加州鲈肠道芽孢杆菌的筛选及其功能研究

加州鲈(Micropterus salmoides)肉质鲜嫩,深受消费者喜爱,是我国重要的淡水养殖品种之一。但随着加州鲈集约化养殖程度的提高、水环境的恶化,导致病原微生物对加州鲈的危害加重,加州鲈养殖业的健康可持续发展受到了严重制约。益生菌是一种有效且环保的抗生素替代品。芽孢杆菌作为水产养殖中最常用的益生菌之一,主要用于促进水生动物的生长及改善水质。所以研究和开发应用芽孢杆菌对加州鲈健康养殖尤其重要。本研究从健康加州鲈肠道分离鉴定芽孢杆菌,根据生物学特性筛选出安全且产酶能力强的芽孢杆菌,研究菌株的药物敏感性、生物被膜形成以及对人工胃肠液、高温耐受等特性,将益生芽孢杆菌添加在饲料中饲喂加州鲈,研究其对加州鲈生长、免疫因子表达和抗诺卡氏菌的能力。本研究主要结果如下:1、从健康加州鲈肠道分离到94株芽孢杆菌,通过16S r DNA序列分析,鉴定枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)22株,短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)13株,高地芽孢杆菌(Bacillus altitudinis)15株,蜡样芽孢杆菌(Bacillus cerInnate mucosal immunityeus)24株和未明确分类的芽孢杆菌20株。根据《饲料添加剂品种目录》选择可以添加在养殖动物中的芽孢杆菌(枯草芽孢杆菌和短小芽Naporafenib体内孢杆菌)开展研究,根据菌株的溶血性与产酶特性,筛选到无溶血性且具备产蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶及脂肪酶能力的四菌株,分别为枯草芽孢杆菌K-3、K-12、K-13、K-22。2、对四株枯草芽孢杆菌的生物特性研究表明,四株菌均是强生物被膜形成株,对庆大霉素、大观霉素、氧氟沙星、头孢唑林等多种常见抗生素敏感,四株菌在p H=2的人工胃液中2 h的存活率较低(<60%),在p H 3-4的人工胃液中培养2 h存活率较高(25.85%~100%),其中菌株K-12和K-13的存活率接近100%且高于K-3和K-22的存活率;四株菌在人工肠液中培养2 h的存活率达到100%。在60℃、70℃、80℃和90℃条件下分别水浴30 min,活菌数分别接近1×10~8 CFU/m L、1×10~7 CFU/m L、1×10~5CFU/m L和1×10~4 CFU/m L,表现出一定的耐高温能力。3、将四株菌制备成芽孢并添加至加州鲈膨化饲料,使饲料芽孢含量保持在1×10~9 CFU/g,投喂加州鲈42 d。结果表明K-13实验组的体重增长率显著高于对照组(P<0.05);K-12、K-13实验组的肠道脂肪酶、蛋白酶酶活性显著高于对照组(P<0.05);与对照组相比,K-13投喂组的头肾、脾、肠中促炎因子表达水平下调,抑炎因子表达水平上调,表明菌株K-13具有促进加州鲈生长且减轻加州鲈肠道炎症发生的潜力。4、体外抑菌实验结果显示菌株K-13拮抗诺卡氏菌(Nocardia seriolae),将K-13菌株拌料投喂加州鲈14 d,腹腔注射0.1 m L浓度1×10~5 CFU/m L的诺卡氏菌,结果显示,与对照组相比,实验组的加州鲈死亡时间减缓,死亡率降低,菌株K-13对加州鲈保护率达37.78%,表明菌株K-ABT-26313能拮抗诺卡氏菌,降低诺卡氏菌对加州鲈的致死率。5、将含K-13芽孢浓度为1×10~9 CFU/g的饲料投喂加州鲈,以常规饲料投喂作为对照组,连续7 d计数肠道中芽孢杆菌数量。结果显示,3 d内肠道中的芽孢杆菌数维持在1×10~4CFU/m L,5 d时肠道中芽孢杆菌数量为5×10~3CFU/m L,显著高于对照组(<50 CFU/m L)。表明投喂含K-13菌株饲料后,K-13菌株在肠道内至少定植5 d。综上所述,本研究分离并筛选到枯草芽孢杆菌K-13具有安全性高、产酶能力强、拮抗诺卡氏菌、促进加州鲈生长等特性,可作为加州鲈饲料添加的益生菌制剂,具有较好的应用前景和推广应用价值。