饲养观赏鱼的水族箱可能支持着大量的微生物，但迄今为止，关于这些微生物生态系统的信息很少。在本研究中，采用了一种基于传统和非培养依赖策略的多相方法，来评估一个饲养有
饲养观赏鱼的水族箱可能支持着大量的微生物，但迄今为止，关于这些微生物生态系统的信息很少。在本研究中，采用了一种基于传统和非培养依赖策略的多相方法，来评估一个饲养有
的家庭水族箱中过滤器和底砂内的微生物群落。同时评估了捕食性细菌的存在，并发现四种捕食性细菌无法被鉴定为属于
属中的任何已知物种。这些菌株在猎物偏好方面存在差异，但共享相同的随机扩增多态性DNA（RAPD）图谱。共分离出62株培养物并通过16S核糖体DNA（rDNA）测序进行鉴定。在过滤器和底砂的分离株中，嗜水气单胞菌（
）分别占82%和50%。然而，也分离到了最近报道的假单胞菌属物种，如乌伦假单胞菌（
）。根据高通量测序结果，在底砂中，真细菌（Eubacteria）占85.42%，而古菌（Archaea）占14.57%。在过滤器中，线%）。古菌几乎完全由氨氧化菌——亚硝化矮菌科（Nitrosopumilaceae）代表（14.30%）。相反，在过滤器中，氨氧化过程显然是由亚硝化单胞菌科（Nitrosomonadaceae）进行的（19.52%）。家庭水族箱似乎是复杂的生态系统，并且是非常规捕食性细菌的来源。
**论文解读：观赏鱼水族箱作为非常规捕食性细菌储存库的微生物组研究**
在家庭中饲养观赏鱼水族箱日益流行，尤其在新冠疫情期间，其作为爱好的受欢迎程度急剧上升。饲养鱼类与人类的多种健康益处相关。水族箱等水生系统支持着大量的微生物，然而，迄今为止，仅有少数研究对与水族箱中动物物种或水体相关的整体微生物种群结构进行了表征。从这一视角看，水族箱被认为是揭示生物-环境相互作用的理想模型系统。目前，对于除金鱼外的观赏鱼水族箱微生物组知之甚少。此外，仅有一项研究关注家庭水族箱作为水生BALOs（Bdellovibrio及类似生物）储存库的生态系统。BALOs是一类相对较小的革兰氏阴性细菌，其特征是专性捕食其他革兰氏阴性细菌。它们能够改变微生物群落的组织结构，调节脆弱的细菌种群，并支持生物地球化学循环。BALOs是普遍存在于淡水、海水、土壤、污水、植物系统以及动物体内的环境生物。
本研究旨在探究一个饲养有X射线鱼（Pristella maxillaris）和水生植物小水榕（Anubias barterivar.nana）的家庭水族箱中BALOs的存在情况，并同时评估该水族箱过滤器和底砂的微生物组。这项研究对于理解封闭水族生态系统的复杂性、发现新的微生物资源（特别是具有潜在生物防治应用的捕食性细菌）以及阐明氮循环等关键生态过程具有重要科学意义。该论文发表在《Microbiological Research》期刊上。
研究人员从一处稳定的热带淡水观赏鱼水族箱中采集了水、底砂和过滤器样本。研究采用了多相方法，结合了培养依赖和非培养依赖的策略。关键方法包括：1）使用选择性培养基进行传统微生物计数和分离潜在猎物细菌；2）采用基于Aeromonas hydrophila和Escherichia coli的富集培养及双层琼脂技术，分离捕食性细菌（BALOs）；3）通过16S rRNA基因测序对分离的细菌培养物进行鉴定和系统发育分析；4）利用随机扩增多态性DNA（RAPD）分析对BALOs菌株进行分型；5）通过高通量测序（HTS）技术，针对细菌16S rRNA基因的V3-V4高变区，对水族箱底砂和过滤器样本的微生物群落进行全面分析，并使用生物信息学流程进行数据处理和分类学注释。
