繁殖養殖分離模式和繁殖養殖一體模式下春季稻蝦種養系統細菌群落特征

中圖分類號：S966.12 文獻標識碼：A 文章編號：1000-4440（2025）07-1388-10

doi：10.3969/j.issn.1000-4440.2025.07.015

Characteristics of bacterial communities in crayfish farming systems under the separation and integration of breeding and rearing modes

QIN Baoli， HAN Guangming， WU Leiming， MA Linjie， XU Rong， YANG Ting， ZHANG Chengxin，BI Jianhua， WANG Shouhong， ZHU Lingyu， ZHANG Jiahong， KOU Xiangming（InstituteofAgricultural Sciences of theLixiaheDistrict inJiangsuProvince，Yangzhou 25oo7，China）

Abstract：To clarifythechanges inbacterial communities and their influencing factors inthe spring rice-crayfishco"culture system （RCCS）under integrated and isolated breedingmodes，16SrRNA gene sequencingwasused to investigate the compositionand diversity of bacterial communities in thepond water，sediment and gut of crayfish at maturestage.Thebacterialcommunitycharacteristicsand theirrelationshipswithwater qualityfactorswerecompared and studied under the separation and integration of breeding and rearing modes.The results showed that the water undertheintegratedmodereached amoderatelyeutrophic level，while the waterunder the separated mode maintainedamesotrophicstate.Bacterialcommunitydiversityinwater，sedimentandcrayfishgutsamplesshowednosignificant diferencesbetweenthetwomodes，butcommunitycompositionexhibited significantdivergence.Comparedtotheintegrated mode，theseparated mode significantlyincreasedtherelativeabundanceofProteobacteria in waterandActinobacteriain sedimentand decreasedtherelativeabundanceof CyanobacteriaandActinobacteria in water，reduced therelative abundanceofpotentialpathogenAcinetobacterlwoffiincrayfishgut，andlowered theriskofpathogenicbacterialinfectionin crayfish gut. In the integrated breeding-cultivation mode，total nitrogen （TN） content，orthophosphate （ PO₄^3- -P）content， chlorophyll a content，and permanganate index （ COD_Mn ）were identified as the primary factors influencing bacterial communitycomposition inboth waterandcrayfish gut microbiota.Intheseparated breeding-cultivation mode，water transparency，temperature，and dissolved oxygen （DO）content were identifiedasthe primary factors influencing bacterial community composition inaquaticenvironmentsand intestinal microbiota.Thisstudyprovidesa theoretical foundationforoptimizing water qualitymanagement，preventing diseases，and advancing gren sustainabledevelopment inrice-crayfish co-culture systems.

Key words：Procambarus clarkii；cultivation modes；bacterial community；water quality factor

克氏原螯蝦（Procambarusclarkii）是一種淡水甲殼類動物，原產于北美洲，1930年左右引入中國[1]由于其環境適應性強，營養美味，商業價值高，在中國被廣泛養殖[2，養殖模式大致包括稻蝦種養、池塘養殖和藕田套養等，其中以稻蝦種養為主[3]。與傳統的池塘養殖相比，稻蝦種養系統利用低洼稻田冬季淺水環境和生產閑置期，提高了稻田的利用率和生產力，實現了生產效益最大化[4]。2022年，中國克氏原螯蝦產業綜合產值約 4.5×10¹¹ 元，養殖面積和產量再創新高，其中稻蝦綜合種養面積突破1.53×10⁶hm² ，克氏原螯蝦年產量達 2.4×10⁶ t，年產量同比增長 9.09% ，占克氏原螯蝦養殖總產量的83.00%^[3] 。隨著稻蝦種養規模的擴大，克氏原螯蝦疾病頻繁發生，特別是由病毒和細菌引起的疾病死亡率呈上升趨勢[5-7]，嚴重威脅克氏原螯蝦產業的可持續發展。

不能準確評估存塘蝦量是目前克氏原螯蝦養殖存在的一個主要難題。通常每只成熟雌蝦抱卵200～300粒。不同于其他甲殼動物，克氏原螯蝦為了避寒和保證繁殖產卵過程順利完成，喜歡在洞穴中完成繁殖孵化過程，這是來年存塘蝦量無法估計的主要原因。目前，克氏原螯蝦養殖主要以傳統的繁殖養殖一體（繁殖養殖同塘）為主，少部分養殖戶嘗試了繁殖養殖分離。繁殖養殖一體容易導致養殖密度不確定，進而引起高密度養殖、環境惡化等問題。而繁殖養殖分離是在單獨水塘育苗，專養區域養蝦，實現了養殖密度可控，有效提高了成蝦的規格和質量，大幅度降低了飼料等投入品的使用[8]

近年來，越來越多的研究發現，微生物在水產養殖池塘中發揮至關重要的作用，包括改善水質、維持蝦體健康、促進生態平衡等，尤其是水生生物腸道微生物群落與宿主的發育、營養狀況、免疫反應和抗病能力密切相關[9-10]。由于微生物對環境條件的變化特別敏感，不同養殖密度、水草種植和飼料投喂量等均會引發池塘生態系統微生物群落結構發生強烈變化[11-13]。研究結果表明，蝦從飼料中吸收 24%～37% 的氮和 11%～20% 的磷[14-15]。此外， 15% 的氮損失發生在飼料顆粒浸入池塘水后的前 2h^[16] 。這些未使用的營養物質將導致水體和池塘沉積物 pH 值和溶解氧的變化、富營養化、細菌增殖以及顆粒有機物的增加[17-18]。而水體水質指標變化會顯著改變水體菌群結構，進而影響水生動物腸道菌群健康[19]，還可能導致水生動物發病。

