益生菌制劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應用

■ 瞿 彬 徐文昌 宋雪琳 孟天靚，2 張 赫，2*

（1.江西科技師范大學生命科學學院，江西南昌 330013；2.江西省生物加工過程重點實驗室，江西南昌 330013）

近些年世界人口密度不斷增大，人們?nèi)粘Ｉ顚λa(chǎn)品需求不斷增加，促使全國各地的水產(chǎn)養(yǎng)殖密度逐年提高，人工飼料的投入量也隨之增大。這種養(yǎng)殖模式和飼喂行為會逐漸削弱水產(chǎn)動物的免疫系統(tǒng)進而引發(fā)水產(chǎn)動物一系列腸道和皮膚疾病等多方面的問題，進而嚴重影響水產(chǎn)養(yǎng)殖的效率[1-3]。面對這種不良影響，人們通過使用抗生素抑制水體病原微生物來緩解水疫的發(fā)生，但是長期使用抗生素又引發(fā)了藥物殘留污染、新型耐藥菌出現(xiàn)、水產(chǎn)動物免疫力降低等一系列問題[4-5]。這就迫使人們尋找其他高效且綠色的養(yǎng)殖技術(shù)，從此益生菌輔助養(yǎng)殖技術(shù)開始進入人們的視野。許多科學證據(jù)表明益生菌的添加能夠顯著提高水產(chǎn)養(yǎng)殖效率[6-9]。有學者發(fā)現(xiàn)使用益生菌可以有效降低因顆粒飼料引起的鱖魚存活率降低的問題[10]。益生菌能分解水體中的有害物質(zhì)，且益生菌本身進入水產(chǎn)動物能夠產(chǎn)生一定的抑菌作用，使用益生菌制劑可以緩解高密度養(yǎng)殖帶來的不利影響，且避免了抗生素濫用造成的環(huán)境污染問題[11-13]。近年來的研究還發(fā)現(xiàn)，益生菌制劑不僅具有抑制病原菌的作用，還能改善水產(chǎn)動物腸道微生物群落、刺激水產(chǎn)動物免疫系統(tǒng)、參與降解水體中有害物質(zhì)[14]。大量科研實踐已經(jīng)證實益生菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中發(fā)揮著積極作用，其規(guī)?；膽脤O大促進水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的綠色、可持續(xù)發(fā)展。

目前，水產(chǎn)品養(yǎng)殖過程中益生菌制劑運用越來越普遍。研究人員也在持續(xù)開發(fā)新的水產(chǎn)養(yǎng)殖益生菌或者多種益生菌的混合制劑，同時，我們對于益生菌促進水產(chǎn)養(yǎng)殖的機理認識也在不斷加深。以求益生菌輔助養(yǎng)殖技術(shù)的進步和規(guī)?；瘧?。

1 水產(chǎn)養(yǎng)殖益生菌

1.1 水產(chǎn)養(yǎng)殖益生菌

益生菌是指通過生活環(huán)境、一些被捕食動植物或者飼料進入生物體腸道內(nèi)的一定數(shù)目的對機體健康有益的微生物，它能夠促進和調(diào)節(jié)腸道內(nèi)部的微生物生態(tài)的平衡[15-16]。由此可以看出在宿主通過一些途徑攝入益生菌之后，益生菌可以給宿主帶來一些有益的影響?？紤]到現(xiàn)階段水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)遇到的水產(chǎn)動物免疫力下降、營養(yǎng)物質(zhì)吸收能力下降等問題，益生菌的有益作用可以作為解決這方面問題的一種選擇。因此，水產(chǎn)養(yǎng)殖益生菌是指能夠?qū)λa(chǎn)動物產(chǎn)生有益作用的微生物。

