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水產人都該收藏學習!蛭弧菌在水產養殖中的妙用,史上最全!

蛭弧菌的形態特徵

蛭弧菌具有一般細菌的特性, 較一般細菌小, 能通過篩檢程式, 有類似噬菌體 的作用。 革蘭氏染色陰性, 單細胞,

呈弧狀或杆狀, 大小為(0.3-0.6)微米×(0.8-1.2)微米, 或僅為桿菌長度的1/3-1/4。 胞漿中常可觀察到緻密小體, 長約150nm~300nm, 寬為 70nm-120nm, 呈片狀結構。 核區非常明顯, 周圍包繞著數個核糖體顆粒。 在蛭弧菌中還可以見到間體及其他許多內 含物質, 端生鞭毛, 多為1根;有的在 另一端生有一束纖毛。 水生蛭弧菌的鞭 毛還具有鞘膜, 是細胞壁的延伸物, 並烏黑有鞭毛絲狀體, 故比其它細菌的鞭毛粗3-4倍。 蛭弧菌的鞭毛基部沒有類似于其它革蘭氏陰性鞭毛基部所具有的L環結構。 細胞中蛋白質量可占幹重的 60%-65%, DNA含量5%, 從自然界分 離的都呈依賴寄生型, 與宿主細胞間常 表現出一定的特異性, 但有的特異性較 差, 能侵入多種細菌。

普遍證實蛭弧菌在適宜宿主上形成噬菌斑的pH值為5.5-9.0,

最適pH值為 7-8。 蛭弧菌對熱敏感, 50℃以上時, 30分鐘失去活性;40℃時30分鐘活性減 少一半;在4℃-37℃條件下都有可生 長, 最適生長溫度為25℃-30℃, 為一類嗜中溫性細菌。 蛭弧菌在死菌中形成噬菌斑數是活菌的35-290倍。

蛭弧菌的生活週期與生活史

國外學者對蛭弧菌的生活週期作了大量研究工作, 尤其是近幾年又從微觀水準上對蛭弧菌的生活週期開展了大量研究工作, Nunez等人利用原子力 顯微鏡觀察研究了蛭弧菌109J的生活周 期;Rendulic等人從基因水準上對蛭弧 菌的生活週期進行了研究;Beck、Barel 等人研究發表了蛭弧菌宿主體內增長時 產生蛋白等。 Thomashow等提出了“蛭 弧菌的穿入、穩定、裂解”模型, 既首先蛭弧菌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。

蛭弧菌為細胞內寄生物, 整個生活週期可分為識別、侵入、穿入宿主菌 體、生長發育、裂解宿主、釋放子代蛭弧菌。 蛭弧菌的生長過程可分為兩個時 期:具有1根有外鞘的極生鞭毛和高度的運動性的攻擊期擴鞭毛脫落, 不具有運動性的生長週期。 攻擊期時, 其與宿 主菌激烈碰撞, 以沒有鞭毛的一端直接吸附到宿主細菌上, 菌體轉動速度超過 200r/s, 在此之後, 鞭毛脫落, 然後釋放出多種酶以穿透宿主細胞壁的小孔右進入到細胞內, 和細胞膜之間或直接進入細胞間質中。

侵入過程僅幾秒鐘。 穿入宿主菌後, 鞭毛消失, 整個過程最長為60分鐘。 宿主菌則因滲透壓改變而漲大成圓球狀, 且立即死亡, 成為蛭弧菌的生長空間。 它利用宿主的原生質為養分生長, 經過一定時間後, 宿主營養被完全吸收, 長螺旋狀的菌體均等二分裂 出許多帶鞭毛的子代, 它們可以重新浸染宿主, 開始下一個迴圈過程。 完成這一增殖的全過程約需4-6小時。 在饑餓等特殊情況下, 蛭弧菌會進入囊體週期。

蛭弧菌的生態學特點

蛭弧菌在自然界的分佈較廣, 其含量通常在夏季較高, 而在冬季較低。 土 壤、植物根系、河水、海水、湖水、井水及下水道污水中都有蛭弧菌的分佈, 並能從陸生動物、水生動物或人的糞便中分離到蛭弧菌。

但在清潔的自來水、泉水中很難檢出。 水生蛭弧菌屬傾向於表面生長, 是生物膜的重要組成成分。

蛭弧菌的保藏

蛭弧菌的保藏關係到其規模化生產和應用。 國外的研究表明, 用含宿主細 胞的YP培養基保藏蛭弧菌, 在4~8個月內仍有一定活性。 國內的研究表明, 在 4℃條件下, 用自來水宿主軟瓊脂保藏 時, 至少可存活3個月以上;黃文等人用4。 C甘油、4℃NB液、平板、-20℃甘 油和冷凍乾燥等5種方法保蕆蛭弧菌, 發現冷凍乾燥法最好, 21個月的複洗率達100%, 且復活後的形狀和噬菌特性不 變;其次為一20+(2甘油NB液保存法, 17全月的復活率為67%;其它方法的保存 時間也平均超過3個月。

