雜交虎龍斑消化道枯草芽孢桿菌的特性及其作為益生菌的作用

2020-12-01 中國水產養殖網

雜交虎龍斑消化道枯草芽孢桿菌的特性及其作為益生菌的作用

出處：水生動物健康評估FSI 作者： 水產養殖網 2019-04-07 21:05:00
今天小編與大家分享一篇發表在Fish&nbsp&&nbspShellfish&nbspImmunology上的文章，雜交虎龍石斑魚胃腸道枯草芽孢桿菌的特性及其作為益生菌添加劑的作用，引用信息如下：

抗生素的廣泛使用導致了對水生和人類健康有害的抗生素耐藥性。據報導，美國每年至少有200萬人遭受嚴重的抗抗生素細菌感染，超過23萬人死於這些抗抗生素細菌的感染。因而食品藥品監督管理局（Food&nbspand&nbspDrug&nbspAdministration）等部門限制了抗生素作為動物生長促進劑的使用。在這種情況下，應用益生菌可能是預防致病性感染的替代策略。
益生菌以許多積極的方式影響動物的健康，包括：（i）競爭性排除病原體，（ii）營養物質的產生和酶對消化的貢獻，（iii）抑制物質的分泌，（iv）增強免疫反應和（v）改善水質。枯草芽孢桿菌能產生細菌素和枯草桿菌素，可用於食品保存和控制食物中毒。據報導，在養殖水體中施用枯草芽孢桿菌可以提高水質，提高幼年凡納濱對蝦對哈維弧菌感染的抵抗力，從而獲得較好的生長性能。更重要的是，孢子往往在極端環境下具有很高的抵抗力，如胃液、膽汁和熱處理，這可能有利於餵養。

益生菌被廣泛用於改善動物的生長和健康。然而我國很少有海洋水生益生菌得到應用和許可。本研究從虎龍石斑魚胃腸道分離到一株芽孢桿菌屬菌株，鑑定為枯草芽孢桿菌新菌株，命名為7K。枯草芽孢桿菌7K具有良好的產孢能力，對加熱、模擬胃液和模擬十二指腸液都有很好的耐受性，表明其具有作為益生菌的潛力。我們在枯草芽孢桿菌7K的分泌物中發現了7種抗菌藥物，添加在飲食中可促進虎龍石斑魚的生長。此外，枯草芽孢桿菌7K能抑制虹彩病毒的感染，因為能夠作為維持魚類健康的適宜益生菌。我們的研究結果還表明，枯草芽孢桿菌7K在病毒感染下對虎龍石斑魚產生非特異性免疫反應。用含108和1010&nbspCFU&nbspg-1枯草芽孢桿菌7K的飼料飼餵虎龍石斑魚4～8周，虎龍石斑魚的血清溶菌酶活性、血清補體活性（ACH50）、血清殺菌活性、呼吸爆發、超氧化物歧化酶活性（SOD）和頭腎白細胞吞噬活性均顯著增強。綜上所述，枯草芽孢桿菌7K是一種在石斑魚培養應用具有持久性、生長刺激性、增強免疫力和促進健康的益生菌。
本實驗首先從虎龍石斑魚胃腸道中篩選枯草芽孢桿菌。採集新鮮腸內容物樣本後，為了排除非產孢細菌，將1g樣品在無菌PBS緩衝液中稀釋1:100，在80℃加熱15&nbspmin。在4000&nbspg條件下離心10&nbspmin&nbsp4℃後，將上清液加入LB培養基中，在37℃條件下培養24h。然後對培養基進行連續稀釋以獲得單克隆菌株。通過光學顯微鏡觀察菌落顏色、形態、大小，16s&nbsprDNA測序以及常規生理和生化鑑定確定菌株的分類。系統發育分析、生理生化特徵表明，分離株7K為枯草芽孢桿菌。隨後將0，106、108和1010&nbspcfu&nbspg-&nbsp1的枯草芽孢桿菌7K作為飼料添加劑餵養石斑魚0-8周，主要實驗結果如下：