1.2 幾種常見的水產(chǎn)養(yǎng)殖益生菌

1.2.1 芽孢桿菌（Bacillus）

芽孢桿菌是革蘭氏陽性桿狀細菌，屬于厚壁菌門。目前添加在飼料中的常見芽孢桿菌有枯草芽孢桿菌、醋樣芽孢桿菌等。幾種芽孢桿菌中，枯草芽孢桿菌使用頻率最高[6]。芽孢桿菌作為益生菌制劑成分時，其本身生理活動或代謝產(chǎn)物可以在水產(chǎn)動物的腸道中發(fā)揮有益作用，促進水產(chǎn)動物的生長發(fā)育、刺激水產(chǎn)動物的免疫系統(tǒng)從而提高免疫力[17-18]?；蚴巧L活動中與其他病原微生物發(fā)生營養(yǎng)、能量競爭也能抑制病原菌的生長[19]。水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中芽孢桿菌的快速生長可以提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的產(chǎn)量，提升水產(chǎn)品抗病能力，能夠緩解因過度養(yǎng)殖誘發(fā)的一系列水產(chǎn)動物疾病[20-21]。上述的生物活性效果使得芽孢桿菌成為水產(chǎn)動物飼料添加益生菌的理想菌種。

1.2.2 酵母菌（Saccharomyces）

酵母菌是一種常見的真核單細胞微生物，它與芽孢桿菌、乳酸菌這類沒有完整細胞結(jié)構(gòu)的微生物有很大不同。目前應用在水產(chǎn)飼料中的常見酵母菌種類有活性干酵母、釀酒酵母、飼料酵母等。當酵母菌添加至水產(chǎn)動物飼料中時，能夠發(fā)揮抑制病原菌生長、增強魚類免疫力、直接提供營養(yǎng)、促進營養(yǎng)物質(zhì)吸收等有利于水產(chǎn)動物生長發(fā)育的作用。因酵母菌是兼性厭氧型菌，在通過水或者飼料進入水產(chǎn)動物的腸道內(nèi)部之后，會進行有氧呼吸消耗水產(chǎn)動物腸道內(nèi)的氧氣，降低腸道內(nèi)的含氧量從而抑制腸道內(nèi)部好氧病原菌的生長[22]。也有學者發(fā)現(xiàn)在魚類飼料中添加面包酵母（Bakers’yeast）和釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）能夠顯著降低魚類腸道細菌的數(shù)量并顯著降低魚類因嗜水氣單胞菌（Aeromonas hydrophila）侵染導致的死亡數(shù)量，并由此推測合理利用面包酵母和釀酒酵母能夠作為一種抗生素替代物運用于尼羅羅非魚的養(yǎng)殖之中[11]。酵母菌作為真核生物有著富含β-葡聚糖的細胞壁，這類多糖物質(zhì)能夠刺激并大量激活水產(chǎn)動物網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)中的免疫細胞，從而強化水產(chǎn)動物的免疫系統(tǒng)、提高水產(chǎn)動物的免疫能力[23]。酵母菌本身無毒無害且能夠發(fā)揮不錯的生物學效果，又在常溫下能夠保持穩(wěn)定的狀態(tài)，非常適合工業(yè)化生產(chǎn)，這讓酵母菌成為一個可供水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)選擇的優(yōu)良菌種。

1.2.3 乳酸菌（Lactic acid bacteria）

乳酸菌是一類常見的厭氧或者兼性厭氧的細菌，可以將葡萄糖等糖類化合物在無氧條件下轉(zhuǎn)化為乳酸。乳酸菌的分布十分廣泛，它也是自然界動物以及人類腸道菌群中起著重要生理作用的菌種之一。將乳酸菌作為益生菌添加至水產(chǎn)動物的飼料中，乳酸菌能夠促進營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、提升宿主免疫能力[24]。乳酸菌可以加強水產(chǎn)動物腸黏膜屏障功能從而提高水產(chǎn)動物免疫能力，還可以刺激水產(chǎn)動物黏膜，提高其體液免疫能力[13]。乳酸菌不僅能影響水產(chǎn)動物的免疫消化能力，還能夠調(diào)節(jié)其腸道菌群結(jié)構(gòu)，這表明乳酸菌也是一種適合水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)飼料添加的益生菌菌種[25]。

