益生菌在水產養殖弧菌病防控中的應用
摘要:隨著水產養殖集約化和產業化的快速發展,使得水產養殖動物細菌性病害高發,市場主流防治方式——抗生素和消毒劑的大量使用,導致病原菌耐藥性的出現,還會造成環境污染。益生菌因其具有獨特的生理功能,調節腸道健康和拮抗病原菌,無抗藥性且安全,漸漸走入水產養殖視野。本文從益生菌主要種屬益生功能特性、對水產養殖動物魚類、甲殼類以及貝類的防控應用研究進行概述,以期為益生菌對水產養殖的弧菌病防治研究提供理論參考。
關鍵詞:益生菌;水產養殖;弧菌病;應用
水產養殖集約化和規模化的快速發展,導致病害頻發,嚴重影響著養殖產業經濟,其中弧菌病是水產養殖中廣泛存在的細菌性疾病之一,影響著多種水產養殖動物,尤其是魚類、甲殼類和貝類等(Amaro S 等,2020)。目前水產養殖中弧菌致病菌防治多為抗生素和消毒劑,大量使用會造成弧菌產生耐藥性,同時還會污染養殖水體。益生菌作為一種可定植于水產動物腸道或改善養殖水質的有益微生物,其自身具有獨特的生理功能,無抗藥性且安全,被廣泛應用于水產養殖中,其具備諸多功能包括增強水產養殖動物的免疫力和抗病力、改善飼料適口性和提高飼料利用率、促進水產養殖動物的生長繁殖、改善養殖水體水質等方面。因此,面對水產養殖中常見病原菌弧菌,利用益生菌作為飼料添加劑,可以提高水產動物的益生功能和抑制致病菌的性能,有效降低養殖動物魚類、甲殼類和貝類的耐藥性和藥物殘留量。本文從水產養殖中常用益生菌進行了概述,敘述了弧菌對養殖動物的危害,并闡述了益生菌在水產動物魚類、甲殼類和貝類弧菌感染研究防控,同時針對益生菌在未來水產養殖上的應用方向進行了展望,以期為水產養殖動物弧菌感染疾病研究提供理論參考。
1 水產養殖中常用益生菌
益生菌是一種可定植于水產動物腸道或改善養殖水質的有益微生物,能夠提高水產動物的生長性能并維護養殖環境(田啟文等,2019)。益生菌種屬有芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌等,因其富含且能分泌產生多種酶類、細菌素、乳酸和維生素等物質而廣受歡迎。它們不僅可以單獨應用,各菌株之間按照合適比例混合也可制成復合益生菌制劑(Sumon M A A 等,2023)。研究表明益生菌能夠提升水產養殖動物腸道產生消化酶的能力,增加水產動物對飼料的利用率,同時可刺激其免疫系統,增加對病原菌的抵抗力(Hai V N 等,2015;Zorriehzahra M J 等,2016)。此外,益生菌還可將養殖水環境中的殘餌、糞便等有機物質分解,凈化養殖水質(Kuebutornye F K A 等,2022)。
1.1芽孢桿菌
芽孢桿菌分布廣泛,在泥土、空氣和動物腸道均可發現,是一種需氧或兼性厭氧菌,能夠形成孢子,對外部環境具有很高的耐受性。芽孢桿菌會降低養殖動物的餌料系數,節約飼料成本。芽孢桿菌可在水產動物腸道內分泌蛋白酶、脂肪酶等,促進腸道營養吸收,并產生水產動物生長所需的營養物質。芽孢桿菌能夠分泌多粘菌素等,可以降低有害細菌的濃度,減少疾病的發生(米少輝等,2021)。其次,芽孢桿菌有著自身的穩定性和耐受性,不會分泌產生有害物質,對水體及養殖動物不會產生危害;其還具有很強的分解能力,分解殘餌以及底質中的有機質,防止底泥營養過剩和水體富營養化(張禮等,2019)。曹巖等(2022)研究證明芽孢桿菌在飼料中添加能凈化水體、抑制水體病害,進而提高養殖收益。
1.2乳酸菌
