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改善养殖虾生长和健康的自然策略

Luis E. Trujillo. Leonor Rivera. Eugenio Hardy. Erika M. llumiquinga. Francisco Garrido Jesús.Chávez. Victor H. Abril. JoséM.País-Chanfrau

检查益生元,益生菌和脂多糖的使用

养殖虾
益生菌,益生元和脂多糖(LPS)等天然产物有可能改善养殖虾的生长和健康。

传统上,抗生素已被用于治疗世界各地的水产养殖中的微生物感染。然而,抗生素的使用和滥用可能导致不希望的不良反应,例如动物组织中的抗生素积累,免疫抑制,抗生素的细菌的发育和环境微生物菌群的破坏。

因此,旨在用益生菌,益生物和脂多糖(LPS)等天然产品替代抗生素的研究已经得到了相当大的关注,确保了不同生物处理的发展以获得这些分子。

术语益生菌意味着“终身”,来自希腊语“Pro”和“BIOS”。富含血统制定了最广泛的益生菌的定义,他们表明益生菌被认为是“活性微生物食物补充剂,通过改善其肠平均值,有利地影响宿主动物。”然而,不仅存在活的微生物应该被视为益生菌,而且是任何可以赋予主体或微生物生活环境的任何有益生理效应的微生物或任何组分。

与益生菌不同的益生元不是生物体,因此对自然环境的影响较小。基于Gibson和Roberfroid的定义,益生元是非可消化的食品成分,通过选择性地刺激结肠中的一种或有限数量的细菌的生长和/或活性,从而改善宿主的健康。

益生元有两个主要特征:它们是天然食物,它们不是生物体,因此这一事实构成了益生菌的优势。在饮食中掺入益生菌不需要授权作为食品添加剂,因为它们在文献中很好地描述。最初,使用益生元用于刺激人微生物群中的双歧杆菌和乳杆菌。脂多糖对虾的免疫系统产生强烈影响。

本综述文章 - 改编 Aquacultura. (厄瓜多尔)2018年2月121号 - 突出了益生菌,益生元和LPS的使用,行动机制以及在水产养殖中使用和生产这些分子,包括虾类文化。

水产养殖中的益生菌

益生菌是培养的微生物配方,其与酶和附着在基材的发酵谷物混合,用于水产养殖。在水生生物领域中,益生菌被定义为“能够通过胃肠道行驶的微生物细胞并活着,以提高健康。”

更广泛的定义假设“益生菌被定义为生物或死亡实体,甚至是通过不仅赋予主人的有益效应而且对其环境赋予不同行为方式的微生物的组成部分。”表1显示了在现场条件下成功测试为益生菌的微生物菌株。益生菌的兴趣日益增长,这些益生菌受到了几个因素,包括:

1)有趣的科学和临床结果使用良好的益生菌生物。

2)关于副作用和环境损害的担忧。

3)使用天然产品。

4)开发有机水产养殖的水生拮抗剂。

Trujillo,养殖虾,表1

益生菌菌株益处应用模式参考
芽孢杆菌控制振动浓度在水里Moreira D,Sabrina M,Leivas FP,Romano La,芭蕾斯特E.新的Bacillus益生菌测试虾。 Gaa Advocate 2011-Jan / 2月:46-47。
芽孢杆菌licheniformis.与其他细菌竞争有机物质积累和清洁在水里Moriarty DJW,DECAMP OP,水产养殖中的钠益生菌。水上崇拜。亚太地区梅。 205; 1:14-16。
枯草芽孢杆菌哈维奥·哈维奥的感染加入水中UtisWannakul P. Sangchai S,Rengpipat S.通过膳食补充剂(BP11)作为益生菌的膳食补充剂,rengpipat S.增强了黑虎虾的生长。 J. Aqua。 res。开发。 2011 - 3:2155-2164。
酿酒酵母酿酒酵母免疫刺激和防反对Vibrio Harveyi在饮食中Scholtz U,Garcia Diaz G,Ricque D,Cruz Suarez Le,Vargas albores F,Latkford J.通过补充具有不同酵母产品的饮食来增强幼稚vannamei的振动率抗性。水产养殖1999; 176(3-4):271-283。
链球菌sp。拮抗剂到vibrio algolyticus在饮食中Ajitha S,Sridhar M,Sridhar n,Singh Isb,varghese V.乳酸菌对腓骨裂殖菌(Fenneropenaeus)的益生菌作用。亚洲j.鱼。 SCI。 2004; 17:71-80。
Pediococcus acidilactici.vibrio alginyticus感染的控制在饮食中Villamil L,Figueras A,Planas M,NovoA B.通过用细菌益生菌治疗来控制Artemia培养中的vibrio alginyticus。水产养殖2003; 219(1-4):43-56。
表1.授权和测试的微生物菌株在现场条件下用作益生菌。

益生菌根据竞争性排除机制的工作,通过该机制被肠表面上的有益微生物群体所替代或排除,这减少了疾病的发生率,并提高了更好的健康和更好的主体的增长(图1) 。细菌菌株或其组分能够产生可以直接与细菌和病毒病原体相互作用的抑制物质。

