邱楚雯，袁新程，施永海，王韓信，謝永德，徐嘉波，稅春

(上海市水產(chǎn)研究所 上海市水產(chǎn)技術推廣站，上海 200433)

目前，中國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展受到土地、水及環(huán)境問題的限制。為了促進產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展，需要最大限度地利用土地、水和營養(yǎng)物質，從而減少對環(huán)境的影響[1]。池塘魚菜立體種養(yǎng)模式是一種將水栽植物與傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖技術相結合的綠色養(yǎng)殖模式。池塘魚菜立體種養(yǎng)模式使魚—蝦—菜間達到生態(tài)平衡關系，生產(chǎn)高品質綠色的魚、蝦和蔬菜，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和生態(tài)效益雙贏，被認為是未來水產(chǎn)養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展的方向[2-3]。池塘魚菜立體種養(yǎng)模式以生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)為主導，通過水域中生物(動物、植物、微生物)間和生物與環(huán)境間的相互作用形成生態(tài)系統(tǒng)的平衡，微生物在其中發(fā)揮著重要的作用。但自然界中的細菌可在實驗室條件下培養(yǎng)的較少，要反映環(huán)境中菌群的結構組成不能僅僅依靠傳統(tǒng)的分離培養(yǎng)方法[4]。目前，對環(huán)境微生物的研究多采用新一代的高通量測序技術，該技術能夠較準確地定性和定量分析微生物的多樣性和豐度，有利于深入準確了解魚菜立體種養(yǎng)模式下的微生物群落結構[5-7]。

目前，針對暗紋東方鲀池塘立體種養(yǎng)模式下系統(tǒng)微生物多樣性的研究鮮有報道。本研究中的池塘魚菜立體種養(yǎng)模式，以暗紋東方鲀Takifuguobscures為主養(yǎng)品種，套養(yǎng)對蝦，同時在養(yǎng)殖水面上栽種蕹菜IpomoeaaquaticaForsk。該模式利用水培植物蕹菜吸收養(yǎng)分，提高水體利用率，減少污染物的排放；此外，暗紋東方鲀主要生活在水體的中下層，凡納濱對蝦Litopenaeusvanname主要生活在底層，這使得該系統(tǒng)形成了菜—鲀—蝦的上—中—下3層結構，充分利用了水體空間。暗紋東方鲀屬兇猛肉食性魚類，會捕食凡納濱對蝦。凡納濱對蝦面對捕食會采取防御手段，包括潛底、隱蔽或連續(xù)彈跳，在這樣的生存環(huán)境下，體質健壯的對蝦個體才能夠適應并生存下來，而體弱及患病對蝦個體就會被暗紋東方鲀吞食而淘汰，從而達到生態(tài)防病的目的。由于暗紋東方鲀對水質要求較高，殘餌等容易導致水質變差，而凡納濱對蝦為底棲雜食性甲殼類動物，在減少投喂蝦料的條件下可攝食暗紋東方鲀的剩料、有機碎屑及浮游動植物，起到“清道夫”的作用，有效防止餌料腐敗變質。本研究中，對池塘魚菜立體種養(yǎng)模式下的水體、底泥、蕹菜根際與根表、暗紋東方鲀與凡納濱對蝦腸道微生物的16S rRNA V3～V4區(qū)進行了高通量測序，分析了系統(tǒng)不同組成的微生物群落結構及差異，以期為池塘魚菜立體種養(yǎng)系統(tǒng)微生物的研究提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料

