凝結芽孢桿菌對仿刺參吐臟后腸道再生的影響研究

陳璞 魏星

（青島第二中學，山東 青島 266000）

仿刺參（Apostichopua japordcu）是一種以底棲碎屑為食的海洋生物，分布于中國北方沿海的淺海地區，在食用、藥用、科研等方面都具有很高的價值，是中國重要的一種海水養殖種類。海參具有超強的再生能力，當環境條件不適或遭遇敵害時，可自動將腸道排出體外，隨后啟動再生過程，在適宜的環境條件下很快再生出新的功能完善的腸道。因此，海參已成為研究消化道等內臟器官形態發生過程的很好的動物模型［1-2］。

凝結芽孢桿菌（Bacillus coagulans），革蘭氏陽性，屬于硬壁菌門，芽孢桿菌屬，是一種乳酸菌。該菌細胞呈桿狀，端生芽孢，無鞭毛。凝結芽孢桿菌可有效抑制有害菌的生長，改良腸道微生態環境，促進腸道發育，增強腸道功能。在水產養殖上可提高飼料品質，促進飼料的消化吸收，降低料重比；可有效改善人體由于應激、過敏反應引起的菌群失調性腹瀉；無任何毒副作用，使用安全，并可降低環境中的氨氣、硫化氫等有害氣體，改善養殖環境，屬于益生菌。

有關仿刺參腸道再生期的細菌群落對其腸道再生影響的研究至今未見報道［3］。仿刺參排臟后需要在最短的時間內再生出消化系統，以維持其生命活動，而其腸道微生物菌群的結構也在短時間內發生演替，并對其腸道正常功能的恢復起著重要的作用［4-5］。仿刺參腸道再生的過程，也是其整個腸道內細菌群落重建的過程。在其他學者的研究中發現，巨大芽孢桿菌（另一種益生乳酸菌）對海參腸道的再生有非常明顯的促進作用［6-7］。因此，研究其腸道再生期細菌群落的重建，特別是益生菌對其腸道再生的作用機理以及對其腸道功能的恢復有著非常重要的理論和實踐意義［8］。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗所用仿刺參取自青島膠南近海海域，為養殖基地中自然環境下生長的3個月齡個體，個體質量約20 g，體長（自然狀態下）4～5 cm。仿刺參暫養在實驗室水槽內，飼養用水為近海沙濾自然海水，鹽度為30～32，pH值為7.6～8.1，投喂人工配合飼料。

1.2 試驗方法

1.2.1 誘導海參吐臟。準備體長4～5 cm的健康仿刺參幼苗，向每只仿刺參幼苗尾部注射少量KCl（1mol/L）誘導其吐臟（見圖1），將吐臟1d后仍活性良好的仿刺參幼苗放入適宜濃度的卡那霉素、氯霉素殺菌液中浸泡20s（見圖2）。

圖1 吐臟的仿刺參幼苗

圖2 將吐臟后的仿刺參幼苗放入殺菌液中浸泡

表1 仿刺參幼苗的培養條件

1.2.2 分組培養。將吐臟殺菌后的仿刺參幼苗分成6組，每組6只，其中包括3組試驗組和3組對照組（見表1），進行參體表滅菌后放入試驗裝置中飼養（見圖3），并立即在試驗組水體中加入凝結芽孢桿菌（原液105～106個/mL），在飼養過程中定期投喂滅菌飼料。

圖3 將仿刺參幼苗在試驗裝置中分組培養

1.3 取樣

加入芽孢后每隔1 d取水樣進行細菌涂布培養試驗，測定裝置水體中細菌情況。加入芽孢5 d后，在試驗組和對照組中各取6只海參樣本，取其腸道，測定腸道內淀粉酶、蛋白酶消化活性［9］。

2 結果與分析

2.1 水體細菌情況

在試驗組中加入凝結芽孢后，4 d內水體中的燦爛弧菌數目平均增長數相比對照組明顯小很多（見圖4），但凝結芽孢桿菌對弧菌外的細菌抑菌作用并不明顯（見圖5）。但是，經假設檢驗后，試驗組與對照組的弧菌與其他細菌增長數均沒有顯著差異（見表2、3）。

圖4 水體內燦爛弧菌數目變化

圖5 6組水體內其他細菌數目變化

表2 弧菌增長情況

表3 其他細菌增長情況

2.2 仿刺參腸道內消化酶活性情況

用分光度計測得，加入芽孢后第5天仿刺參的腸道消化酶（淀粉酶、蛋白酶）活性明顯高于未加入芽孢的對照組（見圖6和圖7），且經假設檢驗后，兩組檢驗結果均有顯著的統計學差異（見表4、5）。

圖6 加入芽孢后第5天仿刺參腸道內淀粉酶活性

圖7 加入芽孢后第5天仿刺參腸道內蛋白酶活性（透光率T）

表4 仿刺參腸道內淀粉酶活性

表5 仿刺參腸道內蛋白酶活性

2.3 誤差分析

試驗數據顯示，測定海參腸道內消化酶活性的試驗較成功。加入芽孢后5 d內，試驗組與對照組的消化酶活性有顯著差異。但在測定水體菌落情況時，弧菌增長數的測定結果與假設不符，筆者認為這是試驗誤差所致。此外，本試驗無法顯示水體中的其他菌種是否參與了海參再生期間再生腸道的構建。

因試驗操作時間是8月中下旬，由于水體溫度過高，在養殖基地采集的仿刺身幼苗樣本可能已經進入夏眠，腸道可能發生了一定程度的退化［10］。但筆者認為，整個試驗過程均將水體溫度控制在15℃左右，這是海參最適宜的生長溫度，不會再產生很大的誤差。

3 討論

試驗結果表明，凝結芽孢桿菌對海水中的弧菌起到較好的抑菌作用，且能明顯促進仿刺參再生期間新腸道的構建。本試驗研究仿刺參的腸道再生期細菌群落的重建，為益生菌對仿刺參腸道再生的作用機理以及對其腸道功能的恢復提供了非常重要的理論和實踐支持，為以后的水產養殖方面的益生菌研究提供了良好的試驗依據。

［1］皮玉麟.中國動物志：棘皮動物門：海參綱［M］.北京：科學出版社，1997.

［2］鄭法新，孫修勤，張進興.刺參吐臟再生的組織學研究［J］.中國水產科學，2006（1）：134-139.

［3］常亞青，隋錫林，李俊.刺參增養殖業現狀、存在問題與展望［J］.水產科學，2006（4）：198-201.

［4］張春云，陳國福，徐仲，等.海參疾病學研究進展［J］.水產科學，2011（10）：644-648.

［5］李杰.患病仿刺參腸道菌群結構組成及有益菌的篩選與應用［D］.青島：中國海洋大學，2013.

［6］于明超，李卓佳，文國樑.芽孢桿菌在水產養殖應用中的研究進展［J］.廣東農業科學，2007（11）：78-81.

［7］周海平，李卓佳，楊鸞鸞，等.乳酸桿菌LH對幾種水產養殖病原弧菌的抑制作用［J］.應用海洋學學報，2006（3）：388-395.

［8］莫照蘭，徐懷恕.益生素在水產養殖中的應用［J］.海彈科學，1998（6）：6-9.

［9］任慶印，潘魯青.刺參消化酶性質與活性分布的研究［J］.海洋湖沼通報，2013（2）：51-56.

［10］胡凡光，高翔，王志剛，等.刺參休眠規律的研究［J］.漁業現代化，2011（2）：37-40.