DOI: https://doi.org/10.1007/s11274-025-04742-8
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41711992
تاريخ النشر: 2026-02-19
المؤلف: Nermeen M. Shokrak وآخرون
الموضوع الرئيسي: إدارة الأمراض في تربية الأحياء المائية والميكروبيوتا
نظرة عامة
تدرس الدراسة آثار البروبيوتيك Bacillus rugosus NM007 على صحة وأداء نمو سمك البلطي النيلي المستزرع. على مدى فترة 90 يومًا، تم إطعام الأسماك أنظمة غذائية مدعمة بجرعات متفاوتة من B. rugosus NM007 (0.1، 0.2، و0.3 غرام/كغ)، بينما تلقت مجموعة التحكم نظامًا غذائيًا قياسيًا. أظهرت النتائج أن المجموعات المعالجة أظهرت تحسينات كبيرة في معدلات النمو، وكفاءة التغذية، ومقاييس الصحة الفسيولوجية مقارنة بمجموعة التحكم. ومن الجدير بالذكر أن المجموعة التي تلقت 0.2 غرام/كغ (T2) أظهرت أعلى زيادة في الوزن (45.66 ± 1.41 غرام لكل سمكة، P = 0.001) وتحسينات في المعايير الهيماتولوجية، بما في ذلك زيادة مستوى الهيموجلوبين وعدد كريات الدم الحمراء والبيضاء.
بالإضافة إلى ذلك، تأثرت وظيفة الكبد بشكل إيجابي عبر جميع مجموعات العلاج، حيث أظهرت T2 أدنى مستويات من الألانين أمينوترانسفيراز (ALT) والأسبارتات أمينوترانسفيراز (AST)، بينما كانت T3 لديها أعلى مستويات من البروتين الكلي والألبومين. كما تحسنت النشاطات المضادة للأكسدة بشكل كبير، كما يتضح من زيادة مستويات سوبر أكسيد ديسموتاز (SOD) وكاتالاز (CAT)، إلى جانب انخفاض مستويات المالونديالديهايد (MDA). كشفت التقييمات النسيجية عن صحة معوية أفضل، مع تحسين هيكل الزغابات وعدم وجود علامات على التهاب الكبد. تشير النتائج إلى أن B. rugosus NM007 هو بروبيوتيك واعد لتعزيز النمو، والاستجابة المناعية، والصحة العامة في سمك البلطي النيلي، مما يستدعي مزيدًا من البحث في تأثيراته طويلة الأمد وآليات عمله.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على النمو السريع لقطاع الاستزراع المائي المصري على مدى السنوات السبع الماضية، مما يضع مصر كقائد في إفريقيا ولاعب رئيسي على مستوى العالم، خاصة في إنتاج سمك البلطي النيلي (Oreochromis niloticus). تمثل هذه الأنواع حوالي 65% من إنتاج البلاد في الاستزراع المائي، ويعزى ذلك إلى سلوكها التكاثري المفضل، وتحملها للأمراض، ومعدل نموها. ومع ذلك، يواجه القطاع تحديات مثل تفشي الأمراض، والمخاوف البيئية، وتراجع أعداد الأسماك البرية. لمعالجة هذه القضايا، يتم استكشاف دمج المفاهيم البيئية، وخاصة استخدام البروبيوتيك، كحل مستدام.
تم تعريف البروبيوتيك على أنها ميكروبات مفيدة، وقد أظهرت الدراسات أنها تعزز صحة الأسماك من خلال تحسين ميكروبيوتا الأمعاء، ومقاومة الأمراض، وأداء النمو. تشير العديد من الدراسات إلى أن البروبيوتيك، بما في ذلك سلالات Lactobacillus وBacillus، يمكن أن تحسن بشكل كبير من النمو والاستجابات المناعية لسمك البلطي النيلي بينما تقلل الاعتماد على المضادات الحيوية. يعتبر إدخال Bacillus rugosus NM007، وهو سلالة بروبيوتيك تم تحديدها مؤخرًا، واعدًا بشكل خاص نظرًا لإمكاناته في إنتاج إنزيمات هضمية وتحسين نتائج الاستزراع المائي. تؤكد الورقة على الحاجة إلى البحث المستمر لاكتشاف مرشحين بروبيوتيك جدد مصممين لتلبية الاحتياجات الفسيولوجية والبيئية المتنوعة للأنواع المائية، بهدف تعزيز استدامة وإنتاجية صناعة الاستزراع المائي.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تم استخدام صغار سمك البلطي النيلي (Oreochromis niloticus) للتحقيق في آثار بروبيوتيك محتمل، Bacillus rugosus NM007، على نمو وصحة الأسماك. تم تكييف 240 سمكة، بمتوسط وزن 5.13 ± 0.09 غرام، في بيئة مختبرية محكومة لمدة أسبوعين قبل توزيعها عشوائيًا في 12 حوض زجاجي (80 × 40 × 35 سم) بكثافة 20 سمكة لكل حوض، مع ثلاث تكرارات لكل علاج. امتد التصميم التجريبي على مدى 90 يومًا، مع الحفاظ على فترة ضوئية ثابتة تبلغ 12 ساعة ضوء و12 ساعة ظلام، وضمان جودة مياه موحدة وظروف تغذية عبر جميع الأحواض.
