張圓圓，趙良杰，李 泓，朱文錦

（1. 上海海洋大學(xué) 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部魚類營(yíng)養(yǎng)與環(huán)境生態(tài)研究中心，上海 201306；2. 河南省水產(chǎn)科學(xué)研究院，河南 鄭州 450044；3. 信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院 水產(chǎn)學(xué)院，河南 信陽(yáng) 464000）

黃鱔（Monopterus albus）又名鱔魚，隸屬輻鰭亞綱（Actinopterygii）、合鰓魚目（Syn-branchiformes）、合鰓魚科（Synbranchidae）、黃鱔屬（Monopterus），是我國(guó)淡水名優(yōu)養(yǎng)殖品種。黃鱔因肉質(zhì)細(xì)嫩、營(yíng)養(yǎng)豐富及獨(dú)特的藥用價(jià)值越來(lái)越受消費(fèi)者青睞，但受人工捕撈和水域污染等影響，野生黃鱔資源日益減少，近年來(lái)，人工網(wǎng)箱養(yǎng)殖黃鱔因占用水面少、養(yǎng)殖效益高等特點(diǎn)已成為黃鱔養(yǎng)殖的主要模式[1]。但常規(guī)網(wǎng)箱養(yǎng)殖黃鱔存在網(wǎng)箱底部容易積累大量殘餌糞便、水體流動(dòng)性差、水質(zhì)易缺氧老化、氨氮和亞硝酸鹽含量過高的情況，成為制約黃鱔網(wǎng)箱養(yǎng)殖的關(guān)鍵技術(shù)問題[2]。

養(yǎng)殖水體中微生物主要來(lái)自空氣、土壤、動(dòng)植物殘?bào)w及分泌排泄物等，廣泛參與水體中氨化、固氮、硝化及反硝化等物質(zhì)循環(huán)[3]，并能夠反映特定系統(tǒng)的水質(zhì)狀況，是水體的重要組成部分，在養(yǎng)殖水環(huán)境中具有重要的意義[4]。稻漁綜合種養(yǎng)作為我國(guó)當(dāng)前生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的主要模式之一，在保障糧食安全、拓展?jié)O業(yè)發(fā)展空間、促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效農(nóng)民增收中發(fā)揮了重要作用[5-6]。其中稻蝦（克氏原螯蝦，Procambarus clarkii）綜合種養(yǎng)因其操作簡(jiǎn)單、收益較高，已成為我國(guó)最受歡迎、應(yīng)用面積最大、總產(chǎn)量最高的稻漁綜合種養(yǎng)模式[7-8]。但克氏原螯蝦作為底棲生物，主要占據(jù)水體底層空間，稻蝦綜合種養(yǎng)模式下養(yǎng)殖環(huán)溝中上層環(huán)境并未得到有效利用。鑒于此，將黃鱔網(wǎng)箱養(yǎng)殖與稻蝦綜合種養(yǎng)立體結(jié)合，即在稻蝦綜合種養(yǎng)環(huán)溝內(nèi)設(shè)置黃鱔養(yǎng)殖網(wǎng)箱，黃鱔產(chǎn)生的殘餌糞便被克氏原螯蝦利用，同時(shí)克氏原螯蝦的活動(dòng)可增加水體溶氧，促進(jìn)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)轉(zhuǎn)化，改善養(yǎng)殖環(huán)境。為明確稻蝦鱔立體綜合種養(yǎng)模式水體微生物特征，通過Illumina MiSeq 分析方法，對(duì)河南信陽(yáng)羅山縣稻蝦鱔立體綜合種養(yǎng)模式下稻田水體環(huán)境中微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性進(jìn)行分析及菌群功能預(yù)測(cè)，旨在為科學(xué)評(píng)價(jià)稻蝦鱔立體綜合種養(yǎng)模式提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 樣品采集

