噬菌蛭弧菌在蝦蟹健康養殖中的應用

噬菌蛭弧菌在蝦蟹健康養殖中的應用

出處：水產前沿 作者： 水產養殖網 2015-05-18 07:58:00

　　摘要:&nbsp噬菌蛭弧菌與解澱粉芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌等分泌抗菌肽、依枯草菌素等抑菌物質的生防細菌不同，它主要以機械鑽孔與酶解的方式破壞病原菌細胞壁，從而達到殺菌的效果。噬菌蛭弧菌的這種作用方式也決定了其殺菌範圍比&nbsp...

　　噬菌蛭弧菌作為一種具有先天獨特噬菌特性的寄生性細菌，在蝦蟹病害防治中逐漸嶄露頭角，已經成為蝦蟹健康養殖的「新秀」。
　　
　　文/&nbsp圖&nbsp上海市水產養殖工程技術研究中心,上海高校知識服務平臺上海海洋大學水產動物遺傳育種中心（ZF1206）&nbsp曹海鵬　上海綠奧生物科技有限公司&nbsp&nbsp李家勝
　　
　　我國是水產養殖大國，多年來蝦蟹產量居世界之首。然而，隨著蝦蟹養殖業的迅速發展，水質汙染越來越嚴重，導致蝦蟹發病與死亡的損失也愈加觸目驚心，水質汙染與病害發生已經成為制約蝦蟹健康養殖可持續發展的瓶頸。據研究與調查統計表明，水質汙染已經對蝦蟹生長、發育、繁殖及其產量與產品品質產生了重要的不良影響，還導致了生物多樣性的降低；我國蝦蟹每月平均發病率和死亡率分別約高達14.03%-23.93%和3.92%-23.79%，由此造成的直接經濟損失高達49.50億元。因此，如何進行有效的養殖水體水質與病害控制無疑是蝦蟹健康養殖業可持續發展所面臨的巨大挑戰。
　　
　　目前，利用微生物進行水質處理與病害防治業已證明是一種綠色環保、有效的病害防治技術與方法，在國內外均有較多的報導。其中噬菌蛭弧菌作為一種具有先天獨特噬菌特性的寄生性細菌，在蝦蟹病害防治中逐漸嶄露頭角，已經成為蝦蟹健康養殖的「新秀」。本文從噬菌蛭弧菌的噬菌機理入手，進一步闡明了噬菌蛭弧菌作為一種新型生防菌劑所具有的獨特功效，以期加深我國蝦蟹養殖者對噬菌蛭弧菌的認識，加快噬菌蛭弧菌製劑在我國蝦蟹健康養殖應用中的推廣進程。
　　
　　一、噬菌蛭弧菌是一種具有先天獨特噬菌特性的獵食性細菌
　　
　　自德國學者Stolp和Petzold（1962年）首次在德國的土壤中發現了這種以寄生和裂解細菌為生的噬菌蛭弧菌以來，國內外學者相繼對其噬菌機理展開了研究。迄今已經證實，噬菌蛭弧菌對病原菌的作用方式為「穿入、穩定、裂解」模型，即噬菌蛭弧菌首先通過化學趨避性識別並吸附宿主細菌，然後通過酶解和機械鑽孔等一系列反應，進入宿主細菌的質壁空間或細胞質，對宿主細胞進行一系列的修飾與改造，同時進行自身生物大分子合成，最終分裂形成子代蛭弧菌並釋放到宿主細胞外。
　　
　　近年來，為了在基因與蛋白質水平深入探索噬菌蛭弧菌的噬菌機理，Beck、Barel等學者（2005）研究了噬菌蛭弧菌在宿主體內增殖時產生的蛋白與一些潛在的功能基因，發現外膜蛋白、蛋白酶基因很可能在其識別和裂解宿主菌的過程中起了非常重要的作用。這些研究為進一步闡明噬菌蛭弧菌的噬菌機理奠定了堅實的基礎。
　　
　　二、噬菌蛭弧菌在蝦蟹健康養殖應用中的獨特功效
　　
　　1、噬菌蛭弧菌對蝦蟹病原菌的殺菌範圍廣，噬菌效果顯著
　　
　　噬菌蛭弧菌與解澱粉芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌等分泌抗菌肽、依枯草菌素等抑菌物質的生防細菌不同，它主要以機械鑽孔與酶解的方式破壞病原菌細胞壁，從而達到殺菌的效果。噬菌蛭弧菌的這種作用方式也決定了其殺菌範圍比其他生防細菌更為廣泛。
　　
