黄姑鱼幼鱼肠道菌群的时序演替、关键类群识别及其与养殖水体菌群的相关性分析

摘要

为探究黄姑鱼(Nibea albiflora)幼鱼肠道菌群变化、关键细菌类群及其与养殖水体细菌群落的相关性,实验以黄姑鱼幼鱼为研究对象,分别于36、46、66、86和106日龄采集黄姑鱼肠道内容物样品和同时期的养殖水体菌群样品,利用16S rRNA高通量测序手段,基于生物信息学方法,系统解析黄姑鱼幼鱼肠道菌群的组成、结构、时序变化、核心物种及其与生长和养殖水体菌群的相关性。研究结果表明,不同日龄黄姑鱼肠道菌群中Chao1指数均显著低于同时期养殖水体,而Shannon指数均显著高于同时期养殖水体;不同日龄黄姑鱼肠道菌群中Chao1指数呈现先显著升高后逐渐稳定的趋势,而Shannon指数则呈现相反的趋势;随着黄姑鱼幼鱼的生长,养殖水体细菌群落中Chao1指数呈现先下降后上升的显著趋势(P<0.05);而Shannon指数呈现先上升后显著下降的趋势(P<0.05)。PERMANOVA和ANOSIM分析揭示,随着黄姑鱼幼鱼的生长,其肠道菌群结构显著改变(P<0.05),同时,幼鱼肠道菌群与同时期的养殖水体细菌群落结构差异显著(P<0.05)。黄姑鱼幼鱼肠道菌群中优势菌门为拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria),其中,拟杆菌门的相对丰度在46日龄后显著升高(P<0.05);相反,厚壁菌门和变形菌门的相对丰度在46日龄后显著降低(P<0.05)。在养殖水体中,优势菌门为拟杆菌门、髌骨菌门(Patescibacteria)和变形菌门;其中,拟杆菌门和髌骨菌门的相对丰度呈现显著升高的趋势,而变形菌门的相对丰度显著下降。在科水平上,黄姑鱼幼鱼肠道菌群中优势菌科为毛螺菌科(Lachnospiraceae)、Muribaculaceae、普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)和链球菌科(Streptococcaceae),其中毛螺菌科、普雷沃氏菌科和链球菌科的相对丰度在46日龄后显著降低(P<0.05),而Muribaculaceae的相对丰度显著升高(P<0.05)。在养殖水体中,优势菌科为Clade＿I、黄杆菌科(Flavobacteriaceae)和红杆菌科(Rhodobacteraceae),其中, Clade＿I相对丰度呈现显著下降趋势(P<0.05),而黄杆菌科和红杆菌科的相对丰度呈现先上升后下降的趋势(P<0.05)。普鲁克分析和溯源分析揭示,黄姑鱼幼鱼肠道菌群与其养殖水体细菌群落相关性不显著(P<0.05)。生境特异性分析、随机森林分析和Mantel检验等方法相结合,揭示了与黄姑鱼生长相关的关键细菌类群。此外,通过黄姑鱼幼鱼肠道菌群的体外分离培养获得2株与其生长相关的潜在原籍益生菌菌株。综上,本研究揭示了黄姑鱼幼鱼肠道菌群的时序变化、关键细菌类群及其与养殖水体细菌群落的相关性,为黄姑鱼幼鱼原籍益生菌的研发提供参考依据。

关键词

肠道菌群 / 时序变化 / 关键细菌类群 / 黄姑鱼