本研究利用16SrDNA基因高通量測序技術，對繁殖養殖分離和繁殖養殖一體兩種養殖模式下克氏原螯蝦腸道和環境細菌群落結構特征和多樣性及其與養殖水質環境因子之間的關系進行研究，旨在為更加全面認識兩種模式下克氏原螯蝦養殖系統細菌群落分布特征及關鍵環境影響因子，以期為稻蝦綜合種養健康發展提供科學依據。

1材料與方法

1.1 試驗地點

采樣點位于市邗江區公道鎮河東村和市廣陵區李典鎮伏固村的稻蝦種養基地，靠近邵伯湖和夾江，均為長江水系，土壤類型均為水稻土，周邊均為農田，無工業污染和大型遮擋物，不會對試驗結果造成影響。每個基地各選取面積相近的3塊稻田進行采樣。于2022年6月8日（克氏原螯蝦養殖成熟期）分別采集稻蝦種養稻田養殖水體、底泥及蝦腸道樣品進行微生物組成、多樣性及水質指標檢測分析。供試克氏原螯蝦飼料由江蘇富裕達糧食制品股份有限公司生產，飼料中蛋白質含量為 32% 。繁殖養殖分離模式（SM）下養殖區伊樂藻種植面積占 30%～40% ，克氏原螯蝦放養密度為 1hm²6.0× 10⁴ 尾，飼料投喂量為 15.0～37.5kg/（hm²?d） ，成熟期克氏原螯蝦體重在 44.39g±10. 11g 。繁殖養殖一體模式（CM）區伊樂藻種植面積占 30%～40% ，養殖密度為 1hm² 1.2×10⁵～1.5×10⁵ 尾，飼料投喂量為 ，成熟期克氏原螯蝦體重在2 27.61g±6.62g 。

1.2 采樣方法

2022年6月8日上午8：00-10：00，現場用哈希水質分析儀（美國哈希公司產品）測定水體溶解氧（DO）含量、水溫（ Tem ）、透明度 （SD） 和 ΔpH 。使用有機玻璃采水器在稻田環溝和田間采用五點法各采集 5L 水樣（水深 0～50cm ），混合均勻后取500mL 水樣，按照Tang等[20]方法檢測水體總氮（TN）含量、總磷（TP）含量、氨態氮（ NH₄⁺ -N）含量、亞硝酸鹽氮（ NO₂^- -N）含量、硝酸鹽氮（ NO₃^- -N）含量、磷酸鹽（ PO₄^3- -P）含量、葉綠素a含量以及高錳酸鹽指數（ COD_Mn ）等水質指標。利用循環水式真空泵抽濾收集水體細菌，濾膜材質為混合纖維素（孔徑為 0.2μm ，直徑 50mm ），抽濾的體積為250mL ，濾膜放入 15mL 無菌離心管后， -80^°C 保存。用彼得森采泥器（武漢軒明宇環保科技發展有限公司產品）在池塘環溝和田間按照五點法采集 0～10cm 深處的沉積物樣品，等量混合均勻后取約 500g 置于無菌密封樣品袋中， -80^°C 保存。在塘口及環溝中用地籠捕捉克氏原螯蝦，隨機選取30尾作為樣品帶回實驗室進行腸道菌群分析。無菌環境下每個塘口隨機選取10尾健康克氏原螯蝦，用 75% 乙醇消毒體表，提取全腸混合后置于2mL 無菌離心管中， -80^°C 保存。

1.3樣品細菌DNA提取及測序方法

樣品處理完成后，用裝有干冰的保溫盒寄送至上海派森諾生物科技股份有限公司進行16SrRNA基因測序。水體細菌樣本采用CTAB方法提取DNA。土壤細菌樣本（ （0.2～0.5g） 和腸道細菌樣本采用OMEGASoilDNAKit試劑盒（美國歐米茄生物技術公司產品）提取DNA。用 2% 瓊脂糖凝膠電泳（北京六一生物科技有限公司產品）檢測DNA的純度。采用Quant-iTTMPicoGreen@dsDNA定量檢測試劑盒（美國英杰生命技術公司產品）對PCR產物在Microplatereader酶標儀（美國伯騰儀器有限公司產品）上進行定量，再利用 Nano DNALT文庫制備試劑盒（美國因美納公司產品）進行建庫。然后采用IIlumina平臺進行雙端測序，測序區：16S_V3V4，測序上游引物名稱：338F，上游引物序列： 5^′ -ACTCCTACGGGAGGCAGCA- ?3^′ ；下游引物名稱：806R，下游引物序列： 5^′ -GGACTACHVGGGT-WTCTAAT- 3^′ 。本研究獲得的序列已上傳到NCBISRA數據庫，登錄號為PRJNA1035625和PRJ-NA1119694。

1.4數據分析

使用QIIME2（2019.4）軟件分析細菌群落生物學組成信息，R軟件和QIIME2軟件計算分析細菌群落多樣性指數。采用單因素方差分析法檢驗池塘水體理化性質參數及不同樣品細菌群落組成和多樣性指數的差異。

