李 雯 張明清 賴星星 張翠萍 覃偉健 楊金霖 朱雅婷 舒 琥

兩種混養(yǎng)方式對異枝江蘺()生長性能、表面附生細(xì)菌群落及抗生素抗性基因的影響*

李 雯 張明清 賴星星 張翠萍 覃偉健 楊金霖 朱雅婷 舒 琥①

(廣州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 廣東廣州 510006)

為揭示“魚-藻”和“魚-蝦-藻”混養(yǎng)對異枝江蘺()生長性能、表面附生細(xì)菌群落和抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)的影響, 闡明異枝江蘺表面附生細(xì)菌群落與生長性能、ARGs之間的關(guān)系, 利用16S rDNA高通量測序技術(shù)和Real-time qPCR技術(shù)分析了異枝江蘺表面附生細(xì)菌群落和ARGs的組成與差異, 冗余分析(RDA)探討細(xì)菌群落與生長性能、ARGs之間的關(guān)聯(lián)。結(jié)果表明: (1) “魚-蝦-藻”混養(yǎng)會促進(jìn)異枝江蘺的生長性能, 增加表面附生細(xì)菌群落的多樣性。(2) 異枝江蘺表面附生細(xì)菌群落主要屬于變形菌門、藍(lán)藻門、浮霉菌門和擬桿菌門, 不同混養(yǎng)方式中優(yōu)勢菌屬組成不同, “魚-蝦-藻”混養(yǎng)優(yōu)勢菌屬多樣性較高。(3) “魚-蝦-藻”混養(yǎng)的異枝江蘺ARGs/MGEs的相對豐度大多高于“魚-藻”混養(yǎng)。(4) RDA分析表明, 生長性能主要與、等顯著相關(guān), ARGs/MGEs主要與、、_PCC-7319等顯著相關(guān)?！棒~-蝦-藻”混養(yǎng)能夠增強異枝江蘺的生長性能, 提高異枝江蘺表面附生細(xì)菌群落的多樣性。但“魚-蝦-藻”混養(yǎng)能夠增加異枝江蘺ARGs/MGEs的相對豐度, 存在一定的生態(tài)風(fēng)險。因此, 在注重經(jīng)濟效益的同時也要關(guān)注可能存在的對人類健康的危害。研究結(jié)果將有助于海水養(yǎng)殖環(huán)境的優(yōu)化, 為大型海藻在海水養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用與推廣提供理論基礎(chǔ)。

混養(yǎng); 異枝江蘺(); 細(xì)菌群落; 抗生素抗性基因

水產(chǎn)養(yǎng)殖被認(rèn)為是向人類提供可食用蛋白質(zhì)的主要來源之一。隨著經(jīng)濟的發(fā)展, 人們生活水平日益提高, 對優(yōu)質(zhì)蛋白的需求越來越大, 水產(chǎn)品養(yǎng)殖產(chǎn)量也在不斷增長(阮思甜, 2021)。目前, 中國已經(jīng)成為世界上水產(chǎn)品養(yǎng)殖規(guī)模最大、水產(chǎn)品消費市場最大的國家(李永濤, 2021)。為了進(jìn)一步提高養(yǎng)殖產(chǎn)量, 滿足市場不斷增長的需要, 高密度、集約化養(yǎng)殖成為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展方向, 這也造成了養(yǎng)殖水體富營養(yǎng)化、養(yǎng)殖環(huán)境日益惡化、病害頻發(fā)等問題(陳聰聰?shù)? 2021)。為減少養(yǎng)殖損失及降低養(yǎng)殖成本, 抗生素被大量投入使用(甘華田, 2019)。但水產(chǎn)養(yǎng)殖中抗生素類藥物的使用會帶來很多不利影響, 如抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)與耐藥菌株的產(chǎn)生(金明蘭等, 2019)、水產(chǎn)品中抗生素藥物殘留、破壞微生態(tài)平衡以及污染水源等(肖倩, 2020; 包櫻鈺等, 2021)。其中, 養(yǎng)殖環(huán)境中ARGs增多引起的抗生素耐藥性是當(dāng)前面臨的一個重大挑戰(zhàn)。ARGs使細(xì)菌能夠耐受更高濃度的抗生素, 可在環(huán)境中傳播(朱光平等, 2020)且較難清除。研究表明, 水產(chǎn)養(yǎng)殖中抗生素的殘留與ARGs的產(chǎn)生和傳播息息相關(guān)(余軍楠, 2020)。ARGs還可以利用整合子、轉(zhuǎn)座子和質(zhì)粒等可移動遺傳元件(mobile genetic elements, MGEs), 通過水平基因轉(zhuǎn)移(horizontal gene transfer, HGT)等方式在人、動物和環(huán)境中循環(huán)傳播,最終危害人類健康(遲小惠等, 2019; 劉艷英, 2020)。

