【正文】
、 α環(huán)式糊精和肝糖四種物質(zhì),屬于脂和糖的高分子化合物。傳統(tǒng)池塘集約化養(yǎng)殖常常投餌過量,造成大量未食用飼料沉積到池塘底部,其中糖類和脂類相對含量較高,營養(yǎng)物的改變會對微生物群落產(chǎn)生脅迫,群落結(jié)構(gòu)會有相應(yīng)的改變,這實際上反映了環(huán)境對細菌群落的選擇 [91]。因此,反映在底泥總體微生物群落的碳源代謝選擇上即表現(xiàn)為聚合物類、糖類、脂類的利用率稍高,具體差別可能與養(yǎng)殖對象和環(huán)境條件存在的差異有關(guān)。曹煜 成 [76]等研究了羅非魚主養(yǎng)池塘 510月份水體菌群碳源代謝變化情況,發(fā)現(xiàn) 25種碳源物質(zhì)的利用較穩(wěn)定。其中有 D甘露醇、 N乙酰 D葡萄糖氨和 D纖維二糖三種糖類,L天門冬酰胺和 L絲氨酸二種氨基酸,吐溫 吐溫 80、丙酮酸甲酯三種脂肪類,以及代謝中間產(chǎn)物和次生代謝物中的腐胺,以上 9種碳源的利用值高于其他 22種碳源。本研究對羅非魚主養(yǎng)池塘 911月份底泥菌群碳源代謝進行主成分分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn) D甘露醇、 N乙酰基 D葡萄胺、 L絲氨酸、吐溫 丙酮酸甲脂、 αD乳糖、 γ羥基丁酸、 2羥苯甲酸、 β甲基 D葡萄糖苷、 D木糖等 10種碳源的相對利用值較高。對比前后研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),有 5種碳源的利用值在水體和底泥中均很高,而其余碳源利用情況差異較大,主要因為在池塘生態(tài)系統(tǒng)中,底泥 水界面之間存在著一種物質(zhì)吸收和釋放的動態(tài)平衡,具有相互重疊的營養(yǎng)生境 [92]。 Biolog的檢測結(jié)果顯示,本研究中實驗塘菌群碳源代謝強度( AWCD)和多樣性指數(shù)均呈現(xiàn): 9月份低于對照塘, 10和 11月份高于對照塘,表明魚腥草浮床放置初期會相對減弱底泥菌群代謝強度和多樣性,隨著種植時間延長,養(yǎng)殖系統(tǒng)相對穩(wěn)定后,魚腥草浮床可以提高底泥 菌群代謝強度和多樣性,使其菌群保持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)。對于 9月份實驗塘菌群碳源代謝強度和多樣性指數(shù)均低于對照塘,則可能是由于實驗初始階段對照塘和實驗塘生物組成不完全相同,導(dǎo)致初期底泥細菌群落結(jié)構(gòu)存在差異。 9月份實驗塘魚腥草浮床正值生長期,吸收轉(zhuǎn)化了大量有機質(zhì),進而導(dǎo)致池塘底泥物料中有機質(zhì)的減少。然而,養(yǎng)殖池塘的底泥細菌數(shù)量與有機質(zhì)的含量呈正相關(guān) [93],所以造成 9月實驗塘底泥細菌生物量低于對照塘,菌群碳源代謝強度和多樣性指數(shù)均較低。換言之,不同養(yǎng)殖系統(tǒng)底泥菌群對底物的利用要求和程度不同,底物物料性質(zhì)的變化可能 會導(dǎo)致菌群結(jié)構(gòu)和演替過程的不同 [94]; 同時, 本文選取 72h時底泥菌群不同碳源代謝的光密度值,主成分分析發(fā)現(xiàn):實驗塘和對照塘在 9月份時底泥中菌群碳源代謝情況基本相同,但隨著養(yǎng)殖時間變長, 11月份池塘底泥菌群碳源利用差異逐漸明顯, 10月份差異最大。底泥菌群碳源代謝功能的差異決定于細菌群落結(jié)構(gòu)的組成,說明魚腥草浮床在實驗中期和后期通過調(diào)節(jié)菌群結(jié)構(gòu),從而影響菌群對不同碳源的代謝功能。 PCRDGGE技術(shù)被廣泛用于不同生境優(yōu)勢菌群的分離和菌群動態(tài)變化特征的監(jiān)測。本研究采用該技術(shù)分析了羅非魚池塘底泥菌群結(jié)構(gòu)的組成,發(fā)現(xiàn)優(yōu)勢菌群為變形菌門(主要包括 % β變形菌門和 % δ變形菌門)、擬桿菌門和酸桿菌門等 6個門。李曉 [95]等研究了精養(yǎng)團頭魴池塘冬季不投餌期間底泥菌群結(jié)構(gòu)特征,發(fā)現(xiàn)菌群分屬于變形菌門、綠彎菌門和擬桿菌門等 8個門, δ變形菌( %)是其變形菌門中的優(yōu)勢亞群。 Han[96]等采用 16S rDNA克隆文庫的方法,分析了草魚混養(yǎng)池塘底泥細菌群落的結(jié)構(gòu)組成,發(fā)現(xiàn)主要是變形菌 門和未定菌門( unclassified bacteria),其中 γ變形菌門占總細菌數(shù)量的 49%??梢?,池塘養(yǎng)殖環(huán)境的底泥菌群結(jié)構(gòu)組成門類較相似,其中變形菌門均呈優(yōu)勢菌群。但不同養(yǎng)殖對象的池塘底泥中,優(yōu)勢菌群包括的具體門類所占比例存在差異。 池塘底泥檢測到的優(yōu)勢菌群中, β變形菌門和 δ變形菌門亞門是變形菌門中明顯的優(yōu)勢菌群, β變形菌通常是具有降解能力的好氧或兼性細菌,本研究發(fā)現(xiàn)的 Pigmentiphaga [97]。 