2 結果與分析

2.1不同養殖模式下克氏原螯蝦養殖池塘水質指標

水質調查結果顯示，本研究兩種養殖模式下溶解氧含量 8.36～13.90mg/L ） ??pH （8.82～9.04）亞硝酸鹽氮含量 ?0.0021～0.0028mg/LΩ 和氨態氮含量 （0.47～0.62mg/L） ）均在克氏原螯蝦可以生存的范圍內。SM模式水溫和水體透明度顯著高于CM模式（ Plt;0.05 ），總氮含量、總磷含量、磷酸鹽含量、葉綠素a含量和高錳酸鹽指數顯著低于CM模式（ Plt;0.05 ），其他指標兩種模式間無顯著差異（ Pgt; 0.05）（表1）。采用綜合營養狀態指數法（TLI）[21]，以TN含量、TP含量、葉綠素a含量、透明度和高錳酸鹽指數5個指標綜合評價養殖水體富營養化程度。計算得出，CM模式水體綜合營養指數為61.70，屬于中度富營養化，SM模式水體綜合營養指數為35.60，屬于中營養水平。

2.2不同養殖模式下克氏原螯蝦養殖系統細菌群落多樣性和組成

從表2可見，克氏原螯蝦養殖池塘底泥、水體、蝦腸道細菌群落 α -多樣性指數兩種養殖模式間均無顯著性差異（ Pgt;0.05 ）。

表1不同養殖模式下養殖池塘水質指標

同一行不同小寫字母表示兩種養殖模式間差異顯著 （Plt;0.05） ；表中數據為平均值±標準差。

在門水平上，對不同養殖模式（SM模式和CM模式）樣品中相對豐度前10的優勢菌群分析作圖（圖1）。結果顯示，SM模式和CM模式池塘底泥細菌群落中均以變形菌門（Proteobacteria）細菌、厚壁菌門（Firmicutes）細菌、放線菌門（Actinobacteria）細菌、擬桿菌門（Bacteroidetes）細菌、酸桿菌門（Acidobacteria）細菌和綠彎菌門（Chloroflexi）細菌為主；腸道細菌群落中以變形菌門細菌、軟壁菌門（Tenericutes）細菌和厚壁菌門細菌為主。以上主要細菌門相對豐度在SM模式和CM模式之間均無顯著差異（ Pgt;0.05） ，但SM模式底泥細菌群落中放線菌門細菌相對豐度比CM模式底泥細菌群落中放線菌門細菌相對豐度高81. 06% 。SM模式和CM模式水體細菌群落中以變形菌門細菌、放線菌門細菌、擬桿菌門細菌、藍藻菌門（Cyanobacteria）細菌和厚壁菌門細菌為主，其中SM模式水體細菌群落中變形菌門細菌、厚壁菌門細菌相對豐度顯著高于CM模式，放線菌門細菌和藍藻菌門細菌相對豐度顯著低于CM模式（ Plt;0.05 。

表2不同養殖模式下池塘底泥、水體和腸道細菌群落 α -多樣性指數Table2The α -diversityindicesofbacterialcommunities inpondsediment，waterandcrayfishgutunderdifferentcultivationmodes

同一行不同小寫字母表示兩種養殖模式間差異顯著（ （Plt;0.05） ；表中數據為平均值 ± 標準差。

在屬水平上，對不同養殖模式（SM模式和CM模式）樣品中相對豐度前10的優勢菌群分析作圖（圖2）。結果顯示，SM模式和CM模式池塘底泥細菌群落中以Subgroup_6細菌為主；腸道細菌群落中以氣單胞菌屬（Aeromonas）細菌、不動桿菌屬（Acine-tobacter）細菌、Candidatus_Bacilloplasma細菌和RsaHF231細菌為主；水體細菌群落中以不動桿菌屬細菌、微小桿菌屬（Exiguobacterium）細菌、hgcl_clade細菌、Planktothrix_NIVA-CYA_15細菌、多核桿菌屬（Polynucleobacter）細菌和Limnohabitans細菌為主。其中，SM模式腸道細菌群落中氣單胞菌屬細菌相對豐度顯著低于CM模式（ Plt;0.05） ，SM模式水體細菌群落中hgcI_clade細菌和Planktothrix_NIVA-CYA_15細菌相對豐度顯著低于CM模式（ Plt;0.05 ），不動桿菌屬細菌和微小桿菌屬細菌相對豐度在SM模式和CM模式水體之間無顯著差異（ Pgt;0.05 。

圖1不同養殖模式在門水平上的細菌群落組成

目其他；RsaHF231；疣微菌門（Verrucomicrobia）; 四軟壁菌門（Tenericutes）；綠彎菌門（Chloroflexi）; 藍藻菌門（Cyanobacteria）；自酸桿菌門（Acidobacteria）; 擬桿菌門（Bacteroidetes）；厚壁菌門（Firmicutes）； 放線菌門（Actinobacteria）；變形菌門（Proteobacteria）

SMDN：繁殖養殖分離模式底泥細菌群落；CMDN：繁殖養殖一體模式底泥細菌群落；CMCD：繁殖養殖一體模式腸道細菌群落；SMCD：繁殖養殖分離模式腸道細菌群落；CMW：繁殖養殖一體模式水體細菌群落;SMW：繁殖養殖分離模式水體細菌群落。

圖2不同養殖模式在屬水平上的細菌群落組成

Fig.2The compositionofbacterial communitiesunder different cultivationmodesat genus level

□其他；Subgroup_6;Limnohabitans;

多核桿菌屬（Polynucleobacter）;Planktothrix_NIVA_CYA_15;

RsaHF231; ? hgcl_clade;微小桿菌屬（Exiguobacterium）；

Candidatus_Bacilloplasma;不動桿菌屬（Acinetobacter）;

