红树林源紫色非硫细菌的益生潜力：对卤虫生长、弧菌抗性及营养品质的多维度提升

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Probiotic potential of mangrove sediment-derived purple non-sulfur bacteria: effects on Artemia growth, vibrio resistance, and nutritional profile

本研究针对水产养殖中卤虫(Artemia)作为活饵料存在的成本高、营养不稳定及生物安全风险等问题，从马来西亚红树林生态系统中分离得到两株紫色非硫细菌(PNSB)——Rhodopseudomonas sp. strain AZR1和AZW1，系统评估了其作为可持续饲料补充剂的潜力。研究发现AZR1菌株在生物量(4.93 g/L DCW)、类胡萝卜素产量(10.16 mg/g)及营养成分(53.17%蛋白质)方面均优于AZW1。将其作为卤虫饲料后，显著促进了卤虫生长(体长9.6-10.11 mm)、改善了水质(铵浓度降至2 mg/L)、增强了抗弧菌能力(攻毒后存活率91.67%)，并上调了免疫相关基因(Hsp70、Hsp90、proPO)的表达。该研究为开发安全、高效、无霉菌毒素的单细胞蛋白(SCP)来源提供了新策略，对推动可持续水产养殖发展具有重要意义。

　　

在水产养殖领域，卤虫(Artemia)作为鱼虾幼苗的关键活饵料，其地位不可或缺。然而，商业卤虫的应用却面临三大难题：高昂的成本、供应的不稳定性，以及批次间显著的营养差异。更令人担忧的是，卤虫卵囊可能成为弧菌(Vibrio)等病原菌的传播媒介，给养殖业带来生物安全风险。传统的营养强化策略虽能部分改善卤虫的营养价值，但往往成本较高且效果有限。因此，寻找一种能够同时兼顾营养提升、病害防控和环境友好的可持续替代方案，成为了水产养殖研究的重要方向。

在这项发表于《World Journal of Microbiology and Biotechnology》的研究中，研究人员将目光投向了紫色非硫细菌(Purple Non-Sulfur Bacteria, PNSB)。这类微生物不仅生长迅速、营养丰富，更具备益生菌和生物防治的双重潜力。研究团队从马来西亚登嘉楼的红树林沉积物中成功分离出两株PNSB菌株——Rhodopseudomonas sp. strain AZR1 和 Rhodopseudomonas sp. strain AZW1，并系统评估了它们作为卤虫饲料补充剂的可行性。

为开展此项研究，作者主要应用了以下几项关键技术：从马来西亚红树林环境样本中进行PNSB的分离与16S rRNA分子鉴定；对菌株进行生长动力学、营养成分（蛋白质、脂质、类胡萝卜素）及脂肪酸谱的全面表征；在孵化场和小规模条件下进行卤虫饲喂实验，评估其对卤虫生长、存活及水质（特别是铵离子浓度）的影响；采用弧菌(Vibrio campbellii)攻毒实验评估饲喂后卤虫的抗病力；通过实时定量PCR(qPCR)技术分析卤虫免疫相关基因(Hsp70、Hsp90、proPO)的表达变化；利用高效液相色谱(HPLC)和气相色谱(GC-FID)分别定量卤虫体内类胡萝卜素和脂肪酸的组成与含量。

菌株表征与筛选

通过16S rRNA基因测序，鉴定AZR1和AZW1分别为Rhodopseudomonas palustris和Rhodopseudomonas faecalis的相近种。生长动力学研究表明，AZR1菌株在生物量积累（最高达4.93 g/L干重）和类胡萝卜素总产量（10.16 mg/g）方面均显著优于AZW1菌株（3.90 g/L, 7.68 mg/g）。HPLC分析进一步证实，AZR1产生的虾青素(astaxanthin, 0.324 μg/mL)和β-胡萝卜素(β-carotene, 0.228 μg/mL)含量更高。营养组成上，AZR1的蛋白质(53.17%)和脂质(7.77%)含量也更丰富。因此，AZR1被选为后续卤虫饲喂实验的最佳菌株。

卤虫生长性能与水质改善

在为期14天的饲喂实验中，与投喂面包酵母（对照组）和发酵棕榈仁粕(PKC Nutri+)的卤虫相比，投喂AZR1的卤虫在体长增长上表现最佳，在小规模实验和孵化场条件下最终体长分别达到9.60 mm和10.11 mm。值得注意的是，AZR1饲喂组养殖水体中的铵离子(NH₄⁺)浓度始终维持在较低水平（最高仅2 mg/L），显著低于酵母组和PKC Nutri+组（分别达8 mg/L和6.67 mg/L），表明AZR1具有改善水质的能力。

抗病力与免疫应答

当用弧菌(Vibrio campbellii, 1×10⁸CFU/mL)对饲喂14天的卤虫进行攻毒时，AZR1组的存活率高达91.67%，远高于酵母组(56.67%)和PKC Nutri+组(51.67%)。基因表达分析显示，AZR1能显著上调卤虫免疫和应激相关基因的表达，特别是在饲喂后期（第14天），酚氧化酶原(proPO)和热休克蛋白70(Hsp70)的表达量分别上调了4.72倍和6.73倍，表明AZR1有效激活了卤虫的先天免疫系统。

营养强化与色素积累

投喂AZR1的卤虫，其体内蛋白质(50.96%)和脂质(6.62%)含量最高。脂肪酸分析显示，AZR1能有效富集卤虫的单不饱和脂肪酸(MUFA)，而PKC Nutri+在增加多不饱和脂肪酸(PUFA)，如亚油酸(C18:2)和花生四烯酸(ARA, C20:4)方面更具优势。视觉和光谱分析表明，AZR1饲喂的卤虫呈现出明显的红色。HPLC定量证实，这些卤虫体内积累了最高水平的虾青素(0.1942 μg/mL)和β-胡萝卜素(0.1189 μg/mL)，证明了AZR1作为类胡萝卜素高效传递系统的能力。

本研究得出结论，红树林来源的Rhodopseudomonas sp. strain AZR1是一种极具潜力的水产益生菌和单细胞蛋白(SCP)来源。它不仅能作为卤虫的优质饲料，显著促进其生长、改善养殖水体环境，还能通过上调关键免疫基因表达来增强卤虫对弧菌等病原的抵抗能力。同时，AZR1能有效将其丰富的营养成分（如蛋白质、脂质）和生物活性物质（如虾青素、β-胡萝卜素）转移至卤虫体内，从而提升卤虫作为活饵料的营养价值。与PKC Nutri+等替代品相比，AZR1提供了一种更安全、无霉菌毒素且营养品质稳定的选择。该研究为开发可持续、高效的水产养殖饲料策略提供了新的思路和有力的实验证据，对减少抗生素使用、保障水产养殖业的健康发展具有重要意义。未来研究可集中于利用低成本有机废弃物规模化培养AZR1，并进一步探索其对其他重要经济水产动物的益生效果。