DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-35054-y
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41521238
تاريخ النشر: 2026-01-11
المؤلف: Jianshe Zhoua وآخرون
الموضوع الرئيسي: إدارة الأمراض في تربية الأحياء المائية والميكروبيوتا
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في تأثيرات جرعات مختلفة من البروبيوتيكات الفعالة (EM) على أداء النمو والميكروبات المعوية لسمك *Salmo trutta* اليافع. تشير النتائج إلى أن الإضافة الغذائية بـ EM تعزز النمو بشكل كبير، حيث أظهرت مجموعة الجرعة المتوسطة (0.5% EM) الفوائد الأكثر وضوحًا. لم تحسن هذه الجرعة مقاييس النمو فحسب، بل أثرت أيضًا على مستويات مضادات الأكسدة الكبدية، مما أظهر تأثيرات مشابهة لمجموعة التحكم، بينما غيرت الكيمياء الحيوية في المصل بشكل أساسي في مجموعات الجرعة المتوسطة والعالية. ومن الجدير بالذكر أن إضافة 0.5% EM قللت من تنوع بيتا والتباين بين الأفراد في الميكروبات المعوية، مما يشير إلى تحسين الاستقرار الميكروبي وتحول إيجابي في وفرة الأجناس المفيدة مثل *Lactobacillus* و*Bifidobacterium* و*Faecalibacterium*.
في الختام، تسلط الدراسة الضوء على أن بروبيوتيكات 0.5% EM تعزز بشكل كبير النمو، وقدرة مضادات الأكسدة، ووظيفة المناعة، وتوازن الميكروبات المعوية في سمك *Salmo trutta* اليافع. أظهرت مجموعة الجرعة المتوسطة تحسينًا في دفاعات مضادات الأكسدة الكبدية، وزيادة في أنشطة الكاتالاز (CAT) وسوبر أكسيد ديسموتاز (SOD)، وانخفاض مستويات المالونديالديهايد (MDA)، مما يقلل من الضرر التأكسدي. بالإضافة إلى ذلك، تأثرت تركيبة الميكروبات المعوية بشكل إيجابي، حيث أظهرت الفئات البكتيرية الرئيسية مثل Firmicutes وProteobacteria وفرة متغيرة مرتبطة بصحة المضيف. تؤكد هذه النتائج على أهمية تحسين جرعة البروبيوتيك في تربية الأحياء المائية، خاصةً لأنواع السلمونيد في ظروف الزراعة على ارتفاعات عالية.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث أهمية *Salmo trutta*، وهو سلمونيد مياه باردة ذو قيمة اقتصادية عالية في منطقة التبت ذاتية الحكم، حيث أصبح نوعًا مهيمنًا في تربية الأحياء المائية منذ تقديمه في أوائل القرن العشرين. على الرغم من فوائده الغذائية وشعبيته في تربية الأحياء المائية، أدى التوسع السريع في هذه الصناعة إلى مشاكل صحية، تتعلق بشكل خاص باضطراب التوازن الميكروبي المعوي. تعتبر الميكروبات المعوية ضرورية لامتصاص العناصر الغذائية، وتنظيم المناعة، ومقاومة مسببات الأمراض، وقد ظهرت البروبيوتيكات كاستراتيجية واعدة لتعزيز صحة الأمعاء واستدامة أنظمة تربية الأحياء المائية.
تُعرف البروبيوتيكات بأنها ميكروبات مفيدة يمكن أن تستعمر أمعاء الحيوانات المائية، وقد أظهرت أنها تحسن أداء النمو، وقدرة المناعة، وجودة المياه دون تأثيرات سلبية على المستهلكين. تشمل الأجناس البروبيوتيكية الشائعة المستخدمة في تربية الأحياء المائية *Lactococcus* و*Lactobacillus* و*Enterococcus* و*Saccharomyces*، والتي تساعد في تنظيم تركيبة الميكروبات المعوية وتثبيط الميكروبات المسببة للأمراض. أشارت الدراسات السابقة إلى أن الجرعات المثلى من البروبيوتيكات ضرورية لتحقيق أقصى فوائدها، حيث أن الجرعات الأعلى لا تؤدي دائمًا إلى نتائج أفضل. تهدف الدراسة الحالية إلى التحقيق في تأثيرات تركيزات مختلفة من بروبيوتيكات الميكروبات الفعالة (EM) على أداء النمو والميكروبات المعوية لسمك *Salmo trutta* اليافع، باستخدام تسلسل عالي الإنتاجية لاستكشاف التنوع الميكروبي وديناميات المجتمع. ستساهم النتائج المتوقعة في فهم الآليات التي تعزز بها البروبيوتيكات صحة الأمعاء وتوجيه تطبيق البروبيوتيك الأمثل في ممارسات تربية الأحياء المائية.
