Journal
OIL AND GAS TECHNOLOGIES AND ENVIRONMENTAL SAFETY SERIES: MARINE ENGINEERING AND TECHNOLOGIES SERIES: FISHING INDUSTRY SERIES: MANAGEMENT, COMPUTER SCIENCE AND INFORMATICS SERIES: ECONOMICS

VESTNIK OF ASTRAKHAN STATE TECHNICAL UNIVERSITY (ARCHIVAL)
History Links News Contacts
Submit manuscript
Home / Journals / Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Fishing industry / Issue 2 / STUDYING PROBIOTIC EFFICIENCY ON A MODEL OF FRY BACTERIAL DISEASE IN LABORATORY CONDITIONS
STUDYING PROBIOTIC EFFICIENCY ON A MODEL OF FRY BACTERIAL DISEASE IN LABORATORY CONDITIONS
Submit manuscript Download PDF
Text
To cite
Citations:

STUDYING PROBIOTIC EFFICIENCY ON A MODEL OF FRY BACTERIAL DISEASE IN LABORATORY CONDITIONS
Bissenova Gulmira Nurgalievna 1
Tekebaeva Zhanara Borambaevna 2
Urazova Mayra Salavatovna 3
Abitayeva Gulyaim Kairkenovna 4
Zakarya Kynsyly Daltonovna 5
Abilkhadirov Arman Sabyrovich 6
Abisheva Galia Zhauymbaykyzy 7
Abzhalelov Akhan Begmanovich 8
Sarmurzina Zinigul Serikovna 9
Authors:
1.  Republican State Enterprise on the Right of Economic Management “Republic Collection of Microorganisms”

2.  Republican State Enterprise on the Right of Economic Management “Republic Collection of Microorganisms”; J

3.  Republican State Enterprise on the Right of Economic Management “Republic Collection of Microorganisms”

4.  Republican State Enterprise on the Right of Economic Management “Republic Collection of Microorganisms”

5.  Republican State Enterprise on the Right of Economic Management “Research Institute of Biological Safety”

6.  Republican State Enterprise on the Right of Economic Management “Republic Collection of Microorganisms”

7.  Republican State Enterprise on the Right of Economic Management “Republic Collection of Microorganisms”

8.  Republican State Enterprise on the Right of Economic Management “Research Institute of Biological Safety”

9.  Republican State Enterprise on the Right of Economic Management “Republic Collection of Microorganisms”

Type:
Article
DOI:
https://doi.org/10.24143/2073-5529-2019-2-14-21
Pages:
from 14 to 21
Status:
Published
Received:
05.06.2019
Accepted:
25.06.2019
Published:
25.06.2019
Subject area:
UDK 579.64
GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
Language:
Russian
Keywords:
aquaculture, pathogenic and conditionally pathogenic microorganisms, probiotics, antagonistic activity, biopreparation, fry
Abstract and keywords
Abstract (English):
The article focuses on a simulation of a bacterial infection of fingerlings carried out in laboratory conditions in order to determine the effectiveness of the developed probiotic. The conditionally pathogenic strains of the genera Pseudomonas and Aeromonas have acted as an infectious agent. Carp fry were used as the test material for disease modeling and studying the effectiveness of a biological product developed for the prevention and treatment of bacterial diseases of fish. The experiment involved two experimental groups and the control one. The probiotic was given to the first experimental group as a feed additive before and after infection; the probiotic was not given to the second experimental group. Species in the control group were not infected and a biological product was not given. Attempts to infect carp fry with an association of strains Pseudomonas taiwanensis , Pseudomonas aeruginosa did not produce any results: after a 2-week period no deviations in the behavior of the fish were recorded, and no fish were killed. Such a situation could be caused by low pathogenicity or by the absence of pathogenicity in museum conditionally pathogenic strains. In the next experiment there was used a more aggressive strain Aeromonas punctata known as the causative agent of fish aeromonosis. Already on the third day after infecting with the pathogen Aeromonas punctata , fish in the second experimental group were killed, and deviations were observed in the form of low mobility of fish and spinal disorders of the type of twisting, which is a consequence of developing bacteriosis - aeromonosis. In fish of the first experimental group that received the previous dose of probiotic no violations were noted, all the fry remained alive. Thus, the therapeutic effect of the developed probiotic was proved on the aeromonosis model, which was expressed in a decrease in the total fish mortality by 27%.

