水中的Pediococcus acidilactici益生菌菌种改善了太平洋白虾的水质、免疫力，并增强了其对副溶血性弧菌（Vibrio parahaemolyticus）的抵抗力
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益生菌添加对太平洋白虾生长、免疫及水质的影响研究表明，Pediococcus acidilactici水添加剂（0.1-0.3 g/m3）显著降低水体氨氮浓度（P<0.001），提升虾体重、增重率及特定生长率（P<0.001），改善饲料转化率（P<0.01）。免疫指标（血细胞计数、溶菌酶活性）和抗氧化酶（CAT、SOD）活性显著增强（P<0.001），组织学显示肝胰管结构优化，基因表达分析证实IGF-II、lectin等关键基因上调（P<0.001），且能有效抑制Vibrio parahaemolyticus感染。
拉德瓦·M·赛义德（Radwa M. Said）|巴斯玛·M·亨达姆（Basma M. Hendam）|奥马伊玛·M·阿卜杜勒-卡里姆（Omayma M. Abd Al-Kareem）|内哈德·M·S·马哈茂德（Nehad M.S. Mahmoud）|拉哈·奥赛兰（Raha Osailan）|内哈尔·A·尤尼斯（Nehal A. Younis）|亚斯敏·A·曼苏尔（Yasmine A. Mansour）|穆罕默德·Y·M·阿里（Mohamed Y.M. Aly）|拉尼娅·埃尔·赛义德·埃尔·阿拉比（Rania El Sayed El Araby）
埃及扎加齐格大学（Zagazig University）理学院动物学系，邮编44519
摘要
本研究评估了Pediococcus acidilactici（PA）作为太平洋白虾（Litopenaeus vannamei）水中添加的益生菌的有效性，考察了其对水质、生长、饲料效率、体成分、消化酶、免疫反应、组织结构、基因表达和抗病能力的影响。实验持续了10周。实验对象为初始体重为4.3 ± 0.07克的虾，分为四组：对照组（未添加益生菌的水）和三组处理组，分别添加0.1 g/m3（G1）、0.2 g/m3（G2）和0.3 g/m3（G3）的PA。每组虾数量为600只，随机分配到12个养殖池中（每个池50只）。结果表明，添加PA后水中的氨氮和总氨浓度显著降低（P<0.001）。值得注意的是，仅G2组和G3组的pH值显著低于其他实验组（P <0.001）。最终体重、体重增长百分比、日平均增重率和特定生长率在添加PA的水中均显著提高（P <0.001）。所有添加PA的水处理组的存活率和最终虾的数量也显著高于对照组（P <0.001）。此外，添加PA后饲料转化率和脂质过氧化程度显著降低。虾体内的灰分含量增加，而粗脂质和水分含量显著减少（P <0.01）。添加PA的水处理组中的消化酶（淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶）、免疫学指标（总血细胞计数、溶菌酶活性和酚氧化酶）以及抗氧化酶（CAT、SOD和GPx）均显著高于对照组（P <0.001）。分子分析显示，接受较高剂量PA的虾中与生长相关的基因（IGF-II和Rap-2a）、免疫基因（lectin和penaeidin）以及抗氧化相关基因（CAT和GPX）的表达水平更高（P <0.001）。显微镜观察发现，添加PA的水处理组的肝胰腺管排列更为整齐，上皮细胞富含分泌囊泡，与非添加组有明显区别。添加PA的水还显著增强了虾对Vibrio parahaemolyticus的抵抗力。总体而言，这些结果表明，添加0.3 g/m3的PA可以优化生长性能、存活率和虾的整体健康状况，为水产养殖中的疾病管理提供了一种可持续的替代方案。
引言
水产养殖涉及水生生物和植物的可控养殖（Abakari等人，2022；Bazina等人，2025）。随着全球对海产品需求的增加，尤其是野生渔业面临过度捕捞和栖息地丧失等挑战（Alafari等人，2025），水产养殖发挥着重要作用。它通过提供稳定的营养蛋白质供应来保障食品安全（Golden等人，2021）。此外，水产养殖对许多地区的经济至关重要，特别是在沿海地区和资源有限的国家。该行业有助于创造就业机会，增强农村经济，并通过出口水产产品增加外汇收入（Mulokozi等人，2020）。
虾养殖业是全球增长最快的行业之一（Said等人，2023）。在养殖的虾品种中，太平洋白虾（Litopenaeus vannamei）由于市场需求高、养殖容易且经济价值显著而最为广泛养殖（Jastaniah等人，2024）。根据联合国粮农组织的数据，2020年L. vannamei占全球甲壳类动物产量的51.7%（FAO 2022）。然而，随着行业的持续扩张，疾病爆发已成为过去几十年虾养殖面临的主要挑战（Okon等人，2023；Okon等人，2024）。
