分享

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

 lzqzy51 2024-05-25 发布于广西

前言

水产养殖的规模化、集约化发展造成了许多养殖疾病,抗生素已被广泛用于防治细菌性疾病。

可是滥用抗生素会导致水生动物出现更多的问题,如耐药细菌的出现、药物残留、微生态失衡和免疫系统破坏。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

抗生素引起的多重耐药细菌感染威胁着人们的生命和健康安全,世界上许多国家都颁布了禁止使用抗生素的法律。

所以寻找新型高效环保的饲料添加剂,来替代抗生素成为研发的紧迫任务,这将关乎到地球上生物的存亡。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

抗菌肽是什么

抗菌肽是一类小分子活性多肽,由于其良好的抗菌活性、稳定性和安全性,抗菌肽被认为是抗生素的潜在替代品之一,抗菌肽对细菌、真菌、病毒和寄生虫具有广谱耐药性。

在免疫系统中,抗菌肽是重要的效应和调节剂,可执行多种生理功能,包括募集免疫细胞、释放趋化因子和调节促炎反应。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

抗菌肽具有稳定性好、来源天然、无污染等优点,是抗菌药物的良好替代品。

但是抗菌肽在水产养殖中的应用仍存在许多问题,抗菌肽有很多种,但抗菌机制的表达尚不清楚。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

要将抗菌肽应用于水生动物饲料,我们应该了解抗菌肽的功能和结构之间的关系,以及应该为不同物种选择合适的抗菌肽。

同时抗菌肽的生产成本非常高,提取过程很复杂,产量有限,不能大规模用于动物养殖,抗菌肽的推广取决于其高效生产和降低成本。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

黑水虻当中的抗菌肽

黑水虻可以将有机废物转化为可用的生物资源,它的营养价值很高,体内蛋白质、脂质和微量元素的含量占幼虫干重的35-64%,在饲料蛋白替代中具有良好的应用。

黑水虻含有50多个抗菌肽基因,其体内产生的抗菌肽具有高效的抗菌能力,黑水虻是研究抗菌肽的极好材料,从伊鲁肯斯生产抗菌肽有几种方法,例如分子技术法。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

血淋巴收集法和研磨和提取法,在正常条件下,黑水虻体内的抗菌肽含量较低,但是使用微生物针刺感染可以诱导黑水虻产生更多的抗菌肽。

使用金黄色葡萄球菌针刺可以诱导黑水虻产生抗菌肽,而干酪乳杆菌与针刺联合也可以诱导出伊鲁森嗜血杆菌抗菌肽。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

抗菌肽的释放可由大肠杆菌针刺诱导,或者细菌注射和其他方法通常用于刺激伊氏嗜血杆菌抗菌肽的产生,但是这些方法不适用于抗菌肽的生产,并且在生产实践中是不现实的。

所以必须筛选出最佳用于黑水虻的生长性能和抗菌肽诱导的微生物菌株和浓度,评价了6种微生物菌株生长增强和抗菌肽诱导。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

黑水虻鸡蛋是从中国广东广州的一个私人农场购买的,装有玉米粉的塑料瓶中的鸡蛋被运送到中国海南海口中国热带农业科学院生物研究所的实验室。

在驯化过程中,在3度和60%相对湿度的储存箱中饲养鸡蛋,孵化时,将种蛋放在阴凉处,以避免阳光直射和水分快速蒸发。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

实验设计和黑水虻饲养

相关人员进行了两个实验,在第一个实验中,筛选最佳微生物在黑水虻中生长和诱导抗菌肽表达,将0种含有单一细菌的实验日粮提供给黑水虻幼虫5d,饲喂0d后,测定生长性能和抗菌肽浓度。

由于RP在第一次试验中改善了伊鲁森斯幼虫的生长性能和抗菌肽浓度,因此使用RP准备日粮,并在第二次试验中评估RP的最佳浓度。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

在第二次试验中,测定初始平均重量为01.0±002.5g的幼虫的生长性能,近似组成,包括灰分,粗蛋白和粗脂质,以及消化能力。

包括肠道和肠道微生物群中的淀粉酶,脂肪酶和胰蛋白酶活性,以及日粮喂养够天数后的抗菌肽浓度。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

微生物群对宿主发育、代谢和免疫学的影响使微生物研究成为有机体生物学的一个组成部分。

在饲料中添加微生物可能会影响动物的生长发育,这项研究确定了含有不同菌株的伊鲁森嗜食日粮的生长性能和身体成分。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