　　大量研究結果表明，噬菌蛭弧菌幾乎能夠裂解蝦蟹常見的病原菌種類。例如，楊淑專和黃慶輝（1997）研究了噬菌蛭弧菌對蝦蟹病原菌的寄生作用後表明，噬菌蛭弧菌對非01霍亂弧菌、哈維氏弧菌、副溶血弧菌、鰻弧菌、梅氏弧菌、溶藻弧菌、河弧菌、氣單胞菌等共25株蝦蟹常見病原菌具有良好的噬菌活性。因此，通過向水體中潑灑噬菌蛭弧菌，可以廣泛降低水體中蝦蟹病原菌的種類與數量，從而減少了蝦蟹細菌性病害的發生率。
　　
　　此外，噬菌蛭弧菌對病原菌的噬菌效果也極為顯著。楊莉等（2000）試驗證實噬菌蛭弧菌能夠在5天使嗜水氣單胞菌含量下降103cfu/mL，在9天使嗜水氣單胞菌含量下降107cfu/mL。這些研究表明噬菌蛭弧菌消除致病菌的效率高，為進一步在蝦蟹細菌性病害防治上推廣應用提供了重要的臨床試驗依據。
　　
　　2、噬菌蛭弧菌噬菌條件較為寬鬆，適應蝦蟹養殖水體環境能力強
　　
　　蝦蟹養殖生長的pH、溫度範圍與噬菌蛭弧菌的噬菌條件基本相同。據研究表明，目前分離的噬菌蛭弧菌菌株對pH、溫度等環境因子的要求並不嚴格，其噬菌條件範圍一般為pH6.5-8.6和4℃-37℃。例如，邵桂元等（1995）研究發現，噬菌蛭弧菌在4℃-37℃和pH6.0-8.0條件下對點狀產氣單胞菌有形成噬菌斑的能力；李戈強等（1998）試驗也證明噬菌蛭弧菌在溫度10-35℃和pH6.5-8.6範圍內對河流弧菌均有裂解作用，並進一步指出在25-30℃和6.5-8.1範圍內噬菌蛭弧菌對河流弧菌裂解活性最強。而且，Rice等（1998）試驗也證實，水體中的天然細菌含量完全可以保持噬菌蛭弧菌的生長。這些均說明噬菌蛭弧菌對蝦蟹養殖水體環境的適應能力強，對溫度和pH的適應範圍較寬鬆。
　　
　　3、噬菌蛭弧菌能夠解決蝦蟹病原菌因出現耐藥性所導致的負面效應
　　
　　耐藥性是指病原體在反覆接觸抗病原體藥物後，其反應不斷減弱，以至最後能夠抵抗藥物而不被殺滅或抑制的現象。耐藥性的產生除了遺傳因素外，主要與養殖過程中長期使用某種藥物、用藥方法不當以及病原體的異地傳播有關。病原菌耐藥性的產生，不僅會導致用藥量增加，提高養殖成本，而且還會造成環境與水產品汙染，進而危害人類健康。
　　
　　研究表明，噬菌蛭弧菌是一種具有先天噬菌特性的寄生性細菌，其噬菌作用不因病原菌是否產生耐藥性而發生影響。本實驗室曾觀察了噬菌蛭弧菌對耐沙拉沙星和新黴素的嗜水氣單胞菌的裂解作用，發現其對這些嗜水氣單胞菌耐藥菌株仍然具有良好的噬菌效果。因此，噬菌蛭弧菌是解決病原菌不斷產生耐藥問題的最佳選擇之一。
　　
　　4、噬菌蛭弧菌具有水質改良、增強免疫力與抗病菌感染三重功效
　　
　　噬菌蛭弧菌作為一種寄生性細菌，除了具有良好的噬菌效果外，經研究證實還具有水質改良、增強免疫力與抗病菌感染三重功效，這是任何一種益生菌與化學消毒劑所不能比擬的。張梁等（2005）研究了噬菌蛭弧菌對水質影響後發現，噬菌蛭弧菌能夠顯著改善養殖環境中的主要化學指標，具體表現在：向水中潑灑含量為5×104PFU/L的噬菌蛭弧菌製劑後，養殖水體的化學耗氧量、氨氮含量、硫化物含量分別下降了29.95%、33.87%和34.38%，溶解氧含量上升了12.43%；張呂平等（2009）研究進一步指出噬菌蛭弧菌（3×105PFU/mL）抑制弧菌的效果明顯優於二氯異氰尿酸鈉（0.3mg/L）和季銨鹽絡合碘（0.3&nbspmg/L）。
　　
　　此外，徐琴等（2007）研究表明，噬菌蛭弧菌能夠明顯促進中國對蝦生長及非特異免疫因子活性的提高。將噬菌蛭弧菌以1%比例添加到中國對蝦基礎飼料中連續投餵25天後發現，對蝦增長率、增重率、存活率分別提高了49.07%、74.61%、50%；溶菌酶活力、超氧化物歧化酶活力分別提高了約500%和100%，對蝦抗鰻弧菌感染的相對保護率也高達52.9%。這些研究結果均顯示了噬菌蛭弧菌在預防蝦蟹病菌感染方面的優越性。