طرق
توضح قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يتناول اختيار وتحضير المواد، بما في ذلك أي مواد كيميائية أو معدات محددة تم استخدامها. يتم وصف المنهجية بطريقة منهجية، مما يضمن إمكانية تكرار التجارب.
بالإضافة إلى ذلك، قد يتضمن القسم معلومات عن التحليلات الإحصائية التي تم إجراؤها لتفسير البيانات، فضلاً عن أي ضوابط تم تنفيذها للتحقق من النتائج. بشكل عام، يخدم هذا القسم لتوفير نظرة شاملة على التقنيات والبروتوكولات التي تدعم البحث، مما يسهل فهم كيفية الحصول على النتائج.
مناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على التأثيرات الكبيرة للإضافة الغذائية مع بروبيوتيكات المركب الفعال (EM) على أداء النمو، وقدرة مضادات الأكسدة، والميكروبات المعوية لسمك *Salmo trutta* اليافع. استخدمت الدراسة تجربة تغذية محكومة على مدى 70 يومًا، حيث تم تعريض الأسماك لمستويات مختلفة من EM (0%، 0.1%، 0.25%، و0.5%). أشارت النتائج إلى أن مجموعة الجرعة المتوسطة (0.5% EM) أظهرت أكبر فوائد في النمو، مع معدل زيادة الوزن (WGR) بنسبة 69.20% ومعدل نمو محدد (SGR) بنسبة 1.68%/يوم، وهو أعلى بكثير من مجموعة التحكم. تشير هذه النتائج إلى أن المستويات المثلى من بروبيوتيكات EM تعزز امتصاص العناصر الغذائية وتعزز النمو، مما يؤكد الدراسات السابقة حول البروبيوتيكات في تربية الأحياء المائية.
بالإضافة إلى ذلك، قامت الدراسة بتقييم معايير مضادات الأكسدة الكبدية، مما يكشف أن إضافة EM حسنت الدفاعات المضادة للأكسدة غير الإنزيمية، كما يتضح من زيادة مستويات الجلوتاثيون المختزل (GSH) وزيادة أنشطة الكاتالاز (CAT) وسوبر أكسيد ديسموتاز (SOD). يشير الانخفاض في مستويات المالونديالديهايد (MDA) إلى تأثير وقائي ضد الإجهاد التأكسدي. أظهرت التحليلات الدموية أن إضافة EM المعتدلة أثرت بشكل إيجابي على وظيفة الكبد والاستجابات المناعية الفطرية دون التأثير على التوازن التكويني العام. علاوة على ذلك، أظهر تحليل الميكروبات المعوية أن بروبيوتيكات EM غيرت بشكل كبير التركيبة والتنوع الميكروبي، حيث أظهرت مجموعة الجرعة المتوسطة الهيكل المجتمعي الميكروبي الأكثر استقرارًا. تؤكد هذه الدراسة على إمكانيات بروبيوتيكات EM في تربية الأحياء المائية، مع التأكيد على أهمية الجرعة لتحقيق أقصى فوائد صحية ونمو في سمك *Salmo trutta* اليافع.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-35054-y
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41521238
Publication Date: 2026-01-11
Author(s): Jianshe Zhoua et al.
Primary Topic: Aquaculture disease management and microbiota
Overview
This study investigates the effects of varying dosages of Effective Microorganisms (EM) probiotics on the growth performance and intestinal microbiota of juvenile *Salmo trutta*. The findings indicate that dietary supplementation with EM significantly enhances growth, with the medium-dose group (0.5% EM) demonstrating the most pronounced benefits. This dosage not only improved growth metrics but also influenced hepatic antioxidant levels, showing comparable effects to the control group, while altering serum biochemistry primarily in the medium and high-dose groups. Notably, the 0.5% EM supplementation reduced beta diversity and inter-individual variation in gut microbiota, indicating improved microbial stability and a favorable shift in the abundance of beneficial genera such as *Lactobacillus*, *Bifidobacterium*, and *Faecalibacterium*.