1.細菌生長曲線
在自發酵罐中生長30小時後，枯草芽孢桿菌7K的生長進入穩定期，產孢率在48&nbsph達到峰值（95%以上）；搖瓶發酵過程中，枯草芽孢桿菌7K在18&nbsph進入穩定期，營養細胞數在36&nbsph開始快速下降，產孢率在33&nbsph達到最高點（接近20%）。
&nbsp
&nbsp
2.耐熱性和模擬Git條件的測定&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp
通過在沸水浴中處理菌株獲得了存活曲線。枯草芽孢桿菌7K的孢子經100&nbsp℃加熱2&nbspmin後，其存活率略有下降，表現出較高的耐熱性；枯草芽孢桿菌7K的營養細胞經30&nbsps熱處理後存活率急劇下降，大腸桿菌也對熱敏感，100&nbsp℃熱處理60&nbsps後沒有細胞存活。
在模擬胃液條件下，枯草芽孢桿菌7K的孢子數在第1&nbsph的減少量小於5%。對枯草芽孢桿菌7K的營養細胞和大腸桿菌進行了相同的實驗，細菌數量急劇減少，但是枯草芽孢桿菌7K的營養細胞對模擬胃液的耐受性顯著優於大腸桿菌（p<0.05）。
在模擬十二指腸液中培養3&nbsph，枯草芽孢桿菌7K的孢子表現出較高的耐受性，存活率接近100%。然而，枯草芽孢桿菌7K的營養細胞從6.43&nbsplog&nbspCFU&nbspml−1下降到1.56&nbsplog&nbspCFU&nbspml−1，顯示出對模擬十二指腸液的高敏感性。大腸桿菌在模擬十二指腸液中的數量是穩定的，這表明大腸桿菌對模擬十二指腸液有耐受性。&nbsp

&nbsp
3.細胞外抗菌試驗
枯草芽孢桿菌7K的細胞外抗菌活性測定結果見表1。枯草芽孢桿菌7K發酵液上清液可形成抑制區，並具有胞外抗菌活性。在6種病原菌中，上清液對金黃色葡萄球菌、溶藻鐮刀菌、溶血病弧菌和哈維弧菌均有抗菌作用，但對嗜水菌和外陰弧菌的抗菌作用較小。根據LC-HRMS分析，上清液中有7種主要物質（S1-S7）可能有助於抗菌效果。


&nbsp
4.枯草芽孢桿菌7K促進石斑魚生長
實驗結果如表2所示。實驗開始時，食用益生菌補充飲食和對照飲食的石斑魚的體重沒有顯著差異（p>0.05）。28天後，添加106、108和1010&nbspcfu&nbspg-&nbsp1&nbsp&nbsp枯草芽孢桿菌7K補充飲食組和對照組的石斑魚在最終體重、增重、ADG,&nbspPWG和&nbspFE&nbsp方面存在顯著差異（p<0.05）。以106、108和1010&nbspcfu&nbspg-&nbsp1&nbsp枯草芽孢桿菌7K補充飲食餵養的魚在最終體重、增重、ADG,&nbspPWG和&nbspFE&nbsp方面沒有顯著差異。益生菌補飼與對照組的存活率無顯著性差異（p<0.05）。

&nbsp
5.枯草芽孢桿菌7K的保護作用呈劑量依賴性
&nbsp通過浸泡感染SGIV，在第3天之前，添加108和1010&nbspcfu&nbspg-1&nbsp枯草芽孢桿菌7K補充飲食的魚中未觀察到死魚。感染後10天，與對照組（73.33±5.77%）相比，108（46.67&nbsp±11.55%）和&nbsp1010&nbspcfu&nbspg-1（30±&nbsp0%）益生菌補充飲食的魚的累積死亡率存在顯著差異。此外，感染後10天，採用1010&nbspcfu&nbspg-1益生菌補充飲食餵養的魚的死亡率明顯低於採用108和106&nbspcfu&nbspg-1飲食餵養的魚類（60.00±10.00%）。然而，採用106&nbspcfu&nbspg-1飲食的魚類與對照飲食的死亡率沒有顯著差異。