水產(chǎn)健康養(yǎng)殖是一個復(fù)雜的多尺度問題, 涉及養(yǎng)殖活動及其與環(huán)境直接和間接的相互作用(Edwards, 2015)。目前, 世界范圍內(nèi)關(guān)于有利于水產(chǎn)養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展的生產(chǎn)設(shè)施和管理方法備受關(guān)注(Buck, 2018)。大型海藻能夠通過光合作用等途徑改善和凈化養(yǎng)殖水質(zhì), 且操作便利, 是一種具有潛力的生物修復(fù)技術(shù)(Kang, 2008; 王春華, 2020)。研究表明, 曲褶剛毛藻()可顯著降低對蝦養(yǎng)殖尾水中的氨態(tài)氮和硝酸態(tài)氮的含量(廖秀睿等, 2021), 類似的結(jié)果在關(guān)于芋根江蘺和龍須菜的研究中也有報道(秦文娟等, 2017; 吳翔宇等, 2021)。龍須菜還被證實具有極強的重金屬富集能力, 從而對水體重金屬污染具有一定的生物修復(fù)作用(羅洪添, 2019)。此外, 海藻可應(yīng)用于食品、水產(chǎn)飼料、化工原料、能源等領(lǐng)域, 具有較高的經(jīng)濟價值(王向輝等, 2021; 周偉等, 2021)。目前, 關(guān)于水產(chǎn)養(yǎng)殖對大型海藻表面細(xì)菌群落及ARGs的影響尚未見報道。

為了闡明養(yǎng)殖方式對大型海藻生長性能、表面附生細(xì)菌群落及ARGs的影響, 本研究構(gòu)建了兩種大型海藻養(yǎng)殖方式。由于異枝江蘺()在中國華南沿海分布廣泛, 適應(yīng)性強(Yang, 2015), 因此選擇其作為代表物種。利用16S rDNA高通量測序技術(shù)和Real-time qPCR技術(shù), 研究異枝江蘺表面附生細(xì)菌群落及ARGs對養(yǎng)殖方式的響應(yīng), 包括: (1) 比較不同養(yǎng)殖方式對異枝江蘺生長性能的影響; (2) 揭示不同養(yǎng)殖方式中異枝江蘺表面附生細(xì)菌群落和ARGs的組成與差異; (3) 闡明異枝江蘺表面附生細(xì)菌群落與生長性能、ARGs之間的相互關(guān)系。本研究將豐富海水養(yǎng)殖微生物生態(tài)學(xué)知識, 有助于海水養(yǎng)殖環(huán)境的優(yōu)化, 為大型海藻在海水養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用與推廣提供相關(guān)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗設(shè)計

