Implications of fish conservation in Tibet from the perspective of gut microbiota

doi:10.14012/j.cnki.fjsc.2023.04.009

Abstract

Abstract:

The fish gut microbiota is very diverse, but the information about the type of gut microbiota of different fish is different. Fish live in the water environment, and their gut microbiota is easily affected by factors such as environment, food, and body growth and development. This paper introduced the characteristics and resources of indigenous fish in Tibet, analyzed the composition of gut microbiota of fish, and expounded the main research technical means of fish gut microbiota structure. It could play an important role in the conservation of fish in Tibet.

Key words: fish, gut microbiota, Tibet, fish conservation, endangered fish

摘要：

鱼类肠道微生物种类丰富,而不同鱼类肠道微生物的类别信息有所区别。鱼类生活在水体环境中,其肠道菌群易受到环境、食物、机体生长发育等因素的影响。本文主要介绍了西藏土著鱼类特点、资源概况等,分析了鱼类肠道微生物的菌群组成,阐述了鱼类肠道微生物菌群结构的主要研究技术手段。肠道微生物菌群结构和功能与鱼类的营养物质代谢、微生态平衡、免疫防御功能以及生长发育等生理过程紧密相关,是维持鱼体肠道微生态平衡稳定的重要因素,因此调节肠道微生物菌群对于西藏鱼类的养护具有重要作用。

关键词: 鱼类, 肠道微生物, 西藏, 鱼类养护, 濒危鱼类

CLC Number:

PAN Hongbo, LIU Haiping, GUO Mingxiong. Implications of fish conservation in Tibet from the perspective of gut microbiota[J]. Journal of Fisheries Research, 2023, 45(4): 385-398.

潘虹伯, 刘海平, 郭明雄. 肠道微生物视域下西藏土著鱼类资源养护启示[J]. 渔业研究, 2023, 45(4): 385-398.

Figures/Tables 4

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雅鲁藏布江鱼类 Fish of Brahmaputra River	雅鲁藏布江分布区域 Distribution area in the Brahmaputra River				食性 Feeding habits
雅鲁藏布江鱼类 Fish of Brahmaputra River	上游 Upstream	中上游 Mid-to-up	中下游 Lower reaches	下游 Downstream	食性 Feeding habits
●鲤形目 Cypriniformes
●●条鳅亚科 Noemacheilinae
●●●条鳅属 Nemacheilus
●●●●浅棕条鳅 Nemacheilus subfuscus McClelland				+	待研究
●●●高原鳅属 Triplophysa
●●●●东方高原鳅 Triplophysa orientalis Herzenstein	+	+	+		待研究
●●●●西藏高原鳅 Triplophysa tibetana Regan	+	+	+		待研究
●●●●斯氏高原鳅 Triplophysa stoliczkai Steindachner	+	+	+		待研究
●●●●细尾高原鳅 Triplophysa stenura Herzenstein	+	+	+		待研究
●●鲃亚科 Barbinae
●●●四须鲃属 Barbodes
●●●●墨脱四须鲃 Barbodes hexagonolepis McClelland				+	杂食性
●●●墨头鱼属 Garra
●●●●西藏墨头鱼 Garra kempi Hora				+	待研究
●●野鲮亚科 Labeoninae
●●●华鲮属 Bangana
●●●●墨脱华鲮 Sinilabeo dero Hamilton				+	杂食性
●●裂腹鱼亚科 Schizothoracinae
●●●裂腹鱼属Schizothorax
●●●●墨脱裂腹鱼 Schizothorax molesworthi Chaudhuri				+	杂食性
●●●●异齿裂腹鱼 Schizothorax oconnori Lloyd	+	+	+		植食性
●●●●弧唇裂腹鱼 Schizothorax curvilabiatus Wu et Tsao				+	杂食性
●●●●拉萨裂腹鱼 Schizothorax waltoni Regan	+	+	+		杂食性
●●●●巨须裂腹鱼 Schizothorax macropogon Regan	+	+	+		杂食性
●●●叶须鱼属 Ptychobarbus
●●●●双须叶须鱼 Ptychobarbus dipogon Regan	+	+	+		杂食性
●●●尖裸鲤属 Oxygymnocypris
●●●●尖裸鲤 Oxygymnocypris stewartii Lloyd	+	+			肉食性
●●●裸裂尻鱼属 Schizopygopsis
●●●●拉萨裸裂尻鱼 Schizopygopsis younghusbandi Regan	+	+	+		植食性
●●●裸鲤属 Gymnocypris
●●●●软刺裸鲤 Gymnocypris dobula Günther	+				待研究
●●●●兰格湖裸鲤 Gymnocypris chui Tchang,et al	+				待研究
●●●●硬刺裸鲤 Gymnocypris firmispinatus Wu et Wu	+				待研究
●●裸吻鱼科 Psilorhynchidae
●●●裸吻鱼属 Psilorhynchu
●●●●平鳍裸吻鱼 Psilorhynchus homaloptera Hora et Mukerji				+	待研究
●鲇形目 Siluriformes
●● 科 Sisoridae
●●●纵纹属 Glyptothorax
●●●●墨脱纹胸 Glyptothorax annandalei Hora				+	肉食性
●●●●细体纹胸 Glyptothorax gracilis Günther				+	待研究
●●●褶属 Pseudecheneis
●●●●黄斑褶 Pseudecheneis sulcatus McClelland			+	+	待研究
●●●平唇属 Parachiloglanis
●●●●平唇 Parachiloglanis hodgarti Hora				+	待研究
●●●原属 Glyptosternon
●●●●黑斑原 Glyptosternon maculatum Regan	+	+			肉食性
●●● 属 Pareuchiloglanis
●●●●扁头 Pareeuchiloglanis kamengensis Jayaram				+	待研究
●●●凿齿属 Glaridoglanis
●●●●凿齿 Glaridoglanis andersoni Day				+
●●● 属 Exostoma
●●●●藏 Exostoma labiatum McClelland				+	待研究