試驗(yàn)于2020 年8—10 月在河南省信陽(yáng)市羅山縣商湖農(nóng)業(yè)公司進(jìn)行，選取2 hm2稻蝦綜合種養(yǎng)實(shí)驗(yàn)基地，在2 個(gè)相鄰的環(huán)溝內(nèi)共設(shè)置浮式聯(lián)排網(wǎng)箱30 個(gè)，每溝15 個(gè)。每個(gè)網(wǎng)箱面積約1 m2，箱內(nèi)水深約30 cm，網(wǎng)箱中栽種水花生，面積約為網(wǎng)箱面積的90%～95%。試驗(yàn)在網(wǎng)箱內(nèi)（T1）、網(wǎng)箱外（T2）、鄰側(cè)環(huán)溝（T3）、對(duì)側(cè)環(huán)溝（T4）設(shè)置4 個(gè)采樣點(diǎn)（圖1），于8月22日、9月6日、9月24日、10月11日、10月25日在4個(gè)采樣點(diǎn)分別采集水樣1 L。其中水體溶解氧（DO）、酸堿度（pH 值）用便攜式水質(zhì)分析儀現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，總磷（TP）、總氮（TN）、硝酸鹽氮（NO3--N）、氨態(tài)氮（NH4+-N）、亞硝酸鹽氮（NO2--N）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）指標(biāo)通過將水樣低溫帶回檢測(cè)。其中TP、TN 含量測(cè)定參照GB/T 11894—1989、GB/T 11893—1989 中的方法，NO3--N、NO2--N 含量測(cè)定參照HJ/T 346—2007、GB/T 7493—1987 中的方法，NH4+-N 含量測(cè)定參照GB/T 7479—1987中的方法，CODMn測(cè)定參照GB 11892—1989 中的方法。水化學(xué)指標(biāo)檢測(cè)后，從剩余水樣取500 mL 用0.22 μm 硝酸纖維素濾膜進(jìn)行過濾，濾液保存于-20 ℃冰箱，待所有樣本采集完成后統(tǒng)一進(jìn)行微生物多樣性分析。第1次采樣編號(hào)為T1_1、T2_1、T3_1、T4_1，共采樣5 次，編號(hào)以此類推。

圖1 稻蝦鱔立體綜合種養(yǎng)試驗(yàn)田采樣點(diǎn)Fig.1 Sampling points in test field of rice-crayfish-eel coculture system

1.2 測(cè)序方法

對(duì)16S rRNA 基因的V4—V5 區(qū)進(jìn)行擴(kuò)增，上下游引物分別為515F（5＇-GTGCCAGCMGCCGCGG-3＇）、907R（5＇-CCGTCAATTCMTTTRAGTTT-3＇），擴(kuò)增 體 系 共20 μL：4 μL 5×FastPfu Buffer，2 μL 2.5 mmol/L dNTPs，5 μmol/L 上下游引物各0.8 μL，0.4 μL FastPfu 聚合酶，0.2 μL BSA，10 ng DNA 模板（10 ng/μL），ddH2O 補(bǔ)至20 μL。PCR 反應(yīng)條件：95 ℃預(yù)變性3 min；95 ℃變性30 s，55 ℃退火30 s，72 ℃延伸30 s，進(jìn)行27 個(gè)循環(huán)；72 ℃終延伸10 min。利用2%瓊脂糖凝膠電泳對(duì)PCR 產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)和回收，采用Illumina MiSeq測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行雙端測(cè)序[9]。

1.3 數(shù)據(jù)處理和分析

對(duì)原始測(cè)序序列使用Trimmomatic 軟件進(jìn)行質(zhì)量控制，通過FLASH 軟件進(jìn)行拼接，使用UPARSE軟件根據(jù)97%的相似度對(duì)序列進(jìn)行操作分類單元（Operational taxonomic units，OTU）聚 類，使 用UCHIME軟件剔除嵌合體，獲得樣本有效序列，利用RDPclassifier 對(duì)每條序列進(jìn)行物種分類注釋，在門、綱、屬等不同分類水平上對(duì)各樣本的群落組成進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，與Silva 數(shù)據(jù)庫(kù)（SSU128）進(jìn)行比對(duì)，設(shè)置比對(duì)閾值為70%。群落結(jié)構(gòu)采用柱狀圖描述，表示各樣品中不同菌群操作分類單元所占百分比。