1.3 復合益生菌對水產(chǎn)動物的影響

復合益生菌作為飼料飼喂水產(chǎn)動物時能夠給水產(chǎn)動物帶來有益影響[26-27]。例如將含有醋桿菌屬（Acetobacter）、乳 酸 菌 屬（Lactobacillus）和 假 單 胞 菌 屬（Pseudomonas）的復合益生菌飼喂大菱鲆（Scophthalmus maximus），能提升其體內(nèi)溶菌酶的活性，刺激白細胞的吞噬活力，顯著提升其免疫能力[28]。將地衣芽孢桿菌（Bacillus lincheniformisBL-2, BL-9）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilisBS-12）和乳酸菌（LactobacillusLB-1）組合制劑飼喂凡納濱對蝦，可以增強其對副溶血弧菌的抵抗能力，提高其存活率[29]。還有研究發(fā)現(xiàn)，由枯草芽孢桿菌Z2 和光合細菌（Rps Rutila）組合而成的復合益生菌在增強鯽魚免疫指標方面有著顯著效果[30]。這些研究說明了復合益生菌和單種益生菌一樣可以通過增強水產(chǎn)動物免疫參數(shù)來提升水產(chǎn)動物免疫能力。此外，由芽孢桿菌（Bacillus）和乳酸菌（Lactobacillus）參與組成的復合益生菌制劑對雜交鱧（Channa maculate ♀×C.argus ♂）生長起著積極的作用[9]，而芽孢桿菌（Bacillussp.BC26）分別與有孢漢遜酵母（Hanseniaspora opuntiaeC21）以及梅奇酵母（Metschnikowiasp.C14）的組合飼喂都能顯著提升刺參（Apostichopus japonicus）的免疫學參數(shù)和消化能力[31]。這表明在飼料中添加復合益生菌，可以明顯促進水產(chǎn)動物的生長。

單種益生菌和復合益生菌在提升水產(chǎn)動物免疫能力和促進水產(chǎn)動物生長方面發(fā)揮著相似的作用。在具體的生產(chǎn)活動中，需要探究復合益生菌和單種益生菌作為飼料添加時，哪種添加方式會更加有效。2012 年的一項研究指出，復合益生菌相較于單種益生菌并未表現(xiàn)出更好的水產(chǎn)養(yǎng)殖促進功效[32]。在某些情況下復合益生菌甚至會不如單種益生菌的促生長效果好。例如，有研究發(fā)現(xiàn)單一的枯草芽孢桿菌Z2 在提升鯽魚生長性能以及改善鯽魚腸道菌群環(huán)境這兩方面的效果比復合益生菌要好[30]。綜上所述，復合益生菌是有著改善水產(chǎn)動物生長狀況和提升免疫能力的功效，但受到菌種、水產(chǎn)動物種類和環(huán)境等多種因素的影響，其與單一菌株相比未必會有優(yōu)勢。在實際生產(chǎn)中，就需要對比研究單一菌種或者復合菌種的應用效果之后，再選擇其中優(yōu)勝者作為飼料添加制劑。

