刺参(Apostichopus japonicus)又称仿刺参，属于棘皮动物门(Echinodermata)、海参纲(Holothuroidea)，主要分布于西太平洋沿岸，其作为一种传统的保健品，营养价值高，已成为我国重要的海水养殖品种之一^[1]。近年来，随着刺参良种的产业化推广应用和养殖工艺的不断优化，刺参养殖范围及规模逐步增大，同时其养殖病害问题逐渐成为产业发展的限制因子。根据现有报道，常见的刺参病害有“腐皮综合征”^[2-4] “肠炎病”^[5] “化板症”^[6] “溃烂病”^[7]、“烂胃病”^[8]等，通过对患病刺参的病原菌分析，常见的致病菌有恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)^[9]、溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)^[3]、灿烂弧菌(Vibrio splendius)^[10]、假交替单胞菌(Pseudoalteromonas nigrifaciens)^[4]等。其中“腐皮综合征”因其发病周期短、病症急、传染性强、短期内会导致刺参出现大规模的死亡等特征，严重影响了刺参产量，对产业危害巨大。近年来，刺参吊笼养殖发展迅速，已成为我国海参养殖的最主要的产出模式之一，然而目前关于吊笼养殖模式下刺参腐皮综合征发生时期的环境及发病个体菌群结构解析等的相关研究较少，仅见有刺参发病时期可培养优势菌分离的相关研究报道^[2]。因此，本研究聚焦吊笼养殖模式下刺参病害发生时期的菌群结构特征，分析菌群变化与环境因子相关性，可为刺参病害防控提供科学的理论指导，对保障该地区刺参产业可持续发展具有重要意义。

2023年11月下旬，福建东吾洋海域吊笼养殖的刺参发生了严重的化皮现象，此次刺参“腐皮综合征”的发生，正值福建地区刺参“北参南养”的放苗时期，该时期刺参的健康关系到来年收获的数量及质量，病害的发生对其产业的可持续发展影响巨大。为探究福建霞浦地区刺参“腐皮综合征”的发病特征及其发病状态下的环境及患病部位菌群变化，本研究对福建霞浦东吾洋海域吊笼养殖区进行了流行病调查，并收集发病区域的水样和患病刺参体壁样品，利用16S高通量测序分析解析其菌群结构变化，并分析菌群变化与环境因子相关性，以期为刺参“腐皮综合征”的防治、刺参生长环境的优化及健康养殖提供科学的理论依据及数据支撑。

根据养殖区发病情况，本研究选取福建省霞浦县东吾洋海域刺参吊笼养殖集中区的患病较严重的3个代表性区域进行样品采集，采样信息见表1，每个采样点均采集3个平行样品，采集化皮海参存放于无菌自封袋中低温运送回实验室，取化皮体壁组织保存于−80 ℃冰箱用于菌群高通量测序分析，使用击打式采水器采集养殖区1 m深处水样，低温运送回实验室后，利用0.22 μm滤膜进行抽滤，每个滤膜的抽滤水量为400 mL将滤膜保存于−80 ℃冰箱用于菌群高通量测序分析。

表1

表1 　采样信息 Tab. 1 　Sampling information 样品类型sample type 编号identification  number 采样地点sampling site 小雷江–海参XLJ-sea cucumber SXLJ 小雷江海域Xiaoleijiang sea area (26°37′59.8″N, 119°55′57.0″E) 文岐–海参WQ-sea cucumber SWQ 文岐海域Wenqi sea area (26°43′43.9″N, 119°58′22.0″E) 围江–海参WJ-sea cucumber SWJ 围江海域Weijiang sea area (26°43′43.9″N, 119°58′22.0″E) 小雷江–水XLJ-water WXLJ 小雷江海域Xiaoleijiang sea area (26°37′59.8″N, 119°55′57.0″E) 文岐–水WQ-water WWQ 文岐海域Wenqi sea area (26°43′43.9″N, 119°58′22.0″E) 围江–水WJ-water WWJ 围江海域Weijiang sea area (26°43′43.9″N, 119°58′22.0″E)

