微生態(tài)制劑與水產(chǎn)養(yǎng)殖

1水產(chǎn)用益生菌對提高水產(chǎn)動物免疫機(jī)能的作用

益生菌不僅可以凈化水質(zhì)，還能促進(jìn)水產(chǎn)動物的生長，提高水產(chǎn)動物的免疫力和抗病力等。目前，應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的益生菌主要有光合細(xì)菌、噬菌蛭弧菌、乳酸桿菌、芽孢桿菌、雙歧桿菌、酵母菌、硝化細(xì)菌和乳桿菌等。

1．1光合細(xì)菌

光合細(xì)菌(Photosyntheticbacteria，PSB)是利用光能和CO2維持自養(yǎng)生活的有色細(xì)菌，主要是水生細(xì)菌，革蘭氏陰性，含有菌葉綠素和類胡蘿卜素;在厭氧光照或好氧黑暗的條件下進(jìn)行光合作用，但不產(chǎn)生O2;光合細(xì)菌包括3科18屬的細(xì)菌。光合細(xì)菌所含營養(yǎng)豐富，還有CoQ、維生素B、葉酸等，可以提高水生動物的免疫力，促進(jìn)生長并且改善水質(zhì)。沈錦玉等將光合細(xì)菌添加于飼料并潑灑到養(yǎng)殖水體中，改善了水質(zhì)，并使鯽魚、羅非魚血清中溶菌酶活性明顯高于對照組，大田試驗(yàn)也取得了較好的效果，降低了發(fā)病率，也提高了產(chǎn)量。劉慧玲等向養(yǎng)殖羅非魚苗的養(yǎng)殖水體中投入密度為4．5×104cfu/ml的光合細(xì)菌時，魚組織中的過氧化物酶、堿性磷酸酶、超氧化物歧化酶、溶菌酶和抗菌活力均顯著高于對照組，存活率也提高了6．67%。王有基等發(fā)現(xiàn)光合細(xì)菌制劑可以提高鯉魚白細(xì)胞的吞噬活性，增強(qiáng)血清溶菌酶活力。

1．2芽孢桿菌

芽孢桿菌(Bacillus)是一類能形成芽孢(內(nèi)生孢子)的異養(yǎng)型細(xì)菌，革蘭氏陽性，具有生長速率快、溶解氧要求濃度低、能忍受酸性的環(huán)境優(yōu)點(diǎn);可促進(jìn)水產(chǎn)動物營養(yǎng)物質(zhì)吸收，提高其消化機(jī)能，減少氨氮、亞硝酸鹽和H2S等有毒有害物質(zhì)，降解水體中的有機(jī)碎屑，優(yōu)化養(yǎng)殖環(huán)境，促進(jìn)水環(huán)境生態(tài)良性循環(huán)等功效，我國規(guī)定可以添加在飼料中的芽孢桿菌為地衣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌。丁麗等發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌對異育銀鯽免疫器官指數(shù)和溶菌酶的影響最大;謝佳磊等在飼料中添加枯草芽孢桿菌發(fā)現(xiàn)對克氏原螯蝦的免疫機(jī)能有促進(jìn)作用，其酚氧化酶活力明顯增加;沈文英等發(fā)現(xiàn)在基礎(chǔ)飼料中添加1×105CFU/g枯草芽孢桿菌后，草魚血清重點(diǎn)免疫球蛋白M，補(bǔ)體C3含量和堿性磷酸酶(AKP)活性顯著升高，而髓過氧化物酶(MPO)和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)活性顯著降低，可以提高草魚的免疫力和抗氧化功能。李衛(wèi)芬等報(bào)道在飼料中添加芽孢桿菌可以改善提高草魚機(jī)體免疫力和抗氧化功能。Aly等發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌可以抑制熒光假單胞菌(Pseudo-monasfluorescens)的生長，而此類菌會導(dǎo)致魚類內(nèi)臟敗血性壞死從而造成死亡。張賽樂等研究發(fā)現(xiàn)黃姑魚投喂伴有枯草芽孢桿菌的飼料后能有效提高黃姑魚白細(xì)胞吞噬活性。Vaseeharan等研究發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌可以提高斑節(jié)對蝦的免疫力從而對哈維氏弧菌有較好抗病能力，使其在感染后死亡率減少90%。Bandyopadhyay等報(bào)道從卡特拉鲃腸道中分離出來的BacilluscirculansPB7，可以提高卡特拉鲃的免疫力及其對嗜水氣單胞菌的抗病能力。

