• Stato dell’arte
    Sebbene la componente microbica dei sistemi di acquacoltura stia suscitando crescente interesse, molto rimane da scoprire riguardo la sua composizione e i fattori che la influenzano.

  • Cosa aggiunge questa ricerca
    Questo studio esamina la comunità batterica di acqua, sedimenti e intestino di organismi presenti in diversi siti al fine di individuare le possibili correlazioni.

  • Conclusioni
    In sistemi di acquacoltura, le caratteristiche della comunità batterica variano a seconda dell’habitat (acqua, sedimento, intestino) e in relazione alla loro funzione ecologica. Partendo da questi risultati, ulteriori indagini saranno necessarie per la messa a punto di strategie per il controllo della qualità dell’acqua oltre che per la prevenzione e/o il trattamento di malattie causate da microrganismi acquatici.



La comunità batterica dei sistemi di acquacoltura dipende dall’habitat (acqua, sedimenti, intestino di organismi acquatici), dai fattori ambientali e dalla sua funzione ecologica. Conoscere i rapporti di relazione che ne sono alla base è importante per la messa a punto di strategie per il controllo della qualità di questi siti di allevamento, oltre che per prevenzione e/o cura di patologie mediate da microrganismi acquatici.

È quanto afferma lo studio coordinato da Fulin Sun, della Chinese Academy of Sciences, in Cina, apparso sulle pagine di Acquaculture.

I siti di acquacoltura, ossia gli ambienti controllati per l’allevamento di molteplici specie di organismi acquatici (pesci, crostacei, molluschi, alghe ecc.), presentano una comunità microbica molto variegata e che influisce sulla salute e crescita degli ospiti stessi. Il microbioma intestinale degli animali acquatici, infatti, dipende da quello dell’ambiente circostante, che è un potenziale veicolo di alterazioni e patologie.

A oggi sono parecchi gli studi che hanno esaminato la relazione tra l’ambiente di acquacoltura e la comunità batterica intestinale degli ospiti, tutti però condotti su un ristretto numero di campioni provenienti da un unico sito.

Con lo scopo di fornire evidenze più affidabili e approfondire l’argomento, i ricercatori cinesi hanno quindi indagato con tecniche di sequenziamento avanzate la popolazione batterica presente nell’acqua, nei sedimenti e nell’intestino di 17 specie provenienti da 13 diversi siti, prima separatamente poi in correlazione. Da ultimo, è stato valutato il contributo di fattori ambientali (pH, salinità, temperatura, ecc.).

Di seguito i risultati ottenuti dai 41 campioni raccolti (acqua n=12, sedimenti n=13, intestino n=16).

Microbi condivisi tra i diversi habitat…

Dal totale dei campioni sono stati identificati 3.106 OTUs, 2.470 riscontrati nei campioni di sedimento, 1.217 in quelli dell’acqua e i rimanenti 1.910 a livello intestinale. La maggior parte degli OTUs è, però, risultata condivisa tra più habitat. Nel dettaglio:

  • gli OTUs intestinali in comune con quelli presenti nei campioni di sedimenti e di acqua sono rispettivamente il 72.5% e 48.2%, quelli specifici per questa sede solo il 18.1%
  • gli OTUs dei campioni di acqua condivisi con quelli di sedimento sono il 76.2%, il 9.1% quelli specifici
  • tra gli OTUs dei campioni di sedimento, quelli specifici sono il 36.4% del totale

…ma composizione diversa

Analizzando la composizione dei taxa dominanti per ogni tipologia di campione a livello di phylum e genere è emerso che:

  • Proteobacteria, Bacteroidetes e Firmicutes mostrano i valori di OTUs maggiori raggiungendo circa il 76% del totale
  • tra i campioni di sedimento, i phyla dominanti sono risultati essere Proteobacteria (media 5.60%), Bacteroidetes (media 23.51%), Cyanobacteria (media 3.55%), Acidobacteria (media 2.90%), Actinobacteria (media 2.21%), Firmicutes (media 2.17%) e Gemmatimonadetes (media 1.36%). Tra i generi (>2%) si trovano invece Sulfurovum, Robiginitalea, Desulfobulbus, Actibacter, Lutibacter, Ruegeria, Vibrio e Robertkochia
  • i taxa Proteobacteria (media 31.95%), Bacteroidetes (media 29.92%), Cyanobacteria (media 17.85%) e Actinobacteria (media 18.32%) e i generi Prochlorococcus, gruppo AEGEAN-169, OM60 clade, Candidatus aquiluna, Tropicimonas, Rhodobium, Pseudoalteromonas, Vibrio, Sphingopyxis e Arcobacter (>2%) hanno mostrato i valori di espressione più alti nei campioni di acqua
  • a livello intestinale, i taxa dominanti sono risultati essere Proteobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes, Tenericumtes e Cyanobacteria. Tra i generi, nonostante l’elevata variabilità, i più espressi (>2%) si sono dimostrati Arcobacter, Vibrio, Sunxiuqinia, Pseudoalteromonas, Prochlorococcus, Photobacterium, Mycobacterium, Rhizobium, Escherichia-Shigella e Bacteroides
  • nel complesso, il taxa dominante in un habitat ha registrato scarsa espressione negli altri due

Una volta identificata la composizione per ogni habitat, i ricercatori hanno applicato le analisi PCoA per un confronto:  

  • le tre tipologie di campioni hanno evidenziato una netta separazione (tre cluster distinti)
  • i campioni di sedimento hanno registrato la minore inter-variabilità, al contrario di quelli intestinali, suggerendo come le caratteristiche di distribuzione microbica varino con il campione

Infine, sulla base della CCA (canonical correlation analysis), la comunità batterica ha mostrato chiara correlazione con la maggioranza dei parametri ambientali considerati, ossia pH, temperatura, salinità, ossigeno (COD, chemical oxygen demand), livelli di nitriti e nitrati. Nessuna correlazione invece tra i taxa dominanti e le concentrazioni di ammonio e fosfato. Nel dettaglio:

  • 20 generi tra i quali Candidatus aquiluna, OM60 clade, Marivita, Roseovarius e Ruegeria, hanno mostrato correlazione significativa e positiva con il pH, COD, temperatura e salinità
  • correlazione con i nitriti e nitrati è stata invece presentata da 18 generi, inclusi Alteromonas, Arcobacter, Halomonas, Oceanospirrillum, e potenziali patogeni come Vibrio, Tenacibaculum, Photobacterium e Flavobacterium

In conclusione, dunque, con questo lavoro si è determinata per la prima volta la relazione tra i batteri intestinali di differenti specie di organismi acquatici e l’ambiente che li circonda, ponendo le basi per lo sviluppo di nuove strategie di controllo della qualità dell’acqua oltre che di prevenzione e cura di patologie veicolate da siti di acquacoltura.