摘要：為昆蟲資源化利用有機(jī)廢棄物、降低病原微生物傳播風(fēng)險(xiǎn)，研究貝萊斯芽胞桿菌協(xié)同水虻資源化轉(zhuǎn)化雞糞過(guò)程中對(duì)病原微生物的殺滅效率。以金黃色葡萄球菌作為指示菌，通過(guò)檢測(cè)金黃色葡萄球菌在轉(zhuǎn)化過(guò)程中的數(shù)量變化，探討雞糞中病原菌的變化趨勢(shì)；進(jìn)一步采用微生物組技術(shù)分析雞糞中微生物變化，預(yù)測(cè)分析病原微生物豐度的變化。結(jié)果表明：水虻單獨(dú)轉(zhuǎn)化雞糞處理組（CK組）細(xì)菌數(shù)量先略有增加而后呈逐漸下降趨勢(shì)，貝萊斯芽胞桿菌協(xié)同水虻轉(zhuǎn)化雞糞處理組（T組）細(xì)菌數(shù)量呈快速下降，到第192 h，T組雞糞中細(xì)菌數(shù)量為0.2×108 CFU·g?1，顯著低于CK組（1.0×108 CFU·g?1）；T組和CK組雞糞中金黃色葡萄球菌數(shù)量均呈快速降低趨勢(shì)，第192 h時(shí)分別降至7.9×103 CFU·g?1和8.7×102 CFU·g?1，T組顯著低于CK組，表明貝萊斯芽胞桿菌協(xié)助黑水虻轉(zhuǎn)化可以顯著降低雞糞中金黃色葡萄球菌的數(shù)量。添加貝萊斯芽胞桿菌提高了水虻轉(zhuǎn)化雞糞中的微生物多樣性，對(duì)轉(zhuǎn)化前期雞糞中微生物組成產(chǎn)生了顯著影響，抑制了假纖細(xì)芽胞桿菌屬和幼蟲依格納季氏菌屬的繁殖，而對(duì)后期微生物組成影響不明顯。細(xì)菌功能分析結(jié)果表明，72 h時(shí)T組潛在病原微生物顯著低于CK組，表明貝萊斯芽胞桿菌對(duì)潛在的病原微生物具有較強(qiáng)的抑制活性。研究結(jié)果為水虻與功能微生物應(yīng)用于有機(jī)廢棄物生產(chǎn)高值化替代蛋白的生物安全提供參考。

關(guān)鍵詞：水虻；貝萊斯芽胞桿菌；雞糞；金黃色葡萄球菌

中圖分類號(hào)：S816.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：0253?2301（2024）12?0060?10

DOI：10.13651/j.cnki.fjnykj.2024.12.010

Dynamic Changes and Bacterial Diversity Analysis of Staphylococcus aureus in Chicken Manure

Transformed by Black Soldier Fly Larvae Combined with Bacillus velezensis

SU Ming-xing1，CHEN Mei-chun2，CHEN Yan-ping2，WANG Jie-ping2，ZHANG Hai-feng2，CHEN De-ju2*

（1.1Institute of Digital Agriculture，F(xiàn)ujian Academy of Agricultural Sciences，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 350003，China;2.Institute of Resources，Environment and Soil Fertilizer，F(xiàn)ujian Academy of Agricultural Sciences，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 350003，China）