1．3噬菌蛭弧菌

噬菌蛭弧菌(Bdellovibriobacteriovorus)是一類專門以捕食細(xì)菌為生的寄生性細(xì)菌，具有寄生和裂解細(xì)菌的生物學(xué)特性，可以將致病菌限制在較低水平上，其對嗜水氣單胞菌、副溶血弧菌、鰻弧菌、溶藻弧菌、哈維氏弧菌、大腸桿菌、熒光假單胞菌和愛德華氏菌等革蘭氏陰性菌均有較好的裂解作用;同時，還可以有效控制養(yǎng)殖水體的化學(xué)需氧量、硫化物和氨氮存留量。徐琴等以1%的比例在中國對蝦基礎(chǔ)飼料中添加噬菌蛭弧菌，發(fā)現(xiàn)它能促進(jìn)對蝦生長，提高免疫因子活性。梁思成等發(fā)現(xiàn)在飼料中添加蛭弧菌具有改善銀鯽腸道菌群和提高免疫相關(guān)酶活性的作用;張梁等發(fā)現(xiàn)用添加蛭弧菌的飼料喂養(yǎng)草魚，草魚的脾臟和胸腺的免疫器官指數(shù)逐漸升高，血液中的NBT陽性細(xì)胞數(shù)量逐漸增加，血清抗菌活性與溶菌酶活性逐漸升高，用溫和氣單胞菌疫苗免疫后，草魚的免疫應(yīng)答水平明顯提高。鄧時銘等發(fā)現(xiàn)飼料中添加蛭弧菌微生態(tài)制劑，能對機(jī)體的免疫器官和免疫細(xì)胞產(chǎn)生影響，能調(diào)節(jié)機(jī)體的非特異性免疫功能。韓宇翔等研究發(fā)現(xiàn)噬菌蛭弧菌能夠顯著提高鱘魚的血清溶菌酶、堿性磷酸酶和過氧化物酶等免疫相關(guān)酶活性。

1．4酵母菌

酵母菌是單細(xì)胞真菌，是兼性厭氧菌，在有氧條件下可將糖類分解為CO2和水，無氧條件下產(chǎn)生CO2和乙醇。丁麗等研究表明酵母菌對異育銀鯽血清SOD水平的影響較大。Andlid等從虹鱒胃腸道分離的漢遜德巴利酵母(HF1)體外可抑制魚病原菌殺鮭氣單胞菌和鰻弧菌;徐琴等分別以1%的比例在中國對蝦基礎(chǔ)飼料中添加粘紅酵母，發(fā)現(xiàn)其能促進(jìn)對蝦的生長，提高免疫因子活性。陳秋紅等研究表明酵母菌可中和腸道中毒素，直接與腸道病原體結(jié)合，有效抑制腸道病原體的繁殖，改善腸道微生態(tài)環(huán)境，從而增強(qiáng)機(jī)體的免疫能力及抗病能力。

1．5硝化細(xì)菌

硝化細(xì)菌是將水中的氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸和硝酸的一類細(xì)菌，包括亞硝化菌和硝化菌，是好氧自養(yǎng)型細(xì)菌，革蘭氏陰性;氨氮和亞硝氮是影響水質(zhì)的重要指標(biāo)，一旦超標(biāo)將會引起水產(chǎn)動物病害的發(fā)生，而硝化細(xì)菌可以將其轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，被機(jī)體吸收與利用。李長玲等研究發(fā)現(xiàn)硝化細(xì)菌可顯著改善羅非魚苗培育環(huán)境的水質(zhì)，增強(qiáng)魚的抗病能力，當(dāng)硝化細(xì)菌濃度為100cfu/L時，幼魚的堿性磷酸酶活力、溶菌酶活力以及超氧化物歧化酶活力都有明顯提高。

