蛭弧菌噬菌體不同於解澱粉芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌等能分泌抗菌肽、伊維菌素等抗菌物質的生防細菌。它主要是通過機械鉆孔和酶解破壞致病菌的細胞壁,從而達到殺菌的效果。蛭弧菌噬菌體的這種作用方式也決定了它的殺菌範圍高於...
蛭弧菌的消毒原理
蛭弧菌噬菌體作為壹類具有先天和獨特吞噬特性的寄生菌,在蝦蟹類疾病的防治中逐漸嶄露頭角,成為蝦蟹類健康養殖中的“新秀”。
我國是水產養殖大國,蝦蟹產量連續多年居世界第壹。然而,隨著蝦蟹養殖業的快速發展,水汙染日益嚴重,導致蝦蟹發病率和死亡率下降。水汙染和病害發生已成為制約健康蝦蟹養殖可持續發展的瓶頸。據研究和調查統計,水汙染對蝦蟹的生長、發育、繁殖、產量和產品質量產生了重要的不利影響,也導致了生物多樣性的減少;我國蝦蟹月平均發病率和死亡率分別高達14.03%-23.93%和3.92%-23.79%,造成直接經濟損失49.5億元。因此,如何有效控制養殖水體的水質和病害,對於蝦蟹健康養殖的可持續發展無疑是壹個巨大的挑戰。
目前,利用微生物進行水質處理和疾病控制已被證明是壹種綠色有效的疾病控制技術和方法,國內外已有不少報道。其中,蛭弧菌噬菌體作為壹類具有先天和獨特吞噬特性的寄生菌,在蝦蟹疾病防治中逐漸嶄露頭角,成為蝦蟹健康養殖中的“新秀”。
本文從蛭弧菌噬菌體的吞噬機制入手,進壹步闡述了蛭弧菌噬菌體作為壹種新型生防制劑的獨特功效,旨在加深中國蝦蟹養殖戶對蛭弧菌噬菌體的認識,加快蛭弧菌噬菌體制劑在中國蝦蟹健康養殖中的推廣進程。
1.噬菌蛭弧菌是壹類具有先天獨特噬菌特性的捕食性細菌。自德國學者Stolp和Petzold(1962)首次在德國土壤中發現這種蛭弧菌噬菌體以來,國內外學者相繼對其噬菌機制進行了研究。到目前為止,已經證明蛭弧菌噬菌體對病原菌的作用方式是“滲透、穩定和裂解”,即蛭弧菌噬菌體首先通過化學排斥作用識別和吸附宿主菌,然後通過酶解、機械鉆等壹系列反應進入宿主菌的質壁分離空間或細胞質,對宿主細胞進行壹系列的修飾和轉化,同時, 合成自己的生物大分子,最後分裂形成後代蛭弧菌噬菌體並釋放到宿主細胞外。
近年來,為了在基因和蛋白質水平上深入探討蛭弧菌噬菌體的吞噬機制,Beck,Barel等學者(2005)研究了蛭弧菌噬菌體在宿主體內增殖時產生的蛋白質和壹些潛在的功能基因,發現外膜蛋白和蛋白酶基因很可能在識別和裂解宿主細菌的過程中發揮了非常重要的作用。這些研究為進壹步闡明噬菌蛭弧菌的吞噬機制奠定了堅實的基礎。
二、蛭弧菌噬菌體在蝦蟹健康養殖中的獨特功效。
1,蛭弧菌噬菌體對蝦蟹類致病菌的殺菌範圍廣,噬菌體效果顯著。與解澱粉芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌等生物防治菌分泌抗菌肽、除草劑等抗菌物質不同,蛭弧菌噬菌體主要通過機械打孔和酶解破壞病原菌細胞壁,從而達到殺菌效果。蛭弧菌噬菌體的這種作用方式也決定了它的殺菌範圍比其他生防菌更廣。
大量研究結果表明,蛭弧菌噬菌體幾乎可以破解蝦蟹類常見致病菌。蛭弧菌噬菌體對蝦蟹致病菌的寄生效果表明,蛭弧菌噬菌體對霍亂弧菌、哈氏弧菌、副溶血弧菌、鰻弧菌、溶藻弧菌、河流弧菌和氣單胞菌等25株常見蝦蟹致病菌具有良好的噬菌體活性。因此,通過向水中潑灑蛭弧菌噬菌體,可以廣泛減少水中致病菌的種類和數量,從而降低水中細菌性疾病的發病率。
此外,噬菌體蛭弧菌對致病菌具有顯著的噬菌體效應。實驗證實,第5天嗜水氣單胞菌含量下降103cfu/mL,第9天下降107cfu/mL。這些研究表明噬菌蛭弧菌對病原菌具有高效的清除作用,為其在蝦蟹細菌性疾病防治中的進壹步推廣應用提供了重要的臨床試驗依據。