本研究于2019年7～9月在廣東省陽江梁氏水產(chǎn)養(yǎng)殖有限公司魚苗繁育基地, 利用南美白對蝦()、異枝江蘺()構(gòu)建了兩種虎龍雜交石斑魚(♀ ×♂)生態(tài)育苗池, 即: “魚-藻”混養(yǎng)(FA; 虎龍雜交斑100尾/池, 異枝江蘺1 500 g/池)和“魚-蝦-藻”混養(yǎng)(FSA; 虎龍雜交斑100尾/池, 南美白對蝦1 000尾/池, 異枝江蘺1 500 g/池)。每個育苗池體積為19.2 m3(4 m×4 m×1.2 m), 配備獨立的進(jìn)出水系統(tǒng)。養(yǎng)殖品種的養(yǎng)殖密度與其池塘養(yǎng)殖的密度相同?；堧s交斑每天投喂兩次(8:00和19:00), 日投喂量為虎龍雜交斑體質(zhì)量的3%。

1.2 海藻生長性能測定

于養(yǎng)殖30 d和60 d時, 稱量每個育苗池中異枝江蘺的重量。生長性能包括平均增重(average weight gain, AWG)、增重率(percentage of weight gain, PW)、特定生長率(specific growth rate, SGR), 按以下公式計算:

平均增重(g)=最終體重–初始體重. (1)

增重率(%)=100×[(最終體重–初始體重)/初始體重].(2)

特定生長率(%)=100×[ln(終末體重)–ln(初始體重)]/養(yǎng)殖時間. (3)

1.3 海藻樣品采集

分別于養(yǎng)殖30 d和60 d, 采用“五點取樣法”從每個育苗池中采集適量異枝江蘺樣品, 裝入無菌采樣袋中, 液氮速凍并儲存于–80 °C冰箱中, 直到進(jìn)一步分析。

1.4 DNA提取與高通量測序

使用植物DNA小量提取試劑盒(邁寶, 中國)從異枝江蘺樣品中提取細(xì)菌總基因組DNA。使用超微量微孔板分光光度計(BioTek, 美國)對提取的DNA進(jìn)行濃度和純度測定。使用BioRad S1000 (Bio-Rad Laboratory, 美國)擴增16S rDNA高變結(jié)構(gòu)域V4和V5, 擴增引物帶有barcodes, 用以區(qū)分來自單個樣品的PCR產(chǎn)物。PCR擴增結(jié)束后, 用1.5%瓊脂糖凝膠電泳檢測16S rDNA擴增產(chǎn)物。使用Illumina MiSeq高通量測序平臺(美格, 中國)對每個樣品16S rDNA擴增產(chǎn)物進(jìn)行測序。

1.5 ARGs和MGEs檢測

使用LightCycler?480 Instrument II (Roche, 瑞士)對20個ARGs和4個MGEs進(jìn)行Real-time qPCR檢測, 即: 氨基糖苷類[,,,,,,,]、β-內(nèi)酰胺酶類(,,)、MLSB類(,)、多重耐藥類(,)、磺胺類()、四環(huán)素類(,,和)、轉(zhuǎn)座酶類(,)、整合子類(,)。用于ARGs/MGEs檢測的qPCR引物見表1。

表1 ARGs/MGEs檢測引物

Real-time qPCR反應(yīng)條件(Suzuki, 2019; Wu, 2019)。在384孔板上制備12.5 μL qPCR反應(yīng)體系, 包含6.25 μL SYBR qPCR Master Mix (諾唯贊, 中國)、4.25 μL ddH2O、0.5 μL正、反引物和1 μL模板DNA。qPCR反應(yīng)條件為: 95 °C 10 min, 95 °C 15 s, 60 °C 60 s, 40個循環(huán)。ARGs/MGEs拷貝數(shù)計算公式為10×[(31–Ct)/(10/3)], 其中31為檢測限。為了減少提取效率的差異, 將ARGs或MGEs拷貝數(shù)歸一化為16S rRNA基因拷貝(ARGs或MGEs拷貝/16S rRNA基因拷貝), 定義為相對豐度(Han, 2018)。

1.6 數(shù)據(jù)分析

使用MOTHUR 1.37.6對測序產(chǎn)生的原始序列進(jìn)行處理, 并根據(jù)97%的相似性閾值聚類可操作分類單元(OTUs)。隨后, 根據(jù)SILVA數(shù)據(jù)庫, 使用MOTHUR軟件以80%置信閾值對代表OTU進(jìn)行物種注釋。采用SPSS 20.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析, 使用Origin 9.0繪制圖表。Canoco 4.5 軟件進(jìn)行冗余分析。

