前言：
几项研究报告了，在虾饲料中添加益生菌和改变虾肠道细菌特征的好处。尽管报道了这些好处，但直接施用活益生菌会降低其细胞活力，从而破坏益生菌的全部潜力。特别是，益生菌对热的敏感性，限制了其在虾饲料制造过程中（会产生高温热量）的应用。
喷雾干燥、冷冻干燥和电动力学等封装技术被认为是实现高益生菌活力，并针对加工、储存和胃肠道条件提供高度保护的有效策略。这些技术控制肠道内益生菌的释放，对肠道微生物群发挥调节作用。
新一代测序（NGS的应用；一种确定DNA或RNA序列的技术，用于研究与各种生物现象相关的遗传变异；它允许同时对许多DNA链进行测序，而不是像以前那样一次对一条DNA链进行测序。对虾的传统测序）技术可以帮助阐明虾与细菌的相互作用。迄今为止，还没有研究专门探讨胶囊化益生菌对虾微生物群的组成、多样性和功能的影响。
本文分享一项最新研究，该研究使用16S核糖体RNA (16S rRNA) 的下一代测序 (NGS)分析了与胶囊化（封装）益生菌喂养的南美白对虾 ( Litopenaeus vannamei ) 和未胶囊化益生菌喂养的虾的肠道相关的微生物群，微生物生态学中使用最广泛的标记基因。
一、研究设置
1、南美白对虾获自台湾屏东国立屏东科技大学水产养殖系。在研究之前，将处于蜕壳期的虾在10立方米的水泥池中驯化7天，池中装有5吨盐度为20 ppt的海水和空气石进行曝气。然后，将200尾所有附肢状况良好的幼虾（1.89±0.06）分配到两个水泥池（6×2×1m）中。
2、虾被分别投喂两种饲料，一种是对照饲料，另一种是胶囊化益生菌枯草芽孢杆菌E20 (EP饲料)。按照已公布的程序，将益生菌枯草芽孢杆菌E20封装在藻酸盐-壳聚糖双层微粒中。使用10 7 CFU/kg (EP)的封装益生菌的饲料配方和基础对照饲料被制备，并给虾投喂60天。实验饲料是根据我们之前研究的具有最高生长性能和改善健康状况的饲料而准备的。
二、结果与讨论
1、虾肠道微生物组由多种对健康、新陈代谢和疾病发病机制至关重要的微生物和基因组成。由于虾与水生环境密切相关，它们的大部分肠道微生物都受到周围环境中存在的微生物的影响。因此，集约化或不利的养殖系统，会对虾与环境之间的微生物相互作用产生不利影响，导致机会病原体的增殖，从而导致疾病暴发。
活益生菌由于具有免疫调节、抗菌和抗氧化的有益作用，通常被认为是安全的，通常作为饲料补充剂添加到饲料中，以维持虾肠道中的微生物平衡。然而，益生菌的活力受多种因素影响很大，特别是在生产、储存、喂养和通过胃肠系统的过程中。据报道，几种微囊化技术可以保存和保护益生菌细胞的活力。
虽然这些研究大多数集中在未封装的活益生菌给药后的免疫反应和生长性能以及肠道微生物群，但对给药封装益生菌后肠道微生物组的研究有限。
2、在这项研究中，枯草芽孢杆菌E20菌株用海藻酸盐-壳聚糖封装，以保护细胞活力并确定产生的细菌群落。NGS分析数据显示，变形菌在所有虾微生物群中占主导地位。其他研究人员在向虾提供枯草芽孢杆菌E20发酵豆粕 (FSBM)时报告了类似的结果。
这些结果表明，枯草芽孢杆菌E20 (EP) 的微胶囊化可以诱导虾微生物群中细菌的增殖和多样化。
3、分类学分析显示，大多数细菌属分布在不同的科（193）中，喂食对照饲料的虾的属数（275）比喂食EP饲料的虾（236）多（图1） 。对照组和EP组的肠道样本中，共有的细菌属分别为89个和67个。
图1：饲喂对照 (C) 和胶囊化益生菌枯草芽孢杆菌 E20 (EP) 饲料的白虾肠道微生物群的分类学鉴定。
4、在门水平上，对照饲料和EP饲料喂养的虾肠道微生物群中细菌群的相对丰度主要是变形菌，分别为85.24%和63.13%。EP饲料进一步受到软壁菌门（12.96%）、拟杆菌门（10.80%）和厚壁菌门（10.68%）的影响，所有这些门在对照组中表达量最低。在喂食对照饲料的虾中，一般水平上最丰富的是弧菌（70.74%），而EP组的弧菌丰度较低，为30.25%。
5、一般来说，虾和鱼的健康状况可以通过变形菌的相对丰度来反映，变形菌是肠道菌群失调（微生物物种不平衡和某些体内微生物组内微生物多样性减少）和疾病的微生物标志。软壁菌门是自由生活的生物体，表现出与宿主共生的代谢和适应性灵活性。厚壁菌有助于发酵碳源并控制宿主体内的能量平衡。
同样，拟杆菌在肠道中发酵植物来源的底物，产生短链脂肪酸（SCFA），使宿主能够获得多余的能量；SCFA在多种生物体的免疫细胞稳态中也发挥着重要作用。因此，厚壁菌门和拟杆菌门之间的相互作用可能促进了饮食中碳水化合物的更有效发酵，并增加了饲喂封装枯草芽孢杆菌E20的虾肠道的能量吸收。
6、此外，弧菌属南美白对虾微生物群的主要成员之一，被认为是导致多种疾病和大规模死亡的最重要的细菌病原体。几项研究报告了弧菌在虾的不同发育阶段的重要性。虾肠道微生物群中的弧菌种群在育苗阶段通常比成虾阶段更高，这表明后期阶段的微生物群比育苗阶段更加多样化。
弧菌被认为是机会性病原体，对虾的生长、代谢活动、微生物平衡和免疫反应产生有害影响，肠道中的高表达是虾患病的指标。例如，在受感染的虾中，副溶血弧菌会增加肠道通透性，并损害吸收维持生理活动所需的氨基酸和葡萄糖的能力。
补充益生菌是减少弧菌数量和预防弧菌病的有益生物防治剂。在这项研究中，通过分析微生物群落，我们确定，与饲喂对照饲料的虾相比，饲喂封装枯草芽孢杆菌E20的虾肠道中的弧菌数量和弧菌物种丰度水平受到抑制。
7、我们研究中的微囊益生菌还增加了虾中念珠菌的丰度，候选芽胞杆菌是健康虾肠道中的优势细菌，其丰度的变化可能有助于改变患有病原体的虾的肠道微生物群落。念珠菌（Candidatus Bacilloplasma）被认为是共生体（具有密切和长期生物相互作用的不同物种的两种生物），可作为评估对虾健康状况的潜在分类指标。
在之前的研究中， 念珠菌的检测显示出共生活性，可以抑制弧菌菌株的增殖和感染。在这项研究中，念珠菌的较高表达表明，益生菌的封装可以在一定程度上保留其活力，从而刺激各种有益细菌的生长，而当益生菌未封装时，这些有益细菌可能会损失。
三、研究观点
本研究得出的结论是，枯草芽孢杆菌E20的微囊化（封装），有助于解决加工和应用过程中与益生菌相关的敏感性问题。我们的结果表明，封装的枯草芽孢杆菌E20施用，增加了芽孢杆菌等细菌的有益菌株，并减少了属于弧菌属的有害细菌。因此，枯草芽孢杆菌E20的封装具有调节肠道微生物群和控制虾中弧菌物种的潜力。