Abstract：In order to promote the resource utilization of organic waste by insects and reduce the risk of pathogenic microorganism transmission，the killing efficiency of pathogenic microorganisms in the process of transforming chicken manure by black soldier fly larvae combined with Bacillus velezensis was studied.By using Staphylococcus aureus as the indicator bacteria，the change trend of pathogenic bacteria in chicken manure was discussed by detecting the change of the number of Staphylococcus aureus during the transformation process.Then，themicrobiometechnology was further used to analyze the microorganism changes in chicken manure and predict the changes in the abundance of pathogenic microorganisms.The results showed that the number of bacteria in the treatment group of chicken manure transformed independently by black soldier fly larvae（CK group）was slightly increased and then gradually decreased，while the number of bacteria in the treatment group of chicken manure transformed by black soldier fly larvae combined with Bacillus velezensis（T group）was rapidly decreased.By the 192nd hour，the number of bacteria in the chicken manure of T group was 0.2×108 CFU·g?1，which was significantly lower than that in the chicken manure of CK group（1.0×108 CFU·g?1）.The number of Staphylococcus aureus in the chicken manure of T group and CK group decreased rapidly，and decreased to 7.9×103 CFU·g?1 and 8.7×102 CFU·g?1 by the 192nd hour，respectively.The number of Staphylococcus aureus in T group was significantly lower than that in CK group，indicating that Bacillus velezensis assisted the transformation of chicken manure by black soldier fly larvae could significantly reduce the number of Staphylococcus aureus in the chicken manure.The addition of Bacillus velezensis increased the microbial diversity in the chicken manure transformed by black soldier fly larvae，had a significant effect on the microbial composition in the chicken manure at the early stage of transformation，and inhibited the reproduction of Pseudogracilibacillus and Ignatzschineriaspecies.However，it had no obvious effect on the microbial composition in the later stage.The results of bacterial function analysis showed that the potential pathogenic microorganisms in T group were significantly lower than those in CK group at 72 h，indicating that Bacillus velezensis had strong inhibitory activity against the potential pathogenic microorganisms.The results of this study provided a reference for the biosafety to apply black soldier fly larvae and functional microorganisms to produce the high-value alternative proteins from organic waste.

Key words：Black soldier fly larvae（BSFL）；Bacillus velezensis；Chicken manure；Staphylococcus aureus

我國(guó)畜牧業(yè)每年產(chǎn)生約38億t畜禽糞便，然而畜禽糞便的平均回收率不足40%[1]，尤其在集約化畜牧場(chǎng)周邊區(qū)域，畜禽糞便產(chǎn)量巨大且集中。若這些糞便未經(jīng)處理直接施入土壤，將會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出作物的自然吸收能力，從而造成土壤養(yǎng)分嚴(yán)重超載。這一過(guò)剩的養(yǎng)分隨后可能通過(guò)滲透作用流入地表水或地下水中，引起水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，導(dǎo)致有毒藻類大量繁殖，并最終造成水生生物多樣性顯著下降。畜禽糞便中通常含有大量的與畜禽各種病癥相關(guān)的病原菌，包括一些能引起人畜共患病的病原菌，如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等[2]，如果處理措施不當(dāng)，易對(duì)周邊的土壤環(huán)境和水環(huán)境造成污染，進(jìn)一步對(duì)附近的人、動(dòng)物、植物健康構(gòu)成威脅[3]。

近年來(lái)，利用昆蟲轉(zhuǎn)化有機(jī)廢棄物已成為一種趨勢(shì)。該技術(shù)可以得到富含營(yíng)養(yǎng)的幼蟲生物質(zhì)用作動(dòng)物飼料，并且該技術(shù)還具有減少土地使用、節(jié)約能源以及緩解全球變暖的潛力[4]。黑水虻幼蟲具有高效轉(zhuǎn)化能力，能將有機(jī)物廢棄物中的營(yíng)養(yǎng)成分轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的幼蟲生物質(zhì)，這種生物質(zhì)富含蛋白質(zhì)（含量高達(dá)30%～52%）和脂肪（含量21%～40%）。這些高蛋白成分非常適合作為動(dòng)物飼料，而幼蟲可以直接用作蝦蟹等水生生物的優(yōu)質(zhì)餌料[5?7]。黑水虻幼蟲蟲體的氨基酸構(gòu)成豐富，其組成與魚粉和豆粉相似，甚至在某些氨基酸的含量與魚粉相當(dāng)。對(duì)于豬和家禽而言，賴氨酸、蘇氨酸和蛋氨酸是主要的限制性必需氨基酸，而黑水虻幼蟲粉（BSFL蟲粉）在一些關(guān)鍵氨基酸的含量上均達(dá)到或高于動(dòng)物飼料標(biāo)準(zhǔn)。因此，BSFL蟲粉無(wú)疑是動(dòng)物飼料中蛋白質(zhì)的一個(gè)理想且優(yōu)質(zhì)的來(lái)源[8]。研究表明，用BSFL蟲粉代替部分魚粉喂食鯰魚、鮭魚、鱸魚等魚類時(shí)，魚類的消化和生長(zhǎng)與食用常規(guī)魚粉并無(wú)明顯差異[6]。黑水虻幼蟲分泌的抗菌肽具有殺滅病原菌的能力，能抑制糞便中病原微生物，防止病原傳播[9?11]。