2.蛭弧菌噬菌體的噬菌體條件相對寬松,對蝦蟹養殖的水環境適應性強。蝦蟹培養生長的pH和溫度範圍與蛭弧菌噬菌體基本相同。據研究,目前分離的蛭弧菌噬菌體菌株對pH、溫度等環境因素的要求並不嚴格,其噬菌體條件壹般在pH 6.5-8.6、4℃-37℃之間。如邵桂元等(1995)發現蛭弧菌噬菌體在4℃-37℃,pH6.0-8.0時,具有在點狀氣單胞菌上形成噬斑的能力;李革強等人(1998)的實驗也證明了蛭弧菌噬菌體在10-35℃的溫度範圍和pH6.5-8.6的pH範圍內都能裂解河流弧菌,並進壹步指出蛭弧菌噬菌體在25-30℃和6.5-8.1的溫度範圍內對河流弧菌的裂解活性最強。而且Rice等人(1998)的實驗也證實了水中的自然菌含量完全可以保持蛭弧菌噬菌體的生長。這些都表明蛭弧菌噬菌體對蝦蟹養殖的水環境適應性較強,對溫度和pH的適應性相對寬松。
3.蛭弧菌噬菌體可以解決蝦蟹類病原體耐藥性帶來的負面影響。
耐藥性是指病原體與抗病原體藥物反復接觸後,反應減弱,最終能產生耐藥性而不被殺死或抑制的現象。耐藥性的產生除了遺傳因素外,主要與某些藥物的長期使用、用藥方法不當以及病原體的異地傳播有關。病原菌耐藥性的出現不僅會增加用藥量,提高養殖成本,還會汙染環境和水產品,從而危害人類健康。
研究表明,噬菌蛭弧菌是壹種具有先天吞噬特性的寄生菌,其吞噬作用不受病原菌是否產生耐藥性的影響。本實驗室觀察了蛭弧菌噬菌體對沙拉沙星和新黴素耐藥的嗜水氣單胞菌的裂解作用,發現其對這些耐藥的嗜水氣單胞菌菌株仍具有良好的噬菌體效應。因此,蛭弧菌噬菌體是解決病原菌耐藥性問題的最佳選擇之壹。
4.蛭弧菌噬菌體具有改善水質、增強免疫力、抗細菌感染的三重功效。蛭弧菌噬菌體作為壹種寄生細菌,具有改善水質、增強免疫力、抵抗細菌感染的三重功效,是任何益生菌和化學消毒劑無法比擬的。張亮等(2005)研究了蛭弧菌噬菌體對水質的影響,發現蛭弧菌噬菌體能顯著改善養殖環境中的主要化學指標,具體表現在:將含量為5×104PFU/L的蛭弧菌噬菌體制劑灑入水體後,養殖水體中的化學耗氧量、氨氮含量和硫化物含量分別降低了29.95%和33.87%。張露萍(2009)進壹步指出蛭弧菌噬菌體(3×105PFU/mL)的抑制效果明顯優於二氯異氰尿酸鈉(0.3 mg/L)和季銨鹽絡合碘(0.3mg/L)。
此外,徐勤等(2007)發現蛭弧菌噬菌體能明顯促進中國對蝦的生長,提高非特異性免疫因子的活性。在中國對蝦基礎飼料中添加蛭弧菌25天後,發現對蝦的生長率、增重率和成活率分別提高了49.07%、74.61%和50%。溶菌酶活性和超氧化物歧化酶活性分別提高了約500%和100%,對蝦對鰻弧菌感染的相對保護率高達52.9%。這些結果表明蛭弧菌噬菌體在預防蝦蟹感染中的優越性。
3.蛭弧菌噬菌體在蝦蟹健康養殖中的應用實例。
病例1:浙江蕭山南美白對蝦黃腿病
圖1黃色腿
1.基本信息廣東湛江嘉魚水產養殖有限公司位於湛江市600畝蝦池(每畝7-8萬苗),擁有自己的蝦苗淡化場。2065438+2006年8月,四個蝦池開始偷蝦,不明原因死亡。經過對養殖水樣的分析檢測和細菌的分離鑒定,得出致病性弧菌導致偷捕死亡的結論(圖1)。
2.處理方案和結果圖2顯示處理是成功的。當年9月,用幹結合生物蛭弧菌(註:主要成分為蛭弧菌噬菌體)收獲蝦,1 mu /300ml,5天/次。期間,每次施用蛭弧菌後,間隔2-3天使用Orris(註:商品名,主要成分為復合微生物制劑)。使用後,直到9月份收蝦,沒有壹只死蝦(圖2)。
(圖2)
案例2:江蘇省南京市三疣梭子蟹氟中毒
1,基本信息2017 6月,江蘇南通市老板李明哲發現,他所在的梭子蟹養殖場的三個育苗池爆發了大面積的熒光病。因為疾病的病原體不明確,所以進行了會診。