在自然界中,乳酸菌的分布廣、種類多,屬于革蘭氏陽性球菌,能夠利用碳水化合物,同時產生大量的乳酸。乳酸菌可以產生多種酶,如脂肪酶、淀粉酶和蛋白酶等,可以分解環境中的大分子物質,同時還可以參與合成維生素、葉酸和煙酸等營養物質供動物機體生長利用。宋華文等(2018)研究證明乳酸菌添加到飼料中,會分解飼料中的抗營養因子。宋曉明等(2022)研究發現以南美白對蝦為試驗對象,發現飼料中添加1.0%濃度的乳酸菌可以顯著改善對蝦的生長性能,提高了對蝦的增重率和蛋白質利用效率,降低了飼料的餌料系數。張家國等(2014)研究證明乳酸菌菌群會在養殖動物腸道中生長繁殖,改善腸道菌群,調節菌群平衡;同時會抑制致病菌的生長繁殖,增加動物機體免疫力。王偉等(2018)研究發現海參腸道乳酸菌存在多肽類物質,抑菌試驗發現該多肽類物質對多種病原菌均有明顯的抑制作用。
1.3酵母菌
酵母菌富含各種營養物質,包括蛋白質、維生素和礦物質等,能促進水產養殖動物的生長。酵母多糖和水解物,及與其他益生菌復配均能夠促進水產動物的新陳代謝,降低養殖成本。同時酵母菌本身含有許多輔酶類物質,如輔酶A、I和Q等,對腸道有益菌的生長有著促進作用(田啟文等,2019)。張艷艷等(2015)研究發現酵母菌能夠調節腸道菌群,起到平衡腸道菌群的作用。曹巖等(2022)研究證明將酵母菌接種到玉米、豆粕輔料中進行發酵,發現發酵飼料的營養價值得到了一定量的提高,同時發現發酵后的飼料具有芳香味和酒香味,對養殖動物具有誘食性,這在一定程度上可以提高水產動物投餌率。另外,酵母菌本身含有的酶類物質能夠促進養殖水體中殘餌糞便等有機質的分解,進一步改善水質。
2 弧菌病對水產動物的危害
弧菌是一類革蘭陰性細菌,兼性厭氧,在自然界中廣泛分布。弧菌有很多種,其中對水生動物具有致病性的弧菌包括有副溶血弧菌、創傷弧菌、哈維式弧菌、霍亂弧菌和溶藻弧菌等。Chong等(2011)研究發現,石斑魚約66.7%的疾病屬于弧菌病,影響著石斑魚生長的各個階段,并會導致高達50%的死亡率。溶藻弧菌會引起大菱鲆苗種(姚志剛等,2004)和成魚(張偉妮,2006)患腹水病,導致死亡率增加。李清祿等(2001)發現鰻弧菌導致福建海水養殖的大黃魚出現病癥,死亡率加劇。弧菌導致的急性肝胰腺壞死攻毒的蝦苗在投苗后10—35d內,可達100%的死亡率(Tang K F J 等,2019)。南美白對蝦感染副溶血弧菌后,體內微量元素穩態受到影響,導致抗氧化功能受損并誘導機體炎癥(Jiao L等,2021)。陳嘉俊等(2019)證明通過人工感染實驗發現白蝦感染霍亂弧菌后出現肌肉發白癥狀,與對照組相比,死亡率大大增加。高曉建等(2015)報道稱哈維式弧菌導致了江蘇連云港地區牡蠣出現規模死亡的情況。致病性溶藻弧菌造成了山東地區菲律賓蛤仔大批量死亡,給養殖戶造成了嚴重損失(李啟蒙,2017)。
3 益生菌在水產養殖弧菌病防控中的應用
針對水產養殖弧菌病,益生菌防控逐漸成為主流形式之一。
3.1益生菌對魚類弧菌病的防治
Lee等(2020)指出,餌料中添加益生元β-葡聚糖能夠顯著緩解免疫抑制,提高免疫力,同時增強了雜交石斑魚在致病性溶藻弧菌攻毒試驗后的存活率。副干酪乳酸菌S-4對4株致病弧菌(溶藻弧菌、創傷弧菌、哈維氏弧菌、副溶血弧菌)均具有顯著的抑制作用(梁曉明等,2019)。Huang J B等(2014)研究證明餌料中添加戊糖片球菌可提高石斑魚的白細胞數量,提高了石斑魚對鰻弧菌感染的抵抗能力。