Keywords:
aquaculture, pathogenic and conditionally pathogenic microorganisms, probiotics, antagonistic activity, biopreparation, fry
Text
Publication text (PDF): Read Download
Инфекционные заболевания относятся к наиболее опасным болезням рыб и сопровождаются большими потерями рыбопродукции. Для повышения продуктивности индустриального и прудового рыбоводства важную роль играют профилактика болезней и лечение рыб [1-3]. Основными возбудителями, вызывающими заболевания рыб, являются аэромонады, псевдомонады, вибрионы, многие виды энтеробактерий и кишечной палочки [4]. Во многих странах, занимающихся аквакультурой, защита рыб от бактериальных инфекций является актуальным вопросом ихтиопатологии [5]. Использование антибиотиков в борьбе с бактериальными инфекциями с целью предотвращения смертности рыб в аквакультуре не всегда целесообразно, т. к. патогенные и условно-пато-генные микроорганизмы невосприимчивы ко многим препаратам [6]. Четко выраженной антагонистической активностью к широкому спектру патогенных и условно-патогенных микроорганизмов могут обладать некоторые штаммы молочнокислых бактерий. В результате улучшается пищеварение рыб, повышается усвоение кормов, увеличиваются среднесуточные привесы, стимулируется рост [7-9], кроме того, применение пробиотиков в рыбных хозяйствах является одним из наиболее эффективных решений для профилактики заболеваний рыбы и предупреждения загрязнения воды в аквакультуре. Такие препараты являются натуральными и безопасными, что отмечается специалистами разных стран [10, 11]. В этой связи пробиотики, обладающие широким спектром антагонистической активности к условно-патогенным и патогенным микроорганизмам и способные оказывать комплексное лечебно-оздоровительное действие на весь организм, привлекают все большее внимание ученых и производителей товарных рыбных хозяйств. В рамках реализации проекта «Технология получения штаммов активных микроорганизмов - продуцентов биопрепарата, альтернативного антибиотикам, для лечения и профилактики бактериозов у рыб» на базе лаборатории микробиологии Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения «Республиканская коллекция микроорганизмов» из различных штаммов Lactobacillus, Pediococcus разработан экспериментальный пробиотический биопрепарат. Основной задачей исследования было изучение влияния биопрепарата на бактериозы у рыб. Целью данного исследования являлось определение лечебной эффективности разработанного пробиотического биопрепарата при аэромонозе и псевдомонозе рыб. Материал и методы исследования С целью определения терапевтического действия разработанного биопрепарата была создана модель, где в качестве инфекционного агента выступили условно-патогенные штаммы родов Aeromonas, Pseudomonas, находящиеся на хранении в музее Республиканской коллекции микроорганизмов и известные как основные возбудители бактериальных заболеваний рыб. В качестве материала исследований выступили мальки сазанов, выращенных в Майбалыкском рыбопитомнике. Эксперимент проводился в течение 2-х летних месяцев (июль, август 2018 г.) В эксперименте были задействованы две опытные и одна контрольная группа. Здоровые мальки сазана были размещены в аквариумах, оснащенных системами фильтрации и аэрации, объемом 150 л, по 30 экземпляров в каждом. До начала эксперимента был осуществлен замер основных параметров рыбы (размер, вес), определены их средние значения [12]. Описание эксперимента: - 1-я опытная группа (первый аквариум): пробиотик вводился в виде кормовой добавки в концентрации 1,0 ∙ 107 КОЕ/мл, доставлялся рыбам в течение 5 дней до заражения, а также после заражения бактериальными агентами на протяжении всего срока эксперимента; - 2-я опытная группа (второй аквариум): пробиотик не вводился рыбам ни до, ни после заражения болезнетворными агентами; - 3-я группа (третий аквариум) - контрольная группа, где не проводились ни заражение, ни введение пробиотического препарата. В данной группе, с целью сравнения показателей, был произведен замер веса и размеров мальков до и после окончания эксперимента [13]. В течение всего срока проведения эксперимента велось наблюдение за рыбами, регистрировались отклонения в поведении, появление клинических признаков заболеваний, а также гибель рыб. Ежедневно после заражения производился осмотр кожных покровов, глазных яблок и жабр. Результаты и обсуждение исследований Известно, что территория Акмолинской области богата водными ресурсами и насчитывает 494 озер, 111 рек, 41 водохранилище, 77 прудов и множество других естественных и искусственных водоемов. Ихтиофауна крупных рек и озер с развитым рыбным промыслом в основном представлена акклиматизированными в прошлом