[01797185]利用细菌群落变异指示对虾养殖塘健康状况

课题来源与背景：南美白对虾自 1988 年引入我国,已经发展成为我国的主要水产养殖品种,是水产养殖行业的支柱产业之一。对虾养殖模式不断改进,养殖产业链科技支撑不断跟进,养殖管理不断规范,对虾亩产也从最初的一二百斤,到现在的三、五千斤,甚至也不乏上万斤的报道。但是,病害始终伴随着对虾养殖的发展,是对 虾养殖效 益效能的主要限制瓶颈。对虾养殖发病率居高不下的根本原因是人们缺乏应对病害的有效手段。虽然人们也总结出一些病害发生的关联因子,如连续阴雨天、亚硝酸盐和氨氮过高、藻相不好（如蓝细菌生长旺盛）、弧菌数量多等条件下容易发生变化。但是这种关联的不确定性太大,没有及时有效的预测作用。 在环境因子-微生物群落-生态系统状态三者关系中,微生物群落起着核心和纽带作用,一方面,环境条件的变化会驱动养殖环境中微生物群落的动态变化,微生物群落则通过在物质循环和能量流动中的巨大作用,改变和调节养殖环境条件,转化输入的污染物,通过在食物链中扮演生产者和分解者的重要角色影响高营养级生物的群落结构,从而影响整个养殖生态系统的健康状况（健康、富营养化、病害）。微生物的单细胞、体积小、种类多、生长快、代谢速度高,决定了其对环境变化的响应快速、敏感、可量化,因而有可能是养殖病害的理想指示者。揭示养殖水体微生物群落的演变规律,对于养殖病害预警,研发保障对虾养殖健康的措施,实现病害由“治”到“防”的根本性转变具有重要意义。 将细菌群落的变异与环境变化、对虾疾病的暴发相关联,获得驱动群落变异的主要环境因子;找到指示疾病发生的敏感微生物指标;同时建立逻辑回归预测模型为预测疾病发生概率,为采取合理措施阻止疾病发生提供理论指导。该方法的建立对于其它养殖环境,如梭子蟹、黄鱼养殖等也有重要的借鉴意义。 技术原理及性能指标： （1） 细菌群落演替规律：比较水体细菌群落组成在对虾养殖过程中的变化规律及驱动变异的环境因子; （2）获得微生物指示种群：比较同一天健康和发病养殖塘（消除养殖过程中取样时间效应）中微生物群落的差异,找到造成二者显著差异的种群,定义为微生物指示种群; （3）发病概率的预测：以指示种群的相对丰度作为评判依据,运用逻辑回归预测模型来评估对虾疾病暴发的概率,结合实际的对虾健康状况来验证模型的可靠性。技术的创造性与先进性： 科学养殖技术认为疾病的发生是养殖环境-微生物群落-养殖动物相互作用的结果,其中微生物群落起着核心的纽带作用。因此,敏感的微生物种群可能作为指示和预测养殖塘健康状况的潜在指标。本项目技术关键是解析浮游细菌群落组成与对虾健康状况间的相关性,探讨利用敏感的细菌群落变化来指示和预测对虾养殖塘的健康状况。主要创新点如下： （1） 利用时间-群落相似性衰减模型证实了浮游细菌群落在养殖过程中其变化轨迹和趋势是可以预测的,而在健康和发病养殖塘中差异显著,为利用敏感的细菌种群指示养殖塘健康状况提供了理论依据并获得了可能出现病害的指示种阈值。 （2） 首次利用敏感的指示种群为自变量,利用逻辑回归模型对未知样本进行预测,优点是可用较少的指示微生物种类来预测水产养殖生物发生病害的可能性,预测准确性高。 技术成熟程度,适用范围和安全性： 本研究成果处于初始阶段,最终够通过设计这些敏感科的引物,利用 qPCR 技术检测相对丰度的变化,达到简单、低成本和快速的检测。最终用于养殖环境的病害预测,不存在安全问题。 应用情况及存在问题： 该项目属基础研究领域,研究成果未进行产业化应用。项目进展顺利。 历年获奖情况： 无 成果简介： 申请专利1项,发表SCI论文2篇