2 實驗結(jié)果

2.1 生長性能

由表2可以看出, 在兩次采樣中, FSA組的異枝江蘺末均重(final weight, FW)、平均增重(average weight gain, AWG)、增重率(percentage of weight gain, PW)均顯著高于FA組(<0.05)。在30 d時, FSA組的異枝江蘺特定生長率顯著高于FS組(<0.05), 而到60 d時則無顯著差異(>0.05)。

2.2 細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)特征

如圖1a所示, 變形菌門(Proteobacteria, 42.81%～ 58.65%)、藍(lán)藻門(Cyanobacteria, 9.32%～28.10%)、浮霉菌門(Planctomycetes, 6.65%～17.46%)和擬桿菌門(Bacteroidetes, 6.86%～11.29%)是最主要的門。

圖1b進(jìn)一步揭示了屬水平(前0.5%)細(xì)菌群落的組成特征。各養(yǎng)殖方式中優(yōu)勢菌屬組成不同, 且隨養(yǎng)殖時間的增加而動態(tài)變化。_PCC-7319在整個采樣期間均占優(yōu)勢, 相對豐度分別為28.07%、23.50%、8.48%、9.90%。此外, FA-1的優(yōu)勢屬(相對豐度>2%, 下同)有7個, 分別是(2.60%)、(6.90%)、(5.55%)、(2.77%)、(2.30%)、(2.66%)和(2.63%); FSA-1的優(yōu)勢屬有9個, 分別是(2.42%)、(2.91%)、(2.26%)、(2.45%)、(2.07%)、(5.09%)、(2.08%)、(2.29%)和(2.02%); FA-2的優(yōu)勢屬有3個, 分別是(16.32%)、(7.02%)和(4.21%); FSA-2的優(yōu)勢屬有6個, 分別是(17.59%)、(2.99%)、(5.47%)、(2.95%)、(2.34%)和(4.90%)。

表2 兩種養(yǎng)殖方式中異枝江蘺的生長性能

注: FW: 末均重; AWG: 平均增重; PW: 增重率; SGR: 特定生長率; FA: “魚-藻”混養(yǎng); FSA: “魚-蝦-藻”混養(yǎng); 1: 養(yǎng)殖30 d; 2: 養(yǎng)殖60 d。下同

圖1 異枝江蘺門(a)和屬(b)水平(前0.5%)細(xì)菌群落的相對豐度

兩種養(yǎng)殖方式中異枝江蘺表面附生細(xì)菌群落的優(yōu)勢菌屬有部分重合, 但FA的優(yōu)勢菌屬比FSA的優(yōu)勢菌屬少(FA-1比FSA-1少2個優(yōu)勢屬, FA-2比FSA-2少3個優(yōu)勢屬)。而比較不同的采樣時間, 30 d時所采集的海藻中優(yōu)勢菌屬比60 d時多(FA-1比FA-2多4個優(yōu)勢屬, FSA-1比FSA-2多3個優(yōu)勢屬)?？梢? 養(yǎng)殖方式和養(yǎng)殖時長對屬水平上異枝江蘺表面附生細(xì)菌群落組成有顯著影響, FSA組異枝江蘺表面附生細(xì)菌群落多樣性大于FA組。

2.3 ARGs和MGEs的組成特征

Pruden等(2006)首次將ARGs作為一種新型的環(huán)境污染物提出, 指出ARGs對人類健康及生態(tài)環(huán)境存在潛在風(fēng)險。通過檢測異枝江蘺表面ARGs的豐度, 可以反映異枝江蘺表面附生細(xì)菌群落潛在的耐藥性。

本研究兩次采樣中FSA組(FSA-1: 9.23×10–2; FSA-2: 1.68×10–1)異枝江蘺總的ARGs相對豐度均高于FA組(FA-1: 2.68×10–2; FA-2: 4.90×10–2), 且隨著養(yǎng)殖時間的增長, 兩種養(yǎng)殖方式中總的ARGs相對豐度均有所上升。