在饲料中添加微生物可以促进动物的生长发育,添加枯草芽孢杆菌喂养可改善断奶仔猪的生长性能和营养消化率。

饲料中补充益生菌,可以提高虹鳟鱼的饲料转化率、比生长率和蛋白质效率,酿酒酵母有助于改变黑水虻幼虫的代谢途径并增加幼虫体重。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

通过研究发现,饲料中添加灭活的SA、RP和SC显著提高了刺槐幼虫的生长性能,然而EC、BS和LP的添加对伊鲁森斯幼虫的生长性能没有显著影响。

不同菌株对黑水虻生长的影响差异很大可能是由于菌株与黑水虻中的微生物之间的作用模式不同。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

因为直接影响宿主的发育,研究报告称,用微生物补充饲料未能促进宿主的生长。

饲料补充益生菌不能改善幼年牙菌的生长性能,这表明不同菌株对动物的生长促进作用各不相同。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

在这次研究中发现,通过在饲料中添加SA、RP和SC,显著提高了刺红藻的生长性能。

这意味着在饲料中应用这些微生物具有更大的优势,饲喂SA、RP和SC组的黑水虻也具有较高的消化酶活性,这可以通过更高的消化酶活性意味着更高的消化能力和生长速度来解释。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

益生菌对生长改善的影响与消化酶活性呈正相关,并在许多动物研究中得到证实,例如金头鲷,罗非鱼和太平洋白虾。

这可能归因于微生物群落在成功粘附和定植后产生细胞外酶,从而改善消化,这促进了宿主的成长。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

不同菌株饲喂对伊鲁森斯身体成分的影响

饲喂SC显著提高了毛脂和灰分含量,但对粗蛋白无显著影响,饲料中补充益生菌不会影响南美白乳杆菌的身体成分。

饲料补充酵母、芽孢杆菌和乳酸杆菌可显著增加淡水对虾的粗蛋白、粗脂和灰分含量。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

微生物对宿主成分的影响因物种研究而异,微生物对宿主成分的影响机制尚不清楚,SC增加了刺红藻的粗脂和灰分含量,这可能是由于SC影响了刺红藻脂质的代谢。

增加了脂质沉积,此外粗脂质和灰分的变化可能是由于饲料的消化和吸收改变,这可能是SC中生物活性成分的功能,这些生物活性成分有助于消化道中营养物质的吸收。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

膳食酵母增加了鱼种的粗脂含量并降低了灰分含量,然而膳食酵母对波斯鲟的粗脂质和灰分含量没有显著影响。

但是这些研究和我们这次研究的成果上有明显的不同,这也体现出菌株影响不同物种身体成分的机制存在差异,不同微生物对宿主的影响各不相同,确切的机制仍有待探索。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

通过不同菌株的饲料补充诱导金头鲷抗菌肽

昆虫已经适应了不同的栖息地,因为它们与生俱来的免疫系统为它们提供了一系列针对微生物的细胞和体液反应。

近几十年来,由于昆虫的广泛多样性,免疫防御理论取得了重大进展,它们是生物活性分子的极好来源。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

昆虫抗菌肽是获得性免疫因子,可诱导,具有抗菌、抗病和抗肿瘤特性,细菌可诱导宿主防御肽在生物体内表达,从而提高生物体的免疫功能。

饲喂含有不同菌株的日粮可诱导黄粉虫幼虫产生抗菌肽,在这项研究中,在饮食中添加EC,SA,RP和SC诱导了黑水虻中抗菌肽的产生,特别是RP具有最佳的抑制效果。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

大肠杆菌可以在黑水虻中诱导抗菌肽,抗菌肽对革兰氏阴性菌具有较强的抑制活性,证明了喂养细菌诱导的可行性,不同细菌诱导抗菌肽对细菌的整体抗菌活性没有显著影响。

黑水虻的免疫应答是非特异性的,不同的诱导源可以诱导昆虫抗菌肽产生具有广谱抗菌活性的肽。

并且对特定的抗原诱导物质没有特异性,黑水虻的抗菌肽具有广泛的抗菌活性,是水产养殖中很有前景的药物。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

不同浓度RP补给饲料对刺蝇幼虫的影响

根据观察发现,在饲料中添加RP对毛蛋白和灰分含量没有影响到毛蛋白和灰分含量。

但高浓度的RP增加了脂质的沉积,RP含有丰富的氨基酸和脂肪酸,高浓度的RP为刺红藻饲料营养提供了更多的营养。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