水虻幼蟲作為飼料資源，主要來(lái)源餐廚垃圾和畜禽糞便的資源化利用。水虻對(duì)糞便轉(zhuǎn)化速率快，不僅有效抑制不良?xì)馕兜膿]發(fā)性有機(jī)化合物和氨氣（NH3）釋放，而且還減少溫室氣體如甲烷（CH4）和氧化亞氮（N2O）排放[12?14]，在環(huán)境保護(hù)和資源循環(huán)利用方面發(fā)揮了積極作用。另外，黑水虻成蟲不具備家蠅咬人類或動(dòng)物的行為特性，且它們遠(yuǎn)離人群，傳播疾病的風(fēng)險(xiǎn)小[15]。Pei等[16]研究表明貝萊斯芽胞桿菌可定殖于水虻腸道，作為益生菌能促進(jìn)水虻轉(zhuǎn)化底物，提高水虻的生存率和生長(zhǎng)性能。貝萊斯芽胞桿菌具有合成脂肽的能力，這些脂肽能夠抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌等動(dòng)物病原菌的生長(zhǎng)[17?18]。盡管水虻在轉(zhuǎn)化畜禽糞便過(guò)程中扮演著重要角色，但關(guān)于貝萊斯芽胞桿菌如何協(xié)同水虻降低糞便中病原微生物的數(shù)量及其殺滅能力的具體研究，目前尚未見諸報(bào)道。

本研究開展貝萊斯芽胞桿菌與水虻協(xié)同轉(zhuǎn)化雞糞，通過(guò)檢測(cè)金黃色葡萄球菌在轉(zhuǎn)化過(guò)程中的數(shù)量變化，探討雞糞中病原菌的變化趨勢(shì)；進(jìn)一步采用微生物組技術(shù)分析雞糞中微生物變化，預(yù)測(cè)分析病原微生物豐度的變化，為降低水虻幼蟲在畜禽糞便管理和飼料蛋白替代中的病原傳播風(fēng)險(xiǎn)，提高生物安全提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試黑水虻幼蟲

黑水虻幼蟲（BSFL）屬于武漢品系，來(lái)源于華中農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物農(nóng)藥國(guó)家工程研究中心。蟲卵孵化后，在溫度30℃、濕度70%的人工氣候箱中以麩皮和次粉的混合飼料喂養(yǎng)6 d后用于本試驗(yàn)。

1.2供試雞糞

雞糞收集于福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院中以農(nóng)場(chǎng)雞場(chǎng)。雞糞的基礎(chǔ)物理化學(xué)性質(zhì)：有機(jī)碳（289.56±12.62）g·kg?1 DM，凱氏氮（39.72±3.52）g·kg?1 DM，碳氮比約為11.29，含水率為（62.87±1.80）%。

1.3試劑與儀器

牛津杯、細(xì)菌DNA抽提試劑盒（美國(guó)Omega公司）；FastPfu DNA Polymerase（北京全式金生物技術(shù)有限公司）；DNA凝膠回收純化試劑盒（PCR Clean-Up Kit，美國(guó)Omega公司）、ABI GeneAmp?9 700型PCR儀（美國(guó)BIO-RAD公司）；JY600C電泳儀（北京君意東方電泳設(shè)備有限公司）；Illumina PE300/PE250測(cè)序儀（美國(guó)Illumina公司）。

1.4貝萊斯芽胞桿菌菌劑制備

將貝萊斯芽胞桿菌單菌落在LB固體培養(yǎng)基上劃線培養(yǎng)12 h，再將單菌落接種到LB液體培養(yǎng)基培養(yǎng)12 h，然后按照1∶1 000比例，將200μL貝萊斯芽胞桿菌菌液接種到200 mL新鮮LB培養(yǎng)基中，220 r·min、30℃培養(yǎng)16 h，收集細(xì)菌，制備成濃度約為1.0×109 CFU·mL?1菌懸液。

1.5貝萊斯芽胞桿菌發(fā)酵液抑菌試驗(yàn)

通過(guò)抑菌圈試驗(yàn)檢測(cè)脂肽對(duì)金黃葡萄球菌活性，將滅菌的牛津杯置于新鮮制備的金黃色葡萄球菌雙層平板上，100μL純化的貝萊斯芽胞桿菌脂肽溶液加入各牛津杯中，將平板37℃溫箱中靜置18～24 h，分析抑菌效果。采用細(xì)菌對(duì)抗試驗(yàn)檢測(cè)貝萊斯芽胞桿菌對(duì)金黃葡萄球菌抑制活性，將貝萊斯芽胞桿菌接種到有金黃色葡萄球菌雙層瓊脂平板，37℃溫箱中靜置18～24 h，觀測(cè)貝萊斯芽胞桿菌菌苔周圍金黃色葡萄球菌生長(zhǎng)，分析貝萊斯芽孢桿菌對(duì)金黃色葡萄球菌拮抗能力。