表1 　采样信息 Tab. 1 　Sampling information

利用YSI EXO进行养殖区溶解氧(DO)的测量，并采集水深1 m处水样，参考GB 17378.4— 2007方法进行水体样品中化学需氧量(BOD)、氨氮(NH₃-N)、亚硝酸盐氮(NO₂-N)、无机氮(IN)、活性磷酸盐(${\rm{PO}}_4^{3 - }$)、汞(Hg)、镉(Cr)、砷(As)、铜(Cu)、锌(Zn)、硒(Se)、镍(Ni)的含量测定。

采用E.Z.N.A. Soil DNA试剂盒(Omega Biotek)提取所采集样品的DNA，使用16S rDNA的V3~V4区特异引物338F (5′-ACTCCTACGGGAG GCAGCA-3′)和806R (5′-GGACTACHVGGGTWTC TAAT-3')进行PCR扩增，PCR产物回收构建测序文库，利用百迈客生物科技有限公司的Illumina HiSeq平台对所构建的文库进行高通量测序，对原始数据进行拼接、过滤、去除嵌合体等最终获得有效序列。使用Usearch V10.0软件，以Reads在97.0%的相似度水平下，对序列进行聚类以获得分类操作单元(OTUs，optical transform units)。采用RDP classifier软件进行物种分类，分类阈值选择0.8，低于该阈值的分类结果划归为unclassified一类，采用Mothur V1.30软件对样品序列进行多样性分析。采用QIIME2 (https://qiime2.org/org/)进行alpha多样性分析，计算ACE指数、Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数。基于百迈克云平台的数据分析软件(https://international.biocloud. net/zh/dashboard)，进行主成分分析(principal coordinates analysis，PCoA)。在科水平上，根据各个物种在各个样品中的丰度以及变化情况，对丰度为前20的菌群进行斯皮尔曼(Spearman)秩相关分析，并筛选相关性大于0.1且P值小于0.05的数据构建相关性网络图。在基于环境因子与物种、alpha指数间相关性、Mantel分析基础上，利用R语言绘制热图与网络组合图。

使用Excel 2020软件进行数据汇总与整理，结果使用平均值±标准差表示，使用SPSS 23.0进行样本的组间差异显著性分析。

流行病学调查发现感染对象为2023年11月中上旬从北方地区新购入的大规格刺参苗种，苗种体长6~12 cm，体重20~50 g，在苗种放到网笼中5~20 d后，刺参出现化皮现象，截止到11月24日采样时，所调查海域发病率已达5%。发病个体的主要症状有附着力差、个体萎缩、摄食量少、体表皮肤溃烂，严重者溃烂面不断扩大进而导致刺参死亡，结合前期研究报道，将该病确诊为“腐皮综合征”^[3]。

图1

图1 　患腐皮综合征的海参样本↗表示化皮部位. Fig. 1 　Sea cucumber individual with skin ulcer syndrome↗shows skin ulcer location.

对所采集的18个样品进行高通量测序分析，各样品获得的有效序列为43117~73274条，有效序列占比为53.91%~ 91.54%。对Reads在97.0%的相似度水平下进行聚类分析共获得719~1150个分类操作单元(OTU)，各类型样本的OTU数量分别为SWJ 825个、SWQ 719个、SXLJ 991个、WWJ 1150个、WWQ 1029个、WXLJ 903个；各类型样品OTU数量从高到低为WWJ>WWQ>SXLJ>WXLJ>SWJ>SWQ。分别利用3个地点获得的病参体壁组织和水样OTU构建Venn图，结果显示在养殖水体样品中共获得1301个OTU，其中3个组共有的OTU有538个，WWJ组、WWQ组、WXLJ组特有的OTU数和占比分别为266 (20.45%)、39 (3.00%)、63 (4.84%)；海参体壁样品中共获得1115个OTU，其中3个组共有的OTU有581个，SWJ组、SWQ组、SXLJ组特有的OTU数分别为56 (5.02%)、45 (4.04%)、175 (15.70%)。

图2

图2 　刺参化皮体壁组织和水体样品Venn图a. 水体样品；b. 海参体壁样品. Fig. 2 　Venn diagram of rotted body wall of sea cucumber with ulcer syndrome and environmental samplesa. Water samples; b. Body wall of sea cucumber.

