由珊瑚微生物组的两个小发现说开去

王火火 · 发表于 2020-12-19 17:12:05

欢迎关注微信公众号

最近在处理之前一个湿弟做的珊瑚共生微生物的高通量数据，正好有点有意思的发现，跟大家分享一下。

实验中所测的是大家俗称的猫骨也就是鹿角杯形珊瑚（Pocilopora damicornis）,取下珊瑚后连组织带骨头一起研磨提DNA然后扩增再送去测序。
一共做了两个实验，所以每个图有两组数据，因为实验本身的内容跟大家没什么关系我就不把具体的分组放出来了。
这次是使用16s 的V4-V5区的基因使用二代测序做的高通量测序，测序完后的分析中做了一个bugbase的分析，可以看看其中有两个结果是鱼友比较可能感兴趣的，就分享给大家。

这两个图是珊瑚共生微生物中厌氧菌所占的比例（相对丰度，范围是0-1，0.1也就是10%），横坐标是不同的组别，跟鱼友没什么关系我就隐去了，纵坐标就是相对丰度。每一个点代表一个样品。

可以看到的是珊瑚共生微生物里厌氧菌所占的比例大概能到10%左右，我们取样的地方都是几毫米的小枝，可以说不存在什么很深的地方。
如果不明白的可以再去看看我之前写的你想知道的关于营养盐的一切（下）里面提到的好氧菌为厌氧菌提供生存环境，也就是说固着细菌形成的菌膜（bio-film）是比较厚的，
表层的好氧菌将水中的氧气消耗后，当水扩散进内层的时候氧气已经消耗的很多了，就为内层的厌氧菌提供了生存环境。所以各种环境下都是有比较可观的厌氧细菌存在的。

还有一个值得注意的是，不同的个体之间厌氧菌的占比区别极大，从几乎0%到将近30%的都有，
这还是在同一个采集地采集的同种珊瑚，饲养条件也是一模一样的情况，所以一定要明白个体之间巨大的差异性，不要轻易的在一个个体上得出某些结论。

除了厌氧菌占比以外，还给大家放一个数据，那就是革兰氏阴性菌的占比

可以看出，几乎所有样本中革兰氏阴性菌的占比都是非常高的，其他的珊瑚中我大概看过一下应该也是类似的情况（存疑，没有具体看）。

这个有什么意义呢，因为主要的珊瑚致病菌弧菌（Vibrio）也是革兰氏阴性的，这就造成了比较麻烦局面，当出现快速组织坏死（RTN）或者慢速组织坏死（STN）的情况下，
需要使用抗生素的情况下，就不可避免的会影响大多数的共生微生物类群，就更必须要权衡好利弊才行。

这种情况下会发生的事情其实非常复杂。正好我看过一篇文献讨论类似的问题（也是几乎唯一的一篇），就拿出来讲讲好了。

Sweet等[1]（这人名字真是）2011年用美丽鹿角珊瑚（就是长枝的一种）用丙环沙星杀灭了珊瑚体内99%的细菌之后，把珊瑚放回海里看发生了什么。
结果就非常有意思了，大约花了96个小时细菌群落的数量就恢复了之前的水平（当然这在细菌里面其实算比较慢的了）。
最早恢复的细菌群落就是本身菌群里面那1%的抗药菌，但是优势地位很快又被其他的细菌群落取代，而一些致病菌也在这个过程中会增殖，但是也很快会被其他的细菌压制。

这些知识可以给鱼友们的启示其实很重要。

（1）周围环境中的微生物群落会很大程度上影响珊瑚共生细菌的组成（这个我会专门写一篇文章讲）

（2）如果使用高浓度抗生素处理珊瑚之后，周围环境里的微生物如果不能压制致病菌的增长的话搞不好结果可能更糟，所以维持水体中、活石上健康的微生物群落对珊瑚的健康是极其重要的。
当然到底什么样的微生物组是健康的微生物组是一个极其复杂的问题，现在科学界对此的认识也是极为有限的，我也会专门写一篇文章来讨论这个问题。
但是至少我可以讲的是公认的良好的维护习惯是维持健康的微生物组我们唯一可以做的重要的事情，比如从经验上来看，维持一个低营养盐但是水比较肥的环境是对健康微生物组非常重要的。
比如营养盐下中讲过的换水可以提高微生物群落的多样性。相反的，想靠添加些什么神奇菌种就解决一切问题的，基本就跟想靠吃什么虎鞭、玛卡提高自己的性能力一样属于又只想着花小钱办大事一样的歪门邪道。
因为微生物组在珊瑚的生理功能中发挥的作用远远大于什么所谓的硝化反硝化，这个我也会专门写一篇来讲。

好了，挖的坑够多了，大家可以慢慢消化我今天讲的东西。

参考文献：

[1] Sweet, M.J., Croquer, A. & Bythell, J.C. Dynamics of bacterial community development in the reef coral Acropora muricata following experimental antibiotic treatment.Coral Reefs 30,1121 (2011).