δ變形菌門是 一類具有多種功能的細菌,在降解養(yǎng)殖有機底泥中起到重要作用,且可能具有降解芳香化合物、氯化有機物和聚磷等抗污染能力 [24];同時,擬桿菌門(條帶 11)和酸桿菌門(條帶 19)均呈現(xiàn) 911月份條帶亮度逐漸增強的特征,表明隨著養(yǎng)殖時間的增加,擬桿菌門和酸桿菌門細菌生物量也不斷增加。擬桿菌門的細菌種類多生活在動物的腸道糞便中,本文發(fā)現(xiàn)的優(yōu)勢菌中 Terrimonas sp.、 Cytophaga sp. 和 Anaerophaga sp. 均屬于擬桿菌門。 Terrimonas ,具體代謝功能尚未報道,但和黃桿菌( Flavobacterium sp.)、鞘氨醇桿菌( Sphingobacterium sp.)相互結(jié)合可以促進微藻的絮凝 [98]。噬胞菌屬( Cytophaga sp.)可以分泌膠原酶和蛋白酶,降解纖維素 [99]。研究發(fā)現(xiàn) Anaerophaga [100],但其具體代謝功能不詳;酸桿菌門是新近被分出的一門細菌,在土壤生態(tài)系統(tǒng)中具有重要作用 [101],目前對它們的研究還很少;可見,底泥微生物菌群中存在著各種有益分解性細菌,它們可以通過一系列功能代謝活動減少餌料殘渣、凈化水質(zhì) 和改善養(yǎng)殖環(huán)境。藍細菌主要分布在含有機質(zhì)較多的淡水中,大多數(shù)的藍細菌種類均含有不同類型的毒素,大量繁殖會造成水資源污染和中毒現(xiàn)象。本文發(fā)現(xiàn) 11月份藍細菌門(條帶 3)只出現(xiàn)在對照塘樣品中,實驗塘則無此優(yōu)勢條帶。而且, 9和 10月份實驗塘條帶 3的亮度均弱于對照塘,說明魚腥草浮床對藍細菌具有一定的調(diào)節(jié)和控制作用。 6 結(jié)論 本課題通過構(gòu)建中草藥魚腥草和羅非魚的共生池塘養(yǎng)殖系統(tǒng) , 持續(xù)三個月監(jiān)測了魚腥草浮床對 養(yǎng)殖水體水質(zhì)指標、 羅非魚非特異性免疫力和養(yǎng)殖環(huán)境菌群結(jié)構(gòu)與功能等方面的影響 , 初步得出以下結(jié)論 :( 1)實驗塘 COD、 NH4+N、 NO2N、TP和 PO43P等主要水質(zhì)指標顯著低于對照塘( P); 表明養(yǎng)殖水面種植 魚腥草,可吸收、同化池塘養(yǎng)殖過程中過剩的氮、磷及有機物,起到改善池塘水質(zhì)的效果。 ( 2)實驗塘中羅非魚血清溶菌酶、一氧化氮、堿性磷酸酶和超氧化物歧化酶活力均顯著高于對照塘( P),丙二醛活力則顯著低于對照塘( P)。表明養(yǎng)殖水面種植魚腥草在改善水質(zhì)的基礎(chǔ)上,具有提高羅非魚非特異性免疫能力。( 3)實驗結(jié)束后,實驗塘中羅非魚 的 平均成活率、相對增重率和特定生長率分別比對照塘提高 %、 %、 %,表明經(jīng)過 魚腥草浮床優(yōu)化的池塘養(yǎng)殖環(huán)境,可以提高羅非魚的生長性能,增加養(yǎng)殖效益。 ( 4)魚體腸道優(yōu)勢菌群主要分屬于 3個門,分別是厚壁菌門( %)、變形菌門( %)和梭桿菌門( 25%),其中變形菌門包括δ 變形菌和γ 變形菌兩種亞門。同時,發(fā)現(xiàn) 1011月份實驗塘的菌群相似度均高于對照塘,而 9月份相反。表明養(yǎng)殖中、后期實驗塘魚體腸道菌群結(jié)構(gòu)組成明顯優(yōu)于對照塘。 ( 5)養(yǎng)殖水體優(yōu)勢菌群主要有 7個菌門組成,包括放線菌門( %)、變形菌門( %)、擬桿菌門 ( %)、厚壁菌門( %)、綠彎菌門( %)、藍細菌門( %)和纖維桿菌門( %),其中包括兩個亞群α 變形菌門( %)和β 變形菌門( %)。 BiologEco培養(yǎng)發(fā)現(xiàn) 水體菌群對碳源的利用存在種類差異性, 1011月份實驗塘菌群代謝強度高于對照塘,且養(yǎng)殖期間實驗塘豐富度、ShannonWiener和 Pielou多樣性指數(shù)均高于對照塘;而且,分析表明氨氮、總磷、溫度和硝酸鹽是影響池塘水體菌群碳源代謝的主要環(huán)境因素。 ( 6)實驗塘和對照塘底泥的菌群結(jié)構(gòu)組成相 似,主要分屬于 6個門, 包括變形菌門( %)、擬桿菌門 (%)、酸桿菌門 (%)、綠彎菌門 、 藍細菌門和梭桿菌門,其中包括 α變形菌門 ( %)、 β變形菌門 ( %)、 γ變形菌門 ( %) 和 δ變形菌門 ( %)。 而且,魚腥草浮床在養(yǎng)殖中、后期能有效增加底泥細菌生物量和提高種群豐富度。 ( 7) 1011 月份實驗塘養(yǎng)殖水體中綠彎菌門的生物量均高于對照塘。同時,910 月份實驗塘底泥中藍細菌門的生物量均低于對照塘, 11 月份實驗塘中無此優(yōu)勢菌。表明魚腥草 浮床的構(gòu)建可以有效調(diào)控養(yǎng)殖環(huán)境的菌群結(jié)構(gòu)。 近幾年,隨著羅非魚集約化池塘養(yǎng)殖的快速發(fā)展,加劇了水資源的污染和浪費,引起流行性病害的頻發(fā),已成為我國池塘養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的最大障礙。