DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-02836-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40399461
تاريخ النشر: 2025-05-21
المؤلف: Manju Lata Arya وآخرون
الموضوع الرئيسي: إدارة الأمراض في تربية الأحياء المائية والميكروبيوتا
نظرة عامة
تقييم البحث الإمكانيات البروبيوتيك لبكتيريا Bacillus velezensis STPB10، المعزولة من الجهاز الهضمي لسمكة Schizothorax richardsonii. من خلال شكل المستعمرات، والتحليل الكيميائي الحيوي، وتسلسل 16S rRNA، تم تحديد عشرة سلالات من B. velezensis، وتم اختيار STPB10 لإجراء تقييمات إضافية في المختبر. أظهرت السلالة مقاومة عبر مجموعة من مستويات الحموضة (معدلات البقاء من 31% إلى 75% عند pH 2 إلى 4) وأظهرت أكثر من 99% بقاء عند تركيز ملح الصفراء 0.3%. بالإضافة إلى ذلك، أنتجت غشاء حيوي قوي في مرق التربتون الصويا مع الجلوكوز وأظهرت التصاقًا كبيرًا بالمخاط المعوي، مما قلل من التصاق البكتيريا المسببة للأمراض مثل Aeromonas salmonicida وVibrio anguillarum.
تشير النتائج إلى أن B. velezensis STPB10 تمتلك عدة خصائص بروبيوتيك، بما في ذلك التحمل للضغوط البيئية وتأثيرات مضادة ضد مسببات الأمراض السمكية، دون أن تشكل مخاطر مرضية على الكارب الشائع. تشير هذه الصفات إلى إمكانية تطبيقها في تربية الأحياء المائية لتعزيز صحة السمك ونموه، ومعالجة التحديات في إدارة صحة السمك، وتعزيز الرفاهية العامة للأنواع المائية.
الطرق
توضح قسم “المواد والطرق” الإطار التجريبي المستخدم في الدراسة. يتفصيل المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، أو أدوات، أو تقنيات كانت أساسية للبحث. يتم وصف المنهجية بطريقة منهجية، مما يضمن إمكانية التكرار والوضوح فيما يتعلق بتصميم التجربة.
تُبرز الإجراءات الرئيسية، بما في ذلك إعداد التجارب، وتقنيات جمع البيانات، وأي تحليلات إحصائية تم إجراؤها لتفسير النتائج. يركز القسم على دقة الطرق للتحقق من النتائج وضمان أنها قوية وموثوقة. بشكل عام، يعمل هذا الإطار كأساس لفهم النتائج والمناقشات اللاحقة المقدمة في الورقة.
النتائج
تشير نتائج الدراسة حول الخصائص البروبيوتيك لـ *Bacillus velezensis* STPB10 إلى مقاومتها الكبيرة للضغوط البيئية. في كل من اختبارات التحدي داخل البطن والغمر التي أجريت على الكارب الشائع، لم يتم تسجيل أي وفيات أو علامات سريرية لتقدم المرض طوال فترة التجربة. علاوة على ذلك، لم يتم عزل أي سلالات من Bacillus من الأسماك التجريبية، مما يبرز سلامة *B. velezensis* STPB10 في هذا السياق. كما لم تظهر الأسماك التي تم تحديها أي سمات ملحوظة مرتبطة بالتوتر، مما يعزز من إمكانية السلالة كبديل بروبيوتيك آمن لتطبيقات تربية الأحياء المائية.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق بدقة في الإمكانيات البروبيوتيك لسلالة Bacillus velezensis STPB10، المعزولة من أمعاء Schizothorax richardsoni. تم تحديد السلالة من خلال طرق شكلية وكيميائية حيوية وجزيئية، بما في ذلك تسلسل جين 16S rRNA، الذي أكد هويتها وعلاقتها التطورية مع أنواع Bacillus الأخرى. أظهرت STPB10 تشكيل غشاء حيوي قوي، خاصة في الوسائط المدعمة بالجلوكوز، وأظهرت تحملًا كبيرًا لدرجات الحموضة المنخفضة، وأملاح الصفراء، وتركيزات الملح المتغيرة، مما يشير إلى ملاءمتها لتطبيقات تربية الأحياء المائية.
