发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一株具有优良特性的枯草芽孢杆菌。
本发明的一个目的在于提供上述枯草芽孢杆菌在鳜鱼养殖中的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现:
一株具有高产蛋白酶活性,且抑菌活性较好的枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis),名称为枯草芽孢杆菌1-c-7,于2019年3月18日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,简称CGMCC,地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所,保藏编号为:CGMCC No.17348。
所述的枯草芽孢杆菌1-c-7从鳜鱼肠道中分离纯化获得。
所述的枯草芽孢杆菌1-c-7的培养温度优选为37℃。
所述的枯草芽孢杆菌1-c-7的培养基优选为LB培养基。
利用细菌通用引物对筛选出的菌株进行16s rDNA PCR扩增后鉴定,部分序列如SEQ ID No.1所示。经NCBI序列比对结果相似性最高(99%)的是枯草芽孢杆菌,故分子鉴定1-c-7为枯草芽孢杆菌。
本发明还提供包含该枯草芽孢杆菌1-c-7的微生态制剂,其中包含枯草芽孢杆菌1-c-7发酵菌粉。
本发明还提供含有所述的枯草芽孢杆菌或者所述的水产微生态制剂的饲料或饲料添加剂。
进一步,所述饲料或饲料添加剂中所述的枯草芽孢杆菌菌粉的添加量为0.1~10g/kg。
进一步,所述饲料或饲料添加剂活菌数为1×105~1×107CFU/g。
在本发明一个实施方案中,所述菌粉的制备方法如下:将所述枯草芽孢杆菌1-c-7进行发酵培养得到菌液,通过喷雾干燥制成菌粉。
所述枯草芽孢杆菌1-c-7的发酵方法:
(1)种子培养液组成如下:胰蛋白胨1%,酵母提取物0.5%,NaCl 1%。
发酵培养基组成如下:玉米面0.5%,黄豆饼粉1%,蔗糖0.4%,鱼粉0.6%,KH2PO40.1%,FeSO4.7H2O 0.025%,MgSO4.7H2O 0.05%,MnSO4 0.024%,CaCO3 0.1%,消泡剂0.05%。
(2)发酵步骤及条件如下:
种子液培养:将待发酵菌株接种到种子培养液中,培养中pH值7.0~7.5,温度35~38℃,转速150~180rpm。
发酵罐培养:以体积比为1%~4%的接种量向发酵培养基中接入培养10~14h的所述枯草芽孢杆菌种子液,发酵过程中pH值7.0~7.5,发酵温度35~38℃,转速200~300rpm,通气比1:0.2~0.5vvm,罐压0.03~0.07MPa。发酵过程中取少量菌液,镜检枯草芽孢杆菌的出孢情况,发酵时间20~28h。
喷雾干燥:当镜检枯草芽孢杆菌出孢率大于90%,且没有明显的自溶现象时,停止菌株发酵。在枯草芽孢杆菌1-c-7发酵菌液中加入8%~15%w/v的玉米淀粉作为保护剂,搅拌均匀后进行喷雾干燥。喷雾干燥条件为:进风口温度150~180℃,出风口温度70~90℃,进料速度1~3L/h。收集得到枯草芽孢杆菌干粉制剂。
所述菌粉枯草芽孢杆菌的活菌数为7.8×109~4.3×1010CFU/mL。
本发明还提供所述的枯草芽孢杆菌1-c-7或者所述的水产微生态制剂在制备改善鳜鱼肝脏功能药物中的应用。
具体的,包括利用该菌株或者复合微生态制剂制备成改善鳜鱼肝脏功能的功能制剂。
本发明还提供所述的枯草芽孢杆菌1-c-7或者所述的水产微生态制剂在制备抑制有害细菌药物中的应用。
具体的,包括利用该菌株或者复合微生态制剂制备成有害细菌的抑制剂。
具体的,所述的有害细菌包括可引发人感染中毒的嗜水气单胞菌、大肠杆菌;还包括水产常见的溶藻弧菌、副溶血弧菌和金黄色葡萄球菌。
