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群體感應淬滅酶YtnP對草魚腸道菌群結構的影響

2020-02-22 11:20:38趙禎肖翎戚建華劉韻怡王年郁小娟宋增福
南方農業學報 2020年11期

趙禎 肖翎 戚建華 劉韻怡 王年 郁小娟 宋增福

摘要:【目的】揭示群體感應淬滅作用與宿主腸道菌群結構間的作用關系,為具有群體感應淬滅作用益生菌及其淬滅酶在水產養殖上的推廣應用提供理論依據。【方法】選取30尾規格為25±1 g/尾的草魚隨機分為對照組和試驗組,試驗組每尾草魚腹腔注射100 μL溶解稀釋后的YtnP(25 μg/mL),對照組每尾草魚腹腔注射等量的300 mmol/L分子篩緩沖液,分別在注射后24和48 h采集草魚前腸、中腸和后腸的腸道組織及內容物,提取各腸段總DNA及PCR擴增16S rRNA序列V3~V4可變區,然后基于Illumina MiSeq高通量測序技術分析外源添加YtnP對草魚腸道菌群多樣性與豐度的影響。【結果】12份草魚腸道樣品測序共獲得原始序列(Raw reads)660205條,有效序列(Valid reads)416614條;對照組和試驗組樣品的OTU數目分別為142±102和143±67個。在門分類水平上,對照組和試驗組草魚腸道優勢菌群均為放線菌門(Actinobacteria)、梭桿菌門(Fusobacteria)、變形菌門(Proteobacteria)和厚壁菌門(Firmicutes);相對于對照組,試驗組草魚腸道中浮霉菌門(Planctomycetes)相對豐度顯著增加(P<0.05,下同),放線菌門、梭桿菌門和變形菌門的相對豐度也呈升高趨勢,但差異不顯著(P>0.05,下同),厚壁菌門、TM7和擬桿菌門(Bacteroidetes)的相對豐度則呈下降趨勢。在屬分類水平上,對照組和試驗組草魚腸道均以鯨桿菌屬(Cetobacterium)和諾卡氏菌屬(Nocardia)為優勢菌群;相對于對照組,試驗組草魚腸道中鯨桿菌屬相對豐度呈升高趨勢、諾卡氏菌屬相對豐度呈下降趨勢,但變化差異均不顯著,未特指微桿菌屬(Unspecified_Microbacteriaceae)相對豐度則顯著增加。草魚腸道菌群結構Alpha多樣性分析發現,試驗組樣品的Chao1和ACE指數低于對照組樣品,Shannon和Simpson指數略高于對照組樣品,但差異均不顯著;Beta多樣性分析結果顯示,對照組與試驗組間的菌群特點存在差異,且組間區分效果明顯。【結論】外源添加YtnP不會導致草魚腸道優勢菌群種類發生明顯變化,但能在一定程度影響腸道菌群的相對豐度。

關鍵詞: 草魚;群體感應淬滅酶;YtnP;腸道菌群;微生態平衡

中圖分類號: S965.112 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼: A 文章編號:2095-1191(2020)11-2817-10

Effects of the quorum quenching enzyme YtnP on the intestinal microbiota structure of grass carp(Ctenopharyngodon idellus)

ZHAO Zhen1,2, XIAO Ling1,2, QI Jian-hua1,2, LIU Yun-yi1,2, WANG Nian1,2,

YU Xiao-juan1,2, SONG Zeng-fu1,2,3*

(1National Demonstration Center for Experimental Fisheries Science Education(Shanghai Ocean University), Shanghai,201306, China; 2Shanghai Collaborative Innovation for Aquatic Animal Genetics and Breeding(Shanghai Ocean University), Shanghai ?201306, China; 3Key Laboratory of Exploration and Utilization of Aquatic Genetic Resources,Ministry of Education(Shanghai Ocean University), Shanghai ?201306,China)

