春季稻虾轮作系统微生物群落特征分析

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0817

中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (28): 158-164.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0817

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春季稻虾轮作系统微生物群落特征分析

单金峰(), 王飞飞, 王信海()

江苏省农业科学院宿迁农科所，江苏宿迁 223800

收稿日期:2022-09-26 修回日期:2023-01-29 出版日期:2023-10-05 发布日期:2023-09-25
通讯作者: 王信海，男，1982年出生，山东青岛人，副研究员，硕士，主要从事水产养殖方面的研究。通信地址：223800 江苏省宿迁市宿支路16号宿迁市农业科学院，Tel：0527-80878828，E-mail：649896617@qq.com。
作者简介:
单金峰，男，1988年出生，河南周口人，助理研究员，硕士，主要从事水产养殖方面的研究。通信地址：223800 江苏省宿迁市宿支路16号宿迁市农业科学院，Tel：0527-80878828，E-mail：377061452@qq.com。
基金资助:
宿迁市农业科技自主创新资金项目“稻虾田秸秆生态利用关键技术研究”(SQCX202005); 宿迁市科技计划项目“稻-鳝-龙虾复合种养关键技术研究”(SQCX202108); 区域现代农业与环境保护协同创新中心项目“稻田生态种养模式研究、推广与水产养殖技术标准制定”(HSXT30325)

Microflora Characteristics of Integrated Rice-Crayfish Farming System in Spring

SHAN Jinfeng(), WANG Feifei, WANG Xinhai()

Suqian Institute, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Suqian, Jiangsu 223800

Received:2022-09-26 Revised:2023-01-29 Published-:2023-10-05 Online:2023-09-25

摘要/Abstract

摘要：

为分析春季不同时间稻虾田微生物群落的构成，采用Illumina Miseq高通量测序技术对克氏原螯虾肠道及养殖环境细菌群落组成进行分析。结果显示，所有样品共检测得到16966个分类操作单元(operational taxonomic units，OTUs)，4月底泥样本OTUs最多为3677，虾肠道最少为757。Alpha多样性分析显示，底泥菌群丰度和多样性较高；稻虾轮作系统中优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。4—5月所有样品中的优势类群均为变形菌门，6月克氏原螯虾肠道的优势类群为厚壁菌门。放线菌门在水体中的占比高于肠道和底泥。主坐标分析(PCoA)和样品层级聚类分析(UPGMA)发现，不同月份的底泥和水体菌群按物种聚类到一起，但6月的克氏原螯虾肠道与底泥菌群相似度较高。综合分析，春季稻虾轮作系统中，克氏原螯虾肠道菌群组成与外界养殖环境存在相关性，不同月份各样品菌群的多样性和组成虽有差异但相对稳定。

关键词: 稻虾轮作, 克氏原螯虾, 高通量测序, 微生物群落

Abstract:

To analyze the composition of microbial community in integrated rice-crayfish farming system at different time in spring, Illumina Miseq high-throughput sequencing technology was used to analyze the bacterial community composition in the intestinal tract and culture environment of Procambarus clarkii. The results showed that a total of 16966 operational taxonomic units (OTUs) were detected in all samples. The maximum OTUs of sediment samples in April were 3677, and the minimum OTUs of intestine were 757. Alpha diversity analysis showed that the abundance and diversity of the sediment microflora were high. The dominant bacteria groups in the integrated rice-crayfish farming system were Proteobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes and Firmicutes. Proteobacteria was the predominant group in all samples in April and May, and Firmicutes was the predominant group in P. clarkii intestinal tract in June. The proportion of Actinomycetes in water was higher than that in intestinal tract and sediment. Principal coordinates analysis (PCoA) and unweighted pair group method with arithmatic mean (UPGMA) analysis showed that, microbial communities of the sediment and water in different months were clustered together according to species, but the microbial community structure of intestines and the sediment in June were relatively similar. These results suggested that in spring integrated rice-crayfish farming system, the composition of intestinal microflora of P. clarkii was correlated with the external culture environment. The diversity and composition of microflora in each sample were different but relatively stable in different months.

