论文解读--土霉素对尼罗罗非鱼胃肠道微生物生态的抑菌活性



土霉素(OTC)是四环素家族中的一种广谱抗生素,与其他抗生素相比成本较低,占欧盟动物生产中抗生素消费的近三分之一。虽然在欧盟和美国不允许使用它作为生长促进剂,但在许多国家仍然允许使用。

对陆生物种肠道微生物的研究,认为肠道中的细菌种群会影响胃肠道病原微生物的分布,有助于免疫系统和器官的发育。本研究的目的是确定饲料中分别添加7天和30天的土霉素对看似健康的尼罗罗非鱼胃肠道微生物的影响。
实验设计如下:



结果
1、水的理化性质的改变
水体的理化参数如温度、pH、DO、盐度和电导率是影响环境中细菌丰度的重要因素。因此,在整个实验期间都对这些参数进行了监测。
温度大致相似,平均值介于28.3 ± 0.1°C,实验结束时,T2的水温略有下降,降至26.3±0.2°C。
pH值为近中性至微碱性,处理前为7.7±0.1,T1期间为7.5±0.1,T2期间为7.5±0.1。
DO处理前平均值为4.37±0.07 mg/L,T1期间为4.41±0.11 mg/L,T2期间为4.35±0.12 mg/L。
水的盐度和氨含量为0 ppt,平均硬度为110.19±10.02ppm,平均碱度为880.95±60.74ppm。

2、鱼肠道细菌丰度及其组成变化
下图为不同处理条件下尼罗罗非鱼肠道中细菌负荷的比较。


如图可以看到细菌负荷变化较大,T1,T2处理组较对照组均显著降低。

为了观察土霉素处理后尼罗罗非鱼肠道细菌的变化,使用SS和EMB琼脂平板计数,所得数据如下图所示(图a为T1处理组,图b为T2处理组)。


T1处理中,SS培养液中的细菌在土霉素处理后第1天显著下降(P<0.05),第2天开始急剧上升,第3天达到87.67±34.82 CFU/g,随后又显著下降至37.00±20.52 CFU/g,至第7天基本保持不变。在EMB培养基中,肠道细菌数量的变化规律与SS培养基相同。T1组肠道菌群在土霉素处理后第2天和第3天的上升可能与土霉素对对抗生素产生抗药性的细菌群的初始作用有关。因此,通过输入抗生素改变了尼罗罗非鱼胃肠道细菌的丰度,并且随着时间的推移,其抵抗力逐渐下降。

T2处理中,SS培养液中的细菌在土霉素处理后第6天显著降低(P<0.05),第15天开始急剧上升,达到87.67±34.82 CFU/g,随后又降至28.67±04.93,至第30天基本保持不变。在EMB培养基中,肠道细菌数量的变化规律与SS培养基相同。T2组肠道菌群在土霉素处理后第15天的上升可能与土霉素对菌群的初始作用有关,菌群试图抵抗抗生素的作用,因此数量增加,最后随着时间的推移,其耐药性下降。

不同处理尼罗罗非鱼胃肠道细菌组成百分比的数据如下表所示:


细菌分布比较表明,土霉素处理导致肠道微生物发生变化。共鉴定出10个细菌属,分别为大肠杆菌、葡萄球菌、肠杆菌、微球菌、假单胞菌、芽孢杆菌、黄杆菌、沙门氏菌、链球菌和爱德华氏菌。试验结束时,土霉素处理组出现一种优势肠杆菌,占对照组的17.36%,T1组占14.19%,T2组占15.64%。这些结果表明,抗生素处理可以根除敏感微生物,在本研究中,大肠杆菌是最敏感的属,在所有两种处理(T1和T2)前后,大肠杆菌都或多或少地下降了52%。

3、鱼肠道细菌对抗生素敏感性的变化
对大肠埃希菌、葡萄球菌、假单胞菌和芽孢杆菌等4株菌株进行7种抗菌药(阿莫西林、环丙沙星、复方新诺明、红霉素、庆大霉素、呋喃妥因、四环素等7种抗生素)的药敏试验。结果如下图:


结果表明,大肠埃希氏菌、葡萄球菌、假单胞菌和芽孢杆菌对所有7种抗菌药的敏感性均较高。经过7天和30天的土霉素处理后,所有菌株对抗生素的敏感性均有所提高。

结论
结果表明,在水产养殖设施中使用的土霉素对包括肠道细菌在内的大多数细菌都是有效的,可以成功地应用于商业水产养殖。然而,在使用它们时需要采取足够的预防措施,因为它可能会导致病原菌产生抗生素耐药性。