传染病对虾养殖业的发展构成了重大威胁，尤其是对太平洋白虾。主要疾病包括由多种Vibrio菌引起的弧菌病和由白斑综合征病毒（WSSV）引起的白斑病（de Souza Valente和Wan 2021；Lee等人，2022）。单靠抗生素无法有效控制这些疾病，其在虾养殖中的滥用受到严格监管。因此，研究人员和养殖户正在探索非抗生素的替代方案来改善虾的健康状况并预防疾病，包括草药提取物（Ahmed等人，2025；Bussabong等人，2021）、益生菌（Eissa等人，2023）、免疫刺激剂（Chuchird等人，2023；Abd El-Aziz等人，2024；El-Sayed等人，2025）和膳食核苷酸（Rairat等人，2022）。
益生菌已成为预防水产养殖中传染病的一种有前景的方法（Eissa等人，2024a,b；Mathew等人，2025）。它们具有多种益处，如改善水质、促进消化以及增强鱼类的生长和免疫反应（Wuertz等人，2021；Redhwan等人，2024）。除了对养殖环境的影响外，益生菌还对鱼类消费者和更广泛的生态系统产生积极影响（Won等人，2020a）。此外，益生菌有助于提高水产养殖的可持续性（Zibiene和Zibas 2019；Dighiesh等人，2024）。
将益生菌添加到养殖水中是一种有助于实现可持续性的策略，可以促进生长、提高饲料效率并控制疾病发生（Hlordzi等人，2020；Khademzade等人，2020；Mathew等人，2025）。此外，益生菌的口感必须适合养殖物种（Mirzabekyan等人，2023）。这些益生菌还可以改善水质、免疫功能、经济效益以及与免疫和生长相关的基因表达（Thurlow等人，2019）。
Pediococcus acidilactici（PA）是一种无害的革兰氏阳性、单发酵细菌，有益于宿主动物的健康，并能帮助其抵御有害细菌感染（Hendam等人，2023）。这类有益细菌通过促进肠道微生物群的多样性和饲料利用率来发挥作用，常被用作多种水生物种的生长促进剂（Ring?等人，2018）。P. acidilactici益生菌因其在刺激免疫反应和增强鱼类和虾对传染性病原体的抵抗力方面的作用而受到重视，无论是通过饲料还是水进行添加（Abuljadayel等人，2023；Eissa等人，2022）。因此，本研究旨在评估这种水中添加的益生菌PA对水质、生长性能、饲料效率、体成分、消化酶活性、免疫反应、组织结构、基因表达以及对抗V. parahaemolyticus的能力的影响。
实验设计
实验对象与设计
实验对象为600只健康的太平洋白虾，初始平均体重为4.3 ± 0.07克，来自埃及伊斯梅利亚省的一个私人养殖场。这些虾在室外2000升的玻璃纤维池中进行了14天的适应期，在此期间喂食了位于埃及沙基亚贝莱斯的Skretting公司提供的商业饲料。
饲料成分包括玉米蛋白粉（63%粗蛋白）、大豆粕（48%粗蛋白）和鱼粉（72%粗蛋白）。
水质
在虾养殖中添加P. acidilactici（表2）并未显著影响水的盐度（P = 0.947）或温度（P = 0.160）。然而，添加P. acidilactici后，水中的NH3和TAN浓度显著降低（P < 0.001）。值得注意的是，仅G2组和G3组的pH值显著低于其他实验组（P < 0.001）。
生长性能和饲料效率
最终体重、体重增长百分比、日平均增重率和特定生长率在添加PA的处理组中显著提高。讨论
水质对虾的生长和整体生产力有显著影响，因为它受到物理和生物因素的共同作用（Khademzade等人，2020）。益生菌通过减少有机污染物来维持水质，从而保持水质清洁，为虾养殖创造更适宜的环境。为了满足集约化水产养殖日益增长的需求，开发者必须找到创新的方法来提高水生物种的生长、健康和抗逆性。
结论
研究结果表明，向水中添加0.2或0.3 g/m3的P. acidilactici可以促进虾的生长和整体健康，从而维持虾养殖业的可持续发展。这种改善与消化酶、免疫参数（溶菌酶、PO和THC）以及抗氧化状态（SOD和GPx）的增强有关。此外，这些浓度的P. acidilactici显著改善了虾的肝胰腺和与生长相关的mRNA表达水平。
作者贡献声明
穆罕默德·Y·M·阿里（Mohamed Y. M. Aly）：撰写、审稿与编辑、数据可视化、验证。亚斯敏·A·曼苏尔（Yasmine A. Mansour）：撰写、审稿与编辑、数据可视化、验证。内哈尔·A·尤尼斯（Nehal A. Younis）：撰写、审稿与编辑、数据可视化、调查、数据整理。拉德瓦·M·赛义德（Radwa M. Said）：撰写、审稿与编辑、数据验证、概念构思。拉尼娅·埃尔·赛义德·埃尔·阿拉比（Rania El Sayed El Araby）：撰写、审稿与编辑、原始草稿撰写、数据验证。拉哈·奥赛兰（Raha Osailan）：撰写、审稿与编辑、数据验证。
未引用参考文献
Eissa等人，2022；Kewcharoen和Srisapoome；Low和Chong；Mathew等人，2025；Okon等人，2024；Rahman等人，2023；Soderhall和Hall，1984。
伦理批准
作者遵守了所有适用的国际、国家和/或机构关于鱼类护理和使用的指南。所有实验程序均符合埃及扎加齐格大学关于实验室动物护理和使用的机构规定（代码号ZU-IACUC/1/F/64/2025）。
数据可用性
本研究生成或分析的所有数据均包含在本文中，如需可向相应作者索取。