6.石斑魚免疫相關基因的表達&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp
&nbsp在0、106、108和1010&nbsp&nbspcfu&nbsp(g&nbspdiet)−1&nbsp條件下，經SGIV處理48小時後，食用枯草芽孢桿菌7K的組未觀察到死魚。108添加組魚的MXⅠ,&nbspMXⅡ和ISG15&nbsp三種幹擾素相關基因的表達水平明顯高於對照組和106添加組。108添加組魚MXⅠ和ISG15&nbsp的表達水平明顯低於1010添加組。106和對照組魚相比，只有ISG15的表達水平沒有顯著差異。
三種促炎細胞因子IL-1β、IL-8和TNFα在108和1010&nbsp添加組中的表達水平明顯高於0、106組，在感染病毒48小時後，1010&nbsp添加組IL-8的表達水平明顯高於明顯0&nbspcfu&nbspg−1添加組。值得注意的是，1010&nbsp添加組IL-1β的表達水平顯著高於108&nbsp添加組，但TNFα的表達顯著低於食用108&nbsp添加組。

&nbsp
7.飼料中添加枯草芽孢桿菌7K的石斑魚的非特異性免疫參數&nbsp&nbsp
在養殖的0-8周中，與對照組石斑魚相比，106、108和1010&nbsp&nbspcfu&nbsp(g&nbspdiet)−1&nbsp組石斑魚的溶菌酶活性、呼吸爆發、ACH50、SOD活性、石斑魚血清殺菌活性、頭腎白細胞吞噬活性均有不同程度的增高，且部分參數呈劑量依賴性。


小結：
綜上所述，本研究表明，從石斑魚中分離得到枯草芽孢桿菌7K具有良好的抗性，並且具有潛在的益生菌的產孢能力。枯草芽孢桿菌7K的分泌物中含有多種抗菌物質，其顯著的促生長作用以及對病原微生物感染的抑制作用使其成為一種有前途的益生菌。結果還表明，枯草芽孢桿菌7K對石斑魚的非特異性免疫反應有較好的促進作用，並可增加病毒感染時的免疫相關基因表達。總之，枯草芽孢桿菌7K是一種可用於水產養殖的有效的益生菌。