池塘魚菜立體種養(yǎng)系統(tǒng)(鲀—蝦—菜)養(yǎng)殖試驗于2019年4月在上海市水產(chǎn)研究所奉賢科研基地池塘進行，試驗設置3個池塘，每個池塘養(yǎng)殖面積為0.17 hm2。試驗用暗紋東方鲀源自奉賢科研基地，凡納濱對蝦購自海南如意來水產(chǎn)養(yǎng)殖有限公司，蕹菜購自上海玫瑰園商貿城。暗紋東方鲀放養(yǎng)規(guī)格約150 g，放養(yǎng)密度為1.194萬尾/hm2，合計每個池塘投放2 000尾；凡納濱對蝦放養(yǎng)規(guī)格為0.6 ～1.0 cm，放養(yǎng)密度為253.9萬尾/hm2，合計每個池塘投放2.85萬尾；每個池塘蕹菜栽種量為12 kg，養(yǎng)殖周期為5個月。

1.2 方法

1.2.1 樣品采集 于養(yǎng)殖試驗末期(8—9月)分批采集試驗樣品，采集3個魚菜立體種養(yǎng)池塘的水體(MW1～MW3)、底泥(MS1～MS3)、蕹菜根際(RM1～RM3)、蕹菜根表(MRS1～MRS3)、暗紋東方鲀腸道內容物(MIP1～MIP3)和凡納濱對蝦腸道內容物(MIS1～MIS3)，共計18個樣品，具體采集方法如下。

水體與底泥：采樣時池塘水溫為(27±1)℃，pH為 8.14±0.17，水體和底泥樣品的采集采用5點采樣法。利用采水器采集離水面50 cm處的水樣200 mL，混合后用裝有0.22 μm微孔濾膜的真空抽濾裝置進行抽濾，取出濾膜于滅菌離心管中，于-80 ℃下保存待測，即為水體樣品。利用柱狀采泥器采集1～5 cm的池塘表層底泥(100 mL)，混合后置于滅菌離心管中，于-80 ℃下保存待用，即為底泥樣品。

蕹菜根際及根表：將根系表面附著的大塊泥去掉后，加入無菌PBS緩沖液，反復洗滌并經(jīng)3 200×g離心15 min后，得到沉淀，即為根際樣品。將反復洗滌后的蕹菜根系浸沒于無菌PBS溶液中，以180 r/min孵育20 min，反復進行4次后，匯總洗滌液，用裝有0.22 μm微孔濾膜的真空抽濾裝置進行抽濾，收集濾膜于滅菌離心管中，-80 ℃下保存待測，即為根表樣品。

腸道內容物：隨機從每個池塘中采集5尾暗紋東方鲀，魚體規(guī)格為(242.65±42.34)g，將暗紋東方鲀無菌解剖后取出整個腸道，將腸道內容物擠出，使用少量PBS緩沖液沖洗腸道內壁，收集腸道內容物樣品于滅菌離心管中，并將5尾魚腸道內容物混勻成一個樣品，即為鲀腸道內容物樣品。隨機從每個池塘中采集10只凡納濱對蝦，蝦體規(guī)格為(20.04±3.62)g，將凡納濱對蝦進行無菌解剖后取出整個腸道，將腸道內容物擠出，同一池塘10只蝦的腸道內容物混均成一個樣品，即為蝦腸道內容物樣品。

1.2.2 DNA 抽提和PCR擴增 根據(jù)DNA提取試劑盒(FastDNA?SPIN Kit) (MP Biomedicals, U.S.)說明書進行總DNA抽提，DNA濃度和純度利用NanoDrop 2000進行檢測，利用10 g/L瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA提取質量。用338F (5′ACTCCTACGGGAGGCAGCAG 3′)和806R (5′GGACTACHVGGGTWTCTAAT 3′) 引物對細菌16S rRNA 基因V3～V4可變區(qū)進行PCR擴增。擴增程序：95 ℃下預變性180 s；95 ℃下循環(huán)變性30 s，55 ℃下退火復性30 s，72 ℃下延伸30 s，共進行27個循環(huán)；最后在72 ℃下再延伸 10 min。擴增體系(共20 μL)：5×FastPfu 緩沖液4 μL，2.5 mmol/L dNTPs 2 μL，引物338F、806R各0.8 μL，F(xiàn)astPfu 聚合酶0.4 μL，DNA模板10 ng，用ddH2O 補足至20 μL。

