不同温度对中华绒螯蟹生长及肠道微生物菌群的影响

为探究不同温度下中华绒鳌蟹肠道微生物与生长间的关系，通过 16S rRNA 高通量测序研究 4 个温度(26℃、 29℃、 32℃、35℃)下中华绒鳌蟹的生长及肠道菌群的组成差异。

结果表明：4个水温组的中华绒鳌蟹蜕壳次数分别为2、2、2、1；成活率分别为 82.81% ,84.38%、87.50% 25.00%；平均蜕壳间隔随水温升高而逐渐缩短；蜕壳增重率随水温升高先升后降；4 个水温组的肥满度不存在显著性差异(P>0.05)。

肠道菌群的测序结果表明：4 个水温组分别获得了 929,744,680,518 个代表性的菌群运算分类单元(OTU)；α多样性结果显示肠道微生物丰度及多样性随水温升高而降低；多样性结果显示 4 个水温组的肠道微生物菌群组成差异显著(P< 0.05)。

在门水平，4 个水温组的肠道优势菌群均为厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidota) 和变形菌门(Proteobacteria)，三者占整个中华绒蟹肠道菌群的96.26%；26℃水温组的髌骨菌门( Patescibacteria.0.92% ）和疣微菌门( Verrucomicrobia,0.35% )；29℃水温组的厚壁菌门(58.04% )和放线菌门(Actinobacteriota,3.44% )；32℃水温组的拟杆菌门(41.84% )在各自肠道微生物中丰度显著高于其他水温组(P< 0.05)。

在属水平,26℃水温组的芽孢杆菌属(Gemmobacter,3.55%)；29℃水温组的柠檬酸杆菌属(Citrobacter,3.56% )；32℃水温组的布拉格菌属(Pragia,8.47% ) 35℃水温组的假单胞菌属(Psuedomonas,8.77% )在各自肠道微生物中丰度显著高于其他水温组(P< 0.05)。

研究结果综合表明：中华绒鳌蟹在30℃左右时生长最好，肠道微生物多样性和丰度均随着水温的升高而下降，高温会导致弯曲杆菌(Campilobacterota)和疟疾杆菌属(Malaciobacter)等有害菌群增加，影响中华绒蟹的蜕壳和生下。

中华绒鳌蟹( Eriocheir sinensis)，俗称河蟹，是我国重要的水产养殖对象,近年来其养殖业获得了持续发展，已成为较多地方的支柱性产业。中华绒鳌蟹的生长发育受温度影响较大其幼蟹对高温敏感。

龄幼蟹处于高温环境(30℃以上)下会在较短的时间死亡。在适宜的水温范围(10 ~26℃)内，中华绒鳌蟹幼蟹的生长率与水温成正相关，蜕壳间隔也会随着水温的升高而显著缩短。此外，研究表明：水温在5 ~10°C时，中华绒鳌蟹仅有少量摄食；当水温升至 10°C 时，中华绒鳌蟹开始正常摄食；水温升至15℃时,摄食开始增加；20 ~ 26℃时摄食最旺盛;而水温超过 28℃ 时，中华绒鳌蟹的生长和蜕壳会受到抑制;超过 35℃时，中华绒鳌蟹一般不摄食。

肠道微生物是指人和动物肠道内存在的数量巨大的微生物，通过帮助消化食物、提供营养物质、对抗病原体、维护机体免疫等过程来促进宿主的生长发育。宿主体内肠道微生物的组成受多种因素的制约，其中温度会通过影响动物肠道微生物的组成，调控其生长发育。在通常情况下，温度的变化会导致肠道菌群功能发生改变，从而影响对食物的消化吸收。

有研究表明，在一定的温度范围内，随着温度的升高，南美白对虾肠道中的双歧杆菌( Bifdobacterium) 和酸菌(Lactobacillus)等有益菌含量上升，抑制了病原菌的定植，从而促进宿主对食物的消化吸收；此外，陈紫单发现阳澄湖中华绒鳌蟹夏季较春季的微生物多样性有所增加，加速了机体的代谢，进而促进宿主对食物的吸收。

对中华绒罄蟹肠道微生物的研究已有较多报道，但主要集中在肠道微生物优势菌群的分类鉴定方面。如马清杨研究了上海郊区养殖的中华绒鳌蟹肠道中优势菌群主要为拟杆菌门Bacteroidota)变形菌门( Proteobacteria)、厚壁菌门( Firmicutes) 和柔膜菌门( Tenericutes )，陈小兵也得到了相同的结论,而狄盼盼等采用荧光计数法鉴定了中华绒鳌蟹肠道内的优势菌群主要为 y-变形菌纲( Gammaproteobacteria)，但对于影响中华绒螯蟹肠道微生物的因素(温度盐度等)研究较少。