2.臨床癥狀及診斷分析圖3左側為未使用的AB池水樣,弧菌數達到50000個/ml;右邊是AB使用24小時後的育苗池水樣。弧菌數為20000個/ml。目測病蟹反應遲鈍,全身發熒光。病蟹夜間活動時,能看到火龍般的熒光。實驗室檢查:用弧菌選擇性培養基從病蟹體內分離出形態均壹、大小均壹的革蘭氏陰性弧形細菌,水中弧菌總濃度為5×105cfu/ml(圖3)。
通過對分離菌生理生化特性的鑒定和16S rRNA基因的測序比對,確認分離菌為弧菌屬,因此確定該病由弧菌感染引起。
3.處理方案及結果圖4使用5天後,水中弧菌含量降至27個/ml。根據以上癥狀和診斷分析,結合育苗池底24小時好氧的有利條件,為養殖戶制定了以下處理方案:立即使用幹邊界生物蛭弧菌,每畝300ml,每兩天使用兩天,72小時內弧菌達到安全水平(圖4)。
采用此方案後,病蟹明顯好轉,逐漸康復。考慮到育苗池水中天然弧菌的含量仍有可能復發,在病害得到控制後,進壹步建議養殖戶繼續使用蛭弧菌骨碎補進行鞏固治療,7天1次。養殖戶按照此方案育苗後,蟹苗未發生細菌性疾病,包括熒光性疾病。
案例3:廣東省湛江市南美白對蝦外殼潰瘍病
1,基本情況
圖5地殼潰瘍
廣東湛江南傘鎮周老板,有壹個20畝的蝦塘,每畝6-7萬只蝦。2016年4月,養殖戶發現部分蝦開始出現黑斑,即甲殼類潰瘍病(圖5),周邊養殖戶的蝦也出現了常見的黑斑病。
2.臨床癥狀及診斷分析:目測:病蝦反應遲鈍,甲殼動物出現不同程度的黑褐色潰瘍,潰瘍中部凹陷,呈現不同數量的褐色斑點。解剖檢查:病蝦肝胰腺壞死、糜爛。實驗室檢查:從病蝦肝胰腺組織中分離出形態大小壹致的革蘭氏陰性弧形細菌。通過對分離菌生理生化特性的鑒定和16S rRNA基因的測序比對,確認分離菌為弧菌屬。
3、治療方案及結果
圖6病蝦逐漸康復。
用蛭弧菌,300ml/1 mu,2天1次。該方案使用三天後,大蝦不再死亡。之後連續使用蛭弧菌骨碎補和Aurelius 1倍,病蝦逐漸康復(圖6)。水產養殖動物細菌性疾病病例總結及病因探討。壹是弧菌在育苗池中大量繁殖,含量過高;二是水生動物在惡劣的水環境中免疫力和抵抗力降低,大量病菌引發各種疾病。
水產動物養殖過程中,應堅持預防重於治療的原則,定期檢測水質和弧菌總量,每天巡視池塘。特別是在水產養殖的中後期,隨著水生動物的不斷生長,殘留的餌料和糞便逐漸增多,各種細菌尤其是弧菌的含量不斷增加。實踐表明,壹旦發現水中弧菌含量超過1000個/ml,就要盡早使用蛭弧菌進行預防。否則很有可能爆發各種細菌感染,導致水生動物大面積死亡。
第四,蛭弧菌噬菌體必將成為提高蝦蟹健康養殖水平的新秀。
蝦蟹養殖業已成為我國水產養殖業的特色產業和亮點經濟,對農民就業和維護社會穩定發揮著重要作用。比如湛江市的蝦產業及相關產業鏈,解決了當地60多萬人的生活問題。但是,蝦蟹養殖戶在解決養殖過程中的水汙染、藥物殘留等壹些瓶頸時,往往會出現壹些問題。
比如,目前我國的漁藥市場上,用於蝦蟹養殖的藥物多種多樣,質量良莠不齊。很多蝦(蟹)養殖戶缺乏藥物基礎知識,不清楚哪些藥物殘留時間長,哪些藥物在水產養殖中禁用,哪些藥物毒性大,往往不自覺地對蝦蟹產品質量安全造成隱患;導致蝦蟹中毒死亡。比如蝦中氯黴素事件,我國多次限制和禁用蝦產品;江蘇鹽城某養殖戶誤用硫酸銅、水晶敵百蟲,造成105畝地表青蝦、河蟹大量中毒死亡。
因此,必須樹立蝦蟹無公害健康養殖的理念,嚴格建立從蝦蟹苗到“餐桌”全過程的食品安全和質量控制。雖然近年來EM原露、光合細菌等壹些微生態制劑在促進蝦蟹健康養殖方面發揮了重要作用,但這些微生態制劑只能起到改善水質、增強免疫力的作用。蝦蟹壹旦爆發細菌性疾病,往往無能為力,但蛭弧菌噬菌體的制備就不壹樣了。它不僅具有改善水質、增強免疫力這些綠色產品的功效,還具有殺菌、抗病、治療的功能。而且目前國際上對蛭弧菌噬菌體及其劑型的開發和研究已經非常重視。可以想見,蛭弧菌噬菌體制劑作為壹種具有特色的新型綠色漁藥,必將成為提高蝦蟹健康養殖水平的新秀。