与现有技术相比,本发明具有以下优势:
所述的枯草芽孢杆菌1-c-7具有耐热性,高产蛋白酶,不溶血等特性,且对多种水产病原菌具有抑制作用,与其他菌株相比具有明显的优势。
通过动物实验发现,其能有效提高水产动物肝脏组织的健康水平,增加肠壁肌肉厚度,增加肠道益生菌的丰度,降低有害菌的丰度,增强鳜鱼的氨基酸、碳水化合代谢、糖链的合成和代谢。可以很好的解决鳜鱼因长期摄食配合饲料而导致肝脏发生病变的问题,并且能有效改善鳜鱼肠道功能和环境,能够有效改善鳜鱼健康状况,增强鳜鱼对养殖中常见病原菌嗜水气单胞菌的抵抗力。作为微生态制剂应用于水产养殖中,具有很好的应用前景。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1枯草芽孢杆菌(B.subtilis)1-c-7的筛选
1、初筛
从鳜鱼养殖池塘中取鳜鱼五条,用无菌操作方法解剖鳜鱼,取出肠道内容物,混匀,放入冻存管中。称取5g样品,加入45ml的无菌PBS缓冲液,振荡混匀制成菌悬液,放入水浴锅中,80℃加热10min。之后用PBS稀释至合适的梯度,涂布于LB培养基上,培养获得51株疑似芽孢杆菌菌株。
将获得的51株菌株,继续在LB培养基上分离纯化。
将纯化后的菌株接种在溶血板上,培养,观察溶血现象。选取没有溶血现象的菌株进行下一步实验。
PBS缓冲液的配制方法:分别配制浓度为0.1mol/L的KH2PO4和Na2HPO4.2H2O,全部溶解后,等体积混合均匀。
LB液体培养基:胰蛋白胨10g,酵母提取物5g,NaCl 10g,蒸馏水1000mL,pH值为7.2,121℃灭菌20min。
LB固体培养基:胰蛋白胨10g,酵母提取物5g,NaCl 10g,琼脂20g,蒸馏水1000mL,pH值为7.2,121℃灭菌20min。
2、复筛
脱脂奶粉固体培养基:脱脂奶粉50g,琼脂20g,蒸馏水1000mL,pH值为7.2,115℃灭菌13min。
水解淀粉培养基:酵母提取物5g,胰蛋白胨10g,NaCl 10g,可溶性淀粉2g,琼脂20g,121℃灭菌20min.
Tween-80培养基:蛋白胨10g,酵母膏5g,NaCI 5g,CaC120.1g,Tween-80 10g,水1000ml,琼脂20g,121℃灭菌15min。
碘液配制的方法:
原碘液:称取分析纯结晶碘11g,分析纯碘化钾22g,先用少量纯化水使结晶碘完全溶解后,再加纯化水定容至500mL贮于棕色瓶
稀碘液:取原碘液2mL,加碘化钾20g,加纯化水溶解定容至500mL,贮于棕色瓶内保存。
(1)平板菌落计数法检测枯草芽孢杆菌1-c-7菌液的活菌数约为1.7×1011CFU/mL。
枯草芽孢杆菌(B.subtilis)1-c-7在LB培养基平板上生长状态如图1所示。
(2)待选菌株产酶能力
实验菌株分别为枯草芽孢杆菌1-c-7,实验室内非鳜鱼源保藏菌株枯草芽孢杆菌#2,其保藏号为CGMCC No.13010,从鳜鱼肠道内分离的枯草芽孢杆菌1-c-6。
将枯草芽孢杆菌1-c-7和2#、1-c-6用灭菌牙签分别接种到脱脂奶粉固体培养基中,37℃静置培养约12h,观察平板上菌落周围透明圈的大小。
将枯草芽孢杆菌1-c-7和2#、1-c-6用灭菌牙签分别接种到水解淀粉培养基中,37℃静置培养约12h,向平板中滴加碘液,观察平板上菌落周围透明圈的大小。
将枯草芽孢杆菌1-c-7和2#、1-c-6用灭菌牙签分别接种到Tween-80培养基中,37℃静置培养约12h,观察平板上菌落周围沉淀圈的大小。
其结果如图2所示,枯草芽孢杆菌1-c-7的产酶能力较菌株2#和1-c-6强,且产蛋白酶活性较高。
实施例2枯草芽孢杆菌(B.subtilis)1-c-7的抑菌研究
琼脂平板(2%):称取一定量的琼脂于蒸馏水中,最终琼脂的浓度为2%,121℃灭菌20min。
LB软平板(1%):配制LB液体培养基,每个瓶中加入1%琼脂,121℃灭菌20min。
