益生菌及其代谢产物在水产养殖中的应用及展望

 

摘要:在水产养殖疾病防控时,抗生素的过度使用会导致病原菌抗药性增强和环境恶化。益生菌作为潜在的抗生素替代品备受关注。综述益生菌在水产养殖中的应用,阐述其在改善水产动物生长性能指标,增强水产动物免疫力与抗氧化能力,防控水产动物细菌性疾病、病毒性疾病,抑制水产动物寄生虫与真菌感染方面的应用效果,研究表明,其可提高饲料营养价值和转化率、调节宿主肠道微生物群落、增强宿主对疾病的抵抗力、改善养殖环境。指出当前益生菌在水产养殖应用中存在深度研究不足,益生菌产品菌体抗逆性不强,缺乏科学配比,生产工艺不足、缺乏统一标准的问题,并提出相关建议。

关键词:益生菌;水产养殖;疾病防控;应用研究

近年来,随着水产养殖业的迅速发展,养殖规模不断扩大和养殖密度不断提高,导致病害频发,造成严重的经济损失。目前,许多水产养殖动物无可用的疫苗,部分鱼虾类疫苗开发在短时间内难以取得新进展,且现有疫苗价格较高。这些均导致抗生素等化学药物过度使用,引起食品安全及环境污染问题。为此,各国专家提出使用抗菌肽、药用植物提取物、益生菌、益生元和合生元等多种相对环保的解决方案。其中,益生菌因成本低、易获得和应用便捷而广受关注。自19世纪80年代中期开始,人们在水产养殖中尝试使用益生菌,并取得良好效果,已证实益生菌有促进生长、增强免疫力、抑制疾病、改善水环境等的多种益处。目前,水产养殖业广泛应用的益生菌主要有乳酸菌、芽孢杆菌(Bacillus)、放线菌(Actinomyces)和酵母菌(Saccharomyces)等。笔者拟阐述益生菌在促进生长和新陈代谢、提高机体免疫功能、防止和控制疾病等方面的作用,简述其在水产养殖中的应用现状,为提高水产动物的健康养殖水平和降低疾病发生率提供参考。

1 益生菌在水产养殖中的应用效果

1.1 提高水产动物生长性能

益生菌可通过产生淀粉酶、蛋白酶等多种不同功能胞外酶,提高水生动物的消化吸收速率;其代谢产物包括胞外多糖、维生素、有机酸和短链脂肪酸等,可促进水产养殖动物的生长。例如,EL-Haroun等研究表明,益生菌在肠道中定植后,开始消耗碳水化合物进行自身生长,并产生淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等消化酶,这些酶有助于提高水生动物的消化率,刺激消化辅助化合物产生,促进生长。Apún-Molina 等将乳酸菌和芽孢杆菌混合用于橙色莫桑比克罗非鱼(Oreochromis mossambicus)养殖134d,发现试验组罗非鱼存活率、生长速率、生长性能均显著高于对照组。Boonanuntanasarn等将酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)冻干微胶囊添加在纹胡子鲇(Pangasianodon hypophthalmus)饲料中,证实实验组饲料转化率显著提升,纹胡子鲇的生长性能显著改善。Wang等利用由戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus) BD6、发酵乳杆菌(Lactobacillusfermentum)LW2、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)E20、酿酒酵母P13组成的混合益生菌对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)投饲56d,不仅提高了虾的存活率,还显著改善虾的健康状况和生长性能。SÃenz de Rodrigán等研究了交替单胞菌科(Alteromonadaceae)中Ppd11和Pdp13两株益生菌对塞内加尔鳎(Solea senegalensis)生长的积极作用,发现持续投喂60d益生菌的鱼体生长状况和养分利用率显著高于对照组,碱性磷酸酶活性更高,肠道菌群组成也有所改善。Wang等将地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)和褐藻寡糖加入仿刺参(Apostichopus japonicus)饲料中,发现试验组仿刺参的生长性能、多种酶活性、肠道健康、抗弧菌能力以及存活率均明显提高。Mujeeb Rahiman等将芽孢杆菌NL110和弧菌(Vibrio)NE17作为潜在益生菌加入罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)幼体的饲料中,发现试验组生存率、生长速率、终体质量均明显增加,总血细胞计数、酚氧化酶活性等参数也得到改善。一些益生菌菌株及其代谢产物可能是机体内脂肪酸、生物素和维生素B等必需营养素的来源;它们在消化道中的活性也可刺激淀粉酶、几丁质酶、脂肪酶和蛋白酶等消化酶的活性。通过这种方式,益生菌可提高饲料的消化率和营养的有效利用,从而改善饲料转化率。另外,商用益生菌的后期加工过程也在很大程度上影响益生菌发挥作用,益生菌的稳定性受到物种、菌株生物型、水活性、温度、氢离子浓度(pH)、渗透压、机械摩擦和氧气多种因素的影响。因此,在益生菌生产过程中需特别关注并采用相应技术。已提出一些增强这些益生菌抗逆境能力的方法,包括使用不透明容器、两步发酵、压力适应、添加微量营养素如肽和氨基酸,以及微囊化。研究证明,用海藻酸盐和高玉米淀粉微胶囊化并涂有壳聚糖的鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)ATCC 7469在改善虹鳟(Oncorhynchus mykiss)的健康状况、生长性能和肉质方面的效果均比未封装益生菌更佳。这也为益生菌在水产养殖业中的实际应用提供新的思路。