这可能会改变脂质代谢,导致刺红藻中脂质的沉积增加,RP含有多种B族维生素和泛酸。

可作为辅酶参与机体新陈代谢,促进动物生长发育,这些成分可以促进黑水虻的代谢,增加脂质在体内的沉积。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

通过不同浓度RP的饲料补充剂诱导抗菌肽

在第一个实验的基础上,我们证明了RP对Imp的诱导效果更好,第二个实验探讨了不同浓度的RP对抗菌肽的诱导作用,结果表明,较高浓度的RP能较好地诱导抗菌肽在黑水虻中的表达。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

通过针刺注射和注射细菌溶液诱导黑水虻的抗菌肽[69],本研究采用补充RP的饲料诱导了黑水虻的抗菌肽产生,该方法比针刺和注射方法更简单,适用于大规模抗菌肽生产。

补充RP饲料对伊鲁森斯肠道菌群的影响

在我们的研究中,多样性分析表明,在饮食中添加RP显着提高了香农和Ace多样性指数,这表明RP可以提高伊鲁森斯肠道菌群的物种丰富度和均匀度。

从而使微生物群更加多样化和均匀分布,此外,不同浓度的RP对肠道菌群组成的影响各不相同。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

RP浓度越高,菌群多样性越高,研究表明,增加肠道微生物组的多样性对宿主健康更好。

添加许多饲料益生菌会影响动物肠道菌群的结构,改善宿主的健康状况,本研究的肠道测序结果表明,伊鲁森斯的优势菌群分布在变形杆菌、厚壁菌和放线菌中,变形杆菌,厚壁菌和放线菌最常见于昆虫。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

在这项研究中,喂食高浓度RP的黑水虻中变形杆菌和放线菌的丰度降低,厚壁菌增加,这可能是喂养RP的结果,变形杆菌是革兰氏阴性菌,其中大多数是单性生殖或完全厌氧的。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

通常是昆虫肠道微生物群的主要成分,潜在的疾病风险与变形杆菌丰度的增加有关,因为它包括许多致病细菌。

大多数厚壁菌是革兰氏阳性细菌,包括许多益生菌,如芽孢杆菌和乳酸杆菌,本研究中厚壁菌的高丰度和变形杆菌和放线菌的低丰度表明,RP改善了肠道的微生物组成。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

在日常中,一些常见的益生菌,如乳酸杆菌和杜鹃假单胞菌,在喂养RP后丰度显着增加,乳酸杆菌和杜鹃假单胞菌是动物生产养殖中常用的益生菌。

乳酸杆菌可以提高水生动物的消化率和免疫力,杜鹃假单胞菌可以促进益生菌的生长,调节水质,增强动物抗性,随着饲养RP浓度的增加。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

棒状杆菌和变形杆菌的丰度显著下降,除白喉棒状杆菌外,棒状杆菌多为条件性致病性,可引起各种临床感染,如脓毒症、心内膜炎和肺炎,已引起国外学者的关注。

变形杆菌是一种条件性致病菌属,在某些条件下可引起食物中毒和许多疾病,在这项研究中,饲料补充RP增加了有益菌的丰度,降低了有害菌的丰度,这可能是由于黑水虻的消化率和抗病性增加的结果。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

变形杆菌能够产生多种细胞外水解酶的细菌可以从营养丰富的幼虫肠道中的选择性和富集培养基中分离出来,这些分离的菌株具有多种水解能力,可以为富含聚合物的饮食中生长的宿主提供生态优势。

特异性水解活性与特定的系统发育组有关,黑水虻的消化率提高可能与肠道菌群的组成和丰度有关,肠道菌群可能影响伊鲁肯的代谢功能,增强其消化能力和抗病能力。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

结尾

RP影响红豆的营养水平、物质代谢和免疫功能,肠道菌群与生理状态、消化和吸收功能以及抗病性相关。

所以RP通过调节肠道菌群间接影响黑水虻的营养水平,物质代谢和免疫功能,由于抗菌肽的抗菌作用,黑水虻体内抗菌肽的产生可能会抑制有害菌群的生长,给益生菌更好的生存空间。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

间接调节肠道菌群的平衡,抗菌肽也是确保黑水虻肠道在腐败环境中保持健康的关键。

水产养殖中,抗菌肽是抗生素的替代品,黑水虻在当中起到什么作用

在阅读此文后,烦请您关注+评论,方便剩下后续事件有新的进展能够让您迅速关注到

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多