雅鲁藏布江鱼类 Fish of Brahmaputra River	雅鲁藏布江分布区域 Distribution area in the Brahmaputra River				食性 Feeding habits
雅鲁藏布江鱼类 Fish of Brahmaputra River	上游 Upstream	中上游 Mid-to-up	中下游 Lower reaches	下游 Downstream	食性 Feeding habits
●鲤形目 Cypriniformes
●●条鳅亚科 Noemacheilinae
●●●条鳅属 Nemacheilus
●●●●浅棕条鳅 Nemacheilus subfuscus McClelland				+	待研究
●●●高原鳅属 Triplophysa
●●●●东方高原鳅 Triplophysa orientalis Herzenstein	+	+	+		待研究
●●●●西藏高原鳅 Triplophysa tibetana Regan	+	+	+		待研究
●●●●斯氏高原鳅 Triplophysa stoliczkai Steindachner	+	+	+		待研究
●●●●细尾高原鳅 Triplophysa stenura Herzenstein	+	+	+		待研究
●●鲃亚科 Barbinae
●●●四须鲃属 Barbodes
●●●●墨脱四须鲃 Barbodes hexagonolepis McClelland				+	杂食性
●●●墨头鱼属 Garra
●●●●西藏墨头鱼 Garra kempi Hora				+	待研究
●●野鲮亚科 Labeoninae
●●●华鲮属 Bangana
●●●●墨脱华鲮 Sinilabeo dero Hamilton				+	杂食性
●●裂腹鱼亚科 Schizothoracinae
●●●裂腹鱼属Schizothorax
●●●●墨脱裂腹鱼 Schizothorax molesworthi Chaudhuri				+	杂食性
●●●●异齿裂腹鱼 Schizothorax oconnori Lloyd	+	+	+		植食性
●●●●弧唇裂腹鱼 Schizothorax curvilabiatus Wu et Tsao				+	杂食性
●●●●拉萨裂腹鱼 Schizothorax waltoni Regan	+	+	+		杂食性
●●●●巨须裂腹鱼 Schizothorax macropogon Regan	+	+	+		杂食性
●●●叶须鱼属 Ptychobarbus
●●●●双须叶须鱼 Ptychobarbus dipogon Regan	+	+	+		杂食性
●●●尖裸鲤属 Oxygymnocypris
●●●●尖裸鲤 Oxygymnocypris stewartii Lloyd	+	+			肉食性
●●●裸裂尻鱼属 Schizopygopsis
●●●●拉萨裸裂尻鱼 Schizopygopsis younghusbandi Regan	+	+	+		植食性
●●●裸鲤属 Gymnocypris
●●●●软刺裸鲤 Gymnocypris dobula Günther	+				待研究
●●●●兰格湖裸鲤 Gymnocypris chui Tchang,et al	+				待研究
●●●●硬刺裸鲤 Gymnocypris firmispinatus Wu et Wu	+				待研究
●●裸吻鱼科 Psilorhynchidae
●●●裸吻鱼属 Psilorhynchu
●●●●平鳍裸吻鱼 Psilorhynchus homaloptera Hora et Mukerji				+	待研究
●鲇形目 Siluriformes
●● 科 Sisoridae
●●●纵纹属 Glyptothorax
●●●●墨脱纹胸 Glyptothorax annandalei Hora				+	肉食性
●●●●细体纹胸 Glyptothorax gracilis Günther				+	待研究
●●●褶属 Pseudecheneis
●●●●黄斑褶 Pseudecheneis sulcatus McClelland			+	+	待研究
●●●平唇属 Parachiloglanis
●●●●平唇 Parachiloglanis hodgarti Hora				+	待研究
●●●原属 Glyptosternon
●●●●黑斑原 Glyptosternon maculatum Regan	+	+			肉食性
●●● 属 Pareuchiloglanis
●●●●扁头 Pareeuchiloglanis kamengensis Jayaram				+	待研究
●●●凿齿属 Glaridoglanis
●●●●凿齿 Glaridoglanis andersoni Day				+
●●● 属 Exostoma
●●●●藏 Exostoma labiatum McClelland				+	待研究