1.6貝萊斯芽胞桿菌協(xié)同水虻轉(zhuǎn)化雞糞試驗(yàn)及樣本收集方法

攪拌新鮮雞糞使其均質(zhì)化，每組雞糞用量為800 g，含水率調(diào)為70%。試驗(yàn)設(shè)計(jì)分為兩組，（1）水虻單獨(dú)轉(zhuǎn)化雞糞處理組（CK組）：加入800頭6日齡BSFL到雞糞；（2）貝萊斯芽胞桿菌協(xié)同水虻轉(zhuǎn)化雞糞處理組（T組）：加入800頭6日齡BSFL到雞糞，加入8 mL濃度為1×109 CFU·mL?1貝萊斯芽胞桿菌，調(diào)整水分為70%，使貝萊斯芽胞桿菌在雞糞中濃度為1×107 CFU·g?1。每個(gè)處理3次重復(fù)，所有處理都放置于恒溫水浴鍋（30℃）中直至BSFL生物轉(zhuǎn)化結(jié)束。

1.6.1雞糞中細(xì)菌和金黃色葡萄球菌數(shù)量變化

（1）細(xì)菌數(shù)量變化：稱取金黃色葡萄球菌顯色培養(yǎng)基17.52 g加入200 mL蒸餾水，加熱煮沸3～5次，直至瓊脂完全溶解，冷至50℃左右時(shí)，傾入無(wú)菌平皿，備用。取約1.0 g雞糞樣本加入到9 mL無(wú)菌水，10倍系列稀釋。將稀釋后的適當(dāng)稀釋度菌懸液100μL涂布LB固體培養(yǎng)基，37℃培養(yǎng)18～24 h后，分別于第0、48、96、144、192 h取樣計(jì)雞糞中細(xì)菌數(shù)量。

（2）金黃色葡萄球菌數(shù)量變化：將稀釋后的菌懸液100μL涂布固體顯色培養(yǎng)基，在37℃培養(yǎng)18～24 h后，金黃色葡萄球菌顯紫紅色菌落，其他菌顯藍(lán)綠色、無(wú)色或黃色，絕大多數(shù)革蘭氏陰性菌被抑制，第0、48、96、144、192 h取樣計(jì)雞糞中金黃色葡萄球菌數(shù)量。

1.6.2雞糞中細(xì)菌多樣性分析與測(cè)序分析分別于72 h（CK72和T72）和144 h（CK144和T144）取CK組、T組處理后雞糞樣品用于細(xì)菌多樣分析。

利用E.Z.N.A.?soil DNA kit（Omega Bio-tek，Norcross，GA，U.S.）說(shuō)明書進(jìn)行微生物群落總基因組DNA抽提，PCR擴(kuò)增細(xì)菌16S rRNA基因V3～V4可變區(qū)基因，引物為338F（ACTCCTA CGGGAGGCAGCAG）和806R（GGACTACHVGG GTWTCTAAT）。PCR擴(kuò)增后產(chǎn)物回收，依托上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司通過(guò)Illumina PE300/PE250平臺(tái)進(jìn)行測(cè)序。測(cè)序完成后，基于上海美吉生物云平臺(tái)（https：//cloud.majorbio.com/）進(jìn)行物種注釋、多樣性、冗余（RDA）等生物信息學(xué)分析。

2結(jié)果與分析

2.1貝萊斯芽胞桿菌對(duì)金黃色葡萄球菌生長(zhǎng)影響

由圖1A可知，提取的貝萊斯芽胞桿菌發(fā)酵液中的脂肽，對(duì)金黃色葡萄球菌FJAT-2 450進(jìn)行抑菌試驗(yàn)，產(chǎn)生明顯的抑菌圈，表明脂肽對(duì)金黃色葡萄球菌有抑制作用。由圖1B可知，金黃色葡萄球菌與貝萊斯芽胞桿菌在瓊脂糖平板上共培養(yǎng)的拮抗試驗(yàn)，貝萊斯芽胞桿菌周圍有明顯的抑菌圈，抑制周圍的金黃色葡萄球菌生長(zhǎng)，表明貝萊斯芽胞桿菌在生長(zhǎng)過(guò)程中可分泌脂肽物質(zhì)到環(huán)境以拮抗金黃色葡萄球菌生長(zhǎng)。

