从溪流鱼肠道菌群中筛选出的贝莱斯芽孢杆菌 STPB10 在水产养殖中的益生菌潜力研究

【字体: 时间:2025年05月22日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为解决淡水水产养殖中病害频发、环境压力大等问题,研究人员对雪鳟(Schizothorax richardsonii)肠道分离的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)STPB10 开展益生菌潜力研究。发现其具耐酸、胆盐等特性,可抑制病原菌,对鲤鱼安全,为水产益生菌应用提供依据。

  在淡水水产养殖蓬勃发展的当下,其面临着严峻挑战。淡水仅占地球地表水 0.3%,却贡献了 77% 的食用水产养殖产量。然而,高密度养殖带来有机废物堆积、溶氧消耗、有毒代谢物产生等环境问题,还导致病害频发。传统化学药物虽能解一时之困,却易引发耐药性、破坏生态平衡。在此背景下,益生菌作为绿色可持续的替代方案,成为研究焦点。
为探寻高效益生菌,印度农业研究理事会冷水渔业研究局(ICAR-DCFR)等机构的研究人员,对喜马拉雅山区溪流鱼雪鳟肠道菌群展开研究,旨在挖掘具有应用潜力的益生菌菌株,以提升水产养殖的可持续性和鱼类健康水平。研究成果发表于《Scientific Reports》。

研究采用了一系列关键技术方法。首先从 50 尾雪鳟肠道分离出 85 株细菌,通过菌落形态、生化分析(如革兰氏染色、 catalase 试验等)及 16S rRNA 基因测序,鉴定出 10 株贝莱斯芽孢杆菌,选取代表性菌株 STPB10 进行深入研究。利用体外实验评估其益生菌特性,包括耐 pH、胆盐、温度、NaCl 能力,生物膜形成、黏附肠黏液能力,对抗鱼类病原菌的拮抗活性,以及抗生素敏感性等,还通过腹腔注射和浸泡攻毒实验验证其对鲤鱼的安全性。

贝莱斯芽孢杆菌 STPB10 的生理特性与环境适应能力


STPB10 表现出出色的环境适应能力。在 pH 耐受实验中,经 6 小时培养,其在 pH 2、2.5、3、3.5、4 时的存活率分别为 31%、39.7%、47%、63%、75%,显示出对胃酸环境的一定耐受性。在 0.3% 胆盐浓度下,存活率1超 99%,表明能适应肠道胆盐环境。其可在 15-35°C 温度范围1内生长,35°C 时生长最佳,对 NaCl 浓度耐受性强,在 0.5%-8% 范围内均能生长,0.5%-4% 时生长较好。

生物膜形成与肠黏1液黏附能力


STPB10 具有较强的生物膜形成能力,在添加 0.45% 葡萄糖的胰蛋白胨大豆肉汤中,48 小时时 OD 值达 2.74,72 小时增至 3.10,属强生物膜生产者。其对鲤鱼肠黏液的黏附率达 632.67%,显著高于对牛血清白蛋白(BSA)和聚苯乙烯的黏附率,且能显著降低嗜水气单胞菌(A. hydrophila)、维氏气单胞菌(A. veronii)、杀鲑气单胞菌(A. salmonicida)和鳗弧菌(V. anguillarum)对肠黏液的黏附率,降幅分别为 26.72%、45.87%、58.59%、57.14%。

拮抗活性与抗生素1敏感性


STPB10 对多种鱼类病原菌表现出显著拮抗活性,对杀鲑气单胞菌、维氏气单胞菌、鳗弧菌和嗜水气单胞菌的抑菌圈直径分别为 30mm、26mm、22mm、15mm。在抗生素敏感性测试中,其对四3环素、氨苄青霉素、红霉素、链霉素、卡那霉素均敏感,符合水产养殖益生菌的安全要求。

安全性评估


通过4腹腔注射(10?和 10? CFU/mL)和浸泡攻毒(10?和 10? CFU/mL)实验,鲤鱼未出现死亡和明显临床症状,且从其肝、脾、肾组织中未分离出 STPB10,证实该菌株对鲤鱼安全无毒。

本研究从雪鳟肠道成功筛选5出贝莱斯芽孢杆菌 STPB10,其具备耐酸、耐胆盐、黏附肠黏液、抑制病原菌等优良特性,且对鱼类安全,展现出作为水产养殖益生菌的巨大潜力。该研究为水产养殖中病害防控和环境改善提供了新的思路和候选菌株,有助于推动绿色、可持续水产养殖的发展。其成果不仅为益生菌在水产领域的应用提供了科学依据,也为其他水生动物益生菌的开发提供了参考。

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