▲ 一种简化的合成微生物群通过激活宿主免疫增强鲫鱼对抗嗜水气单胞菌感染的能力（全文共1014字，阅读大约需要3分钟）

近日，西北农林科技大学凌飞教授团队在Synthetic and Systems Biotechnology 发表了题为“A simplified synthetic microbial community enhances resistance of crucian carp (Carassius auratus) to Aeromonas hydrophila infection through host immune activation”的研究论文。

研究内容

细菌性疾病是制约水产养殖高质量发展的关键因素。其中，嗜水气单胞菌感染可引发鲫鱼等淡水鱼类大规模死亡，造成严重经济损失。长期以来，抗生素仍是主要防控手段，但其带来的耐药性和生态安全问题日益突出。开发安全、高效的替抗技术已成为水产养殖领域的重要研究方向。肠道菌群是影响宿主健康的重要“隐形器官”，在维持肠道稳态、调节免疫应答和抵御病原感染方面发挥关键作用。然而，鱼类肠道菌群如何精准调控宿主抗病能力，其机制尚不明确。

针对这一科学问题，研究团队通过建立鲫鱼嗜水气单胞菌灌喂感染模型，发现即便在相同感染条件下，不同个体仍表现出显著差异：部分鱼仅出现轻微症状，而部分鱼则表现出严重组织损伤和高死亡率。

图1.嗜水气单胞菌感染显著影响鲫鱼的临床表现和病理症状

进一步菌群分析显示，轻症个体肠道中Cetobacterium、Paraclostridium和Pseudomonas三类共生菌显著富集。为验证肠道菌群在鲫鱼抗嗜水气单胞菌感染过程中的功能，团队开展粪菌移植实验。结果显示，移植轻症鱼肠道菌群后，受体鱼感染后症状明显减轻，病原菌负荷显著下降，存活率由36.7%提升至66.7%，证明肠道菌群在宿主抗病过程中发挥决定性作用。

图2. 粪便微生物移植可缓解嗜水气单胞菌感染引起的临床症状

在此基础上，研究人员成功分离获得3株核心菌——索氏鲸杆菌（Cetobacterium somerae）、施氏假单胞菌（Pseudomonas stutzeri）和双发酵副梭菌（Paraclostridium bifermentans），并按等比例构建简化合成菌群（SynCom）。连续饲喂28天后，实验鱼感染存活率由32.5%提高至60.0%，同时肠道抗氧化能力、非特异性免疫活性及屏障功能均显著增强。进一步转录组分析发现，该合成菌群可显著激活肠道免疫网络、MAPK信号通路及紧密连接相关通路，上调多种免疫和屏障功能基因表达，揭示其通过“增强肠道免疫—强化屏障保护”的双重机制提升宿主抗病力。

图3 合成菌群构建体系

该研究首次在鱼类中建立了“宿主表型筛选—核心菌鉴定—人工组装验证”的合成菌群构建体系，推动水产病害防控从传统经验型益生菌应用迈向精准设计型微生态干预，为鱼类肠道菌群靶向调控及绿色养殖技术创新开辟了新路径。

原文信息

A simplified synthetic microbial community enhances resistance of crucian carp (Carassius auratus) to Aeromonas hydrophila infection through host immune activation

Xiaozhou Qi, Yilin Zhang, Zhongchen Sun, Gaoxue Wang, Fei Ling

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.synbio.2025.10.011

Synthetic and Systems Biotechnology是高质量国际开放获取期刊，创刊2016年。期刊覆盖合成生物学、系统生物学以及生物医药等领域。期刊现已被SCIE、EMBASE、PubMed Central、Scopus、CSCD等重要数据库收录。

• 2024 Impact Factor: 4.4; 位于Biotechnology & Applied Microbiology领域Q1区

• 2024 CiteScore: 7.2

• 位于《2025年中国科学院文献情报中心期刊分区表》生物学大类1区，Top期刊

• 入选2019年中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊项目