2 益生菌促進水產(chǎn)養(yǎng)殖的機理

2.1 提高水產(chǎn)動物營養(yǎng)吸收能力

研究表明，許多益生菌在進入水產(chǎn)動物腸道后可以提升水產(chǎn)動物的營養(yǎng)吸收能力，促進水產(chǎn)動物生長[33-34]。例如，添加解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens）和短小芽孢桿菌（B.pumilus）能夠在短期內(nèi)提高尼羅羅非魚的生長速率；單獨添加Bacillus subtilis（ATCC 6633）也能明顯提高尼羅羅非魚的個體重量和存活幾率[20-21，35]。乳酸菌也有相似的功能，王國霞等[25]發(fā)現(xiàn)添加嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）可以在一定程度提高凡納濱對蝦腸道、肝胰臟中淀粉酶和脂肪酶等多種消化酶的活性，從而提高凡納濱對蝦對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力。另外，酵母菌內(nèi)含有許多水產(chǎn)動物需要的營養(yǎng)物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、維生素等，因此酵母菌的添加也能為水產(chǎn)動物提供蛋白質(zhì)營養(yǎng)，促進水產(chǎn)動物生長，這類酵母被稱為飼料酵母[36]。深入研究益生菌的功能機理，益生菌提升水產(chǎn)動物營養(yǎng)吸收能力是通過幾個不同的方面來發(fā)揮其生物學功能的。有學者發(fā)現(xiàn)益生菌是通過影響水產(chǎn)動物消化道中消化酶的活性來提高水產(chǎn)動物營養(yǎng)吸收能力的。例如，枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis strainsL10，G1）能夠提高凡納濱對蝦消化道中蛋白酶和淀粉酶的活性，從而誘導增加其總蛋白含量[8]。此外，將乳酸菌屬的嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）作為益生菌添加至凡納濱對蝦的飼料中時，嗜酸乳桿菌可以對不同的消化器官產(chǎn)生不同程度的影響，并增加其不同消化器官中酶的活性，而且對腸道中蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶活性的提高效果最為顯著[25]，這說明益生菌在進入水產(chǎn)動物消化道后能影響消化道內(nèi)各種酶的活性，進而影響水產(chǎn)動物的食物轉(zhuǎn)化效率和生長速率。除影響消化道內(nèi)酶的活性以外，還發(fā)現(xiàn)益生菌在進入腸道后能夠使水產(chǎn)動物腸道絨毛的長、寬度增加，并改善腸道的營養(yǎng)吸收機能[37]。例如，任雪等[38]將熱滅活的植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）和復合益生菌（GH35A，GH35B）的組合作用于凡納濱對蝦，發(fā)現(xiàn)能夠使凡納濱對蝦的腸壁增厚，并提升腸道絨毛整齊程度。將枯草芽孢桿菌[Bacillus subtilisBS1 (MW447607)]、植物乳桿菌[Lactobacillus plantarumLP1 (MW447608)]以及糞腸球菌[Enterococcus faecalisEF1 (MW447606)]添加至飼料中飼喂鱸魚8 周之后，鱸魚的腸道絨毛長度和腸壁高度明顯增加[39]。以上研究說明在飼料中添加益生菌能夠影響水產(chǎn)動物腸道結(jié)構(gòu)。此外，Reda 等[40]發(fā)現(xiàn)提高尼羅羅非魚飼料中解淀粉芽孢桿菌孢子（Bacillus amyloliquefaciensspores）的含量能夠顯著增加尼羅羅非魚腸道中腸道絨毛的高度。腸道絨毛、腸壁高度的增加會使腸道表面積增加，這能直接有效地提高其飼料轉(zhuǎn)化率。解淀粉芽孢桿菌孢子（Bacillus amyloliquefaciens spores）會增加羅非魚腸黏液中杯狀細胞的數(shù)量，而羅非魚對藻類極強的消化吸收能力很可能與腸道中杯狀細胞分泌的酸性黏液有關(guān)，腸內(nèi)杯狀細胞的增加會提升其對浮游植物的消化吸收能力[40-41]。另外，部分益生菌在代謝過程中能產(chǎn)生胞外酶，這也會促進腸道內(nèi)食物的消化。例如，乳酸菌能夠分泌脂肪酶、蛋白酶等消化酶，可以分解腸道中大分子有機物，促進水產(chǎn)動物消化吸收能力[42]。相較于前兩種機理，依賴于胞外酶的作用方式比較簡單，篩選擁有該功能的水產(chǎn)益生菌時，只需要著重檢測益生菌的代謝產(chǎn)物即可。部分益生菌對不同水產(chǎn)動物營養(yǎng)吸收能力的影響見表1。

表1 部分益生菌對不同水產(chǎn)動物營養(yǎng)吸收能力的影響

2.2 激活強化水產(chǎn)動物免疫系統(tǒng)