■氣單胞菌屬（Aeromonas）

SMDN、CMDN、CMCD、SMCD、CMW、SMW見圖1注。

在種水平上，對不同養殖模式（SM模式和CM模式）樣品中相對豐度前10的優勢菌種分析作圖（圖3）。結果顯示，SM模式和CM模式池塘底泥細菌群落中以Subgroup_10_Acidobacteria_bacterium為主；腸道細菌群落中以魯氏不動桿菌（Acinetobacter_lwoffii）為主;水體細菌群落中以魯氏不動桿菌、Planktothrix_pseudagardhii、Polynucleobacter_ cosmopolitanus、Ro-seomonas_bacterium_enrichmentExiguobacterium_sibir-icum和Novosphingobium_sp.為主。SM模式克氏原螯蝦腸道細菌群落中魯氏不動桿菌的相對豐度明顯低于CM模式;水體細菌群落中除Planktothrix_pseuda-gardhii相對豐度顯著降低于CM模式（ Plt;0.05 之外，其他主要菌種相對豐度兩種模式間均差異不顯著L （Pgt;0.05） 。值得注意的是，與CM模式相比，SM模式水體細菌群落中魯氏不動桿菌相對豐度明顯更高。

Fig.3The compositionof bacterial communitiesunderdifferentcultivationmodesatspecieslevel

□其他;ⅢExiguobacterium_undae;Microbacteriaceae_bacterium;

? Acinetobacter_schindleri;Novosphingobium_sp.;

Exiguobacterium_sibiricum;Roseomonas_bacterium_enrichment;

Polynucleobacter_cosmopolitanus;Planktothrix_pseudagardhi;

Subgroup10_Acidobacteria_bacterium;

■魯氏不動桿菌（Acinetobacter_lwoffi）

SMDN、CMDN、CMCD、SMCD、CMW、SMW見圖1注。

圖3不同養殖模式在種水平上細菌群落的組成

在OTU水平上，采用主坐標（PCoA）分析對加權UniFrac距離度量矩陣進行加權，檢驗不同樣品中細菌群落距離關系（圖4）。結果顯示，第一主坐標和第二主坐標對樣品差異的貢獻率分別為56.0% 和 20.7% 。說明底泥細菌群落和水體細菌群落距離更近，這兩類樣品細菌群落組成結構相似度更高，而克氏原螯蝦腸道細菌群落與水體和底泥細菌群落組成差異較大。不同模式下水體細菌群落相對分散，底泥和腸道細菌群落更聚集。

圖4不同養殖模式細菌群落的PCoA分析結果Fig.4PCoAanalysisofbacterialcommunitiesunderdifferentcultivationmodes

SMDN、CMDN、CMCD、SMCD、CMW、SMW見圖1注。

2.3不同養殖方式下克氏原螯蝦養殖系統細菌群落的驅動因子

將兩種養殖模式下克氏原螯蝦腸道細菌群落和養殖水體細菌群落與環境因子進行冗余分析（圖5）。從圖5a可知，影響克氏原螯蝦腸道細菌群落的主要環境因子為DO含量、 NO₂^- -N含量、 PO₄^3- -P含量、 COD_Mn 和 sD ，它們對群落物種分布的影響均具有顯著性（ Plt;0.05， ，其中DO含量影響最顯著Ω^′R²=0.963 0，P=0.005 6? ，這5個環境因子對腸道優勢菌群分布的累計解釋率為 89.85% 。繁殖養殖一體模式下腸道細菌群落主要落在第一、第四象限，表明繁殖養殖一體模式下腸道細菌群落組成主要與COD_Mn 和 PO₄^3- -P含量顯著正相關;繁殖養殖分離模式下腸道細菌群落主要落在第二、第三象限，表明繁殖養殖分離模式腸道細菌群落組成主要與 sD ） NO₂^- 1N含量和DO含量顯著正相關。

影響養殖水體細菌群落的環境因子主要有 Tem 、sD 、TN含量、葉綠素a含量（圖5b），其中Tem ?_ND 、TN含量和葉綠素a含量的影響具有顯著性 （Plt;0.05） ！，Tem的影響最顯著（ R²=0.9549，P=0.0181） 。這4個主要環境因子對優勢菌群分布的累計解釋率為93.93% 。繁殖養殖一體模式下水體細菌群落主要落在第一、第四象限，表明繁殖養殖一體模式下水體細菌群落組成主要與TN含量和葉綠素a含量顯著正相關；繁殖養殖分離模式下水體細菌群落主要落在第二、第三象限，表明繁殖養殖分離模式下水體細菌群落組成主要與 sD 和Tem顯著正相關。

圖5不同養殖模式下細菌群落與水質因子的冗余分析結果

3討論

3.1不同養殖模式下稻蝦種養系統細菌群落的差異

不同克氏原螯蝦養殖模式影響養殖密度、飼料投入和水草生長等養殖過程。這些過程不同必然會影響養殖系統細菌群落組成和多樣性[1I-12]。本研究調查了不同養殖模式下克氏原螯蝦腸道、池塘水體和底泥3種生境的細菌群落組成和多樣性，發現不同養殖模式下水體、底泥和克氏原螯蝦腸道細菌群落多樣性無顯著差異，底泥和腸道優勢細菌門組成大體相同，水體細菌群落組成有明顯差異，PCoA分析也印證了這一點。

前人研究發現，在水產養殖池塘底泥、稻田土壤和環溝底泥中變形菌門、擬桿菌門、厚壁菌門、綠彎菌門和酸桿菌門是普遍存在的優勢菌群[22-24]，并且底泥含有豐富的營養元素，細菌菌群結構復雜且較穩定，底泥細菌豐富度受多種因素的制約[25-26]。本研究繁殖養殖一體和繁殖養殖分離模式下底泥樣品中主要優勢菌群組成沒有顯著差異，說明不同養殖模式對底泥常見優勢菌群的分布影響較小，但是繁殖養殖分離模式底泥中放線菌門相對豐度比繁殖養殖一體模式高出 81.06% 。據報道，放線菌門細菌能分解許多有機物和無機物，對物質循環和能量流動至關重要，是維持池塘生態系統穩定的關鍵菌群[25]。因此，推測繁殖養殖分離模式更有利于底泥中放線菌的增殖。

