小菌株、大作为——枯草芽孢杆菌与畜牧业

2018-03-22

    (以下内容根据视频“小菌株大作为”、《中国科学报》报道“小菌株酝酿大产业”以及所网新闻整理。编辑:荆玉栋)

    我国是世界上最大的抗生素生产和使用国,同时也是细菌耐药性的重灾区。抗生素滥用问题在医疗特别是畜牧业领域尤其严重。有数据显示,2013年中国抗生素的使用量实际上达到了16.2万吨,接近了世界抗生素的使用量的一半,其中有52%是作为兽用抗生素再使用的,也就是说在畜牧养殖方面抗生素的用量是非常高的。畜牧业养殖户普遍将饲用抗生素添加到饲料中,当做保健品给动物防病,促进动物生长。而这会导致超级细菌的出现,污染环境,损害人们身体健康。无抗饲养是畜牧业健康发展的目标,如何减少畜牧业抗生素的使用已是全世界共同关注的话题。

  无抗饲养的解决措施有以下几种,疫苗的使用,控制饲料中的霉变,使用益生菌,利用双黄连、板清颗粒等中草药、抗菌肽和酶制剂等。枯草芽孢杆菌就是畜牧饲料中常用的益生菌。

  枯草芽孢杆菌广泛存在自然界中,对人畜无毒无害,不污染环境,是一类公认的益生菌,具有提高动物免疫力等多种功能。因此,在国家大力提倡无抗养殖的大环境下,枯草芽孢杆菌成为替代饲用抗生素的一种。然而,市场上已有的枯草芽孢杆菌在促进动物生长方面的效果不够显著,价格却高于抗生素,这也成为了取替饲用抗生素的瓶颈。中国科学院遗传与发育生物学研究所胡赞民研究团队希望通过大量分离筛选,获得功能更强的菌株。

  经过研究团队一年多的努力,他们终于在众多枯草芽孢杆菌中成功找到一株最优势菌株,科研团队把它命名为枯草芽孢杆菌HF1。实验证明,该菌株在调整动物肠道菌群、提高动物免疫力、促进动物健康生长等方面效果显著。同时,它对严重影响农作物生长的一些病害也有很好的抑菌效果。枯草芽孢杆菌HF1的实际效果在河北某白羽肉鸡养殖场得到了证明,实验分为三个组,一组是添加枯草芽孢杆菌HF1,也叫实验组,一组是添加市场上在用的枯草芽孢杆菌,第三组是添加抗生素的对照组。肉鸡体重在42天出栏的时候,HF1组比抗生素组提高200多克,比市场枯草芽孢杆菌组提高100150克,如果白羽肉鸡市场价每千克八块钱,提高200克,就相当于增加1.6元的收入。

  位于河北定州一家万头规模养猪场有使用枯草芽孢杆菌作为饲料添加剂的经验,使用新型枯草芽孢杆菌HF1的结果是,猪生长速度比之前快,抗病能力强,不愿闹毛病,养得好,出肉率能提高5%左右。平均一头猪能多收入100150元,养殖效益明显提高。

  但是,新型枯草芽孢杆菌HF1要想作为饲料添加剂,必须经过安全性评价。这是关系到人类的健康、动物健康,还有环境保护的一个重要举措,2015年,胡赞民课题组按照农业部饲料添加剂的有效性评价和耐受性评价的要求,完成了HF1作为白羽肉鸡的饲料添加剂的评价工作,发现食用HF1的白羽肉鸡的血常规、血生化、肌肉率、脏器系数、骨髓象与阴性对照无显著差异,初步证明了HF1的安全性。

  实验以白羽肉鸡为对象,分为三组,一组是只喂基础饲料,不添加任何添加剂,这也被称为阴性对照组,一组是添加枯草芽孢杆菌HF1,被称为有效剂量组,另一组是按照研究人员认为的合适剂量十倍的剂量添加枯草芽孢杆菌HF1,这也被称为多倍剂量组。结果表明,在促生长方面,有效剂量组在和多倍剂量组是一样的,在统计学上无显著差异。白羽肉鸡的组织切片显示,有效剂量组的脾小体增多,脾是重要的淋巴器官,具有造血以及参与免疫反应等功能,脾小体的增多说明免疫系统的增强,因此动物肌体强壮。除此之外,有效剂量组的小肠绒毛明显变细变长,小肠绒毛主要起到吸收营养的功能,绒毛变细变长说明吸收功能的增强,这也是鸡能够增重一个重要原因。

  2015年,英国PBL公司找到了胡赞民,希望能成为枯草芽孢杆菌HF1的全球总代理,英国PBL公司是一家总部设在英国诺福克郡的生物技术猎头公司。几乎同时,北京中科金株生物科技有限公司(以下简称中科金株)也向胡赞民发出了邀约,希望将枯草芽孢杆菌HF1推向国内市场。胡赞民团队也在国内外市场上对相关饲料添加剂行业进行深度考察。20156月,英国PBL公司与遗传发育所达成了中国境外国际市场上的开发协议;同年12月,遗传发育所与北京中科金株生物科技有限公司签订了HF1在中国市场的许可合同,中科金株获得该项目在中国市场的独家开发权。

  2015年,中科院遗传资源研发(南方)中心在常州生命健康产业园开工奠基。该中心是遗传发育所在常州的研发及产业化基地,是遗传发育所在中科院新时期办院方针指引下坚持“三个面向”、落实“四个率先”的重要举措之一。胡赞民课题组和中科金株合作研发的枯草芽孢杆菌HF1也是基地项目之一。

  “虽然目前基地还在建设中,但我们在当地的研发和生产却一直在进行。”胡赞民介绍道,“目前我们已经与江苏一家当地企业合作,开始试生产枯草芽孢杆菌HF1饲料添加剂产品。”

  他希望枯草芽孢杆菌HF1能逐步替代以促生长为目的的饲用抗生素,减少对环境和人类健康的威胁,“然而,少用、禁用饲用抗生素还需要饲料企业和个体养殖户来落实。”

  为了更好地让百姓了解枯草芽孢杆菌的益生作用,中央电视台十套科教频道《走近科学》栏目以胡赞民研究组的益生菌菌株HF1为主题,拍摄了科教专题片《小菌株大作为》。该专题片介绍了益生菌的分离、实验室活性测定、工业化制备及应用,于2018319日至20日在中央电视台十套科教频道分上、下两集播出。 

 

[video:20180319[走近科学]小菌株大作为(上)(1)]
 
[video:20180320[走近科学]小菌株大作为(下)(1)]

 

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