供试菌株:实施例1中筛选得到的菌株枯草芽孢杆菌(B.subtilis)1-c-7,实验室内保藏菌株2#和分离于鳜鱼肠道的1-c-6。
指示菌:金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、溶藻弧菌(Vibrioalginolyticus)、大肠杆菌(Escherichia coli)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)、副溶血弧菌(V.Parahemolyticus)。
分别活化供试菌株和指示菌。
分别配制含有2%琼脂的纯琼脂平板培养基和含有1%琼脂的LB软平板培养基,121℃灭菌20min。
灭菌完成后,先拿出纯琼脂平板培养基,此时LB软平板培养基处于保温状态,倒平板,每个平板约10ml。待琼脂平板凝固后,将灭过菌的5个牛津杯均匀放到已经凝固的平板上。拿出LB软平板培养基,当温度降到约50℃时,向培养基中入100μl的指示菌菌液,混匀,均匀倒入放有牛津杯的琼脂平板中。
待抑菌平板凝固后,用镊子小心拔出牛津杯。在平板上标记供试菌株加样的位置,向孔中加入100μl供试菌株的菌液,37℃培养约24h。观察抑菌圈的有无及大小,并记录。实验结果见图3。
试验结果表明:枯草芽孢杆菌1-c-7对嗜水气单胞菌有较强的抑菌性,明显优于菌株#2和1-c-6。且对金黄色葡萄球菌、溶藻弧菌、副溶血弧菌和大肠杆菌也具有一定的抑菌性。
实施例3枯草芽孢杆菌(B.subtilis)1-c-7的发酵和菌粉制备
枯草芽孢杆菌1-c-7的发酵:
所用发酵培养基配制为:玉米面0.5%,黄豆饼粉1%,蔗糖0.4%,鱼粉0.6%,KH2PO4 0.1%,FeSO4.7H2O 0.025%,MgSO4.7H2O 0.05%,MnSO4 0.024%,CaCO3 0.1%,消泡剂0.05%,pH约7.2。
发酵罐培养:121℃灭菌30min,降温至37℃,向其中接入菌龄为12h的种子液,接种量为1%。发酵期间保持转速250rpm,通气量1:0.3vvm,罐压0.05MPa。培养至20h为发酵终点,检测枯草芽孢杆菌1-c-7的活菌数约为7.5×1010CFU/mL。
喷雾干燥:在枯草芽孢杆菌1-c-7发酵菌液中加入10%w/v的玉米淀粉作为保护剂,搅拌均匀后进行喷雾干燥。喷雾干燥条件为:进风口温度160℃,出风口温度85℃,进料速度3L/h。收集得到枯草芽孢杆菌干粉制剂,检测菌粉中枯草芽孢杆菌1-c-7的活菌数约为2.0×1010CFU/g。
实施例4枯草芽孢杆菌(B.subtilis)1-c-7在鳜鱼养殖中的应用
本实验研究了不同含量枯草芽孢杆菌菌粉添加对鳜鱼的影响。实验用枯草芽孢杆菌为上述从鳜鱼肠道内分离得到的枯草芽孢杆菌1-c-7。
实验用鳜鱼为翘嘴鳜,经过驯化,可以较好的摄食人工配合饲料。实验用饲料为福建大北农水产科技集团生产的鳜鱼专用配合粉料,加水制成软颗粒投喂。
将初始体重为29.94±2.17g的鳜鱼640尾随机分为四组,一个对照组和三个实验组,四组初始体重没有显著性差异。每个处理组4个重复,每个重复40尾鱼,实验周期为60天。
对照组(CY)鳜鱼饲喂无添加枯草芽孢杆菌1-c-7的饲料,实验组1(Y1)、实验组2(Y2)和实验组3(Y3)饲喂添加了枯草芽孢杆菌1-c-7菌粉的饲料,最终饲料中的活菌数分别约为1×105CFU/g、1×106CFU/g、1×107CFU/g。
实验期间,每天下午饱食投喂一餐,及时捞出残饵并称量。每天按照常规操作进行管理,调理水质,预防病害的发生。
实验结束后,禁食24h后取样,测量相关指标。检测鳜鱼的血清和肝脏生化指标,组织结构及肠道微生物和代谢等。实验结果如图4所示。