Key words: integrated rice-crayfish farming system, Procambarus clarkii, high-throughput sequencing, microflora

单金峰, 王飞飞, 王信海. 春季稻虾轮作系统微生物群落特征分析[J]. 中国农学通报, 2023, 39(28): 158-164.

SHAN Jinfeng, WANG Feifei, WANG Xinhai. Microflora Characteristics of Integrated Rice-Crayfish Farming System in Spring[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(28): 158-164.

图/表 6

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组别	有效序列/条	抽平数列/条	操作分类单元	测序深度/%
A₁	60626	48044	757	99.35
B₁	209884	48044	3677	99.27
C₁	92233	48044	905	99.66
A₂	133900	48044	826	99.39
B₂	107195	48044	3290	99.74
C₂	94534	48044	1235	99.5
A₃	48044	48044	1787	99.58
B₃	95673	48044	3079	99.63
C₃	185887	48044	1410	99.42

组别	有效序列/条	抽平数列/条	操作分类单元	测序深度/%
A₁	60626	48044	757	99.35
B₁	209884	48044	3677	99.27
C₁	92233	48044	905	99.66
A₂	133900	48044	826	99.39
B₂	107195	48044	3290	99.74
C₂	94534	48044	1235	99.5
A₃	48044	48044	1787	99.58
B₃	95673	48044	3079	99.63
C₃	185887	48044	1410	99.42

样品	Chao指数	Observed sopecies指数	PD_whole_tree指数	Shannon指数	Simpson指数
A₁	920.14	757	59.65	4.31	0.832
B₁	4426.11	3677	195.11	10.03	0.997
C₁	1353.08	904	70.85	5.83	0.952
A₂	1068.06	826	67.27	4.61	0.875
B₂	3683.1	3079	180.2	9.62	0.995
C₂	1887.1	1235	95.64	6.25	0.97
A₃	2038.75	1787	108.69	7.69	0.977
B₃	3932.89	3290	170.6	9.37	0.994
C₃	1943.73	1409	100.46	6.82	0.976

样品	Chao指数	Observed sopecies指数	PD_whole_tree指数	Shannon指数	Simpson指数
A₁	920.14	757	59.65	4.31	0.832
B₁	4426.11	3677	195.11	10.03	0.997
C₁	1353.08	904	70.85	5.83	0.952
A₂	1068.06	826	67.27	4.61	0.875
B₂	3683.1	3079	180.2	9.62	0.995
C₂	1887.1	1235	95.64	6.25	0.97
A₃	2038.75	1787	108.69	7.69	0.977
B₃	3932.89	3290	170.6	9.37	0.994
C₃	1943.73	1409	100.46	6.82	0.976

菌群	A₁	B₁	C₁	A₂	B₂	C₂	A₃	B₃	C₃
Curvibacter	38.4	2.65	0.56	23.42	6.27	1.33	0.62	0.12	1.27
hgcI clade	—	—	17.74	—	—	16.05	0.02	0.01	27.55
Limnohabitans	0.29	0.38	12.46	0.09	0.22	7.18	0.05	0.19	5.94
Sphingomonas	2.96	0.11	0.08	18.64	0.9	0.36	0.2	0.03	0.12
Polynucleobacter	0.01	0.01	5.09	—	0.01	7.72	0.05	0.01	6.68
Candidatus Bacilloplasma	5.22	—	—	3.29	0	0.06	8.79	0.01	—
Flavobacterium	0.02	0.52	14.12	0.02	0.1	1.95	0.13	0.11	0.23
Phyllobacterium	0.01	1.19	0.01	15.13	0.09	0.16	0.11	0.01	0.01
Skeletonema pseudocostatum	0.01	0.06	4.48	—	0.05	0.02	—	0.07	0.19
Other	8.78	54.39	9.82	8.77	56.55	24.15	29.03	54.29	19.07

春季稻虾轮作系统微生物群落特征分析

Microflora Characteristics of Integrated Rice-Crayfish Farming System in Spring

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