水产养殖中，微生态环境对养殖生物排泄物、残饵的分解、转化、水质因子的调节有重要作用。它的正常与否决定水质的优劣，进而影响水产动物的健康。芽孢杆菌由于其稳定性好、抗逆性强、存活率高等优点，对于它的研究和应用备受人们的关注，本文针对芽孢杆菌在水产养殖作为饲料添加剂和在水质调节剂的应用机理进行综述。
一、芽孢杆菌的结构
在生长后期能形成芽孢(内生孢子)的杆菌或球菌，芽孢是休眠体，不是繁殖体。绝大多数是一个菌体仅形成一个芽孢。芽孢位于菌体内，由核心、皮层、芽孢壳和外壁组成。核心是芽孢的原生质体，内含DNA、RNA、可能与DNA相联系的特异芽孢蛋白质以及合成蛋白质和产生能量的系统。此外，还有大量的吡啶二羧酸钙布满整个芽孢。皮层处于核心和芽孢壳之间，含有丰富的肽聚糖。芽孢壳主要由蛋白质组成，此外，还有少量的碳水化合物和类脂类，可能还有大量的磷。最外层是外壁，其主要成分是蛋白质、一定量的葡萄糖和类脂。
二、芽孢杆菌的特性
1．芽孢杆菌的抗逆性
芽孢是芽孢杆菌特有的结构，其主要特点是抗性强，对高温、紫外线、干燥、辐射等有毒化学物质有较强的抵抗力。由于芽孢具有厚而含水量低的多层结构，所以折光性强、对染料不易着色。在孢子状态下稳定性好，耐氧化，耐挤压，耐高温，如枯草芽孢杆菌一般在95℃下5分钟，89%能保持存活；耐酸碱，在酸性胃环境中能保持活性，可以耐唾液和胆汁的攻击，加工制粒后，95%的芽孢杆菌在水产动物体内可以萌发成营养体。
2．芽孢杆菌的营养特性
（1）产生多种消化酶：这是其提高水产动物生长性能的一个重要因素。Collington报道枯草芽孢杆菌能产生多种消化酶，包括蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、糖化酶。帮助动物消化吸收营养物质，同时还能产生部分果胶酶、纤维素酶等，降解饲料中的果胶和纤维素等，其中很多是动物机体本身不能分解的酶。芽孢杆菌在生长繁殖过程中还能产生植酸酶，促使动物对植酸磷的利用和脂肪的消化吸收；产生的氨基氧化酶及分解硫化氢的酶类，可将吲哚类氧化成无毒、无害的物质，从而降低养殖环境中氦氮、亚硝酸盐、硫化氢等有毒有害物质的浓度，创造优质的养殖环境。
(2)产生多种营养物质：芽孢杆菌能合成多种维生素，如尼克酸、叶酸、烟酸，维生素B1、B2、B6、B12等，促进机体对蛋白质的消化、吸收。凝结芽孢杆菌、芽孢乳杆菌等菌株能产生乳酸，可提高动物对钙、磷、铁的利用，促进维生素D的吸收。此外，芽孢杆菌在生长过程中能产生乙酸、丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸，这些酸类能够降低动物肠道的pH值，有效抑制病原菌的生长，为乳酸菌的生长创造条件，其中，丙酸还能参与三羧酸循环，为动物新陈代谢提供能量。
(3)增强水产动物免疫机能：芽孢杆菌通过产生抗体和提高嗜菌作用等刺激免疫，激发体液免疫和细胞免疫，使动物免疫活性增强。
三、芽孢杆菌的作用机制
1．占位效应
正常微生物通过占位效应，即竞争性粘附位点来阻止病原菌附着。芽孢杆菌进入动物胃肠道后，通过生物夺氧作用在生长繁值过程中消耗肠内过量的气体，造成厌氧状态，而抑制自害菌的繁殖。并且，芽孢杆菌在生长繁殖过程中可产生细菌素、有机酸等物质，改变肠内微生态环境，形成有利于有害菌牛长的环境。
2．产生有益代谢产物
(1)合成多种酶类：苷孢杆菌具有很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、精化酶活性，可降解饲料中的某些抗营养因子，提高饲料转化率可达8％以上。在肠道内繁殖，还可产生各种营养物质，如维生素、氨基酸、未知生长因子等，参与机体的新陈代谢，促进动物生长。
(2)产生有机酸：芽孢杆菌进入动物肠道繁殖能够产尘乙酸、内酸和丁酸等挥发性脂肪酸，降低肠道pH值，抑制病原菌的生长，激活酸性蛋白酶活性。
(3)产生抗菌物质：芽孢杆菌在动物肠道内产生大量细菌素，如杆菌肽、多粘菌素、线性环多肽复合物等，可有效地抑制和杀灭进入体内的大肠杆菌和沙门氏菌等。
(4)清除有害物质：芽孢杆菌产生的氯基氧化酶及分解硫化氢的酶类，可降低血液及水体中氮氦、亚硝酸盐、硫化氢的浓度，从而净化养殖水环境。（原文出自《科学养鱼》）