تم تقييم الخصائص المضادة للسلالة ضد عدة مسببات أمراض سمكية، مما كشف عن أعلى تأثير مثبط ضد Aeromonas salmonicida. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت STPB10 حساسية للمضادات الحيوية المستخدمة بشكل شائع في تربية الأحياء المائية، مما يشير إلى إمكانياتها كبروبيوتيك مفيد في تربية الأسماك. تسلط النتائج الضوء على الدور الواعد لـ B. velezensis STPB10 في تعزيز صحة السمك والسيطرة على البكتيريا المسببة للأمراض في بيئات تربية الأحياء المائية، مما يدعم تطبيقها كعامل للتحكم البيولوجي.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-02836-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40399461
Publication Date: 2025-05-21
Author(s): Manju Lata Arya et al.
Primary Topic: Aquaculture disease management and microbiota
Overview
The research evaluated the probiotic potential of Bacillus velezensis STPB10, isolated from the digestive tract of the hillstream fish Schizothorax richardsonii. Through colony morphology, biochemical analysis, and 16S rRNA sequencing, ten strains of B. velezensis were identified, with STPB10 selected for further in vitro assessments. The strain demonstrated resilience across a range of pH levels (survival rates of 31% to 75% at pH 2 to 4) and exhibited over 99% survival at a bile salt concentration of 0.3%. Additionally, it produced a strong biofilm in tryptone soya broth with glucose and showed significant adhesion to intestinal mucus, which reduced the adhesion of pathogenic bacteria such as Aeromonas salmonicida and Vibrio anguillarum.
The findings indicate that B. velezensis STPB10 possesses several probiotic characteristics, including tolerance to environmental stressors and antagonistic effects against fish pathogens, without posing pathogenic risks to common carp. These attributes suggest its potential application in aquaculture for enhancing fish health and growth, addressing challenges in fish health management, and promoting the overall well-being of aquatic species.
Methods
The section on “Materials and Methods” outlines the experimental framework employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, instruments, or technologies that were integral to the research. The methodology is described in a systematic manner, ensuring reproducibility and clarity regarding the experimental design.
Key procedures are highlighted, including the setup of experiments, data collection techniques, and any statistical analyses performed to interpret the results. The section emphasizes the rigor of the methods to validate the findings and ensure that they are robust and reliable. Overall, this framework serves as a foundation for understanding the subsequent results and discussions presented in the paper.
Results
The results of the study on the probiotic characteristics of *Bacillus velezensis* STPB10 indicate its significant resilience to environmental stressors. In both intraperitoneal and immersion challenge assays conducted on common carp, there were no recorded mortalities or clinical signs of disease progression throughout the experimental period. Furthermore, no Bacillus strains were isolated from the experimental fish, underscoring the biosafety of *B. velezensis* STPB10 in this context. The challenged fish also displayed no notable stress-related traits, reinforcing the strain’s potential as a safe probiotic for aquaculture applications.
Discussion
In this study, the probiotic potential of Bacillus velezensis strain STPB10, isolated from the gut of Schizothorax richardsoni, was thoroughly investigated. The strain was identified through morphological, biochemical, and molecular methods, including 16S rRNA gene sequencing, which confirmed its identity and phylogenetic relationship with other Bacillus species. STPB10 exhibited strong biofilm formation, particularly in glucose-supplemented media, and demonstrated significant tolerance to low pH, bile salts, and varying salt concentrations, indicating its suitability for aquaculture applications.
The strain’s antagonistic properties were assessed against several fish pathogens, revealing the highest inhibitory effect against Aeromonas salmonicida. Additionally, STPB10 showed sensitivity to commonly used aquaculture antibiotics, suggesting its potential as a beneficial probiotic in fish farming. The findings highlight the promising role of B. velezensis STPB10 in enhancing fish health and controlling pathogenic bacteria in aquaculture settings, supporting its application as a biological control agent.