通过对3个海域采集的刺参化皮体壁组织和水样共6组18个样品进行菌群结构特征分析发现，18个样品检测到的细菌归属于33门、72纲、194目、350科、586属、625种。在门水平上，选择丰度最高的10个菌群构建相对丰度柱状图，结果见图3a，在三个地区的刺参体壁样品中，位于前3的优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)和放线菌门(Actinobacteriota)，其中变形菌门的相对丰度占据绝对优势，在各区域的样品中相对丰度均在50%以上；在三个地区的水体样品中，位于前二的优势菌门均为变形菌门和拟杆菌门。

图3

图3 　在门水平(a)和科水平(b)上的刺参化皮体壁组织和水样菌群相对丰度SXLJ：小雷江海参体壁，SWQ：文岐海参体壁，SWJ：围江海参体壁，WXLJ：小雷江水样，WWQ：文岐水样，WWJ：围江水样. Fig. 3 　Relative abundance of bacterial communities from samples of sea cucumber rotted body wall tissue and water samples at phylum level (a) and family level (b)SXLJ: the body wall of the sea cucumber in Xiaoleijiang, SWQ: the body wall of the sea cucumber in Wenqi, SWJ: the body wall of the sea cucumber inWeijiang, WXLJ: the water samples in Xiaoleijiang, WWQ: the water samples in Wenqi, WWJ: the water samples inWeijiang.

在科水平上，选择丰度最高的10个菌群构建相对丰度图，结果见图3b，各样品在科水平上的菌群结构存在更高的差异性与多样性，黄杆菌科(Flavobacteriaceae)、红杆菌科(Rhodobacteraceae)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)、微杆菌科(Microbacteriaceae)、放线菌科(Actinomarinaceae)、蓝细菌门的unclassified_Cyanobacteria以及EF100_94H03为本研究得到的优势菌科。刺参体壁组织样品中，SXLJ组中黄杆菌科(11.95%)、红杆菌科(11.28%)和肠杆菌科(5.87%)为主要优势菌群，SWQ组中黄杆菌科(16.38%)、EF100_94H03 (41.93%)和红杆菌科(7.32%)为主要优势菌群，SWJ组中红杆菌科(14.03%)、肠杆菌科(21.82%)和微杆菌科(6.65%)为主要优势菌群；水体样品中，WXLJ组中黄杆菌科(15.57%)、红杆菌科(7.92%)和放线菌科(4.64%)为主要优势菌群，WWQ组中黄杆菌科(16.23%)、EF100_94H03 (22.24%)和红杆菌科(6.37%)为主要优势菌群，WWJ组中黄杆菌科(7.26%)、红杆菌科(14.68%)和蓝细菌门的unclassified_Cyanobacteria (4.66%)为主要优势菌群。

对6组样品所获得菌群的alpha多样性指数(Alpha diversity index)分析结果见表2，6个组的菌群丰富度以ACE指数和Chao1指数衡量，ACE指数为248.08~929.19，Chao1指数为177.00~935.26，其中WWQ的菌群丰富度显著高于WWJ和WXLJ (P<0.05)，SWQ的菌群丰富度显著低于SWJ和SXLJ (P<0.05)。在菌群多样性方面(以Shannon指数衡量)，6个组的菌群多样性为4.23~7.80，各组之间无显著差异(P>0.05)。6个组的Simpson指数为0.69~0.98，各组之间无显著差异(P>0.05)。

