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表征哥伦比亚养殖的尼罗罗非鱼的微生物群落

哈维尔·费尔南多·梅洛·玻利瓦尔,博士学位 露丝·约兰达·鲁伊斯·帕多(Ruth Yolanda Ruiz Pardo)博士 迈克尔·休ume(Michael E. Hume)博士 戴维·J·尼斯贝特博士 FernandoRodríguez-Villamizar博士 胡安·阿尔扎特博士 霍华德·容卡博士 Luisa Marcela VillamilDíaz博士

结果显示 对主要鱼类病原体的体外抗菌潜力

微生物群落
一项针对哥伦比亚养殖的尼罗罗非鱼微生物群落特征的研究结果表明,其对主要鱼类病原无乳链球菌具有抗菌潜力。

在鱼类养殖中使用抗生素的另一种方法是施用益生菌,这种益生菌在水产养殖中显示出对用水可持续性以及鱼类健康和生产力的益处。益生菌除其他好处外,还可以改善鱼类的免疫反应和抗病能力,并可以促进鱼类生长。近年来,由于人和其他动物的肠道菌群的复杂性,已经开发了由一种以上细菌菌株组成的益生菌。

竞争排斥培养是一种技术,通过该技术可以开发和维持健康宿主的微生物混合物,以便选择性地排除肠病原体(任何引起肠道疾病的生物)。竞争排斥概念认为,从成年动物到幼年动物施用肠道菌群可以提供针对病原菌的保护。

大多数竞争性排斥文化已被应用于家禽,猪和人类。在罗非鱼中,一项先前的研究表明,不同细菌的混合物可以使免疫应答上调(由于细胞表面受体数量的增加,导致对分子刺激的细胞应答增加),并在受到罗非鱼攻击后降低死亡率。致病菌 嗜水气单胞菌猪链球菌 ,以及提高的饲料转化率,尽管并没有提高罗非鱼的生长速度。在另一项研究中,各种细菌的商业混合物在连续使用六周后可改善生长并增强罗非鱼肠的免疫学状态。

本文–摘自 原始出版物 –报告了源自尼罗罗非鱼肠道微生物群的微生物群落组成的特征以及连续流动竞争排斥培养(CFCEC)的建立和动力学(尼罗罗非鱼)来自哥伦比亚罗非鱼养殖场的标本。据我们所知,这是源自罗非鱼胃肠道的连续流动竞争排斥培养的发展和特征的首次报道。

研究设置

成年的尼罗罗非鱼是由哥伦比亚不同地区的两个养鱼场的商业养鱼者捐赠的。将鱼适当地安乐死并运送到实验室,在那里无菌去除肠道,收集并适当保存样品,或用于发展源自尼罗罗非鱼肠道微生物群的连续流动竞争排斥培养(CFCEC)。尼罗罗非鱼)根据方法 Aguilar-Rivera等。 进行一些修改。

随着时间的推移对CFCEC进行监测,以确定培养物何时建立稳定的微生物群。监测的参数包括pH值,总厌氧和需氧细胞计数,细菌多样性评估以及CFCEC上清液细胞外/释放的代谢物的抗菌活性。

在CFCEC的第0、1、2、3、5、17和33天选择样本,以通过16S rRNA基因扩增子Illumina测序鉴定细菌组成的变异[对多种菌种进行细菌16S rRNA基因测序是一种广泛使用的方法,系统发育和分类学研究]。

有关实验设计和连续流竞争排斥文化(CFCEC)的详细信息; CFCEC的特征;培养液pH值以及总厌氧和需氧细胞计数; CFCEC细菌多样性的特征; CFCEC上清液的抗菌活性分析;和统计分析,请参阅原始出版物。

结果与讨论

我们的研究结果可以鉴定出对鱼病原体具有抗菌活性的连续流竞争排斥培养中的主要细菌属 无乳链球菌。数据显示需氧菌和厌氧菌的生长参数相似,初始计数(初始值)约为107 CFU / mL(菌落形成单位/毫升,用于估计样品中存活细菌或真菌细胞数量的单位),最终计数(最终值)大于109 CFU / mL直至第68天,最大生长速率低于0.386 / day(图1)。在评估的33天内,pH值稳定在6.25至6.35之间,无需外部调整。

微生物群落
图1:源自尼罗罗非鱼(尼罗罗非鱼)的连续流竞争排斥培养细菌的需氧菌(●)和厌氧菌(○)计数,并将数据拟合到DMFit在线版本的主要y轴和pH( ▲)在辅助y轴上。每个符号代表一式三份结果的平均值±SD。

关于CFCEC细菌的特征,尼罗罗非鱼肠内容物的细菌分类学组成显示,两个农场的肠内容物在细菌组成上存在差异。在大西洋地区农场的鱼中,最丰富的门是硬毛纲和属 梭菌。相反,对于来自拉诺斯(内陆平原)地区的鱼,最丰富的属是 细菌 来自门氏梭菌,随后 梭菌假单胞菌 (图2)。

微生物群落
图2:在源自尼罗罗非鱼的连续流竞争排斥培养物中肠细菌门的相对丰度。

在CFCEC中,我们观察到乳酸菌类型的相对丰度增加。 乳球菌 是CFCEC第33天的最丰富的属。但是,尽管该菌已被充分证明具有抗菌作用,但来自33天CFCEC的培养基并未显示出琼脂扩散抗无乳链球菌 活动。 乳球菌 通常被认为是安全的(GRAS),因此常用于食品工业。已经报道了该属对各种养殖鱼类(包括各种石斑鱼,军曹鱼,罗非鱼,鲤鱼等)的益生菌潜力,包括促进生长,抗菌活性和免疫调节。 乳球菌 由于其免疫调节特性,它也已作为益生菌应用于养殖鲑鱼和大菱turbo。

竞争性排斥有不同的抗菌机制:生物(氧气含量低),化学(有机酸),生物化学(抗菌物质)和营养(营养物质竞争)。在我们实验的前三天,CFCEC的无细胞细胞外产物对 无乳链球菌。鉴于这一结果,我们认为CFCEC很有可能包含能够产生针对这种鱼病原体的抗菌物质的细菌类型。

但是,考虑到培养上清液从第3天开始抗菌活性的丧失,评估CFCEC联合体在恒化器中或在鱼类体内进行挑战时评估病原体的竞争性排斥和置换很重要,以便确定其他机制是否是参与罗非鱼肠道微生物群的CFCEC对病原菌的抑制。

观点

我们的研究结果表明,CFCEC中尼罗罗非鱼的肠道菌群对鱼病原体具有体外抗菌潜力 无乳链球菌。 而且16S rRNA基因扩增子测序揭示了CFCEC建立过程中不同阶段的细菌种类丰富,随着时间的推移观察到的组成变化与抗-C的增加或减少有关。无乳链球菌 活动。

还需要CFCEC的其他特性来评估竞争性排斥和替代潜力 无乳链球菌 并找出益生菌抑制病原菌生长的机制。对于进一步的体内研究,有必要发展一种基于益生菌性质和代谢相容性选择细菌的CFCEC培养物。


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