DOI: https://doi.org/10.3389/fmars.2026.1731630
تاريخ النشر: 2026-02-09
المؤلف: Miriam Muñoz-Martinez وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات الرخويات البحرية وتربية الأحياء المائية
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة الميكروبيومات لثلاثة أنواع من الرخويات ذات الأهمية البيئية – المحار (*Mytilus galloprovincialis*)، والبلح (*Ruditapes philippinarum*)، والكوكل (*Cerastoderma edule*) – في ريا دي فيغو، شمال غرب إسبانيا، مع تسليط الضوء على التعقيد والديناميات المحددة للمضيف لهذه المجتمعات الميكروبية. باستخدام تسلسل عالي الإنتاجية لمنطقة V9 من جين 18S rRNA ومنطقة V4 من جين 16S rRNA، تكشف الأبحاث عن ميكروبيومات متميزة لكل نوع من الرخويات، تتميز بخصوصية كبيرة للمضيف واستقرار عبر مواسم مختلفة. ومن الجدير بالذكر أنه تم تحديد الطفيليات حقيقية النواة السائدة مثل *Mytilicola intestinalis* والديدان المفلطحة مثل *Bucephalus minimus*، إلى جانب الأوليات مثل *Perkinsus olseni* و*Marteilia cochilia*، المرتبطة بوفاة الرخويات واضطراب النظام البيئي.
كما تكشف التحليلات أنه، على الرغم من التنوع الميكروبي الموجود في المياه المحيطة والرواسب، فإن كل نوع من الرخويات يحافظ على ميكروبيوم مستقر ومحدد يكون في الغالب مستقلًا عن تأثيرات الموطن. تم تحديد الأجناس الأساسية مثل *Vibrio* و*Woeseia* و*Lutimonas* كعوامل مؤثرة في تشكيل هذه الميكروبيومات من خلال التفاعلات التنافسية والتعاونية. تشير التنبؤات الوظيفية إلى أن هذه العلاقات التبادلية قد تعزز صحة المضيف من خلال المساهمة في العمليات الأيضية وآليات الدفاع، بما في ذلك تخليق المستقلبات الثانوية. بشكل عام، تؤكد النتائج أن هوية المضيف هي العامل الرئيسي الذي يحدد تركيب ميكروبيوم الرخويات، مما يشير إلى أن الأنواع الأساسية المحددة يمكن أن تكون بمثابة مؤشرات قيمة لمراقبة صحة النظام البيئي في ريا دي فيغو.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على الأهمية البيئية والاقتصادية للرخويات البحرية، التي تعتبر مكونات حيوية للأنظمة البيئية الساحلية من خلال أنشطتها في تصفية الطعام ومساهماتها في جودة المياه. مع إنتاج عالمي يقارب 18.911 مليون طن من الرخويات للاستهلاك البشري، تعتبر الرخويات أيضًا ضرورية في تربية الأحياء المائية. ومع ذلك، تواجه إنتاجيتها تحديات من الأمراض التي تسببها مسببات الأمراض المختلفة، بما في ذلك الأوليات والميتازوان، والتي تم ربطها بانخفاض الأنواع البحرية. تركز الدراسة على ريا دي فيغو، حيث تم تحديد طفيليات معينة تؤثر على وفاة الرخويات، مما يبرز أهمية تفاعلات المضيف والميكروبات لفهم صحة الرخويات والميكروبيوم البحري.
تؤكد التقدمات الحديثة في أبحاث الميكروبيوم على دور المجتمعات الميكروبية في تنظيم صحة الرخويات، وتأثيرها على عمليات مثل الهضم والنمو والتكاثر والاستجابات المناعية. تشير المقدمة إلى أن الضغوط البيئية يمكن أن تعطل هذه الميكروبيومات، مما يزيد من قابلية الإصابة بالأمراض. للتحقيق في هذه الديناميات، تستخدم الدراسة تسلسل عالي الإنتاجية لمنطقة V9 من جين 18S rRNA لل eukaryotes ومنطقة V4 من جين 16S rRNA لل prokaryotes. تتيح هذه المنهجية توصيفًا شاملاً للمجتمعات الميكروبية المرتبطة بالبلح والمحار والكوكل، إلى جانب عينات بيئية من موطنها، مما يسهل تحليلًا أيضيًا وظيفيًا لتفاعلات الميكروبات والرخويات وآثارها على بيولوجيا وصحة الرخويات.
الطرق
توضح قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يتناول المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، ومعدات، وعينات بيولوجية، مما يضمن إمكانية تكرار التجارب. يتم وصف المنهجية بشكل منهجي، مع تغطية إعداد العينات، والظروف التي أجريت فيها التجارب، والتقنيات التحليلية المستخدمة لجمع البيانات وتحليلها.