Abstract:【Objective】To reveal the relationship between quorum quenching and ?structure of host intestinal microbiota, and to provide a theoretical basis for the promotion and application of quorum quenching probiotics and their quen-ching enzymes in aquaculture. 【Method】Thirty grass carps weighing 25±1 g were randomly set up as ?control group and experimental group. The experimental group was injected with 100 μL YtnP(25 μg/mL) after dissolution and dilution per fish, while the control group was injected with the same amount of 300 mmol/L molecular sieve buffer per fish. The intestinal tissues and contents of fore intestine, mid intestine and hind intestine of grass carp were collected 24 and 48 h after intraperitoneal injection, respectively. Total DNA of each intestinal segment was extracted and the variable region V3-V4 of 16S rRNA sequence was amplified by PCR. The effects of exogenously added YtnP on the diversity and abundance of grass carp intestinal microbiota were analyzed based on Illumina MiSeq high-throughput sequencing. 【Result】A total of 660205 raw reads and 416614 valid reads were obtained from 12 intestinal samples by sequencing. The OTUs of the control and treatment samples were 142±102 and 143±67, respectively. The intestinal microbiota were dominated by Actinobacteria, Fusobacteria,Proteobacteria and Firmicutes ?at the level of phylum in two groups. Compared with the control group,the relative abundance of Planctomycetesin treatment group significantly increased(P<0.05, the same below), ?Actinobacteria, Fusobacteria,Proteobacteria and Firmicutes also increased, but the difference was not significant(P>0.05, the same below). The abundance of Firmicutes,TM7 and Bacteroidetes ?showed a decreasing trend. At the level of genus, Cetobacterium and Nocardia were the dominant microbiota in both groups. Compared with the control group, the relative abundance of Cetobacterium and Nocardia in the experimental group showed an increasing trend and a decreasing trend with no significant difference respectively, while abundance of Unspecified_Microbacteriaceae was significantly increased. The Alpha diversity index showed that, Chao1 index and ACE index in treatment group were lower than control group, ?Shannon index and Simpson index were higher than control group, but the difference was not significant. ?Beta diversity analysis showed that there were differences in the characteristics of the microbiota between the two groups, and the difference between the groups was obvious. 【Conclusion】The addition of a single exogenous quorum quenching enzyme YtnP has no obvious effect on the composition of the dominant intestinal microbiota ?in grass carp,but has effect on the relative abundance of intestinal microbiota.

Key words: Ctenopharyngodon idellus; quorum quenching enzyme; YtnP; intestinal microbiota; microecology equilibrium

Foundation item: Shanghai Collaborative Innovation Center Foundation(ZF1206); “321” Project for Entrepreneu-rial Talents in Nanjing(D-8005-14-0005)