表2

表2 　刺参化皮体壁组织样品及水样中菌群的alpha多样性指数 Tab. 2 　Alpha diversity index of bacterial communities from sea cucumber rotted body wall and water samples n=3; $\bar x \pm {\rm{SD}}$ 样品类型sample type 编号identification number ACE指数index of ACE Chao1指数index of Chao1 Simpson指数index of Simpson Shannon指数index of Shannon 小雷江–海参XLJ-sea cucumber SXLJ 576.40±9.94ab 595.37±26.77ab 0.95±0.03 6.56±0.18 文岐–海参WQ-sea cucumber SWQ 306.66±58.58c 231.75±54.75c 0.91±0.07 5.45±1.22 围江–海参WJ-sea cucumber SWJ 592.30±85.12ab 599.47±87.18ab 0.84±0.15 5.98±0.27 小雷江–水XLJ-water WXLJ 333.11±14.62bc 342.96±29.04bc 0.96±0.03 6.58±0.58 文岐–水WQ-water WWQ 786.75±142.44a 789.99±145.27a 0.86±0.16 6.84±0.96 围江–水WJ-water WWJ 421.69±71.28bc 426.76±76.01bc 0.97±0.01 6.76±0.63 注：同列数值后不同字母表示处理间差异达到显著水平（P<0.05）. Note: Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 0.05 confidence level.

表2 　刺参化皮体壁组织样品及水样中菌群的alpha多样性指数 Tab. 2 　Alpha diversity index of bacterial communities from sea cucumber rotted body wall and water samples n=3; $\bar x \pm {\rm{SD}}$

为进一步探究6组样本间微生物群落相似性，在OTU水平上，对各地区的水体样品和刺参体壁样品的微生物群落进行主成分分析(PCoA) (图4)，其中，PC1的贡献率为70.64%，PC2的贡献率为11.24%，总贡献率为81.88%。将6组样品按样品类型为依据分为2个大组(海参S和水体W)，在95%置信度条件下分别添加置信椭圆。图中显示，样本呈现出较好聚类趋势，水样居于中间，被海参样品的置信椭圆完全包裹，说明3个区域水的群落结构相似性较高，而不同海域刺参化皮组织之间群落结构差异较大，进一步说明腐皮综合征患病组织群落的复杂性。

图4

图4 　海参化皮体壁组织及水样中菌群PCoA分析结果 Fig. 4 　PCoA analysis result of bacterial communities from samples of rotted sea cucumber body wall tissue and water samples

在科水平上对6组样品中丰度为前20的菌群进行相关性比较筛选后得到18个具有显著相关性的菌群(图5)，这18个菌群来自5个门，分别为厚壁菌门、变形菌门、蓝藻门、拟杆菌门、放线菌门。将不同菌群两两组合进行相关性分析，在153种组合中，有72对菌群之间存在显著正相关(P<0.05)，相关性系数大于0.59; 28对菌群之间存在显著负相关(P<0.05)，相关系数小于−0.59。其中颤螺菌科(Oscillospiraceae)与毛螺菌科(Lachnospiraceae)存在极强的相关性，相关性系数达到了0.97；鼠杆菌科(Muribaculaceae)与毛螺菌科存在极强的相关性，相关性系数达到了0.97；颤螺菌科与鼠杆菌科存在极强的相关性，相关性系数达到了0.95。

图5

图5 　科水平各刺参腐皮病相关菌群相关性网络图圆圈及数字代表科水平菌群，圆圈大小代表菌群平均丰度大小，圆圈颜色代表所属的门；线条代表两菌群间相关，线的粗细代表相关性的强弱，线的颜色：红色代表正相关，绿色代表负相关. Fig. 5 　Correlation network map of bacterial communities related to sea cucumber ulcer syndrome at family levelThe circles and numbers represent the bacterial communities of the family level, the size of the circles represents the average abundance of the bacterial communities, and the color of the circles represents the phylum to which they belong; The line represents the correlation between the two bacterial communities, the thickness of the line represents the strength of the correlation, and the color of the line: red represents the positive correlation, green represents the negative correlation.

