投喂冰鲜杂鱼和配合饲料对钝...肠道结构及菌群多样性的影响_徐晓莹.pdf
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1、第 38 卷第 2 期大连海洋大学学报Vol38 No22 0 2 3 年 4 月JOUNAL OF DALIAN OCEAN UNIVESITYApr 2 0 2 3DOI:1016535/jcnkidlhyxb2022-211文章编号:2095-1388(2023)02-0217-06投喂冰鲜杂鱼和配合饲料对钝吻黄盖鲽生长性能、肠道结构及菌群多样性的影响徐晓莹1,王鹤1,李秀梅2,赵延宁1,张宁2,史文凯1,刘蓬1*(1.烟台市海洋经济研究院,山东 烟台 264006;2.烟台宗哲海洋科技有限公司,山东 烟台 265617)摘要:为研究冰鲜杂鱼和配合饲料对钝吻黄盖鲽(Pseudopleur
2、onectes yokohamae)生长及肠道健康的影响,以同一批培育的钝吻黄盖鲽幼鱼(体长为 10.16 cm0.06 cm)为研究对象,经 42 d 的投喂试验,采用体尺性状测量、肠道组织石蜡切片制作和高通量测序等方法,研究了冰鲜杂鱼(FF 组)、配合饲料(CF 组)及二者混合投喂(MF 组)对钝吻黄盖鲽生长性能、肠道结构和肠道菌群的影响。结果表明:与配合饲料组相比,冰鲜杂鱼组幼鱼的增重率、特定生长率显著提高(P0.05),饲料系数显著降低(P0.05);幼鱼肠道及其菌群结构分析显示,投喂冰鲜杂鱼能显著提高幼鱼肠道绒毛长度和基层厚度(P0.05),提高幼鱼肠道菌群多样性,并促进红杆菌科等有
3、益菌在肠道中的分布;混合投喂组各项指标介于冰鲜杂鱼组与配合饲料组之间。研究表明,在钝吻黄盖鲽的养殖过程中,可在配合饲料中适量添加红杆菌科的有益菌以促进钝吻黄盖鲽的生长和营养吸收,而钝吻黄盖鲽人工配合饲料的配方还应进一步优化,以提高其市场优势。关键词:钝吻黄盖鲽;生长性能;肠道结构;肠道菌群;配合饲料;冰鲜杂鱼中图分类号:S 963.7;Q 938.8文献标志码:A钝吻黄盖鲽(Pseudopleuronectes yokohamae)隶属于鲽形目(Pleuronectiformes)鲽科(Pleruonecti-da)黄盖鲽属(Pseudopleuronectes)1,主要分布于太平洋西部近海,
4、多产于中国的黄海和渤海,是北温带浅海冷水底栖鱼类2。其肉质细嫩、食性温和、适应性强并喜好集群3,是黄海、渤海地区拖网作业的重要对象及理想的增殖对象4。近年来,随着中国海水养殖业的迅速发展,钝吻黄盖鲽的集约化养殖不断扩大。钝吻黄盖鲽养殖过程中使用的饲料主要有冰鲜杂鱼和配合饲料。随着水产绿色健康养殖“五大行动”中“配合饲料替代幼杂鱼行动”的不断推广,养殖饵料已经开始逐渐向人工配合饲料转变。目前,关于冰鲜杂鱼和配合饲料的饲喂对比研究已在大菱鲆(Scoph-thalmus maximus)、大黄鱼(Larmichthys crocea)、大口黑鲈(Micropterus salmoides)和斜带石斑
5、鱼(Epinephelus coioides)等各种经济鱼类中相继开展,主要涉及生长性能、肌肉营养成分、免疫功能和肠道微生物结构等方面5-8,但在钝吻黄盖鲽的相关研究中未见报道。不同饲料对鱼类肠道健康状况和菌群组成影响较大,如摄食配合饲料和冰鲜杂鱼的大口黑鲈肠道菌群多样性不同9,摄食植物和海洋动物的虹鳟(Oncorhynchus mykiss)肠道内优势菌群不同10。本研究中,通过高通量测序等方法,对投喂不同饲料的钝吻黄盖鲽进行了生长性能、肠道结构及肠道菌群分析,从其宏观生长及微观结构、肠道菌群等方面探索了钝吻黄盖鲽的营养需求,以期为其饲料的合理配制提供科学参考。1材料与方法1.1材料试验用钝
6、吻黄盖鲽为烟台宗哲海洋科技有限公司自繁自育的健康鱼苗,体长为(10.160.06)cm。配合饲料为赛格林仔稚鱼育苗专用饲料,其常规营养成分为粗蛋白质 52%、粗脂肪 8%、粗灰分17%、粗纤维 8%和水分 12%;冰鲜杂鱼捕捞自烟台沿海,其常规营养成分为粗蛋白质 21%、粗脂肪 3%、粗灰分 4%和水分 66%(均为质量分数)。收稿日期:2022-07-04基金项目:山东省现代农业产业技术体系项目(SDAIT-12-10)作者简介:徐晓莹(1990),女,工程师。E-mail:xiaoyingxu810052 通信作者:刘蓬(1972),男,高级工程师。E-mail:13562537477 1