 （本文已被瀏覽 19822 次）


  文章分類

相關焦點

  • 通俗易懂地講一下枯草芽孢桿菌在土壤中的作用
    營養和空間位點的競爭 枯草芽孢桿菌的競爭作用主要包括營養競爭和空間位點競爭。 產生抑菌物質 枯草芽孢桿菌在生長過程中能產生多種具有抑菌、溶菌作用的物質，如枯草菌素、有機酸、抗菌蛋白等等，這些物質可以抑制病原菌的生長和繁殖，甚至破壞細菌結構，殺死病原菌。因此，枯草芽孢桿菌對於重茬病、根腐病、灰黴病等疾病防治效果很好。
  • 被忽視的枯草芽孢桿菌,原來這麼牛氣
    枯草芽孢桿菌 一、枯草芽孢桿菌的功效 枯草芽孢桿菌對植物的作用主要體現在以下幾個方面： 土壤中的微生物 枯草芽孢桿菌的競爭作用主要包括營養競爭和空間位點競爭。
  • 菌中之王——枯草芽孢桿菌的前世今生
    前世篇1941年非洲戰役被德國醫療軍團從馬和駱駝的糞便中分離出來；1945年Johnson等報導，枯草芽孢桿菌具有防治植物病害的作用；1980年Papavizas報導，枯草芽孢桿菌可以防治水稻等作物的多種土傳真菌病害
  • 枯草芽孢桿菌組的組成與分類
    枯草芽孢桿菌組（Bacillus subtilis group）是該屬的重要類群之一，最初由枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和短小芽孢桿菌組成。截止2019年，枯草芽孢桿菌組包括22個有效描述的物種和3個亞種。枯草芽孢桿菌組內物種形態相近，很難鑑定區分。
  • 枯草芽孢桿菌為什麼被稱為菌中之王?
    誘導植物產生抗性及促進植物生長誘導植物產生抗性作用是指枯草芽孢桿菌不但能夠抑制植物病原菌，而且還能夠誘 發植物自身抗病機制從而增強植物的抗病性能的作用。研究表明各質量分數處理的枯草芽孢桿菌均表現為對土壤呼吸作用的刺激效應，並且土壤中枯草芽孢桿菌質量分數越大，對土壤呼吸強度的刺激作用越大，即刺激強度和施藥質量分數呈正相關。7.
  • 芽孢桿菌—黴菌毒素的剋星!
    枯草芽孢桿菌NF330能顯著抑制黃麴黴和寄生麴黴的生長和產毒；芽孢桿菌產抗菌脂肽bacillomycin D對黃麴黴菌絲生長和孢子萌發都具有明顯的抑制作用；短小芽孢桿菌產生的抗真菌代謝產物可抑制多種黃麴黴菌、青黴菌和禾穀鐮刀菌的菌絲生長，從而抑制AFB1、環磷醯胺、OTA和棒麴黴毒素的產生；枯草芽孢桿菌CW14對OTA的產生菌赭麴黴3.4412和炭疽麴黴的生長抑制率分別為33.0%和33.3%
  • 地衣芽孢桿菌的作用
    微生物益生菌被稱為綠色飼料添加劑，不僅無毒副作用，而且成本低，功能性強，是一種能夠替代抗生素的替代品，在畜牧業中也得到了廣泛應用。地衣芽孢桿菌是一種已經在養殖業中廣泛應用的菌種，它的作用十分廣泛，作用也十分強大，讓我們來了解一下地衣芽孢桿菌的強大功能吧！
  • 益生菌究竟該怎麼用?指南推薦這 7 種用法
    近年來，益生菌作為輔助治療手段在維持腸道微生態平衡和改善疾病等方面取得了較大的進展，其菌種主要來源於人體內原籍優勢細菌、非常駐共生菌和生理性真菌，作用機制包括抑制病原微生物生長、抑制病原體黏附、產生營養物質和調節免疫系統功能等。
  • 枯草芽孢桿菌在土壤中需要哪些條件呢?
    簡介：枯草芽胞桿菌（Bacillus subtilis）- 細菌科芽胞桿菌屬，因廣泛分布在土壤及腐敗的有機物中，易在枯草浸汁中繁殖而得名。生長條件土壤水分、溫度和有機質含量對枯草芽孢桿菌的生長繁殖均有影響，一般情況下，適宜植物生長的條件和環境也適宜枯草芽孢桿菌的生長和繁殖。反之，乾旱、低溫和有機質匱乏對枯草芽孢桿菌的生長繁殖不利。
  • 天津工生所等闡明枯草芽孢桿菌生物膜形成機制
    天津工生所等闡明枯草芽孢桿菌生物膜形成機制 2014-12-16 天津工業生物技術研究所 【枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)中存在有CrtM類似蛋白YisP，哈佛大學Roberto Kolter教授前期研究發現YisP
  • 被稱為「菌中之王」枯草芽孢桿菌,這幾種使用方法治病效果最好