对三个采样点的养殖区水样进行检测，获得水质指标检测结果(表3)，参照“GB 3097—1997海水水质标准”的相关规定进行比较发现，所调查海域的铜、硒和镍的含量超出第二类水质(水产养殖用水)的标准。将检测结果进行菌群物种多样性、环境因子、alpha多样性指数间的关联分析，获取物种与环境因子的关联特征，得到物种与环境因子、alpha指数间的相关性分析图(图6)，图中显示在右上角环境因子的相关性热图中，DO与NH₃-N/ NO₂-N/IN/${\rm{PO}}_4^{3 - }$/As/Cu/Se之间，BOD与Zn之间，Hg与Zn之间，Zn与Ni之间存在显著的负相关(P<0.05)；而BOD与Hg之间，NH₃-N与Se/Cu/As/${\rm{PO}}_4^{3 - }$/IN/NO₂-N之间，NO₂-N与Se/Cu/As/${\rm{PO}}_4^{3 - }$/IN之间，IN与Se/Cu/As/${\rm{PO}}_4^{3 - }$之间，${\rm{PO}}_4^{3 - }$与Se/Cu/As之间，Cr与Ni之间，As与Se/Cu，Cu与Se之间存在显著的正相关(P<0.05)。在左下角物种、alpha指数与环境因子的网络关系中，Shannon指数与BOD/Hg/Zn/Ni之间，Simpson指数与Zn/Ni之间，Chao1指数与Zn/Ni之间存在显著的相关性(P<0.05)，与其他环境因子之间的相关性不显著(P>0.05)，且物种种类与环境因子间无显著相关性(P>0.05)。

表3

表3 　不同刺参腐皮病暴发区域水样检测结果 Tab. 3 　Results of water samples from different areas with sea cucumber ulcer syndrome outbreak 检测指标 detection indicator 单位unit 小雷江XLJ 文岐WQ 围江WJ 溶解氧DO mg/L 5.730 7.300 8.750 化学需氧量BOD mg/L 0.600 0.280 0.880 氨氮NH3-N mg/L 0.010 0.005 0.004 亚硝酸盐氮NO2-N mg/L 0.136 0.059 0.036 无机氮IN mg/L 0.233 0.108 0.063 活性磷酸盐${\rm{PO}}_4^{3 - }$ mg/L 0.104 0.047 0.036 汞Hg μg/L 0.045 0.038 0.051 铬Cr μg/L 22.600 7.430 15.000 砷As μg/L 53.100 28.500 20.700 铜Cu μg/L 214.000* 127.000* 64.400* 锌Zn μg/L 15.200 28.500 13.200 硒Se μg/L 223.000* 115.000* 89.800* 镍Ni μg/L 18.200* 3.280 14.500* 注： *表示根据GB 3097—1997海水水质标准规定，超出第二类水质（水产养殖用水）标准. Note:* denotes the value of corresponding indicator exceeding the upper threshold of the second type of water quality (aquaculture water), according to GB 3097‒1997 seawater water quality standards.

表3 　不同刺参腐皮病暴发区域水样检测结果 Tab. 3 　Results of water samples from different areas with sea cucumber ulcer syndrome outbreak