食性 Feeding habits	食物 Food	常见淡水鱼 Common freshwater fish	肠道微生物菌群 Gut microbiota
植食性 Phytovorous	水草丝状藻类水中的其他植物	鳊(Parabramis pekinensis) 草鱼(Ctenopharyngodon idellus)	气单孢菌、假单胞菌、拟杆菌门^[31]、变形菌门、厚壁菌门、放线菌门^[32]、梭杆菌属^[33]、链球菌属、哈尼亚菌属、致病杆菌属、柠檬酸菌属和葡萄球菌属^[34]、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌^[35]
	浮游生物	鲢(Hypophthalmichthys molitrix)	哈尼亚菌属、致病杆菌属、气单孢菌属、柠檬酸杆菌属、假单孢杆菌属、拉恩氏菌属、链球菌属^[34]、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌、变形菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、疣微菌门、蓝细菌门^[36]
		鳙(Aristichthys nobilis)	拟杆菌门、哈尼亚菌属、致病杆菌属、气单孢菌属、柠檬酸杆菌属、假单孢杆菌属、拉恩氏菌属、链球菌属^[34]、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌^[35]、变形菌门、梭杆菌门、厚壁菌门、疣微菌门^[37]、蓝细菌门^[36]、放线菌门、浮霉菌门
		鲤(Cyprinus carpio)	弧菌、气单胞菌^[35]、变形菌门、拟杆菌门、梭杆菌门、浮霉菌门、链球菌、哈尼亚菌属、致病杆菌属、柠檬酸杆菌属^[38]
杂食性 Omnivorous	动物性食物植物性食物	鲫(Carassius auratus)	变形菌门、厚壁菌门、梭杆菌门、拟杆菌门^[33]、弧菌、气单孢菌^[35]、蓝藻细菌、放线菌门^[39]
杂食性 Omnivorous	动物性食物植物性食物	斑马鱼(Danio rerio)	梭菌属、蓝细菌、变形菌门、放线菌门^[40]
肉食性 Carnivorous	捕捉其他鱼类为食	青鱼 (Mylopharyngodon piceus) 翘嘴红鲌 (Erythroculter ilishaeformis) 乌鳢(Channa argus)	链球菌属、哈夫尼亚菌属、致病杆菌属、气单孢菌属柠檬酸菌属、葡萄球菌属^[34]、厌氧芽孢杆菌^[35]

