【摘 要】
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华贵栉孔扇贝(Chlamys nobilis Reeve)是我国南方沿海重要的海水养殖贝类。华贵栉孔扇贝“南澳金贝”(简称“南澳金贝”)是本课题组通过定向选育培育的国家级水产新品种。与普通扇贝相比,“南澳金贝”不仅外观色泽金黄,而且其闭壳肌、外套膜、肠道、血淋巴等组织具有更高的类胡萝卜素含量,同时其肠道具有更多潜在的类胡萝卜素生产菌。此外,前期研究初步发现,类胡萝卜素生产菌合成的类胡萝卜素能被宿主
【基金项目】
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国家重点研发计划“蓝色粮仓科技创新”重点专项(2018YFD0901400)子课题; 国家自然科学基金项目(31872563,42106126); 国家现代农业产业技术体系建设项目(-CARS-49); 广东省重点领域研发计划项目(2021B0202020003);
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华贵栉孔扇贝(Chlamys nobilis Reeve)是我国南方沿海重要的海水养殖贝类。华贵栉孔扇贝“南澳金贝”(简称“南澳金贝”)是本课题组通过定向选育培育的国家级水产新品种。与普通扇贝相比,“南澳金贝”不仅外观色泽金黄,而且其闭壳肌、外套膜、肠道、血淋巴等组织具有更高的类胡萝卜素含量,同时其肠道具有更多潜在的类胡萝卜素生产菌。此外,前期研究初步发现,类胡萝卜素生产菌合成的类胡萝卜素能被宿主利用。鉴于类胡萝卜素的重要作用,本论文在前期研究的基础上,进一步从“南澳金贝”肠道内挖掘类胡萝卜素生产菌,并研究其能否作为益生菌应用于扇贝育苗生产。为此,本论文以“南澳金贝”为材料,首先采用微生物分离培养技术从肠道中分离获得了多株具有色素的细菌,并采用16S r RNA基因序列分析对它们进行了物种鉴定;接着通过全基因组和非靶向代谢组联合分析其中一株类胡萝卜素生产菌所合成的类胡萝卜素,并推测其代谢通路;最后研究了关于这株菌的总类胡萝卜素含量快速测定方法以及该菌在育苗和养殖中的应用。主要结果和结论如下:1.分离出16株潜在类胡萝卜素生产菌,菌株C13与Erythrobacter pelagi的16S r RNA基因序列相似度为99.28%,平均核苷酸相似性(ANI)为85.48%,因此该菌株被命名为Erythrobacter sp.C13。这株菌不产生溶血素,不具有潜在致病性,它的适宜生长条件为温度20~35℃、p H 7.0~8.0、盐度25~40‰。2.菌株Erythrobacter sp.C13基因组中具有合成类胡萝卜素的关键基因Crt B、Crt I、Crt Y、Crt Z和Crt W,它能够生产C40类胡萝卜素,包括β-隐黄质、叶黄素和岩藻黄素的衍生物——Halocynthiaxanthin(CAS:81306-52-7),并推测了该菌株通过MEP途径来合成β-隐黄质和叶黄素。3.建立了一种快速测定细菌菌液中总类胡萝卜素含量的新方法。获得了菌株Erythrobacter sp.C13的线性回归方程y=0.99427x-0.04612(R~2=0.9164),通过紫外分光光度计测定菌液在λ=600 nm处的吸光值(x),代入该方程即可快速计算出该菌液中的总类胡萝卜素含量(y)。4.在育苗水体中添加水体终浓度为1×10~4cfu/m L的Erythrobacter sp.C13菌液,实验组D形幼虫的存活率、生长及发育速率等指标均显著高于对照组(P<0.05),并且实验组水体中的弧菌含量持续下降。我们认为该菌可以作为扇贝育苗生产的潜在益生菌。5.在水体中添加水体终浓度为1×10~5cfu/m L的Erythrobacter sp.C13,壳高3~4 cm的幼贝在室内养殖3周后,实验组扇贝血淋巴TCC显著高于对照组(P<0.001),表明该菌合成的类胡萝卜素可能被宿主利用。此外,实验组扇贝肠道中的弧菌含量也显著低于对照组(P<0.05)。综上所述,从“南澳金贝”肠道中筛选出多株潜在的类胡萝卜素生产菌,其中菌株Erythrobacter sp.C13能够合成3种类胡萝卜素,并推测了该菌生产β-隐黄质和叶黄素的代谢通路;研发了一种快速测定该菌菌液中总类胡萝卜素含量的新方法;此外,实验表明该菌可以作为扇贝育苗生产的潜在益生菌,其合成的类胡萝卜素可能被宿主利用。因此,本研究具有重要的理论意义和应用价值。
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