1．6雙歧桿菌

雙歧桿菌(Bifidobacterium)是一類外觀變化很多的厭氧型放線菌，革蘭氏陽性，能有效發(fā)酵糖類產(chǎn)生乳酸和乙酸，存在于腸道中;其中，能用于制備微生態(tài)制劑的雙歧桿菌主要有兩歧雙歧桿菌、青春雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌、短雙歧桿菌和長雙歧桿菌。桂遠(yuǎn)明等利用雙歧桿菌制劑來抑制革蘭氏陰性菌，減少腸桿菌細(xì)胞壁內(nèi)毒素進(jìn)入魚體，從而保護(hù)肝臟對鯉爆發(fā)性肝炎有一定的治療效果。鄒向陽利用雙歧桿菌作為飼料添加劑，可以提高中國對蝦幼體的免疫力，促進(jìn)提前變態(tài)，減少死亡率。

1．7乳桿菌

乳桿菌(Lactobacillus)是一種不產(chǎn)生芽孢的革蘭氏陽性菌，主要代謝產(chǎn)物是乳酸。王富強(qiáng)等在牙鲆腸道內(nèi)定植和投喂乳桿菌后發(fā)現(xiàn)牙鲆消化道內(nèi)弧菌的數(shù)量明顯下降。許褆森發(fā)現(xiàn)戊糖乳桿菌Ｒ1作為益生菌作為飼料添加劑可以取代抗生素應(yīng)用在草魚養(yǎng)殖中。吳桂玲等研究在飼料中添加乳酸菌、芽孢桿菌和節(jié)桿菌等9株菌，發(fā)現(xiàn)花鱸的巨噬細(xì)胞殺菌力顯著高于對照組，頭腎巨噬細(xì)胞數(shù)量顯著高于對照組，且對鰻弧菌有抗病力。鄺哲師等研究表明乳酸菌可以刺激吞噬細(xì)胞的吞噬功能，促進(jìn)淋巴細(xì)胞的增殖，提高細(xì)胞因子水平，增加NK細(xì)胞的活性和免疫球蛋白水平，從而達(dá)到免疫監(jiān)視和提供系統(tǒng)免疫功能。SON等現(xiàn)乳酸菌不僅提高點(diǎn)帶石斑魚的生產(chǎn)性能，還能夠強(qiáng)化免疫系統(tǒng)，增強(qiáng)對鏈球菌和彩虹病毒的耐受能力。Aly等研究表明乳酸菌可以提高尼羅羅非魚的嗜中性粒白細(xì)胞的粘著性和溶菌酶活性，同時對熒光假單胞菌和鏈球菌有較好的抵抗力。

2水產(chǎn)用益生元對提高水產(chǎn)動物免疫機(jī)能的作用

益生元是指由一些益生菌代謝所產(chǎn)生的并且可引起腸道內(nèi)相關(guān)菌群變化的一類不可消化的物質(zhì)，在水產(chǎn)中主要作為免疫增強(qiáng)劑使用。

2．1寡糖

寡糖又稱為低聚糖，可改善機(jī)體消化道內(nèi)的微生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)益生菌的增殖;此類寡糖包括半乳糖寡糖、果寡糖、甘露寡糖等。劉愛君等報(bào)道在飼料中添加0．50%～0．75%的甘露寡糖可以顯著提高羅非魚的生長性能，改善腸道結(jié)構(gòu)功能，提高營養(yǎng)物質(zhì)消化率和機(jī)體非特異性免疫功能。徐磊等發(fā)現(xiàn)在飼料中添加240和480mg/kg的甘露寡糖能提高異育銀鯽的免疫能力，增強(qiáng)魚體抗病原菌(嗜水氣單胞菌)的能力。劉含亮等在飼料中添加殼寡糖對虹鱒生長性能、白細(xì)胞吞噬百分率、吞噬指數(shù)、血清殺菌百分率以及血清、肝臟和鰓中溶菌酶活性有顯著影響。徐后國等報(bào)道在飼料中添加0．3%～0．6%的殼寡糖可以在一定程度上影響大黃魚幼魚的非特異性免疫能力。譚崇桂等在飼料中添加0．2%的β-葡聚糖、0．4%甘露寡糖、175mg/kg蛋白酶PT可提高凡納濱對蝦生長性能，改善消化酶活性，葡聚糖和甘露寡糖還具有改善血清非特異性免疫的功能。