采用香農(nóng)（Shannon）指數(shù)、Ace 指數(shù)、辛普森（Simpson）指數(shù)、Chao 指數(shù)及覆蓋度（Coverage）評(píng)價(jià)不同采樣點(diǎn)水體微生物群落的Alpha 多樣性；使用菌群代謝功能預(yù)測(cè)工具PICRUST 對(duì)OTU 豐度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，在直系同源基因簇（COG）中對(duì)比每個(gè)OTU對(duì)應(yīng)的基因名稱，獲得OTU 對(duì)應(yīng)的COG 家族信息，計(jì)算各COG 的豐度，從直系同源蛋白分組比對(duì)（eggNOG）數(shù)據(jù)庫(kù)解析各COG 的描述信息和功能信息，得到功能豐度譜。利用SPSS 19.0軟件對(duì)多樣性指數(shù)進(jìn)行非參數(shù)檢驗(yàn)和T檢驗(yàn)，分析不同采樣點(diǎn)的微生物多樣性指數(shù)差異。利用SPSS 19.0 軟件對(duì)水體化學(xué)指標(biāo)和門水平群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行冗余分析（RDA），得到影響群落結(jié)構(gòu)的主要環(huán)境因子。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻蝦鱔立體綜合種養(yǎng)水體測(cè)序結(jié)果分析

通過Illumina MiSeq 測(cè)序平臺(tái)對(duì)T1、T2、T3、T4共4 個(gè)采樣點(diǎn)20 個(gè)樣本的16S rRNA 基因V4—V5區(qū)進(jìn)行測(cè)序，原始序列數(shù)據(jù)經(jīng)過質(zhì)控和過濾后共得到有效序列1 130 370 條，按97%相似度水平聚類，得到3 737 個(gè)OTU，共鑒定出47 門、137 綱、309 目、509 科、929 屬、1 697 種。各樣品的OTU 數(shù)、序列數(shù)及Alpha多樣性指數(shù)見表1。

表1 稻蝦鱔立體綜合種養(yǎng)水體測(cè)序情況和Alpha多樣性統(tǒng)計(jì)Tab.1 Sequencing and alpha-diversity of samples in rice-crayfish-eel coculture system

Alpha 多樣性主要對(duì)單樣品的微生物組成進(jìn)行分析，可以反映樣本的群落結(jié)構(gòu)和豐富度，常用的度量指標(biāo)包括Shannon 指數(shù)、Chao 指數(shù)、Ace 指數(shù)、Simpson 指 數(shù) 和Coverage 值。其 中，Shannon 指 數(shù)、Chao 指數(shù)、Ace 指數(shù)越高表明菌群的多樣性和豐度越高，Simpson 指數(shù)值越低表明菌群的多樣性越高，Coverage 值越接近于1 表明測(cè)序深度越合理[9]。從表1 可以看出，各樣本Coverage 值均高于0.989，表明測(cè)序樣本覆蓋率較好，序列未被測(cè)出的概率較低。T3、T4 采樣點(diǎn)的Shannon 指數(shù)、Chao 指數(shù)、Ace指數(shù)高于T1、T2 采樣點(diǎn)，Simpson 指數(shù)和Coverage 值低于T1、T2 采樣點(diǎn)，配對(duì)樣本的非參數(shù)檢驗(yàn)和T檢驗(yàn)均表明，各個(gè)采樣點(diǎn)間的多樣性指數(shù)均未見顯著性差異。