总的来说,益生菌可通过调节养殖动物肠道微生态和促进有益菌群的生长,在水产养殖中发挥重要作用,有提高存活率,促进生长发育,增强消化吸收能力,改善饲料利用率,提高营养利用率,改善消化过程等作用。然而,目前相关研究存在一些不足,例如缺乏对不同类型水产动物益生菌需求的全面了解、益生菌菌株的筛选及鉴定工作不够深入、益生菌添加剂的剂量及使用方法尚未统一规范等。此外,一些研究仍停留在实验室阶段,缺乏实际场景的验证和应用。未来的发展方向包括深入研究水产动物对益生菌的特殊需求,开展更多益生菌菌株的筛选和鉴定工作,建立更为完善的益生菌添加剂使用指南,推动益生菌在水产养殖中的大规模应用和产业化,并结合纳米技术、基因编辑等先进技术手段,优化益生菌的应用效果。同时,加强对益生菌与环境微生物以及与抗生素耐药性传播之间关系的研究,确保益生菌的安全性和可持续性发展。随着不断的研究和实践,益生菌在水产养殖领域的应用前景将更加广阔。

1.2 增强水产动物免疫力与抗氧化能力

益生菌可影响水生动物肝脾肾等免疫器官的生长发育,从而影响水生动物的免疫功能。已有较多研究报道了益生菌及其代谢产物对免疫应答和抗氧化能力的提升作用。益生菌及其代谢产物通过刺激宿主的免疫系统,包括提升补体、干扰素(IFN)、白介素(IL)、免疫球蛋白(Igs)、溶菌酶(LYZ)、酚氧化酶(PO)、过氧化氢酶(CAT),超氧化物歧化酶(SOD)等的活性,增强宿主的免疫和抗氧化能力。Shukry等发现,在日粮中添加米曲霉菌(Aspergillus oryzae)可调节盐胁迫的罗非鱼的血清生化指数、免疫反应、氧化应激以及细胞因子基因的转录,包括热休克蛋白70(HSP70)、IL-1β、IL-8基因转录的上调,LYZ.CAT、SOD活性增加等。Zhao等发现,在膳食中添加贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis)和沙克乳酸杆菌(Lactobacillus sakei)可调节虹鳟的生长代谢和免疫力,以及血清酶活性、肠道微生物组和对致病菌的抵抗力,微生物相对丰度、代谢产物和与免疫和生长相关的基因表达之间显著正相关关系。Adeshina等发现,在鲤(Cyprinus carpio)幼鱼日粮中添加嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)可改善肠道形态(长度、宽度和绒毛吸收面积更佳),提高抗氧化功能和免疫反应,表现为SOD.CAT、IL-8、反式生长因子-β、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)表达水平提高。Salinas等发现,芽孢杆菌和乳酸菌可激活金头鲷(Sparus aurata)的吞噬细胞,使金头鲷吞噬细胞的数量和活性增加,且血清中IgM的生成量上调,芽孢杆菌和乳酸菌混合使用还有协同作用,使效果增强。Mohapatra 等给野鲮(Labeo rohita)服用由乳酸菌、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母组成的复合益生菌,野鲮血清IgM水平提高,过氧化物酶活性显著上升,标志着巨噬细胞的活性上升,这也证实益生菌可通过激活吞噬细胞而提高水产动物的免疫反应。Panigrahi等发现,芽孢杆菌等益生菌可显著改善印度明对虾[Fenneropenaeus indicus (Penaeus indicus)]的生长、生存和免疫力,表现为粒状血细胞、半颗粒细胞数量增多,多种免疫相关基因相对表达水平上调,PO、LYZ活性上升等。另外还有研究注意到β-防御素、生长转化因子-1β等细胞因子的诱导。Rocha等发现,热灭活的益生菌同样具有刺激水产动物免疫反应的作用,用灭活的植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum) L-137处理RTgutGC细胞,发现细胞间隙通透性降低,IL-1β表达量升高,Anxa1则降低;加入饲料中喂食大西洋鲑(Salmo salar)后,通过RNA-seq分析发现,L-137可调节大西洋鲑的生理反应,使鱼在生长过程中可更好地抵御应激和病害侵袭。