养殖虾
图1:通过调制虾的免疫系统直接抑制病原体以及可以直接与病原体相互作用的抑制物质的直接抑制病原体,并且还能够操纵微生物或物理化学物质的益生菌 - 通过直接抑制病原体池塘生态系统的条件。

通过产生拮抗代谢物或通过粘附干扰来防止这些病原体的生长。上世纪的前90年进行的一些研究中,由Nogami和Maeda报道,并由Rengpipat等人报告,表现出富利毒补充剂的更好的生长和甲壳类动物的生存。一些研究描述了在农场水平上未处理基团对益生菌治疗的虾重量的显着增加,如表2所示。

Trujillo,养殖虾,表2

范围用益生菌治疗的坦克(G)没有益生菌治疗的坦克(g)
初始重量126.6±1.1127±1
最终的重量160.7±3.4309±2.3
体重增加234.1±2.6182±1.3
平均初始重量4.22±0.114.23±0.03
平均最终重量12.02±0.3510.3±0.05
平均重量增长7.8±0.096.07±0.02
存活(%)100100
表2.来自益生菌或未治疗的黑虎虾(Penaeus Monodon)坦克的实验数据。

Lara-flores等。解释说,益生菌是一种良好的候选者,用于增加水生生物中的营养消化和生长。 irianto和奥斯汀表示,饮食中的有害化合物可以通过水解酶如淀粉酶和蛋白酶的作用来解毒,并且有机体中的营养物可以通过诸如生物素和维生素B12的维生素改善。

消化酶是必需的,将复杂化合物分解成宿主可以使用的更简单,更可吸收的分子。因此,具有益生菌的膳食补充剂通过增加消化率的酶促贡献来增加增长。

由内源蛋白水解酶作用产生的蛋白质的消化的成分也有助于提高与益生菌施用相关的进料的消化率。事实上,益生菌细菌 乳酸杆菌植物藻 改善太平洋白虾中的基因表达和免疫应答(Litopenaeus vannamei.)在其饮食中相结合。具体来说, L. plantarum. 提高酚氧化酶,丙甲酸钠酶(PROPO)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性以及刺激后的存活率 vibrio alginyticus。

当细菌在10时给予细菌时,观察到这些效果10 CFU / kg 168小时。 L. plantarum. 非常有效 哈维奥哈维伊。体内实验挑战表明 L. Vannamei. 与未暴露于的对照组相比,阻力增加 V. Harveyi。 这些结果表明,益生菌菌株对宿主具有免疫反应作用,可能与从细菌中释放的细胞外化合物有关,这可能导致非特异性免疫应答。

活动的活动 L. plantarum. 负责血液细胞总数和PO活动的增加。根据本研究的结果,有人建议结合活性是与虾喂养益生菌的饮食中最有效地消除血玉和肝胰腺的主要原因。

当挑战时 vibrio nigripulchritudo., Pediococcus acidilactici. 影响抗氧化防御和氧化应激 L. Vannamei。 它显示抗氧化剂防御标志物的疗效,例如SOD,过氧化氢酶,谷胱甘肽过氧化物酶,谷胱甘肽和组织损伤。该菌株在维持抗氧化剂的防御水平比对照和未感染的虾团保持较长的时间菌株。

在三个菌株中, 芽孢杆菌 P64显示出显着提高的免疫指数和类似的免疫应答 V.Alginolyticus。 此外,它诱导透明细胞群的增加。这些菌株对虾病原体进行拮抗活动。当少年虾喂食甲壳素和 vibrio gazogenes, 前肠道中的弧菌型细菌的数量显着降低,血细胞数量显着变化。

血细胞数量的变化可能反映了虾的免疫状态,因为血细胞参与了虾的细胞和体液防御。酵母β-葡聚糖也已在水产养殖中作为益生菌应用,以调节鱼的先天免疫系统,并改善鱼类对抗病原体的生存。

水产养殖中的益生元

与益生菌不同的益生元不是生物体,因此它们对环境的影响较小。 mahious等人。,fooks等。和吉布森等人。描述了任何达到结肠的食物 - 例如,不可消化的碳水化合物,肽,蛋白质和某些脂质 - 可以是益生元的候选者。然而,不可易消化的碳水化合物,例如寡糖,菊粉,转乳脱落糖和乳酰均被认为是大多数寡糖的焦点。

在鱼类中,尽管有关在水生动物中使用其他寡糖样化合物的信息,但甘露寡糖(MOS)和果糖寡糖(FOS)也许是最习惯的低聚糖。一些这些寡糖的化学结构如图2所示。一些研究表明,益生元可以改变胃肠道的微生物群落以增强非特异性免疫应答。细菌结肠中的益生元发酵会导致结肠微生物的显着改性。

图2:乳果糖,菊粉,果糖 - 寡糖(FOS)和甘露寡糖(MOS)的化学结构。

实际上,寡糖用作厌氧细菌的生长和增殖的底物,主要是双歧杆菌,其抑制结肠中存在的腐蚀性和致病细菌的生长。由此产生的刺激免疫系统的物质的产生增加了宿主免受感染的保护。

