草鱼混养系统菌群结构与功能多样性的研究
草鱼(Ctenopharyngodon idellus)是我国淡水经济鱼类最负盛名的“四大家鱼”之一,因其食性简单、饵料来源广泛、产量高等特点常被放养于池塘、湖泊、水库中,在我国淡水养殖中占有重要地位。不同种类混养是草鱼池塘养殖的传统养殖方式之一,然而关于草鱼混养生态系统的结构和功能却缺少的系统的理论解析。微生物是生态系统的重要组成部分,在养殖生态系统的物质循环和能量流动中发挥着巨大作用。它既是生产者能,可以利用光能或简单的无机物生产有机物质,构建细胞,又是消费者、分解者和储存者,是生态系统中物质循环和能量转换的主要推动者。因此,系统研究草鱼混养系统中微生物群落组成和功能,具有十分重要的理论和实际意义。鉴于此,本研究综合利用传统的培养分离方法、荧光原位杂交技术、Biolog-Fco微平板分析法、变性梯度凝胶电泳(DGGE)等方法,分别对草鱼不同混养系统中水体、底泥功能菌群的数量变化、细菌组成、以及群落功能多样性进行了研究,以期为不同草鱼混养模式的结构优化提供理论依据。主要研究结果如下: 1.草鱼混养系统参与生源要素循环的菌群数量变动研究 于2011年5月20日至10月15日对草鱼、鲢(Hypophythalmichysmolitrix)和鲤鱼(Cyprinus carpiD)不同混养系统水体、底泥参与碳、氮、磷等生源要素循环的相关微生物的数量变化进行了研究。结果表明,(1)养殖池塘细菌代谢含碳有机物中分解淀粉的细菌数量高于分解纤维素的细菌,水体中参与分解含碳有机化合物(淀粉、纤维素)的细菌数量总体上是要低于底泥中的细菌数量;(2)在氮循环方面,水体中反硝化细菌的数量比硝化细菌、亚硝化细菌的数量低一个数量级;(3)在磷循环方面,水体和底泥中代谢有机磷和无机磷的细菌数量差别不大,都是在八月份的数量较高,水体中参与磷循环(分解有机磷和无机磷)的细菌数量总体上是要高于于底泥中的细菌数量。 2.草鱼混养系统细菌数量变动和微生物群落功能多样性的研究 于2011年5月20日至10月15日对淡水集约化养殖池塘水体和泥样进行了调查,研究了草鱼、鲢和鲤鱼5种不同混养系统水体、底泥中的异养菌、弧菌的变化情况,并利用Biolog ECO微板对水体和底泥的微生物群落代谢变化进行了探讨。结果表明,养殖过程中水体和底泥异养细菌、弧菌的数量波动性较大。在各养殖模式下,水体中异养菌数量的变化趋势有所差异,底泥中异养菌数量的变化趋势基本一致,总体呈下降趋势。草鱼单养模式水体中弧菌数量的变化趋势与其它处理有所不同,在后期则显著高于其它处理。底泥中各处理组弧菌数量的变化趋势基本一致,在七月份达到峰值。Biolog生态板研究结果显示,不同模式环境中细菌群落对碳源利用以及细菌群落多样性均存在差异。水体中,草鱼和鲢鱼混养系统(GS),草鱼、鲢鱼和鲤鱼混养系统(GSC1、GSC2)的微生物群落代谢活性显著低于草鱼单养(G)、草鱼和鲤鱼(GC)组(p＜0.05)。底泥中,三元混养模式的微生物群落代谢活性要高于一元模式和二元模式。水体中草鱼单养组的shannon指数和McIntosh(U)都显著高于GS、GSC1、GSC2组,底泥中GSC2组的shannon指数和McIntosh(U)的数值最大。 3.草鱼混养系统微生物群落组成的研究 于2011年5月20日至10月15日利用PCR-DGGE技术对草鱼、鲢和鲤鱼不同混养系统底泥中的优势菌群进行了调查研究,在养殖的前期、后期、末期,水体与底泥的DGGE凝胶图谱中分别切下17条位置不同的条带,这些条带均为不可培养的细菌。其中水体10月份的草鱼、鲢鱼和鲤鱼混养系统(GSC1、GSC2)的细菌群落条带数最少。研究结果表明:草鱼养殖池塘水体中的优势菌群分属4个门:放线菌门(Actinobacteria)、α-变形菌门(Alpha-Proteobacteria),拟杆菌门(Bacteroidetes),蓝藻门(Cyanobacteria)。基于各月份DGGE条带数目和相对光密度,对各个月份样品的细菌群落多样性进行UPGMA聚类分析,结果表明,十月份的G组、GS组细菌群落多样性具有较高的相似性,优先聚为一支。 底泥中优势菌群分属5个门:放线菌门(Actinobacteria),绿弯菌门(Chloroflexi),拟杆菌门(Bacteroidetes),γ-变形菌(Gamma-Proteobacteria),α-变形菌门(Alpha-Proteobacteria)。不同养殖模式中的优势菌群的相对数量随着养殖时间的变化而改变,对各养殖月份DGGE条带数目和亮度进行UPGMA聚类分析,结果表明在养殖中期,草鱼养殖池塘不同模式的微生物群落结构的相似性较高,其中GSC1和GSC2组的细菌群落多样性的相似性最高。
草鱼;混养系统;菌群结构;功能多样性
中国海洋大学
硕士
水生生物学
田相利
2012
中文
S965.112
82
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）