بالإضافة إلى ذلك، قد يتضمن القسم معلومات عن الطرق الإحصائية المطبقة لتفسير النتائج، بما في ذلك أي برامج مستخدمة لتحليل البيانات. يضمن هذا النهج الشامل أن تكون نتائج الدراسة قوية ويمكن التحقق منها من قبل باحثين آخرين في هذا المجال. بشكل عام، تعتبر الوضوح والتفاصيل المقدمة في هذا القسم حاسمة لفهم الإطار التجريبي وموثوقية النتائج التي تم الحصول عليها.
النتائج
في الدراسة، أسفر تسلسل جين 18S rRNA من 20 عينة من الرخويات (المحار، البلح، والكوكل) عن إجمالي 3,215,210 قراءة خام. بعد التقليم والتجميع عند 97% من التشابه، أسفرت التحليلات عن 129 وحدة تصنيف تشغيلية (OTUs) عند استخدام قاعدة بيانات SILVA v132 المرجعية، و429 OTUs مع قاعدة بيانات جين 18S rRNA مخصصة. على وجه التحديد، تم تحديد 61 و62 OTUs من قواعد البيانات المرجعية، بينما تم تصنيف 68 و367 كـ OTUs جديدة، على التوالي.
بالنسبة لتسلسل جين 16S rRNA من 19 عينة من الرخويات، تم إنتاج 1,385,256 قراءة. بعد معالجة مماثلة، تم تحديد 2,050 OTUs، مع 1,455 بناءً على قاعدة بيانات SILVA v132 و595 كـ OTUs جديدة. بعد توحيد القراءات، تم الاحتفاظ بـ 1,295 OTUs لمزيد من التحليل. لتعزيز تمثيل البيانات، تم استبعاد OTUs التي كانت لها وفرة مجمعة ≤5 قراءات عبر جميع العينات من التحليل النهائي.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق في تنوع الميكروبيوم لثلاثة أنواع من الرخويات – المحار (*Mytilus galloprovincialis*)، البلح (*Ruditapes philippinarum*)، والكوكل (*Cerastoderma edule*) – على مدى فترة متعددة السنوات في ريا دي فيغو، شمال غرب إسبانيا. تم أخذ عينات كل ثلاثة أشهر من 2016 إلى 2018، مع التركيز على كل من المجتمعات حقيقية النواة والبدائية النواة. أشارت النتائج إلى أنه على الرغم من أن الميكروبيومات كانت محددة للمضيف، إلا أنها أظهرت تباينًا موسميًا ضئيلًا، مما يشير إلى أن العوامل الداخلية للمضيف تشكل المجتمعات الميكروبية بشكل أساسي بدلاً من التأثيرات البيئية الخارجية. ومن الجدير بالذكر أنه تم ملاحظة ملفات تعريف حقيقية النواة وبدائية النواة متميزة بين أنواع الرخويات، مع تأكيد الفروق الكبيرة في تركيب المجتمع من خلال تحليل التباين المتعدد المتغيرات (PERMANOVA).
كما أبرزت الدراسة وجود طفيليات متنوعة، مثل *Mytilicola intestinalis* في المحار والعديد من الديدان المسطحة في الكوكل، إلى جانب مجتمع بكتيري متنوع يتميز بأجناس مثل *Endozoicomonas* و*Vibrio*. على الرغم من اكتشاف هذه الطفيليات، أظهرت جميع الرخويات صحة جيدة، مما يشير إلى أن الميكروبيوم قد يلعب دورًا حاسمًا في الحفاظ على مرونة المضيف. علاوة على ذلك، كشفت تحليل ميتا يقارن ميكروبيومات الرخويات مع العينات البيئية المحيطة أن الرخويات كانت لديها تنوع حقيقي النواة أقل من الرواسب والمياه، مما يبرز التوقيعات الميكروبية الفريدة للرخويات. تؤكد النتائج على أهمية فهم الميكروبيومات المحددة للمضيف في تربية الأحياء المائية وآثارها المحتملة على صحة الرخويات وديناميات النظام البيئي.
DOI: https://doi.org/10.3389/fmars.2026.1731630
Publication Date: 2026-02-09
Author(s): Miriam Muñoz-Martinez et al.
Primary Topic: Marine Bivalve and Aquaculture Studies
Overview
This study investigates the microbiomes of three ecologically significant bivalve species—mussels (*Mytilus galloprovincialis*), clams (*Ruditapes philippinarum*), and cockles (*Cerastoderma edule*)—in the Ría of Vigo, NW Spain, highlighting the complexity and host-specific dynamics of these microbial communities. Utilizing high-throughput sequencing of the V9 region of 18S rRNA and the V4 region of 16S rRNA genes, the research reveals distinct microbiomes for each bivalve species, characterized by significant host specificity and stability across different seasons. Notably, prevalent eukaryotic parasites such as *Mytilicola intestinalis* and trematodes like *Bucephalus minimus* were identified, alongside protozoans like *Perkinsus olseni* and *Marteilia cochilia*, which are associated with bivalve mortality and ecosystem disruption.
