我国沿海地区凡纳滨对虾肠道微生物组成及其在冷藏腐败过程中的变化

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凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)深受广大消费者青睐,其潜在的食品健康风险也受到广泛关注。我国沿海地区已经成为凡纳滨对虾重要养殖地区,然而,不同地区人工养殖凡纳滨对虾肠道菌群组成及功能差异尚不清楚;对虾保藏过程中其肠道微生物群落动态随时间变化也尚不清楚。因此,本研究以我国沿海城市养殖凡纳滨对虾为研究对象,采用16S r RNA基因高通量测序、荧光定量PCR等分子生物学测试手段,比较分析了我国沿海地区对虾肠道微生物群落组成和功能的差异;考察了4℃冷藏条件下对虾肠道微生物群落组成和功能的动态变化情况;重点分析腐败菌和致病菌动态变化。其主要结论如下:(1)我国12个沿海地区养殖凡纳滨对虾肠道中优势细菌主要为弧菌,支原体科,丹毒丝菌科和黄杆菌科,在所有样本的肠道细菌群落中都有一定的主导作用;肠道样本中潜在致病菌和腐败微生物的相对丰度较高;但是不同地区对虾肠道菌群功能预测结构相似,且与肠道细菌(科水平)具有显著的相关性(P<0.05),这也进一步表明凡纳滨对虾的肠道细菌群落具有足够的功能冗余以维持其自身健康生长。(2)在4℃冷藏过程中,江苏和浙江两地区对虾样本在第3天出现明显腐败变质,荧光定量PCR肠道总菌群丰度也在第3天激增;两地区肠道菌群组成和优势菌属也随着冷藏时间延长而发生不同变化;随冷藏时间延长,江苏对虾肠道样品中潜在致病菌和致腐败菌的相对丰度变化不明显,而浙江对虾肠道样本中潜在致病菌(Vibrio Other,Candidatus Bacilloplasma)和腐败菌(Carnobacterium,Pseudoalteromonas,Psychromonas)相对丰度变化显著。冷藏过程中对虾肠道功能预测与肠道细菌(科水平上)同样具有显著的相关性(P<0.05);Carnobacterium,Pseudoalteromonas和Psychromonas与部分功能预测呈正相关,表现出相似的功能结构;ABC转运蛋白与冷藏过程中优势菌群相关性发生由负转正的变化,其可能在后期腐败过程中起关键作用。(3)尽管两个地区样本凡纳滨对虾肠道细菌群落、潜在致病菌和腐败菌结构有所不同,但是它们的功能相对稳定;且冷藏前期和后期的优势菌群与ABC转运蛋白的相关性出现明显变化,因此,严格控制冷藏前期相关优势菌群变化,可能是减缓对虾腐败、保障凡纳滨对虾的营养价值及货架期的有效措施,该研究可为科学延长凡纳滨对虾4℃保藏期提供基础数据。研究结果有助于了解我国沿海地区人工养殖凡纳滨对虾肠道菌群的组成与差异,为对虾冷藏过程中保障对虾食品质量、保证健康消费进一步研究提供理论依据。
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