1.2.3 Illumina MiSeq 測序 采用20 g/L瓊脂糖凝膠回收PCR產(chǎn)物，再用AxyPrep DNA 凝膠回收試劑盒(Axygen) 進行純化。采用QuantiFluorTM-ST (Promega) 進行檢測定量。根據(jù)Illumina MiSeq 平臺標準操作規(guī)程將擴增片段構建測序文庫后，用Illumina公司的MiSeq PE300平臺進行高通量測序(上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

原始測序序列使用Trimmomatic軟件質控，并用FLASH軟件進行拼接；采用UPARSE(version 7.1 http://drive5.com/uparse/)軟件對數(shù)據(jù)進行處理，根據(jù)97%相似度水平對序列進行OTU聚類；采用RDP classifier貝葉斯算法對97%相似水平的OTU代表序列進行分類學分析，比對Silva數(shù)據(jù)庫在不同分類學水平上統(tǒng)計各樣本的群落組成；采用Mothur軟件計算Alpha多樣性指數(shù)，包括群落豐富度指數(shù)(Chao1指數(shù)、ACE指數(shù))和群落多樣性指數(shù)(香農指數(shù)Shannon、辛普森指數(shù)Simpson)。

采用T檢驗法進行樣本多樣性指數(shù)的顯著性差異分析(P<0.05)；利用R語言工具制作物種組成分析群落柱形圖和樣本比較分析的主坐標分析(PCoA)圖等。

2 結果與分析

2.1 16S rRNA基因測序特點

6組18個樣本的平均序列數(shù)為66 390條，97%相似度水平下分類操作單元(operational taxonomic units, OTUs)數(shù)為9 082。從表1可見：池塘魚菜立體種養(yǎng)模式下不同樣本的OTU數(shù)為512～4 013；群落豐富度指數(shù)中，Chao1指數(shù)為761.71～5 474.29，ACE指數(shù)為986.94～5 687.55；群落多樣性指數(shù)中，Shannon指數(shù)為1.69～6.55，Simpson指數(shù)為 0.01～0.34；所有樣本的物種覆蓋率均大于96.05%。這表明，本次測序基本上代表了樣本中微生物的真實情況。

樣本中細菌的豐富度總體上排序為底泥>蕹菜根際>蕹菜根表≈蝦腸道>水體>鲀腸道；樣本中細菌的多樣性排序為底泥>蕹菜根際>蕹菜根表>水體>蝦腸道>鲀腸道；底泥中微生物的Chao1指數(shù)、ACE指數(shù)和Shannon指數(shù)明顯大于其他組，而Simpson指數(shù)則小于其他組，暗紋東方鲀腸道中微生物的Chao1、ACE指數(shù)和Shannon指數(shù)最小，而Simpson指數(shù)則大于其他組(表1)。

表1 在97%相似度水平上樣品中細菌的豐富度和多樣性指數(shù)

2.2 微生物群落整體結構

池塘魚菜立體種養(yǎng)系統(tǒng)的6組樣品細菌分布于62個門，其中12個門的豐度大于1%，即變形菌門Proteobacteria、放線菌門Actinobacteria、藍細菌門Cyanobacteria、擬桿菌門Bacteroidetes、厚壁菌門Firmicutes、Epsilonbacteraeota、綠彎菌門Chloroflexi、軟壁菌門Tenericutes、螺旋體門Spirochaetes、疣微菌門Verrucomicrobia、酸桿菌門Acidobacteria和浮霉狀菌門Planctomycetes的占比分別為27.71%、16.37%、16.05%、10.07%、8.29%、5.30%、2.72%、2.52%、2.25%、2.04%、1.92%和1.25%，其他占3.50%。