在養(yǎng)殖30 d時, FA-1檢測的所有ARGs相對豐度均比FSA-1低(圖2, 圖3, 圖4, 圖5), 其中有13個基因[包括氨基糖苷類4個基因:,,和; β-內(nèi)酰胺酶類3個基因:,和; MLSB類2個基因:和; 多藥類1個基因:; 磺胺類1個基因:; 四環(huán)素類2個基因:和]顯著低于FSA-1 (<0.05)。在養(yǎng)殖60 d時, FA-2的β-內(nèi)酰胺酶類、MLSB類、多藥類和磺胺類ARGs相對豐度均低于FSA-2 (圖3, 圖4, 圖5)。在氨基糖苷類和四環(huán)素類檢測的12個基因中, 有6個基因[氨基糖苷類4個:,,,; 四環(huán)素類2個:,]的相對豐度在FA-2中高于FSA-2, 其中、、的相對豐度顯著高于FSA-2 (<0.05)。

圖2 氨基糖苷類抗生素抗性基因的相對豐度

注: a.; b.; c.; d.; e.; f.; g.; h.

圖3 β-內(nèi)酰胺酶類抗生素抗性基因的相對豐度

注: a.; b.; c.

ARGs常伴隨著MGEs的出現(xiàn)。如圖6所示, 兩次采樣中FSA組(FSA-1: 1.12×10–2; FSA-2: 1.30×10–2)異枝江蘺總的MGEs相對豐度均高于FA組(FA-1: 7.79×10–3; FA-2: 1.24×10–2)。在兩種養(yǎng)殖方式下, FSA組轉(zhuǎn)座酶類基因(和)相對豐度均高于FA組, 其中FSA-1中相對豐度顯著高于FA-1組(<0.05)。整合子類基因中,在FSA-1中的相對豐度高于FA-1 (>0.05), 而在FSA-2中則顯著低于FA-2 (<0.05);在FSA中的相對豐度高于FA, 但均無顯著差異(>0.05)。

圖4 MLSB (a, b)和多藥(c, d)類抗生素抗性基因的相對豐度

注: a.; b.; c.; d.

圖5 磺胺(a)和四環(huán)素(b～e)類抗生素抗性基因的相對豐度

注: a.; b.; c.; d.; e.

圖6 可移動遺傳元件[轉(zhuǎn)座酶(a, b)和整合子(c, d)]的相對豐度

注: a.; b.; c.; d.

2.4 相關(guān)性分析

細(xì)菌群落與異枝江蘺生長性能、ARGs/MGEs之間關(guān)系的RDA分析結(jié)果見圖7。結(jié)果表明特定生長率、增重率與、、、、、呈顯著正相關(guān), 而與、、、呈顯著負(fù)相關(guān)。、和與、和呈顯著正相關(guān),與、、和呈顯著正相關(guān),_PCC-7319、和等與、、、、、和呈顯著負(fù)相關(guān)。

3 討論

3.1 兩種不同混養(yǎng)方式下異枝江蘺的生長差異

已有多項研究表明, 在水產(chǎn)養(yǎng)殖中不同的養(yǎng)殖方式所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益不同(李杰等, 2012; 郭文學(xué)等, 2014), 人們也一直在探索最優(yōu)的養(yǎng)殖方式。Kang等(2021)研究表明, 刺松藻()、孔石莼()等能有效去除魚類養(yǎng)殖廢水中的氮、磷, 適合于綜合養(yǎng)殖和生物修復(fù)。Nardelli等(2019)研究表明, 用含魚類和貝類排泄物的廢水培養(yǎng)石莼(L.), 可以促進(jìn)其生長。本研究以虎龍雜交斑、南美白對蝦和大型海藻異枝江蘺為養(yǎng)殖對象, 構(gòu)建了兩種混養(yǎng)方式。FSA組異枝江蘺的末均重、平均增重、增重率均顯著高于FA組, 這可能與南美白對蝦的生物擾動有關(guān)。研究表明, 生物擾動可以促進(jìn)沉積物中營養(yǎng)物質(zhì)的釋放, 增加水體中無機營養(yǎng)鹽的含量(Nicholaus, 2019), 這可能會促進(jìn)異枝江蘺的生長。

