丝兰提取物与枯草芽孢杆菌协同改善尼罗罗非鱼生长性能、免疫应答并降低氨氮排放的研究

《Fish Physiology and Biochemistry》：Dietary Yucca schidigera and Bacillus subtilis enhance growth and immunity while reducing ammonia discharge in Nile tilapia (Oreochromis niloticus)

本研究针对集约化养殖中氨氮积累导致的尼罗罗非鱼生长抑制和免疫力下降问题，探讨了饲料中添加丝兰提取物(Yucca schidigera)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的协同效应。结果表明，联合添加组(YB)显著降低了水体非离子氨(NH3)浓度，提高了消化酶活性（蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶），增强了吞噬活性(PA)、呼吸爆发(RB)、补体活性(ACH50)和溶菌酶(LYZ)等免疫指标，并优化了超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、还原型谷胱甘肽(GSH)和总抗氧化能力(TAC)等抗氧化参数。该研究为水产养殖中绿色添加剂的开发提供了重要理论依据。

　　

在全球水产养殖业快速发展的背景下，尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)作为第二大养殖鱼类，其集约化养殖模式面临着严峻挑战。高密度养殖环境下，鱼类代谢产生的氨氮（尤其是毒性较强的非离子氨NH₃）不断积累，不仅直接危害鱼类健康，导致生长迟缓、免疫力下降，还会造成水体环境污染。如何有效控制氨氮毒性，同时提升鱼类抗逆能力，成为产业可持续发展的关键难题。

传统解决方法往往依赖化学药物，但存在耐药性和残留风险。近年来，植物提取物和益生菌作为绿色添加剂展现出巨大潜力。其中，丝兰提取物(Yucca schidigera)因其独特的皂苷和糖成分具有吸附氨分子的能力，而枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)可通过代谢作用转化氨氮。但二者联合使用的协同效应尚未得到系统研究。为此，埃及国家海洋与渔业研究所等机构的研究团队在《Fish Physiology and Biochemistry》发表论文，首次揭示了这两种添加剂联合使用对尼罗罗非鱼的综合改善效果。

研究团队通过65天的养殖实验，设置了对照组(CON)、丝兰添加组(Y)、枯草芽孢杆菌添加组(B)及联合添加组(YB)四种饲料方案，系统评估了对水质、生长性能、消化酶活性、免疫指标、抗氧化能力和细胞因子基因表达的影响。

关键技术方法

实验选用120尾尼罗罗非鱼幼鱼（初始体重13.54±0.32 g），随机分为4组（每组3重复）。基础饲料配方包含鱼粉、豆粕、玉米粉等，实验组分别添加0.2 g/kg丝兰提取物、1.0 g/kg枯草芽孢杆菌（含1.0×10⁷CFU/g）及两者组合。每周监测水体NH₃、NH₄⁺、NO₂^-、NO₃^-、溶解氧(DO)、温度和pH。实验结束时采集鱼类样本，采用生化分析法测定生长指标、消化酶活性、血清免疫参数、肝脏抗氧化指标，并通过实时荧光定量PCR技术检测白细胞介素(IL-1β、IL-8)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)基因表达。

研究结果

水质改善效果

联合添加组(YB)表现出最强的氨氮净化能力，其水体NH₃浓度显著低于其他组（p≤0.05）。丝兰单独添加组(Y)的氨氮吸附效果优于枯草芽孢杆菌单独添加组(B)，但二者联合使用呈现协同增效。亚硝酸盐(NO₂^-)浓度在YB组最低，而硝酸盐(NO₃^-)在B组最低，说明枯草芽孢杆菌可能通过促进硝化作用优化氮循环。

生长性能与消化酶活性

YB组和B组的终末体重、增重率、特定生长率(SGR)和蛋白质效率比(PER)均显著优于对照组（p≤0.05）。与之对应，YB组的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性达到最高，分别比对照组提高29.9%、33.1%和34.3%，表明联合添加显著增强了营养物质的消化吸收效率。

免疫指标提升

在先天免疫参数中，YB组的吞噬活性(PA)达到12.27%，较对照组提升212%；呼吸爆发(RB)和补体活性(ACH₅₀)分别提高89.5%和31.8%。值得注意的是，枯草芽孢杆菌单独添加对溶菌酶(LYZ)的激活作用最强（114.67 U/mL），推测其可能通过特定代谢产物直接刺激免疫因子分泌。

抗氧化系统增强

联合添加显著降低了肝脏丙二醛(MDA)含量（YB组较对照组下降74.7%），同时超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、还原型谷胱甘肽(GSH)和总抗氧化能力(TAC)分别提升90.2%、670%、891%和808%，表明协同作用有效缓解了氧化损伤。

细胞因子基因表达

实时荧光定量PCR显示，YB组和B组的IL-8和TNF-α基因表达量显著上调，而IL-1β在B组表达最高。这一结果印证了枯草芽孢杆菌通过调节免疫相关基因表达增强机体炎症应答的能力。

结论与意义

本研究首次系统阐明了丝兰提取物与枯草芽孢杆菌在尼罗罗非鱼养殖中的协同作用机制。联合添加不仅通过物理吸附（丝兰）和生物转化（枯草芽孢杆菌）双重路径降低水体氨氮浓度，还通过提升消化酶活性、激活免疫细胞功能、增强抗氧化防御系统和调节细胞因子网络，多维度优化鱼类健康状态。该策略为替代抗生素和化学药物的绿色养殖提供了新思路，对推动水产养殖业的可持续发展具有重要实践价值。未来研究可进一步探索两种添加剂在不同养殖模式（如循环水系统）中的适用性及其对肠道微生物群落的影响。