[發(fā)明專利]一種基于微生物群落變化的水產(chǎn)養(yǎng)殖病害預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310196743.6
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN103305607A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱建林;張德民;王一農(nóng);陳和平;趙群芬
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號: C12Q1/68
• 分類號: C12Q1/68;C12Q1/04
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水產(chǎn)養(yǎng)殖病害預(yù)測預(yù)警的方法，尤其是涉及一種根據(jù)養(yǎng)殖水體中微生物群落的變化來實現(xiàn)病害預(yù)測預(yù)警的方法。?

背景技術(shù)

水產(chǎn)養(yǎng)殖特別是工廠化設(shè)施養(yǎng)殖生產(chǎn)中的病害問題是水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)面臨的重大問題之一。各類突發(fā)性、暴發(fā)性的病害，經(jīng)常給水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為防止病害的發(fā)生，除了采取各類相應(yīng)管理和技術(shù)措施之外，還需要在病害發(fā)生前對可能產(chǎn)生的病害進(jìn)行有效的預(yù)報或預(yù)警，并在此基礎(chǔ)上有針對性地采取有效措施進(jìn)行人工干預(yù)，從而防止病害發(fā)生或盡可能減少損失。水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)病害產(chǎn)生的原因十分復(fù)雜。養(yǎng)殖生物的生物學(xué)特性、致病微生物、養(yǎng)殖密度、管理水平、技術(shù)措施、水質(zhì)條件以及突發(fā)性的環(huán)境變化等，都有可能是造成災(zāi)難性病害發(fā)生的誘因。?

目前，水產(chǎn)養(yǎng)殖病害發(fā)生的預(yù)測預(yù)警方法運(yùn)用最多的主要是通過檢測病原菌、檢測水質(zhì)指標(biāo)來進(jìn)行病害預(yù)測預(yù)警。但是，在實際應(yīng)用中，經(jīng)常存在致病菌含量較低時出現(xiàn)暴發(fā)性病害，在致病菌含量較高時沒有病害發(fā)生；并且，在水質(zhì)指標(biāo)與病害發(fā)生之間也難以找到必然的聯(lián)系。因此，由于病害產(chǎn)生的復(fù)雜性，人們對水產(chǎn)養(yǎng)殖病害發(fā)生的機(jī)理還不完全清楚，因而其預(yù)測預(yù)警的準(zhǔn)確率仍然很低。?

現(xiàn)有研究表明，養(yǎng)殖過程中養(yǎng)殖生物的健康與發(fā)病狀態(tài)與多種環(huán)境因素相關(guān)，養(yǎng)殖水體微生物群落是各種環(huán)境因素綜合作用的結(jié)果，并能直接反映養(yǎng)殖生物的健康狀態(tài)，因此可通過監(jiān)測微生物群落的變化來指示養(yǎng)殖生物和養(yǎng)殖水體的健康狀態(tài)。分子生物學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得通過采用高通量測序或基因芯片等技術(shù)手段實現(xiàn)養(yǎng)殖水體中微生物的全面快速監(jiān)測成為可能，從而使得通過監(jiān)測微生物的變化實現(xiàn)養(yǎng)殖生物病害預(yù)警預(yù)報成為可能。?

然而，微生物之間存在功能冗余性、功能互補(bǔ)性、食物或養(yǎng)份的競爭性，以及適應(yīng)環(huán)境條件的彈性，因此微生物對環(huán)境條件變化的響應(yīng)以及對病害的形成原因非常復(fù)雜。???

我們的研究認(rèn)為，微生物對環(huán)境變化的響應(yīng)以及對病害的作用是以群落形態(tài)出現(xiàn)的，研究微生物對環(huán)境條件的響應(yīng)或評估其生態(tài)健康水平，需要從群落層次進(jìn)行考察。如果存在某一子群落，該子群落的相對豐度之和在具有相同生態(tài)特征（如健康，或發(fā)?。┑臉颖局斜３窒鄬Ψ€(wěn)定，而在具有不同生態(tài)特征（如健康與發(fā)病）的樣本中具有顯著差異，則可稱該子群落為表征該生態(tài)特征的特征群落。如某一子群落由5種微生物組成，該5種微生物的相對豐度之和在所有健康樣本中保持相對穩(wěn)定，但與發(fā)病樣本有顯著差異，則稱該子群落為健康特征群落。反之，則稱為病害特征群落。健康狀態(tài)下存在的某一比較穩(wěn)定的微生物群落（健康特征群落），隨著環(huán)境條件的變化將會發(fā)生相應(yīng)變化；盡管其中的各種微生物的絕對數(shù)量都有可能發(fā)生較大變化，但這個群落作為一個整體，其在健康狀態(tài)下的變化是相對穩(wěn)定的，即其占整個養(yǎng)殖水體中所有各種微生物數(shù)量的比值（即相對豐度）之和是相對穩(wěn)定的；如果這一結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化，可能導(dǎo)致整個微生態(tài)系統(tǒng)平衡的崩潰，從而導(dǎo)致養(yǎng)殖生物的過度的應(yīng)急反應(yīng)，并產(chǎn)生連鎖性、暴發(fā)性病災(zāi)；發(fā)病狀態(tài)下，不僅健康狀態(tài)下存在的比較穩(wěn)定的微生物群落受到較大破壞，而且可能形成另外的、某一比較明顯的、同樣相對穩(wěn)定的微生物群落（病害特征群落）；因此，既可通過健康特征群落的變化來評估養(yǎng)殖水體的健康狀態(tài)，又可通過病害特征群落的變化來評估養(yǎng)殖水體的發(fā)病風(fēng)險，二者可相互比較和印證。但是，目前國內(nèi)外還沒有公開任何關(guān)于基于微生物群落變化的水產(chǎn)養(yǎng)殖病害預(yù)測方法的相關(guān)研究報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于微生物群落變化并可用較少的指示微生物種類來預(yù)測水產(chǎn)養(yǎng)殖生物發(fā)生病害的可能性的，預(yù)測準(zhǔn)確性高的水產(chǎn)養(yǎng)殖病害預(yù)測方法。?

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：?

1、一種基于微生物群落變化的水產(chǎn)養(yǎng)殖病害預(yù)測方法，步驟如下：采用基因測序方法分別獲得健康水體樣本和發(fā)病水體樣本中的微生物群落信息，根據(jù)微生物群落信息篩選出對健康狀態(tài)具有指示作用的健康特征微生物群落，以及對發(fā)病狀態(tài)具有指示作用的病害特征微生物群落，再以病害特征微生物組合中各微生物的相對豐度或健康特征微生物組合中各微生物的相對豐度作為自變量，以各樣本的健康狀態(tài)為因變量，分別建立預(yù)測模型對未知樣本進(jìn)行預(yù)測。

2、所述的健康特征微生物群落和所述的病害特征微生物群落的篩選方法包括以下步驟：?