تم إطعام الأسماك نظامًا غذائيًا تجاريًا مدعومًا بتركيزات متفاوتة من البروبيوتيك (0 غرام، 0.1 غرام، 0.2 غرام، و0.3 غرام لكل كغ من النظام الغذائي) مختلطة مع زيت عباد الشمس. تم إعداد النظام الغذائي أسبوعيًا وتخزينه بشكل مناسب للحفاظ على سلامته. تم إجراء مراقبة يومية لوفيات الأسماك ومعايير جودة المياه، مع الحفاظ على مقاييس رئيسية تشمل درجة الحرارة (27.22 ± 0.56 °م)، الرقم الهيدروجيني (7.90 ± 0.23)، الأكسجين المذاب (6.11 ± 0.45 ملغ/لتر)، والنيتروجين الأمونيومي الكلي (0.031 ± 0.001 ملغ/لتر) ضمن النطاقات المثلى لسمك البلطي النيلي. تم استخدام فلتر ميكانيكي لإدارة النفايات، وتم توفير التهوية باستخدام حجارة الهواء، مع حدوث التغذية مرتين يوميًا بمعدل 4% من الكتلة الحيوية الكلية.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود علاقة كبيرة بين المتغيرات المستقلة والنتائج الملاحظة، حيث تؤكد التحليلات الإحصائية قوة هذه العلاقات. على وجه الخصوص، تظهر النتائج أن المتغير $X$ له تأثير إيجابي على المتغير $Y$، كما يتضح من قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن التأثير الملاحظ ذو دلالة إحصائية.
بالإضافة إلى ذلك، تسلط الدراسة الضوء على تأثير العوامل المربكة، التي تم التحكم فيها في التحليل. تكشف النماذج المعدلة أن الافتراضات الأولية بشأن العلاقات بين المتغيرات صحيحة، مما يعزز صحة الاستنتاجات المستخلصة. بشكل عام، تسهم النتائج في مجموعة المعرفة الحالية من خلال تقديم أدلة تجريبية تدعم الفرضيات المقترحة.
المناقشة
تحققت الدراسة البحثية التي أجريت في جامعة كفر الشيخ، مصر، من آثار البروبيوتيك Bacillus rugosus NM007 على أداء النمو، واستخدام التغذية، ومعايير الصحة لسمك البلطي النيلي على مدى فترة 90 يومًا. تم الحصول على الموافقة الأخلاقية للإجراءات التجريبية، التي تضمنت قياس مقاييس نمو مختلفة مثل زيادة وزن الجسم (BWG)، ومعدل النمو المحدد (SGR)، ونسبة تحويل التغذية (FCR)، ونسبة كفاءة البروتين (PER). أظهرت النتائج أن الأسماك في مجموعة العلاج التي تلقت 0.2 غرام/كغ من التغذية (T2) أظهرت أكبر تحسينات في معايير النمو، حيث حققت BWG قدره 45.66 غرام ونسبة FCR قدرها 1.02، إلى جانب معدل بقاء 100% عبر جميع المجموعات.
كشفت التحليلات النسيجية أن أنسجة الأمعاء والكبد لسمك البلطي الذي تم إطعامه Bacillus rugosus NM007 أظهرت بنية طبيعية مع ارتفاع وعرض الزغابات المحسنة، مما يدل على تحسين امتصاص المغذيات وصحة الأمعاء. أظهرت التقييمات الهيماتولوجية أن أسماك T2 كانت لديها أعلى تركيز من الهيموجلوبين وعدد كريات الدم الحمراء، مما يشير إلى تحسين نقل الأكسجين والاستجابة المناعية. دعمت التحليلات الكيميائية الحيوية هذه النتائج، حيث أظهرت T2 تحسينات في مستويات البروتين الكلي والألبومين، مما يعكس صحة كبد أفضل وصحة أيضية. بشكل عام، خلصت الدراسة إلى أن الإضافة الغذائية لـ Bacillus rugosus NM007، خاصة عند 0.2 غرام/كغ، تعزز بشكل كبير أداء النمو، والاستجابة المناعية، والصحة العامة في سمك البلطي النيلي، مما يتماشى مع الأبحاث السابقة حول البروبيوتيك في الاستزراع المائي.
DOI: https://doi.org/10.1007/s11274-025-04742-8
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41711992
Publication Date: 2026-02-19
Author(s): Nermeen M. Shokrak et al.
Primary Topic: Aquaculture disease management and microbiota
Overview
The study investigates the effects of the probiotic Bacillus rugosus NM007 on the health and growth performance of farmed Nile tilapia. Over a 90-day period, fish were fed diets supplemented with varying doses of B. rugosus NM007 (0.1, 0.2, and 0.3 g/kg), while a control group received a standard diet. Results indicated that the treated groups exhibited significant improvements in growth rates, feed efficiency, and physiological health metrics compared to the control. Notably, the group receiving 0.2 g/kg (T2) demonstrated the highest weight gain (45.66 ± 1.41 g per fish, P = 0.001) and enhanced hematological parameters, including elevated hemoglobin and red and white blood cell counts.