在大多數淡水生態系統中變形菌門細菌已被確定為優勢菌群[26]。這類菌群廣泛存在于水生無脊椎動物的腸道中，是許多甲殼類動物腸道菌群的主要組成部分，在生理、形態和遺傳學上都表現出高度的多樣性。本研究兩種養殖模式下克氏原螯蝦腸道細菌群落中第一優勢細菌門和優勢細菌綱均為變形菌門和 γ -變形菌綱，相對豐度均無顯著差異，但在屬水平上，兩種養殖模式下克氏原螯蝦腸道細菌群落分類差別較大。如繁殖養殖分離模式下 γ -變形菌綱中沙雷氏菌屬（Serratia）占比為 92.00% ，繁殖養殖一體模式下 γ -變形菌綱中氣單胞菌屬占比為84.00% 。有研究者曾在克氏原螯蝦腸道菌群中檢測到一定量的沙雷氏菌屬細菌（相對豐度 9.87% 220.86% ）[27]。這類菌群屬于好氧或兼性厭氧發酵型革蘭氏陰性桿菌，存在于自然環境（土壤、水和植物表面），其中有些菌株為機會性的人類病原體[28]但本研究中沙雷氏菌屬包含的種均未被鑒定到，即未發現致病菌。氣單胞菌屬是本研究繁殖養殖一體模式下腸道菌群的第一優勢屬，為水產養殖常見致病菌。分析發現，氣單胞菌屬中未被鑒定到的種占99.7% ，剩下的 0.3% 為Aeromonas_popoffii，該細菌種也不在目前鑒定到的臨床致病菌范圍內[29]。由于水生動物腸道菌群組成取決于宿主生理條件、健康狀況和環境因素[9]。同時，變形菌門在甲殼類動物腸道中的功能目前尚不清楚[30]。因此，上述腸道細菌組成差異的原因需深人探究。

本研究兩種養殖方式下水體主要優勢菌門分布有一定差異。如繁殖養殖分離模式養殖水體變形菌門相對豐度顯著高于繁殖養殖一體模式，相反，放線菌門和藍藻菌門相對豐度低于繁殖養殖一體模式。變形菌門細菌包含硝化細菌、反硝化細菌及硫還原細菌在內，對碳、氮、磷循環至關重要[31]。繁殖養殖分離模式下池塘水體變形菌門中 γ -變形菌綱占比高于繁殖養殖一體模式。 ΨΨ -變形菌綱中包含一些反硝化細菌，被認為是反硝化菌群之一[32]。溶解氧能顯著促進含氮功能菌的繁殖，促進水中氮的循環[12]。水溫升高能促進電廠附近海水中 γ -變形菌綱部分細菌豐度增加[33]。本研究繁殖養殖分離模式水溫顯著高于繁殖養殖一體模式，溶解氧含量是繁殖養殖一體模式的1.66倍。因此，水溫和溶解氧含量較高可能是繁殖養殖分離模式水體變形菌門相對豐度較高的原因之一。Chao等[34]研究發現，沉水植物重建后，變形菌群在淺層富營養化湖泊細菌群落中占比較高，而放線菌在裸區占比較高。VanDerGucht等[35]研究發現放線菌和藍藻菌是富營養化池塘水體中的優勢菌群。本研究中繁殖養殖分離模式水體處于中營養水平，其水草面積始終維持在養殖水域的 30%～40% ，而繁殖養殖一體模式水體處于中度富營養化狀態，從養殖初期到成熟期其水草分布逐漸減少，尤其是在成熟期水草面積幾乎接近0。因此，缺少沉水植被可能也是繁殖養殖一體模式水體變形菌門相對豐度較低的一個原因，其水體藍藻菌門和放線菌門高于繁殖養殖分離模式可能與水體富營養化有關。

魯氏不動桿菌是重要的人類病原體，可以引起菌血癥、肺炎、敗血癥和其他傳染病[36]。據報道，該菌是雜交鱘和裂胸屬魚類的病原體[36-37]。本研究中魯氏不動桿菌在繁殖養殖一體模式腸道菌群中相對豐度比繁殖養殖分離模式高很多，說明繁殖養殖一體模式克氏原螯蝦感染魯氏不動桿菌的風險高于繁殖養殖分離模式。有學者指出，過度擁擠、飼料變化和水質變化可能是水產養殖動物易感染魯氏不動桿菌的因素[38]。由此推測，養殖密度高和水體富營養化可能是本研究繁殖養殖一體模式克氏原螯蝦腸道魯氏不動桿菌豐度較高的原因。另外，繁殖養殖分離模式水體細菌群落中魯氏不動桿菌的相對豐度為 14.04% ，繁殖養殖一體模式為0。分析原因可能是繁殖養殖一體水體呈富營養化狀態，其水體Planktothrix_pseudagardhii和hgcl_clade細菌占優勢，導致魯氏不動桿菌處于劣勢地位而未被檢測到。據報道，不動桿菌常見于河流、湖泊和水庫等地表水中[34，38]。水產養殖池塘中也有發現，如王樹茂等[39]發現，魯氏不動桿菌存在于羅氏沼蝦養殖水體，但在蝦腸道中并未檢測到。由此推測，本研究繁殖養殖一體模式克氏原螯蝦腸道魯氏不動桿菌的出現可能是由養殖水體傳染所致，并且養殖密度過高、水體富營養化等環境壓力可能會促進魯氏不動桿菌豐度在養殖動物腸道中增加，進而導致患病風險提高。