    隨著國家對農產品安全的重視程度越來越高，枯草芽孢桿菌作為一種生物菌劑，不僅能防治多種病害，還可調節作物生長，是一種無毒無殘留無汙染的生物殺菌劑，被越來越多的人們寄予厚望。但是由於枯草芽孢桿菌對溫度、溼度、光照等環境條件要求很高，如何使用才能達到理想的防病治病效果呢？
  • 亮點文章|枯草芽孢桿菌表達與調控工具相關研究進展
    枯草芽孢桿菌作為革蘭氏陽性模式微生物，由於其清晰的遺傳背景、高效的分泌能力以及簡單的培養條件等優勢被廣泛的應用於生物技術產業
  • FSI,回顧過去十年中益生菌在中國水產養殖業中的應用
    所用的芽孢桿菌種類包括枯草芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌、解澱粉芽孢桿菌、白翎芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、克勞氏芽孢桿菌、凝固芽孢桿菌和貝萊斯芽孢桿菌。某些芽孢桿菌菌株也可直接添加到養殖水體中，例如在水體中添加凝固芽孢桿菌SC8168，能顯著提高對蝦幼體的存活率和某些消化酶活性。此外，芽孢桿菌菌株也被常用作無脊椎水生動物的益生菌。
  • 甲醇芽孢桿菌凝乳酶對馬蘇裡拉乾酪加工特性的影響
    甲醇芽孢桿菌凝乳酶水解作用強。甲醇芽孢桿菌凝乳酶乾酪在成熟0 周就有明顯的蛋白水解肽生成，這是由於甲醇芽孢桿菌凝乳酶的高蛋白水解活性發揮了作用；而乾酪中的凝乳酶一般要求凝乳活力強，蛋白水解活力弱，否則會導致乾酪得率下降和苦味肽的生成，影響其品質。
  • 正確認知芽孢桿菌,避開使用中的幾大「雷區」!
    芽孢桿菌可以降低水體中硝酸鹽、亞硝酸鹽的含量，從而起到改善水質的作用。還能與養殖環境中的有害藻類以及各種致病菌競爭，形成優勢種群，起到抑制作用。一、水產常用芽孢桿菌水產中常用的芽孢桿菌有枯草芽孢桿菌、納豆芽孢桿菌（枯草芽孢的亞種）、地衣芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌、丁酸梭菌等。芽孢桿菌的特性表現在以下幾個方面：1.
  • 芽孢桿菌、乳酸菌、光合細菌等在水產養殖中都有哪些神通?
    益生菌，又稱為益生素、微生態製劑或活菌製劑。指有利於維持腸道內的微生態平衡的微生物及其代謝產物，其可通過進入並定植於宿主的消化道，促進腸道有益微生物的繁殖，抑制有害微生物生長，調節宿生腸道菌群平衡，從而改善宿主的健康。
  • 芽孢桿菌屬AMPs:無抗飼料的「種子選手」
    替抗的「種子選手」-芽孢桿菌AMPs1968年首次發現枯草芽孢桿菌可以產生抗菌脂肽類化合物surfactin。今天，我們就來跟大家分享下芽孢桿菌是如何神通廣大、發揮廣譜抗菌活性、開啟替抗新紀元的。芽孢桿菌產生的AMPs是一個龐大的家族芽孢桿菌AMPs包括兩大類。一類是非核糖體合成類抗菌肽，如表面活性肽（surfactin）、伊枯草菌素（iturin）、豐原素（fengycin）、短桿菌肽、桿菌肽等。
  • 貝智聰(五聯益生菌凍乾粉)
    益生菌是指給予一定數量的、能夠對宿主健康產生有益作用的活的微生物。益生菌作為藥物在臨床上的應用日益廣泛，世界上許多組織和國家制定了益生菌循證評價和推薦指南［1-4］。但與化學藥物不同，益生菌為活的微生物，其作用效果具有明顯的菌株特異性，即某一菌株的治療作用不代表本屬或種的益生菌均具有這一作用。
  • 獲得美國FDA藥品級認證的益生菌在疾病防治中的作用
    益生菌是指給予一定數量的、能夠對宿主健康產生有益作用的活的微生物。益生菌作為藥物在臨床上的應用日益廣泛，世界上許多組織和國家制定了益生菌循證評價和推薦指南。目前國內使用的益生菌有20餘種，主要有雙歧桿菌、乳桿菌、酪酸梭菌、布拉酵母菌、腸球菌、地衣芽孢桿菌和蠟樣芽孢桿菌等，儘管使用的細菌種類與國外相同，但是菌株絕大多數與國外不同。
  • 有益菌的種類及作用
    有益菌的種類及作用益生菌，源於希臘語「對生命有益是指改善宿主微生態平衡而發揮有益作用，達到提高宿主健康水平和健康狀態的活菌製劑及其代謝產物，益生菌存在於地球上的各個角落裡面，動物體內有益的細菌或真菌主要有：酪酸梭菌、乳酸菌、雙歧桿菌、放線菌、酵母菌等。 目前世界上研究的功能最強大的產品主要是以上各類微生物組成的複合活性益生菌。有益菌即對人體健康有益的菌種。