而中华绒鳌蟹的生长发育与温度密切相关,其生长差异是否因为温度的变化而引起其肠道微生物菌群的变化还缺乏深入研究。

本研究根据前期的初步温度试验结果，设置了 4 个不同温度(26,29,32,35℃)对中华绒鳌蟹的生长和肠道微生物菌群进行比较分析，探讨温度对中华绒鳌蟹肠道微生物的影响以及肠道菌群与生长的关系。

本研究应用个体恒温养殖系统饲养河蟹，探讨 4 个不同水温条件对河蟹生长及肠道微生物的影响。

研究结果发现，随着水温从 26 ℃升高到 32℃河蟹的成活率和蜕壳增重率有所增加，但超过 32℃时，河蟹的生长受到了抑制，蜕壳间隔天数比李志华等所得到的结果要少，这可能是本研究设定的温度更高的缘故。

有研究表明，生长在池塘、湖泊、河流等自然水体中的河蟹，当温度超过 28℃时，其新陈代谢更旺盛，性腺发育也更旺盛，导致性早熟的发生，从而抑制了河蟹进一步的生长，同时过高的水温也易使养殖水体败坏，使河蟹生存困难。

此外当水温超过 33℃ 时，河蟹的体质会变弱，最终导致河蟹受到病害的侵袭，造成较高的死亡率。

本研究发现水温超过 28℃至 32℃ 时，河蟹也能较好地生长，且增重率和成活率也较高，表明河蟹在 32℃ 以下也能较好生长，但本试验是在个体恒温养殖系统中进行的，水温恒定，没有野外水体中的水温高低变化，可较好反映温度对河蟹生长的影响。

结合前期的研究结果，认为 30℃左右时河蟹的生长最好。但河蟹作为低等的无脊椎动物，对温度较为敏感，温度对生长的影响还需进一步深入研究。

肠道微生物在动物的生长发育、免疫调控等方面具有重要的作用。温度对动物的肠道微生物组成有重要影响。

多样性指数能够反应肠道微生物菌群组成的丰度及多样性，其中 Ace 和Chao 指数反映群落丰度( Ace 和 Chao 指数越大群落丰度越高)；而 Shannon 和 Simpson 反映群落的多样性( Shannon 指数越大,群落多样性越高；Simpson 指数越大，群落多样性越低)。

如有研究表明，吉富罗非鱼(Oreochromis nilolicus)在 34℃ 时的肠道微生物多样性和丰度均低于 28℃，拟穴青蟹( Scylla paramamosain)在 26℃水温下的肠道菌群物种多样性高于 30℃时的物种多样性。

在本研究中，肠道微生物的多样性和丰度均随着水温的升高而下降，表明较低温度更适合水产生物肠道微生物的生存和繁殖，特别是在 35℃时，试验河蟹肠道微生物多样性最低，提示高温条件可能影响了肠道微生物的定植。

本研究中，α多样性结果显示，26℃水温组的肠道微生物菌群的丰度和多样性均最高，但此水温下的生长并不是最好，印证了肠道微生物多样性并不是越高越好，而是存在一个最适的菌群比例。

厚壁杆菌门和拟杆菌门菌群作为肠道微生物的两大优势菌群，对宿主的新陈代谢起着十分重要的作用。

厚壁杆菌菌群中部分细菌具有促进食物消化的作用，而拟杆菌菌群则是一类参与糖类代谢与运输的菌群，为宿主提供能量进而促进宿主的生长。

本研究中这两种菌也是河蟹肠道微生物的优势菌群，同时在 32℃水温组的拟杆菌门丰度显著高于其他水温组，因此生长较好。

此外，有研究发现，类杆菌属( Bacteroides)，营发酵单胞菌属，假单胞菌属，柠檬酸杆菌属( Ciurobacler)等在河蟹肠道菌群中占比较高。本研究也得到了类似的发现。

32℃水温组的优势菌群为营发酵单胞菌属，是有机化能营养菌，可以提供河蟹生长代谢所需要的营养，进而促进河蟹的生长。

然而生物的生长不仅受到有益菌的促进作用，而且还受到有害菌的抑制作用，肠道内大量有害菌的存在会对宿主造成不利影响；如弯曲杆菌广泛存在于畜禽类，可以引起胃肠炎，又如疟疾杆菌属( Malaciobacter)会降低宿主的免疫力，这两种有害菌的存在会影响河蟹的摄食，导致无法积累足够的能量用于蜕壳生长，而弯曲杆菌和疟疾杆菌均在 35℃ 水温组中被鉴定出，而其他组中均未被鉴定出，这在一定程度上解释了 35℃水温组河具有较高死亡率的原因。