综上,益生菌通过多种机制增强水生动物的免疫力和抗氧化能力:1)益生菌可刺激水生动物的免疫系统,促进免疫细胞的产生和活性,提高对病原体的抵抗能力;2)部分益生菌有抗氧化性质,可清除自由基和其他有害氧化物质,保护细胞免受氧化损伤,加强水生动物的抗氧化能力;3)益生菌有助于调节肠道微生态平衡,抑制有害细菌的生长,促进有益菌群的繁殖,提高肠道健康程度,间接增强免疫系统;4)部分益生菌具备抗炎特性,可减轻水生动物因炎症而产生的损伤,维持免疫系统的平衡。相较于化学添加剂,益生菌具有以下优势和重要性:1)益生菌对水生动物和环境无毒副作用,使用安全可靠;2)益生菌应用不易导致抗药性,长期使用也不会对水产环境造成污染,对水产业的发展具有长期积极的影响;3)益生菌通过多重机制增强水生动物的免疫力和抗氧化能力,与单一化学添加剂相比,效果更全面,且能减少耐药性问题;4)益生菌可提高水生动物的消化吸收功能,改善生长发育,从而促进养殖业的可持续发展。

1.3 防控水产动物细菌性疾病

水产养殖中由细菌感染引起的疾病,是引起水产动物发病率和死亡率居高不下的主要原因之一。水产动物细菌性疾病的病原有哈维弧菌(Vibrio harveyi)、副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)、溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)、荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)、杀鲑气单胞菌(Aeromonas salmonicida)、迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、鲁氏耶尔森菌(Yersinia ruckeri)、美人鱼发光杆菌(Photobacteriumdamselae)等。过去抗生素的滥用导致水环境中耐药菌种越来越多,抗药性也逐渐增加,治疗变得越发困难。益生菌细菌素等代谢产物的出现为解决此问题提供了一种有效方法。益生菌在水产动物细菌性疾病的预防和治疗方面,已经有不少理论研究和实践应用。

常见水产动物益生菌有芽孢杆菌、乳酸菌、光合细菌、蛭弧菌(Bdellovibrio bacteriovorus)、酵母菌等,可在很大程度上抑制致病菌和微囊藻等有害生物繁殖,减少病害发生。关于它们对水产动物细菌性疾病的防治,已有较多研究及综述,笔者主要阐述水产养殖中常见致病菌在特定情况下亦可发挥有益作用,但作用效果高度取决于病原体和宿主的遗传组成。例如.Smith等发现, 荧光假单胞菌F19/3菌株可竞争性地抵抗患有疖病的鲑(Oncorhynchus keta)体内的杀鲑气单胞菌,该菌株本身致病性不强,不会给鲑造成明显的危害。溶藻弧菌可拮抗引起鲑科疾病的杀鲑气单胞菌、鳗弧菌(Vibrio anguillarum)和创伤弧菌(Vibrio vulnificus)。铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)对宽沟对虾(Penaeus latisulcatus)的生长、免疫反应和存活率均表现出良好的促进效果,可通过饲料投喂方式进行疾病控制。养殖水中添加海利斯顿氏菌(Vibrio pelagius),可提高大菱鲆(Scophthalmusmaximus L.)幼鱼的存活率,并抵抗豚鼠气单胞菌(Aeromonas caviae)的感染。此外,嗜水气单胞菌、河流弧菌(Vibrio fluvialis)、肉食杆菌(Carnobacteriumsp.)、藤黄微球菌(Micrococcus luteus)等益生菌可抵抗杀鲑气单胞菌,提高鱼体的免疫能力和存活率。链霉菌(Streptomyces sp.)可竞争性排斥嗜水气单胞菌,促进斑马鱼体内免疫应答,提高斑马鱼(Daniorerio)的存活率。