2.2貝萊斯芽胞桿菌協(xié)同黑水虻轉(zhuǎn)化雞糞過(guò)程中細(xì)菌和金黃色葡萄球菌動(dòng)態(tài)變化

2.2.1細(xì)菌動(dòng)態(tài)變化由圖2A可知，CK組前48 h細(xì)菌數(shù)量略有增加，而后呈逐漸下降趨勢(shì)；T組細(xì)菌數(shù)量呈快速下降，下降幅度比CK組大。第192 h時(shí)T組雞糞中細(xì)菌數(shù)量為0.2×108 CFU·g?1，顯著低于CK組（1.0×108 CFU·g?1）。

2.2.2金黃色葡萄球菌動(dòng)態(tài)變化由圖2B可知，T組和CK組雞糞中金黃色葡萄球菌數(shù)量均呈快速降低趨勢(shì)，第192 h時(shí)分別降至7.9×103 CFU·g?1和8.7×102 CFU·g?1，T組顯著低于CK組，表明貝萊斯芽胞桿菌協(xié)助黑水虻轉(zhuǎn)化可以顯著降低雞糞中金黃色葡萄球菌的數(shù)量。

2.3貝萊斯芽胞桿菌協(xié)同黑水虻轉(zhuǎn)化雞糞的細(xì)菌豐度分析

2.3.1門水平由表1可知，CK組和T組雞糞中細(xì)菌主要隸屬于厚壁菌門（Firmicutes）、擬桿菌門（Bacteroidota）、變形菌門（Proteobacteria）、放線菌門（Actinobacteriota）這4個(gè)菌門，厚壁菌門占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)菌門。分析各組樣本中細(xì)菌門變化，貝萊斯芽胞桿菌對(duì)雞糞中細(xì)菌抑制主要發(fā)生在轉(zhuǎn)化前期，而轉(zhuǎn)化后期CK和T組中各細(xì)菌門所占豐度接近。厚壁菌門在CK72豐度為50.67%低于T72的56.34%，表明在轉(zhuǎn)化前期貝萊斯芽胞桿菌對(duì)厚壁菌門細(xì)菌影響較小。相比之下，變形菌門在CK72的豐度為19.05%高于T72的12.31%，表明在轉(zhuǎn)化前期貝萊斯芽胞桿菌對(duì)變形菌門細(xì)菌抑制效果更為顯著。變形菌門是細(xì)菌中最大的門之一，包含許多對(duì)人類和動(dòng)物具有致病性的細(xì)菌，如大腸桿菌、沙門氏菌、霍亂弧菌和幽門螺桿菌等。

2.3.2屬水平由表2可知，貝萊斯芽胞桿菌對(duì)雞糞中細(xì)菌抑制主要在轉(zhuǎn)化前期。嗜蛋白菌屬Proteiniphilum在CK72和T72豐度分別為19.37%、15.94%，表明貝萊斯芽胞桿菌對(duì)該屬細(xì)菌具有抑制效應(yīng)；在CK144和T144豐度均有所上升，分別為24.51%和23.04%，表明其在轉(zhuǎn)化后期展現(xiàn)了較強(qiáng)的適應(yīng)性和繁殖能力。假纖細(xì)芽胞桿菌屬Pseu-dogracilibacillus在CK72和T72豐度分別3.15%、0.53%，表明貝萊斯芽胞桿菌對(duì)其有顯著的抑制效果；在CK144和T144豐度均顯著上升，分別為23.76%和22.44%，可能意味著其在轉(zhuǎn)化后期發(fā)揮重要作用。Wang等[19]在研究水虻轉(zhuǎn)化雞糞和污泥混合物時(shí)，發(fā)現(xiàn)假纖細(xì)芽胞桿菌屬也是雞糞污泥中的優(yōu)勢(shì)菌屬。幼蟲依格納季氏菌屬Ignatzschine-ria在CK72（14.73%）的豐度高于T72（8.77%），表明貝萊斯芽胞桿菌對(duì)該屬有抑制作用。結(jié)合細(xì)菌計(jì)數(shù)試驗(yàn)，CK組微生物豐度顯著高于T組，表明在轉(zhuǎn)化前期嗜蛋白菌屬Proteiniphilum、假纖細(xì)芽胞桿菌屬Pseudogracilibacillus和幼蟲依格納季氏菌屬Ignatzschineria在T組中被貝萊斯抑菌抑制。假纖細(xì)芽胞桿菌屬Pseudogracilibacillus在CK144和T144中豐度均上升到20%以上，這表明假纖細(xì)芽胞桿菌屬在轉(zhuǎn)化后期能夠適應(yīng)雞糞中的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，并形成優(yōu)勢(shì)種群，協(xié)助水虻進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

