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长牡蛎(Crassostrea gigas)是我国重要的海水养殖经济动物。然而，近十余年来夏季大规模死亡事件在世界范围内频繁发生，严重影响了长牡蛎养殖产业的健康发展，并造成了巨大的经济损失。浮游植物群落结构与丰度的变化及海洋酸化是威胁长牡蛎健康生长的重要因素。长牡蛎的健康生长亦与其体内细菌群落结构和功能变化以及由此导致的宿主免疫、消化及代谢等生理活动的变化息息相关。本研究以长牡蛎为研究对象，利用16SrRNA基因高通量测序及生物信息分析技术，研究了不同微藻投喂和酸化处理对长牡蛎中肠及肝胰腺中细菌群落的影响，主要研究结果总结如下：
1.不同微藻投喂对长牡蛎肝胰腺和中肠细菌群落结构组成与功能的影响
在本研究中，使用小新月菱形藻Nitzschiaclosteriumf.minutissima和海洋原甲藻Prorocentrum.micans配制了两种饵料，定义为硅藻组(小新月菱形藻和海洋原甲藻的细胞比例为8:2)和甲藻组(小新月菱形藻和海洋原甲藻的细胞比例为2：8)，以5×105个/mL的终浓度每日一次分别投喂两组长牡蛎。发现投喂五周后，长牡蛎肝胰腺和中肠细菌群落结构组成和功能有显著差异。在肝胰腺中，拟杆菌门Bacteroidetes，变形菌门Proteobacteria和厚壁菌门Firmicutes为两投喂组的共同优势菌门，硅藻组中普氏菌属Prevotella的丰度显著高于甲藻组。通过细菌功能预测，推测甲藻组中细菌群落的改变可能会降低宿主对病原入侵的敏感性并和宿主竞争葡萄糖等能量来源，使宿主免疫系统疲劳及广盐适应性减弱。此外，甲藻组的宿主对微生物群落有更强的选择性，微生物群落系统聚簇程度强于硅藻组。
在中肠中，变形菌门Proteobacteria是硅藻组的优势菌门，而柔膜菌门Tenericutes是甲藻组的优势菌门；和空白对照组相比，甲藻组中拟杆菌门Bacteroidetes、变形菌门Proteobacteria和Epsilonbacteraeot门的相对丰度均显著性降低，而柔膜菌门Tenericutes的相对丰度显著性升高；硅藻组中，拟杆菌门Bacteroidetes的相对丰度相比于对照组显著性降低，而变形菌门Proteobacteria的相对丰度显著性升高。甲藻组的优势菌科是支原体科Mycoplasmataceae，而硅藻组的优势菌科是肠杆菌科Enterobacteriaceae。通过细菌群落功能预测结果推测，甲藻组的细菌群落合成关键信使分子、辅酶因子和代谢关键底物的能力较硅藻组弱，而糖代谢相关基因丰度高，提示甲藻组中的细菌群落可能通过糖的有氧代谢大量消耗宿主的糖能量。甲藻组和硅藻组系统发育方式无显著性差异，均呈系统聚簇性发育。
2.酸化处理对长牡蛎中肠相关微生物群落结构组成与功能的影响
在本研究中，配制了酸度较为稳定的pH7.4和pH7.8两种酸化海水(分别定义为pH7.4和pH7.8组)。将长牡蛎养于两种酸化海水中一个月后，分析了酸化处理后长牡蛎中肠细菌群落多样性。结果表明，两种酸化处理下的长牡蛎中肠细菌群落结构相比于对照组差异显著。空白对照组、pH7.4组和pH7.8组的优势菌门均为拟杆菌门Bacteroidetes、变形菌门Proteobacteria、柔膜菌门Tenericutes和厚壁菌门Firmicutes等。相比于空白对照组，柔膜菌门Tenericutes的相对丰度在两个酸化处理组中均显著性增加，而螺旋体门Spirochaetes和厚壁菌门Firmicutes的相对丰度在pH7.4组和pH7.8组中均显著性下降。相比于空白对照组，支原体科Mycoplasmataceae的相对丰度在pH7.4组和pH7.8组中均极显著性上升，而莫拉氏菌科Moraxellaceae和螺旋体科Spirochaetaceae的相对丰度在pH7.4组和pH7.8组中均显著性下降。细菌群落功能预测结果显示，在两个酸化组中与糖的有氧和无氧代谢和细菌增殖相关的基因丰度显著高于空白对照组，提示海洋酸化可能会导致细菌群落对宿主能量消耗的增加和细菌群落自身的扩张。两酸化组细菌群落的系统发育聚簇程度均显著性弱于空白对照组，这表明酸化环境可能降低了宿主对微生物群落的选择性，使得微生物群落更趋向于随机定植，这不利于宿主在酸化环境中的生存。