池塘魚菜立體種養(yǎng)系統(tǒng)的6組樣品細菌分布于1 503個屬，其中19個屬的豐度大于1%。在屬水平上，不同樣品組優(yōu)勢細菌(豐度大于5%的菌屬)的組成及豐度存在明顯不同，主要優(yōu)勢菌屬紅球菌屬Rhodococcus、葡萄球菌屬Staphylococcus、弓形菌屬Arcobacter、norank_f_norank_o_Chloroplast、norank_f_Nostocaceae、紅桿菌屬Rhodobacter、HgcI_clade、短螺旋體菌屬Brevinema、蓋絲藻屬Geitlerinema_PCC-7105、CL500-29_marine_group、Elizabethkingia、norank_f_Steroidobacteracea、Candidatus_Bacilloplasma、擬浮絲藻屬Planktothricoides_SR001、浮絲藻屬Planktothrix_NIVA-CYA_15、支原體屬Mycoplasma、norank_f_Saprospiraceae、Alkalinema_CENA528和unclassified_f_Burkholderiaceae占比分別為6.91%、5.94%、5.20%、3.88%、3.10%、2.51%、2.29%、1.96%、1.91%、1.79%、1.76%、1.40%、1.31%、1.29%、1.16%、1.09%、1.05%、1.03%、1.02%，其他占53.39%。

2.3 細菌群落組成差異

池塘魚菜立體種養(yǎng)系統(tǒng)下門水平的細菌分布如圖1所示，不同樣品組的優(yōu)勢菌門(豐度大于10%的菌門)有所不同。水體的優(yōu)勢菌門為放線菌門(36.19%)、變形菌門(26.38%)、藍細菌門(12.23%)和擬桿菌門(12.06%)；底泥的優(yōu)勢菌門為變形菌門(50.73%)和擬桿菌門(12.49%)；蕹菜根際的優(yōu)勢菌門為變形菌門(50.15%)、藍細菌門(17.21%)和擬桿菌門(15.22%)；蕹菜根表的優(yōu)勢菌門為藍細菌門(44.30%)、變形菌門(28.94%)和擬桿菌門(10.74%)；暗紋東方鲀腸道的優(yōu)勢菌門為厚壁菌門(32.41%)、Epsilonbacteraeota(25.36%)、藍細菌門(13.54%)和擬桿菌門(10.01%)；凡納濱對蝦腸道的優(yōu)勢菌門為放線菌門(46.66%)和變形菌門(21.92%)。

圖1 基于門水平的細菌群落組成

主坐標分析結果如圖2所示，其中，PCoA分析獲得主成分PC1的方差貢獻率為23.85%，主成分PC2的方差貢獻率為17.58%。每組3個樣品間距離較近，這表明這些樣品的微生物群落組成較為相似。水體、底泥、蕹菜根際、蕹菜根表、暗紋東方鲀腸道和凡納濱對蝦腸道微生物群落各自分開，微生物群落分布不同。

圖2 主坐標分析結果

池塘魚菜立體種養(yǎng)系統(tǒng)下屬水平的細菌分布如圖3所示，不同樣品組的優(yōu)勢菌屬有所不同。水體的主要優(yōu)勢菌屬為hgcI_clade (12.11%)、CL500-29_marine_group (8.76%)、擬浮絲藻屬Planktothricoides_SR001(6.51%)和熱紅球菌屬(5.80%)；底泥的主要優(yōu)勢菌屬為硫桿菌屬Thiobacillus(7.48%)和norank_f_Steroidobacteraceae (7.39%)；蕹菜根際的主要優(yōu)勢菌屬為紅桿菌屬(8.89%)、湖絲藍細菌屬Limnothrix(3.72%)、黃桿菌屬Flavobacterium(2.14%)和氫噬胞菌屬Hydrogenophaga(1.65%)；蕹菜根表面的主要優(yōu)勢菌屬為norank_f_Nostocaceae(18.63%)、蓋絲藻屬_PCC-7015Geitlerinema_PCC-7105(10.15%)、Alkalinema_CENA528 (5.98%)和紅桿菌屬(4.27%)；暗紋東方鲀腸道的主要優(yōu)勢菌屬為葡萄球菌屬 (28.93%)、弓形菌屬 (25.36%)、norank_f_norank_o_Chloroplast (13.31%)、短螺旋體菌屬 (9.56%)和Elizabethkingia(8.56%)和支原體屬(5.32%)；凡納濱對蝦腸道的主要優(yōu)勢菌屬為紅球菌屬 (32.64%)、Candidatus_Bacilloplasma(7.32%)、浮絲藻屬Planktothrix_NIVA-CYA_15 (6.15%)、Timonella(5.56%)、LD29 (2.17%)、norank_f_Rhizobiales_Incertae_Sedis(2.13%)和微小桿菌屬Exiguobacterium(1.93%)。