In conclusion, the study highlights that 0.5% EM probiotics significantly enhance growth, antioxidant capacity, immune function, and intestinal microbial balance in juvenile *Salmo trutta*. The medium-dose group exhibited improved hepatic antioxidant defense, increased activities of catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD), and reduced malondialdehyde (MDA) levels, thereby mitigating oxidative damage. Additionally, the composition of gut microbiota was positively influenced, with key bacterial phyla such as Firmicutes and Proteobacteria showing altered abundance linked to host health. These results underscore the importance of optimizing probiotic dosage in aquaculture, particularly for salmonid species in high-altitude farming conditions.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the significance of *Salmo trutta*, a cold-water salmonid of high economic value in the Tibet Autonomous Region, where it has become a dominant aquaculture species since its introduction in the early 20th century. Despite its nutritional benefits and popularity in aquaculture, the rapid expansion of this industry has led to health issues, particularly related to the disruption of intestinal microecological balance. The gut microbiota is crucial for nutrient absorption, immune regulation, and pathogen resistance, and probiotics have emerged as a promising strategy to enhance intestinal health and sustainability in aquaculture systems.
Probiotics, defined as beneficial microorganisms that can colonize the intestines of aquatic animals, have been shown to improve growth performance, immune capacity, and water quality without adverse effects on consumers. Common probiotic genera used in aquaculture include *Lactococcus*, *Lactobacillus*, *Enterococcus*, and *Saccharomyces*, which help regulate gut microbiota composition and inhibit pathogenic microorganisms. Previous studies indicated that optimal probiotic dosages are critical for maximizing their benefits, as higher dosages do not always yield better outcomes. The current study aims to investigate the effects of varying concentrations of Effective Microorganisms (EM) probiotics on the growth performance and gut microbiota of juvenile *Salmo trutta*, utilizing high-throughput sequencing to explore microbial diversity and community dynamics. The anticipated results will contribute to understanding the mechanisms by which probiotics promote intestinal health and inform optimal probiotic application in aquaculture practices.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the selection and preparation of materials, including any specific reagents or equipment used. The methodology is described in a systematic manner, ensuring reproducibility of the experiments.
Additionally, the section may include information on the statistical analyses performed to interpret the data, as well as any controls implemented to validate the findings. Overall, this section serves to provide a comprehensive overview of the techniques and protocols that underpin the research, facilitating an understanding of how the results were obtained.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the significant effects of dietary supplementation with Effective Microorganisms (EM) compound probiotics on the growth performance, antioxidant capacity, and intestinal microbiota of juvenile *Salmo trutta*. The study utilized a controlled feeding trial over 70 days, where fish were subjected to varying levels of EM (0%, 0.1%, 0.25%, and 0.5%). Results indicated that the medium-dose group (0.5% EM) exhibited the most pronounced growth benefits, with a weight gain rate (WGR) of 69.20% and a specific growth rate (SGR) of 1.68%/day, significantly higher than the control group. These findings suggest that optimal levels of EM probiotics enhance nutrient absorption and promote growth, corroborating previous studies on probiotics in aquaculture.
Additionally, the study assessed hepatic antioxidant parameters, revealing that EM supplementation improved nonenzymatic antioxidant defenses, as evidenced by increased levels of reduced glutathione (GSH) and enhanced activities of catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD). The reduction in malondialdehyde (MDA) levels further indicates a protective effect against oxidative stress. Hematological analyses showed that moderate EM supplementation positively influenced liver function and innate immune responses without disrupting overall hematopoietic balance. Furthermore, the intestinal microbiota analysis demonstrated that EM probiotics significantly altered microbial composition and diversity, with the medium-dose group exhibiting the most stable microbial community structure. This study underscores the potential of EM probiotics in aquaculture, emphasizing the importance of dosage for maximizing health and growth benefits in juvenile *Salmo trutta*.