海洋放线菌在水产业中的应用研究

海洋放线菌在水产业中的应用研究

《河南水产}2009年第1期

海洋被线菌在水产业中的应用研究

董.鹏刘均洪刘丽丽

(青岛科技大学化3-学院266042)

摘要:近年来.水产养殖业中化学药品的持续使用导致一系列副作用,人们开始转向生物方

法在水产业

中的应用研究.海洋放线菌的主要菌种有链霉菌,小单孢菌属以及一种最近才发现的新菌

~Salinispora.这些

菌种作为水产益生菌极具潜力.将会发挥巨大的作用

关键词:水产业放线菌链霉菌益生菌残留物

病害是水产业目前所面临的最大问题养殖物

的健康与它们生存环境的构成及变化联系密切一

定密度的环境致病菌将导致疾病爆发或免疫力下

降.目前,控制病害最常用方法是投放抗生素,不仅

破坏水体微生物的类群平衡.而且水产品抗生素含

量超标.这种防治措施已严重影响到我国水产养殖

业的可持续发展.必须寻找新的病害防治措施近年

来.海洋放线菌作为新微生物活性代谢物在水产养

殖中受到重视

1概述 1.1海洋放线菌类群分布

海洋放线菌分布于海水,海底沉积物,海洋生物

或非生物的表面或内部海洋中的放线菌大多数在

生理上属于中等耐盐菌.适应于海洋生活.甚至存在

于海水盐场中目前研究较多的是海洋浅海区海底

沉积物中的放线菌要随着海水深度的增加链霉菌

数目下降而放线菌数目增加.海水培养基中链霉菌

数量比不含盐培养基多出39%.这说明在海底沉积

物中生活着可主动适应海洋环境的放线菌类群到

目前为止.海洋微生物的分离培养方法大多从土壤

微生物分离培养方法演变而来

1.2海洋放线菌的生物活性

南于海洋微生物与其他海洋生物相比可获得大

量产物.海洋微生物已成为天然产物研究的新方向

据不完全统计.近年来50%以上新发现的海洋微生

物活性物质是由海洋放线菌这个庞大的分类群产生

的分离白海洋生物体的放线菌也具有多种生物活

性或能够产生新的抗生素对分离自海洋生物体的

放线菌进行调查表明:20.6%的海洋放线菌培养物对

鼠白血病细胞P388细胞系有细胞毒活性.18.6%的菌

株对人癌细胞KB细胞系有细胞毒活性.并且多个菌

株对革兰氏阳性细菌,革兰氏阴性细菌,真菌有抑制

活性?

2海洋放线菌作用方式 2.1机理的研究

致病菌可以被其天敌消灭或抑制.所以生物控

制方法是一个自然形成的现象根据益生菌的定义,

益生菌对宿主无害.并且在较宽的温度和盐度范围

内有活性,成本低,稳定且易保存.益生菌有多种使

用方法:直接投入水中,掺进饲料或注射等.

海洋放线菌具有良好特性.基本符合以上的要

求.致病菌的致病原理有附着性,毒性,蛋白分泌系

统,Fe吸收系统等它们有一个被称作致病岛(PAIs)

的特殊区域.PAIs中的基因序列编码了一个或多个

致病因子.这些致病因子出现在致病微生物中,但不

会出现非致病菌中virulencefact0r数据库目前还未

收录链霉菌中PAIs的相关信息[21].Pathogenicity

Isand数据库仅在植物致病菌链霉菌turg/discabies中

发现了PAIs所以.链霉菌不会危害水产业养殖物的

生长.

