圖1 細菌硝化和反硝化作用示意圖  圖2 水體氮化合物剩余量與時間再生物除污中的關系。 在實驗室中，細胞在有氧或無氧條件下，培養在含高濃度的銨離子、硝酸鹽和亞硝酸鹽水平的培養液中兩天 中國水產頻道獨家報道，水產養殖中，大家對病原體有很高的關注度。其實，部分細菌性病原體是養殖對象體表和腸道里以及養殖水體和泥土里的正常菌落，但同時也是投機主義者。只要水質能保障了養殖對象的健康以及菌落穩定，這些“投機主義者”引起疾病的可能性是很低的。一旦養殖環境改變了，如水體惡化，養殖對象缺乏抵抗力，“投機主義者”就會把握機會，數量迅速增加，使養殖對象染病。因此，在防控病原的方法里，能保持穩定的環境和水質是相當關鍵的。 除了適當的管理這一先決條件以外，能有效防控病原的方法還有接種疫苗和抗生素的應用，然而它們都有弊端。能針對各個養殖品種和病害的疫苗尚未研發出來，因為疫苗本身是有專一性和針對性的，目前主要針對是自然界中的病毒，在蝦的養殖中應用的效果不好。高效的疫苗由各種因素所決定，如免疫狀態，養殖對象的規格，疫苗配方，免疫路徑和機制。另一方面，疫苗價格偏高，使用時需要較多的人力資源，還會對養殖對象造成不必要的壓力。 過去，抗生素常用于促進生長和防控病害方面，但如此的濫用抗生素不僅提高了大部分細菌性病原的抗性，而且還把抗性帶入環境中去，最終，抗生素的使用引起廣泛的爭議。 目前，還有其他方法可以選擇，它們既能提高養殖對象免疫力，還能控制水質和病原體。像使用益生菌，就是其中一種能保持穩定的環境達到防控病原的方法。 水質管理 養殖對象的排泄物如糞便、尿素以及投喂殘渣都會進入到養殖水體中去，隨著這些有機物質累積，有毒化合物水平在增加，就會導致水體惡化。因此，需要把過量的有機物質和有毒化合物移出養殖體系。某些細菌就能在這一環節上大展身手。通常把使用植物或微生物像細菌等來去除水體中的多余成分這一環節稱為生物除污。 剩余的有機物質為“投機主義者們”提供了一個良好的生長環境，同時也為日后疾病的傳染奠定了基礎。有益的細菌如芽孢桿菌可以礦化有機物質，能減輕環境負擔。 含氮化合物如亞硝酸鹽、硝酸鹽以及來源于分解水體中廢棄物和養殖對象排泄物的銨離子。當這些化合物超過一定量的時候，就會轉變為有毒物質。銨離子會干擾神經元活動，，特別是在缺氧的情況下，如果長時間暴露在高濃度的亞硝酸鹽環境里，會引起養殖對象窒息。即使是長時間暴露在安全濃度（較低）的硝酸鹽環境，也會使得養殖對象體重和免疫力下降，從而增加染病的風險。 為了避免上述情況的發生，某些益生菌就很自然地被引入到養殖系統中來。這些細菌進行硝化作用或反硝化作用（如圖1和2），因此使得水體中含銨、硝酸鹽和亞硝酸鹽水平較低。細菌的硝化作用是把水體的銨氧化為硝酸鹽；反硝化作用則是把水體中的煙硝酸鹽還原成氮氣。硝酸鹽是兩個反應的中間產物。混合使用多種細菌能提高硝化和反硝化的能力，并能有效移除三種有害物質。 硫化氫等硫化物是養殖中的另一個問題。在缺氧環境里，底層有機物的分解會產生硫化氫，硫化氫會阻礙養殖對象正常的呼吸作用，嚴重的會導致窒息。如果池底有黑色的淤泥，這就表明了水體有硫化氫的存在，因為硫化氫和鐵離子發生反應形成硫化亞鐵。 使用一些益生菌可以有效控制水體中的硫化氫含量，如硫桿菌和副球菌屬，以硫桿菌為例，它能同時去除硝酸鹽和硫化氫，并把有毒硫化物轉為無毒硫酸鹽和氮氣。