从水族箱水体中分离潜在猎物，所有随机挑选的菌落经16S rRNA测序鉴定均为嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophila），该菌是鱼类常见病原体。
使用嗜水气单胞菌作为猎物，成功分离出四株捕食性细菌，但它们对大肠杆菌（E. coli）菌株32无捕食活性。其中三株（ACV2、ACV3、ACV4）表现出不寻常的行为：在几次纯化传代后，它们不再对嗜水气单胞菌产生裂解斑，但可成功用大肠杆菌NCTC 10538菌株增殖。四株菌的16S rRNA序列相同，系统发育分析表明菌株ACV1属于Bdellovibrio属。尽管猎物偏好不同，四株菌的最适温度范围相同，在28°C时裂解斑形成单位（PFU）最高，37°C时未发现，20°C时仅在13天后出现。随机扩增多态性DNA（RAPD）分析显示，四株菌的图谱彼此非常相似，但与猎物菌的图谱差异显著。
传统计数显示，过滤器和底砂中的异养细菌数量均高于105CFU/ml，且过滤器中大多数微生物类群的数量比底砂中高出一个数量级以上。通过培养方法共分离鉴定62株细菌，嗜水气单胞菌是优势种，在过滤器和底砂分离株中分别占82%和50%。此外，还分离到了近期从土壤中报道的乌伦假单胞菌、拉尔库安假单胞菌以及作为鱼类机会致病菌的产碱水假单胞菌。
高通量测序揭示了更复杂的群落结构。在底砂中，线%；而在过滤器中，线%）。在门水平上，底砂中以厚壁菌门（现称Bacillota）为主，其次为变形菌门和蓝细菌门；过滤器中则以变形菌门为主，其次为放线菌门和绿弯菌门。古菌几乎完全由泉古菌门（现部分归为奇古菌门）代表，在底砂中主要为亚硝化矮菌科（相对丰度14.30%），提示其在底砂氨氧化过程中可能起主要作用。相反，在过滤器中，氨氧化过程显然由细菌中的亚硝化单胞菌科进行（相对丰度19.52%）。在底砂样本中，大量扩增子序列变体（ASVs）可归属于“CandidatusNitrosotenuis”属。在过滤器中，相对丰度最高的是亚硝化单胞菌科966-1。
研究表明，观赏鱼水族箱是一个复杂的微生物生态系统，蕴藏着不止一种不常见和出乎意料的物种。嗜水气单胞菌在此类生态系统中的优势地位自2000年以来已被指出，并在本研究中得到明确证实。新近定义的物种如拉尔库安假单胞菌和乌伦假单胞菌的分离，扩展了对水族箱微生物多样性的认识。
尤为重要的是，本研究分离到了潜在的新BALOs物种。尽管这些菌株在猎物偏好和纯化行为上表现出差异，但它们的16S rRNA序列相同且RAPD图谱相似，表明它们可能是同一物种的不同菌株或具有密切关系。这些菌株对嗜水气单胞菌和大肠杆菌（均为常见鱼类病原体）的捕食活性，为它们在水产养殖中作为生物防治剂的潜在应用铺平了道路。
通过高通量测序揭示的氨氧化古菌（特别是亚硝化矮菌科）在底砂中的显著存在，以及氨氧化细菌（亚硝化单胞菌科）在过滤器中的优势，突显了封闭水族生态系统中氮循环过程的复杂性及微生物的功能分工。这种简单的观赏性水族箱系统，可能有助于解决关于某些海洋亚硝化矮菌科谱系代谢方式（化能自养 vs. 异养）的争议。
观赏性水族箱被证明是一个复杂的微生物生态系统，其中栖息着不止一种不常见和意想不到的物种。嗜水气单胞菌在此类生态系统中的主导地位自2000年以来已被强调，并在本研究中得到明确证实。此外，还分离到了新近定义的物种，如拉尔库安假单胞菌和乌伦假单胞菌。潜在的新BALOs物种的分离为生物技术应用开辟了道路。由于这些新菌株以嗜水气单胞菌和大肠杆菌为猎物，而这两种菌是常见的鱼类病原体，因此它们可能被有益地用作水产养殖中的生物防治剂。
