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基于高通量测序技术分析微冻凡纳滨对虾的微生物

陶飞燕 潘创 陈胜军 胡晓 邓建朝 李春生 荣辉 王悦齐

陶飞燕, 潘创, 陈胜军, 胡晓, 邓建朝, 李春生, 荣辉, 王悦齐. 基于高通量测序技术分析微冻凡纳滨对虾的微生物[J]. 南方水产科学, 2021, 17(2): 104-113. doi: 10.12131/20200211
引用本文: 陶飞燕, 潘创, 陈胜军, 胡晓, 邓建朝, 李春生, 荣辉, 王悦齐. 基于高通量测序技术分析微冻凡纳滨对虾的微生物[J]. 南方水产科学, 2021, 17(2): 104-113. doi: 10.12131/20200211
Feiyan TAO, Chuang PAN, Shengjun CHEN, Xiao HU, Jianchao DENG, Chunsheng LI, Hui RONG, Yueqi WANG. Microbial analysis of Litopenaeus vannamei during partial freezing storage by Illumina high throughput sequencing[J]. South China Fisheries Science, 2021, 17(2): 104-113. doi: 10.12131/20200211
Citation: Feiyan TAO, Chuang PAN, Shengjun CHEN, Xiao HU, Jianchao DENG, Chunsheng LI, Hui RONG, Yueqi WANG. Microbial analysis of Litopenaeus vannamei during partial freezing storage by Illumina high throughput sequencing[J]. South China Fisheries Science, 2021, 17(2): 104-113. doi: 10.12131/20200211

基于高通量测序技术分析微冻凡纳滨对虾的微生物

doi: 10.12131/20200211
基金项目: 国家自然科学基金面上项目 (32072147);广东省重点领域研发计划 (2019B020225001);广东省现代农业产业技术体系创新团队建设专项资金 (2020KJ151);中国水产科学研究院南海水产研究所中央级公益性科研院所基本业务费专项资金资助 (2020TD69)
详细信息
    作者简介:

    陶飞燕 (1995—),女,硕士研究生,研究方向为水产品加工与质量安全控制。E-mail: taofeifei18@163.com

    通讯作者:

    陈胜军 (1973—),男,博士,研究员,从事水产品加工与质量安全控制研究。E-mail: chenshengjun@scsfri.ac.cn

  • 中图分类号: S 984.2+1

Microbial analysis of Litopenaeus vannamei during partial freezing storage by Illumina high throughput sequencing

  • 摘要: 文章以微冻贮藏的凡纳滨对虾 (Litopenaeus vannamei) 整虾、去头尾虾和虾仁的表面微生物作为研究对象,采用高通量测序技术鉴定不同贮藏时期样品菌群的组成及变化情况。结果显示:1) 各组样品的操作分类单元 (Operational taxonomic unit, OTU) 随贮藏时间的推移呈下降趋势,贮藏4周后虾仁的OTU数量最少,整虾与去头尾虾的OTU数量相对较多;2) 各组样品的赵氏指数 (Chao)、艾斯指数 (ACE) 和香农指数 (Shannon) 逐渐减小,辛普森指数 (Simpson) 增加,即贮藏过程中样品菌群丰度和多样性逐渐降低;3) 在属水平上,弧菌属 (Vibrio) 是各组样品的最初优势菌,弓形菌属 (Arcobacter) 在去头尾虾和整虾中存在较多。微冻4周后,假单胞菌属 (Pseudomonas)、希瓦氏菌属 (Shewanella) 和嗜冷杆菌属 (Psychrobacter)成为优势腐败菌;4) 属水平上的热图和关键物种分析显示,3种形式的对虾菌种组成和比例有所差异。综上,凡纳滨对虾贮藏时间和形态不同,其表面微生物种类、丰度等差异显著,在冷链流通过程中需要针对性地抑制微生物优势以保障产品品质。
  • 图  1  不同形式凡纳滨对虾的韦恩图

    R. 虾仁样品;Q. 去头尾虾样品;Z. 整虾样品;后图同此

    Figure  1.  Venn diagram of L. vannamei with different forms

    R. Shrimp samples; Q. Decapitated shrimp samples; Z. Whole shrimp samples; the same below.

    图  2  不同形式凡纳滨对虾多样性指数的稀释曲线

    Figure  2.  Rarefaction curves of Alpha diversity indices of L. vannamei with different forms

    图  3  不同形式对虾样品微生物物种组成 (目水平)

    数字0、2、4分别表示贮藏0周、2周和4周;后图同此

    Figure  3.  Bacterial community composition at order level of L. vannamei with different forms

    The number 0, 2 and 4 indicate the storage time of 0 week, 2 weeks and 4 weeks. The same below.