7、.2方法1.2.1试验设计选取健康且规格整齐的钝吻黄盖鲽 270 尾,随机分为配合饲料投喂组(CF)、冰鲜杂鱼与配合饲料混合投喂组(MF)及冰鲜杂鱼投喂组(FF)。每组设置 3 个重复,每个重复 30尾鱼,分别放入 126 L 的塑料箱中养殖,水温为(151),盐度为 2430。为保证水质,每天定时更换鱼箱中 20%的水量。试验期间,每天 7:30和 16:30 各投喂一次,混合投喂组上午投喂配合饲料,下午投喂冰鲜杂鱼,冰鲜杂鱼经过粉碎后,每次投饵量为鱼体质量的 3%,配合饲料每次投饵量为鱼体质量的 1%。养殖试验共进行 42 d。1.2.2生长性能指标的测定在试验的第 0、14、28、42
8、天时分别称量鱼体质量,第 42 天时测量鱼体长,每天记录各组鱼的摄食量。称量前停食24 h,分别从各组随机取 10 尾鱼进行测量。试验结束后,计算各组鱼的增重率(GBW,%)、特定生长率(SG,%/d)、饲料系数(FC)和肥满度(FC,g/cm3)。计算公式为GBW=(WtW0)/W0100%,(1)SG=(lnWtlnW0)/t100%,(2)FC=F/(WtW0),(3)FC=Wt/L3100。(4)其中:W0、Wt分别为试验鱼初始体质量(g)和终末体质量(g);t 为试验时间(d);F 为养殖周期内的摄食量(g);L 为试验结束时的鱼体长(cm)。1.2.3肠道结构观察养殖试验结束后停食
9、 24 h,从各组随机取 3 尾鱼,解剖取其肠道,并立即浸入体积分数为 4%的多聚甲醛固定液中固定。肠道组织石蜡切片由生工生物工程(上海)股份有限公司制作。后肠组织在固定液中固定 24 h 后,用体积分数为 70%的乙醇溶液反复冲洗,用叔丁醇脱水,浸蜡包埋,再用冷冻切片机连续切片(厚度6 m),HE 染色。肠道切片在显微镜下观察拍照,并测量绒毛长度、绒毛宽度和基层厚度等指标。1.2.4肠道 DNA 提取与 PC 扩增养殖试验结束后,分别从各组随机取 9 尾鱼,无菌条件下解剖取出完整肠道,每 3 尾鱼的肠道内容物作为 1 个混合样品置入冻存管中,将 3 个混合样品用液氮速冻后保存待测。肠道样品基
10、因组 DNA 的提取和测序由生工生物工程(上海)股份有限公司完成。将提取的肠道微生物总 DNA 用 341F(5 CCTAC-GGGNGGCWGCAG 3)和 805(5 GACTACH-VGGGTATCTAATCC 3)特定引物扩增16S rDNA的V3+V4 区,构建测序文库后在 Illumina 平台完成测序。1.2.5肠道菌群生物信息学分析下机数据使用FLASH 1.2.711、QIIME 1.7.011 对样品原始数据(raw reads)进行拼接、过滤及质控,去除嵌合体后获 得 有 效 数 据(effective tags)。应 用 Uparse7.0.1001 软件12 在 97
11、%的一致性水平上对样品所有 effective tags 进行聚类分析,获得 OTUs。基于可操作 性 分 类 单 元 OTUs 计 算 Chao1、Shannon、Simpson 和 ACE 指数,并进行 Alpha 多样性分析。1.3数据处理试验数据均以平均值标准差(meanS.D.)表示。采用 SPSS 19.0 软件进行单因素方差分析,采用 Duncan 法进行组间多重比较。显著性水平设为 0.05,极显著性水平设为 0.01。2结果与分析2.1不同饲料组钝吻黄盖鲽的生长性能从表 1 可见:与冰鲜杂鱼组相比,配合饲料组钝吻黄盖蝶增重率、特定生长率显著降低(P 0.05),肥满度变化不大
12、(P0.05);混合投喂组鱼体的增重率、特定生长率及肥满度等指标均高于配合饲料组,但低于冰鲜杂鱼组(P0.05);以湿物质为基础的饲料系数表现为冰鲜杂鱼组显著高于配合饲料组(P0.05),而以干物质为基础的饲料系数则表现为配合饲料组显著高于冰鲜杂鱼组(P0.05)。2.2不同饲料组钝吻黄盖鲽的肠道结构钝吻黄盖鲽肠道黏膜形态如图 1 所示,不同饲料影响了钝吻黄盖鲽肠道组织形态,冰鲜杂鱼组绒毛相对致密且高度较高,排列整齐,配合饲料组及混合投喂组的绒毛稀疏且高度较低。从表 2 可见,冰鲜杂鱼组钝吻黄盖鲽肠道的绒图 1钝吻黄盖鲽后肠黏膜形态Fig.1Mucosal morphology in dist
13、al intestine of Pleu-ronectes yokohama812大连海洋大学学报第 38 卷表 1各组钝吻黄盖鲽的生长性能Tab.1Growth of Pleuronectes yokohama in each group组别group初体质量/ginitial bodyweight末体质量/gfinal bodyweight增重率/%body weightgain特定生长率/(%d1)specific growth rate饲料系数(湿物质)food conversionratio(wet matter)饲料系数(干物质)food conversionratio(dry m