3.2水質因子對不同養殖模式下稻蝦種養系統細菌群落結構的影響

水體細菌群落的多樣性和豐度可能受到水溫、pH、DO含量、TN含量和TP含量等多種環境因素的影響[40-42]。在水產養殖中，池塘水體微生物群落與水質變化緊密相關[41]，如氨態氮含量和總氮含量是影響對蝦養殖水體細菌群落結構的最大因子[43]Fan等[24]研究發現葉綠素a含量和 COD_Mn 與養殖高峰期養殖水體中近半數主要細菌門豐度的變化顯著相關。本研究兩種養殖模式水體細菌群落的主要影響因子是水溫、透明度、TN含量、葉綠素a含量，與上述報道不完全一致，可能與養殖品種和養殖方式不同有關。其中，繁殖養殖一體模式水體細菌群落組成與TN含量和葉綠素a含量顯著正相關，繁殖養殖分離模式水體細菌群落組成與透明度和溫度顯著正相關。飼料通常是水產養殖中氮、磷輸入的主要來源[43]。繁殖養殖一體模式由于養殖密度過高，養殖戶為了追求產量，往往會過量投入飼料，進而導致池塘水體氮、磷含量超標。氮、磷營養的增加能促進養殖水體浮游細菌豐度的增加[445]。葉綠素a是衡量浮游植物生物量的關鍵指標[46]，浮游植物細胞釋放有機物促進水體細菌生長，水體細菌分解有機碳釋放無機碳源，促進浮游植物生長[47]。繁殖養殖一體模式水體氮、磷營養豐富、藻類大量繁殖，因此，TN含量和葉綠素a含量的變化主導繁殖養殖一體模式水體細菌群落結構，而繁殖養殖分離模式水體不存在富營養化現象，水質較好，氮、磷營養不再是主導因素。

水質因子不僅影響養殖水體菌群結構，也會影響水產動物腸道的菌群結構。目前有關水質因子對蝦類腸道細菌群落影響的研究較少，僅見董學興等[48]對羅氏沼蝦腸道菌群的研究，結果發現TP含量對羅氏沼蝦腸道菌群具有顯著影響;Huang等[49]指出，無環溝養殖模式下水深和DO含量是決定克氏原螯蝦腸道微生物群落分布的主要水質因子。本研究發現繁殖養殖一體模式下克氏原螯蝦腸道細菌群落組成主要與 COD_Mn 和 PO₄^3- -P含量顯著正相關。COD_Mn 是反映水體受污染程度的常用指標，過量的活性磷酸鹽（ PO₄^3- -P含量超過 0.2mg/L ）進入水體中易造成水體富營養化[50-51]，這與繁殖養殖一體模式水體富營養化的結果相符。 COD_Mn 、 PO₄^3- -P含量與水體氮、磷含量有關，與飼料輸入有關[43.52]。因此，繁殖養殖一體模式主要是通過飼料輸入導致水體 COD_Mn 和 PO₄^3- -P含量超標進而影響克氏原螯蝦腸道微生物群落結構。繁殖養殖分離模式下克氏原螯蝦腸道細菌群落組成主要與 sD 和 DO含量顯著正相關，說明繁殖養殖分離模式主要是通過水體透明度和溶解氧含量影響克氏原螯蝦腸道微生物群落結構。透明度是反映水體中浮游微藻密度和有機物含量的重要指標，透明度高，說明水體中浮游藻類密度和有機物含量低。水體含氧量高能夠改善水質，降低水體有害物質的濃度，促進養殖動物的新陳代謝，加快生長速度。因此，對比兩種模式下克氏原螯蝦腸道菌群與水質因子的關系可知，繁殖養殖分離模式優于繁殖養殖一體模式。

4結論

本研究通過基因測序對成熟期克氏原螯蝦不同養殖模式下養殖系統水體、底泥和蝦腸道細菌群落組成和多樣性進行分析，結果表明，繁殖養殖分離和繁殖養殖一體兩種模式下克氏原螯蝦養殖水體水質有較大差異，繁殖養殖一體模式易造成水體富營養化，進而導致克氏原螯蝦腸道潛在致病菌豐度增加，疾病風險增加，危害克氏原螯蝦養殖業健康發展，而繁殖養殖分離模式水質健康，成蝦規格大。因此，在生產中應倡導采用繁殖養殖分離模式，推動克氏原螯蝦產業綠色可持續發展。

參考文獻：

[1]MANFRIN C，TOM M，DE MORO G，et al. The eyestalk transcriptome of red swamp crayfishProcambarusclarkii[J].Gene， 2015，557（1） ：28-34.

[2]CHU XH，YANG TT，LIU Y，et al. Transcriptome analysis of differential expressed genes in hepatopancreas of Procambarus clarkii challenged with peptidoglycan[J].Fish amp; Shelfish Immunology，2019，86：311-318.

[3]于秀娟，郝向舉，楊霖坤，等.中國小龍蝦產業發展報告（2023） [J].中國水產，2023，572（7）：26-31.

[4]SIGH，PENGCL，YUANJF，et al.Changes in soil microbial community composition and organic carbon fractions inan integratedrice-crayfish farming system in subtropical China[J].Scientific Reports，2017，7（1） ：2856.