圖3 基于屬水平的細菌群落組成

2.4 池塘魚菜立體種養(yǎng)系統(tǒng)中主要功能菌群分布

從表2可見：池塘魚菜立體種養(yǎng)系統(tǒng)中，參與氮循環(huán)的有益菌主要包括硝化細菌、反硝化細菌及固氮菌，其中，硝化細菌總體相對豐度排序為蕹菜根表>蕹菜根際>底泥>凡納濱對蝦腸道≈暗紋東方鲀腸道≈水體，蕹菜根表的硝化細菌豐富度顯著高于水體、鲀和蝦腸道(P<0.05)，其他各組間無顯著性差異(P>0.05)；反硝化細菌總體相對豐度排序為蕹菜根際>蕹菜根表>凡納濱對蝦腸道>水體>底泥>暗紋東方鲀腸道，蕹菜根際的反硝化細菌顯著高于其他各組(P<0.05)，其他各組間無顯著性差異(P>0.05)；固氮菌總體相對豐度排序為水體>蕹菜根際>蕹菜根表>凡納濱對蝦腸道>底泥≈暗紋東方鲀腸道，水體固氮菌相對豐度與蕹菜根際無顯著性差異(P>0.05)，但均顯著高于蕹菜根表、蝦腸道、底泥和鲀腸道(P<0.05)；底泥中參與硫循環(huán)的硫桿菌Thiobacillus相對豐度顯著高于其他各組(P<0.05)，水體中可有效利用多種碳水化合物的有益菌屬hgcI_clade和CL500-29_marine_group顯著高于其他各組(P<0.05)，凡納濱對蝦腸道中具有生物降解作用的紅球菌屬Rhodococcus相對豐度顯著高于其他各組(P<0.05)。

表2 池塘魚菜立體種養(yǎng)系統(tǒng)中有益菌屬的相對豐度

3 討論

3.1 魚菜共生系統(tǒng)不同組成的微生物群落結構差異

池塘魚菜立體種養(yǎng)系統(tǒng)中的水體、底泥、蕹菜根系中的微生物群落在維持該系統(tǒng)的生態(tài)平衡中發(fā)揮了不同的作用。底泥是水體長期積存的沉積物，是水體的重要組成部分之一,水體底泥中含有的動植物殘骸、有機物、金屬物質等，以及復雜的好氧厭氧環(huán)境，為微生物的生長和活動提供了環(huán)境條件，使得水體底泥中蘊藏著大量的細菌和古菌[7]。本研究中發(fā)現(xiàn)，底泥中的微生物豐富度和多樣性最高，這與底泥自身性質有關。水體是水產(chǎn)動物賴以生存的環(huán)境，水環(huán)境的穩(wěn)定性與微生物的多樣性密切相關，當水體微生物多樣性下降時，就會增加養(yǎng)殖病害暴發(fā)的風險[8]。本研究中發(fā)現(xiàn)，水體的豐富度和多樣性低于底泥和蕹菜根際及根表，這可能與養(yǎng)殖過程中換水有關。植物的健康與土壤微生物多樣性有關[9]，植物根際是植物與微生物互作的重要生境場所，是一個復雜的微生態(tài)系統(tǒng)。根際微生物群落被認為是土壤微生物群落中的一個子系統(tǒng)[10]。方敏等[10]研究發(fā)現(xiàn)，馬纓杜鵑根系依次從根際、根表、根內，細菌α-多樣性顯著下降。本研究結果與之類似，蕹菜根際微生物的豐富度和多樣性均高于根表。水產(chǎn)動物腸道微生物群落結構主要由宿主自身及外界生長環(huán)境因素等決定[11-12]。本研究中蝦腸道微生物的豐富度和多樣性均高于鲀腸道，這可能與二者的食性差異有關。綜上可知，不同的組成(底泥、水體、蕹菜根際與根表、養(yǎng)殖對象腸道)之間微生物群落結構存在較大差異。