越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，水產(chǎn)動物的飼料中添加益生菌能夠激活和強化水產(chǎn)動物的免疫系統(tǒng)，提升水產(chǎn)動 物 的 免 疫 能 力[27，40，43，46-47]。在 中 藥 和 芽 孢 桿 菌（TCMBS）混合制劑的作用下，尼羅羅非魚出現(xiàn)了對無乳鏈球菌（Streptococcus lactis）感染的抗性，使其能夠保持較低的死亡率；在添加枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）和地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）1：1混合制劑，同樣也出現(xiàn)了對無乳鏈球菌感染的抗性[43，48]。此外，Aly 等[20]發(fā)現(xiàn)短小芽孢桿菌（B.pumilus）能夠改善尼羅羅非魚的抗病能力，增強羅非魚的免疫應答。在具體作用機理方面，有學者發(fā)現(xiàn)益生菌添加能提升水產(chǎn)動物體液免疫能力。例如，Abarike等[48]發(fā)現(xiàn)添加枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）和地衣芽孢桿菌（Bacillus lincheniformis）混合菌劑后尼羅羅非魚的血清和皮膚黏液中的免疫球蛋白濃度升高。同屬芽孢桿菌的解淀粉芽孢桿菌的孢子（Bacillus amyloliquefaciens spores）則能夠顯著增加尼羅羅非魚腸道內(nèi)分泌腸黏液的杯狀細胞數(shù)量，杯狀細胞分泌液形成的保護層可以有效隔絕外來入侵細菌，在一定程度上增強了水產(chǎn)動物抵抗外來細菌入侵的能力[40，49]。Das 等[46]研究發(fā)現(xiàn)解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciensFPTB16）飼喂卡特拉鲃時，能夠刺激卡特拉鲃全身免疫分子大量合成，其體內(nèi)重要的免疫球蛋白等防御分子數(shù)量顯著增加。芽孢桿菌制劑（Bacillus licheniformisandBacillus subtilis）飼喂草魚后也能增加血清中免疫球蛋白的含量[50]。其他學者研究發(fā)現(xiàn)益生菌也能通過提高水產(chǎn)動物血清之中的溶菌酶含量來增強水產(chǎn)動物的免疫能力。例如，Zhang 等[39]發(fā)現(xiàn)1×108CFU/g 的枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilisBS1 MW447607)添加能顯著提高鱸魚血漿中的溶菌酶濃度，從而增強鱸魚的免疫能力。同樣的，芽孢桿菌制劑也能有效提高草魚、羅非魚等其他水產(chǎn)動物血清中的溶菌酶含量[48，50]，這表明芽孢桿菌這類益生菌能夠通過增加水產(chǎn)動物血清中免疫球蛋白和血清溶菌酶的含量來增強其免疫能力。Tang等[51]發(fā)現(xiàn)，把枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilisCh9）添加到草魚飼料中，能夠抵消嗜水氣單胞菌（Aeromonas hydrophila）引起的血清、肝臟和腸道脂質(zhì)氧化損傷，使得草魚表現(xiàn)并維持高水平的抗氧化防御狀態(tài)，抵御嗜水氣單胞菌造成的細菌性敗血癥。Midhun 等[45]的研究中發(fā)現(xiàn)地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformisHGA8B）能增加羅非魚的抗氧化能力，能增強機體的修復和抵抗病原菌能力。除直接增加水產(chǎn)動物抵抗能力外，特殊處理的芽孢桿菌還能增強水產(chǎn)動物對特定疾病的抵抗能力。例如，表面表達華支睪吸蟲副肌球蛋白的枯草芽孢桿菌孢子（Bacillus subtilis spores）制成的口服藥能夠保護草魚，降低其魚肉之中包蚴的數(shù)量，使其能夠?qū)谷A支睪吸蟲[52]，這有效減小了華支睪吸蟲對草魚的傷害。

不僅是芽孢桿菌，其他益生菌也有類似情況。乳酸乳桿菌（Dairy yogurtLactobacillussp.）也能夠提升羅非魚的血清溶菌酶含量[35]。Chen 等[10]實驗時發(fā)現(xiàn)，長期使用顆粒飼料導致的鱖魚血清溶菌酶含量降低這個問題，可通過添加鼠李糖乳桿菌[Lactobacillus rhamnosus(ATCC 7469)]和植物乳桿菌[Lactobacillus plantarum(ATCC 8014)]等益生菌得到顯著改善。以上研究表明，益生菌輔助水產(chǎn)養(yǎng)殖的技術(shù)，為高密度養(yǎng)殖造成的水產(chǎn)動物免疫能力下降等問題帶來了有效的解決方案。部分益生菌對不同水產(chǎn)動物免疫系統(tǒng)的影響見表2。