[5]WU Z B， ZHANG QQ， ZHANG TL，et al. Association of the microbiota dysbiosis in the hepatopancreas of farmed crayfish（Procambarus clarkii） with disease outbreaks[J]. Aquaculture，2021， 536：736492.

[6]XULL，YUANJF，CHENXX，et al.Screening of intestinal probiotics and the effects of feeding probiotics on the digestive enzyme activity，immune，intestinal flora and WSSV resistance of Pro ， cambarus clarki[J]. Aquaculture，2021，540：736748.

[7]CHEN HL，WANGYJ，ZHANGJ，et al. Intestinal microbiota in white spot syndrome virus infected red swamp crayfish （Procambarusclarkii）at different health statuses[J].Aquaculture，2021， 542：736826.

[8］白志毅，馮建彬，崔文濤，等.繁養分離稻蝦種養模式的優勢及 實踐[J].中國水產，2020（12）：81-83.

[9]RAJEEVR，ADITHYAKK，KIRANGS，et al.Healthy microbiome：a key to succesful and sustainable shrimp aquaculture[J]. Reviews in Aquaculture，2021，13（1） ：238-258.

[10]SUNFL，WANGYS，WANG C Z，et al. Insights into the intestinal microbiota of several aquatic organisms and association with the surrounding environment[J].Aquaculture，2019，507：196- 202.

[11]ALFIANSAH Y R，HASSENRUCK C，KUNZMANN A，et al. Bacterial abundance and community composition in pond water from shrimp aquaculture systems with different stocking densities [J].Frontiers in Microbiology，2018，9：2457.

[12]NIE ZJ，ZHENG Z W，ZHUHJ，et al.Eects of submerged macrophytes （Elodea nuttalli） on water quality and microbial communities of largemouth bass （Micropterus salmoides） ponds [J].Frontiers in Microbiology，2023，13：1050699.

[13]WANG JL，ZHOU W C，HUANG S，et al. Promoting effect and mechanism of residual feed organic matter on the formation of cyaProduction，2023，417：138068.

[14]FUNGE-SMITH SJ，BRIGGS MRP.Nutrient budgets in intensive shrimp ponds：implications for sustainability[J]. Aquaculture， 1998，164（1/2/3/4） ：117-133.

[15]SAHU B C，ADHIKARI S，DEY L. Carbon，nitrogen and phosphorus budget in shrimp（Penaeus monodon）culture ponds in eastern India[J].Aquaculture International，2013，21（2）：453- 466.

[16]SMITHD M，BURFORD MA，TABRETTSJ，et al. The effect of feeding frequency on water quality and growth of the black tiger shrimp（Penaeusmonodon）[J].Aquaculture，2002，207（1/2）： 125-136.

[17]AVNIMELECH Y，KOCHVA M，DIAB S. Development of controlled intensiveaquaculture systems with alimited water exchange and adjusted carbon to nitrogenratio[J]. Israeli Journal of Aquaculture-Bamidgeh，1994，46（3） ：119-131.

[18]MARTIN JM，VERAN Y，GUELORGETO，et al. Shrimp rearing：stocking density，growth，impact on sediment，wasteoutput and their relationships studied through the nitrogen budget in rearing ponds[J]. Aquaculture，1998，164（1/2/3/4）：135-149.

[19］丁蘭，徐勝南，羅金萍，等.對蝦腸道菌群功能、影響因素與 應用研究進展[J].海洋漁業，2023，45（2）：248-256.

[20]TANG JY，DAI Y X，LIY M，et al. Can application of commercial microbial products improve fish growth and water quality in freshwater polyculture？[J].North American Journal of Aquaculture，2016，78（2） ：154-160.

[21］金相燦.中國湖泊環境[M].北京;海洋出版社，1995.

[22]JIANGX，MAH，ZHAOQL，et al.Bacterial communities in paddy soil and ditch sediment under rice-crab co-culture system [J].AMB Express，2021，11（1）：163.

[23] HERLAMBANG A， MURWANTOKO M， ISTIQOMAH I. Dynamic change in bacterial communities in the integrated rice-fish farming system in Sleman，Yogyakarta，Indonesia[J].AquacultureResearch，2021，52（11） ：5566-5578.

[24]FAN L M，BARRYK，HU G D，et al.Characterizing bacterial communities in tilapia pond surface sediment and their responses to pond differences and temporal variations[J].World Journal of Microbiologyamp; Biotechnology，2017，33（1）：1.

[25］秦偉.不同放養密度和水草覆蓋度下底埋培養基的克氏原 螯蝦池塘底泥微生物群落特征［D].上海：上海海洋大學， 2015.

[26]JIANG TT，SUN SN，CHEN Y N，et al. Microbial diversity characteristics and the influence of environmental factors in a large drinking-water source[J].Science of the Total Environment， 2021，769 144698.

[27］張詩雨，謝夢琪，許荔立，等.殼寡糖對克氏原螯蝦消化酶活 性、腸道菌群結構、血清非特異性免疫指標及抗病力的影響 [J].動物營養學報，2020，32（12）：5864-5874.

「28］MAHLEN SD. Seratia infections：from militarv experiments to current practice[J].Clinical Microbiology Reviews，2011，24（4）： 755-791.

[29] FERNANDEZ-BRAVO A， FIGUERAS M J. An update on the genus Aeromonas：taxonomy，epidemiology，and pathogenicity[J].Microorganisms，2020，8（1）：129.

[30]ZHANG Z T，LIU JL，JINXX，et al.Developmental，dietary， and geographical impacts on gut microbiota of red swamp crayfish （Procambarus clarkii）[J].Microorganisms，2020，8（9）：1376.

