Поиск эффективных технологий искусственного выращивания гидробионтов, предполагающих минимальное использование антибиотиков, является актуальной задачей современной аквакультуры. Одним из наиболее перспективных способов решения этой проблемы является применение пищевых добавок на основе микроорганизмов-пробиотиков, которые способны избирательно ингибировать рост патогенных микроорганизмов, не нанося при этом вред организму хозяина. В ходе проведенных нами исследований изучена способность 134 штаммов бактерий, выделенных из пищеварительной системы дикого дальневосточного трепанга Apostichopus japonicus, ингибировать рост таких микроорганизмов, как Vibrio alginolyticus, V. parahaemolyticus, V. splendidus. Штаммы указанных вибрионов ранее выделены из аквакультурных хозяйств, где были зарегистрированы вспышки смертности дальневосточного трепанга. Показано, что изучаемые штаммы вибрионов обладают мультирезистентностью и устойчивы к 7 и более антимикробным препаратам. По результатам проведенных работ установлено, что различную степень антимикробной активности в отношении исследуемых тест-культур проявляют 11 штаммов симбионтных бактерий трепанга (8 %), из них 6 (55 %) – это бактерии рода Bacillus. Наибольшую антимикробную активность продемонстрировали штаммы Bacillus sp. K32 и Arthrobacter sp. А16. Полученные результаты свидетельствуют о высоком потенциале симбионтной микрофлоры Apostichopus japonicus противостоять действию инфекционных агентов.
The search for effective technologies on the artificial cultivation of aquatic organisms, involving minimal use of antibiotics, is an urgent task of modern aquaculture. One of the most promising ways to solve this problem is the use of food additives based on probiotic microorganisms, which are able to selectively inhibit the growth of pathogenic microorganisms without harming the host organism. In the course of our investigation, we studied the ability of 134 bacterial strains isolated from the digestive system of wild Japanese sea cucumber Apostichopus japonicus to inhibit the growth of microorganisms such as Vibrio alginolyticus, V. parahaemolyticus, V. splendidus. The strains of these vibrios were previously isolated from aquaculture farms, where outbreaks of mortality of Japanese sea cucumber were recorded. It was shown that the studied vibrio strains are multi-drug resistant to 7 or more antimicrobial agents. According to the results of the work, it was found that 11 strains of symbiotic sea cucumber’s bacteria (8 %) exhibit a different degree of antimicrobial activity regarding to studied the test cultures and 6 (55 %) of them are bacteria of the genus Bacillus. The highest antimicrobial activity was demonstrated by strains of Bacillus sp. K32 and Arthrobacter sp. A16. The obtained results indicate the high potential of the symbiotic microflora of Apostichopus japonicus to withstand the action of infectious agents.
1. Zhang Q., Ma H., Mai K., Zhang W., Liufu Z., Xu W. Interaction of dietary Bacillus subtilis and fructooligosaccharide on the growth performance, non-specific immunity of sea cucumber Apostichopus japonicus. Fish & Shellfish Immunol. 2010. vol. 29. no. 2. P. 204–211.
2. Ma Y., Liu Z., Yang Z., Li M., Liu J., Song J. Effects of dietary live yeast Hanseniaspora opuntiae C21 on the immune and disease resistance against Vibrio splendidus infection in juvenile sea cucumber Apostichopus japonicus. Fish & Shellfish Immunol. 2013. vol. 34. no. 1. P. 66–73.
3. Zhang J., Cao Z., Li Z., Wang L., Li H., Wu F., Jin L., Li X., Li S., Xu Y. Effect of bacteriophages on Vibrio alginolyticus infection in the sea cucumber, Apostichopus japonicus (Selenka). J. World Aquac. Soc. 2015. vol. 46. P. 149–158.
4. Ren H., Li Z., Xu Y., Wang L., Li X. Protective effectiveness of feeding phage cocktails in controlling Vibrio parahaemolyticus infection of sea cucumber Apostichopus japonicus. Aquaculture. 2019. vol. 503. P. 322–329.
5. Zheng F., Liu H., Sun X., Qu L., Dong S., Liu J. Selection, identification and application of antagonistic bacteria associated with skin ulceration and peristome tumescence of cultured sea cucumber Apostichopus japonicus (Selenka). Aquaculture. 2012. vol. 334–337. P. 24–29.
6. Verschuere L., Rombaut G., Sorgeloos P., Verstraete W. Probiotic bacteria as biological control agents in aquaculture. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 2000. vol. 64. no. 4. P. 655–671.
7. Bogatyrenko E.A., Buzoleva L.S. Characterization of the gut bacterial community of the Japanese Sea cucumber Apostichopus japonicus. Microbiolоgy. 2016. vol. 85. no. 1. P. 116–123.
8. Sha Y., Liu M., Wang, B., Jiang K., Sun G. Wang L. Gut bacterial diversity of farmed sea cucumbers Apostichopus japonicus with different growth rates. Microbiology. 2016. vol. 85. no. 1. P. 109–115.
9. МУК 4.2.1890–04 Методы контроля. Биологические и микробиологические факторы. Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам. М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора МЗ России, 2004. 91 с.
10. Methods for Antimicrobial Dilution and Disk Susceptibility Testing of Infrequently Isolated or Fastidious Bacteria, Approved Guideline, CLSI Document M45-A2 3nd Edn. Wayne, PA: Clinical and Laboratory Standards Institute, 2015. 120 р.
11. Youchimizu M., Kimura T. Study of intestinal microflora of Salmonids. Fish Pathol. 1976. vol. 10. no. 2. P. 243–259.
12. Gay M., Renault T., Pons A.-M., Le Roux F. Two Vibrio splendidus related strains collaborate to kill Crassostrea gigas: taxonomy and host alterations. Diseases of Aquatic Organisms. 2004. vol. 62. P. 65–74.
13. Plaza N., Castillo D., Pérez-Reytor D., Higuera G., García K., Bastías R. Bacteriophages in the control of pathogenic vibrios. Electron. J. Biotechnol. 2018. vol. 31 P. 24–33.
14. Salonius K., Siderakis C., MacKinnon A.M., Griffiths S.G. Use of Arthrobacter davidanieli as a live vaccine against Renibacterium salmoninarum and Piscirickettsia salmonis in salmonids. Developments in biologicals. 2004. vol. 121. P. 189–197.
15. Wietz M., Mansson M., Bowman J.S., Blom N., Ng Y., Gram L. Wide distribution of closely related, antibiotic-producing Arthrobacter strains throughout the Arctic Ocean. Applied and environmental microbiology. 2012. vol. 78. no. 6. P. 2039–2042.