微生物和藻類之間的互相作用會影響藻類的生長(Goecke, 2010)。在本研究中, 異枝江蘺表面附生細(xì)菌群落主要為變形菌門、藍(lán)藻門、浮霉菌門和擬桿菌門, 與Huo等(2012)的研究結(jié)果相似。FSA組的異枝江蘺表面附生細(xì)菌群落多樣性較高, 細(xì)菌群落之間相互作用可能會促進(jìn)藻類的生長(Mouget, 1995; Marshall, 2006)。RDA分析表明, 異枝江蘺生長性能與、、等呈顯著正相關(guān), 說明這些菌屬可能對異枝江蘺的生長有益。Rawat等(2021)的研究發(fā)現(xiàn), 索氏小球藻()和羅爾斯頓菌()的共生關(guān)系提高了藻類的生長速率, 這與本研究結(jié)果類似。

圖7 細(xì)菌群落(屬水平, 相對豐度>0.5%)與生長性能(a)、ARGs/MGEs (b)之間的相關(guān)性

3.2 兩種不同混養(yǎng)方式中ARGs/MGEs豐度、類型及其與細(xì)菌群落的相關(guān)性分析

抗生素因其治療傳染病的能力而被廣泛用于維持人類和動物的健康(Yan, 2020)。然而, 隨著抗生素類藥物在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的持續(xù)使用, ARGs和耐藥菌株的產(chǎn)生所帶來的問題也日益突出(Zhang, 2009)。Manage(2018)指出水生環(huán)境中細(xì)菌的抗性基因可以通過水平基因轉(zhuǎn)移傳播到人類病原體上, 最終危害人類健康。而MGEs被認(rèn)為是促進(jìn)ARGs水平基因轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵因素(Nikolakopoulou, 2008)。此外, 多項研究表明, 某些海藻提取物具有一定的抑菌效果, 可能誘導(dǎo)其表面附生菌群產(chǎn)生ARGs (Turcotte, 2016; Ge, 2019; Xiao, 2019)。因此, 通過檢測ARGs和MGEs的豐度和多樣性可以反映其潛在的生態(tài)風(fēng)險(Nnadozie, 2019)。本研究中, 所檢測20種ARGs和4種MGEs在所有樣品中均有出現(xiàn)。值得注意的是, 兩次采樣中FSA組異枝江蘺ARGs和MGEs的相對豐度大多高于FA組。

ARGs/MGEs的豐度和種類與細(xì)菌群落密切相關(guān)(蘆科堃等, 2019; Zheng, 2021)。Zhang等(2020)的研究表明變形菌門(Proteobacteria)是ARGs的潛在宿主之一, 這與本研究的結(jié)果一致。在本研究中, 屬于變形菌門的與多種ARGs顯著正相關(guān), 可能是其潛在宿主。此外,在FSA組的相對豐度較高, 可能是導(dǎo)致FSA組ARGs的相對豐度高于FA組的原因之一。藍(lán)藻門、浮霉菌門等被認(rèn)為是ARGs的重要儲存庫, 且具有含ARGs的MGEs, 會促進(jìn)ARGs的增殖與傳播(Cayrou, 2010; Dias, 2019; Wang, 2020), 這與本研究的結(jié)果一致。本研究中, 轉(zhuǎn)座酶基因與(屬于藍(lán)藻門)、(屬于浮霉菌門)等密切正相關(guān), 而這些菌屬在FSA組中豐度較高, 這進(jìn)一步促進(jìn)了FSA組ARGs的增多。Wang等(2019)研究表明, 蝦池水中ARGs的總豐度高于水源地和農(nóng)場污水。Fang等(2019)研究發(fā)現(xiàn), ARGs的相對豐度與MGEs的水平呈顯著正相關(guān)。因此, 混養(yǎng)南美白對蝦可能會進(jìn)一步增加FSA組ARGs和MGEs相對豐度。