столетии промысловыми видами рыб (лещ, судак и карп), а также аборигенными видами рыб (карась, окунь, плотва и линь). Большинство из водоемов области замкнутые и мелководные, что часто является причиной заморных явлений. Поэтому рыбохозяйственные водоемы нуждаются в регулярном ежегодном зарыблении рыбопосадочным материалом. Следует отметить, что на территории области уже действуют предприятия по выпуску рыбопосадочного материла. Одним из таких предприятий является Майбалыкский рыбопитомник, предоставивший для исследований 100 мальков сазана, выведенных и выращенных в период с мая по июль 2018 г.; средний рост мальков - 4,8 см, средняя ширина - 1,4 см, средний вес - 1,7 г (рис. 1). Рис. 1. Отбор мальков в Майбалыкском рыбопитомнике После транспортировки рыбы перемещались в равных количествах в три подготовленных заранее аквариума, предварительно методом замера были определены их основные метрические показатели. В течение суток в целях акклиматизации корм рыбам не давали, на вторые сутки была произведена первая подкормка, при этом в первый аквариум вводили разработанный биопрепарат (рис. 2). Рис. 2. Подготовка биопрепарата для введения в опытный аквариум Так как значительная часть инвазий рыб протекает в форме ассоциативных заболеваний, на 6-й день от начала эксперимента было произведено заражение рыб ассоциацией штаммов Pseudomonas taiwanensis, Pseudomonas aeruginosa. Заражение штаммами, добавленными в физраствор до общей концентрации 1,0 ∙ 10-5 КОЕ/мл суточных культур патогенов в объеме 200 мкл на особь, осуществлялось методом peros [12, 13]. После этого мальки возвращались в соответствующий аквариум для дальнейшего наблюдения и регистрации отклонений (рис. 3). Рис. 3. Процесс заражения ассоциацией штаммов Эксперимент по заражению ассоциацией штаммов Pseudomonas тaiwanensis, Pseudomonas аeruginosa не дал результатов: отклонений в поведении рыб не было зафиксировано, а также не была засвидетельствована гибель ни одного малька по истечении 2-недельного периода. Подобная ситуация могла быть вызвана низкой патогенностью или потерей таковой музейных условно-патогенных штаммов. Было решено провести повторный эксперимент, но с другим патогеном. На этот раз мы использовали более агрессивный штамм Aeromonas punctata, известный как возбудитель аэромоноза рыб. Следует отметить, что введение пробиотика в корм первой опытной группы не прекращалось ни на один день, и к моменту заражения Aeromonas рunctata составило почти 3 недели. Для заражения, так же как и в прошлом эксперименте, использовалась суточная культура Aeromonas рunctata, каждой рыбе вводилась суспензия объемом 200 мкл. После заражения все рыбы были возвращены в соответствующий аквариум для дальнейшего наблюдения. Первые случаи гибели рыб были зафиксированы уже на третий день после заражения Aeromonas рunctata. Кроме того, в поведении большинства рыб были замечены отклонения, которые выражались в малой подвижности рыб, а также в дезориентации: они не сопротивлялись движению воды в аквариуме и перемещались потоком воды, созданным фильтром, по периметру всего аквариума. Мертвые рыбы удалялись из аквариумов сразу после засвидетельствования гибели. К 6-му дню в 1-м опытном аквариуме, где в качестве кормовой добавки вводился пробиотический биопрепарат, отмечалась гибель 4-х мальков, а во 2-м опытном аквариуме (без введения биопрепарата) - 12 мальков, что составляет 13 и 40 % соответственно. Кроме того, у некоторых выживших мальков из 2-го опытного аквариума невооруженным глазом были замечены нарушения позвоночника по типу скручивания, что является следствием развития бактериоза - аэромоноза (рис. 4). Рис. 4. Деформация позвоночника у мальков сазана из 2-го опытного аквариума, вызванная заражением условно-патогенной культурой Aeromonas punctata Следует отметить, что в опытном аквариуме, в котором малькам вводился пробиотик, подобных нарушений позвоночника выявлено не было (рис. 5). а б в Рис. 5. Вид мальков в опытных (а, б) и контрольном (в) аквариумах в конце эксперимента: а - с введением биопрепарата до заражения и после; б - биопрепарат не вводился, проведено заражение; в - без заражения и без введения биопрепарата В третьем (контрольном) аквариуме не были зафиксированы ни гибель рыб, ни какие-либо нарушения костного скелета, покровов, поведения. Заключение В лабораторных условиях на модели аэромоноза проведено исследование эффективности разработанного пробиотика при введении его в корм малькам сазана. Доказан терапевтический эффект разработанного пробиотического препарата, который выражался в снижении общей гибели рыб на 27 %, а также в профилактике патологий, вызванных перенесенным заболеванием.
References

