草鱼混养系统细菌数量变动与区系组成研究

论文摘要

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环境和鱼肠道内微生物群落组成及其多样性,不仅可以及时监测系统中细菌动态变化,对于草鱼病害的防治也具有十分重要的理论和实际意义。鉴于此,本研究综合利用平板菌落计数、荧光显微镜技术、16S rDNA序列分析、Biolog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、底泥以及鱼类肠道内的细菌组成、数量变化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.草鱼混养系统环境中细菌数量变动与区系组成研究于2009年5月至10月对草鱼、鲢（Hypophythalmichthys molitrix ）和鲤鱼（Cyprinus carpio）不同混养系统水体、底泥以及草鱼肠道内异养菌数量变化和区系组成进行了研究。结果表明,四个模式的水体中异养菌数和弧菌数在8月达到峰值,而底泥中异养菌数和弧菌数则在9月份达到峰值。不同模式比较,草鱼、鲢和鲤鱼混养系统中水体和底泥中异养菌总数要显著高于其它模式（p<0.05）,而草鱼、鲤鱼混养和草鱼单养系统中水体、底泥和草鱼肠道内弧菌数则显著高于其它模式（p<0.05）。水体理化因子对环境中异养菌总数变化有影响,其中以无机氮的影响最大。对分离纯化的菌株进行16S rDNA序列分析,水体中分离出40个属,底泥中32个属。不同模式之间比较,以草鱼、鲢和鲤鱼三元混养系统中弧菌比例最低,其水体和底泥中微生物群落的Shannon-wiener’s多样性指数显著高于其它模式（p<0.05）。2.草鱼混养系统鱼肠道中细菌数量变动和区系组成研究2009年6月至10月对不同混养系统草鱼、鲢和鲤鱼肠道内异养菌数量变化和区系组成进行了研究。结果表明,草鱼、鲢和鲤鱼肠道异养菌弧菌数均呈随时间的推移而增加的趋势。草鱼单养模式中草鱼肠道内异养菌总数要显著高于其它三个模式（p<0.05）,草鱼、鲢和鲤鱼三元混养系统中鲢肠道内异养菌显著高于草鱼和鲢二元混养模式（p<0.05）,而草鱼和鲤鱼二元混养模式中鲤鱼肠道内异养菌数高于三元混养模式（p<0.05）。草鱼、鲢和鲤鱼三元混养系统中草鱼、鲢和鲤鱼肠道内弧菌数则显著低于其它模式（p<0.05）。对从各模式肠道分离出的菌株进行16S rDNA序列分析,草鱼、鲢和鲤鱼肠道分别分离出27,24和17个属。不同模式之间比较,以草鱼、鲢和鲤鱼三元混养系统中弧菌比例最低,草鱼肠道群落的Shannon-wiener’s多样性指数显著高于其它模式（p<0.05）。3.草鱼混养系统细菌数量变动和群落功能多样性研究2010年6月至10月对草鱼（Ctenopharyngodon idellus）混养系统水体、底泥以及肠道内的细菌数量变化和细菌群落功能多样性进行了研究。结果表明,三个模式的水体中异养菌数和总菌数随月份呈现先下降后上升的趋势,而底泥中异养菌数和总菌数则表现为先升高后降低再上升的趋势。草鱼、鲢（Hypophythalmichthys molitrix）和鲤鱼（Cyprinus carpio）肠道内异养菌变化趋势与底泥相似。不同模式比较,草鱼、鲢和鲤鱼混养系统（GSC）中水体和底泥中异养菌数和总菌数要显著高于其它模式（p<0.05）,草鱼单养模式（G）中草鱼肠道内异养菌总数显著高于其它模式（p<0.05）。水体理化因子对环境中异养菌总数变化有影响,其中以无机氮的影响最大。Biolog生态板实验结果显示,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。随着养殖时间延长,GSC模式中细菌功能多性性和代谢活性均显著高于其它模式（p<0.05）。最后,对PCR-DGGE条带主成分分析（PCA）发现,随着养殖时间的延长,整个养殖系统中细菌群落组成多样性有增加的趋势,其中两个混养模式组成多样性要高于单养模式。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 1 文献综述
• 1.1 水产养殖环境微生物生态学研究
• 1.1.1 微生物生态学研究现状
• 1.1.2 微生物生态学（Microbial ecology）的概念
• 1.1.3 微生物在养殖生态系统的地位
• 1.1.4 微生物在元素循环中的作用
• 1.2 微生物生态学的研究方法
• 1.2.1 传统微生物生态学研究方法
• 1.2.2 现代微生物生态学研究方法
• 1.3 本研究立题依据和主要研究内容
• 1.3.1 立题依据
• 1.3.2 主要研究内容
• 参考文献
• 2 草鱼混养系统环境中细菌数量变动与区系组成研究
• 2.1 材料方法
• 2.1.1 采样池塘
• 2.1.2 培养基
• 2.1.3 样品采集
• 2.1.4 细菌的计数
• 2.1.5 异养菌的分离和保藏
• 2.1.6 细菌鉴定
• 2.1.7 细菌多样性指数的计算
• 2.1.8 分析方法
• 2.2 结果
• 2.2.1 水体和底泥中异养菌和弧菌数量变动
• 2.2.2 异养菌数量与理化因子相关性
• 2.2.3 水体和底泥中异养菌组成
• 2.2.4 香侬多样性指数
• 2.3 讨论
• 2.3.1 水体和底泥中异养菌数量的变化
• 2.3.2 水体和底泥菌群异养菌组成
• 2.3.3 香侬多样性指数
• 参考文献
• 3 草鱼混养系统鱼类肠道细菌数量变动和区系组成研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 采样池塘和围隔
• 3.1.2 不同模式各种鱼的放养量和收获规格
• 3.1.3 培养基
• 3.1.4 样品采集和处理
• 3.1.5 细菌计数
• 3.1.6 异养菌分离和保藏
• 3.1.7 细菌鉴定
• 3.1.8 细菌多样性指数计算
• 3.2 结果
• 3.2.1 草鱼、鲢和鲤鱼肠道异养菌和弧菌数量变动
• 3.2.2 草鱼、鲢和鲤鱼肠道异养菌组成
• 3.2.3 草鱼肠道菌群香侬多样性指数
• 3.3 讨论
• 3.3.1 草鱼、鲢和鲤鱼肠道中异养菌组成
• 3.3.2 不同模式对病原菌组成及致病性的影响
• 参考文献
• 4 草鱼混养系统细菌数量变动和群落功能多样性研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 采样池塘与各种鱼放养量
• 4.1.2 样品采集与处理
• 4.1.3 AODC 计数
• 4.1.4 Biolog
• 4.1.5 PCR-DGGE
• 4.2 结果
• 4.2.1 水体、底泥和肠道中异养菌和总菌数量变动
• 4.2.2 水体和底泥中异养菌总数与理化因子相关性
• 4.2.3 不同模式细菌功能多样性
• 4.2.4 DGGE 图谱
• 4.3 讨论
• 4.3.1 水体、底泥和肠道中异养菌和总菌数量变动
• 4.3.2 不同模式细菌群落功能多样性对比
• 4.3.3 不同模式DGGE 图谱分析
• 参考文献
• 5 附录
• 6 致谢
• 7 个人简历