3.2 魚菜共生系統(tǒng)不同組成的優(yōu)勢細菌群落

在淡水水體及底泥中，α-變形菌門和放線菌門分布最為廣泛[13]，除此之外，Zwart 等[14]發(fā)現(xiàn)，藍細菌門和擬桿菌門也是不同淡水環(huán)境(湖泊和河流)常見的優(yōu)勢菌門。變形菌門和放線菌門同樣也是植物根際微生物群落的主要優(yōu)勢菌門[10,15]。李建柱等[16]研究發(fā)現(xiàn)，魚菜共生模式下蕹菜根系微生物群落的優(yōu)勢菌門為變形菌門和藍細菌門，這與本研究結果一致，而養(yǎng)殖水生動物腸道微生物優(yōu)勢菌群有所不同。李建柱等[17]研究發(fā)現(xiàn)，魚菜共生模式下草魚、鰱、鳙和鯽腸道內容物的優(yōu)勢菌門為梭桿菌門、擬桿菌門、厚壁菌門、放線菌門和變形菌門等。本研究中，暗紋東方鲀腸道的優(yōu)勢菌門為厚壁菌門、Epsilonbacteraeota、藍細菌門和擬桿菌門，凡納濱對蝦腸道優(yōu)勢菌門為放線菌門和變形菌門，這可能與養(yǎng)殖對象自身及環(huán)境的差異有關。

池塘魚菜立體種養(yǎng)系統(tǒng)水體的主要優(yōu)勢菌屬中包含有可能有效利用多種碳水化合物的有益菌屬hgcI_clade和 CL500-29_marine_group[18-19]，而可能引起水華的Planktothricoides_SR001[20]相對豐度較低。硫桿菌屬細菌可用來濾除污水污泥及河流沉積物中重金屬[21]。底泥中的硫桿菌屬性相對豐度較高，可促進系統(tǒng)硫元素循環(huán)，減少重金屬的富集，其氧化作用還可為植物提供可利用的硫酸態(tài)硫素營養(yǎng)。植物根系微生物在魚菜共生系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用，根際微生物主要生活在外界的土壤環(huán)境中，將無機物轉化為有機物，為植物生長提供養(yǎng)料。根表微生物主要生活在根系的表面，可形成厚密的套膜，保護內部的根系，抵御病原物入侵。本研究中，蕹菜根際主要優(yōu)勢菌屬為紅桿菌屬、湖絲藍細菌屬、黃桿菌屬和氫噬胞菌屬，蕹菜根表的主要優(yōu)勢菌屬為norank_f_Nostocaceae、蓋絲藻屬_PCC-7105、Alkalinema_CENA528和紅桿菌屬。紅桿菌屬是可高效凈化水質，兼具反硝化作用的一類光合細菌[22]，其在生物膜形成過程中發(fā)揮關鍵作用[23]。氫噬胞菌屬是一類反硝化細菌。黃桿菌在有機污染物的分解代謝中起著重要的作用[24]。表明池塘魚菜立體種養(yǎng)系統(tǒng)中蕹菜根系有益菌的分布，有利于充分利用水體養(yǎng)分，凈化水質。