從圖2 可以看出，各樣本共有OTU 為157 個(gè)，T3_3 獨(dú)有的OTU 最少，為0 個(gè)，T1_5 獨(dú)有的OTU 最多，為211 個(gè)。從采樣時(shí)間來(lái)看，第5 次采樣的樣本較前期樣本具有較高的獨(dú)有OTU 數(shù)量，表明隨著養(yǎng)殖過程的進(jìn)行，采樣點(diǎn)間逐漸表現(xiàn)出較大的微生物群落組成差異。

圖2 稻蝦鱔立體綜合種養(yǎng)水體OTU的Venn分析Fig.2 Venn analysis of OTU in samples of rice-crayfish-eel coculture system

2.2 稻蝦鱔立體綜合種養(yǎng)水體微生物組成分析

2.2.1 基于門水平的水體微生物組成分析 測(cè)序結(jié)果顯示，采樣點(diǎn)微生物在門水平上主要包括變形菌門（Proteobacteria）、藍(lán)細(xì)菌門（Cyanobacteria）、放線菌門（Actinobacteriota）、厚壁菌門（Firmicutes）、擬桿菌門（Bacteroidota）、浮霉菌門（Planctomycetota）、綠彎菌門（Chloroflexi）和Armatimonadota 共8 個(gè)菌門。除Armatimonadota之外，其余7種在T1、T2、T3采樣點(diǎn)豐度均超過1%；T4 采樣點(diǎn)所有菌門豐度均超過1%。T1、T4 采樣點(diǎn)優(yōu)勢(shì)菌門（豐度＞10%）包括變形菌門、藍(lán)細(xì)菌門、放線菌門、厚壁菌門，T2、T3 采樣點(diǎn)優(yōu)勢(shì)菌門（豐度＞10%）包括變形菌門、藍(lán)細(xì)菌門、放線菌門。其中，T1采樣點(diǎn)變形菌門豐度（50.25%）高于T2（41.55%）（P＜0.05）、T3（37.38%）（P＜0.05）、T4 采樣點(diǎn)（38.24%）（P＜0.05），T3 采 樣 點(diǎn) 藍(lán) 細(xì) 菌 門 豐 度（31.29%）高 于T1（14.23%）（P＜0.05）、T2（30.83%）（P＞0.05）、T4采樣點(diǎn)（24.11%）（P＜0.05），T4采樣點(diǎn)放線菌門豐度（15.82%）高于T1（11.60%）（P＜0.05）、T2（10.53%）（P＜0.05）、T3 采 樣 點(diǎn)（12.30%）（P＜0.05）（圖3）。

圖3 稻蝦鱔立體綜合種養(yǎng)水體微生物在門水平分布情況Fig.3 Distribution of microflora at the phylum level in rice-crayfish-eel coculture system

2.2.2 基于綱水平的水體微生物組成分析 如圖4所示，在綱水平上，采樣點(diǎn)微生物組成主要包括γ-變 形 菌 綱（Gammaproteobacteria）、藍(lán) 細(xì) 菌 綱（Cyanobacteriia）、α-變形菌綱（Alphaproteobacteria）、放線菌綱（Actinobacteria）、擬桿菌綱（Bacteroidia）、梭狀芽孢桿菌綱（Clostridia）、普朗克菌綱（Bacilli）、嗜 酸 菌 綱（Acidimicrobiia） 、浮 霉 菌 綱（Planctomycetes）、綠彎菌綱（Chloroflexia）、嗜熱菌綱（Thermoleophilia）共11 個(gè)菌綱，T1 和T4 采樣點(diǎn)豐度超過1%的菌綱有10種，T2和T3采樣點(diǎn)豐度超過1%的菌綱有9 種。4 個(gè)采樣點(diǎn)相對(duì)豐度最高的3 個(gè)菌綱均為γ-變形菌綱、藍(lán)細(xì)菌綱、α-變形菌綱，T1、T2 和T4 采樣點(diǎn)的第一優(yōu)勢(shì)菌綱為γ-變形菌綱，T3的第一優(yōu)勢(shì)菌綱為藍(lán)細(xì)菌綱。γ-變形菌綱在各采樣點(diǎn)的相對(duì)豐度分別為T1（36.50%）＞T2（31.20%）＞T3（27.03%）＞T4（24.07%），藍(lán)細(xì)菌綱在各采樣點(diǎn)的相對(duì)豐度分別為T3（31.20%）＞T2（30.80%）＞T4（24.05%）＞T1（14.20%），a-變形菌綱在各采樣點(diǎn)的相對(duì)豐度分別為T4（14.10%）＞T1（13.60%）＞T2（10.33%）＞T3（10.30%）（圖4）。

