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FSI,回顾过去十年中 益生菌在中国水产养殖业中的应用
添加日期: 2019-1-16   来源:水产资料大 全   阅读次数: 292
    今天与大家分享一 篇来自Fish and shellfish immunology的文章:回顾过去 十年中益生菌在中国水产养殖业中的应用,文章引用信息如下:
    联合国粮农组织和 世界卫生组织将益生菌定义为“活微生物,当适量 施用时,对宿主的健康有益” ,然而,用于水产 的益生菌不同于用于陆地动物和人类的益生菌,Verschuere等人建议将水生动 物益生菌定义为“一种活的微生物佐 剂,通过修饰宿主或环境微生物群落对宿主产生有益作用”。 通过确保改善饲料 的利用或提高其营养价值,通过增强宿主对疾病的反应,或通过改善其周围环境的质量。值得注意的是,一些科学家将水生益生菌定义为微生物的整体或成分。 虽然益生菌的功能 成分很重要,但是把它们定义为“益生菌效应子 ”更合适,因为它们 不能被认为是益生菌。近十年来,国内外对益生菌在水产养殖中的应用和益处进行了综述,还讨论了与益生菌有关的值得进一步研究的问题。
 
1. 益生菌在我国水产 养殖业的应用
    在水产养殖上应用 的益生菌或潜在的益生菌主要包括:放线菌,拟杆菌门,
厚壁菌门,变形菌 门和酵母等。
1.1 放线菌门
    节细菌属,革兰氏 阴性菌,专性需氧,已从多种有鳍鱼类的胃肠道中分离得到,早期研究表明,从对虾中分离到的节细菌属XE-7对副溶血弧菌、鳗 弧菌和奈氏弧菌有拮抗作用。
1.2 拟杆菌门
    从牙鮃肠道中分离的牙鲆 肠黄枝菌TH78显示出较强的群体 感应猝灭能力,能够利用肠道营养物质,产生消化酶 和维生素。黄杆菌属,革兰氏阴性菌,杆状,在多种鱼类中被发现,少数具有致病性,研究人员从鲤鱼中分离了沙上黄杆菌BA-3,研究表明,饲料 中添加BA-3或其胞外产物能够 促进鱼体的先天性免疫。
1.3 厚壁菌门
1.3.1 芽孢杆菌属
    芽孢杆菌是水产养 殖中应用最广泛的益生菌之一,研究表明,芽孢杆菌菌株是90年代引入水产养殖 的益生菌,对多种细菌和真菌病原体具有体外拮抗或抑制活性,产生消化酶 ,激活生长因子,并调节水生动物的免疫。大量研究表明,在饲料中添加芽孢杆菌可改善鱼类的生长性能、消化酶活性、抗氧化功能、免疫应答和抗病性 。所用的芽孢杆菌种类包括枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、白翎芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌 、克劳氏芽孢杆菌、凝固芽孢杆菌和贝莱斯芽孢杆菌。某些芽孢杆菌菌株也可直接添加到养殖水体中,例如在水体中添加 凝固芽孢杆菌SC8168,能显著提高对虾 幼体的存活率和某些消化酶活性。此外,芽孢杆菌菌株也被常用作无脊椎水生动物的益生菌。
1.3.2 丁酸梭菌
    革兰氏阳性、专性 厌氧,能产生短链脂肪酸,尤其是丁酸,用于肠上皮的再生和修复,调节肠道微生态环境,丁酸杆菌还可以适应较低的酸碱度和较高的温度,对许多抗生素都有抗性。饲料中添加丁酸梭菌能够改善银鲳的生长性能、免疫反应和消 化酶活性。
1.3.3 肠球菌
    有研究人员从健康 石斑鱼幼鱼的肠道中分离到一株粪肠球菌MM4,该菌株在体外对 麦氏弧菌、哈氏弧菌和金黄色葡萄球菌具有拮抗作用,饲料中添加MM4可提高石斑鱼的饲 料利用率和免疫应答。还有学者分离鉴定出粪肠球菌LS1-2和粪肠球菌 Z1-2,以上两株分肠球 菌对对虾病原菌有明显的抗菌活性,是虾益生菌的良好候选菌株。
1.3.4 乳酸菌
1.3.4.1 乳酸杆菌
    研究表明,在饲料 中添加乳酸杆菌可促进对虾的生长性能,提高其消化酶活性,增加非特异性免疫。饲料中添加106-107CFU/g德氏乳杆菌可有效 提高黄河鲤的免疫力和对嗜水气单胞菌的抵抗力。
1.3.4.2 乳球菌
    在对罗非鱼的研究 中发现,乳酸乳球菌RQ516可促进鱼类生长, 并保护鱼类免受嗜水气单胞菌感染。研究表明,乳球菌MM1对金黄色葡萄球菌 、副溶血性弧菌、哈氏弧菌、梅氏弧菌等鱼类病原菌具有体外拮抗作用,还能提高石斑鱼幼鱼的饲料利用率和免疫应答(补体3水平和溶菌酶活性 )
1.3.4.3 乳明串珠菌
    从黑鲷肠道中分离的乳明串珠菌 对胆汁、低PH、胰蛋白酶和胃蛋 白酶耐受,体外实验表明,该菌株能够与病原菌共聚集,例如副溶血弧菌、单核细胞李斯特菌、大肠杆菌O157、沙门氏菌、志贺 氏菌和金黄色葡萄球菌等。
1.3.5 融合乳杆菌
    从海洋生物中分离 的融合乳杆菌 LS13对多种鱼类病原菌 有抑制作用,例如鳗弧菌、副溶血弧菌等,但对海参的生长性能、溶菌酶活性等没有影响。
 