在染病和抗病性上,不同水产动物和细菌种类有高度特异性,甚至同一物种也会存在不同程度的差异。通常被划定为益生菌的芽孢杆菌和乳酸菌,有的菌株却有致病性。比如一些蜡样芽孢杆菌产生的蜡菊酸与催吐型食物中毒的暴发密切相关,在某些情况下,乳酸杆菌可作为机会病原体,导致乳酸杆菌菌血症阳和心内膜炎等。生长环境不同的同种水产动物肠道菌群可能存在很大差异,益生菌在肠道的定植和对病原菌的竞争排斥有所不同,作用效果也不一致。同种细菌不同菌株发挥的功能也存在较大差异,不能一概而论,这是商用益生菌筛选需要注意的地方。

1.4 防控水产动物病毒性疾病

病毒性疾病传染性强、传播速度快,而且宿主范围广,死亡率高,常导致巨大的经济损失,是水产养殖业发展的瓶颈。目前水产养殖业多数病毒性疾病无药物可治,通常以防为主,农户多通过改善养殖环境、做好消毒工作来防控病毒性疾病。少数研究已证实益生菌抵抗病毒入侵水生生物宿主的功效,但研究成果远远不如细菌性疾病。利用益生菌开发抗病毒药物是目前的研究难点,近年来,关于益生菌的抗病毒活性的认识也逐渐提高。Kamei 等利用空斑减数试验从淡水鲑(Oncorhynchus keta)孵化场筛选具有抗病毒活性的细菌,从环境沉积物中分离了710株菌株,发现假单胞菌属(Pseudomona sp.)细菌有良好的抗传染性造血器官坏死病病毒(Infectioushematopoieticnecrosis virus,IHNV)效果。Maeda等发现,黄带拟鲹(Pseudocaranx dentex)幼鱼自然感染黄带拟鲹神经坏死病毒(Striped jack nervous necrosis virus,SJNNV)后,假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)VKM-124菌株对SJNNV有抑制作用,幼鱼存活率提高。Son等探究饲料中添加植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)对点带石斑鱼(Epinepheluscoioides)的影响,发现乳杆菌提高了石斑鱼抗石斑鱼虹彩病毒(Grouper iridovirus, GIV)的能力,石斑鱼的生长性能以及非特异性免疫力提高。Harikrishnan等研究乳酸杆菌和芽孢乳杆菌(Sporolacto bacillus)两种商用菌在牙鲆(Paralichthys olivaceus)的抗淋巴囊肿病毒(Lymphocystisdisease virus, LCDV)活性,结果显示,两种益生菌均可增加牙鲆对LCDV的抵抗力,并可提高牙鲆的部分免疫学参数。Chai等从中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)肠道中分离出芽孢杆菌菌株PC465,并通过饮食给药评估了其对凡纳滨对虾(L.vannamei)的抗病毒效果,结果显示,PC465可优化虾的肠道微生物结构,改善虾的免疫应答状态,也增强对白斑综合征病毒的抵抗力。Moreno等提取希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens) Pdp11菌株的活性成分,发现Pdpl1提取物在E11细胞中和欧洲古齿鲈(Dicentrarchus labrax)体内均发挥抗神经坏死病毒(Nervous necrosis virus, NNV)的效果,主要通过影响病毒组装和释放;这种提取物也诱导了免疫反应的发生。Waiyamitra等研究发现,预防性口服芽孢杆菌可促进橙色莫桑比克罗非鱼(Oreochromis mossambicus)抗罗湖病毒(Tilapia Lake Virus, TiLV)感染,可促进发病期CXCL8、VIPERIN、MX等免疫相关因子的表达,提高感染TiLV罗非鱼的存活率。这些研究表明,益生菌调节机体免疫应答可能是保护机体免受病毒攻击的一个重要因素,虽然需更多研究来解释这些益生菌的抗病毒机制。