圖4 稻蝦鱔立體綜合種養(yǎng)水體微生物在綱水平分布情況Fig.4 Distribution of microflora at the class level in rice-crayfish-eel coculture system

2.3 稻蝦鱔立體綜合種養(yǎng)水體微生物群落結(jié)構(gòu)分析

NMDS非度量多維尺度分析對(duì)不同物種微生物群落間物種多樣性進(jìn)行組間比較分析，樣本以點(diǎn)顯示，點(diǎn)之間的距離表明相互關(guān)系的遠(yuǎn)近，由此判斷各樣本群落組成的相似性[10]。如圖5 所示，從空間的角度看，各采樣點(diǎn)菌群均能較好地自成區(qū)域，但也有部分重疊。從時(shí)間的角度看，隨著養(yǎng)殖進(jìn)行，同次采樣各個(gè)點(diǎn)的離散程度越來(lái)越大，表明養(yǎng)殖后期，4個(gè)采樣點(diǎn)的微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大改變。可見，黃鱔養(yǎng)殖網(wǎng)箱的設(shè)置顯著改變了其周圍區(qū)域的小環(huán)境和微生物群落結(jié)構(gòu)。

圖5 稻蝦鱔立體綜合種養(yǎng)水體微生物NMDS非度量多維尺度分析（脅強(qiáng)系數(shù)：0.093）Fig.5 NMDS multidimensional scaling analysis of microflora in rice-crayfish-eel coculture system（stress：0.093）

2.4 稻蝦鱔立體綜合種養(yǎng)水體COG功能預(yù)測(cè)

通過PICRUST 工具對(duì)樣本微生物群落進(jìn)行COG 功能預(yù)測(cè)和分類統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明，4個(gè)采樣點(diǎn)菌群均具有22個(gè)功能分類簇，且均在氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝、能量產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化及翻譯、核糖體結(jié)構(gòu)和生物發(fā)生3個(gè)功能類群的相對(duì)豐度較高，在細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞周期控制和細(xì)胞分裂、染色體分配功能菌群相對(duì)豐度較低，不同采樣點(diǎn)之間功能分類均無(wú)顯著差異（圖6）。

圖6 稻蝦鱔立體綜合種養(yǎng)水體微生物群落COG功能統(tǒng)計(jì)Fig.6 The COG function classification of microflora in rice-crayfish-eel coculture system

2.5 稻蝦鱔立體綜合種養(yǎng)水體環(huán)境因子和微生物群落的RDA分析

對(duì)水體環(huán)境因子和門水平微生物群落進(jìn)行RDA 分析，結(jié)果表明，前2 個(gè)排序軸的特征值分別為35.71%、8.33%，NO2--N 含量對(duì)水體微生物群落影響最大，其次是TN 和NH4+-N 含量，CODMn對(duì)水體微生物群落影響最小。其中，NO2--N 含量與TN、NH4+-N 含量呈負(fù)相關(guān)，與TP、NO3--N 含量和CODMn呈正相關(guān)；變形菌門豐度與TN、NH4+-N 含量呈正相關(guān)，與TP、NO3--N、NO2--N 含量和CODMn呈負(fù)相關(guān)；藍(lán)細(xì)菌門豐度與TP、NO3--N、NO2--N 含量和CODMn呈正相關(guān)，與TN、NH4+-N 含量呈負(fù)相關(guān)；放線菌門豐度與TN、TP 含量和CODMn呈正相關(guān)，與NO3--N、NH4+-N含量呈負(fù)相關(guān)（圖7）。