李等人。发现,在0.025至0.8%(m / m)的浓度下用短链FOS补充增加了太平洋白虾的血细胞呼吸能力(L. Vannamei.)在再循环系统中生长。

益生元可以改变胃肠道的微生物群落,以改善非特异性免疫应答。它们还通过形成短链脂肪酸来减少肠道的pH,这些脂肪酸有利于阻断毒素受体的病原体和毒素的粘度,营养竞争和免疫系统刺激的粘附性的有益细菌。但是,关于益生元对物种生长参数的报告是不确定的,有些是矛盾的。

Beluga Sturgeon Diet(Huso Huso.补充有1,2和3%(m / m)的菊粉,对各种参数产生了不利影响,例如体重增加,生长,蛋白质效率比,蛋白质和能量保留以及食品效率。此外,Refstie等。发现大西洋鲑鱼喂养三周,基于含有75克/千克菊粉的鱼粉的饮食增加了胃肠道的相对质量,但鱼的吸收能力不受影响。用20g / kg寡聚醛糖的饮食,通过菊粉部分酶水解产生的FOS,增加了大变幼虫的生长,但20g / kg菊粉本身对生长没有影响。

益生元的摄入取决于饮食配方中使用的成分的类型,因此,在物种和供应给动物的饲料之间会变化。在补充鱼类饮食中补充益生物质时,已经确定了益生元的类型,特异性动物特征(种类,生产阶段,生产阶段)和饮食类型。

然而,许多实验结果没有关于其中一些益生生物的益处的益处。必须注意确保可持续生产的生物过程,实际配方和经济因素的发展。

脂多糖作为免疫刺激器

脂多糖(LPS)对虾免疫系统的影响是大量制品的主题。下面描述了可以提供LPS作为虾养殖中免疫刺激剂可能施用LPS的有趣病例。用LPS刺激后,血细胞增殖的百分比可以增加约三次。此外,循环血细胞中的3小时胸苷的摄取可以在LPS刺激的虾刺激比在未刺激的血细胞中的显着高26倍。

Propo激活系统 Penaeus. SPP。随着LPS治疗的大大改善,这表明其参与非自我识别。此外,虾血清中的PO活性随着LPS处理而增加。

口头管理 Pantoea Glolomerans. 随着LPS提高了对Penaeid急性病毒血症的疾病抗性,并诱导血小肿虾的病毒的灭活活性, Penaeus. japonicus.。黑虎虾造血组织中大多数细胞的增殖(P. Monodon.在LPS注入后可以显着增加。

注射太平洋白虾, L. Vannamei.,LPS以剂量依赖性方式降低抗微生物肽,Penaeidin 2,Penaeidin 3,Penaeidin 3,Penaeidin 4的mRNA水平,而MRNA蛋白酶和PROPO的mRNA水平不会显着变化。

刺激白虾(L. Vannamei.)LPS的血细胞导致由宿主细胞的DNA制成的纤维特征细胞外疏水膜的形成。黑虎虾(Penaeus. Monodon.用LPS涂层的颗粒喂养的)在攻击时显示比对照组更高的存活率。 哈维奥哈维伊.

此外,与抗LPS因子的同种型3,C型凝集素和粘蛋白型嗜盐蛋白有关的基因的水平,例如抗LPS因子的同种型3,在肠道中受到调节 P. Monodon. 与对照组不同,组每天喂过LPS补充饮食,与对照组不同。 C型叶片3的表达 L. Vannamei. 在对抗LPS挑战后吉尔斯积极调节,LPS可以调节 L. Vannamei. cactin in hemocytes.

改善大规模虾类培养中增长和健康的自然策略防止坏死和释放内源性分子,如L,β和P.这些内源分子会导致细胞活力,脱粒和血液细胞坏死的变化,这表明活化体外免疫的活化。

注射LPS会导致半粒状和颗粒状血细胞的总数减少 P. Monodon.。此外,非特异性酯酶活性,反应性氧物质的产生和一氧化氮的产生是显着的,在注射LPS的虾血细胞中显着诱导,而凋亡细胞与血细胞的比例增加。据报道,用于分离和表征LPS的方法用于虾类文化。

透视

益生菌,益生元和LPS在水产养殖中的应用表明了阳性结果,但对自然环境中这些实体的生物学效应的评估和治疗方案的盈利能力不足。此外,这些生物试剂的混合形成共生剂在虾类文化中具有非常有前景的田地,因为该策略在其他海洋物种中取得了一些成功。

在目前使用的许多基因组测序工具之后,益生菌,益生元和LPS效果的未来研究应使用高通量测定涉及转录组和蛋白质组分析。

此外,应该研究肠道微生物肿瘤中转录om和蛋白质蛋白酶的发展。从细菌的角度来看,如果微生物变化对动物健康有任何积极影响,则继续评估是非常重要的,因为它们有助于通过致病菌抑制肠道殖民,提高先天免疫力。因此,与所有这些物质的研究应该在未来的高度优先考虑,应将挑战性研究作为黄金标准,以评估其对虾健康的影响。

首次作者提供的参考资料。