厚壳贻贝肠道细菌群落组成及肠道细菌对稚贝附着的作用研究

发布时间：2020-05-22 01:42

【摘要】：厚壳贻贝是我国沿海人工繁育的重要水产经济贝类,其营养和食用价值高。近年,厚壳贻贝的养殖业发展迅速,其养殖规模不断提高。然而,在养殖过程中,常会因为贻贝疾病的发生而造成巨大的经济损失。肠道是厚壳贻贝重要的消化吸收器官,不同肠道微生物结构和组成是否影响厚壳贻贝的生长和发育尚未得知。因此,通过研究宿主与肠道微生物之间相互作用的分子机制及探究肠道细菌对厚壳贻贝稚贝附着的作用,可以间接提高水产动物的存活率,从而提高养殖业的产量和质量,对人工生态养殖技术方面具有重要的理论意义。主要包括以下内容:1.厚壳贻贝的肠道细菌对其稚贝附着的作用研究为探讨肠道细菌形成的微生物被膜对贝类附着的作用,通过从厚壳贻贝成体肠道中分离10株肠道细菌,调查了上述肠道细菌形成微生物被膜特性,并分析了微生物被膜密度、细菌种属与厚壳贻贝稚贝附着之间的相互关系。所有肠道细菌均可有效促进稚贝附着。其中,Paracoccus sp.1微生物被膜诱导的稚贝附着率最高(61%);只有5株肠道细菌Roseovarius sp.1、Winogradskyella sp.1、Tenacibaculum sp.4、Bacillus sp.5和Nonlabens sp.1的被膜密度与附着显著相关(P0.05)。系统发育分析发现肠道细菌诱导附着率与其种属无关。本研究表明源于厚壳贻贝成贝肠道细菌可以促进其稚贝的附着,说明肠道细菌对厚壳贻贝的附着过程具有一定的作用。本研究结果为深入探讨肠道细菌与厚壳贻贝相互作用和推动该种规模化养殖提供理论依据。2.肠道细菌形成的微生物被膜诱导稚贝附着的因素分析本文选取了在10~8 cells/mL初始密度下,微生物被膜对稚贝诱导活性最高的菌株Paracoccus sp.1和最低的菌株Bacillus sp.5,并比较了这两株不同诱导活性的肠道细菌微生物被膜的生物学特性。首先利用激光扫描共聚焦显微镜和扫描电子显微镜观察微生物被膜的分布和形态,其次对微生物被膜上的胞外产物(多糖、蛋白、脂类等)进行染色分析。共聚焦结果发现Paracoccus sp.1微生物被膜膜厚较厚,细菌分布较密集。扫描电镜结果发现菌株Paracoccus sp.1呈椭圆状,菌株Bacillus sp.5呈长杆状,且细菌周围均分泌出了不同的胞外产物。而微生物被膜上胞外多糖和胞外蛋白染色结果发现,这两株细菌分泌的胞外多糖量和胞外蛋白量均没有差异;但胞外脂类染色发现高诱导活性菌株Paracoccus sp.1分泌的脂类显著比诱导活性低的Bacillus sp.5分泌的多,推测微生物被膜上的胞外脂类可能在诱导稚贝附着的过程中起到了关键作用。该调查结果为进一步研究厚壳贻贝稚贝附着的相关因素奠定了基础。3.上升的海水温度对厚壳贻贝肠道细菌群落组成的影响研究宿主相关的肠道微生物对宿主健康的免疫系统是关键的。在宿主的肠道中含有丰富的细菌群落,并且会受到外界环境因素(例如,温度)的显著影响。本研究通过Miseq测序方法调查了提高的海水温度(31℃)和不同的饵料(Isochrysis zhanjiangensis和Platymonas helgolandica var.tsingtaoensis)对厚壳贻贝肠道微生物群落的影响。结果显示,处理3天后,厚壳贻贝的死亡率随着海水温度升高而增加,且31℃高温显著降低了肠道细菌群落的多样性。在存活的厚壳贻贝中,31℃高温改变了肠道微生物组:当投喂I.zhanjiangensis时,菌属Bacteroides(Bacteroidetes)和norank_Marinilabiaceae(Bacteroidetes)的相对丰度显著增加;当投喂P.tsingtaoensis时,菌属Arcobacter(Proteobacteria)和norank_Marinilabiaceae的相对丰度显著增加,unclassified_Flavobacteriaceae(Bacteroidetes)的相对丰度显著降低。这些结果表明高温导致了条件致病菌(如Arcobacter和Bacteroides)的大量增殖,从而导致宿主更容易受到感染。在存活厚壳贻贝组中,肠道微生物群落没有受到饵料的影响;然而,在死亡厚壳贻贝组中饵料改变后肠道微生物组也发生了变化。因此,本文为深入了解环境因子的改变对肠道微生物组产生的影响以及环境因子变化时宿主与细菌之间的相互作用提供了一定的依据。
【图文】：

分布情况,被膜,胞外多糖,激光扫描共聚焦

上海海洋大学硕士学位论文图 3-2 菌株 Paracoccus sp. 1 和 Bacillus sp. 5 微生物被膜的扫描电子显微镜图片 3-2 Scanning electron microscopy images of biofilms of the two strains Paracoccus sp.Bacillus sp. 53 诱导活性不同的肠道细菌微生物被膜胞外多糖的分布情况高诱导活性和低诱导活性菌株微生物被膜的多糖染色结果如图 3-3 所示，红色部分为细菌，显绿色部分为分泌的胞外多糖。观察结果发现高诱导 Paracoccus sp. 1 和低诱导活性菌株 Bacillus sp. 5 形成微生物被膜的胞外均很少。

分布情况,被膜,胞外蛋白,微生物

图 3-4 菌株 Paracoccus sp. 1 和 Bacillus sp. 5 微生物被膜胞外蛋白图片Fig. 3-4 CLSM images of proteins in biofilms of the two strains Paracoccus sp. 1 andBacillus sp. 55 诱导活性不同的肠道细菌微生物被膜胞外脂类的分布情况高诱导活性和低诱导活性菌株微生物被膜的脂类染色结果如图 3-5 所示，色部分即为胞外脂类。观察结果发现高诱导活性菌株 Paracoccus sp. 1 形被膜分泌的胞外脂类较多，分布密集且广泛，而低诱导活性菌株 Bacillu的胞外脂类较少，且聚集成团块。
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S917.4

【参考文献】