益生菌也可作为病毒疫苗载体,Min等将传染性胰腺坏死病毒(Infectious Pancreatic NecrosisVirus, IPNV)中表达衣壳蛋白VP2和VP3的基因与乳酸杆菌质粒重组,并对虹鳟进行口服免疫,结果显示重组乳酸杆菌成功引起鱼体抗IPNV免疫应答。Chen等利用基因工程技术将嗜水气单胞菌黏附因子AHA1基因用作肠上皮细胞的靶向分子,构建包含IPNVVP2基因和AHA1基因的重组质粒,构建重组干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)pPG-612-AHA1-CK6-VP2/L.casei393,以表达AHA1-CK6-VP2融合蛋白,结果显示,口服重组干酪乳杆菌的虹鳟肠黏膜表面表达了该融合蛋白,且该融合蛋白可诱导虹鳟中针对IPNV的特异性血清IgM和皮肤黏液IgT的产生,且鱼体内IL-1β、IL-8、CK6、MHC-II、Mx和TNF-1α的转录水平显著提升。Jia等制备表达鲤春病毒血症病毒(Spring viremia of carp virus, SVCV)G蛋白的壳聚糖-海藻酸盐微胶囊益生菌疫苗,并评价口服微胶囊益生菌疫苗对鲤的免疫原性,结果显示,微胶囊益生菌疫苗可诱导鲤的强效抗原特异性免疫反应,为鲤提供有效的抗SVCV保护。这表明微胶囊益生菌疫苗也是一种有前景的鱼类疫苗策略,并适用于大规模鱼类免疫,这些研究为未来开发以益生菌为载体的口服疫苗提供了有价值的新策略。

目前,关于益生菌抗病毒病研究多停留在作用效果方面,但作用机制未明。虽有大量文献证实益生菌有免疫调节作用,但还不足以推测益生菌潜在的抗病毒作用。因此,应该进行更多的研究来说明益生菌对水产动物病毒性疾病的影响和可能的机制。

1.5 防治水产动物寄生虫与真菌性疾病

寄生虫疾病在水产养殖中较为普遍,会感染鱼虾等水生动物。寄生虫引起的疾病会导致生长受阻、免疫力下降、疾病传播等问题,严重影响水产养殖产量和质量。真菌疾病亦在水产养殖中广泛存在,主要感染鱼虾等水生动物。真菌感染通常会引起皮肤溃疡、腹水、器官损伤等症状,严重时可导致死亡、产量减少等问题。传统治疗方法主要包括化学药物、抗生素等,但存在药物残留、抗药性、药物毒副作用问题,需要探索利用益生菌、生物防治等方式来防治水产养殖中的寄生虫和真菌疾病。

目前,关于水产养殖中益生菌的抗寄生虫作用研究较少。Pieters等证明,虹鳟口服温和气单胞菌(Aeromonas sobria)GC2菌株和热杀索丝菌(Brochothrix thermosphacta)BA211菌株可增强对多子小瓜虫(Ichthyophthirius multifiliis)的抵抗力,其中GC2菌株的保护作用更为有效。Yanuhar等利用含有芽孢杆菌、乳酸菌和亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)的混合益生菌制剂治疗鲤碘泡虫(Myxobolus cyprini)感染,组织病理学观察发现加入益生菌的组鳃组织损伤明显减轻。从疫苗的角度考虑,Sun等利用枯草芽孢杆菌孢子与华支睾吸虫(Clonorchis sinensis)的副肌球蛋白CsPmy重组,使孢子的表面稳定而丰富地表达CsPmy蛋白,服用该孢子后的草鱼(Ctenopharyngodon idella)血清、皮肤黏液、胆汁和肠黏液中的特异性抗CsPmyIgM水平,以及脾脏和头肾中IgM和IgZ的mRNA水平均显著升高,脾脏和头肾的IL-8和TNF-α转录本水平也明显高于对照组。该实验表明,以枯草芽孢杆菌孢子为载体表达CsPmy蛋白可能是一种有发展潜力的疫苗生产方式。

现有的研究表明,益生菌对真菌感染也有一定的预防和抑制效果,益生菌可抑制致病真菌生物膜的形成,亦可抑制致病真菌的黏附,但目前在水产养殖中关于益生菌抗真菌的研究尚少。水霉病是一种常见于鱼皮伤口区域的继发感染,感染后呈棉花状覆盖在鱼体,后期鱼体肾、膀胱等部位出血病变。Nurhajati等研究发现,植物乳杆菌FNCC 226菌株对感染鲇(Pangasius)的寄生水霉(Saprolegnia parasitica)A3,无论在体内还是体外,均发挥一定抑制效果。Lategan等发现,中间气单胞菌(Aeromonas media)A199菌株对澳洲鳗鲡(Anguilla australis)水霉病的预防与治疗均有较好效果,说明A199菌株可作为控制鳗鱼水霉病暴发的候选药剂。镰刀菌病是由镰刀菌(Fusarium solani)寄生在大口黑鲈等淡水鱼上引起发炎、溃烂的疾病,严重时可引起大批死亡。Jastaniah等发现,乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)可增强凡纳滨对虾(L.vannamei)对镰刀菌病的抗病能力,同时促进对虾生长,改善肠道健康和免疫状态,提高饲料利用率。寄生虫和真菌疾病也是困扰水产养殖业的一大问题,但迄今针对寄生虫和真菌病原体的益生菌候选药物很少。对益生菌抗寄生虫和抗真菌的研究仍停留在作用层面,未在作用机制上深入研究。