14、atter)肥满度/(gcm3)condition factorCF13.720.4022.381.27b64.8510.00b1.180.15b1.540.01c1.360.01a1.440.14MF13.970.8524.441.43a76.257.36ab1.340.09ab2.440.03b1.170.03b1.450.13FF13.691.0725.820.73a90.7811.39a1.530.15a3.140.05a1.070.05b1.550.08注:同列中标有不同字母者表示组间有显著性差异(P0.05),标有相同字母者表示组间无显著性差异(P0.05),下同。Note:The
15、 means with different letters within the same column are significantly different in the groups at the 0.05 probability level,and the means withthe same letters within the same column are not significant differences,et sequentia表 2各组肠道黏膜形态参数Tab.2Morphological parameters of intestinal mucosa ineach gr
16、oupm组别group绒毛长度villus length绒毛宽度villus width基层厚度muscular thicknessCF410.9253.39b176.3532.0941.402.30bMF422.5654.04b178.8624.9046.403.85bFF610.2362.75a205.6360.2169.607.33a毛长度和基层厚度显著高于配合饲料组和混合投喂组(P0.05),配合饲料组最低;3 组间绒毛宽度无显著性差异(P0.05)。2.3钝吻黄盖鲽肠道菌群的多样性对 MiSeg 测序原始数据处理后,3 组样品共产生 157 646 条优化序列,有效序列数为 49 3
17、31 56 251条。从图 2 可见,3 组钝吻黄盖鲽肠道样品产生的 OTUs 数目为 429 483 个,3 组共有 OTUs为 107 个,CF、MF 和 FF 组特有 OTUs 分别为 234、225 和 269 个。图 2各组肠道微生物分类 Venn 图Fig.2Venn diagram of intestinal microbiome in eachgroup对 3 组钝吻黄盖鲽的 Alpha 多样性进行分析,结果如表 3 所示,3 组钝吻黄盖鲽肠道菌群的Chao1 和 ACE 指数依次为 FF 组CF 组MF 组,说明冰鲜杂鱼组鱼肠道菌群的物种丰富度最高,混合投喂组物种丰富度最低;
18、混合投喂组鱼肠道菌群的Shannon 指数最小,Simpson 指数最大,说明其多样性较低,其余 2 组肠道菌群多样性基本相似。表 3各组肠道菌群多样性指数Tab.3Diversity index of intestinal flora in each group组别groupOUT总数totalOTUsACE指数ACEindexShannon指数ShannonindexChao1指数Chao1indexSimpson指数SimpsonindexCF445448.634.14449.70.07MF429430.183.97431.00.08FF483483.284.12483.30.072.4
19、钝吻黄盖鲽肠道菌群的结构组成在门水平上,钝吻黄盖鲽肠道微生物中丰度排列前 10 的菌群如图 3 所示,冰鲜杂鱼和配合饲料对钝吻黄盖鲽肠道优势菌门的相对丰度影响不同,3 组鱼肠道主要菌群均为变形菌门(Proteobacte-ria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Fir-micutes)和异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Ther-mus)等,随饲料中冰鲜杂鱼比例的增高,钝吻黄盖鲽肠道菌群中变形菌门相对丰度增大,而厚壁菌图 3钝吻黄盖鲽肠道门水平上的物种相对丰度Fig.3Bacterial communities in intestinal flora of Pl