2.4貝萊斯芽胞桿菌協(xié)同黑水虻轉(zhuǎn)化雞糞的細(xì)菌Alpha多樣性分析

由表3可知，本試驗(yàn)提取樣本構(gòu)建的16 s rDNA可變區(qū)片段文庫(kù)覆蓋率（Coverage）均大于0.99，表明測(cè)序結(jié)果具有高度可靠性，能夠真實(shí)反映雞糞中的細(xì)菌群落狀況。Shannon指數(shù)T72、T144均高于CK72、CK144，Shannon指數(shù)越大表明樣本中微生物多樣性越高，說(shuō)明貝萊斯芽胞桿菌的加入能夠增加雞糞中微生物多樣性，這可能與嗜蛋白菌屬Proteiniphilum和假纖細(xì)芽胞桿菌屬Pseudogracilibacillus等高豐度屬的生長(zhǎng)受到貝萊斯芽胞桿菌抑制有關(guān)。Chao1指數(shù)越高表明樣本中低豐度菌屬檢測(cè)率越高。Chao1指數(shù)T72、T144均高于CK72、CK144，表明了貝萊斯芽胞桿菌提高了雞糞中微生物多樣性。

2.5貝萊斯芽胞桿菌協(xié)同黑水虻轉(zhuǎn)化雞糞的細(xì)菌組成分析

分析雞糞中微生物組成變化，可深入了解水虻在轉(zhuǎn)化過(guò)程中依賴那些微生物作為營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。由圖3可知，Ignatzschineria indica在CK72豐富度較高，在T72顯著降低，表明貝萊斯芽胞桿菌能夠抑制該微生物繁殖；在CK144和T144組的豐度均顯著降低，表明該微生物種群可能作為水虻生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。Lai等[20]和Li等[21]研究轉(zhuǎn)化有機(jī)廢棄物的水虻腸道微生物，Ignatzschineria indica在水虻腸道中為優(yōu)勢(shì)微生物，主要分布于中腸，而在糞便中豐度較低，表明該菌經(jīng)過(guò)后腸被水虻消化吸收，轉(zhuǎn)化為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。Unclassified d Pseudogracilibaci-llus在CK72和T72的豐度均相對(duì)較低，而在CK144和T144成為了豐度最高的微生物種群，這可能意味著該種群在雞糞轉(zhuǎn)化中扮演著重要的有益角色。在堆肥體系中，Unclassified d Pseudogracili-bacillus作為優(yōu)勢(shì)微生物，與纖維素等大分子降解密切相關(guān)。在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，有機(jī)碳源是雞糞中一個(gè)限制性代謝因子，Unclassified d Pseudogracili-bacillus的高豐度有助于分解纖維素，為水虻同化有機(jī)氮提供碳源，減少氨基酸的礦化作用[22]。

由圖4可知，在CK72和T72雞糞中微生物多樣性組成存在顯著差異，而CK144和T144微生物多樣性組成趨于一致，表明貝萊斯芽胞桿菌的加入對(duì)水虻轉(zhuǎn)化雞糞前期微生物組成產(chǎn)生了顯著影響，而對(duì)后期微生物組成影響不明顯。

由圖5可知，對(duì)CK組和T組微生物表型組成進(jìn)行分析，主要包括9類微生物表型，分別為Mobile_Elements、Anaerobic、Gram_Positive、Gram_Negative、Forms_Biofilms、Aerobic、Potentially_Pathogenic、Stress_Tolerant、Facultatively_Anaerobic。微生物Potentially_Pathogenic在T72顯著低于CK72，表明貝萊斯芽胞桿菌對(duì)潛在的病原微生物具有較強(qiáng)的抑制活性。這與研究結(jié)果類似，水虻和貝萊斯芽胞桿菌能分泌抗菌物質(zhì)，抑制病原微生物，成為處理有機(jī)廢棄物防止病原菌潛在傳播的有效途徑。

