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技术成果

水产饲用高效微生物制剂创制与应用

发布时间：2022-12-29 点击量：【字体：大中小】

获奖情况

社会力量奖：

周志刚, 2015. 水产健康养殖关键生物制剂创制与应用. 大北农科技成果奖一等奖（大北农集团）. 证书编号2015-DRNSTA-01-0111 (R01).

成果概述

成果揭示了鱼类肠道菌群的稳态特征，证实了肠道菌群可作为鱼类健康养殖的调控对象，建立了鱼类肠道菌群稳态靶向的双向调控技术，创制高效微生物制剂12个。整体达到国际领先水平。获发明专利25项，获中国专利优秀奖1项。发表学术论文97篇，高被引论文5篇。获新饲料添加剂证书1项。近2年新增销售额51.64亿元，已在广东等15个省市推广应用，减少抗生素、化学药剂用量同比超过50%，取得重大经济社会效益，推动了水产饲料工业科技进步。

成果简介

技术背景：

我国水产养殖规模位居全球首位，产量占到全世界2/3，以鱼类为主（占2/3），然而抗生素滥用高达1万吨/年，水产减抗养殖面临巨大压力并上升为国家需求，消化道共生微生物菌群（简称肠道菌群）稳态调控正成为水产养殖减抗的重要突破口。项目组自2004年专攻鱼类肠道菌群领域，围绕有什么菌、在起什么作用、怎么在起作用及与如何开展调控等问题，从理论探索、产品创制及产业应用3个层面取得突破。

创新点：

1.揭示了鱼类肠道菌群以变形菌门/梭杆菌门为主的稳态特征，证实了肠道菌群可作为鱼类健康养殖的调控对象，确立了基于肠道菌群稳态特征的调控策略。揭示了健康鱼体肠道变形菌门丰度较低、（高动物蛋白日粮或肉食性鱼类）梭杆菌门占主导的鱼类肠道菌群稳态特征，传统益生菌乳酸菌及芽孢杆菌并非鱼类肠道优势菌。阐明了肠道菌群稳态与鱼类包括免疫力及能量沉积在内的高生产性能的关联机制，确立了稳态调控靶标及策略—有害菌以变形菌门气单胞菌、邻单胞菌、弧菌等为对象、有益菌以鲸杆菌等为目标，推进双向调控策略，即（反向）控制有害菌毒性与（正向）促进有益菌效应。

2.率先应用微生物群体感应信号传导阻断及肠道HIF1α-AMPs轴激活策略，建立了鱼类肠道有害菌毒性控制技术；立足背景特点及靶标特性，率先提出了促进鱼类肠道有益菌效应的益生菌/益生元/益生元件三元调控策略。通过开发水产饲用型N-酰化高丝氨酸内酯酶（群体感应信号分子淬灭酶）及筛选靶向肠道HIF1α-AMPs轴的多糖类益生元，建立了新型鱼类肠道有害菌毒性控制技术。指出水产特色益生菌/益生元/益生元件的开发方向：针对传统益生菌及益生元进行水产饲用高效性改造，开发靶向鲸杆菌等的益生元，挖掘并产业化开发这些菌的活性结构成分与代谢产物（益生元件），并着重优化益生元/益生元件复合方案或产品。

3.创制了调控鱼类肠道菌群稳态的微生物制剂12个，包括控制有害菌毒性的产品2个及促进有益菌效应的产品10个，包括淬灭酶AIO6、β-葡聚糖酶/几丁质外切酶ChiCD3/B565、外切木聚糖酶/木糖苷酶CaXyl43A、木聚糖酶CaXyn11A、和高核苷酸及乙酸的酿酒酵母培养物等。指出水产动物饲用益生菌的优选标准肠道黏膜/粘液混合黏附；开发出独特水产饲用酶，实现传统益生元壳寡糖水产增效改造及靶向鲸杆菌益生元木糖的鱼类肠道原位生产；创新化学稳定型甲酸与丁酸生产工艺，推进了短链脂肪酸产业化利用。引入自主研发核酸外切酶与几丁质外切酶/β-葡聚糖酶，创制高核苷酸及乙酸的酿酒酵母培养物。

主要技术指标：

成果获授权发明专利25项：日本发明专利1项、中国发明专利18项，其中1项获第二十一届中国专利优秀奖；未缴年费无权方法类专利6项。申请发明专利7项：PCT公开1项、申请1项，中国发明专利审中5项。专利转让5项次，直接转让收入1,200万元。参编英文书籍3部，发表学术论文97篇，其中SCI收录63篇，收录期刊包括Environ Microbiol（封面）、Appl Environ Microbiol、J Nutr（3篇）及Commun Biol等，发表年累积影响因子为172.864，其中Q1分区34篇、占比54.0%，总他引次数1598次、单篇最高他引次数161次，ESI高被引论文5篇、含热点论文1篇。成果获批新饲料添加剂证书1项（壳寡糖）、饲料添加剂生产许可证2件及单一饲料生产许可证1件，制订标准10项。

市场应用前景：

成果应用前景广阔，近2年推广高效微生物制剂11,339.58吨；新增生产销售水产全价配合饲料1,050,270吨，新增销售额51.64亿元、新增利润1.63亿元，已在广东、江苏和湖北等15个省市推广应用。

节本增效情况：

成果减少抗生素、化学药剂用量同比≥50%，提高成活率≥50%，养殖增收85,873.44万元（3家企业完成单位与15家应用单位统计数据）。