丁酸对凡纳滨对虾生长性能、肠道菌群及水体菌群的调控作用及其抑制副溶血弧菌的效果研究

推荐：本研究针对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖中副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)感染问题，通过体外抑菌实验和4周饲喂试验，系统评估了丁酸(butyric acid)及其钠盐形式(sodium butyrate)的抑菌效果及对生长性能、微生物组的影响。研究发现pH 6条件下丁酸对副溶血弧菌的MIC/MBC为20/40 mM，饲喂0.5-2.0 g/kg钠盐可显著提高增重率(PWG)和特定生长率(SGR)，并降低肠道弧菌丰度(从17.45%降至0.62%)。该研究为水产养殖中抗生素替代策略提供了新思路。

　　

在水产养殖领域，凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)因其卓越的生长性能和广盐广温适应性占据主导地位，但弧菌病(Vibriosis)的频繁暴发严重制约产业发展。传统抗生素治疗导致耐药性、残留等问题，亟需开发安全有效的替代方案。短链脂肪酸(SCFAs)特别是丁酸(butyric acid)在调节肠道健康方面具有潜力，但其在水产系统中的综合效应尚未明确。这项发表在《Aquaculture Reports》的研究，通过整合体外抑菌实验和体内饲喂试验，系统揭示了丁酸在抑制病原菌、调节微生物组方面的多重作用。

研究采用标准肉汤稀释法测定最小抑菌浓度(MIC)，结合扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察细菌超微结构；开展4周饲喂试验，设置0(CK)、0.5(SB0.5)、2.0(SB2.0)和5.0(SB5.0) g/kg丁酸钠添加组；通过16S rRNA基因测序分析肠道和水体菌群，利用PICRUSt预测KEGG代谢通路。实验用虾购自宁波日月光水产有限公司，平均初始体重2.73±0.08 g。

体外抑菌实验显示，pH 6条件下丁酸对副溶血弧菌的MIC和MBC分别为20 mM和40 mM，较pH 7条件(320/640 mM)显著降低。电镜观察发现MIC/MBC浓度导致细菌膜破裂、胞质泄漏。生长性能方面，SB0.5和SB2.0组增重率(PWG)和特定生长率(SGR)显著提高(P<0.05)，SB0.5组饲料转化率(FCR)降低。

肠道菌群分析表明，丁酸钠显著降低弧菌丰度(CK组17.45%→SB5.0组0.62%)，提升疣微菌门(Verrucomicrobiota)和黄杆菌科(Flavobacteriaceae)等有益菌。水体菌群中，假单胞菌门(Pseudomonadota)占优势(48.23-69.05%)，丁酸钠显著减少候选Aquiluna(Candidatus Aquiluna)和Tenacibaculum丰度。KEGG分析显示SB0.5/SB2.0组显著富集灵菌红素(prodigiosin)生物合成通路，SB5.0组硫胺素代谢(thiamine metabolism)通路下调。

该研究首次系统阐明了丁酸在pH依赖性抑菌、微生物组调控方面的双重机制。0.5 g/kg丁酸钠既能优化生长性能，又能维持菌群平衡，而5.0 g/kg虽抑菌效果最强但可能影响能量代谢。研究为水产养殖中精准使用丁酸提供了剂量依据，其通过"抑病原-促有益菌-调代谢"的多靶点作用，为绿色养殖提供了理论支撑。Minghan Yin等学者指出，该成果不仅拓展了短链脂肪酸在水产中的应用场景，更为解决抗生素耐药性这一全球性问题贡献了中国方案。