The analysis also uncovers that, despite the microbial diversity present in the surrounding water and sediment, each bivalve species maintains a stable and specific microbiome that is largely independent of habitat effects. Keystone genera such as *Vibrio*, *Woeseia*, and *Lutimonas* were identified as influential in shaping these microbiomes through competitive and cooperative interactions. Functional predictions indicate that these mutualistic relationships may enhance host health by contributing to metabolic processes and defensive mechanisms, including the biosynthesis of secondary metabolites. Overall, the findings underscore that host identity is the primary factor determining bivalve microbiome composition, suggesting that specific keystone taxa could serve as valuable biomarkers for monitoring ecosystem health in the Ría de Vigo.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the ecological and economic significance of marine bivalves, which serve as vital components of coastal ecosystems through their filter-feeding activities and contributions to water quality. With a global production of approximately 18.911 million tons of mollusks for human consumption, bivalves are also crucial in aquaculture. However, their production faces challenges from diseases caused by various pathogens, including protists and metazoans, which have been linked to declines in marine species. The study focuses on the Ría de Vigo, where specific parasites affecting bivalve mortality have been identified, emphasizing the importance of host-microorganism interactions for understanding bivalve health and the marine microbiome.
Recent advancements in microbiome research underscore the role of microbial communities in regulating bivalve health, influencing processes such as digestion, growth, reproduction, and immune responses. The introduction notes that environmental stressors can disrupt these microbiomes, increasing disease susceptibility. To investigate these dynamics, the study employs high-throughput sequencing of the V9 region of the 18S rRNA gene for eukaryotes and the V4 region of the 16S rRNA gene for prokaryotes. This methodology allows for a comprehensive characterization of microbial communities associated with clams, mussels, and cockles, alongside environmental samples from their habitat, thereby facilitating a functional metabolic analysis of microbial-bivalve interactions and their implications for mollusk biology and health.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the experiments. The methodology is described systematically, covering the preparation of samples, the conditions under which experiments were conducted, and the analytical techniques utilized for data collection and analysis.
Additionally, the section may include information on statistical methods applied to interpret the results, including any software used for data analysis. This comprehensive approach ensures that the study’s findings are robust and can be validated by other researchers in the field. Overall, the clarity and detail provided in this section are crucial for understanding the experimental framework and the reliability of the results obtained.
Results
In the study, sequencing of the 18S rRNA gene from 20 bivalve samples (mussels, clams, and cockles) yielded a total of 3,215,210 raw reads. After trimming and clustering at 97% similarity, the analysis resulted in 129 operational taxonomic units (OTUs) when using the SILVA v132 reference database, and 429 OTUs with a custom 18S rRNA gene database. Specifically, 61 and 62 OTUs were identified from the reference databases, while 68 and 367 were classified as de novo OTUs, respectively.
For the 16S rRNA gene sequencing of 19 bivalve samples, 1,385,256 reads were generated. Following similar processing, 2,050 OTUs were identified, with 1,455 based on the SILVA v132 database and 595 as de novo OTUs. After standardizing the reads, 1,295 OTUs were retained for further analysis. To enhance the representativeness of the data, OTUs with a combined abundance of ≤5 reads across all samples were excluded from the final analysis.
Discussion
In this study, the microbiome diversity of three bivalve species—mussels (*Mytilus galloprovincialis*), clams (*Ruditapes philippinarum*), and cockles (*Cerastoderma edule*)—was investigated over a multi-year period in Ría de Vigo, NW Spain. Sampling was conducted every three months from 2016 to 2018, with a focus on both eukaryotic and prokaryotic communities. The results indicated that while the microbiomes were host-specific, they exhibited minimal seasonal variability, suggesting that intrinsic host factors predominantly shape microbial communities rather than external environmental influences. Notably, distinct eukaryotic and prokaryotic profiles were observed among the bivalve species, with significant differences in community composition confirmed through permutational multivariate analysis of variance (PERMANOVA).
The study also highlighted the presence of various parasites, such as *Mytilicola intestinalis* in mussels and several platyhelminths in cockles, alongside a diverse bacterial community characterized by genera like *Endozoicomonas* and *Vibrio*. Despite the detection of these parasites, all bivalves exhibited good health, indicating that the microbiome may play a crucial role in maintaining host resilience. Furthermore, a meta-analysis comparing bivalve microbiomes with surrounding environmental samples revealed that bivalves had lower eukaryotic diversity than sediment and water, emphasizing the unique microbial signatures of the bivalves. The findings underscore the importance of understanding host-specific microbiomes in aquaculture and their potential implications for bivalve health and ecosystem dynamics.