斑石鲷消化系统形态学、发育规律及不同饵料条件下的肠道菌群差异

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1.为探明斑石鲷(Oplegnathus punctatus)消化系统的形态特征和组织学结构,助力斑石鲷的人工繁育及养殖技术研发,我们采用形态解剖学和组织学切片技术对斑石鲷消化系统进行了实验研究。研究发现斑石鲷的消化道共由6部分组成,从头至尾依次是口咽腔、食道、胃、幽门盲囊、小肠、直肠。斑石鲷的口咽腔内部空间大,颌齿内部彼此连接、外部愈合,呈现典型的鹦鹉喙状,咽齿呈扁平的圆盾状,于颌齿内侧两侧分布,这样复合结构(喙状颌齿与圆盾状咽齿)使得斑石鲷能够轻易的碾碎甲壳动物的外壳,进而完成摄食。斑石鲷的食道短粗,粘膜层密布具纵褶,内部含有丰富的杯状细胞,能够协助斑石鲷吞咽食物。胃部呈典型的不对称V型,粘膜层下分布着密集的胃腺,幽门部拥有整个消化道最厚实的肌肉层,摄取的食物将在这里完成消化和分解。斑石鲷的小肠分为前肠、中肠、后肠三部分,管径大小逐次递减,粘膜层上肠绒毛的密度和长度也遵同样的规律,从结构可以推断出斑石鲷肠道吸收功能主要集中于前中肠,尤其是前肠。直肠管径与小肠前肠段接近,长度很短仅为小肠的七分之一,相比小肠部分,肠绒毛更加稀疏,绒毛长度也更短,主要承担消化残留物的压缩排泄和水分和微量元素的重吸收,相对简单结构对应着相对简单的功能。2.为系统揭示斑石鲷从初孵仔鱼到幼鱼阶段消化系统各组织器官结构变化的规律,本研究对1~49日龄的斑石鲷仔、稚、幼鱼进行了连续组织学切片实验分析。结果显示,发现1日龄的斑石鲷初孵仔鱼的消化道位于卵黄囊内侧,且仅为一条简单的管状结构。根据斑石鲷消化系统发育的状况,大致可将其分为三个阶段:1~3日龄,消化系统尚处于未分化的原始阶段,此时的斑石鲷口裂封闭,仅以卵黄囊作为营养来源,呈现完全的内源性营养;4~20日龄,消化系统初步发育,处于拥有基本的摄食、消化与吸收能力的过渡阶段,这一阶段斑石鲷口裂开启,卵黄囊逐步消失,肝胰脏快速发育成型,逐步拥有消化食物的能力,由此开始向外源性营养转变;21~35日龄,消化系统进一步发育,胃腺出现,形成结构完整的消化系统,此后斑石鲷消化系统各组织器官仅有细胞规模上的增长,不再出现结构上的质变。3.为了探究斑石鲷在不同饵料条件下肠道微生物的差异,对5组不同食性下的斑石鲷进行了实验、取样。其中颌齿未愈合组(HCW_CK)是30日龄,饵料是卤虫和人工饵料;颌齿愈合组(HCY_CK)是60日龄,饵料为纯人工饵料;剩余四组以HCY_CK组为参照,分别投喂人工饵料(EL)、牡蛎(ML)、甲壳动物(JQ)、冰鲜杂鱼(ZY)喂养20天。饲养环境为边长60cm的玻璃水缸、水温(21±1)摄氏度,盐度29±0.5。将实验所得的样品进行高通量测序后,对每个组别的生物信息进行基于Qiime2的DADA2 ASV聚类方法的序列分析。我们发现原本在存在于HCW_CK组的优势菌Ruegeria在HCY_CK组中消失,取而代之的是相对丰度极大的Rhodanobacter。颌齿愈合与否引起的食性变化对斑石鲷的肠道菌群产生了显著影响。在肠道菌群的多样性方面,HCW_CK组和HCY_CK组之间的差异不显著,而在不同饵料饲喂下,仅十天的时间,各个组别之间就产生了显而易见的差异;20天后这样的差异变的更加明显。这表明饵料确实是影响肠道菌群的重要因素。在四个实验组中,拥有更高动物蛋白含量的ZY组和ML组的肠道菌群呈现出更强的多样性,且随着饲养时间的推移,蛋白含量相对更高的ZY组比ML组更早的表现出肠道菌群的强多样性。JQ组在实验的后期,Microbacterium的相对丰度出现了明显的增加,成为了优势菌。而Microbacterium能够分泌多用抑菌物质,能够帮助斑石鲷有效抑制肠道中病原体的增殖。
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