综上所述，外界环境的改变显著影响长牡蛎体内微生物群落的结构组成和功能等，进而影响长牡蛎的健康。浮游植物群落从硅藻为主到甲藻为主的转变可能会导致长牡蛎肝胰腺中的微生物与宿主竞争糖等能量来源，因而导致宿主免疫水平和广盐适应性降低；中肠中细菌群落缺乏定植抗性和关键信使分子，增加病原菌定植的风险。海洋酸化会导致长牡蛎中肠相关微生物群落和宿主有解偶联趋势，宿主对群落的选择性降低，细菌群落趋向于随机定植，一边大量消耗宿主的能量一边进行大量增殖。因此，海洋环境变化的压力会导致长牡蛎肝胰腺和中肠相关微生物群落对宿主产生有害反馈，成为长牡蛎健康的重大威胁。
1.不同微藻投喂对长牡蛎肝胰腺和中肠细菌群落结构组成与功能的影响
在本研究中，使用小新月菱形藻Nitzschiaclosteriumf.minutissima和海洋原甲藻Prorocentrum.micans配制了两种饵料，定义为硅藻组(小新月菱形藻和海洋原甲藻的细胞比例为8:2)和甲藻组(小新月菱形藻和海洋原甲藻的细胞比例为2：8)，以5×105个/mL的终浓度每日一次分别投喂两组长牡蛎。发现投喂五周后，长牡蛎肝胰腺和中肠细菌群落结构组成和功能有显著差异。在肝胰腺中，拟杆菌门Bacteroidetes，变形菌门Proteobacteria和厚壁菌门Firmicutes为两投喂组的共同优势菌门，硅藻组中普氏菌属Prevotella的丰度显著高于甲藻组。通过细菌功能预测，推测甲藻组中细菌群落的改变可能会降低宿主对病原入侵的敏感性并和宿主竞争葡萄糖等能量来源，使宿主免疫系统疲劳及广盐适应性减弱。此外，甲藻组的宿主对微生物群落有更强的选择性，微生物群落系统聚簇程度强于硅藻组。
在中肠中，变形菌门Proteobacteria是硅藻组的优势菌门，而柔膜菌门Tenericutes是甲藻组的优势菌门；和空白对照组相比，甲藻组中拟杆菌门Bacteroidetes、变形菌门Proteobacteria和Epsilonbacteraeot门的相对丰度均显著性降低，而柔膜菌门Tenericutes的相对丰度显著性升高；硅藻组中，拟杆菌门Bacteroidetes的相对丰度相比于对照组显著性降低，而变形菌门Proteobacteria的相对丰度显著性升高。甲藻组的优势菌科是支原体科Mycoplasmataceae，而硅藻组的优势菌科是肠杆菌科Enterobacteriaceae。通过细菌群落功能预测结果推测，甲藻组的细菌群落合成关键信使分子、辅酶因子和代谢关键底物的能力较硅藻组弱，而糖代谢相关基因丰度高，提示甲藻组中的细菌群落可能通过糖的有氧代谢大量消耗宿主的糖能量。甲藻组和硅藻组系统发育方式无显著性差异，均呈系统聚簇性发育。
2.酸化处理对长牡蛎中肠相关微生物群落结构组成与功能的影响
在本研究中，配制了酸度较为稳定的pH7.4和pH7.8两种酸化海水(分别定义为pH7.4和pH7.8组)。将长牡蛎养于两种酸化海水中一个月后，分析了酸化处理后长牡蛎中肠细菌群落多样性。结果表明，两种酸化处理下的长牡蛎中肠细菌群落结构相比于对照组差异显著。空白对照组、pH7.4组和pH7.8组的优势菌门均为拟杆菌门Bacteroidetes、变形菌门Proteobacteria、柔膜菌门Tenericutes和厚壁菌门Firmicutes等。相比于空白对照组，柔膜菌门Tenericutes的相对丰度在两个酸化处理组中均显著性增加，而螺旋体门Spirochaetes和厚壁菌门Firmicutes的相对丰度在pH7.4组和pH7.8组中均显著性下降。相比于空白对照组，支原体科Mycoplasmataceae的相对丰度在pH7.4组和pH7.8组中均极显著性上升，而莫拉氏菌科Moraxellaceae和螺旋体科Spirochaetaceae的相对丰度在pH7.4组和pH7.8组中均显著性下降。细菌群落功能预测结果显示，在两个酸化组中与糖的有氧和无氧代谢和细菌增殖相关的基因丰度显著高于空白对照组，提示海洋酸化可能会导致细菌群落对宿主能量消耗的增加和细菌群落自身的扩张。两酸化组细菌群落的系统发育聚簇程度均显著性弱于空白对照组，这表明酸化环境可能降低了宿主对微生物群落的选择性，使得微生物群落更趋向于随机定植，这不利于宿主在酸化环境中的生存。
综上所述，外界环境的改变显著影响长牡蛎体内微生物群落的结构组成和功能等，进而影响长牡蛎的健康。浮游植物群落从硅藻为主到甲藻为主的转变可能会导致长牡蛎肝胰腺中的微生物与宿主竞争糖等能量来源，因而导致宿主免疫水平和广盐适应性降低；中肠中细菌群落缺乏定植抗性和关键信使分子，增加病原菌定植的风险。海洋酸化会导致长牡蛎中肠相关微生物群落和宿主有解偶联趋势，宿主对群落的选择性降低，细菌群落趋向于随机定植，一边大量消耗宿主的能量一边进行大量增殖。因此，海洋环境变化的压力会导致长牡蛎肝胰腺和中肠相关微生物群落对宿主产生有害反馈，成为长牡蛎健康的重大威胁。