獭兔肠乳杆菌的分离鉴定
2022-04-27黄婧文李欢周亚南区海蕴吴晨晓梁润利肖芬朱芝秀
黄婧文,李欢,周亚南,区海蕴,吴晨晓,梁润利,肖芬,朱芝秀
(江西农业大学动物科学技术学院,江西 南昌 330045)
肠乳杆菌是指一类从肠道分离得到,能利用葡萄糖或乳糖产生大量乳酸的细菌,其革兰氏染色呈阳性,无芽孢,不运动,是一类常见益生菌[1]。目前,益生菌常用于畜牧养殖业,对抑制病原菌、刺激胃肠道蠕动、提高机体消化吸收能力、提高机体免疫力具有一定作用[2]。动物饲养过程中,抗生素滥用现象屡禁不止,但随着人们对动物食品品质要求的提高,监管部门及市场对安全、高效、无毒的生物制剂的要求也越来越高[3],根据农业农村部公告第194号文件要求,从2020年7月1日起,我国开始全面禁用饲用抗生素。2020年9月27日国务院办公厅印发的《关于促进畜牧业高质量发展的意见》(国办发[2020]31号),明确提出“持续推动畜牧业绿色循环发展”,要求严格执行饲料添加剂安全使用规范,加强兽用抗菌药综合治理,实施动物源细菌耐药性监测、药物饲料添加剂退出和兽用抗菌药使用减量化行动。从长远角度看,禁用抗生素是畜禽、水产养殖业迈向绿色、可持续发展的重要里程碑,无抗养殖方法,代表了健康养殖的发展方向,也是今后发展的必然方向。但短期内,替抗药物的发展还未成熟,禁抗令的实施,可能导致诸多行业问题[4]。因此,在如今“禁抗”的背景趋势下,研发应用绿色、高效、健康的抗生素替代品,缩短“替抗”的过渡时间是当前养殖领域中迫切需要解决的问题,益生菌应用于畜禽生产已成必然趋势[5]。獭兔作为一种皮肉兼用的小型食草动物,具有较高的经济价值,然而还鲜见獭兔源益生菌的筛选应用[6]。本试验从健康獭兔十二指肠道中分离乳酸菌,并进行鉴定,得到7株能稳定产酸的优势菌株,旨在探索合理高效的分离方法,并为后续开发有利于生产的益生菌制剂提供潜在菌株,以期在临床上减少或替代抗生素使用,为开发适用于獭兔生产的乳酸菌制剂提供理论和试验基础,促进我国养殖业绿色可持续发展。
1 材料
1.1 试验动物
健康獭兔2只,2~3kg/只,购自南昌某兔场。
1.2 主要试剂及仪器
革兰氏染色液:自制;MRS改良培养基、MRS肉汤:购自北京奥博星生物技术有限责任公司;微量发酵管:购自杭州天和微生物有限公司。
2 方法
2.1 样品采集
从兔场中随机挑选健康且精神状态佳的獭兔,麻醉处死后以0.1%新洁尔灭消毒液浸泡消毒30min,然后使用一次性无菌手术刀沿腹中线打开腹腔,截取其十二指肠,立即使用生理盐水灌洗所截取肠道,直至灌洗水清澈后剪开肠道,用灭菌药匙分别刮取0.5g肠黏膜,加入5mL生理盐水中,充分摇匀,即得到初始样品。
2.2 细菌分离培养
用移液枪分别吸取100uL样品置于5mL MRS肉汤中,37℃培养48h,用无菌棉签蘸取培养液,均匀涂布于MRS改良培养基,37℃培养24h后,选取溶钙圈明显且形态一致、大小相等、半透明的单个圆形菌落于MRS培养基上反复纯化,直至得到单一一致菌落,分别命名为T-C-4,T-C-6,T-C-8,T-C-10,T-C-12,T-C-14,T-C-16。
2.3 细菌鉴定
2.3.1 细菌初筛。对分离菌进行革兰氏染色镜检,观察其形态、大小、有无芽孢等形态学特征并记录。
2.3.2 细菌生化鉴定。挑取MRS培养基上过夜培养的单个菌落,依照说明书分别接种于过氧化氢酶、蛋白胨水、甘露醇、葡萄糖、蔗糖、乳糖、麦芽糖、七叶苷、菊糖、棉子糖、山梨糖、阿拉伯糖、枸橼酸盐、尿素、硫化氢、木糖、松三糖、纤维二塘、MR/VP等微量发酵管中,37℃恒温培养,滴加试剂,观察并对照《伯杰细菌鉴定手册》[7]和《乳酸菌分类鉴定及试验方法》[8],初步确定细菌种属。
