使用有益菌对水产养殖动物和生态安全的潜在影响

２００９’全国益生菌与健康及应．｝｛｜技术交流研讨会使用有益菌对水产养殖动物和生态安全的潜在影响王印庚５睾樊瑞锋“２骆艺文’郝志凯１曹磊１’２荣小军１（１中国水产科学研究院黄海水产研究所，青岛２６６０７１）（２上海海洋大学水产与生命学院，上海２０１３０６）捅要有益菌具有改善水产养殖动物体内外环境、增强机体免疫力以及促进生长等优点，在水产养殖系统中发挥着越来越重要的作用。但是由于水体环境的开放性、养殖品种的多样性以及生态复杂性等特点，使用有益菌也存在着诸多问题。有研究报导，大量使用蜡样芽孢杆菌会导致刺参“腐皮综合征”的发生，水体中大量使用枯草芽孢杆菌会导致对虾细菌性白斑症。本文论述了有益菌在水产养殖系统中的作用以及潜在的生态安全等问题，应根据实际情况正确、规范化使用有益菌，并提示我国应尽快建立水产益生菌的安全性评价体系，使有益菌更好的为水产养殖业服务。关键词有益菌；生态安全；水产养殖：致病性前言有益菌是利用微生态学原理，从动物或自然界分离、通过生物一Ｉ：程人Ｔ组建的有益微生物。不仅可以取代或平衡生态系统中一种或多种菌系，还有助丁．维持肠道微平衡，从而提高动物的代谢能力、饲料的消化吸收能力及抗病力和免疫力…堙１。有益菌最初主要应用于陆生动物。１９世纪初，Ｐａｓｔｅｕｒ和Ｍｅｆｌｌｃｈｎｉｋｏｆｆ等开始将有益微生物用于乳制品、食品和防治疾病｜３１。Ｋｏｚａｓａ在１９８６年首次将一株从土壤中分离得到的东洋芽孢杆菌（彪ｃｊ』ｊ￡，ｓ￡９ｙＤｊ）应用于日本鳗鲡养殖，从而降低了由病原菌尉妇埘譬，ＰＪ，乃研．引起的死亡率¨１，从此益生菌开始逐渐应用于水产养殖中。目前，水产养殖中益生菌研究主要集中在鱼、虾、贝、甲壳类以及活饵料生物等。在水产养殖中投喂益生菌，不仅能作用于宿主的微生物菌群，还可以作用于宿主的鳃、皮肤和周围的环境１５１。益生菌在国内外均有较广泛的应用，在水产养殖中动物的苗期和养成期均有使用。常用的有益菌有：光合细菌、硝化细菌、反硝化细菌、乳酸杆菌、芽孢杆菌及酵母菌等等。使用方法主要有三种：（１）将益生菌直接投入到养殖水体中；（２）把益生菌同定于载体上形成生物膜，投放到水处理系统中；（３）将益生菌添加到饵料中，作为饵料添加剂投喂养殖动物。在实际应用中，可根据养殖对象的大小、生活习性、养殖方式等选择使用方式怕１。生态防治是解决水产养殖疾病问题的根本出路。因此，要加强对微生物群的作用特点和优化养殖水域生态结构的研究，使养殖良性循环发展，才能取得更大的经济、生态和社会效益。１有益茵的作用机制１．１调节体内微生态平衡摄入益生菌能改变养殖动物肠道微生物的区系结构，有效地补充消化道内的有益菌群，并且菌群在繁殖和代谢过程中可产生大量的分泌物质，抑制致病菌群的生长和大量繁殖，从而有效地防止菌群失调和疾病发生Ⅲ。１．２生物拮抗作用１．２．１竞争益生菌能与病原微生物争夺有限的营养物质和生态位点，从而抑制病原微生物的生长繁殖。益生菌进入肠道后，可竞争性地粘附到肠粘膜上皮细胞上，阻止了有害微生物的定殖。营养竞争产生在动物生长环境中食物匮乏的时候，在争夺过程中，有益菌对营养物质的更有效的利用，使自身在竞争中取得胜利，成为消化道内的优势群哺１。５睾作者简介：王印庚（１９６３．），男，博士，研究员，主要从事水产养殖技术集成和疾病防控研究。Ｔｅｌ：（０５３２）８５８４１７３２，Ｅ－ｍａｉｌ：盟堑蚁ｇ＠Ｙ墨笾：簋：鲤２００９’全国益生菌与健康及应用技术交流研讨会１．２．２产生抑菌物质益生菌分泌某些具杀菌或抑菌作用的物质，如有机酸、超氧化物歧化酶ｓ０Ｄ、过氧化氢酶、溶菌酶、细菌素等，抑制有害菌的生长，并影响其定植。