0 引言

【研究意義】草魚(Ctenopharyngodon idellus)是我國重要的淡水養殖魚類,也是國內養殖量最大的魚類,主要分布在長江、珠江和黑龍江三大水系(沈玉幫等,2011)。草魚幼苗極易感染病原微生物而發病死亡,抗生素、消毒劑及其他化學藥品常被用于治療草魚的細菌性感染(Cabello,2006;Sapkota et al.,2008;Ca?ada-Ca?ada et al.,2009;Nunes et al.,2018),但化學藥物濫用導致的環境污染和藥物殘留最終會影響人類健康,且水產養殖領域抗生素的濫用及過量使用還會引起細菌耐藥性問題(Rosa et al.,2018)。因此,亟待探索新的細菌性病害防治手段以促進草魚養殖業持續健康發展。【前人研究進展】病原菌的致病作用與其群體感應(Quorum sensing,QS)調控系統密切相關(Dong et al.,2002;彭孟凡等,2018;童文濤等,2019)。其中,細菌是通過釋放自誘導信號分子(Autoinducers,AIs)以調控致病相關基因的表達,從而影響其毒力、黏附和生物膜的形成等(Jiang and Su,2009)。不同種類的AIs介導不同QS系統,阻止AIs積累及其與受體的識別和結合,可有效抑制QS調控致病基因的表達。細菌存在多種QS系統,其所發揮細胞與細胞間通信作用的信號分子主要分為3種:革蘭氏陰性細菌的N-酰基絲氨酸內酯(AHLs)、自體誘導分子2(AI-2)和革蘭氏陽性細菌間自誘導肽(AIPs)(張煉輝,2019)。AHLs是介導革蘭氏陰性菌QS系統中的信號分子,是目前研究較成熟的一類信號分子(Li et al.,2019)。酰基絲氨酸內酯酶能降解AHLs信號分子,阻斷細菌QS信號通路,導致細菌致病性及毒力降低或喪失(Dong et al.,2007)。因此,可通過群體感應淬滅酶抑制或干擾細菌QS系統信號傳導(Dong and Zhang,2005),進而阻斷細菌間的信息交流,抑制毒力基因表達,降低細菌致病性(郭冰怡和董燕紅,2018),減緩致病菌耐藥突變體的出現,為解決臨床上過度使用抗生素導致的耐藥性問題提供新路徑。微生物間通過群體感應淬滅作用建立細胞與細胞間的通信連接,并在微生物間的生態競爭及動態平衡中發揮重要作用(張煉輝,2019)。淬滅酶YtnP作為酰基絲氨酸內酯酶的成員之一,具有與鋅指結合區域相似的保守序列HXHXDH和組氨酸殘基,與AiiA同屬于金屬-β-內酰胺酶超家族(Barbe et al.,2009)。Schneider等(2012)通過克隆表達枯草芽孢桿菌YtnP基因而獲得YtnP重組蛋白,并證實其能抑制銅綠假單胞菌生物膜的形成;此外,鏈霉素能誘導Ytnp基因上調表達,YtnP重組蛋白也能抑制灰色鏈霉菌中氣生菌絲和鏈霉素的產生。Traxler和Kolter(2015)研究表明,微生物間通過QS能建立復雜的作用關系,且這種作用能進一步對細胞的分化及新陳代謝產生影響,進而在整個微生物群落生態系統中發揮重要的生態功能作用。【本研究切入點】腸道微生物參與機體的食物消化、抵抗病原體和免疫系統發育等過程,在維護宿主的營養代謝、微生態平衡與穩定及機體健康等方面發揮重要作用(Flint et al.,2012;Thaiss et al.,2016;張燕玉等,2019)。本課題組前期從具有群體感應淬滅作用的地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)T-1株(宋增福等,2015;童文濤等,2019)中提取獲得具有高效群體感應淬滅作用的YtnP,且證明其對嗜水氣單胞菌具有顯著的抗感染能力(Chen et al.,2020),但在抗細菌感染的同時是否對宿主腸道菌群微生態平衡產生影響仍有待進一步探究。【擬解決的關鍵問題】從微生態菌群平衡與穩定的角度出發,借助高通量測序技術對草魚腸道微生物群落進行16S rRNA測序分析,解析在YtnP作用下腸道菌群多樣性與豐度的變化規律,進一步揭示群體感應淬滅作用與宿主腸道菌群結構間的作用關系,為具有群體感應淬滅作用益生菌及其淬滅酶在水產養殖上的推廣應用提供理論依據。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

試驗草魚由上海市浦東新區上海海洋大學濱海科教基地提供,其規格為25±1 g/尾。試驗前暫養于國家水生動物病原庫循環養殖系統中,按照體重的1%進行投餌,分別于上午8:00和下午16:00定時投喂,養殖水溫控制在(25±2)℃,pH 7.5±0.5。YtnP來源于地衣芽孢桿菌T-1株,經原核表達復性純化得到YtnP融合蛋白,其濃度為150 μg/mL,使用前以300 mmol/L分子篩緩沖液[20 mmol/L Tris-HCl(pH 8.0),50 mmol/L NaCl,超純水定容至1 L]稀釋至25 μg/mL。