放线菌是最早发现的腐生土壤有机物.在复杂

生物聚合体(~[Ilignocellulose,hemicellulose,pectin,

keratin和chitin)转化中起关键作用.具体到水产业,

放线菌有可能参与了养殖区生态环境中的成矿作用

和营养循环:如果将放线菌寄生在养殖物肠道内,它

产生的外酵素能提高饲料利用率和养殖物的消化功

能:益生菌还能释放抑菌活性物质来预防病害;益生

菌附着在养殖物黏膜表面还能有效保护其不受致病 菌侵染?其保护机制可能是放线菌与致病菌竞争

营养物质和附着位点或是调节宿主的免疫功能,放

线菌同样可以通过释放各种酶等次级代谢产物来达

到以上作用产生这些酶的基因一般在染色体上,只

有少数的存质粒上

在准备和存储期间益生菌的活性可能会大幅下

降.是影响投产成本的最大冈素为了使菌种在其生

命周期内维持较高活性,通常将其在低温下保存.益

《河南水产))2009年第1期

生菌生命周期越长,在水产业中的应用价值就越大

链霉素与大部分微生物的培养基构成不同.多数生

长在培养基表面或内部.还有少数气生菌丝采用孢

子繁殖,生长在培养基上方的空气之中.因此,放线

菌比其它微生物生命力更强,更耐受干燥.在恶劣的

环境中更易存活,生命周期更长.放线菌的上述特点

使其非常适用于水产业

2.2放线菌作为益生菌的作用模型

新陈代谢是将营养物质转化为自身能量的过

程.水产环境中的物质循环主要是通过微生物的新

陈代谢来实现的分解和转化作用在碳氮循环体系

中十分关键.而这正是各种微生物的主要作用某种

产酶微生物数量的增加或减少可能标志着天然培养

基成分或自然条件的改变.放线菌还在有机化合物

的分解和循环中起重要作用.已有报道称海洋放线 菌可以产生多种水解酶另外.相对于之前利用抗生

素抑制致病菌.益生菌的经济性优势也十分明显例

如.卡那霉素几乎可以抑制所有的致病菌.但是一旦

抑制作用停止,致病菌又可在几天之内迅速恢复也

就是说.抗生素只能抑制它们的生长而不会致其死

亡,这就需要保持长期投资而链霉菌释放的一类抗

生素可以消除其它微生物对宿主的竞争作用.这类

抗生素是一种小分子.它能干扰致病菌DNA的复制

过程.从而影响旋转酶的合成.最终导致致病菌不能

正常分裂,同时链霉菌还通过外输泵出机制,核糖体

保护机制等来保护自身不受这种小分子的破坏可

见.益生菌的作用形式决定了它的投资成本是比较

低的.

3海洋放线菌的筛选方法

3.1采样点筛选法

微生物种类在以上这些生态系统中起着非常重

要的作用.直接影响到产量的大小.还影响到饲养物

营养的供给,疾病的控制,水质和水的流动性等所

以,益生菌菌种的筛选工作就显得异常重要目前已

有许多报道用采样点筛选法筛选益生菌.方法如下:

将益生菌菌株大量分布于营养丰富的海水.养殖用

池水以及养殖物肠道内一般在比较恶劣的天然环

境中生存的菌种具有较强的适应性及生命力.所以

应从这些位置挑选菌株来检测其活性和生命力强 弱,以此作为进一步筛选的依据

3.2筛选最适益生菌的方法

筛选益生菌的一般规则:(1)收集丰富的背景资

料;(2)获得大量菌种;(3)评估益生菌抑制致病菌的

能力;(4)评估益生菌的致病性;(5)评估益生菌对宿

主的影响:(6)成本——收益分析.因此,放线益生菌

株的筛选原则如下:菌株对宿主无害,能和宿主共存,

能够到达抑制作用需要发生的区域,能对抑制致病

菌,,不含抗致病性和抗生素基因以及不能促进或抑

制水域中微藻的生长.

4目前状况及所遇到的问题

目前.海洋放线菌作为益生菌用于水产养殖业

还未见规模.但海洋放线菌无疑是一种具有极大潜

力的菌类.已经被人们广泛关注.

You等研究了放线菌对shrimppathoyenicvibri0

活性的抑制作用.并证明它具有降解巨分子的作用.

此外.还能促进养殖场中的营养物质循环.提高抗菌

素产量近来.利用海洋放线菌防止水产致病菌的研

究逐渐增多,例如将链霉菌应用于blacktiger

shrimp养殖的初步研究:提取链霉菌中抗菌素并将提

取物添加到饲料内养殖blacktigershrimp,对抑制对

虾白斑综合征病起到一定作用:将放线菌用于防治

有弧菌引起的疾病.并收到良好效果.

海洋放线菌从研究到投产实践可能遇到诸多问 题.例如培养条件要求高,生长速率慢等不利因素.

5结论

海洋环境蕴藏着极为丰富的生物多样性,海洋

放线菌是海洋药物和活性天然产物的重要新来源

随着日益增多的抗药性病原菌的出现和现有的治疗

传染性疾病药物的失效.海洋微生物的化学多样性

已成为获得新的抗生素物质和更有效的治疗致死性

疾病(如癌症),心血管疾病药物的重要来源.我国的

海洋微生物资源十分丰富,进一步加强我国海洋放

线菌多样性的研究非常必要可以预见,随着对海洋

放线菌代谢特性的深入研究,分离方法和培养方法

的进一步改进.将会获得越来越多的海洋放线菌,海

洋放线菌丰富的多样性将不断地被揭示我国的水

产业也将迈向新的台阶..

参考文献(略)

收稿日期:2009,0l一12