2.3.3 16sRNA鉴定。挑取分离菌单个菌落于MRS液体培养基中,37℃振荡培养48 h,进行变性处理后,12 000 r/min,离心10 min,取上清液,利用16S r DNA通用测序引物16S-F:5′-AGAGTTTGATCTGGCTCAG-3′,16S-R:5′-TACGGTACCTTGTTACGACTT-3′,进行PCR扩增[8]。PCR扩增程序如下:于95℃预变性5 min;95℃变性45 s,54℃退火1 min,72℃延伸1 min,共30个循环;72℃再延伸8 min。取PCR扩增产物用1.0%琼脂糖凝胶电泳检测,观察结果并拍照。将PCR扩增产物送南京金斯瑞生物科技有限公司测序,测序结果在NCBI(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)中用BLAST工具在线比对,通过Megalign和MEGA 7.0软件分别进行同源性和系统进化树分析,确定菌种名。
3 结果
3.1 分离筛选结果
T-C-4、T-C-6、T-C-8、T-C-10、T-C-12、T-C-14、T-C-16菌落在MRS改良培养基上均呈现明显溶钙圈,菌落大小中等、颜色灰白、半透明,边缘整齐、光滑湿润,见图1。革兰氏染色结果见图2,显示为G+杆菌,未发现芽孢。
图1 分离菌培养菌落
图2 分离菌G染色结果
3.2 细菌生化试验结果
结果见表1,经对照《伯杰细菌鉴定手册》和《乳酸菌分类鉴定及试验方法》后,初步得出T-C-4、T-C-6、T-C-8、T-C-10、T-C-12、T-C-14、T-C-16均为肠乳杆菌。
表1 生化试验结果
3.3 16sRNA分子鉴定结果
3.3.1 分离菌PCR扩增电泳结果。结果见图3,PCR产物在15 g/L琼脂凝胶上的电泳,在1500 bp出现单一明亮的目的片段,且未发现杂带。
图3 分离菌电泳图
3.3.2 同源性比对。扩增后的PCR产物送至湖南擎科生物技术有限公司测序,将测序结果在NCBI数据库比对,经比对可知分离菌与唾液乳酸杆菌同源性最高(图4)。
图4 分离菌同源性比对结果
3.3.3 系统发育树构建。从Gen Bank中挑选23株乳酸杆菌属菌株,利用MEGA7.0软件的Clustal W算法进行多序列比对与系统发育树的构建,结果见图4。其 中T-C-6、T-C8、T-C-12、T-C-16与 菌 株NR112759.1、AB326353.1、AF089108.2亲缘关系最近,与菌株MR041457.1、LC589224.1亲缘关系最远(图5)。
图5 分离菌系统发育树
4 讨论分析
本次试验分离得到7株乳酸菌。经过革兰氏染色镜检,生化特性初步鉴定,结果与乳杆菌高度相似,经16sRNA分子生物学鉴定,同源性比对和进化树构建,确定分离菌均为唾液乳酸杆菌(Lactobacillus salivarius strain),说明唾液乳杆菌是獭兔十二指肠中稳定存在的一种优势菌落,与曾博报道的结果相符合[9],为研究獭兔肠道微生态提供了理论依据。
在生化试验中,分离菌吲哚试验为阴性,与蒋磊的报道相同[10],硝酸盐还原反应、硫化氢试验均为阴性,不能分解尿素;大部分分解甘露醇、蔗糖,与刘小兰报道的菌种相符[11],均分解菊糖、棉子糖、山梨糖,少数分解麦芽糖、乳糖,均不分解阿拉伯糖、木糖、松三糖、纤维二糖,与桑梦琪、赵艺竹、张海威等报道的分离菌不符[12~14],部分分离菌可分解的糖类有差异,这些可能与菌株个体差异有关。
在獭兔养殖中,饲料改变、气候变化、过量使用抗生素类药等均可导致其肠道菌群失调,引起腹泻并导致死亡[15]。随着獭兔生产朝着规模化、集约化发展,腹泻已成为獭兔最主要的疾病之一,给獭兔养殖带来巨大经济损失,在一定时期内,抗生素作为治疗獭兔细菌性腹泻的首选药物,取得了良好的疗效[16],但是随着“无抗”养殖时代的到来,在不使用抗生素的条件下防治獭兔腹泻病,为养殖户带来了新的挑战,益生菌作为抗生素的重要替代品,在獭兔生产中地位至关重要。时云朵的报道提示,在许多对益生菌治疗獭兔疾病的研究中,所使用的并非獭兔源益生菌,故獭兔源益生菌的筛选应用研究有待进一步加强[6],本试验分离得到的菌株,可应用于后续研究獭兔源益生菌制剂,增加了可应用于獭兔源微生态制剂的后备菌株,以期开发适用于獭兔生产的优质微生态制剂。