1. 2 試驗設計

將暫養草魚分為對照組和試驗組,每組15尾,每組設3個平行。試驗組草魚每尾注射100 μL溶解稀釋后的YtnP(25 μg/mL),對照組草魚每尾注射等量的300 mmol/L分子篩緩沖液。注射前所有試劑均以0.22 μm的一次性針頭濾器(Millipore)進行過濾,具體操作步驟參考彭孟凡(2018)的方法,先對草魚進行麻醉,然后進行腹腔注射。

1. 3 腸道樣品采集

分別在腹腔注射后24和48 h采集草魚腸道樣品。首先使用75%酒精對草魚體表進行消毒,再以無菌PBS沖洗3次,在無菌條件下采集其前腸、中腸和后腸的腸道組織及內容物,研磨勻漿后迅速放入液氮速凍,并轉移至-80 ℃冰箱保存備用。每組解剖6尾草魚。對照組注射后24和48 h采集的樣品分別標記為ac1、mc1、pc1、ac2、mc2和pc2;試驗組注射后24和48 h采集的樣品分別標記為at1、mt1、pt1、at2、mt2和pt2。

1. 4 腸道菌群分析方法及步驟

草魚腸道菌群高通量測序分析委托深圳微生太科技有限公司完成,具體操作步驟如下:

1. 4. 1 樣品基因組DNA提取及PCR擴增 使用宏基因組DNA提取試劑盒提取總DNA。PCR擴增采用TransGen AP221-02,反應體系20.0 ?L:5×Fast Pfu Buffer 4.0 ?L,2.5 mmol/L dNTPs 2.0 ?L,上、下游引物(5 ?mol/L)各0.8 ?L,Fast Pfu聚合酶0.4 ?L,BSA 0.2 ?L,DNA模板10.0 ng,ddH2O補足至20.0 ?L。擴增程序:95 ℃預變性3 min;95 ℃ 30 s,退火30 s,72 ℃ 45 s,進行30個循環;72 ℃延伸10 min,10 ℃結束反應。以細菌16S rRNA序列V3~V4可變區為靶標,采用帶有Barcode序列的338F/806R為引物進行PCR擴增。

1. 4. 2 上機測序與數據統計 PCR產物經定量分析及文庫構建后,利用Illumina MiSeq PE300平臺進行高通量測序,獲取細菌16S rRNA序列V3~V4可變區的堿基序列信息,為保證OTU聚類及后續分析的準確性,所有樣品的全部原始序列信息(Input)均進行質量控制(Filtered)、去噪(Denoised)和拼接(Merged),并去除嵌合體(Non-chimeric)形成OTU,處理后的數據進行過濾即得到有效數據。

1. 4. 3 數據分析 對測序片段進行OTU聚類,OTU代表序列與SILVA數據庫進行比對分析,獲取OTU對應的分類單元(界,門,綱,目,科,屬,種)及其相應的豐度信息。計算Chao1、ACE、Shannon和Simpson等Alpha多樣性指數,評估樣品中細菌菌群結構的豐富度和均勻度;綜合應用主成分分析(PCA)、偏最小二乘法判別分析(PLS-DA)和AUC(Area under curve)計算等尋找樣品間及組別間腸道菌群結構的差異性和相似性。

2 結果與分析

2. 1 草魚腸道微生物多樣性

12份草魚腸道樣品測序共獲得原始序列(Raw reads)660205條,有效序列(Valid reads)416614條;對照組和試驗組樣品的OTU數目分別為142±102和143±67個。每樣品的原始序列、有效序列及OTU數目詳見表1。對照組樣品中OTU數目最高的是ac1(244個)、最低的是pc1(67個);試驗組樣品中OTU數目最高的是at1(210個)、最低的是pt1(105個)。各樣品在界、門、綱、目、科、屬及種分類水平上的OTU數目分布情況如圖1所示。

