Use of five probiotic strains to determine sensitivity in vitro on pathogenic bacteria growth isolated from sick fishes

Abstract

ABSTRACT Ornamental aquaculture is an activity in clear economic growth, both globally and in Mexico where the development is particularly relevant to freshwater species. Infectious diseases produced by fungus, bacteria and virus are considered one of the principal limitations during the productive process. Between implemented strategies for reduction of antibiotic use, which are "living microorganisms that confer a health benefit to the host if they are given in adequate quantities"; lactic acid bacteria and yeast are among the most common used microorganism in aquaculture. This investigation, prove the effect of isolated probiotic bacteria from the digestive tract of healthy fish, belonging to specie: Bacillus sp., Bacillus laterosporus, Bacillus subtilis, Lactobacillus sp, and Lactococcus lactis, at different dilutions (10 9 ,10 8 , 10 7 ,10 6 , 10 5 and 10 4 ) in vitro growth of pathogenic bacteria: Citrobacter freundii, Enterobacter sakasakii, Klebsiella oxytoca, Proteus vulgaris, and Vibrio fluvialis, isolated from kidney of sick fish, cultured and purified through successive inoculations and identificated by the amplification of gene 16S of rRNA (PCR) using universal primers 8 for. (5'-AGACTTTGATCATGGCTCAG-3') and 1492 rev. (5'-TACGGCTACCTTGTTACGACTT-3') and comparison with GENEBANK sequences base. Probiotic strains were previously isolated from the digestive tract of different healthy fish in the laboratory. In order to perform in vitro challenge tests, pathogenic strains were inoculated three times each in BHI agar boxes at a concentration of 1x10 7 CFU mL -1 and subsequently using the well diffusion method, 70 µL from a suspension with each of the probiotic strains were added. Agar boxes were incubated 24 h at 30ºC to observe the formation of inhibition halos. Obtained values from inhibition halos were transformed to qualitative data with the following premise: halo diameter < 2.0 mm negative effect; halo diameter > 2.0 mm positive effect. In this study, it was determined that probiotic strains B. subtilis was the one that gave better results to inhibit the growth of pathogenic bacteria P. vulgaris, E. sakazakii, V. fluvialis, K. oxytoca and C. freundii in most of used dilutions. Making it a strain with high potential in aquaculture. Key words: Growth, halos, probiotics, bacteria, sensibility. RESUMEN La acuicultura de especies ornamentales es una actividad económica en franco crecimiento, tanto a nivel mundial como en México, en donde tiene particular desarrollo lo correspondiente a especies dulceacuícolas. Las enfermedades infeccionas producidas por hongos, bacterias y virus, están consideradas una de las limitantes principales durante el proceso productivo. Entre las estrategias implementadas para disminuir el uso de antibióticos para el control de patógenos, se encuentra el control biológico mediante el uso de organismos probióticos, los cuales son "microorganismos vivos los cuales, administrados en cantidades adecuadas, confieren un beneficio en la salud del hospedador"; entre los de uso más común en acuicultura se encuentran las lactobacterias y las levaduras. En el presente trabajo, se probó el efecto de bacterias probióticas aisladas del tracto digestivo de peces sanos, pertenecientes a las especies: Bacillus sp., Bacillus laterosporus, Bacillus subtilis, Lactobacillus sp, y Lactococcus lactis, a diferentes diluciones (10 9 ,10 8 , 10 7 ,10 6 , 10 5 y 10 4 ) en el crecimiento in vitro de las bacterias patógenas: Citrobacter freundii, Enterobacter sakasakii, Klebsiella oxytoca, Proteus vulgaris y Vibrio fluvialis, aisladas del riñón de peces enfermos, cultivadas y purificadas a través de resiembras sucesivas e identificadas mediante la amplificación del gen 16S del ARNr (PCR) utilizando los primers universales 8 for. 24 AGACTTTGATCATGGCTCAG-3') y 1492 rev. (5'-TACGGCTACCTTGTTACGACTT-3') y su comparación con la base de secuencias GENEBANK. Las cepas probióticos fueron aisladas previamente del tracto intestinal de diversos peces sanos en el laboratorio. Para llevar a cabo las pruebas de desafío in vitro, las cepas patógenas se sembraron por triplicado en cajas de agar BHI a una concentración de 1x10 7 UFC mL -1 y posteriormente, utilizando el método de difusión en pozos, se adicionaran 70 µL de una suspensión con cada una de las cepas probióticas Las placas se incubaron durante 24 h a 30ºC para observar la formación de halos de inhibición. Los valores obtenidos de los halos de inhibición fueron transformados a datos cualitativos con la siguiente premisa: diámetro halo < 2.0 mm efecto negativo; diámetro de halo > 2.0 mm efecto positivo. En este estudio, se determinó que la cepas probiótica B. subtilis fue la que dio mejores resultados al inhibir el crecimiento de las bacterias patógenas P. vulgaris, E. sakazakii, V. fluvialis, K. oxytoca y C. freundii en la mayoría de las diluciones utilizadas. Por lo que es una cepa con alto potencial en acuicultura

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