食性 Feeding habits	食物 Food	常见淡水鱼 Common freshwater fish	肠道微生物菌群 Gut microbiota
植食性 Phytovorous	水草丝状藻类水中的其他植物	鳊(Parabramis pekinensis) 草鱼(Ctenopharyngodon idellus)	气单孢菌、假单胞菌、拟杆菌门^[31]、变形菌门、厚壁菌门、放线菌门^[32]、梭杆菌属^[33]、链球菌属、哈尼亚菌属、致病杆菌属、柠檬酸菌属和葡萄球菌属^[34]、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌^[35]
	浮游生物	鲢(Hypophthalmichthys molitrix)	哈尼亚菌属、致病杆菌属、气单孢菌属、柠檬酸杆菌属、假单孢杆菌属、拉恩氏菌属、链球菌属^[34]、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌、变形菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、疣微菌门、蓝细菌门^[36]
		鳙(Aristichthys nobilis)	拟杆菌门、哈尼亚菌属、致病杆菌属、气单孢菌属、柠檬酸杆菌属、假单孢杆菌属、拉恩氏菌属、链球菌属^[34]、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌^[35]、变形菌门、梭杆菌门、厚壁菌门、疣微菌门^[37]、蓝细菌门^[36]、放线菌门、浮霉菌门
		鲤(Cyprinus carpio)	弧菌、气单胞菌^[35]、变形菌门、拟杆菌门、梭杆菌门、浮霉菌门、链球菌、哈尼亚菌属、致病杆菌属、柠檬酸杆菌属^[38]
杂食性 Omnivorous	动物性食物植物性食物	鲫(Carassius auratus)	变形菌门、厚壁菌门、梭杆菌门、拟杆菌门^[33]、弧菌、气单孢菌^[35]、蓝藻细菌、放线菌门^[39]
杂食性 Omnivorous	动物性食物植物性食物	斑马鱼(Danio rerio)	梭菌属、蓝细菌、变形菌门、放线菌门^[40]
肉食性 Carnivorous	捕捉其他鱼类为食	青鱼 (Mylopharyngodon piceus) 翘嘴红鲌 (Erythroculter ilishaeformis) 乌鳢(Channa argus)	链球菌属、哈夫尼亚菌属、致病杆菌属、气单孢菌属柠檬酸菌属、葡萄球菌属^[34]、厌氧芽孢杆菌^[35]