2. 2 草魚腸道菌群結構及其相對豐度

選取在門分類水平上相對豐度排名前10的菌群進行統計分析,結果(表2)顯示,對照組樣品中的優勢細菌門類分別是放線菌門(Actinobacteria)、梭桿菌門(Fusobacteria)、厚壁菌門(Firmicutes)、變形菌門(Proteobacteria)、TM7和擬桿菌門(Bacteroidetes),其他門類占總序列數目比例均不足1.00%;試驗組樣品中的優勢細菌門類分別是放線菌門、梭桿菌門、變形菌門、厚壁菌門、TM7和浮霉菌門(Planctomycetes),其他門類占總序列數目的比例均不足1.00%。相對于對照組,試驗組草魚腸道中浮霉菌門相對豐度顯著增加(P<0.05,下同),放線菌門、梭桿菌門、變形菌門和綠灣菌門(Chloroflexi)的相對豐度也呈升高趨勢,但差異不顯著(P>0.05,下同),厚壁菌門、TM7、擬桿菌門、衣原體門(Chlamydiae)和疣微菌門(Verrucomicrobia)的相對豐度則呈下降趨勢。不同腸段樣品菌群結構的相對豐度在門分類水平上也存在一定差異,主要表現為:草魚前腸和中腸的放線菌門相對豐度較高,而后腸相對較低;草魚中腸和后腸的梭桿菌門相對豐度較高,而前腸相對較低;對照組草魚前腸和后腸的厚壁菌門相對豐度較高,但試驗組草魚各腸段的厚壁菌門相對豐度均較低(圖2)。

選取在屬分類水平上相對豐度排名前10的菌群進行統計分析,結果(表3)表明,對照組樣品中的優勢細菌屬類分別是鯨桿菌屬(Cetobacterium)、諾卡氏菌屬(Nocardia)、未特指消化鏈球菌屬 (Unspecified_Peptostreptococcaceae)、勞森菌屬(Lawsonia)、紅桿菌屬(Rhodobacter)、Unspecified_TM7_3和未特指根瘤菌屬(Unspecified_Rhizobiales),其他屬類占總序列數目比例均不足1.00%。試驗組樣品中的優勢細菌屬類分別是鯨桿菌屬、諾卡氏菌屬、分枝桿菌屬(Mycobacterium)、未特指根瘤菌屬、未特指微桿菌屬(Unspecified_Microbacteriaceae)、紅桿菌屬和紅球菌屬(Rhodococcus),其他屬類占總序列數目比例均不足1.00%。相對于對照組,試驗組草魚腸道中鯨桿菌屬、未特指根瘤菌屬、分枝桿菌屬、未特指微桿菌屬和紅球菌屬的相對豐度均呈升高趨勢,其中未特指微桿菌屬相對豐度顯著增加;諾卡氏菌屬、未特指消化鏈球菌屬、紅桿菌屬、勞森菌屬和Unspecified_TM7_3的相對豐度則呈下降趨勢,差異均不顯著。不同腸段樣品菌群結構的相對豐度在屬分類水平上也存在差異,主要表現為:草魚中腸和后腸的鯨桿菌屬相對豐度較高,而前腸相對較低;草魚前腸和中腸的諾卡氏菌屬相對豐度較高,而后腸相對較低;對照組草魚前腸和后腸的未特指消化鏈球菌屬相對豐度較高,但試驗組草魚各腸段的未特指消化鏈球菌屬相對豐度均較低(圖3)。

為進一步探究不同樣品間的差異性和相似性,選取屬分類水平的物種(取相對豐度排名前20的物種)進行樣品聚類分析并繪制相應的熱圖。由圖4可看出,與對照組樣品相比,試驗組樣品中的未特指消化鏈球菌屬相對豐度呈下降趨勢,而未特指根瘤菌屬、分支桿菌屬、未特指微桿菌屬和Kaistia屬相對豐度呈上升趨勢。