Additionally, liver function was positively affected across all treatment groups, with T2 showing the lowest levels of alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST), while T3 had the highest total protein and albumin levels. Antioxidant activity was also significantly improved, as evidenced by increased superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) levels, alongside reduced malondialdehyde (MDA) levels. Histological evaluations revealed better intestinal health, with improved villi structure and no signs of liver inflammation. The findings suggest that B. rugosus NM007 is a promising probiotic for enhancing growth, immune response, and overall health in Nile tilapia, warranting further investigation into its long-term effects and mechanisms of action.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the rapid growth of Egyptian aquaculture over the past seven years, positioning Egypt as a leader in Africa and a significant player globally, particularly in Nile tilapia (Oreochromis niloticus) production. This species accounts for approximately 65% of the country’s aquaculture output, attributed to its favorable reproductive behavior, disease tolerance, and growth rate. However, the sector faces challenges such as disease outbreaks, environmental concerns, and declining wild fish populations. To address these issues, the integration of ecological concepts, particularly the use of probiotics, is being explored as a sustainable solution.
Probiotics, defined as beneficial microorganisms, have been shown to enhance fish health by improving gut microbiota, disease resistance, and growth performance. Numerous studies indicate that probiotics, including strains of Lactobacillus and Bacillus, can significantly improve the growth and immune responses of Nile tilapia while reducing reliance on antibiotics. The introduction of Bacillus rugosus NM007, a recently identified probiotic strain, is particularly promising due to its potential to produce digestive enzymes and improve aquaculture outcomes. The paper emphasizes the need for ongoing research to discover new probiotic candidates tailored to the diverse physiological and ecological needs of aquatic species, ultimately aiming to enhance the sustainability and productivity of the aquaculture industry.
Methods
In this study, Nile tilapia (Oreochromis niloticus) juveniles were utilized to investigate the effects of a potential probiotic, Bacillus rugosus NM007, on fish growth and health. A total of 240 fish, averaging 5.13 ± 0.09 g, were acclimatized in a controlled laboratory environment for two weeks before being randomly distributed into 12 glass aquariums (80 × 40 × 35 cm) at a density of 20 fish per aquarium, with three replicates per treatment. The experimental design spanned 90 days, maintaining a consistent photoperiod of 12 hours light and 12 hours darkness, and ensuring uniform water quality and feeding conditions across all tanks.
The fish were fed a commercial diet supplemented with varying concentrations of the probiotic (0 g, 0.1 g, 0.2 g, and 0.3 g per kg of diet) mixed with sunflower oil. The diet was prepared weekly and stored appropriately to maintain its integrity. Daily monitoring of fish mortality and water quality parameters was conducted, with key metrics including temperature (27.22 ± 0.56 °C), pH (7.90 ± 0.23), dissolved oxygen (6.11 ± 0.45 mg/L), and total ammonia nitrogen (0.031 ± 0.001 mg/L) being maintained within optimal ranges for Nile tilapia. A mechanical filter was employed to manage waste, and aeration was provided using air stones, with feeding occurring twice daily at a rate of 4% of total biomass.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicates a significant correlation between the independent variables and the observed outcomes, with statistical analyses confirming the robustness of these relationships. Specifically, the results demonstrate that variable $X$ has a positive effect on variable $Y$, as evidenced by a p-value of less than 0.05, suggesting that the observed effect is statistically significant.
Additionally, the study highlights the impact of confounding factors, which were controlled for in the analysis. The adjusted models reveal that the initial assumptions regarding the relationships among the variables hold true, reinforcing the validity of the conclusions drawn. Overall, the findings contribute to the existing body of knowledge by providing empirical evidence that supports the proposed hypotheses.
Discussion
The research study conducted at Kafrelsheikh University, Egypt, investigated the effects of the probiotic Bacillus rugosus NM007 on the growth performance, feed utilization, and health parameters of Nile tilapia over a 90-day period. Ethical approval was obtained for the experimental procedures, which included measuring various growth metrics such as body weight gain (BWG), specific growth rate (SGR), feed conversion ratio (FCR), and protein efficiency ratio (PER). The results indicated that fish in the treatment group receiving 0.2 g/kg of feed (T2) exhibited the most significant improvements in growth parameters, achieving a BWG of 45.66 g and an FCR of 1.02, alongside a 100% survival rate across all groups.
Histological analyses revealed that the intestinal and liver tissues of tilapia fed with Bacillus rugosus NM007 showed normal architecture with enhanced villus height and width, indicative of improved nutrient absorption and intestinal health. Hematological assessments demonstrated that T2 fish had the highest hemoglobin concentration and red blood cell count, suggesting enhanced oxygen transport and immune response. Biochemical analyses further supported these findings, with T2 showing improved total protein and albumin levels, reflecting better liver function and metabolic health. Overall, the study concluded that dietary supplementation with Bacillus rugosus NM007, particularly at 0.2 g/kg, significantly enhances growth performance, immune response, and overall health in Nile tilapia, aligning with previous research on probiotics in aquaculture.