噬菌體是替代抗生素的一種新型殺菌微生態製劑,能夠感染並裂解宿主病原菌,具有特異性強、能自我複製、篩選周期短,綠色環保等抗生素無法比擬的優點,噬菌體生物防控病原菌替代抗生素用於疾病防控並保障水族產品的質量與安全得到越來越廣泛的應用。
噬菌體是病毒的一種,其特別之處是專以細菌為宿主。作為病毒的一種, 噬菌體具有病毒的一些特性:個體微小;不具有完整細胞結構;只含有單一核酸。可視為一種「捕食」細菌的生物。但所有已知的噬菌體都是細菌細胞中利用細菌的核糖體、蛋白質合成時所需的各種因子、各種胺基酸和能量產生系統來實現其自身的生長和增殖。一旦離開了宿主細胞,噬菌體既不能生長,也不能複製。
噬菌體生物防控病原菌的原理就是利用噬菌體能對致病菌起裂解作用,降低致病菌密度,進而減少或避免水族動物感染致病菌或發病的機會,達到預防和治療疾病的目的。
根據噬菌體對其宿主的作用方式,噬菌體分為烈性噬菌體和溫性噬菌體,應用於噬菌體生物防控病原菌的主要為烈性噬菌體,可使宿主細菌迅速裂解引起溶菌反應。烈性噬菌體可以侵入細菌細胞內,通過酶作用破壞細胞壁,使細菌裂解。裂解過程可分為以下5個步驟:
吸附:大多數噬菌體由尾尖與其宿主菌細胞表面附著。
侵入:噬菌體通過尾軸把DNA注入到細菌細胞內,其蛋白質外殼留在細菌體外,不參與增殖過程。
複製:噬菌體的DNA在細菌體內,使細胞本身的DNA解體,同時利用細菌的化學成分合成噬菌體自身的DNA和蛋白質。
裝配:當噬菌體的核酸、蛋白質分別合成後即裝配成成熟的、有侵染力的噬菌體粒子。
裂解:噬菌體感染的晚期產生溶菌酶,使細胞裂解,新一代噬菌體釋放。釋放出的新的子代噬菌體在適宜條件下繼續重複上述過程。
(1)專一性強,對其它細胞無傷害性
噬菌體生物防控病原菌具有特異性,可以針對某一特定的有害細菌菌株有選擇性的殺滅它們,而不會殺滅有益菌,不會破壞水族動物及其水族箱環境中的正常菌群平衡。
(2)指數增殖,有效殺滅致病菌
指數增殖的能力是噬菌體生物防控病原菌的一個顯著優勢,在適當的條件下,每一個裂解周期內,每一個噬菌體都可以產生200個子代,噬菌體將以(200) n增殖,繁殖速度遠遠大於致病菌繁殖速度,能有效抑制殺滅致病菌。
(3)噬菌體應用方便,療效持久
噬菌體應用於水族養殖,可外潑可內服。在防治細菌性疾病中,噬菌體既可單獨用藥,也可兩種或兩種以上的噬菌體聯合感染,或是和抗生素聯合用藥來提高防治效果,同時由於噬菌體的自我複製機制,它能夠增殖並擴散,透過生物體的組織殺滅致病菌且療效持久。
(4)無藥物殘留
噬菌體具有宿主依賴性,會隨著細菌宿主的消失而死亡,不會殘留在動物產品中。