2. 3 草魚腸道菌群結構Alpha多樣性分析結果

Alpha多樣性通常用于度量群落生態系統中物種的豐富度,是反映物種豐富度和均勻度的綜合指標(洪嘉煒等,2019)。其中,Chao1和ACE指數用于評估樣品菌群中所含的OTU數目;Shannon指數用于評估樣品中物種組成的豐富度和均勻度,數值越大表示物種越豐富、分配越均勻;Simpson指數用于估算樣品中微生物的多樣性,指數值越大說明其群落多樣性越低(馮士彬等,2019)。由圖5可看出,試驗組樣品的Chao1和ACE指數低于對照組樣品,Shannon和Simpson指數略高于對照組樣品,但差異均不顯著。Alpha多樣性稀釋曲線是以OTU數目為縱坐標、測序數量為橫坐標,用于表征樣品測序結果是否合理,同時能間接反映樣品中的物種豐度。由圖6可看出,當測序數量>20000時,Alpha多樣性稀釋曲線趨于平緩,表明測序結果已足夠反映當前樣本所含的物種多樣性。

2. 4 草魚腸道菌群結構Beta多樣性分析結果

PCA分析主要是探究不同處理條件下各樣品可能表現出分散和聚集的分布情況,可反映出樣品間的關系及個體或群體間的差異。本研究的PCA分析結果(圖7-A)顯示,對照組個別樣品點相距較遠,說明這些樣品間的菌群結構差異較明顯;試驗組各樣品點聚集相對緊密,說明各樣品間的菌群結構差異較小,且與對照組樣品間也存在一定差異。PLS-DA分析是忽略組內的隨機差異,而重點突出組間的系統差異,且能選擇性忽略分組間無差異的物種。PLS-DA分析發現試驗組草魚腸道菌群與對照組草魚腸道菌群間存在系統差異(圖7-B)。AUC被定義為ROC曲線下與坐標軸圍成的面積。AUC越接近于1,說明分組間的區分效果越好,即有多個微生物在分組間的豐度存在差異。由圖7-C可看出,Control∶Treatment=1,表明對照組與試驗組的草魚腸道菌群區分效果明顯。

3 討論

腸道微生物種類繁多、數目巨大,通過與宿主共同進化而長期生存,且與宿主間形成相對穩定的互利互惠共生關系(Ley et al.,2008)。在魚類腸道微生態系統中,變形菌門、梭桿菌門、擬桿菌門和厚壁菌門等構成了腸道優勢菌群(Li et al.,2014);在宿主的生長發育過程中,常因飼料、藥物和外界環境等因素的介入而影響其腸道菌群組成(Parshukov et al.,2019),致使腸道菌群結構處于動態變化之中。本研究結果表明,外源添加YtnP對草魚腸道菌群在不同分類水平上均有一定影響。在門分類水平上,外源添加YtnP后,草魚腸道菌群結構組成未發生顯著變化,變形菌門、梭桿菌門和放線菌門仍為優勢菌群,但其相對豐度呈升高趨勢。李勝利(2016)研究發現,添加YtnP后綿羊瘤胃中的放線菌門相對豐度呈升高趨勢,且顯著增加互養菌門(Synergistetes)和降低軟壁菌門(Tenericutes)的相對豐度,表明YtnP對魚類及哺乳動物的腸道菌群結構均具有一定調節作用;但與Zhou等(2016)采用具有產群體感應淬滅酶能力的枯草芽孢桿菌QSI-1飼喂金魚的試驗結果存在差異,究其原因可能是群體感應淬滅酶較具有產生群體感應淬滅作用的益生菌,對機體腸道菌群的調節作用更直接且迅速。