Subharanjani S等(2015)發現在餌料中添加不同益生菌如凝結芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌或植物乳桿菌可顯著降低副溶血性弧菌的感染率。Sun Y等(2018)發現,在投喂餌料中添加一定量的乳酸乳球菌會增強駝背鱸魚對哈維氏弧菌感染的抗病能力。Brunt等(2007)研究發現,餌料中添加芽孢桿菌JB-1可顯著增強虹鱒魚自身的免疫能力,降低鰻鱺弧菌感染虹鱒魚的累積死亡率(CMR)。用添加復合益生菌(含有枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、乳桿菌和節桿菌)的飼料投喂軍曹魚,可顯著提高其生長性能和免疫力,并顯著降低哈維氏弧菌感染后的死亡率(Geng X 等,2012)。枯草芽孢桿菌和低聚果糖聯合使用,對卵形鯧 幼魚免疫應答和抗病性具有顯著的促進作用,同時提高了創傷弧菌感染后的存活率(Zhang Q 等,2014)。
3.2益生菌對甲殼類弧菌病的防治
張盛靜等(2015)試驗發現在飼料中添加單一或者復合益生菌均可提高南美白對蝦抵抗弧菌感染的能力,相比之下,復合益生菌的益生功能更好。南美白對蝦養殖系統中添加一定濃度的芽孢桿菌,能改善水體中的菌群結構,形成菌藻平衡,進而可以達到抑制弧菌生長的結果(張歡歡等,2016)。副溶血弧菌攻毒試驗證明,在凡納濱對蝦養殖中添加一定濃度的地衣芽孢桿菌或者枯草芽孢桿菌菌液,顯著提高了對蝦的成活率(楊運楷等,2020)。楊傳倫等(2022)研究證明枯草芽孢桿菌能夠有效抑制對蝦養殖中霍亂弧菌的繁殖,顯著提高了對蝦的成活率。益生菌可以在對蝦腸道內復雜的微生態環境中競爭生態位點,搶奪生態位點,從而阻止致病菌的定植與繁殖。胡毅等(2008)試驗證明飼料中添加益生菌會顯著降低了南美白對蝦腸道內的弧菌數量。楊運楷等(2020)還證明了復合益生菌(地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、金麗假交替單胞菌)可以提高對蝦抗副溶血弧菌感染能力,可能與復合益生菌對腸道菌群調理、提高抗病基因表達以及過氧化氫酶(CAT)活性升高有關。
3.3益生菌對貝類弧菌病的防治
張穎雪等(2020)報道,據國內文獻統計,近年來我國貝類養殖環境惡化,養殖貝類區域大規模發病死亡的弧菌病例高達61例。芽孢桿菌可促進鮑的攝食和生長,且有效提高了皺紋盤鮑魚的非特異性免疫和對副溶血弧菌感染的抵抗力(Gao X L 等,2019)。用芽孢桿菌拌料投喂雜色鮑,進行哈維弧菌感染試驗發現,相比對照組,芽孢桿菌拌料投喂提高了稚鮑的殼長和濕重(Zhao J 等,2018)。研究發現蛭弧菌可有效抑制九孔鮑的腸道致病菌弧菌數量,降低養殖水體中致病菌濃度,九孔鮑的存活率和生長率也得到了顯著提高(李歡歡等,2014)。
4 研究與展望
近年來,益生菌逐漸被用作為水產養殖動物的飼料添加劑和養殖水體的水質調節劑,水產動物攝入后可通過維持腸道微生物菌群平衡,改善動物健康水平,同時益生菌的使用可以替代抗生素降低水產動物和病原體的耐藥性,對水體環境也可以起到調節菌藻動態平衡的作用,降低水體中致病菌弧菌的濃度。
在水產養殖中,益生菌單菌株使用或是多菌株聯合使用,以及與益生元結合使用,均可起到良好的抑菌和調節水產動物抵抗力的效果。
參考文獻:(略)
文章來源于:《廣東省飼料行業協會》
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