2 问题与展望

益生菌在水产养殖中的应用目前还处于初步发展阶段,不可避免地会出现诸多问题:

1)深度研究不足。相较于畜牧业等领域,水产养殖中益生菌研究相对不足,尚未建立完善的研究体系和技术支持。

2)益生菌产品研发问题。目前在水产养殖中,益生菌产品菌体抗逆性不强,菌株适应性差。水生动物的体温特性、水质情况等与陆生动物有明显差异,一些益生菌菌株在水产环境中的适应性有限,部分益生菌菌株对高温、酸碱环境、氧气浓度等逆境条件的抵抗能力较弱,影响了其在水产养殖中的应用效果。

3)缺乏科学配比。益生菌产品的商用配比可能存在问题,未能科学合理地配合其他饲料添加剂或益生元。

4)生产工艺不足。一些益生菌产品在生产加工过程中可能存在工艺不严谨,容易导致产品污染或失活,降低产品质量。

5)缺乏统一标准。目前益生菌在水产养殖中的应用缺乏统一的标准和规范,导致产品质量参差不齐。

针对上述问题提出一些建议,也是未来解决问题要考虑的关键点:

1)开展益生菌与养殖环境互动机制研究。运用高通量测序和单细胞分析等技术手段,深入研究益生菌在水产动物和水环境中的作用机理,以及益生菌与水产养殖环境的互动关系,探究不同环境因素对益生菌功能的影响,为益生菌应用的精准化调控提供科学依据。

2)培育适应性更佳的益生菌菌株。利用水产动物相关微生物数据和基因组信息,运用生物信息学技术确定菌群的遗传机制,指导新益生菌菌株的分离。利用诱变育种、代谢控制育种、基因组重排、适应性进化等先进育种技术,有针对性地培养易定植、耐高温、耐储存、耐强酸、耐胆盐的高活性菌种,使益生菌更易适应不同水产养殖系统的环境,提高实际应用效果。

3)优化益生菌的投喂方式和剂量。研究益生菌在不同饲料中的添加比例和最佳投喂时间,制定科学合理的喂养方案。结合水环境实际状况,科学合理地将益生菌与益生元、后生元、复合酶制剂、中草药等饲料添加剂配合使用,并注意调整合理配比,有助于提高益生菌在水生动物肠道内的功能发挥。

4)推动益生菌在水产养殖中的标准化应用。加强益生菌质量控制与标准化,建立严格的益生菌质量控制标准,包括菌种鉴定、有效活菌数检测和保藏条件等方面。制定益生菌在水产养殖中的标准应用指南和操作规程,推广先进的养殖模式和成果,促进益生菌应用的规范化和普及化。

5)加强益生菌技术的示范推广。结合实际养殖场情况,开展益生菌应用的示范推广工作,通过现场示范、技术培训等形式,帮助养殖者更好地掌握益生菌应用技术并加以推广。也可借鉴医学经验,设计水产动物微生物检索系统和预测系统,实现从业人员间的信息共享,包括水产养殖中不同菌种的主要功能、代谢产物、致病性等。

在人类中证实,益生菌可调节肠道菌群,这些肠道菌群在大脑发育(即肠-脑轴)和行为控制中扮演重要角色。然而,在水产动物方面,目前尚无相关研究数据报道。当前,水产养殖领域益生菌的研究仍有很大的发展空间,未来的研究方向可能包括肠道菌群的转录组和蛋白质组、肠道微生物之间的相互作用、宿主与微生物之间的相互作用、益生菌对宿主抗氧化状态的影响以及益生菌可能带来的副作用等。总的来说,作为有潜力的抗生素替代品,益生菌制剂研究应加快进度,成为一项备受关注的议题。