表2 部分益生菌對不同水產(chǎn)動物免疫系統(tǒng)的影響

2.3 調(diào)節(jié)水產(chǎn)動物腸道菌群結(jié)構(gòu)

水產(chǎn)動物的腸道菌群對水產(chǎn)動物的生長、發(fā)育、免疫等生理活動起著重要的調(diào)控作用。腸道菌群不僅能影響水產(chǎn)動物的生長，還能抵御外來致病菌的入侵，因此維持水產(chǎn)動物腸道菌群結(jié)構(gòu)的合理和穩(wěn)定，對水產(chǎn)動物養(yǎng)殖來說是十分重要的[53-55]。很多研究發(fā)現(xiàn)水產(chǎn)飼料中添加益生菌能夠影響和改善水產(chǎn)動物的腸道菌群結(jié)構(gòu)[38,56]。王磊等[37]將含枯草芽孢桿菌的復合益生菌飼喂給眼斑雙鋸魚（Amphiprion ocellaris）后，其腸道內(nèi)同屬厚壁菌門的腸道菌群豐度有所提升。Zokaeifar等[8]發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis strainsL10，G1）添加可以有效降低凡納濱對蝦被哈維氏弧菌（Vibrio harveyi）感染的死亡率，深入研究后發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌會在其腸道中定植，通過競爭作用創(chuàng)造一個不易被其他病原體感染的環(huán)境。還有研究發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌（LP HMX-3）可以調(diào)節(jié)仿刺參腸道菌群結(jié)構(gòu)，利用競爭作用減少水產(chǎn)動物腸道中有害菌的數(shù)量[33]。大多數(shù)水產(chǎn)動物腸道中的有益細菌多數(shù)為厭氧細菌、少數(shù)為好氧細菌，而有害細菌則相反?？莶菅挎邨U菌定植于水產(chǎn)動物腸道以后，其進行的有氧呼吸會降低腸道中氧氣的含量，進而抑制了好氧菌的生長繁殖，從而在一定程度上抑制了病原菌對水產(chǎn)動物的傷害作用[57-58]。乳酸菌也能通過分泌一些抑制病原菌生長的物質(zhì)如抗生素、過氧化氫等，維持水產(chǎn)動物腸道的健康[59]。張強[30]的研究發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌Z2能夠增加鯽魚腸道中的優(yōu)勢菌群，平衡其腸道菌群結(jié)構(gòu)；當枯草芽孢桿菌分別與光合細菌、乳酸菌組合的時候能夠發(fā)揮更好的調(diào)節(jié)腸道菌群的功能。同種益生菌對不同水產(chǎn)動物的作用也不完全相同，如上述枯草芽孢桿菌可以減少鯽魚腸道中好氧菌的數(shù)量，但將枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilisC-3102）飼喂給羅非魚后，羅非魚腸道內(nèi)好氧菌的數(shù)量卻有所增加[60]。部分益生菌對不同水產(chǎn)動物腸道菌落結(jié)構(gòu)影響見表3。