反过来这些物质又影响宿主和有害菌对化学物质和能量的竞争，以此来调节机体的微生态平衡伸１。１．３生物夺氧正常动物肠道中是以厌氧菌为优势菌群，有益需氧菌在生长繁殖过程中，消耗环境内的氧气，可降低局部氧分子的浓度，利于肠道中厌氧菌的定植和生长繁殖。需氧菌与兼性厌氧菌的。卜．降，使肠道微生态平衡恢复正常，以达到防病、治病、提高免疫力和促进生长等目的¨…。１．４对免疫系统的影晌研究表明，动物体内益生菌群通过调节参与吞噬功能的一系列细胞因子的分泌，增强宿主对病原的邗特异性免疫，提高机体血细胞的吞噬能力和促进Ｂ淋巴细胞产生抗体的能力。其免疫指标如巨噬细胞、免疫球蛋向、抗体等都与益生菌群有着密切的联系…１。２有益菌在水产养殖系统中的作用２．１改善养殖动物体内外生态环境２．１－ｌ调节水质养殖水环境中存在有对水产养殖动物有毒有害的气体，有益菌通过气化、氨化、硝化、反硝化、解磷等代谢过程，能将水体中有机物等转化为无毒物质，进而被水体中的藻类利用，起剑净化水质的作用；而且藻类生Ｋ和繁殖还可以增加水体中的溶氧量¨引。２．１．２参与肠道环境平衡的调。肖益生菌进入动物体内后，很快在肠道内定居，与致病菌争夺繁殖空间及营养物质，抑制需氧菌和兼性厌氧菌，并调’例扬道ｐＨ，稳定肠道内环境，从而维持肠道内的微生态平衡¨…。２．２增强机体免疫力有益菌提高水生动物免疫功能的原冈可能有：第一，某些益生菌能在肠道内分解营养物质，经机体吸收后，对机体防御机能起到刺激结果。第二，益生菌在肠道具有抗原识别部位的淋巴组织上发挥免疫佐剂作用，诱导淋巴细胞和巨噬细胞产生细胞冈子，通过淋巴细胞再循环而活化全身免疫系统。第三，正常菌群对动物的免疫增强作片ｊ与菌体的抗原位点有关，益生菌进入肠道后可调整肠道菌群、使肠道微生态系统处于最佳的平衡状态，间接地发挥免疫赋活的作用，提高机体的防御功能，从而提高机体对疾病的抵抗力。第四，某些益生菌本身具有免疫佐剂的作用１１引”３１。２．３促进生长有益菌可产生多种消化酶，协助水产动物消化饵料，提高饲料的利用率。许多益生菌不仅产生消化酶，并且诱导动物内源消化酶的分泌，这些酶与动物体内的酶共同作用，改善宿主新陈代谢，促进动物对营养物质的吸收，促进生长…１。有些有益菌菌体本身还可为养殖动物提供营养¨副３有益菌种类目前常用的益生菌主要有：芽孢杆菌（枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌）、乳酸杆菌、蛭弧菌、光合细菌、硝化细菌、烟草节杆菌、嗜盐单胞菌、鼠李糖乳杆菌、溶藻胶弧菌、气味黄杆菌（用阳幻ｃｔ盯，衄Ｄ出ｒａ￡伽、）橙色交替单胞菌（肋ｅ№∞船ｓ反，ｒａ厅芒脚、假单胞菌、中间气单胞菌等等¨６１屯１１４有益菌在水产养殖系统中的负面作用益生菌能促进水产动物的生长和生长性能，降低生产成本，提高产品质量，减少疾病的发生，在水产养殖中有着Ｊ“阔的前景，但是在实际应用情况中也存在一些安全性问题，不容忽视。４．１自身安全水产养殖中，由传统的益生菌引起的疾病已有一些报道。张正等研究发现溶藻胶弧菌能够导致大菱鲆的白便症，引起消化道发炎，感染率和死亡率均较高陇１。骆艺文等研究表明，高剂量的蜡样芽孢杆菌能够引起刺参“腐皮综合征”的发生幢引，因此建议在刺参养殖环境中应慎用蜡样芽孢杆菌活菌制剂。在水产养殖中，荧光假单胞菌最初是作为益生菌应用于大西洋鲑和虹鳟的养殖中幢劓，但有研究表明，荧光假单胞菌是草鱼三病中赤皮病的病原菌，能引发大规模地疾病爆发，给生产带来巨２２４２００９’全国益生菌与健康及应用技术交流研讨会大的损失眩５１。