2．2多糖

微生物非抗生素活性物質(zhì)主要有脂多糖、肽聚糖、葡聚糖和真菌多糖等，是一種具有免疫促進(jìn)效果的高分子聚合碳水化合物，具有促進(jìn)機(jī)體免疫功能、增強(qiáng)機(jī)體抗病能力與應(yīng)激能力等功能;在飼料中添加多糖的水產(chǎn)動物，其血漿蛋白和噬菌細(xì)胞活動的改變，產(chǎn)生急性期蛋白和激活巨噬細(xì)胞;而巨噬細(xì)胞表面有多糖的受體，巨噬細(xì)胞對于提高殺菌能力起關(guān)鍵作用，而且能夠產(chǎn)生影響免疫細(xì)胞和非免疫細(xì)胞的一系列的血漿移動因子。朱斐等研究表明葡聚糖可提高克氏原螯蝦超氧化歧化酶活性，從而降低其感染W(wǎng)SSV，對克氏原螯蝦有免疫保護(hù)作用。Itami等在飼料中添加肽聚糖后投喂日本囊對蝦，并對其進(jìn)行WSSV攻毒，試驗(yàn)組的成活率比對照組高60%～70%。張璐等發(fā)現(xiàn)在飼料中添加500mg/kg肽聚糖顯著提高了鱸魚的白細(xì)胞吞噬指數(shù)、血清LSZ活力和替代途徑的補(bǔ)體活力，并且對哈維氏弧菌的抵抗力也顯著增強(qiáng)。陳昌福等證實(shí)酵母細(xì)胞壁多糖對南美白對蝦的免疫系統(tǒng)和免疫相關(guān)酶有激活作用。Solem認(rèn)為脂多糖可促進(jìn)大西洋鮭(Atlanticsalmon)巨噬細(xì)胞的分裂，從而提高機(jī)體的抗感染能力。許第新等報(bào)道酵母細(xì)胞壁中的多糖可以提高克氏原螯蝦肝胰腺中的酸性磷酸酶(ACP)和堿性磷酸酶(ALP)，對血清和肌肉中的ACP和ALP沒有明顯作用。李桂峰等研究表明添加0．5%和0．8%酵母多糖的飼料能顯著提高赤眼鱒的超氧化歧化酶活性、溶菌酶活性、補(bǔ)體C3水平、白細(xì)胞吞噬活性、紅細(xì)胞的免疫功能。Sung等采用β-葡聚糖溶液浸泡斑節(jié)對蝦，不僅提高了酚氧化酶活性和溶菌酶活性，而且也增強(qiáng)了對創(chuàng)傷弧菌的抵抗力。李紅權(quán)等從赤芝液體發(fā)酵菌絲體中提取真菌多糖，在日本沼蝦餌料中添加不同濃度的真菌多糖，可以提高沼蝦血細(xì)胞的溶菌活力、抗菌活力、抗毒和能力。

3水產(chǎn)用合生素對提高水產(chǎn)動物免疫機(jī)能的作用

合生素又稱合生元，是益生菌與益生元結(jié)合使用的生物制劑，兼具益生菌和益生元的雙重作用，通過促進(jìn)外源性活菌在動物腸道中的定植，選擇性刺激一種或幾種生長和繁殖，從而提高宿主的免疫機(jī)能。肖世玖等在團(tuán)頭魴基礎(chǔ)飼料中添加合生素顯著提高了團(tuán)頭魴血清抗氧化能力，降低了腸道中的大腸桿菌數(shù)量，促進(jìn)芽孢桿菌的增殖;溫俊等試驗(yàn)表明飼料中添加合適比例的合生素能起到提高南美白對蝦免疫機(jī)能和調(diào)節(jié)腸道菌群的功效。

