《Scientific Reports》：Comparative gut microbiome analysis of Rohu fish from Halda River and Kaptai Lake using 16S rRNA sequencing
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本研究为应对水产养殖可持续性发展的挑战，采用牛津纳米孔长读长16S rRNA测序技术，对比分析了孟加拉国哈拉河与卡普泰湖两种淡水环境中露斯塔野鲮(Labeo rohita)的肠道菌群。研究发现两地鱼类的菌群在α和β多样性上存在显著差异（p<0.05），且分别富集了环境耐受类群与益生菌类群。功能分析表明，哈拉河鱼类菌群与氮循环相关，而卡普泰湖鱼类菌群则具有较强的氨氧化和污染物降解潜力。该研究为通过微生物干预提升鱼类健康、发展可持续养殖实践提供了关键见解。
在孟加拉国，淡水生态系统不仅是生物多样性的宝库，更是数百万人赖以生存的命脉。水产养殖业在其中扮演着至关重要的角色，露斯塔野鲮(Labeo rohita)便是该国最具经济价值且广泛养殖的鲤科鱼类之一。然而，集约化养殖模式常常伴随着水质恶化、疾病爆发等一系列挑战，威胁着渔业的可持续性。近年来，科学研究将目光投向了鱼类的“第二基因组”——肠道微生物组。这些数以万亿计的微小生命与宿主的营养吸收、免疫调节和健康维持息息相关。人们开始思考：能否通过调控这些肠道“居民”，来增强鱼类的抗病力、改善生长，从而减少对抗生素的依赖，实现绿色养殖？为了解答这个问题，一项聚焦于环境如何塑造鱼类肠道菌群的研究应运而生。这项研究以哈拉河与卡普泰湖两种典型的淡水环境为舞台，深入探究了露斯塔野鲮肠道菌群的奥秘，相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员运用了几项关键技术来解析鱼类及其生存水体的微生物世界。首先，他们分别从孟加拉国的哈拉河和卡普泰湖采集了露斯塔野鲮的肠道内容物及其栖息地水样作为研究样本。随后，利用牛津纳米孔技术(Oxford Nanopore)对样本进行16S rRNA基因全长测序。这项长读长测序技术能提供更高的分类学分辨率，更精确地鉴定微生物种类。获取序列数据后，研究人员使用生物信息学工具进行后续分析，包括评估微生物群落的Alpha多样性和Beta多样性（分别衡量群落内和群落间的差异），并通过功能预测算法（如PICRUSt2）来推断这些微生物群落可能具备的代谢功能。
研究结果
1. 哈拉河与卡普泰湖的露斯塔野鲮肠道菌群存在显著差异
通过对微生物Alpha多样性（如Chao1、Shannon指数）和Beta多样性（如Bray-Curtis距离）的分析，研究人员发现，来自哈拉河和卡普泰湖的露斯塔野鲮，其肠道菌群组成在统计学上具有显著差异（p<0.05）。这表明不同的水体环境对鱼类肠道菌群的构建产生了决定性影响。
2. 两地鱼类肠道富集了特征迥异的优势菌群
在属（Genus）水平上，哈拉河鱼的肠道菌群更具多样性，其中以Pirellulaceae科的一个未培养分支(Pirellulaceae_uncultured)为主（相对丰度9.26%），并含有较高比例的环境耐受类群，例如短小杆菌属(Exiguobacterium， 5.48%)。相比之下，卡普泰湖鱼的肠道菌群则显示出截然不同的特征，其菌群构成相对集中，富含典型的益生菌或发酵相关菌属，包括植物乳杆菌属(Lactiplantibacillus， 高达48.84%）和片球菌属(Pediococcus， 8.82%）。
3. 水环境微生物特征与鱼类肠道菌群存在联系与区别
对水样本身的分析揭示了环境微生物的“底色”。哈拉河水体中最主要的细菌是短小杆菌属(Exiguobacterium， 41.93%），这与该河流鱼类肠道中该菌属的富集可能有关联。而卡普泰湖水体则几乎被不动杆菌属(Acinetobacter， 71.24%）所主导。值得注意的是，尽管卡普泰湖水体以不动杆菌属为主，但该湖鱼类的肠道中并未大量富集此菌属，反而以益生菌为主，这暗示鱼类肠道对环境微生物并非简单“照单全收”，而是存在主动选择或排斥。
4. 功能预测揭示两地菌群潜在生态功能的差异
基于测序数据的功能预测分析为菌群差异赋予了生态意义。哈拉河鱼类肠道菌群展现出更高的代谢多样性，预测其微生物群落更多地参与氮循环相关途径。而卡普泰湖鱼类肠道菌群则表现出更强的氨氧化能力以及降解芳香族化合物等污染物的潜力。这些功能差异可能直接反映了两种水体不同的环境压力和营养状态。
结论与讨论
本研究清晰地论证了淡水环境是塑造其栖居鱼类肠道菌群结构与功能的关键驱动因素。哈拉河鱼类肠道中富集的环境耐受类群，可能与河流环境承受的更大人为干扰或自然波动有关；而卡普泰湖鱼类肠道中高比例的益生菌类群，则可能得益于相对封闭、受控的湖泊环境，或是养殖活动的间接影响（如投喂饲料）。功能预测的差异进一步将菌群结构与生态系统功能联系起来，提示不同环境下的鱼类可能通过其肠道菌群适应并参与特定的生物地球化学循环。
这项研究的意义在于，它首次利用长读长测序技术对孟加拉国重要经济鱼类的肠道菌群进行了细致的比较分析，不仅提供了详实的基线数据，更重要的是为可持续水产养殖提供了新的思路。研究结果表明，通过改善或模拟特定的水环境条件（例如，营造类似卡普泰湖的环境），有可能定向培育鱼类肠道中的有益菌群，从而增强鱼类的健康、抗逆性和生长性能。这为开发基于益生菌、益生元或合生元的微生物干预策略奠定了理论基础，有望减少传统养殖中对化学品和抗生素的依赖，推动水产养殖业向更加环境友好和可持续的方向发展。
