类球红细菌PA2作为益生菌和生物絮团添加剂对尼罗罗非鱼生长性能、营养品质及免疫功能的提升作用

《Aquaculture Reports》：Evaluating the potential of Rhodopseudomonas faecalis PA2 as a probiotic and biofloc supplement for Nile tilapia ( Oreochromis niloticus)

本研究针对水产养殖中生物絮团系统稳定性不足及益生菌应用单一化问题，评估了紫色光养细菌Rhodopseudomonas faecalis PA2作为新型益生菌及其生物絮团补充剂对尼罗罗非鱼的多重效益。结果表明，PA2单独使用可显著降低肝酶（AST/ALT）和总氨氮水平，提升脂质、类胡萝卜素含量及抗氧化/非特异性免疫响应；与生物絮团联用更可协同提高蛋白质、球蛋白含量及水体稳定性。该菌株为水产养殖系统提供了兼具营养强化、免疫增强和环境调控功能的新型益生菌解决方案。

　　

随着全球水产养殖业的快速发展，如何实现可持续发展已成为行业面临的重要挑战。传统养殖模式中，饲料利用率低、水体污染严重、疾病频发等问题制约着产业效益的提升。生物絮团技术（Biofloc technology, BFT）作为一种环境友好的养殖方式，通过调控水体中的微生物群落，将有害的氨氮转化为微生物蛋白，既净化水质又为养殖生物提供天然饵料。然而，生物絮团系统的稳定性仍是一大难题，其中有益菌群的数量波动直接影响系统效果。

在此背景下，益生菌的添加成为优化生物絮团系统的有效策略。益生菌能够抑制病原菌、增强养殖动物免疫力、改善肠道健康。目前，枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）是水产养殖中应用最广泛的益生菌之一，但其效果仍有提升空间。紫色光养细菌（Purple phototrophic bacteria）因富含蛋白质、必需脂肪酸和类胡萝卜素等营养成分，近年来被视为潜在的益生菌资源。其中，Rhodopseudomonas faecalis PA2是一株非致病性的紫色光养细菌，前期研究表明其对卤虫和枝角类具有促进生长、提高存活率的积极作用，然而其对鱼类养殖，尤其是与生物絮团系统结合的效果尚未可知。

为此，泰国玛哈沙拉堪大学的研究团队在《Aquaculture Reports》上发表了最新研究成果，系统评估了R. faecalis PA2作为单一益生菌及其与生物絮团联用对尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）生长性能、体成分、血液生化指标、免疫反应及水体质量的影响，并与B. subtilis及传统生物絮团处理进行了比较。

本研究采用的主要技术方法包括：生物絮团系统的构建与微生物群落宏基因组分析（通过16S rRNA和18S rRNA测序）；实验鱼类的分组养殖（设置清水对照、生物絮团单独、益生菌单独及复合添加共6组处理，持续60天）；生长性能与器官指数测定；鱼体常规成分与类胡萝卜素含量分析；血液生化与免疫指标检测（包括肝功酶谱、抗氧化酶活性、溶菌酶及杀菌活性等）；以及水体关键理化参数的监测。

3.1. 生物絮团中的生物组成

通过宏基因组分析发现，生物絮团中真核生物以轮虫Philodica megalotrocha为主，原核生物则以变形菌门（Proteobacteria）为优势菌门，其中红杆菌科（Rhodobacteraceae）等有益菌群含量丰富，为鱼类提供了良好的天然饵料和微生态环境。

3.2. 生长性能与器官指数

生物絮团单独处理组的终末体重、增重和日均增重显著高于其他组，表现出最佳生长效果。而PA2单独使用虽生长指标低于生物絮团组，但存活率仍超过80%，表明其在不同处理条件下均能保障鱼类的基本生存。

3.3. 体成分与类胡萝卜素含量

PA2单独使用显著提高了鱼体脂质和类胡萝卜素含量；当其与生物絮团联用时，鱼体蛋白质含量达到最高。这表明PA2在促进营养物质积累方面具有独特优势，尤其是类胡萝卜素的富集效果突出。

3.4. 血液生化分析

PA2单独处理显著降低了天门冬氨酸氨基转移酶（AST）和丙氨酸氨基转移酶（ALT）活性，提示其对肝脏功能具有保护作用。此外，PA2与生物絮团联用还提高了球蛋白和总蛋白水平，增强了鱼体的免疫功能。

3.5. 血液学指标

PA2单独使用组中性粒细胞比例最高，而淋巴细胞比例降低，表明其可能通过调节免疫细胞比例增强非特异性免疫。其他处理组在各血细胞参数上未表现出显著差异。

3.6. 抗菌与抗氧化酶活性、脂质过氧化及杀菌活性

PA2单独及其与生物絮团联用处理显著提高了溶菌酶和过氧化氢酶（CAT）活性，增强了鱼体的抗氧化能力和病原菌清除能力。

3.7. 水体质量

所有生物絮团相关处理均显著降低了总氨氮（TAN）浓度，其中PA2单独使用对氨氮的去除效果优于B. subtilis。水体总悬浮固体（TSS）在生物絮团系统中维持在理想范围内，表明系统运行稳定。

本研究通过多指标综合评价，证实了R. faecalis PA2作为一种新型益生菌在水产养殖中的巨大潜力。尽管其单独使用时的促生长效果不及生物絮团系统，但在提升鱼体营养价值（蛋白质、脂质、类胡萝卜素）、增强免疫功能（提高球蛋白、激活抗氧化酶系）以及改善水体环境（降低氨氮）方面表现卓越。特别是与生物絮团联用时，PA2进一步提高了鱼体蛋白质含量和免疫指标，显示出协同增效作用。

值得注意的是，PA2富含的类胡萝卜素（如β-胡萝卜素和番茄红素）可能是其发挥益生功能的关键物质基础。类胡萝卜素不仅作为天然色素改善鱼体色泽，更能通过抗氧化、调节免疫基因表达等途径提升鱼体健康水平。此外，PA2对肝酶（AST/ALT）的降低作用表明其对鱼类代谢器官具有保护功能，这为其长期安全性提供了重要依据。

该研究的创新之处在于首次将紫色光养细菌R. faecalis PA2应用于尼罗罗非鱼养殖系统，并明确了其作为单一益生菌和生物絮团添加剂的双重价值。研究成果为开发兼具营养强化、免疫增强和环境友好功能的新型水产益生菌提供了理论依据和实践方案，对推动水产养殖业的可持续发展具有重要意义。未来研究可进一步探讨PA2影响鱼类生长和免疫的分子机制，以及在不同养殖条件下的最佳应用参数。