本研究中，池塘魚菜立體種養(yǎng)系統(tǒng)中的凡納濱對蝦腸道微生物以紅球菌屬為主。紅球菌還具有較強的生物降解去污能力，多項研究顯示，從紅球菌屬中分離出高效的苯酚降解菌株[25-26]，此外，有些紅球菌種是人和動物的致病菌[27]。而暗紋東方鲀腸道的主要優(yōu)勢菌屬為葡萄球菌屬、弓形菌屬、norank_f_norank_o_Chloroplast、短螺旋體菌屬、Elizabethkingia和支原體屬。其中，葡萄球菌屬屬于反硝化細菌，多數(shù)為非致病菌，少數(shù)可導致疾??；弓形桿菌是一種人畜共患的食源性和水源性病原菌[28]；短螺旋體菌屬主要會感染豬腸道導致腹瀉[29]，而對魚體的影響尚不清楚；Elizabethkingia屬多為致病菌，可威脅人類生命，尤其是免疫缺陷的患者[30]。凡納濱對蝦生活在水體的底部，主要清理殘餌及魚糞，而暗紋東方鲀生活在水體中間區(qū)域，會捕食少量病蝦。本研究中的養(yǎng)殖對象腸道中既有有益菌也有致病菌屬，這可能與不同動物的生活習性有關。

3.3 魚菜共生系統(tǒng)不同組成的主要功能菌群分布

養(yǎng)殖廢水中主要含有磷和氮，在魚菜共生系統(tǒng)中要將水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中剩余的這些無機或有機物廢物轉化為植物可利用的營養(yǎng)素，則依賴于各種微生物群，其中，硝化細菌發(fā)揮著關鍵作用，營養(yǎng)物質通過微生物硝化和反硝化轉化被植物同化[31]。此外，氨氮的轉化也離不開亞硝化細菌。亞硝化細菌廣泛分布于土壤、淡水和海水中，但實際上它在自然環(huán)境的整個細菌種群中僅占很少的一部分。無論是水體底泥中的微生物還是植物根際的微生物，在魚菜共生系統(tǒng)的物質轉化和循環(huán)中均發(fā)揮了重要作用[32]。本研究中發(fā)現(xiàn)，硝化細菌、反硝化細菌及固氮菌等分布在池塘魚菜立體種養(yǎng)系統(tǒng)的各個部分，但相對豐度有所差異。硝化細菌主要分布于蕹菜的根際與表面、底泥，反硝化細菌主要分別于蕹菜的根際，固氮菌主要分布于水體、蕹菜根際與表面。由此可見，養(yǎng)殖系統(tǒng)中的水生植物在氮循環(huán)中發(fā)揮了重要作用，在池塘魚菜立體種養(yǎng)系統(tǒng)中添加微生物制劑對微生物群落結構的影響及養(yǎng)殖作用效果有待進一步研究。

4 結論

1) 池塘魚菜立體種養(yǎng)系統(tǒng)中不同組成的微生物群落分布有所不同。水體的優(yōu)勢菌門為放線菌門和變形菌門，底泥的優(yōu)勢菌門為變形菌門和擬桿菌門，蕹菜根際及根表的優(yōu)勢菌門為變形菌門和藍細菌門，而暗紋東方鲀腸道則以厚壁菌門為主，凡納濱對蝦腸道以放線菌門和變形菌門為主。

2) 池塘魚菜立體種養(yǎng)系統(tǒng)中的功能性細菌分布略有不同。系統(tǒng)中的硝化細菌在蕹菜根表相對豐度顯著高于其他各組，蕹菜根際的反硝化細菌相對豐度顯著高于其他各組，水體和蕹菜根際固氮菌的相對豐度顯著高于蝦腸道、底泥和鲀腸道。

3) 養(yǎng)殖對象腸道中既有有益菌也有致病菌屬，池塘魚菜立體種養(yǎng)系統(tǒng)應加強病害防控工作，確保水產(chǎn)動物健康生長。