1.4 变形菌门
    气单胞菌属通常被 认为是水环境中的条件致病菌,但有几种气单胞菌属也是
鱼类肠道微生物群 中的共生成员,也可作为潜在的益生菌,例如维氏气单胞菌能够增强鲤鱼的免疫反应。蛭弧菌属是一群寄生的变形杆菌,1994年农业部批准其作 为益生菌使用,能够减少养殖水体的总菌群或弧菌数量,改善水质,减少细菌感染,促生长等。外硫红螺菌属是光合紫硫细菌的一个属,可以作为调节剂和营养源,适量添加对虾苗有益。盐单胞菌属在高盐环境中含量丰富,具有 很高的生态价值,添加在饲料中可增强对虾对WSSV的抵抗力。副球菌 属能够降低海水中COD、氨和亚硝酸盐的 含量。假单胞菌属在环境中广泛存在,施氏假单胞菌SC221-M能够改善鲤鱼池塘 中的水质和微生物群落结构。此外,还有假交替单胞菌属、嗜冷杆菌属、红假单胞菌属、希瓦氏菌属等。
 
1.5 非细菌类的益生菌
    主要有酵母属和海 洋酵母属。其中酿酒酵母在水产养殖中应用广泛,能够提高鱼体的抗菌能力。研究表明,适量添加仙人掌有孢汉生酵母能够促进海参生长,提高其抗灿烂弧菌的能力。
 
1.6 混合型的益生菌
    益生菌制剂可以由 单个菌株组成,也可以包含多达8个菌株组成。例如 ,青
岛某商品化的益生 菌包括枯草芽孢杆菌7.0×109 CFU/g、地衣芽孢杆菌 3.0×109 CFU/g、乳酸菌5.0×10 8 CFU/g和节杆菌属 1.0×10 8 CFU/g,能够显著提高军 曹鱼的生长速率和对哈氏弧菌的抵抗力。
 
1.7 益生元
    2009年,Rodriguez-Estrada首次发表了关于合 生元在鱼类养殖的研究,随后,很多学者开展了益生元在水产中的应用研究。例如,饲料中添加枯草芽孢杆菌(10 7 CFU/g)和0.25%的低聚果糖能够提 高海参的生长速率和吞噬活性。
 
