Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Freunde oder Feinde? : Bedeutung von Bakterien der aquatischen Umwelt für Fische und Krebstiere

In Aquakulturkreislaufanlagen zur Haltung aquatischer Tiere kommen sowohl autotrophe Bakterien, die der Aufrechterhaltung der chemischen Wasserqualität dienen, als auch heterotrophe Bakterien, die organisches Material abbauen, aber teils auch fakultativ-pathogen für die gehaltenen Tiere sind, vor. Durch Managementmaßnahmen sollen klinisch manifeste bakterielle Infektionen der Tiere vermieden werden. Dafür ist eine exakte Identifizierung von isolierten Bakterien und eine Beurteilung des Nachweises erforderlich. Für die bakteriellen Gattungen Aeromonas, Shewanella und Vibrio wurden daher unterschiedliche Identifizierungsmethoden verglichen und Untersuchungen zur Einschätzung der Virulenz der einzelnen Spezies durchgeführt. Zudem wurden die Auswirkungen verschiedener Maßnahmen auf die bakteriellen Gemeinschaften in Aquakultursystemen untersucht. Überprüft wurden eine Salinitätsreduzierung, der Einsatz eines Membrandenitrifikationsreaktors, die Verwendung von UV-Licht, sowie die Applikation von Ozon und Peressigsäure zum Wasser. Dabei hatten Maßnahmen zur Optimierung der mikrobiologischen Wasserqualität nur einen positiven Effekt, wenn die Nährstoffzufuhr zum System nicht zu hoch war. Eine Stabilisierung des intestinalen Mikrobioms der gehaltenen Tiere kann zusätzlich einen positiven Einfluss auf die Tiergesundheit haben, was am Beispiel der Supplementierung des Futters mit ß-Glukan als Präbiotikum bestätigt wurde. Bisher wird der Fokus in der Diagnose von bakteriellen Infektionen aquatischer Tiere auf einzelne Pathogene gelegt, obwohl Krankheitsausbrüche in der Regel abhängig von der Zusammensetzung der gesamten bakteriellen Gemeinschaft sind. Es ist daher wichtig, das Verständnis für mikrobiologische Zusammenhänge in Aquakultursystemen zu verbessern und ein Umdenken zum Pathobiom zu etablieren, wobei die Stärkung des natürlicherweise vorkommenden Mikrobioms in den Fokus rücken sollte.

In aquaculture recirculating systems for aquatic animals, autotrophic bacteria, that are important for the maintenance of an optimal chemical water quality, and heterotrophic bacteria, that are reducing organic matter but can also act as facultative pathogens for aquatic animals, can be found. Bacterial infections of the animals should be avoided by managing measures. In diagnostic, an exact species identification of the detected bacteria as well as an assessment of the detection are crucial. For the bacterial genera Aeromonas, Shewanella and Vibrio different identification methods as well as virulence factors of different species within these genera were investigated. Additionally, the effects of different management measures on the bacterial communities in aquaculture systems were tested. The reduction of the water salinity, the use of a membrane-denitrification reactor, UV-light and applications of ozone and peracetic acid to the water were examined. All measures for improvement of the water quality were only effective if the organic load in the system itself remained low. The stabilization of the intestinal microbiome of the aquatic animals can have an additional effect for animal health. This was examined and proved by a supplementation of the food with ß-glucans as prebiotics. Till now the focus in diagnosing diseases of aquatic animals is often on one specific pathogen, though disease outbreaks normally occur according to the composition of bacterial communities. For future studies it is especially important to improve the knowledge on the relationships between the bacterial species in aquaculture systems. The pathogen related approach needs to be changed to a more pathobiome related approach. Supporting the naturally occurring microbiomes in aquaculture systems by stabilizing them and by supporting bacterial diversity should become the main goal.

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