[31]ZHANG JX，YANGYY，ZHAO L，et al.Distribution of sediment bacterial and archaeal communities in plateau freshwater lakes[J]. Applied Microbiology and Biotechnology，2015，99（7）： 3291-3302.

[32]UCHIDA Y，MOGIH，HAMAMOTO T，et al. Changes in denitrification potentials and riverbank soil bacterial structures along Shibetsu River，Japan[J].Applied and Environmental Soil Science， 2018，2018：2530946.

[33］陳夢齊，劉紫丹，戴文芳，等.象山港電廠溫排水增溫對浮游細 菌群落空間分布的影響[J].生態學報，2016，36（20）：6574- 6582.

[34]CHAO C X，WANG L G，LI Y，et al. Response of sediment and water microbial communities to submerged vegetations restoration in a shallow eutrophic lake[J].Science of the Total Environment， 2021，801：149701.

[35]VAN DER GUCHTK，VANDEKERCKHOVE T，VLOEMANS N， et al.Characterization of bacterial communities in four freshwater lakes differing in nutrient load and food web structure[J].FEMS Microbiology Ecology，2005，53（2）：205-220.

[36]ZHANG MJ，DOUYQ，XIAO Z D，et al.Identification of an Acinetobacter lwoffii strainisolated fromdiseased hybrid sturgeon （Acipenser baerii♀× Acipenser schrenckiiδ）[J].Aquaculture， 2023，574：739649.

[37]CAO SQ，GENG Y，YU Z H，et al. Acinetobacter lwoffii，an emerging pathogen for fish in Schizothorax genus in China[J]. Transboundary and Emerging Diseases，2018，65（6） ：1816-1822.

[38]LI N，FAN XY，LI X. Unveiling the characteristics of free-living and particle-associated antibiotic resistance genes associated with bacterial communities along different processes ina full-scale drinkingwater treatmentplant[J].Journal of HazardousMaterials， 2024，476：135194.

[39］王樹茂，王秀華，朱娜，等.江蘇高郵羅氏沼蝦池塘養殖可培 養微生物組成調查[J].中國水產科學，2022，29（6）：890-902.

[40]ZHANG QQ， JIAN SL，LI K M，et al. Community structure of bacterioplanktonand itsrelationship with environmental factorsin the upper reaches of theHeihe River in QinghaiPlateau[J].Environmental Microbiology，2021，23（2）：1210-1221.

[41］曹煜成，文國樑，李卓佳，等.池塘水體微生物群落代謝活性的 動態變化及其與水質的關系［J].安全與環境學報，2015，15 （1） ：280-284.

[42]CHENCZ，LIP，LIUL，etal.Exploring the interactions between the gut microbiome and the shifting surrounding aquatic environment in fisheries and aquaculture：a review[J].Environmental Research，2022，214：114202.

[43］金渝欽，陳曦，孟順龍，等.典型池塘養殖模式的氮磷收支研 究進展[J].中國農學通報，2023，39（36）：140-147.

[44］嚴瑤仙，梁柱源，朱泉劍，等.大亞灣南澳海域浮游細菌豐度對 營養鹽添加的響應[J].浙江萬里學院學報，2014，27（1）：1-9.

[45]VAN MOOY BAS，ROCAPG，FREDRICKS HF，et al. Sulfolipids dramatically decrease phosphorus demand by picocyanobacteria in oligotrophic marine environments[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， 2006，103（23） ：8607-8612.

[46］李安艷，黃先飛，田源斌，等.貴州草海草-藻型穩態轉換過程 中葉綠素a的變化及其影響因子[J].植物生態學報，2023，47 （8）：1171-1181.

[47]PORUBSKY W P， VELASQUEZ L E， JOYE S B. Nutrient-replete benthic microalgae as a source of dissolved organic carbon to coastal waters[J]. Estuaries and Coasts，2008，31（5）：860-876.

[48］董學興，呂林蘭，趙衛紅，等.不同養殖模式下羅氏沼蝦腸道菌 群結構特征及其與環境因子的關系［J]．上海海洋大學學報， 2019，28（4） ：501-510.

[49]HUANGXL，LIMH，HUANGY，et al.Microbiome analysis reveals microecological advantages of emerging ditchless rice-crayfish co-culturemode[J].FrontiersinMicrobiology，2022，13：89206.

[50］倪琳琳.紅鰭東方鲀工廠化養殖尾水中活性磷酸鹽的去除研 究[D].大連：大連海洋大學，2024.

[51］國家環境保護總局水和廢水監測分析方法編委會.水和廢水 監測分析方法[M].北京：中國環境科學出版社，2002.

[52]楊婉玲，賴子尼，劉乾甫，等.不同養殖品種池塘化學耗氧量 （ COD_Mn ）變化趨勢及環境影響因素[J].廣東農業科學，2014， 41（8） ：161-165.

（責任編輯：黃克玲）

收稿日期：2024-11-02

基金項目：江蘇省科技計劃項目（BN2023054）；江蘇現代農業（克氏原螯蝦）產業技術體系項目[JATS（2023）241]；市科技計劃項目（YZ2023046、YZ2023244）；江蘇里下河地區農科所克氏原螯蝦綜合種養關鍵技術創新與應用項目［SJ（22）205]

作者簡介：覃寶利（1986-），女，河南鶴壁人，碩士，助理研究員，主要從事稻漁綜合種養技術研究。（E-mail） 20141602@ jaas.ac.cn

通訊作者：寇祥明，（E-mail）kouxiangming@163.com