斑节对虾肠道和水体微生物群落，到底有什么密切关系？今天揭晓了

研究证实，斑节对虾肠道菌群与混养池塘水体细菌群落联系紧密，但二者存在显著差异。

肠道微生物组与环境微生物组的相互作用被认为是对虾养殖的关键因素。

目前，关于斑节对虾混养模型中肠道与水体微生物区系的同步评估研究较为匮乏，而明确二者的相互关系，对解析池塘微生物生态、制定微生物组导向的养殖管理策略，进而提升对虾健康水平与养殖模式可持续性至关重要。

一、研究设计：

本研究的水和虾样品均采集自商业化斑节对虾混养池塘，池塘单池面积约800平方米，平均水深1.8米，养殖全程持续通气，每周定期换水10%以保障水质稳定。

养殖模式采用斑节对虾与锦鲤混养，其中斑节对虾养殖密度为20尾/平方米，锦鲤放养密度为1.5尾/平方米；投喂含38%粗蛋白的商业颗粒饲料，日投喂量为虾体总重的5%，所有池塘均遵循标准化集约化养殖流程管理。

在整个养殖周期内，分四次同步采集虾体与水样，通过高分辨率16S rRNA基因测序技术，结合水质指标监测，分析微生物群落结构，以此解析传统检测手段难以捕捉的复杂微生物组细菌多样性特征。

二、水质分析：

7-9月养殖期间，池塘水体养分呈现明显积累趋势，pH值稳定在7.5-8.1的适宜养虾区间，但氮（N）、磷（P）浓度持续升高，季末总磷（TP）浓度超出0.03-0.05mg/L的推荐阈值，水体富营养化风险显著上升。

高氮磷浓度易诱发浮游植物暴发性繁殖，进而导致水体溶解氧（DO）剧烈波动，这不仅会对斑节对虾产生应激胁迫，抑制其生长性能，还会大幅提升弧菌等致病菌的感染概率，同时改变水体细菌群落结构。该结果与集约化养殖相关研究结论一致，证实养分积累是造成养殖后期水质恶化、疾病风险攀升的核心诱因。因此，需同步采取池塘底质改良、生物制剂应用、投喂策略优化等综合措施，以维持池塘生态系统稳定。

三、OTU集群分析

操作分类单元（OTU）是基于遗传相似性划分的微生物分类单位。OTU水平分析结果显示，斑节对虾肠道微生物区系与池塘水体微生物区系形成明显独立的聚类簇。

不同养殖阶段OTU数量的差异，直观反映了肠道微生物区系的动态变化与池塘环境的营养波动规律。已有研究同样证实，氨氮（NH₃-N）、总氮、总磷等水质因子在塑造微生物群落结构中发挥关键作用。过量氮磷不仅会直接改变微生物区系组成，还会引发对虾氧化应激反应，进而影响其免疫功能，凸显了营养因子对宿主-微生物互作关系的间接调控作用。

显示门水平前10个物种相对丰度的频率图。

尽管肠道与水体微生物组聚类独立，但二者共享大量OTU，多种优势细菌属在虾肠道和池塘水中同时存在。这表明池塘环境是肠道微生物的重要来源，而宿主自身的筛选机制决定了哪些微生物能够成功定植于肠道。进一步分析发现，斑节对虾幼体阶段肠道与水体共享较多核心细菌属，随着生长发育，不同样本类型逐渐形成特异性菌群结构。

四、肠道与水体微生物区系结构特征

高分辨率16S rRNA测序分析结果表明，斑节对虾肠道微生物群落与池塘水体存在紧密的生态关联。水体氮磷浓度升高引发的富营养化，不仅会增加藻类暴发风险，更会对微生物群落动态产生连锁反应。

水体有机物积累和富营养化条件会加速细菌繁殖，改变水体与肠道微生物区系的分类学结构，进而促进两种生境间的微生物交换。弧菌属、气单胞菌属、假单胞菌属、放线菌属以及噬氢菌属、光杆菌属、短杆菌属等，是肠道与水样中共同存在的优势细菌属，其中弧菌属丰度最高，在生态系统中占据核心地位。

显示属水平前30个物种相对丰度图。

正常养殖状态下，弧菌可作为共生菌存在于虾肠道内，通过宿主与营养代谢、免疫耐受相关的选择压力维持稳定。池塘水体是肠道微生物的初始来源，而宿主自身的生理特性最终决定肠道微生物区系的组成结构，这一规律与其他甲壳类动物相关研究结果一致。

但当对虾处于应激状态或免疫功能低下时，共生弧菌会转化为致病型，与急性肝胰腺坏死病（AHPND）、白斑综合征病毒（WSSV）等重大疾病密切相关，在菌群失衡时其丰度甚至可超过90%。低盐度、营养积累、缺氧等不良环境因子会促进弧菌增殖并增强其毒力，而有益菌的竞争抑制作用与宿主的免疫防御机制则能有效遏制弧菌危害。由此可见，弧菌属于典型的条件致病菌，仅在生态系统稳定性被破坏时才会引发病害，因此维持水质与肠道微生物群平衡，是降低对虾养殖弧菌病风险的关键举措。

五、微生物多样性分析

α多样性是衡量生态系统内微生物物种丰富度与分布均匀度的核心指标。斑节对虾肠道微生物群的α多样性受自身发育阶段与环境条件的双重影响显著。

多项研究表明，幼虾肠道菌群结构波动剧烈，随着对虾生长成熟，肠道微生物多样性逐步提升并趋于稳定，成年斑节对虾肠道微生物区系通常比幼虾更为多样，对应更稳定的生态状态。反之，应激或疾病会导致肠道微生物多样性快速下降，造成生态系统稳定性丧失，进而降低宿主对病原体侵袭和环境波动的抵御能力。

高多样性的微生物群能够提供丰富的功能代谢通路，对稳定生态系统、抑制机会致病菌繁殖、促进宿主新陈代谢具有重要意义，因此维持肠道微生物多样性是保障对虾健康与抗病能力的关键。在养殖实践中，通过减少环境突变、合理施用益生菌与益生元等方式，可有效保护并稳定对虾肠道微生物群结构。

综上，斑节对虾肠道微生物α多样性随生长发育逐步提升，而应激或疾病会使其急剧下降，这一结论凸显了微生物多样性在增强对虾养殖系统韧性与可持续性中的核心作用。本研究的系列发现，进一步明确了混养模式下对虾肠道微生物群与池塘水体微生物群的互作关系，为优化对虾养殖微生物管理策略提供了重要的理论依据。