圖3 群體感應淬滅例子。默認生長被抑制的情況下群體感應相關活性（光的產物）有所下降 益生菌VS 病原體：群體感應系統 與病原體對抗到底是益生菌的一個主要特征。一般情況下，通過幾種機制來排除病原體的競爭力，形成對抗：生產抗菌物質如細菌素，生產有機酸來降低養殖對象消化系統的pH值進而抑制病原體的體內增長，還有與病原體在附著點和營養方面的較量。 最近，有一種新方法引入到病原對抗中來：干擾群體感應，是破壞病原體細胞間通訊機制。 1、菌間通訊 群體感應（Q.S）是指根據自身分泌的信號小分子的閾值來感應細胞密度而產生細菌群體行為的基因調控方式。這個機制使得細菌群體協調合作，如形成生物膜，毒性和產生抗菌素和酶，這些都只在對抗成功率較高的時候啟動，并增加細胞的代謝負擔。就毒性而言，高效和及時表達毒性因子是成功感染的保障。 不少研究已經可以確認了多種細菌的信號調節分子。其中最常見的信號分子是革蘭氏陰性細菌使用的酰基高絲氨酸內酯（AHL）以及革蘭氏陽性菌使用的一些小分子多肽。不少革蘭氏細菌能產生了一種信號因子AI-2，所以一般把AI-2定義為種間細胞交流的通用信號分子。 也有一些細菌像弧菌受雇于一組相關細菌作為它們的信號分子，所有這些信號分子把信息傳遞到環境中，包括物種的組成以及環境中營養和代謝方面的競爭情況。 AHL信號分子基本系統由AHL合成酶（Luxi）和檢測AHL的同源轉錄因子組成。（如圖3）在綁定AHL后，探針將激活目標基因或使其失效。研究發現在弧菌中有更多復雜的多通道系統，在細胞膜的同源受體上,不同的信號分子都能被檢測出來，這是因為每個信號都有一個特定的通道，每個通道的信息都會轉化成相同的信號級聯。 2、群體感應淬滅 當通訊受到干擾的時候，細菌群體不能協調合作，破壞了QS調控功能。最好的情況就是，群體感應淬滅使得病原菌毒性下降和易受攻擊。 群體感應中有幾個過程能成為破壞系統的目標。一是抑制信號分子的合成，使細胞沉默，胞間沒有交流；二是通過合成一些信號分子的結構類似物，與相應的蛋白受體結合，從而阻擋了信息傳遞；三是用酶降解信號分子使其不能與受體蛋白結合。 大自然里的植物、細菌和藻類能產生各種抑制劑。例如，大蒜含有阻斷信息流的化合物，海洋紅藻產生和AHL結構類似的鹵化呋喃酮，從而阻止信息進入到受體。 細菌破壞和降解AHL的機制已經升級了，一些芽孢桿菌屬能產生水解AHL內酯環的酶。其他種類還有像勞氏菌屬和貪噬菌，能產生作用在AHL酰胺結合部位的酶。這些益生菌能通過兩種途徑來控制病原體，一是產生抑菌物質來抑制生長，二是抑制信息交流來控制病原體。 3、淬滅系統 過去的數十年間，研究表明QS信號分子中有過多表達特征的指示菌，像發光，產生熒光和色素。這些指標菌不僅應用于檢測群體感應的能力，還應用于對細菌感應淬滅的研究，這可辨別出益生菌所產生的抗菌物質究竟是抑制了信息交流所還是生長（圖3）。 【關鍵字】：益生菌 水產品 水產養殖 |
| 重點推薦 |
| |
微博互動免責聲明：
1、凡本網注明“來源：水產前沿網”的所有作品，均為水產前沿網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：水產前沿網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
2、凡本網注明“來源：XXX（非水產前沿網）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
3、如本網轉載涉及版權等問題，請作者在15天內來電或來函與水產前沿網聯系。聯系方式：020-85595682。
