大菱鲆体表微生物菌群的生态学特征和功能研究

Fish can harbor a plenty of microorganisms on the skin. The stability of the surface flora is of great significance to the fish health. The turbot Scophtalmus maximus is one of the most representative mariculture fish in China. The study on the skin flora remains deficient in turbot. In this project, combined with flow cytometry and Biolog method, the skin microflora structure of turbot will be analyzed by 16S/18S rDNA high-throughput sequencing technology. The quantity and characteristics of skin microflora, together with the composition and metabolism of carbon source, will be determined under different rearing conditions. By using multivariate cluster and correlation analysis, the effect of water flora and quality on the characteristics of skin microflora will be elucidated. The colonization and succession law of turbot skin microflora in recirculating water aquaculture system will be examined by PCR-DGGE and classic ecological methods. The skin microflora function of turbot will be investigated by metagenome. The platform of functional gene analysis will be built. By gene prediction, the physiological and ecological function of turbot surface bacteria will be discussed. The obtained results will provide valuable reference for the skin microflora of fish. This study will be useful in understanding the interaction between host and microflora and giving new insights into healthy farming industry of turbot.

鱼类体表生存着大量的微生物，体表菌群的稳定对鱼类健康意义重大。大菱鲆是我国最具代表性的海水养殖鱼类之一，其体表菌群的研究几乎空白。本项目应用16S/18S rDNA高通量测序，结合流式细胞术和Biolog方法，研究不同生境条件下大菱鲆体表微生物数量、群落构成以及碳源代谢特征的差异，经多变量聚类和相关性分析，解析水体菌群和水体理化特征对大菱鲆体表菌群结构的影响水平；应用PCR-DGGE和经典生态学方法，研究循环水养殖系统中大菱鲆体表菌群的定植过程与演替规律；应用宏基因组技术，建立健康大菱鲆体表菌群功能基因分析平台，通过菌群功能基因预测，分析其合成的活性物质类型，探究体表菌群的生理生态学功能。本项目将全面解析鱼类体表微生态环境，为理解宿主与菌群的互作关系奠定基础，对大菱鲆的健康养殖具有重要的理论和实践意义。

鱼类体表生存着大量的微生物，体表菌群的稳定对鱼类健康意义重大。大菱鲆是我国最具代表性的海水养殖鱼类之一，其体表菌群的研究几乎空白。利用新型染料结合经典生态学方法明确了大菱鲆体表微生物数量和活菌水平；利用Biolog-Eco方法获得了体表微生物碳代谢指纹图谱，明确了其碳源代谢特征。进而，通过优化海水鱼体表微生物样品富集、裂解、杂蛋白脱除等方法，建立了海水鱼类体表微生物基因组DNA的高效提取技术；基于高通量测序、聚类分析、群体差异分析等方法，解答了大菱鲆体表菌群结构特征、来源及其同环境菌群关联性；查明大菱鲆体表菌群虽主要来源于养殖水体和肠道固有菌群，但存在显著差异，发现其体表微生态环境对外源微生物具有明显的定向吸附或筛选作用。开展了工厂化循环水系统中大菱鲆体表菌群定植与更替规律研究；构建了循环水养殖实验系统中大菱鲆体表正常菌群宏基因组分析数据库，发现大菱鲆体表菌群Two-component system代谢通路活跃，且积极参与菌群的分类构成和结构稳定。除完成上述工作外，在本项目的支持下，课题组相继开展了大菱鲆体表可培养微生物数量和养殖密度关联性，养殖密度对大菱鲆体表、粘液、鳃等组织和样本的应激、代谢、免疫水平影响研究，发现拥挤胁迫是影响大菱鲆体表微生态环境和自身生理状态的关键影响因子。项目成果有助于理解大菱鲆体表菌群的生理生态学结构与功能，对大菱鲆的健康养殖具有重要的理论和实践意义。