微囊藻毒素和生物浮床对鱼类肠道微生物的影响

摘要

随着水产养殖集约化的发展，水体的富营养化越来越严重，蓝藻水华频发。蓝藻水华的发生通常伴随着藻毒素的产生，对鱼类的生存和人类的安全造成了严重威胁。生物浮床因其环保实用，被广泛应用于降低水体富营养化水平，控制蓝藻水华的发生。而上述过程中鱼类肠道微生物是如何变化的，对机体起到了什么作用目前还不清楚。
　　本研究以3月龄的性成熟斑马鱼为实验材料，对其进行为期30 d的MC-LR的体外暴露，处理浓度分别为0、1、5、20μg/L，通过对暴露后斑马鱼肠道微生物16S rRNA基因测序，并测定其对MC-LR的吸收富集，超氧化物歧化酶(SOD)，过氧化氢酶(CAT)和乳酸脱氢酶(LDH)活性、有机阴离子转运多肽Oatp2b1的表达，而后作相关性分析，评价了肠道微生物在其中发挥的作用。同时，通过PCR-DGGE技术评价了三种植物浮床作对草鱼肠道微生物和水体微生物的影响。具体结果如下:
　　在用0、1、5、20μg/L的MC-LR处理30天后，斑马肠道微生物α和β多样性没有产生显著性差异，表明存在一个核心菌群，其由Fusobacteria，Actinobacteria，Alphaproteobacteri，Betaproteobacteria，Gammaproteobacteria等组成。然而，db-RDA分析显示高剂量的MC-LR改变了高丰度微生物群的特征。肠道吸收MC-LR具有剂量依赖效应。Oatp2b1表达随着MC-LR剂量的增加而增加，SOD、CAT、LDH的活性在低剂量下显著增加，而在较高剂量下则下降。使用线性判别分析效应(LEfSe)和斯皮尔曼相关性检验进一步分析这些参数。鉴定的表型包括放线菌，乳杆菌和一些条件性致病菌。MC-LR暴露增加了致病菌的致病风险，但肠道中的益生菌会通过竞争来抑制这种趋势。
　　浮床实验表明，不同植物根系细菌组成中没有显著差异，生物浮床对池塘水的微生物群落的丰度和优势菌群都没有显著影响。草鱼肠道中的优势微生物从气单胞菌Aeromonas jandaei变为类芽孢杆菌Paenibacillus sp.，证明生物浮床能够调节肠道微生物群落结构。

目录

声明

摘要

缩略语表

第一章 文献综述

1．1 微囊藻毒素研究进展

1．1．1 微囊藻毒素概述

1．1．2 微囊藻毒素致毒机制

1．1．3 微囊藻毒素对肠道毒性研究

1．1．4 微囊藻毒素对肠道微生物毒性研究

1．2 生物浮床研究进展

1．2．1 生物浮床概述

1．2．2 生物浮床对水质的净化

1．2．3 生物浮床对藻类影响

1．2．4 生物浮床对微生物的影响

1．3 肠道微生物概述

1．3．1 肠道微生物与宿主的相互作用

1．3．2 肠道微生物的影响因素

1．3．3 肠道微生物的研究方法

1．4 研究目的与意义

第二章 微囊藻毒素MC-LR对斑马鱼肠道微生物的影响

2．1 前言

2．2 材料与方法

2．2．4 RNA提取和cDNA模板的制备

2．2．5 实时定量PCR

2．2．6 酶活性的测定

2．2．7 肠道模型的建立

2．2．8 斑马鱼肠道对MC-LR的富集

2．2．9 生物信息学分析及统计学分析

2．3 结果与分析

2．3．1 MC-LR的吸收与富集及Oatp2b1的表达

2．3．2 测序数据统计

2．3．3 α多样性分析

2．3．4 β多样性分析

2．3．5 LEFSe分析

2．3．5 斑马鱼肠道酶活性的变化

2．3．6 肠道微生物与生理指标相关性

2．4 讨论

2．5 结论

3．1 前言

3．2 材料与方法

3．2．1 实验设计与样品采集

3．2．2 DNA的提取

3．2．3 16S rDNA V3区测序

3．2．4 数据分析

3．3 结果与分析

3．3．1 V3区DGGE分析

3．3．2 DGGE凝胶中片段测序结果分析

3．3．3 条带聚类分析

3．4 讨论

3．5 结论

参考文献

附录

致谢