1、聚羟基丁酸酯（Poly-β-hydroxybutyrate， PHB）是原核生物细胞中储存的一类含碳聚合物。最新研究表明，PHB可在水产动物肠道内全部或部分降解为 -羟基丁酸，通过改善养殖动物肠道微生物区系、提高免疫力和消化力等，促进动物生长和抗病力，是一种具有应用潜力的水产养殖生物控制剂。PHB作为饲料添加剂，可代替或减少抗生素和化学药物使用，改善养殖生态环境，促进水产养殖业的可持续健康发展。2、将研究成果“PHB促进水产动物生长和抗病力”在海淡水经济养殖品种养殖中进行进一步研发和转化，利用自有高效积累PHB的盐单胞菌Halomonas菌株，优化发酵条件和参数，生产菌体PHB，确定其在饲料中的最佳比例，形成菌体PHB发酵工艺及其应用于海水鱼养殖的技术规范，进行中试规模的养殖示范，为菌体PHB在健康养殖中的应用提供技术支撑。3、创造性 1) PHB为脂溶性 -羟基丁酸聚合体，其在动物肠道中降解为 -羟基丁酸单体，通过降低肠道pH，平衡养殖动物肠道微生物区系，提高机体免疫力和消化能力，促进动物生长和提高抗病力，是一种具有应用潜力的新型生物控制剂。本研究首次在国内提出将 Halomonas胞内储存物质PHB应用于水产养殖。2) 提出直接应用菌体PHB的思路。与从细菌中提取的结晶态PHB颗粒物相比，菌体PHB为无定形态结构，更易被动物所利用;而且菌体中富含单细胞蛋白和多糖等，可提高饲料营养价值。同时菌体PHB的使用可避免使用有机溶剂提取PHB对环境造成的负面影响。4、先进性1）形成了发酵生产Halomonas-PHB菌体的关键技术，明显缩短了发酵时间、提高了菌体PHB含量和产量。碳源种类和添加量是细胞PHB积累的必要条件。本研究在前期摇瓶法研究成果的基础上，采用不同尺度的发酵装置，将CM培养基进行改良，确定适宜碳源、碳源添加量、补碳时间及频率。 Halomonas积累PHB需要偏碱性和好氧条件，因此发酵过程中溶解氧和pH的调控是发酵条件优化的关键。本研究采用全自动发酵装置，实时监测发酵过程中物理参数的变化，探索出最佳发酵盐度、pH和溶解氧水平等工艺参数。细胞中PHB的积累一般在营养缺乏的生长稳定期，此时细胞分裂受到限制。本研究采取两步发酵法，即通过前期添加碳源和氮源发酵获得大量Halomonas菌体;后期提高C/N，在氮源缺乏的条件下使PHB在细胞内大量积累，提高菌体PHB含量。2）成功将Halomonas菌体PHB作为饲料添加剂应用于海水鱼和虾类养殖。将菌体PHB成功应用于半滑舌鳎、龙胆石斑鱼和凡纳滨对虾小试养殖，明确1~3% PHB配合饲料中添加或卤虫强化可显著提高养殖动物的存活率、生长率和抗病力。在此基础上，将菌体PHB应用于中试规模的半滑舌鳎养殖中，取得了良好效果。5、存在的问题和改进意见。作为天津市科技支撑重点项目，本项目充分利用了前期的应用基础研究成果，在提高Halomonas菌体中PHB含量和发酵产量方面取得了突破性进展，菌体PHB在鱼类和虾类经济水产养殖品种中的应用取得了良好的效果，为该科技成果的进一步转化和示范应用奠定了坚实的基础。今后将在本项目的研究成果基础上，进一步降低菌体PHB的发酵生产成本。碳源占PHB生产成本的50%。若能利用价格低廉的碳源或以工业生产中产生的废物为碳源来生产PHB，不仅可进一步降低PHB的生产成本，还有利于保护环境。同时还将努力争取政府和企业资金支持，将菌体PHB应用于更多的养殖品种和更大的养殖规模，促进水产养殖业可持续和健康发展。