发布日期：2023-11-07
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肠道微生物菌群受到包括温度、pH值、盐度等环境因素的影响，同时也受到宿主遗传因素、食性、系统发育等内在因素的影响，其中对饮食的变化尤其敏感。本研究采用16S 和 18S rRNA 高通量测序技术对不同饲料（用植物蛋白完全替代鱼粉（FMR）、菜籽油完全替代鱼油（FOR）与商品化的饲料（FOM），马睿课题组提供）饲喂的三倍体虹鳟鱼肠道微生物进行了比较分析。获得以下结果:
多样性分析显示：与饲喂商品化饲料（FOM）组相比，用植物蛋白代替鱼粉（FMR）、菜籽油代替鱼油（FOR）饲喂组中，肠道细菌和真菌的α-多样性显著降低；同样β-多样性结果也表明FOM/FMR和FOM/FOR组之间存在显著的组间差异。
物种组成分析显示：用植物蛋白代替鱼粉（FMR）饲喂虹鳟鱼使浮霉菌门（Planctomycetota）的丰度显著上升，而厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门 （Bacteroidetes）的丰度有所下降；在真菌中用植物蛋白代替鱼粉（FMR）和菜籽油代替鱼油（FOR）饲喂虹鳟鱼组中子囊菌门（Ascomycota）的丰度都有显著升高。在属水平上，我们发现FMR和FOR组中柠檬酸杆菌（Citrobacter）的丰度最低，致病性镰刀菌（Schlesneria）、芽单胞菌（Brevundimonas）和支原体（Mycoplasma）的丰度最高。同时，致病性真菌属（Verticillium）和曲霉属（Aspergillus）在FMR组和FOR组中也是最高（图1）。
图1 不同饲料饲喂虹鳟鱼肠道细菌（左）和真菌（右）在门属水平组成的变化
典型对应分析（CCA）和网络分析表明，丰度较低的有益属甲基杆菌属（Methylobacterium）, 肠球菌属（Enterococcus）, 梭状芽胞杆菌属（Clostridium）, 微杆菌（Exiguobacterium）, 鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）和拟杆菌属（Bacteroides），以及真菌Papiliotrema, Preussia和 Stachybotrys属与植物蛋白或菜籽油成分呈正相关，且在FMR和FOR组中，微生物相关网络呈现以有益属为枢纽节点的模块网络（图2，图3）。
图2 不同饲料组分与鳟鱼鱼肠道细菌（左）和真菌（右）的相关性
图3 不同饲喂组肠道细菌（左）和真菌（右）的模块网络相关性
以上结果表明虽然饮食的变化改变了肠道微生物的组成及结构，占优势的个别致病菌丰度显著升高，网络复杂度降低，然而这些变化并没有对虹鳟鱼的增重产生影响；考虑可能是由于在网络模块枢纽节点中有更多低丰度有益菌参与，从而维持了肠道菌群的相对稳态，对虹鳟鱼的食物利用和健康没有造成显著影响。
该研究成果“Effects of plant-derived protein and rapeseed oil on growth performance and gut microbiomes in rainbow trout”已在线发表在BMC Microbiology 杂志（IF=4.2，中科院3区）。本研究得到国家自然科学基金(No. 31960098)和青海省应用基础项目(2021-ZJ-728)的资助。
参考文献：Cunfang Zhang, Lingyong Hu, Jiahui Hao, Weijie Cai, Minxin Qin, Qiang Gao, Miaomiao Nie, Delin Qi and Rui Ma, Effects of plant-derived protein and rapeseed oil on growth performance and gut microbiomes in rainbow trout, BMC Microbiology, 2023(23)255. https://doi.org/10.1186/s12866-023-02998-4