手段和方法 Means and methods		内容 Content		优点 Merit		缺点 Shortcoming	相关文献 Related literature
Illumina Miseq 平台、16S rRNA的V3~V4区测序、OTUs		运用Illumina Miseq平台对肠道微生物16S rRNA的V3~V4区进行了测序,统计样品肠道微生物的操作分类单元(OTUs)数量,分析物种组成、丰度及Alpha多样性,并预测肠道微生物的功能		成本低		无法获得功能基因,群落信息有限	刘妮等^[43]
DNA试剂盒			使用试剂盒法提取肠道菌群总 DNA,电泳结果显示,样品DNA 条带明亮,无降解现象;通过设计的细菌通用引物,对其16S rDNA 基因进行 PCR扩增,得到较清晰的图谱,条带整齐	试剂盒应用方便、快捷		价格昂贵,在处理大量样品时成本较高			汪明等^[44]
PCR-DGGE 指纹分析技术			使用PCR-DGGE指纹分析技术对室内饲养的斑点叉尾 (Ictalurus punctatus)、银鲫(Carassius auratus gibelio)和异育银鲫(Carassiusauratus gibelio)3种鱼类的肠道微生物群落组成进行研究	肠道菌群的信息涵盖率高		易受DNA提取、PCR 扩增和电泳条件等多种因素的影响,无法全面准确展示肠道菌群结构			李学梅等^[45]
变性梯度凝胶电泳(DGGE)			利用PCR-DGGE技术对鳜受精卵、出膜仔鱼、仔稚鱼和其开口饵料鲢仔稚鱼的肠道微生物群落结构组成和多样性进行分析	肠道菌群的信息涵盖率高		易受DNA提取、PCR 扩增和电泳条件等多种因素的影响,无法全面准确展示肠道菌群结构			夏耘等^[46]
末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)			分析对虾肠道正常菌群的营养、消化、免疫和屏障等生理功能,及对虾肠道菌群结构与组成的影响因素	肠道菌群的信息涵盖率高		无法全面准确展示肠道菌群结构,难以精确地归类到种属			张家松等^[47]
高通量测序技术、宏基因组学测序技术			采用宏基因组学测序技术和生物信息学分析手段,构建了草鱼、鲫、鲢和鳙4种鲤科鱼类的肠道内含物等12个样品的16S rDNA测序克隆文库,分析其肠道微生物的菌落组成和多样性	鉴定深度在种水平,检测全基因组DNA序列,可分析功能基因组和样品间基因差异、研究物种间代谢网络等		研究成本高			李建柱等^[48]
16S rRNA基因V3~V4可变区、Illumina NovaSeq平台高通量测序、定量试剂盒			采用高通量测序技术分析丽水市千峡湖翘嘴鲌(Culter alburnus Basilewsky)、达氏鲌(Huso dauricus)和红鳍原鲌(Chanodichthys erythropterus)3种肉食性鱼类的肠道微生物群落结构	成本低,可分析微生物群结构,反映各种微生物菌群相对比例和数量,具有传统培养法难以比拟的优势		无法获得功能基因,群落信息有限			肖善势等^[49]
生物纯培养技术	分别从虾和鱼的肠道中分离出53个乳酸菌(Lactic acid bacteria,LAB)菌株进行考察这些菌株的抗菌和黏附活性			可以具体检测到种属,容易分类	培养要求高;人为培养无法满足需求,也无法准确得到需要的产物。培养条件较局限,检测出菌群种类少且存在较大偏差			Sha Y J 等^[50-51]
无菌斑马鱼模型	开发了在幼年后期生产和养殖无菌斑马鱼的方法。对受精后6 d,无菌和常规饲养的斑马鱼消化道中基因表达的DNA微阵列比较揭示了212个由微生物群调节的基因			无菌斑马鱼繁殖能力强、饲养成本低、无菌操作便捷等,有助于研究者探讨微生物对宿主的营养、免疫、运动、神经发育等方面的调节作用	接种条件多种多样,对最佳接种条件仍不清楚,极大地限制了无菌动物模型的使用,降低了不同研究结果之间的可比性			Rawls J F 等^[52]
无菌斑马鱼模型	使用2种斑马鱼模型(无菌和抗生素处理的斑马鱼)来确定肠道微生物菌群在脂质代谢中的作用,常规和无菌的斑马鱼幼虫用蛋黄喂养,检测肠上皮中脂质液滴的存在			无菌斑马鱼繁殖能力强、饲养成本低、无菌操作便捷等,有助于研究者探讨微生物对宿主的营养、免疫、运动、神经发育等方面的调节作用	接种条件多种多样,对最佳接种条件仍不清楚,极大地限制了无菌动物模型的使用,降低了不同研究结果之间的可比性			Sheng Y 等^[53]
粪菌移植技术	在有氧条件下从3只成年CONV-R Swiss-Webster雌性小鼠中收集盲肠内容物,在PBS中稀释1∶1 200,并直接(1∶100稀释)加入含有3 dpf GF斑马鱼的GZM[最终密度:102 CFU/mL(有氧培养);103 CFU/mL(厌氧培养)],在BHI血琼脂上28 ℃下孵育2 d			方便可行,经济费用比较低	很难保证粪菌的有效性及稳定性			Rawls J F 等^[54]