近年来，有益菌在水产养殖中应用较多，我们在使用有益菌的同时，一定要注重养殖品种的差异性。对一种养殖动物来说，可能是有益的，但对其它养殖动物可能是有害的。目前，有益菌的开发及应用多是针对陆生动物，在用于水产养殖时，一定要对其安全性进行全面检验，以减少不必要的损失。４．２生态安全养殖水域大量使用益生菌，对公共环境的危害或者潜在的生态环境安全是不可忽视的一大问题。其中，枯草芽孢杆菌由于具有抑制病原微生物、提高养殖动物免疫力、分泌多种消化酶、净化养殖水质以及耐压、耐高温等优点，已被广泛应用于水产养殖中。但是ｗａｎｇ等曾报导，在养殖的草虾织看剑，仅在脱落或蜕皮的组织中看到。光镜下白斑警地农状，有很多辐射线，边缘锯齿状，有打孔样的中心，与ｗＳＳＶ引起的白斑结构不同，患病虾仍具有正常活力、生长正常，没有明显的死亡。（忍肋Ｐ淞黝Ｄ面功中发现一种新的细菌性自斑病（ＢｗＳＳ），经检测知ｗＳＳＶ阴性。白斑很少在活的虾组从病灶部位分离得到一株优势细菌为枯草芽孢杆菌（励ｃｊ－』淞础６ｆｊ』ｊ曲。怀疑是由水体中使用人量含有枯草杆菌的益生菌产品引发致病１２…。Ｗａｎｇ（２０００）认为：大量使用枯草芽孢杆菌会产生蛋白酶和脂肪酶等物质，对虾壳（由蛋白质和钙质等物质组成）造成侵蚀作用，形成白点症状。４．３其它潜在影响有益菌存在潜在的感染能力，特别是在宿主处于易感条件下，益生菌吸附到肠道表面，被认为是益生菌发挥作用的重要条件。但是，过强的吸附能力可能会增加菌株在宿主中引起感染的机会。有益菌的代谢及产物是其发挥作用的主要因素，但通过摄食进入肠道的有益菌也能引发宿主代谢的变化以及免疫功能副反应，导致疾病的发生。有些有益菌具有耐药性，还可能是潜在的致病菌，一日－成为致病原，将无法利用抗生素对其进行治疗。有些有益菌的耐药性具有可转移性，可能会转移到其它致病菌中，对水产动物造成威胁，甚至对人类健康不利。５基于水产养殖系统特征下使用有益菌的若干问题水产养殖系统属丁开放性的、复杂的生态环境，而且水产养殖动物多达１００多种。同时，又有藻类、浮游生物、微生物等，构成了生物多样性特点。综合考虑养殖系统复杂，环境多变，以及有关实际应用等方面，在使用有益菌时要注意一下问题：（１）强化生态调控作用有益菌的预防效果好于治疗效果，其作用发挥较慢，长期使用才能达到预期的效果。这就要求尽早使用，通过有益菌的大量繁殖，形成优势种群，减少或阻碍病原菌的定居。（２）保障有益菌的纯度和剂量有益菌剂要尽量避免杂菌污染，确保有益菌的纯度。如果有益菌剂含有杂菌，可能引入有害菌并导致疾病的发生。使用有益菌时应根据实际情况，选择合适的使用方式，使有益菌尽可能产生最大的效果。同时，施用时注意保持菌体活力及菌体数量，确保能达到有益菌发挥作用的浓度，但也要避免浓度过大引起水产动物发生病变。（３）避免与抗菌药物同时使用有益菌人多是由微生物组成，应避免与抗生素、消毒杀菌药或具有抗菌作用的中草药同时使用，要有一定的间隔期。否则，有益菌受到抗生素等药物作用不能生长繁殖形成优势菌种，作用减弱。（４）水质因子影响有益菌的使用效果温度、盐度和ｐＨ会对有益菌的生长产生影响。水温直接影响细菌和其他水生生物的代谢强度。有益菌本身要求有一定的生长环境，温度对大多数细菌的新陈代谢能力产生一定影响，是造成细菌数量变化的主要因素。因海水和淡水盐度的不同，养殖动物也有很大差别，使用有益菌时要区别对待。有益菌在养殖动物体内或在养殖水体中的生存和生物膜上的稳定性是应用环节中的技术关键，实践证明，将益生菌投放到养殖池或水处理池中，由于生长条件的改变，细菌的生存、生长和稳定性常常难以控制。