20、eu-ronectes yokohama at the phylum level912第 2 期 徐晓莹,等:投喂冰鲜杂鱼和配合饲料对钝吻黄盖鲽生长性能、肠道结构及菌群多样性的影响门相对丰度则降低。在属水平上,钝吻黄盖鲽肠道菌群中相对丰度较高的 10 个主要菌群如表 4 所示,3 组鱼肠道的优势菌群均为微杆菌属(Microbacterium),其中,配合饲料组的次优势菌群为巨型球菌属(Macro-coccus)和异常球菌属(Deinococcus),混合投喂组的次优势菌群为巨型球菌属(Macrococcus)和发光杆菌属(Photobacterium),冰鲜杂鱼组的次优势菌群为红杆菌科未分类菌
21、群 unclassified_ hodobacter-aceae 和巨型球菌属(Macrococcus)。表 4各组钝吻黄盖鲽肠道菌群优势度最高的 10 个属Tab.4Top ten genera of bacterial communities in intestinal flora of Pleuronectes yokohama in each groupCF 组 group CFMF 组 group MFFF 组 group FF菌种strain species相对丰度/%relativeabundance菌种strain species相对丰度/%relativeabundance菌
22、种strain species相对丰度/%relativeabundance未知菌群 other29.41未知菌群 other24.96未知菌群 other24.49微杆菌属(Microbacterium)20.66微杆菌属(Microbacterium)22.72微杆菌属(Microbacterium)21.69巨型球菌属(Macrococcus)14.77巨型球菌属(Macrococcus)11.07红杆菌科未分类 unclassified_hodobacteraceae8.60异常球菌属(Deinococcus)6.60发光杆菌属(Photobacterium)7.15巨型球菌属(Mac
23、rococcus)8.48不动杆菌属(Acinetobacter)3.89异常球菌属(Deinococcus)5.99异常球菌属(Deinococcus)5.20紫色杆菌属(Janthinobacterium)3.85紫色杆菌属(Janthinobacterium)3.82不动杆菌属(Acinetobacter)3.18细菌未分类 unclassified_bacteria2.71不动杆菌属(Acinetobacter)3.78紫色杆菌属(Janthinobacterium)3.10鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)2.61博斯氏菌属(Bosea)3.68发光杆菌属(Photobacte
24、rium)3.09博斯氏菌属(Bosea)2.43细菌未分类 unclassified_bacteria2.68希瓦氏菌属(Shewanella)2.45乳球菌属(Lactococcus)2.37鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)1.93弧菌属(Vibrio)2.443讨论3.1不同饲料对钝吻黄盖鲽生长的影响集约化养殖鱼类的营养取决于饲料,饲料的质量决定了养殖鱼类的生长发育情况。本研究中,冰鲜杂鱼组钝吻黄盖鲽的特定生长率分别比配合饲料组和混合投喂组提高了 29.66%和 14.18%,说明冰鲜杂鱼更能促进钝吻黄盖鲽的生长,这与佟伟等13 对大菱鲆、丛林梅等14 对珍珠龙胆石斑鱼(Epin
25、ephelus fuscoguttatusE.lanceolatus)、牛行健等7 对斜带石斑鱼及朱择敏等15 对大口黑鲈的研究结果一致。人工配合饲料虽营养丰富,但与天然饵料在营养成分、适口性等方面仍存在较大差异。本研究中,钝吻黄盖鲽对人工配合饲料还未形成很好的适应性,因而影响了养殖鱼体的生长速度。就饲料系数而言,虽然冰鲜杂鱼组的湿物质饲料系数比配合饲料组增加了 2 倍,但因冰鲜杂鱼水分含量较高,通过计算干物质量饲料系数发现,冰鲜杂鱼组的干物质量饲料系数比配合饲料组更低,加之冰鲜杂鱼的价格优势,配合饲料还应进一步改善质量以提升其饲料利用率,增加市场优势。3.2不同饲料对钝吻黄盖鲽肠道结构的影响
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