　　三、噬菌蛭弧菌在蝦蟹健康養殖應用中的實際案例
　　
　　案例一：浙江蕭山南美白對蝦黃腿病

圖1&nbsp黃腿

　
　　1、基本情況
　　
　　浙江杭州曹氏水產養殖有限公司，在蕭山農業對外綜合開發區圍墾十七工段有土塘280畝（放苗6-7萬尾/畝），且自有蝦苗淡化場。2012年8月，兩個蝦塘開始偷死，原因不詳。後通過對養殖水樣的分析檢測、細菌的分離培養鑑定，得出結論：致病弧菌引起偷死（圖1）。
　　
　　2、治療方案及結果

圖2&nbsp治療成功，當年9月份收蝦

　　
　　使用AB型養殖水體微生態殺菌劑（註：商品名，主要成分為噬菌蛭弧菌），2畝/包，5天/次。期間每次投完AB，間隔2-3天後使用AQ-I（註：商品名，主要成分為複合微生物活菌酶製劑）。使用AB後，直至9月收蝦，不再出現一隻死蝦（圖2）。
　　
　　案例二：江蘇連雲港梭子蟹育苗場螢光病
　　
　　1、基本情況
　　
　　2013年4月，江蘇省連雲港市老闆吳強發現其梭子蟹育苗場三個育苗池暴發大規模螢光病。由於對該病的病原不清楚，因而進行了問診。
　　
　　2、臨床症狀及診斷分析

圖3&nbsp左側為未使用AB池水樣，弧菌數達5萬個/ml；右側為AB使用24小時後育苗池水樣，弧菌數2萬個/ml

　　
　　肉眼檢查：病蟹反應遲鈍，蟹體全身均發螢光，在夜間病蟹活動時，可見到象火龍般的一道道螢光。實驗室檢查：從病蟹體內通過弧菌選擇性培養基分離出形態均勻、大小一致的革蘭氏陰性弧杆狀細菌，而且水中弧菌的總濃度為5×105cfu/ml（圖3）。通過對分離菌進行生理生化特性鑑定和16S&nbsprRNA基因測序比對，結果證實分離菌為弧菌，故確定該病為弧菌感染所致。
　　
　　3、治療方案及結果

圖4&nbsp使用5天後，水體弧菌含量降至27個/ml

　　
　　根據以上症狀與診斷分析，結合育苗池底部24h增氧的有利條件，給養殖戶制定了以下治療方案：馬上使用養殖水體生物殺菌劑AB，每立方米0.6克，每天1次，連用5天（圖4）。按照該方案使用後，病蟹明顯好轉，並逐漸痊癒。考慮到育苗池水中自然弧菌含量較高，故在該病控制後，進一步建議養殖戶繼續使用養殖水體生物殺菌劑AB，3-5天1次。該養殖戶按照該方案進行育苗後蟹苗再也未發生包括螢光病在內的細菌病。
　　
　　案例三：江蘇南通南美白對蝦甲殼潰瘍病
　　
　　1、基本情況

