產養殖系統中進行的類似研究一致。通常，生物絮團系統的主要浮游細菌成員（例如：變形桿菌和擬桿菌 ）競爭飼料和生態位空間，從而限制了包括弧菌在內的病原體的流行。

7、

有趣的是，我們觀察到那些對生物絮團系統的有效效能至關重要的浮游細菌群丰度，因養殖階段的不同出現波動。例如，放線菌在養殖的中後期被確定為生物標誌物，在水產養殖中發揮著幾個關鍵作用。放線菌被推薦為在水產養殖中用作益生菌的有希望的候選菌，因為它們具有多種特性，例如：它們降解大分子（例如蛋白質和澱粉）和對抗水產養殖病原體的能力。以前的研究表明，飼料中新增放線菌可以促進蝦的生長和限制疾病的發生，從而為蝦提供健康益處。此外，放線菌被認為是維持腸道穩態所必需的。

四、研究觀點

我們的研究揭示了影響養殖水微生物組結構組成的合理因素，這可能有助於維持養殖水質，並減少水產養殖系統中細菌性疾病的發生。

根據我們的研究結果，

生物絮團養殖系統中，除了蝦自身的腸道微生物群。蝦的健康和產量在很大程度上依賴於水體的微生物群。

在未來的研究中，使用因組和轉錄組學方法來說明水產養殖系統中的微生物功能過程肯定會很有趣。