2. 益生菌的作用方式
2.1 产生消化酶
    消化道中较高的酶 活性可增强机体的消化能力和生长性能。人们普遍认为,
    消化酶的活性是衡 量食物利用率、消化能力和机体生长性能的一个比较有用的指标。有研究表明,投喂了益生菌的银鲳的较高生长率和肠道消化酶活性之间可能存在相关性。
 
2.2 产生抗菌物质
    水产养殖益生菌筛 选的重要选择标准是对水生病原菌的拮抗作用,多项研究
表明,益生菌对病 原菌的拮抗作用是天然抗菌化合物的产生。例如,乳酸菌MM1和MM4两种菌株均能分泌 过氧化氢和类细菌素物质,对病原菌有较强的抑制作用。
 
2.3 免疫刺激
    大量研究表明,益 生菌能够刺激机体的免疫系统,但其作用机制还不太清楚。新的研究证明,干酪乳杆菌BL23对斑马鱼具有免疫 保护作用,进一步的实验表明,BL23可能是通过 TLR1/TLR2通路增强斑马鱼的 免疫应答而发挥作用。
 
2.4 干扰群体感应系统
    群体感应是一个依 赖细胞密度的过程,它使细菌能够根据产生、分泌和感知
自诱导分子,然后 调节毒力相关基因的表达。有些细菌能够产生群体猝灭酶从而发挥作用。有研究表明,芽孢杆菌属 QSI-1能够降解嗜水气单 胞菌的N-乙酰高丝氨酸内酯 ,干扰其群体感应系统,从而减少病原菌的数量,调节肠道微生物群落。
 
2.5 竞争黏附位点
    有研究评价了多株 乳酸菌的胃肠道粘附性能,发现在体外具有相似的抗菌活性的菌株,高度粘附的植物乳杆菌JCM 1149对斑马鱼的嗜水气 单胞菌感染具有更强的抵抗力。进一步实验表明,植物乳杆菌JCM 1149能够与嗜水气单胞 菌竞争肠黏附位点,减轻嗜水气单胞菌引起的肠黏膜损伤。
 
3. 规范和安全管理事 宜
    根据中国农业部( 2013)批准的饲料添加 剂目录,允许使用的细菌属包括乳
酸杆菌属、芽孢杆菌属 、肠球菌属、球菌属等,允许用作饲料添加剂的酵母主要包括酿酒酵母。值得注意的是,我国对用于改善池塘水和沉积物的益生菌并没有具体的规定,缺少对于改善池塘水和沉积物的商业益生菌的管理,值得注意。
虽然益生菌希望被 用作抗生素的潜在替代品,但在水产类益生菌的筛选和研究中发现,益生菌产生的抑菌化合物应引起重视。有研究表明,芽孢杆菌对水生病原体的拮抗作用是由于产生了抗菌素地非西丁和表面活性肽,这意味着在水产养殖中使用 某些芽孢杆菌作为益生菌可能会引发与适用抗生素相同的问题。另外,从益生菌向病原菌转移抗生素耐药性的风险也不容忽视,据报道,有些益生菌,像乳酸杆菌能够在体外和啮齿动物模型中转移抗生素耐药基因。
    众所周知,鼠李糖 乳杆菌是一种人用益生菌,却能诱导斑马鱼粘膜损伤。从奶酪中分离出的植物乳杆菌也能诱导白鲸肠道中上皮细胞和无组织的微绒毛受损。以上研究都表明,对人类和陆生动物安全的益生菌可能对水生动物并不安全。
 
4. 益生菌筛选的基本 标准
[1] 安全 :该菌株对水生动 物和人类都必须是安全的,无编码抗生素耐药基因。
[2] 适应性: 该菌株应能在水生 动物的肠道中存活,最好能够在肠道中定植并保持持久性,对于水添加剂,菌株应在水生环境中存活。
[3] 功能:这种菌株对 水生动物有利。包括促生长、消化、免疫、抗病等。对于水添加剂,菌株应能改善水质或沉积物。
[4] 方便:菌株应便于 储存和管理。
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