圖7 稻蝦鱔立體綜合種養(yǎng)水體環(huán)境因子與微生物菌群RDA分析Fig.7 RDA of environmental factors and microbial flora in rice-crayfish-eel coculture system

3 結(jié)論與討論

微生物在養(yǎng)殖環(huán)境的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過程中發(fā)揮著重要作用，微生物群落組成和多樣性與環(huán)境異質(zhì)性密切相關(guān)，?？勺鳛榄h(huán)境變化的指示因子[11]。微生物群落結(jié)構(gòu)的多樣性會(huì)影響水體理化環(huán)境因子和養(yǎng)殖效果[12]。對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境中微生物多樣性進(jìn)行研究，不僅可以為養(yǎng)殖過程中病害防控提供參考，還能對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境微生態(tài)調(diào)控提供理論依據(jù)[13-14]。本研究將網(wǎng)箱養(yǎng)殖黃鱔和稻蝦綜合種養(yǎng)立體結(jié)合，通過Illumination MiSeq測(cè)序技術(shù)對(duì)不同采樣點(diǎn)水體的微生物群落多樣性指數(shù)進(jìn)行配對(duì)樣本的非參數(shù)檢驗(yàn)和T檢驗(yàn)，結(jié)果表明，各個(gè)采樣點(diǎn)間并未表現(xiàn)出微生物多樣性指數(shù)的顯著差異，表明網(wǎng)箱設(shè)置并未顯著改變各個(gè)區(qū)域的微生物多樣性指數(shù)。Venn 分析結(jié)果顯示，隨著養(yǎng)殖進(jìn)行，不同采樣點(diǎn)擁有更多的獨(dú)有OTU 數(shù)，即微生物菌群組成在各采樣點(diǎn)表現(xiàn)出較為明顯的差異。

對(duì)優(yōu)勢(shì)物種的分析顯示，門水平上，變形菌門、藍(lán)細(xì)菌門、放線菌門均為各采樣點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)菌門。變形菌門是細(xì)菌中最大的門，包含多種代謝種類細(xì)菌，廣泛參與環(huán)境中的物質(zhì)代謝[15]。前人研究表明，水環(huán)境中多數(shù)參與有機(jī)物降解和生物脫氮除磷過程的細(xì)菌屬于變形菌門，如硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌等[16]。本研究中，T1 采樣點(diǎn)變形菌門的相對(duì)豐度高達(dá)50.25%，顯著高于其他3 個(gè)采樣點(diǎn)，推測(cè)網(wǎng)箱內(nèi)因代謝物質(zhì)積累較多造成變形菌門積累。藍(lán)細(xì)菌門和放線菌門的豐度，均與水體中N、P 含量密切相關(guān)，水體中TP含量的增加會(huì)促進(jìn)藍(lán)細(xì)菌和放線菌的生長(zhǎng)繁殖[4，17]。聶志娟等[18]的研究結(jié)果表明，稻鯉共生系統(tǒng)和單稻模式水體中優(yōu)勢(shì)菌門均為變形菌門、放線菌門等，與本研究結(jié)果一致。綱水平上，γ-變形菌綱、藍(lán)細(xì)菌綱和α-變形菌綱為不同采樣點(diǎn)的共同優(yōu)勢(shì)菌綱，與門水平分析結(jié)果相吻合。γ-變形菌是海洋中普遍存在的細(xì)菌，多樣性高，多數(shù)為兼性異養(yǎng)菌，以有機(jī)物作為碳源，是系統(tǒng)中降解高錳酸鹽的主要參與者[4，13]。α-變形菌綱是淡水細(xì)菌群落中典型的優(yōu)勢(shì)類群，包括能與植物共生的固氮細(xì)菌，可為水體提供更強(qiáng)的固氮能力[3]。推測(cè)在稻蝦鱔養(yǎng)殖系統(tǒng)內(nèi)，細(xì)菌能夠較好地進(jìn)行水體自凈，并廣泛參與N 循環(huán)過程，對(duì)維持系統(tǒng)健康具有重要的作用。

