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高密度养殖过程中,高的饵料投入,大量换水是保持良好水质最常用措施之一,这些废水的排放会对环境造成负面影响,这对于对虾的生态可持续养殖是一个重大挑战。生物絮团系统是一种环境友好、经济的水产养殖模式,本研究中,采用本实验室自行构建以本地区水体中菌群为主的硝化型生物絮团,实验设置5种放养密度:100、300、500、700、900尾/m~3,探讨了在零水交换的生物絮团系统中,养殖密度对凡纳滨对虾的影响,并取得以下结果。1、养殖过程中各处理组的有害氮素浓度不高,说明生物絮团可以有效控制养殖水体氨氮和亚硝酸盐氮质量浓度,但养殖密度越高水质的稳定性越差,高密度(E组)的氨氮和亚硝酸盐峰值分别为为0.90 mg/L、1.19 mg/L;硝酸盐氮质量浓度呈不断上升趋势,高密度组累积最大;高养殖密度组的总碱度、p H下降明显,密度越大各处理组絮团量的变动也越大,最大值不超过25 ml/L。此外,生物絮团对弧菌有抑制作用,各处理组弧菌数较低,但养殖前期养殖密度越大水体中总异样菌和弧菌丰度波动也越明显。2、适当增加养殖密度可以提高消化酶和免疫酶的活性,促进对虾的生长。B(300尾/m~3)组生长最快,平均体长、体质量分别为5.8±0.91 cm、2.28±0.79 g,C组淀粉酶活性最高,B组脂肪酶活性最高,D组SOD活性最高,B组CAT活性最高,C组AKP、ACP活性最高;放养密度为E时,凡纳滨对虾生长、消化酶活性受到显著抑制,CAT、AKP、ACP等免疫酶活性最低,抗氧化能力减弱。因此,在生物絮团养殖模式下,推荐凡纳滨对虾养殖密度为300-500尾/m~3左右。3、各处理组生物絮团微生物菌群最丰富的门是变形杆菌门、拟杆菌门、放线菌门、绿弯菌门、泉古菌门、蓝细菌和浮霉菌门;水体中对氮有转化作用的亚硝化侏儒菌属是15个样本中最丰富的属;高密度分类单元最少,低密度组之间的生物絮团细菌聚集得更近。各处理组凡纳滨对虾肠道中放线菌门、拟杆菌门、蓝细菌、厚壁菌门和柔膜菌门的丰度发生了显著变化;低密度组(A,B,C)中噬菌弧菌属、海命菌属、Shimia、黄杆菌属和假交替单胞菌的丰度较高,高密度组(D,E)中蛭弧菌属、Rhodobaca和丙酸菌属的丰度低密度组。4、通过高通量测序技术分析对虾在不同密度条件下转录水平差异,共获得24389个unigenes,平均长度为1025 bp,N50长度为1848 bp,其中Nr、KEGG、Swissport和KOG数据库中分别注释到10957、10061、8968和8104个unigene;高密度E组中有大量显著性差异表达基因,显著改变了约1195个虾的肌细胞基因,其中约706个基因被上调,489个基因被下调,差异表达基因多富集在吞噬体、糖酵解/糖异生、蛋白酶体、沙门氏菌感染、甲型流感、Rap1信号通路、血小板活化以及紧密连接途径中;表明在生物絮团养殖系统中,凡纳滨对虾高养殖密度条件下应答反应主要和免疫、病害相关通路有关。以上研究结果为生物絮团养殖模式下凡纳滨对虾的健康养殖提供了一定的数据依据。