圖5&nbsp甲殼潰瘍病

　　江蘇省南通市如東縣兵房鎮黃老闆建有一個2畝的露天池塘、一個1畝的大棚和5個0.5畝的大棚，每畝投放蝦苗6-7萬尾。2013年5月，該養殖戶發現部分蝦開始出現黑斑，即甲殼潰瘍病（圖5），而且其周邊養殖戶的蝦也出現了普遍的黑斑病發病現象。
　　
　　2、臨床症狀及診斷分析
　　
　　肉眼檢查：病蝦反應遲鈍，甲殼出現程度不一的黑褐色潰瘍，潰瘍中部凹陷，表現為數量不等的褐斑。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均勻、大小一致的革蘭氏陰性弧杆狀細菌。通過對分離菌進行生理生化特性鑑定和16S&nbsprRNA基因測序比對，結果證實分離菌為弧菌。
　　
　　3、治療方案及結果

圖6&nbsp病蝦逐漸痊癒

　　使用養殖水體生物殺菌劑AB，每包（227克）2畝，2天1次。按照該方案使用後2天，對蝦不再死亡。之後繼續使用AB，10天1次，病蝦逐漸痊癒（圖6）。
　　
　　案例小結與討論
　　
　　飼養水產動物細菌病發生的原因，一是由於育苗池中弧菌大量繁衍，含量過高；二是水產動物在惡劣水環境中自身免疫力和抵抗力下降，經大量病菌侵襲而引發各類疾病。

　
　　在水產動物育苗及養殖過程中，要堅持防重於治的原則，定期檢測水質和弧菌總量，每天巡塘。尤其是養殖中後期，隨著水產動物的不斷生長，殘餌、糞便也逐漸增多，各種病菌，尤其是弧菌的含量增加。實踐表明，一旦發現水中弧菌含量超過1000個/ml時，都需儘快使用養殖水體生物殺菌劑AB進行預防。否則，極有可能暴發各類細菌感染，造成水產動物大規模死亡（表1）。
　　
　　四、噬菌蛭弧菌必將成為提高蝦蟹健康養殖水平的新秀
　　
　　蝦蟹養殖業已經成為我國水產養殖的特色產業和亮點經濟，對農民的就業與社會穩定的維護具有重要作用。如湛江市養蝦業及相關產業鏈就解決了當地60多萬人的生活問題。然而，蝦蟹養殖戶在養殖過程中解決水體汙染、藥殘等一些瓶頸時，往往存在這樣或那樣的問題。
　　
　　例如，目前在我國漁藥市場上，用於蝦蟹養殖的藥物五花八門，良莠不齊。不少蝦（蟹）農缺乏藥物基本知識，不清楚哪些藥物殘留時間長，哪些藥物是水產養殖禁藥，哪些藥物毒性強，往往無意識地造成了對蝦蟹產品的質量安全隱患；導致蝦蟹發生中毒死亡。例如，對蝦氯黴素事件曾使我國對蝦產品屢遭限制和封殺；江蘇鹽城一養殖戶因誤用了硫酸銅和晶體敵百蟲，使養殖的105畝水面的青蝦和河蟹發生了大量中毒死亡。
　　
　　因此，必須樹立蝦蟹無公害健康養殖理念，從蝦蟹苗到「餐桌」的全過程要嚴格樹立食品安全質量關。雖然近年來一些EM原露、光合細菌等微生態製劑在促進蝦蟹健康養殖過程中扮演了重要的角色，但這些微生態製劑僅能在水質改良、增強免疫力等單一方面發揮功效，一旦蝦蟹暴發細菌性病害，往往無能無力，而噬菌蛭弧菌製劑則不同。它不僅同時具備了這些綠色環保產品水質改良、增強免疫力的功效，而且還具有殺菌除菌、抗病治病的作用。而且，目前噬菌蛭弧菌及其劑型的開發研究已經受到了國家的非常重視。可想而知，噬菌蛭弧菌製劑作為具有我國特色的一種新型綠色環保漁藥，必將成為提高蝦蟹健康養殖水平的新秀。&nbsp

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