微生物群落組成對(duì)環(huán)境差異有著較強(qiáng)的敏感性，菌群結(jié)構(gòu)與環(huán)境因素密切相關(guān)且相互影響[19-20]。本研究中，T1、T2、T4采樣點(diǎn)具有較明顯的群落組成差異，尤其T1 和T2 采樣點(diǎn)的群落組成幾乎未有重疊，表明網(wǎng)箱養(yǎng)殖黃鱔對(duì)水環(huán)境中微生物的群落組成影響明顯，與本研究中Alpha 多樣性分析結(jié)果一致。對(duì)水體環(huán)境因子和微生物群落進(jìn)行RDA 分析結(jié)果表明，NO2--N、TN、NH4+-N 含量等指標(biāo)與微生物群落呈現(xiàn)出較強(qiáng)的相關(guān)性，CODMn相關(guān)性最小，這與陳玲等[20]的研究結(jié)果一致，表明氮元素對(duì)水體微生物群代謝功能具有重要意義。同時(shí)，α-變形菌綱在4個(gè)采樣點(diǎn)中均為優(yōu)勢(shì)菌綱，推測(cè)與系統(tǒng)氮循環(huán)相關(guān)的菌群如硝化菌群、反硝化菌群多樣性和豐度均較豐富，下一步需對(duì)N 循環(huán)相關(guān)菌群進(jìn)行深入研究。

閆法軍等[21]的研究結(jié)果表明，微生物群落的代謝功能特征能夠反映環(huán)境的健康狀況。基于16S rDNA 進(jìn)行COG 功能預(yù)測(cè)的比較分析可以觀測(cè)不同組別樣品之間微生物群落的功能差異，是研究群落樣本與環(huán)境適應(yīng)性變化的有效手段[10]。對(duì)稻蝦鱔立體綜合種養(yǎng)系統(tǒng)中COG 功能預(yù)測(cè)分析表明，系統(tǒng)水體共有22個(gè)功能簇，其中與氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝有關(guān)的菌群豐度最高，其次為與能量產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化有關(guān)的菌群，與細(xì)胞周期控制、細(xì)胞分裂、染色體分配有關(guān)的菌群豐度最低。表明水體細(xì)菌代謝活動(dòng)十分活躍，但細(xì)菌的更新迭代較慢，水體易老化，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)注意加強(qiáng)水體的更換，促進(jìn)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。

本研究通過在稻蝦共生系統(tǒng)中加入黃鱔網(wǎng)箱養(yǎng)殖，進(jìn)一步利用水體空間，豐富了系統(tǒng)的生物多樣性，但因網(wǎng)箱內(nèi)代謝廢物積累較多，物質(zhì)循環(huán)減弱，造成特定菌群富集，降低了網(wǎng)箱內(nèi)微生物多樣性，形成了不同區(qū)域內(nèi)的微生物組成空間異質(zhì)性。同時(shí)，由于網(wǎng)箱內(nèi)外水體交換能力較差，網(wǎng)箱內(nèi)較高的營(yíng)養(yǎng)鹽積累不能得到網(wǎng)箱外水體的有效緩沖，造成網(wǎng)箱內(nèi)變形菌門豐度較高，進(jìn)一步需采取間隔設(shè)置網(wǎng)箱或加大網(wǎng)布孔徑等措施加強(qiáng)網(wǎng)箱內(nèi)外水體交換，同時(shí)，需對(duì)N 循環(huán)相關(guān)的菌群如硝化菌群、反硝化菌群的豐度和優(yōu)勢(shì)種進(jìn)行測(cè)定分析，完善稻蝦鱔綜合種養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)部微生物評(píng)價(jià)體系，為傳統(tǒng)稻漁綜合種養(yǎng)模式創(chuàng)新、提質(zhì)增效提供參考。