牛磺酸作为抗杀鲑气单胞菌相关代谢物的鉴定及其对大菱鲆(Scophthalmus maximus)的保护、免疫调节和微生物群塑造作用

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Aquaculture 3.9

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  为解决水产养殖中鱼类因感染杀鲑气单胞菌(Aeromonas salmonicida subsp. salmonicida)导致的经济损失与福利问题,研究人员开展代谢标记物及牛磺酸(taurine)等作用研究。发现牛磺酸可提高大菱鲆存活率、调节肠道菌群等,为抗病功能饲料开发提供依据。

  在水产养殖的蓬勃发展进程中,细菌性疾病却如乌云般笼罩着这一领域,成为制约其健康发展的重大难题。其中,杀鲑气单胞菌(Aeromonas salmonicida subsp. salmonicida)的肆虐尤为突出,它不仅引发鱼类大规模感染,造成巨大的经济损失,还严重影响鱼类福利。传统的抗生素治疗手段虽曾发挥作用,但带来的耐药性问题和环境污染等弊端日益凸显,迫切需要寻找绿色、可持续的解决方案。在此背景下,探寻与鱼类抗病能力相关的代谢标记物,并将其应用于功能性饲料开发,成为水产养殖领域的重要研究方向。
为了攻克这一难题,相关研究人员开展了深入研究。不过文中未明确提及研究机构的具体名称。该研究旨在鉴定大菱鲆(Scophthalmus maximus)中与抗杀鲑气单胞菌相关的代谢标记物,并探究其潜在应用价值,研究成果发表在《Aquaculture》上。

研究中采用了多种关键技术方法。首先进行了代谢组学分析,对两株对抗病原体易感性不同的全同胞家系大菱鲆的头肾和肝脏进行比较代谢组学研究,以筛选差异代谢物;接着在斑马鱼(Danio rerio)幼虫中进行初步筛选,评估候选化合物的保护作用;还运用了 RNA-Seq 技术,对头肾和肠道组织进行转录组分析,探究牛磺酸发挥作用的分子机制;同时通过细菌感染挑战实验,检测大菱鲆的存活率和细菌负荷等指标。

差异代谢物筛选与候选化合物初步评估


通过比较代谢组学分析,在头肾和肝脏中发现了一组丰度差异的代谢物。在斑马鱼幼虫模型中对这些代谢物进行初步筛选时,5-L - 谷氨酰牛磺酸(5-L-glutamyl-taurine)展现出良好的保护潜力。但由于其成本较高,研究人员转而测试其前体牛磺酸(taurine)和 L - 谷氨酸(L-glutamic acid),结果发现它们对感染嗜水气单胞菌(A. hydrophila)的斑马鱼幼虫也具有保护作用。

牛磺酸对大菱鲆抗杀鲑气单胞菌的保护作用


在大菱鲆实验中,饲料中添加 1.5% 的牛磺酸显著提高了其在杀鲑气单胞菌挑战下的存活率,与对照组相比,存活率提高了 34%。尽管在感染后 24 小时观察到细菌负荷增加,但牛磺酸的保护作用依然显著,这表明其保护机制可能并非单纯依赖于抑制细菌增殖。

牛磺酸对肠道微生物群的调节作用


牛磺酸 supplementation 对大菱鲆肠道微生物群产生了明显的调节作用。它通过扩大弧菌科(Vibrionaceae)和海洋杆菌科(Marinobacteraceae)的丰度,降低了肠道微生物的 α 多样性。这一变化可能与牛磺酸的保护作用相关,暗示肠道微生物群的重塑在鱼类抗病过程中发挥着重要作用。

牛磺酸的免疫调节机制探究


RNA-Seq 分析头肾和肠道组织结果显示,牛磺酸的保护作用可能涉及对早期炎症反应的抑制。通过减轻早期炎症反应,牛磺酸能够减少组织损伤,从而提高鱼类的抗病能力。这一发现为揭示牛磺酸的作用机制提供了分子层面的证据。

综合研究结果表明,牛磺酸作为一种代谢物,在大菱鲆抗杀鲑气单胞菌感染中具有多方面的积极作用,包括提高存活率、调节肠道微生物群和抑制早期炎症反应等。其作为饲料添加剂具有广阔的应用前景,为水产养殖中细菌性疾病的防治提供了新的思路和策略。该研究不仅丰富了鱼类抗病机制的理论知识,还为开发环境友好型的抗病功能性饲料奠定了基础,有望在实际生产中减少抗生素的使用,推动水产养殖业的可持续发展。

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