3討論與結(jié)論

我國(guó)畜牧業(yè)的蓬勃發(fā)展帶來(lái)了日益嚴(yán)重的畜禽糞便處理難題，以及如何實(shí)現(xiàn)其資源高值化利用的挑戰(zhàn)。目前主流的糞便管理方法（例如熱解、堆肥、發(fā)酵等）效率較低，存在能耗高、處理時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)品附加值低等問(wèn)題，病微生物易傳播、異味氣體排放和大量溫室氣體釋放，易對(duì)環(huán)境造成二次破壞，這些方法不具備可持續(xù)發(fā)展的特性[23]。資源昆蟲如水虻可將有機(jī)廢棄物中碳氮資源轉(zhuǎn)化成富含動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)所需的必需氨基酸的昆蟲蛋白，同時(shí)幼蟲分泌抗菌肽可降低潛在的病原微生物傳播風(fēng)險(xiǎn)，這一現(xiàn)象近年來(lái)獲得了學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。水虻幼蟲蛋白廣泛應(yīng)用于動(dòng)物飼料，甚至可以作為人類食物，Parodi等[24]指出水虻具備作為未來(lái)可持續(xù)性飼用/食用蛋白的潛力，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）啟動(dòng)了推廣水虻等昆蟲蛋白作為替代性蛋白的計(jì)劃。Arnold等[25]和Moslem[26]提出昆蟲具有成為人類食物和動(dòng)物飼料的巨大潛力。

我國(guó)水虻養(yǎng)殖主要利用餐廚垃圾，其次利用畜禽糞便，開展針對(duì)水虻在轉(zhuǎn)化廢棄物過(guò)程中抑制病原菌的功能微生物篩選，不僅有利于保護(hù)環(huán)境，還能提升水虻產(chǎn)品的食品安全性，目前水虻幼蟲產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖。研究表明，當(dāng)用BSFL蟲粉代替部分魚粉喂食鯰魚、鮭魚、鱸魚等魚類時(shí)，這些魚類的消化和生長(zhǎng)與食用常規(guī)魚粉的并無(wú)明顯差異[6]。Dabbou等[27]在日糧中補(bǔ)充10%的BSFL蟲粉后，發(fā)現(xiàn)肉雞的最終體重有所增加，而對(duì)雞采食量、產(chǎn)蛋率、肝臟及蛋殼重量未產(chǎn)生顯著影響，反而會(huì)增加盲腸微生物的豐富度。此外，在生豬中添加25%的BSFL蟲粉，不但不影響生豬的生長(zhǎng)代謝，反而提高了其代謝能力和生長(zhǎng)性能[7]。許祥[5]則用水虻幼蟲投喂紅螯螯蝦幼蝦，發(fā)現(xiàn)幼蝦中腸的腸壁厚度和腸絨毛高度均顯著低于對(duì)照組（P＜0.05）；隨著替代比例的增加，各組養(yǎng)殖水體中氨氮和亞硝酸鹽含量呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。

黑水虻產(chǎn)生的抗菌物包括溶菌酶、抗菌蛋白和抗菌肽，這些物質(zhì)具有廣譜的抗菌活性以及一些特殊的生物活性，具有活性穩(wěn)定、對(duì)細(xì)胞無(wú)毒性等特征，因此有廣闊的應(yīng)用前景[11]。喂食抗菌肽不僅可以提高養(yǎng)殖動(dòng)物的生產(chǎn)性能，還能有效抑制養(yǎng)殖過(guò)程中的病原菌。水虻和貝萊斯芽胞桿菌均可產(chǎn)生抗菌物質(zhì)，翟少偉等[28]研究表明投喂Surfactin對(duì)吉富羅非魚的腸道健康指標(biāo)產(chǎn)生了有益影響，具體表現(xiàn)為提高吉富羅非魚腸道皺襞高度，調(diào)節(jié)腸道菌群，提高腸道抗氧化能力，從而改善吉富羅非魚的腸道健康狀態(tài)。將黑水虻作為替代蛋白源加入到養(yǎng)殖日糧中，并利用其合成的抗菌肽替代養(yǎng)殖中常用的抗生素，展現(xiàn)出非常可期的發(fā)展?jié)摿颓熬啊?/p>

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（責(zé)任編輯：柯文輝）