（５）建立有益菌种的快速检测方法有益菌在水中或肠道中是否起到有效作用，决定于有益菌自身的净化特性和浓度。同时，有益菌在使用过程中具有衰减周期，需根据衰减情况进行定期添加。为了掌握有益菌在水体中或肠道中的数量，需要研制开发快速的检验检测方法。（６）避免盲目使用有益菌种２００９’全国益生菌与健康及应用技术交流研讨会海洋生态系统具有开放性的特点，有益菌在复杂多变的水体中容易发生变异，可能对养殖环境造成破坏，引发养殖动物的疾病发生。因此，要避免盲目使用有益菌剂。（７）开发适宜本ｒ十的有益菌剂目前，国内使用的有益菌剂部分属于进口的商品化产品，存在外来物种入侵等潜在的生态安全问题。这些产品菌种成分不明、地域差异大，可能造成物种基冈间的交叉传递，导致基因丢失和遗传污染。应着重开发本土菌剂，生产适于国内水产养殖动物的有益菌剂。６结语长期使用抗生素等药物，容易使病原菌产生耐药性，在水产动物体内造成药物残留，给人类健康带来威胁，食品安全日益受到重视。有益菌剂冈其具有生态防治作用逐渐得到普遍的府用。有益菌能调节水产养殖环境，抑制有害微生物的过量增殖，加速降解水产养殖环境中多余的有机质，无药物残留，给消费者提供安全、健康的水产品。然而，海水养殖具有高度的开放性，要全面考虑所有养殖种类的敏感性，以及有益菌对其他生物种类的影响和对浅海生态环境的影响，因此在使用前应首先确定菌株的安全性，正确使川和规范化使用有益菌。我们应该投入更多的研究力量进行益生菌株的风险评估。当有新的有益菌菌株、菌种使用时，需要通过标准的检测程序对其可能产生的潜在风险进行详细的评估。目前国内益生菌产业化的进程速度不断加快，我们面临的益生菌安全性问题也日益突出，应尽快制定出对于益生菌荆的安全性检测标准，对国内市场中的菌株加以规范，使益生菌更好的为水产养殖业服务。参考文献［１］杨先乐．微生态系统与水产动物的健康养殖［Ｊ］．内陆水产．２０００（２）：２３—２４［２］王君．微生态制剂研究进展与应Ｈ；ｊ现状［Ｊ］．现代畜牧兽医．２００７（１）：５２—５４［３］李慧听，李金龙．动物微生态制剂的研究进展［Ｊ］．中国动物保健，２００３（７）：３２—３４［４］Ｌａｕｒａｎｔｖｅｒｓｃｕｅｒｅ，ＧｅｅｒｔＲｏｍｂａｕｔ，ＰａｔｒｉｃｋＳｏｒｇｅｌｏｏｓ，ａｎｄＷｉｌｌｙＶｅｒｓｔｒａａｅｔｅ．ＰｒｏｂｉｏｔｉｃＢａｃｔｅｒｉａａｓＢｉ０１０９ｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌＡｇｅｎｔｓｉｎＡｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ．Ｍｉｃｒｏｂｉ０１０９ｙａｎｄＭｏｌｓｃｕｌａｒＢｉ０１０９ｙＲｅｖｉｅｗｓ［Ｊ］．２０００，６４（４）：６５５—６７１［５］Ａｒｅｖｉｅｗｏｆｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙｂｉｏｔｅｃｈｎ０１０９ｙ．２００８，１０：卜１２ｏｆｐｒｏｂｉｏｔｉｃｓｉｎｔｈｅｌａｒｖｉｃｕｌｔｕｒｅｆｏｏｄｃｈａｉｎ［Ｊ］．Ｍａｒｉｎｅ［６］张铯，王印庚等．益生茵的研究现状及其在海水养殖中的应用［Ｊ］．海洋水产研究．２００５（１２）：８４［７］ＢｕｒｒＧ，ＧａｔｌｉｎＤ，ＲｉｃｋｅＳ．ＭｉｃｒｏｂｉａｌｅｃｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｇａｓｔｒｏｉｎｔｅｓｔｉｎａｌｔｒａｃｔｏｆｆｉｓｈａｎｄｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｒｅｂｉｏｔｉｃｓａｎｄｐｒｏｂｉｏｔｉｃｓｉｎｆｉｎｆｉｓｈＡｑｕａｃｕｌｔＳｏｃ．２００５，３６：４２５—４３６ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｗｏｒｌｄ［８］邱宝生．益生菌在水产养殖中的应用［Ｊ］．水产科学．２００４，２３（７）：３９—４１［９］刘朝阳．有益微生物及其在大菱鲆养殖中的应用初探［Ｊ］．水产科技情．２００６，３３（２）：６４—６５，７０［１０］赵静杰．微生态制剂的作用机理及其在养殖业中的应用［Ｊ］．中国猪业．２００７（１２）：１７［１１］李继秋．对虾微生态制剂的研究和应用［Ｄ］．青岛：中国海洋大学，２００４：３一１３．［１２］罗辉等．微生态制剂对水生动物免疫功能的影响［Ｊ］．饲料工业．２００５，２６（４）：２６—２９［１３］潘康成．正常菌群对动物免疫功能的影响［Ｊ］．饲料工业．１９９９，２０（９）：２４—２６［１４］陈有容．水产微生态调节剂研究进展［Ｊ］．水产科技．２００３（３）：４—８［１５］毕晋明，王永军．动物肠道益生菌的生理功能及其在动物生产中的应用［Ｊ］．饲料广角．２００６（１１）：４０—４２［１６］李继秋，谭北平等．一株水产益生茵的鉴定［Ｊ］．中国海洋大学学报．２００６，３６（３）：４３４—４３８［１７］张玲，麦康森．一株对虾肠道益生菌的筛选及其作用机理和应用效果的研究［Ｄ］．青岛：中国海洋大学，２００７：１９［１８］王富强，呙于明．牙鲆肠道益生菌的分离鉴定及其应用研究［Ｄ］．青岛：中国海洋大学，２００４：３６［１９］ＡｕｓｔｉｎＢ，ＳｔｕｃｋｅｙＬＦ，ＲｏｂｅｒｔｓｏｎＰＡＷｅｔａｌ，ＡＰｒｏｂｉｏｔｉｃｓｔｒａｉｎｏｆ陌６ｒｊＤｅｆｆｅｃｔｉｖｅｉｎｒｅｄｕｃｉｎｇｄｉｓｅａｓｅｃａｕｓｅｄｂｙ月ｅｒＤ历Ｄ忍ａｓｓ８．＾曙Ｄ疗ｊｃｊＩ如，盱Ｚ肼ＤａＪ『】：｛弦ｊ』』ａｆ珊ａｎｄａＺ咖抄￡ｊｃ￡谬时６ｒｆＤＤ，妇Ｊ＿，，［Ｊ］．ＪＦｉｓｈＤｉｓ，１９９５，１８（１）：９３—９６．［２０］莫照兰，俞勇，王祥红等．细菌ＱＪ２对对虾病原性哈维氏弧菌的拮抗作用［Ｊ］．水产学报，２００ｌ，２５（５）：４３２—４３７２００９’全国益生菌与健康及应用技术交流研讨会［２１］王祥红，李笃，杜宗军等．有益细菌Ａ１８在海湾扇贝（彳馏印Ｐｃｆ鲫打印删育苗中的应用［Ｊ］．高技术通讯．２００２，１２（８）：８４—８８［２２］张止等，大菱鲆细菌性疾病的研究现状［Ｊ］．海洋湖沼通报，２００４，３：８４—８５［２３］骆艺文，王印庚等．一株引起刺参“腐皮综合征”的蜡样芽孢杆菌［Ｊ］．水产科技情报，２００９，３６（２）［２４］李海兵．对虾肠道益生菌的筛选与免疫物质活性评价指标的建立［Ｄ］．中国海洋大学硕士学位论文，２００８，３［２５］战文斌，水产动物病害学［Ｍ］．北京，中国农业出版社，２００４：１７０［２６］Ｙ．Ｇ．Ｗａｎｇｅｔａｌ，Ａｎｅｗｂａｃｔｅｒｉａｌｗｈｉｔｅｓｐｏｔｓｙｎｄｒｏｍｅ（ＢＷＳＳ）ｉｎｃｕｌｔｕｒｅｄｔｉｇｅｒｓｈｒｉｍｐＰｅｎａｅｕｓｍｏｎｏｄｏｎａｎｄｉｔｓｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｗｈｉｔｅｓｐｏｔｓｙｎｄｒｏｍｅ（ＷＳＳ）ｃａｕｓｅｄｂｙｖｉｒｕｓＬ，］．Ｄｉｓｅａｓｅｏｆａｑｕａｔｉｃｏｒｇａｎｉｓｍｓ，２０００（４１）：９一１８