1. Garkavi B. L. Associativnoe zabolevanie tolstolobikov psevdomonozom i miksobolezom // Associativnye parazitarnye bolezni, problemy ekologii i terapii: materialy dokl. nauch. konf. (Moskva, 5-6 dekabrya 1995 g.). M.: Izd-vo RASHN, 1995. S. 45-46.

2. Matishov G. G., Ponomareva E. N., Zhuravleva N. G., Grigor'ev V. A., Luzhnyak V. A. Prakticheskaya akvakul'tura. Rostov n/D: Izd-vo YuNC RAN, 2011. 284 s.

3. Balakirev E. I., Sudakova N. V., Kuz'mina P. N. Rezul'taty po issledovaniyu kachestvennogo i kolichestvennogo sostava mikroflory kishechnika russkogo osetra pri ispol'zovanii preparatov probioticheskogo deystviya // Astrahan': FGUP NPC po osetrovodstvu «BIOS», 2005. S. 222-225.

4. Gonzalez C. J., Encinas J. P., Garcia-Lopez M. L. A Characterization and identification of lactic acid bacteria from freshwater fishes // Food Microbiol. 2000. N. 17. P. 383-391.

5. Skurat E. K. Probiotiki dlya profilaktiki bakterial'nyh infekciy u ryb // Bolezni gidrobiontov v akvakul'ture. Analiticheskaya i referativno-informacionnaya seriya. 2001. № 2. S. 30-32.

6. Chaucheyras F., Durand H. Probiotics in animal nutrition and health // Lallemand Animal Nutrition Blagnac. France. 2010. N. 1 (1). P. 3-9.

7. Golovin P., Golovina N., Romanova N., Shmakov N., Korabel'nikova O., Sychev G. Primenenie belkovoy kormovoy dobavki «Provit» pri vyraschivanii ryb // Ryb. hoz-vo. 2009. № 5. S. 56-59.

8. Droshnev A. Nespecificheskie faktory zaschity ryb pri ispol'zovanii kompleksnogo preparata «Vitarol-E» i furazolidona dlya lecheniya aeromonoza // Tr. VIEV. 2009. T. 75. C. 219-223.

9. Harikrishnan R., Kim M. C., Kim Ju-Sang, Balasundaramb C., Heo M. S. Probiotics and herbal mixtures enhance the growth, blood constituents, and nonspecific immune response in Paralichthys olivaceus against Streptococcus parauberis // Fish & Shellfish Immunology. 2011. N. 31. R. 310-317.

10. Astaf'eva S., Vasil'eva T., Fedoseeva E., Abdusamadov A. Sostoyanie iskusstvennogo vosproizvodstva osetrovyh ryb v Zapadno-Kaspiyskom rayone i predlozheniya po ego razvitiyu // Aktual'nye problemy sovremennoy nauki. 2010. № 6. S. 48-54.

11. Parshukov A. Harakteristika bakterial'noy mikroflory ryb i vodoemov rybohozyaystvennogo naznacheniya // Sadkovoe rybovodstvo: tehnologiya vyraschivaniya, kormlenie ryb i sohranenie ih zdorov'ya: materialy nauch. konf. (Petrozavodsk, 13-17 oktyabrya 2008 g.). Petrozavodsk: Izd-vo PGU, 2008. S. 79-82.

12. Tejpal Dahiya, Gahlawat S. K., Sihag R.C. Elimination of Pathogenic Bacterium (Micrococcus sp.) by the Use of Probiotics // Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 2012. V. 12. P. 185-187.

13. Tatsuro Hagi, Takayuki Hoshino. Screening and Characterization of Potential Probiotic Lactic Acid Bacteria from Cultured Common Carp Intestine // Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 2009. N. 73 (7). P. 1479-1483.

This work is licensed under Creative Commons Attribution 3.0 Unported

© "Редакция научных журналов"
Support Powered by Editorum,  Instructions
Login or Create
* Forgot password?