微藻共生菌群抑制高毒力弧菌的益生潜力研究及其在水产养殖病害防控中的应用

　　本研究针对水产养殖中抗生素滥用导致的抗菌素耐药性(AMR)问题，探索了等鞭金藻(Isochrysis galbana)共生菌群对高毒力鳗弧菌(Vibrio anguillarum)的抑制潜力。通过GFP标记病原菌的荧光示踪技术，发现微藻菌群能显著抑制病原菌生长，其中交替单胞菌科(Alteromonadaceae)和红杆菌科(Rhodobacteraceae)为优势菌群。研究首次证实哈瓦鲁氏菌(Halomonas)与鲁杰氏菌(Ruegeria)共培养对低毒力弧菌NB10的协同抑制效应，揭示了微生物群落互作在病原防控中的重要性，为开发新型微生物制剂替代抗生素提供了理论依据。

　　

随着全球水产养殖规模的不断扩大，病害暴发已成为制约行业可持续发展的关键因素。其中由鳗弧菌(Vibrio anguillarum)引起的弧菌病更是造成重大经济损失的主要病原之一。传统抗生素治疗不仅导致抗菌素耐药性(AMR)蔓延，更对生态环境造成持久性污染。面对这一挑战，开发利用益生菌替代抗生素成为行业迫切需求。

在这项发表于《Aquaculture and Fisheries》的研究中，丹麦技术大学的研究团队独辟蹊径，将目光投向了水产饲料生物——等鞭金藻(Isochrysis galbana)的共生微生物组。这种微藻作为水产动物幼体的活体饵料，其菌群组成既可能是病原传播媒介，也可能成为天然的抗病原宝库。研究人员创新性地采用GFP标记的高毒力鳗弧菌株90-11-286_gfp作为指示菌，通过实时荧光监测技术，精准追踪了微藻菌群对病原菌的抑制动态。

研究采用的主要技术方法包括：基于GFP标记病原菌的荧光生长分析技术、16S rRNA基因扩增子测序的微生物群落分析、细菌分离培养与鉴定技术、琼脂扩散法抑菌实验，以及多维统计学分析方法。样本来源于2023年从水产行业合作伙伴获得的等鞭金藻培养物。

研究结果显示出令人振奋的发现：

3.1. 微藻微生物组对鳗弧菌的抑制作用

通过荧光信号监测证实，等鞭金藻的完整培养物(FC)和过滤菌群(FM)均能有效抑制高毒力鳗弧菌90-11-286_gfp的生长。在48小时共培养中，FC处理的抑制率达到98-42%，FM处理为98-32%。较高浓度的菌群处理和较低初始病原菌浓度都表现出更强的抑制效果，表明菌群密度与抑菌效果存在正相关关系。

3.2. 抑制性微生物组的多样性分析

16S rRNA测序揭示了有趣菌群动态变化：原始微藻菌群以根瘤菌科(Rhizobiaceae)和黄杆菌科(Flavobacteriaceae)为主，而抑制性菌群则转变为交替单胞菌科(Alteromonadaceae)和红杆菌科(Rhodobacteraceae)占优势。非度量多维标度(NMDS)分析显示，FC和FM处理的菌群结构形成显著分离的两个集群(R=0.49, p=0.001)，表明藻细胞存在与否显著影响菌群组成。

3.3. 抑制性菌株的鉴定及其对鳗弧菌的拮抗作用

从抑制性菌群中分离的82株细菌中，33株抑制菌均属于褐杆菌属(Phaeobacter)，能同时抑制高毒力和低毒力弧菌株。更有趣的是，虽然单菌培养无抑菌效果，但哈瓦鲁氏菌(Halomonas)与鲁杰氏菌(Ruegeria)的共培养对低毒力NB10菌株产生了显著抑制效应。这种菌间互作引发的"协同抑菌"现象，为理解微生物群落功能提供了新视角。

研究讨论部分深入分析了这一现象的潜在机制。高度致病毒株90-11-286与低毒力NB10菌株在基因组水平存在显著差异，前者拥有21个特异性基因组岛，涉及毒素生物合成、铁和磷酸盐摄取系统等毒力因子。这些因子可能不仅参与宿主定植，还充当了抵抗其他细菌竞争的防御机制，这解释了为何某些共培养组合只能抑制低毒力菌株。

该研究的重要意义在于突破了传统益生菌研究的单菌思维，展示了微生物群落整体功能在病原防控中的优势。相比单菌制剂，菌群组合具有更好的环境适应性和功能稳定性，且能通过多种协同机制降低病原菌耐药性发展风险。研究建立的GFP标记病原菌实时监测体系，为高通量筛选抗病原微生物提供了有效技术平台。

这项研究为开发环境友好型水产病害防控策略提供了新思路，通过利用天然微藻共生菌群，既能有效控制病原菌，又能减少抗生素使用，对促进水产养殖业可持续发展具有重要实践价值。未来研究需要进一步解析菌群互作的具体分子机制，并探索不同菌群组合对多种水产病原的广谱抑制潜力。