表3 部分益生菌對不同水產(chǎn)動物腸道菌落結(jié)構(gòu)的影響

2.4 影響水產(chǎn)動物部分基因的表達

益生菌會對水產(chǎn)動物某些基因的表達產(chǎn)生影響，其對不同基因表達的影響會產(chǎn)生不同的生物學效果見表4。Midhun 等[45]發(fā)現(xiàn)地衣芽孢桿菌 HGA8B（Bacillus licheniformisHGA8B）的添加顯著提高了羅非魚肝臟中四個參與生長的基因表達量。地衣芽孢桿菌不僅能影響水產(chǎn)動物生長有關(guān)基因的表達，還能調(diào)控免疫相關(guān)的基因。將地衣芽孢桿菌（Bacillus lincheniformis）和枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）混合飼喂羅非魚后，顯著促進了抗SMAD3 相關(guān)基因的表達[48]。在Abarike 等[43]的實驗中，所有添加中藥與芽孢桿菌混合制劑的羅非魚體內(nèi)β-防御素、溶菌酶、CAT 等免疫相關(guān)基因的表達水平顯著提高。還有學者研究發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌（LP HMX-3）可以提高仿刺參幾種免疫酶的活性和免疫相關(guān)基因的表達[33]。使用表面表達華支睪吸蟲副肌球蛋白的枯草芽孢桿菌孢子（Bacillus subtilis spores）作用于草魚時，草魚的脾臟、腎等器官中促炎細胞因子的基因表達水平有所提高[52]，說明不單是益生菌，益生菌孢子也能影響水產(chǎn)動物與免疫相關(guān)基因的表達。另外，在Sun等[52]的實驗中，地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformisHGA8B）促進了草魚前腸中編碼緊密連接蛋白和黏蛋白-2 基因的表達，有利于形成腸道屏障，增加胃腸道保護層的黏蛋白量[45]。因此，益生菌制劑在進入水產(chǎn)動物腸道以后，可以通過影響腸道屏障有關(guān)基因的表達來維持和修復腸道健康。

表4 部分益生菌對不同水產(chǎn)動物基因表達的影響

以上這些研究說明，益生菌制劑在水產(chǎn)動物養(yǎng)殖中的添加，會通過影響水產(chǎn)動物促生長、免疫、腸道健康等相關(guān)基因的表達，改善和維持水產(chǎn)動物的健康狀態(tài)，提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的效率。

3 小結(jié)與展望

當前全球水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)已經(jīng)開始向高產(chǎn)、可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā)生轉(zhuǎn)型。益生菌輔助水產(chǎn)養(yǎng)殖的技術(shù)在改善水產(chǎn)動物營養(yǎng)物質(zhì)吸收能力、提高免疫能力、改善腸道菌群結(jié)構(gòu)等方面具有顯著功效，這在未來水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中有著廣闊的應用前景。但任何技術(shù)都有其適用性的問題，我們應該在發(fā)揮該技術(shù)優(yōu)勢的同時，盡量避免帶來消極的影響，同時促進技術(shù)的升級和改進。水產(chǎn)養(yǎng)殖中益生菌制劑的未來發(fā)展道路還很長遠，還需要從以下幾個方面進行深入探索。首先是益生菌的安全性問題，即便是使用最廣泛、公認最安全的枯草芽孢桿菌，近期也被發(fā)現(xiàn)其部分菌種可能會產(chǎn)生有害物質(zhì)[61]。益生菌制劑對環(huán)境是否會產(chǎn)生不良影響仍缺乏科學評估，現(xiàn)階段益生菌安全評價系統(tǒng)依然不夠完善，缺少對各種益生菌功能和利害方面的詳細數(shù)據(jù)。其次是益生菌投放量和針對性的問題，益生菌一般作為飼料添加投放到水體之中，養(yǎng)殖水域的環(huán)境會影響飼料中益生菌的數(shù)量和效果，這就需要研究更加穩(wěn)定和對各種不同水域環(huán)境有一定針對性的益生菌制劑。目前我國水產(chǎn)養(yǎng)殖壓力日漸增大，尋找高效穩(wěn)定且具針對性的益生菌制劑迫在眉睫[3]。再次，除普通益生菌以外，工程益生菌也有著較大的發(fā)展?jié)摿?。如表面表達華支睪吸蟲副肌球蛋白的芽孢桿菌融合孢子就使得華支睪吸蟲對草魚的危害程度下降[52]。對工程益生菌有益作用機理的深入探索，未來可能將部分安全性高的工程益生菌投入動物研究，讓水產(chǎn)動物獲得抵抗部分病原菌的能力，這樣能創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟和社會價值。最后，復合益生菌制劑的研究，不僅是將不同的物質(zhì)與益生菌結(jié)合起來，還有多種益生菌相互組合，能夠使益生菌制劑發(fā)揮出更大的生物學作用?？傊?，益生菌制劑在綠色水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)有著廣闊的應用前景，相信未來技術(shù)不斷發(fā)展，有關(guān)益生菌制劑的組合種類會越來越多，其生物學效果也會越來越好。