混養(yǎng)物種和細(xì)菌群落共同影響了異枝江蘺的生長性能和ARGs/MGEs的組成與分布。但是, 本研究養(yǎng)殖時間相對較短, 需要在后續(xù)的試驗中進(jìn)一步深入探究不同混養(yǎng)方式對異枝江蘺的持續(xù)影響, 解析潛在的影響機制。

4 結(jié)論

本研究利用16S rDNA高通量測序技術(shù)和Real-time qPCR技術(shù)揭示了兩種不同混養(yǎng)方式對異枝江蘺生長性能、表面附生細(xì)菌群落及抗生素抗性基因的影響。發(fā)現(xiàn)“魚-蝦-藻”混養(yǎng)能夠顯著增強異枝江蘺的生長性能, 提高異枝江蘺表面附生細(xì)菌群落的多樣性?！棒~-蝦-藻”混養(yǎng)能夠增加異枝江蘺ARGs和MGEs的相對豐度, 具有一定的生態(tài)風(fēng)險, 因此在提高經(jīng)濟效益的同時也需要關(guān)注可能存在的對人類健康的危害。

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EFFECTS OF TWO TYPES OF POLYCULTURE MODE ON GROWTH PERFORMANCE, SURFACE EPIPHYTIC BACTERIAL COMMUNITY AND ANTIBIOTIC RESISTANCE GENES OF

LI Wen, ZHANG Ming-Qing, LAI Xing-Xing, ZHANG Cui-Ping, QIN Wei-Jian, YANG Jin-Lin, ZHU Ya-Ting, SHU Hu

(School of life Sciences, Guangzhou University, Guangzhou 510006, China)

To study the effects of “fish-algae” and “fish-shrimp-algae” polyculture on growth performance, antimicrobial resistance genes (ARGs), and surface bacteria community of, and to elucidate the correlation between bacterial community with growth performance and ARGs, the composition and differences of bacterial communities and ARGs ofwere analyzed by 16S rDNA high-throughput sequencing and real-time qPCR. The correlation between bacterial communities with growth performance and ARGs was investigated by redundancy analysis (RDA). The results show that (1) the polyculture of “fish-shrimp-algae” promoted the growth performance and increase the diversity of surface epiphytic bacterial community of. (2) The main phyla of the epiphytic bacteria community were Proteobacteria, Cyanobacteria, Planctomycetes, and Bacteroidetes. The composition of dominant genera was different in different types of polyculture. The diversity of dominant genera was higher in “fish-shrimp-algae” polyculture. (3) The relative abundance of ARGs/MGEs incultured with fish and shrimp was higher than that incultured with fish. (4) RDA analysis showed that the growth performance was significantly correlated withand, and ARGs/MGEs was significantly correlated with,and_ PCC-7319. Therefore, the polyculture of “fish-shrimp-algae” could enhance the growth performance and improve the diversity of surface epiphytic bacterial community of. It should be noted that “fish-shrimp-algae” could increase the relative abundance of ARGs and MGEs of, may pose an ecological risk. Therefore, attention should be paid to the possible harm to human health while improving economic benefits. This study contributed to the optimization of mariculture environment and provided a theoretical basis for the application and promotion of macroalgae in mariculture.

polyculture;; bacterial community; antibiotic resistance genes

Q946; Q789; S968.4

10.11693/hyhz20210800182

*廣東省科技平臺項目, 2019B030316022號; 廣東省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳項目, SDYY-2018-10; 中國-東盟漁業(yè)資源保護(hù)與開發(fā)利用項目, 外財函[2017]513號; 廣州大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。李 雯, E-mail: 2226117732@qq.com

舒 琥, 博士, 教授, E-mail: shuhu001@126.com

2021-08-18,

2021-09-16