凝结芽孢杆菌对仿刺参吐脏后肠道再生的影响研究

陈璞 魏星

（青岛第二中学，山东 青岛 266000）

仿刺参（Apostichopua japordcu）是一种以底栖碎屑为食的海洋生物，分布于中国北方沿海的浅海地区，在食用、药用、科研等方面都具有很高的价值，是中国重要的一种海水养殖种类。海参具有超强的再生能力，当环境条件不适或遭遇敌害时，可自动将肠道排出体外，随后启动再生过程，在适宜的环境条件下很快再生出新的功能完善的肠道。因此，海参已成为研究消化道等内脏器官形态发生过程的很好的动物模型［1-2］。

凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans），革兰氏阳性，属于硬壁菌门，芽孢杆菌属，是一种乳酸菌。该菌细胞呈杆状，端生芽孢，无鞭毛。凝结芽孢杆菌可有效抑制有害菌的生长，改良肠道微生态环境，促进肠道发育，增强肠道功能。在水产养殖上可提高饲料品质，促进饲料的消化吸收，降低料重比；可有效改善人体由于应激、过敏反应引起的菌群失调性腹泻；无任何毒副作用，使用安全，并可降低环境中的氨气、硫化氢等有害气体，改善养殖环境，属于益生菌。

有关仿刺参肠道再生期的细菌群落对其肠道再生影响的研究至今未见报道［3］。仿刺参排脏后需要在最短的时间内再生出消化系统，以维持其生命活动，而其肠道微生物菌群的结构也在短时间内发生演替，并对其肠道正常功能的恢复起着重要的作用［4-5］。仿刺参肠道再生的过程，也是其整个肠道内细菌群落重建的过程。在其他学者的研究中发现，巨大芽孢杆菌（另一种益生乳酸菌）对海参肠道的再生有非常明显的促进作用［6-7］。因此，研究其肠道再生期细菌群落的重建，特别是益生菌对其肠道再生的作用机理以及对其肠道功能的恢复有着非常重要的理论和实践意义［8］。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验所用仿刺参取自青岛胶南近海海域，为养殖基地中自然环境下生长的3个月龄个体，个体质量约20 g，体长（自然状态下）4～5 cm。仿刺参暂养在实验室水槽内，饲养用水为近海沙滤自然海水，盐度为30～32，pH值为7.6～8.1，投喂人工配合饲料。

1.2 试验方法

1.2.1 诱导海参吐脏。准备体长4～5 cm的健康仿刺参幼苗，向每只仿刺参幼苗尾部注射少量KCl（1mol/L）诱导其吐脏（见图1），将吐脏1d后仍活性良好的仿刺参幼苗放入适宜浓度的卡那霉素、氯霉素杀菌液中浸泡20s（见图2）。

图1 吐脏的仿刺参幼苗

图2 将吐脏后的仿刺参幼苗放入杀菌液中浸泡

表1 仿刺参幼苗的培养条件

1.2.2 分组培养。将吐脏杀菌后的仿刺参幼苗分成6组，每组6只，其中包括3组试验组和3组对照组（见表1），进行参体表灭菌后放入试验装置中饲养（见图3），并立即在试验组水体中加入凝结芽孢杆菌（原液105～106个/mL），在饲养过程中定期投喂灭菌饲料。

图3 将仿刺参幼苗在试验装置中分组培养

1.3 取样

加入芽孢后每隔1 d取水样进行细菌涂布培养试验，测定装置水体中细菌情况。加入芽孢5 d后，在试验组和对照组中各取6只海参样本，取其肠道，测定肠道内淀粉酶、蛋白酶消化活性［9］。

2 结果与分析

2.1 水体细菌情况

在试验组中加入凝结芽孢后，4 d内水体中的灿烂弧菌数目平均增长数相比对照组明显小很多（见图4），但凝结芽孢杆菌对弧菌外的细菌抑菌作用并不明显（见图5）。但是，经假设检验后，试验组与对照组的弧菌与其他细菌增长数均没有显著差异（见表2、3）。

图4 水体内灿烂弧菌数目变化

图5 6组水体内其他细菌数目变化

表2 弧菌增长情况

表3 其他细菌增长情况

2.2 仿刺参肠道内消化酶活性情况

用分光度计测得，加入芽孢后第5天仿刺参的肠道消化酶（淀粉酶、蛋白酶）活性明显高于未加入芽孢的对照组（见图6和图7），且经假设检验后，两组检验结果均有显著的统计学差异（见表4、5）。

图6 加入芽孢后第5天仿刺参肠道内淀粉酶活性

图7 加入芽孢后第5天仿刺参肠道内蛋白酶活性（透光率T）

表4 仿刺参肠道内淀粉酶活性

表5 仿刺参肠道内蛋白酶活性

2.3 误差分析

试验数据显示，测定海参肠道内消化酶活性的试验较成功。加入芽孢后5 d内，试验组与对照组的消化酶活性有显著差异。但在测定水体菌落情况时，弧菌增长数的测定结果与假设不符，笔者认为这是试验误差所致。此外，本试验无法显示水体中的其他菌种是否参与了海参再生期间再生肠道的构建。

因试验操作时间是8月中下旬，由于水体温度过高，在养殖基地采集的仿刺身幼苗样本可能已经进入夏眠，肠道可能发生了一定程度的退化［10］。但笔者认为，整个试验过程均将水体温度控制在15℃左右，这是海参最适宜的生长温度，不会再产生很大的误差。

3 讨论

试验结果表明，凝结芽孢杆菌对海水中的弧菌起到较好的抑菌作用，且能明显促进仿刺参再生期间新肠道的构建。本试验研究仿刺参的肠道再生期细菌群落的重建，为益生菌对仿刺参肠道再生的作用机理以及对其肠道功能的恢复提供了非常重要的理论和实践支持，为以后的水产养殖方面的益生菌研究提供了良好的试验依据。

［1］皮玉麟.中国动物志：棘皮动物门：海参纲［M］.北京：科学出版社，1997.

［2］郑法新，孙修勤，张进兴.刺参吐脏再生的组织学研究［J］.中国水产科学，2006（1）：134-139.

［3］常亚青，隋锡林，李俊.刺参增养殖业现状、存在问题与展望［J］.水产科学，2006（4）：198-201.

［4］张春云，陈国福，徐仲，等.海参疾病学研究进展［J］.水产科学，2011（10）：644-648.

［5］李杰.患病仿刺参肠道菌群结构组成及有益菌的筛选与应用［D］.青岛：中国海洋大学，2013.

［6］于明超，李卓佳，文国樑.芽孢杆菌在水产养殖应用中的研究进展［J］.广东农业科学，2007（11）：78-81.

［7］周海平，李卓佳，杨鸾鸾，等.乳酸杆菌LH对几种水产养殖病原弧菌的抑制作用［J］.应用海洋学学报，2006（3）：388-395.

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［9］任庆印，潘鲁青.刺参消化酶性质与活性分布的研究［J］.海洋湖沼通报，2013（2）：51-56.

［10］胡凡光，高翔，王志刚，等.刺参休眠规律的研究［J］.渔业现代化，2011（2）：37-40.