本研究在分析門分類水平的基礎上,進一步比較屬分類水平上草魚腸道菌群相對豐度的變化情況。結果顯示,鯨桿菌屬和諾卡氏菌屬是草魚腸道的主要優勢菌群,同時存在未特指消化鏈球菌屬、勞森菌屬、未特指TM7-3、紅球菌屬及未特指微桿菌屬等優勢菌屬。鯨桿菌屬具有高效的產維生素B12及代謝碳水化合物發酵產生乙酸、乳酸和琥珀酸等能力(Parshukov et al.,2019);微桿菌屬可產生多種抗菌成分,抑制多種病原菌生長(劉凌燕等,2018);紅球菌屬能有效利用源自有機化合物的能源和碳源,降解石油烴、腈化物和霉菌毒素,并產特殊的類胡蘿卜素(邱孜博等,2016)。外源添加YtnP后,草魚腸道微桿菌屬、鯨桿菌屬和紅球菌屬的相對豐度均呈增加趨勢,表明YtnP能調節宿主腸道菌群,且呈現出有利于維護草魚腸道營養代謝和增強抗病力的作用。此外,能引起慢性疾病的分枝桿菌屬也呈上升趨勢,但具體原因有待進一步探究。雖然外源添加YtnP對草魚腸道優勢菌群并未產生顯著影響,但是否對機體的抗病力和營養代謝產生影響,還需從更長時間維度及設不同給藥濃度等因素進一步研究YtnP對腸道微生態系統平衡的影響。

群體感應淬滅機制是通過降解信號分子、產生信號分子結構類似物及阻斷信號分子與受體結合等途徑來實現(Roy et al.,2011)。YtnP作為外源添加的單一酰基絲氨酸內酯酶能改變草魚腸道菌群相對豐度,其實現途徑可能是:(1)基于AHLs信號分子為靶向的淬滅途徑導致腸道菌群豐度改變。已有研究發現,機體腸道菌群浮霉菌門中的厭氧氨氧化菌(Anammox bacteria)存在AHLs介導的群體感應系統(de Cloppeleir et al.,2011;Zhao et al.,2016);也有研究證實革蘭氏陽性菌MPO(GenBank登錄號JF915892,厚壁菌門成員)具有產AHLs能力(Biswa and Doble,2013),但AHLs是否由多數厚壁菌門成員產生尚無報道。YtnP對腸道菌群結構的影響可能是通過對AHLs的淬滅作用導致群體感應系統調控的生理機能發生改變,減少或增加細菌生理代謝產物,造成群落中的細菌生態競爭能力差異化,最終導致草魚腸道菌群的結構和比例發生改變。因此,對于浮霉菌門相對豐度顯著上升現象,可能是由于群體感應淬滅作用解除了AHLs的抑制作用,從而導致其相對豐度顯著升高。(2)與革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌間存在種間信號分子AI-2途徑有關。AI-2是細菌種間的交流信號分子(Li et al.,2019)。Thompson等(2015)發現,腸道菌群經鏈霉素處理后厚壁菌門的相對豐度顯著降低,而添加產生群體感應信號分子AI-2的大腸桿菌后,腸道厚壁菌門相對豐度有所回升。本研究結果表明,外源添加YtnP與添加鏈霉素具有同樣的作用,能降低草魚腸道厚壁菌門相對豐度。因此,推測種間信號分子AI-2與YtnP對厚壁菌門細菌的調節作用存在相關性,可為揭示腸道菌群間復雜的生態關系提供新思路。

4 結論

外源添加YtnP不會導致草魚腸道優勢菌群種類發生明顯變化,但能在一定程度影響腸道菌群的相對豐度。

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(責任編輯 蘭宗寶)

收稿日期:2020-02-29

基金項目:上海市協同創新中心基金項目(ZF1206);南京創業人才“321”計劃項目(D-8005-14-0005)

作者簡介:*為通訊作者,宋增福(1971-),博士,副教授,主要從事水產病害防控技術研究工作,E-mail:zfsong@shou.edu.cn。趙禎(1996-),研究方向為水生動物微生態學,E-mail:251070057@qq.com

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