4微生態(tài)制劑在改善水產(chǎn)動物免疫力中的作用

微生態(tài)制劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖中用于調(diào)節(jié)改善水質(zhì)，降低水體中NH+4-N、NO－2－N、H2S等對水生生物的毒害作用，穩(wěn)定水體pH;抑制水體中的病原菌的生長;刺激免疫系統(tǒng)，增強(qiáng)水產(chǎn)動物的免疫力;提供營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)水產(chǎn)動物生長發(fā)育，減少病害發(fā)生;提高水產(chǎn)動物的飼料利用率等。在增強(qiáng)水產(chǎn)動物免疫力方面的研究大致集中在微生態(tài)制劑刺激水產(chǎn)動物非特異性免疫系統(tǒng)，導(dǎo)致非特異性免疫相關(guān)酶活性的提高，從而能夠抵抗病原體。因此，微生態(tài)制劑在改善水產(chǎn)動物免疫力方面上還應(yīng)從以下方面進(jìn)行研究:①對試驗(yàn)條件進(jìn)行控制，保證研究結(jié)果的準(zhǔn)確性，并從免疫相關(guān)因子的變化、個體抗病能力等進(jìn)行系統(tǒng)、深入研究，以為微生態(tài)制劑的使用提供指導(dǎo);由于微生態(tài)制劑屬于生物制劑，受環(huán)境條件的影響較大;而在實(shí)際養(yǎng)殖生產(chǎn)中，水質(zhì)條件復(fù)雜，使用哪種微生態(tài)制劑需要依靠科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑囼?yàn)基礎(chǔ)。②在菌株的篩選上應(yīng)篩選適應(yīng)性強(qiáng)、效果好、便于保存的菌種，加強(qiáng)水產(chǎn)用微生態(tài)制劑的研究，利用適合水環(huán)境的微生態(tài)制劑;在畜牧業(yè)上篩選出的一些菌株經(jīng)過多年生產(chǎn)實(shí)踐，取得較好的效果，但水體環(huán)境與陸地環(huán)境差異顯著;對于在畜牧業(yè)上的菌株，不能直接在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中推廣，應(yīng)當(dāng)篩選出適合水體環(huán)境并能提高水產(chǎn)動物免疫力的優(yōu)質(zhì)菌株。③對微生態(tài)制劑的研究應(yīng)從其作用機(jī)理方面深入研究，以對應(yīng)不同情況使用不同制劑，從而達(dá)到高效利用的目的;目前，對于微生態(tài)制劑作用機(jī)理仍處于宏觀水平，應(yīng)當(dāng)開展更多微觀水平的作用機(jī)理研究，使微生態(tài)制劑最高效地提高水產(chǎn)動物免疫力。④在微生態(tài)制劑的保存與運(yùn)輸過程中運(yùn)用充氮、真空冷凍干燥等技術(shù)進(jìn)行處理，以延長微生態(tài)制劑的保質(zhì)期;微生態(tài)制劑作為生物制劑，在運(yùn)輸和保存方面要求嚴(yán)格，通過試驗(yàn)研究出微生態(tài)制劑最高效的保存和運(yùn)輸方式。然而，在微生態(tài)制劑的研發(fā)和使用方面也存在以下問題:①微生態(tài)制劑的研究僅在個體水平內(nèi)進(jìn)行，因環(huán)境、營養(yǎng)等對試驗(yàn)結(jié)果造成的影響不可忽略，因此相關(guān)研究還需具體化與系統(tǒng)化;②目前所使用的微生態(tài)制劑菌株種類較少，還需要對適用于水體環(huán)境及水生生物的菌種進(jìn)行開發(fā);③缺少安全性方面的驗(yàn)證，在水產(chǎn)上使用的微生態(tài)制劑應(yīng)用使用時間短且效仿陸生動物，不一定對水產(chǎn)動物有效果，另外基因工程菌株應(yīng)用在水產(chǎn)養(yǎng)殖中潛在威脅和安全性問題也缺少驗(yàn)證;④微生態(tài)制劑產(chǎn)品加工、保存、運(yùn)輸和使用上不能保證有效活菌數(shù)，因此其使用效果也不能保證;⑤微生態(tài)制劑作為一種新型水質(zhì)條件未納入相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，市場魚龍混雜，產(chǎn)品質(zhì)量得不到根本保證;⑥對微生態(tài)制劑的使用最佳條件研究尚不確定，針對性差，引起養(yǎng)殖戶在一些情況下盲目使用從而造成浪費(fèi)。

5結(jié)語

微生態(tài)制劑高效、環(huán)保、無毒，在水產(chǎn)養(yǎng)殖中得到廣泛應(yīng)用;微生態(tài)制劑符合可持續(xù)發(fā)展，具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。隨著微生物技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，微生態(tài)制劑必將迎來前所未有的發(fā)展空間與機(jī)遇。因此，微生態(tài)制劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖中具有廣闊前景。

（作者：洪徐鵬 段燕君 周佳楠 初夢琪 陳紹堅(jiān) 許丹 單位：上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院  國家水生動物病原庫）