亚得里亚海鱼类肠道微生物组研究：贝莱斯芽孢杆菌作为潜在益生菌候选的发现与应用价值

本研究针对地中海养殖业面临的疾病防控挑战，通过16S rRNA基因测序和全基因组测序技术，系统分析了欧洲鲈鱼(Dicentrarchus labrax)和金头鲷(Sparus aurata)肠道菌群特征，成功分离鉴定出具有免疫调节功能的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)DL_A4菌株。该菌株携带surfactin、bacillaene等次级代谢产物合成基因簇，能显著刺激鱼类外周血白细胞(PBLs)产生il1b、il6等促炎因子，为开发替代抗生素的益生菌制剂提供了重要候选。

　　

在地中海沿岸的蓝色牧场上，欧洲鲈鱼和金头鲷的养殖正面临严峻挑战。随着海水温度持续升高，光杆菌(Photobacterium damselae)等病原体引发的疾病爆发日益频繁，每年造成数百万美元的经济损失。更棘手的是，抗生素滥用导致耐药菌株涌现，传统防控手段逐渐失效。面对这一困境，科学家将目光投向了鱼类肠道中那些看不见的盟友——微生物组。

来自克罗地亚海洋与渔业研究所等机构的研究团队Jerko Hrabar、Ivana Babic等开展了一项开创性研究，通过对亚得里亚海8个养殖场的两种经济鱼类肠道菌群分析，不仅揭示了其核心微生物组成，更发现了一株具有益生潜力的贝莱斯芽孢杆菌。这项发表在《Animal Microbiome》的研究，为地中海 aquaculture 提供了一种可持续的疾病防控方案。

研究人员采用16S rRNA基因扩增子测序分析鱼类肠道菌群组成，通过选择性培养分离潜在益生菌，并运用Illumina和Nanopore平台对优选菌株进行全基因组测序。通过体外实验检测了菌株对抗生素的敏感性，并采用实时定量PCR(qPCR)评估了其对欧洲鲈鱼外周血白细胞的免疫刺激效应。

研究结果部分，"Fish intestinal microbiota composition and diversity"显示，欧洲鲈鱼和金头鲷肠道菌群具有高度相似性，优势菌门均为变形菌门(Pseudomonadota)、厚壁菌门(Bacillota)和放线菌门(Actinomycetota)。核心菌属包括假单胞菌属(Pseudomonas)、耶尔森菌科未分类菌(Unclassified Yersiniaceae)等。值得注意的是，可培养菌群中光杆菌占比高达29.37%，揭示了潜在的疾病风险。

"Whole genome sequencing of Bacillus velezensis"部分揭示，优选菌株DL_A4含有surfactin、bacillaene、macrolactin等8个次级代谢产物合成基因簇。这些化合物具有广谱抗菌活性，特别是对革兰氏阴性菌的细胞膜破坏作用。"Antibiotic susceptibility testing"证实该菌株对万古霉素(vancomycin)、庆大霉素(gentamicin)等10种抗生素敏感，符合欧盟食品安全局(EFSA)标准。

最具突破性的发现体现在"Quantification of target genes expression"部分。用贝莱斯芽孢杆菌刺激外周血白细胞3小时后，促炎因子il1b、il6和tnfa表达量分别提升7.43、6.21和5.03倍(log2FC)，同时抗炎因子il10也显著上调。这种平衡的免疫调节模式，既能有效激活宿主防御，又可避免过度炎症反应。

结论部分强调，这项研究首次系统描绘了亚得里亚海养殖鱼类的肠道微生物组图谱，并鉴定出具有双重功能的贝莱斯芽孢杆菌DL_A4：既能通过次级代谢产物抑制病原菌，又能调节宿主免疫。该发现为开发针对地中海 aquaculture 的特异性益生菌制剂奠定了理论基础，对减少抗生素使用、应对气候变化带来的疾病压力具有重要意义。未来研究需进一步验证该菌株在实际养殖环境中的效果，并探索其代谢产物在鱼类疾病防控中的应用潜力。