本課題通過構(gòu)建中草藥魚腥草與羅非魚共生池塘養(yǎng)殖系統(tǒng),研究了魚腥草浮床對養(yǎng)殖水質(zhì)和魚體非特異免疫力的影響,而且對養(yǎng)殖系統(tǒng)的水體、底泥以及魚體腸道菌群的結(jié)構(gòu)組成和代謝功能多樣性做了調(diào)查,以期為羅非魚 魚腥草共生生態(tài)健康養(yǎng)殖系統(tǒng)的構(gòu)建提供理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下: In recent years, with the rapid development of tilapia intensive pond farming, induced the pollution of water resources and waste, frequent cause of epidemic disease, has bee the biggest obstacle for the sustainable development of pond aquaculture. The effects of Houttuynia floating bed on the quality of water and nonspecific immunity of tilapia, the structure and function of bacterial munity for water, sediment and fish intestine were survried in this study to provide a theoretical basis for the healthy ecological of symbiotic farming systems. The main findings are as follows.( 1)在持續(xù) 3個月的養(yǎng)殖實驗過程中,實驗塘 COD、 NH4+N、 NO2N、 TP和 PO43P等主要水質(zhì)指標均顯著低于對照塘( P); pH、 DO則呈不規(guī)律波動,實驗塘與對照塘無顯著差異。 實驗塘羅非魚血清溶菌酶( LSZ)、一氧化氮( NO)、堿性磷酸酶( AKP)以及超氧化物歧化酶( SOD)酶活力均高于對照塘( P),丙二醛( MDA)活力則低于對照塘( P)。 此外,實驗塘和對照塘羅非魚平均成活率分別為 %和 %;實驗塘羅非魚的相對增重率和特定增長率分別達到 %和 %,遠遠高于對照塘的 %和 %。 (1) During three months’ experiment, the water quality factors including COD, NH4+N, NO2?N, TP and PO43?P in the treatment ponds were significantly lower than that of the control ponds (P), while the pH value and DO concentration fluctuated irregularly with no significant difference between the treatment and the control ponds. The activities of lysozyme (LSZ), nitric oxide (NO), alkaline phosphatase (AKP) and superoxide dismutase (SOD) of tilapia in the treatment ponds were significantly higher than that of the control ponds (P ), but malondialdehyde (MDA) activity of tilapia in the treatment ponds was significantly lower than that of the control ponds (P ). The average survival rate, relative weight gain and specific growth rate of tilapia in the treatment ponds (being %, and , respectively) were higher than that of the control ponds (being %, and , respectively), without significant difference between the treatment and the control ponds.( 2)為探究魚腥草浮床對羅非魚池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)中細菌群落的影響,本文采用 BiologEco和 PCRDGGE技術(shù),對比分析了 911 月魚腥草浮床(實驗塘)和常規(guī)養(yǎng)殖(對照塘)兩種模式下,養(yǎng)殖系統(tǒng)中水體、底泥和魚體腸道菌群的結(jié)構(gòu)和功能多樣性特征。結(jié)果表明: (2)BiologEco and PCRDGGE methods were used to evaluate the bacterial munity structure and function of water, sediment and fish intestin