图6

图6 　刺参腐皮综合征发生水域菌群种类与环境因子、alpha指数相关性分析图图可分为3部分：(1)图例：Mantel’s P为环境因子与物种和alpha指数的Mantel分析的P值；Mantel’s r为环境因子与物种和alpha指数的Mantel分析的r值；Pearson’s r为环境因子与物种和alpha指数相关性系数；(2)右上角热图：环境因子与环境因子间相关性，红色和蓝色分别表示正相关和负相关，热图块的大小与相关性r的大小一致；(3)左下角网络图：物种、alpha指数与环境因子的网络关系，线的颜色与图例中Mantel’s P一致，线的粗细与图例中Mantel’s r一致. Fig. 6 　Correlation analysis diagram of bacteria species, environmental factors and alpha indices in the area of sea cucumber ulcer syndrome outbreakThe figure can be divided into three parts: (1) Legend: Mantel's P is the P value of environmental factors and species and alpha indices from Mantel analysis; Mantel’s r is the r value of environmental factors and species and alpha indices from Mantel analysis; Pearson's r is the correlation coefficients between environmental factors, species and alpha indices. (2) Upper right heat map: correlation between environmental factors and environmental factors, heat map color red and blue indicate positive correlation and negative correlation, respectively, the size of heat map block is consistent with the size of correlation coefficient r. (3) Network diagram in the lower left corner: the network relationship between species, alpha indices and environmental factors. The color of lines is consistent with Mantel’s P in the legend, and the thickness of lines is consistent with Mantel’s r in the legend.

张东升等^[11]和费聿涛等^[12]通过对刺参养殖环境的可培养菌丰度统计结果表明，患病刺参组织中及养殖环境微生物丰度会显著上升，这表明环境微生物丰度过高会影响养殖动物健康。本研究中，alpha多样性分析显示，Chao1和ACE指数在不同区域的刺参体壁和水样中均表现出显著的差异性，其中文岐地区的刺参体壁样品显著低于小雷江和围江，而文岐地区的水样却显著高于小雷江和围江，结合PCoA分析结果，水体样品聚集在一起外周包围着刺参体壁样品，表明水样菌群与海参健康具有相关性^[13-15]。对刺参体壁及水样中的菌群结构特征进行分析，结果显示，水体样品中在门水平上排名前三的微生物主要来自变形菌门、拟杆菌门和放线菌门，这与林志萍等^[16]对刺参患病池塘环境样品的菌群结构特征的研究结果一致；患病样品中在门水平上排名前二的微生物主要来自变形菌门和拟杆菌门，这与Arjona等^[17]对患有腐皮综合征的海参进行菌群分析的结果一致。此外，Jia等^[18]在分析不同季节的海参肠道菌群时发现，在肠道菌群中变形菌门的丰度高于拟杆菌门和蓝藻门，处于最高水平。拟杆菌门包含拟杆菌纲、黄杆菌纲及鞘脂杆菌纲等的相关菌群，其中大部分细菌是自然界中重要的分解者，它们能促进环境中的碳循环，在分解动植物残骸和动物排泄物等方面发挥着关键作用^[19-21]。变形菌门中则含有较多有害菌群如弧菌、立克次体、大肠杆菌、假交替单胞菌等，这些菌群在生物体内及环境中长期存在，在环境条件改变导致其丰度过高或生物体免疫力降低时会对生物体的健康产生危害^[22-25]。

本研究分析发现，科水平上刺参体壁及水样的优势菌群主要有黄杆菌科、红杆菌科和肠杆菌科。黄杆菌科和红杆菌科是生物体及环境中的常见优势菌群^[26-27]，而肠杆菌科则常在病害暴发时的生物体及环境中出现，其中肠杆菌科中的埃希氏菌属(Escherichia)、爱德华氏菌属(Edwardsiella)、沙门氏菌属(Salmonella)、肠杆菌属(Enterobacter)等为常见的致病菌^[28-29]。因此，在研究刺参腐皮综合征发病机制过程中，除了关注重要致病原的丰度，还需要从菌群结构变化综合考虑分析。

