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在水产养殖中，生物絮团技术（BFT）存在微生物群落不稳定等问题。研究人员开展了大豆寡糖（SBOS）对生物絮团系统水质和微生物群落影响的研究。结果显示，5% SBOS 可改善水质、促进有益菌生长。这为 SBOS 在 BFT 中的应用提供支持。
随着水产养殖业的迅猛发展，养殖规模不断扩大，然而，这也带来了一系列棘手的问题。水质恶化和水资源可利用性下降成为制约水产养殖可持续发展的关键因素。在这样的大背景下，生物絮团技术（BFT）应运而生，它利用有机碳维持特定的碳氮比（C/N），将铵氮转化为微生物蛋白，有着净化水质、提高饲料效率和增强养殖生物免疫力等诸多优势。但美中不足的是，该技术存在微生物群落不稳定的缺陷，一旦病原体的生长繁殖得不到有效控制，就会削弱水生生物的抗病能力，降低其存活率。
为了解决这些难题，湖州大学生命科学学院的研究人员开展了一项关于大豆寡糖（SBOS）对生物絮团系统水质和微生物群落影响的研究。研究成果发表在《Aquaculture Reports》上，为水产养殖的可持续发展提供了新的思路和方向。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。实验采用了 20 个高密度聚乙烯（HDPE）水箱，模拟不同的养殖环境。实验分为对照组和实验组，对照组以淀粉和葡萄糖（3:7）的混合物为碳源，实验组则分别用 2.5%（DD1）、5%（DD2）、7.5%（DD3）和 10%（DD4）的 SBOS 替代该混合物作为碳源，同时以氯化铵为氮源，维持 C/N 比为 15 。研究持续 30 天，期间密切监测水温和 pH 等水质参数，运用便携式多参数水处理仪器和流动注射水质分析仪等设备进行检测。此外，还利用高通量 16S rRNA 测序技术对微生物群落进行分析，深入探究微生物的多样性和群落结构变化。
研究结果如下：
- 水质参数变化：实验发现，到第 5 天，所有组均出现生物絮团发展现象，其中 DD2 和 DD4 组发展最为迅速。在整个实验过程中，各组氨氮（NH+4-N）浓度逐渐下降 。与对照组相比，DD2、DD3 和 DD4 组的亚硝酸盐氮（NO-2-N）水平在第 7 天有所降低；DD2 组的硝酸盐氮（NO-3-N）含量在第 28 天显著下降。生物絮团体积（FV）在实验前期呈上升趋势，在第 14 天达到峰值，其中 DD4 组在该日 FV 最高，到第 28 天，DD2 组 FV 最高。实验期间，实验组的浊度整体低于对照组。
- 生物絮团成分分析：对生物絮团的成分分析表明，实验组的粗蛋白含量显著高于对照组，其中 DD1 组粗蛋白含量高达 34.93%；而实验组的粗脂质含量则显著低于对照组，DD2 组粗脂质含量最低，仅为 8.35%。
- 生物絮团微观调查：研究还发现，不同碳源对生物絮团中的浮游生物有不同影响。与对照组相比，实验组中桡足类的丰度增加，DD2 组中桡足类数量最多；而蓝藻的丰度则逐渐减少。
- 微生物多样性与群落结构：在微生物多样性方面，除 DD2 组的辛普森多样性指数显著高于 DD4 组外，其他多样性指数在各组间无显著差异。通过对微生物群落结构的分析，在门水平上，主要优势菌门包括 Patescibacteria、Actinobacteriota 和 Bacteroidota 等，添加 5% SBOS 的 DD2 组中，Actinobacteriota 的丰度显著增加，Bacteroidota 的丰度降低 。在属水平上，DD2 组中 BdelloVibrio 和 Niveispirillum 的丰度增加，Sphingobacterium 和 Deinococcus 的丰度显著降低。
- 微生物群落功能预测：利用 PICRUSt2 对微生物群落进行功能预测，结果显示，与对照组相比，DD2 组中与运输、信号转导和核苷酸代谢相关的代谢途径减少，而萜类和聚酮化合物的代谢、脂质代谢以及异生物质的生物降解和代谢途径增加。DD1 组的能量代谢、辅因子和维生素代谢以及复制和修复相关途径增加；DD4 组的其他次生代谢产物的生物合成途径增加。
综合研究结果与讨论，大豆寡糖（SBOS）在改善生物絮团系统方面成效显著。它能够有效促进有益细菌的生长，抑制有害细菌的繁殖，进而提升系统内的水质。研究表明，5% SBOS 作为传统复合碳源的替代物，是生物絮团系统的最佳选择。这一研究成果为 SBOS 在生物絮团系统中的应用提供了坚实的理论和实践依据，对推动可持续水产养殖的发展、维护水生环境的健康具有重要意义。后续研究可进一步优化 SBOS 的添加比例，制定更完善的应用指南，助力生物絮团技术在水产养殖中发挥更大的作用，实现水产养殖业的绿色、可持续发展。