由图4可以看出,饲料中添加枯草芽孢杆菌1-c-7菌粉可以显著提高肝脏碱性磷酸酶(ALP)的活性,降低丙二醛(MDA)的含量,表明鳜鱼摄食添加了枯草芽孢杆菌1-c-7菌粉的饲料后,肝脏的健康水平上升。与对照组相比,实验组鳜鱼肝脏淀粉酶(AMS)活性有所增加,表明饲料中添加枯草芽孢杆菌1-c-7菌粉后,可能增强了鳜鱼对碳水化合物的利用。
饲料中添加枯草芽孢杆菌1-c-7菌粉对鳜鱼肝脏切片的影响结果见图5。对照组鳜鱼肝脏组织中出现了空泡和核偏移的现象,实验组空泡现象减弱。Y1组在细胞边缘部位染色较强,Y2和Y3组围绕细胞核周围染色较强(方框部位)。从组织切片观察的角度分析,饲料中添加枯草芽孢杆菌1-c-7菌粉促进了鳜鱼肝脏健康。
由图6可知,经过测量发现,饲料中添加枯草芽孢杆菌1-c-7菌粉提高了鳜鱼肝脏细胞核长,表明鳜鱼摄食含有枯草芽孢杆菌1-c-7菌粉的饲料后,细胞的代谢可能有所增加。
如图7所示,饲料中添加一定浓度的枯草芽孢杆菌1-c-7菌粉会使鳜鱼肠道肌肉层厚度增加,有利于肠道的健康,增加肠道的蠕动性。
由图8所示,经过测量发现,饲料中添加适量的枯草芽孢杆菌1-c-7菌粉可以提高鳜鱼肠道粘膜层宽度和长度。
饲料中添加枯草芽孢杆菌1-c-7菌粉对鳜鱼肠道微生物的影响见图9。经过PLS-DA检验显示,不同组鳜鱼肠道细菌组成轮廓存在一定差异,其中对照组肠道微生物与添加了枯草芽孢杆菌1-c-7菌粉的实验组可以明显区别出来。
从图10中可以看出,饲料中添加枯草芽孢杆菌1-c-7菌粉对鳜鱼的肠道菌群分布有一定的影响,明显降低了有害菌的丰度。
由图11可以看出,饲料中添加枯草芽孢杆菌1-c-7菌粉可以增强鳜鱼对氨基酸、碳水化合代谢、糖链的合成和代谢。
从图12可以看出,饲料中添加枯草芽孢杆菌1-c-7菌粉可以显著增强鳜鱼对嗜水气单胞菌感染的抵抗能力。
实验结果表明:在鳜鱼养殖中添加适量的鳜鱼源枯草芽孢杆菌1-c-7菌粉,能有效提高水产动物肝脏组织的健康水平,增加肠壁肌肉厚度,增加肠道益生菌的丰度,降低有害菌的丰度,增强鳜鱼的氨基酸、碳水化合代谢、糖链的合成和代谢。
尽管已经对上述各实施案例进行了描述,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施案例做出另外的变更和修改,所以,以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利保护范围,凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围之内。
序列表
<110> 福建大北农水产科技有限公司,武汉大北农水产科技有限公司,北京大北农科技集团股份有限公司
<120> 一种枯草芽孢杆菌菌株及其组合物和应用
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1432
<212> DNA
<213> 枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)
<400> 1
cttcgggcgg ctggctccta aaggttacct caccgacttc gggtgttaca aactctcgtg 60
gtgtgacggg cggtgtgtac aaggcccggg aacgtattca ccgcggcatg ctgatccgcg 120
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ccgctacacg tggaattcca ctctcctctt ctgcactcaa gttccccagt ttccaatgac 840
cctccccggt tgagccgggg gctttcacat cagacttaag aaaccgcctg cgagcccttt 900
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