    图  4  不同形式对虾样品微生物物种组成 (属水平)

    Figure  4.  Bacterial community composition at genus level of L. vannamei with different forms

    图  5  不同形式对虾样品微生物丰度聚类热图 (属水平)

    同一行中颜色深浅表示该微生物在不同样品中的丰度差异;图上方进化树表明样本间的相似程度;图左方进化树表明微生物间的相似程度

    Figure  5.  Microbial community heatmap analysis at genus level of L. vannamei with different forms

    The shade of color in the same row indicates the difference in the abundance of the microorganism in different samples; the evolutionary tree on the top of the figure indicates the degree of similarity between samples; the evolutionary tree on the left of the figure indicates the degree of similarity between microorganisms.

    表  1  不同形式凡纳滨对虾的测序覆盖率和操作分类单元数量

    Table  1.   Coverage and OTU number of L. vannamei with different forms

    时间
    Time
    虾仁
    Shrimp meat
    去头尾虾
    Decapitated shrimp
    整虾
    Whole shrimp
    覆盖率
    Coverage
    操作分类单元数量
    OTU number
    覆盖率
    Coverage
    操作分类单元数量
    OTU number
    覆盖率
    Coverage
    操作分类单元数量
    OTU number
    0周 0 week 0.998 7 281 0.998 4 281 0.998 8 316
    1周 1 week 0.998 5 189 0.999 0 401 0.999 1 322
    2周 2 weeks 0.999 2 113 0.998 8 297 0.998 8 333
    3周 3 weeks 0.999 9 36 0.999 8 50 0.999 8 50
    4周 4 weeks 0.999 9 31 0.999 8 54 0.999 7 59
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    表  2  不同形式凡纳滨对虾的Alpha丰富度指数表

    Table  2.   Alpha abundance indices of L. vannamei with different forms

    时间
    Time
    虾仁
    Shrimp meat
    去头尾虾
    Decapitated shrimp
    整虾
    Whole shrimp
    赵氏指数 Chao艾斯指数 ACE 赵氏指数 Chao艾斯指数 ACE 赵氏指数 Chao艾斯指数 ACE
    0周 0 week 341 338 342 336 375 378
    1周 1 week 231 236 429 437 363 365
    2周 2 weeks 138 143 382 377 397 401
    3周 3 weeks 45 50 80 69 80 120
    4周 4 weeks 42 48 61 70 96 112
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    表  3  不同形式凡纳滨对虾的Alpha多样性指数表

    Table  3.   Alpha diversity indices of L. vannamei with different forms

    时间
    Time
    虾仁
    Shrimp meat
    去头尾虾
    Decapitated shrimp
    整虾
    Whole shrimp
    香农指数
    Shannon
    辛普森指数
    Simpson
    香农指数
    Shannon
    辛普森指数
    Simpson
    香农指数
    Shannon
    辛普森指数
    Simpson
    0周 0 week 2.61 0.152 1 2.96 0.099 7 3.42 0.061 2
    1周 1 week 1.91 0.278 3 3.43 0.086 9 2.49 0.213 1
    2周 2 weeks 1.50 0.357 5 2.84 0.104 3 3.08 0.094 4
    3周 3 weeks 1.08 0.436 6 1.43 0.345 3 1.59 0.358 4
    4周 4 weeks 1.06 0.446 2 1.23 0.480 9 1.41 0.361 5
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    表  4  不同形式对虾样品关键物种差异 (属水平)

    Table  4.   Key species differences at genus level of L. vannamei with different forms %

    前10个物种
    Top 10 species
    虾仁
    Shrimp meat
    去头尾虾
    Decapitated shrimp
    整虾
    Whole shrimp
    假单胞菌属 Pseudomonas 36.730 4 35.589 3 15.183 3
    希瓦氏菌属 Shewanella 33.741 4 27.325 8 11.265 6
    嗜冷杆菌属 Psychrobacter 0.339 6 8.251 5 31.040 7
    弧菌属 Vibrio 13.798 0 4.175 6 2.838 0
    不动杆菌属 Acinetobacter 0.745 0 2.723 2 4.240 6
    黄杆菌属 Flavobacterium 0.363 5 1.416 2 5.580 7
    假交替单胞菌属 Pseudoalteromonas 0.210 7 0.391 1 6.549 9
    弓形菌属 Arcobacter 0.567 3 1.984 1 4.513 1
    假红杆菌属 Pseudorhodobacter 0.013 7 2.440 6 1.598 1
    肉杆菌属 Carnobacterium 0.671 0 0.158 8 1.567 2
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-10-13
  • 修回日期:  2020-10-21
  • 网络出版日期:  2021-01-27
  • 刊出日期:  2021-04-05

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