本研究通过构建科水平上的菌群间的相关性网络图，对所研究样品中科水平上Top 20的菌群进行相关性分析发现，18个菌群的306种组合中，具有显著相关性的菌群就有100对，该结果表明环境微生物之间有较强的关联性，单株菌发生显著变化，就会引起生态平衡的变化^[30-31]。因此，在刺参“北参南养” “东参西养”等的过程中，应重点关注苗种的健康问题，并对各个批次的苗种做好健康检查，谨防苗种携带潜在致病菌从而对当地微生态环境带来影响，破坏菌群稳定进一步危及当地养殖生物的健康。此外，本研究还发现颤螺菌科与毛螺菌科，鼠杆菌科与毛螺菌科，颤螺菌科与鼠杆菌科两两之间存在着极强的相关性，相关性系数达到了0.95以上。颤螺菌科广泛存在于生物体肠道中，可以分解复杂碳水化合物并产生短链脂肪酸，因此近年来被认为是下一代益生菌的候选者^[32]。毛螺菌科广泛分布于生物体的肠道中，对有机物的分解具有一定的作用，常作为生物体健康的标志物^[33]。鼠杆菌科可以进行丁酸合成，从而有助于生物体的营养吸收与肠道健康^[34]。上述结果表明，颤螺菌科、鼠杆菌科与毛螺菌科之间共同作用，形成极强的相关性，其丰度及结构的稳定性将对生物体的健康具有重要作用，因此，在生物体健康监测的过程中，应重点关注这三种菌群的丰度变化。

本研究通过构建物种、环境因子及alpha指数的相关性分析图，以福建霞浦刺参养殖的三个水域为一个生态系统，进行其中多种因子的相关性分析，结果显示，在所研究的13种环境因子中，BOD/Hg/Zn/Ni四种环境因子与微生物的alpha多样性具有显著的相关性(P<0.05)，而13种环境因子间也各自有显著的相关性(P<0.05)。BOD是影响水环境及生物体健康生长的重要因素，同时也会影响水环境中菌群的菌落结构，因为氧气会通过影响微生物的代谢活动而进一步影响其分布^[35]。锌作为生物体中参与生长与代谢的一种重要的微量元素，其适量添加可以促进生物体免疫力的提高，从而有助于其健康成长，其对微生物的影响也有类似的作用，有研究表明在饲料中添加适量的锌(94.46 mg/kg)可以促进生物体肠道中有益菌的生长并抑制有害菌的生长，但过量的锌则会导致生物体出现锌中毒并破坏微生物菌群结构的稳定^[36]。Hg和Ni作为重金属的典型代表，随着其金属单体及化合物在日常生活和工业领域的广泛应用，水环境中也逐渐检出了一定的含量，相关研究表明，Hg和Ni会影响微生物的生存从而进一步影响菌群结构，并且其可以在养殖生物体内积累，达到一定浓度后影响生物体健康^[37-38]。通过与 “GB 3097—1997海水水质标准”的相关规定进行比较分析发现，所调研区域水体中的铜、硒和镍存在超标现象，因此，要加大对水域环境的保护力度，减少日常生活、养殖活动及工业活动中的重金属等物质流入水体中，从而维护水环境菌群稳态，保证水产养殖生物的健康生长。

本研究表明，福建霞浦吊笼养殖区刺参所患疾病为“腐皮综合征”，菌群分析及菌群与环境因子相关性分析结果表明，体壁菌群与水样菌群具有密切的相关性，腐皮综合征发病部位是由黄杆菌科、红杆菌科和肠杆菌科等的多种菌群共同作用的结果，BOD/Hg/Zn/Ni四种环境因子与微生物菌群多样性显著相关，此外，颤螺菌科与毛螺菌科，鼠杆菌科与毛螺菌科，颤螺菌科与鼠杆菌科等多种菌群之间都具有显著相关性。为保障刺参养殖业的健康可持续发展，应倡导环境保护与健康投喂，以保障生态系统的稳定及菌群结构的稳定，从而达到养殖环境保护与养殖个体健康成长的双赢效果，进而实现刺参产业的持续稳定发展。本研究将为福建霞浦吊笼养殖区腐皮综合征的防控及近海养殖生态环境的稳定及可持续发展提供科学的理论依据。