蛭弧菌的噬菌條件

大量研究表明, 蛭弧菌對pH、 溫度等環境因數的要求並不嚴格。 邵桂元等人作了魚病蛭弧菌的微生態學初步研究,發現蛭弧菌Bds一4等菌株 在4℃~37℃和pH6.0~8.0的條件下, 對點狀產氣單胞菌有形成噬菌斑的能力。李戈強等人經研究指出,蛭弧菌在溫度10X2~35℃和pH6.5~8.1的範圍 內,對河流蛭弧菌均有裂解作用;在 25"12~30"(2和pH6.5~8.1時的裂解作用 最強。馬志宏等人也經過研究認為蛭弧 菌對環境條件的適應性強,對溫度和pH 的適應範圍較廣。

蛭弧菌的除菌效果

秦生巨等人的研究認為,蛭弧菌在河水中21天后,可使不凝集弧菌由 4.46 X 106個/mL降到27個/mL。楊莉等人的研究結果發現,蛭弧菌對鯉魚感染嗜水氣單胞菌的裂解效果,蛭弧菌在5天后使嗜水氣單胞菌的濃度下降了103cfu/mL,9天后下降了107cfu/mL。說明蛭弧菌的除菌效率高。

蛭弧茵的安全性

迄今為止,已有一些報導說蛭弧菌對人和某些動物無害。薛恒平、秦生巨等人曾報導蛭弧菌能夠促進仔雞生長,提高增重率;馮曉英等的研究表明, 在注射0.02mL濃度為8×105pfu/mL的蛭弧菌後,觀察72小時,實驗小鼠全部存活,無任何病態,生長良好;8yrd等人也認為,蛭弧菌對人無致病性。但蛭弧菌對水產動物的安全性尚未進行更多的研究。

— 蛭弧菌的科研現狀 —

(一)國外的研究

自1962年Stolp和Petzlod首次研究蛭弧菌以來,國外學者對蛭弧菌的生態 學和生物學特性等已開展了大量研究。 Shilo等人於1965年就對蛭菌的形態學 展開了研究;其後的Starr等人在蛭弧菌 分子生物特性方面進行了研究;最近的 Lambert、Martin、Nunez、Rendulic等 人在蛭弧菌的裂解機制及其生活週期的 動力學方面取得重大研究進展。 國外學者的主要研究方向有:蛭 弧菌基因及相關蛋白在生活週期中特性與功能,如澱粉酶基因、cya和類crp基 因、MCP基因、絲氨酸蛋白酶和轉運蛋 白、外膜蛋白(OMPS);蛭弧菌種間 變異的研究,如外膜蛋白(OMPS)、 脂多糖(LPS)、16sDNA序列、細胞 大小、形狀、噬菌斑大小、生長能力、 染色情況、對宿主的敏感性等;借助原 子力顯微鏡對蛭弧菌109J裂解宿主的動 力學研究;環境因素對蛭弧菌存活週期 的影響,如重金屬鎘、苯酚、尿素等; 從分子水準對蛭弧菌進行鑒定的研究 PCR引物的設計等。

(二)國內的研究

我國對蛭弧菌的研究起步較晚,但研究進展較快。1979年,我國首次開展了蛭弧菌的研究;研究中發現蛭弧菌對許多動物包括人體和植物的致病菌,如霍亂弧菌、傷寒沙門氏菌、副溶血弧菌、福氏志賀 菌及大腸桿菌、嗜水氣單胞菌、鰻弧菌、溶藻弧菌、螢光假單胞菌等均有顯 著的裂解作用。中國水產科學研究院黃海水產研究所、中國海洋大學、上海海洋大學、江蘇省海洋漁業研究所等單位的研究也證明,蛭弧菌對水產養殖動物中常見的副溶血弧菌、溶藻弧菌等革蘭 氏陰性菌的裂解率可達97.33%。

1981年,我國衛生部將“細菌寄生菌一蛭弧菌的研究” (用生物學方法殺滅EIT0r霍亂弧菌)列為重點研究課題,並於1985年取得重大突破,研究成果獲衛生部科技進步獎。 1982年,司稚東等人開展了蛭弧菌的系統性研究,在生物學特性、培養 保藏方法、生態學及污水淨化等方面取得很多成果;此後大批科研工作者開展了相關研究:如吳承龍等人研究了蛭弧 菌某些生物學特性一形態、對不同宿主菌的裂解活性等;秦生巨、黃文等人研究了蛭弧菌保藏方法一冷凍乾燥法、 4。C營養肉湯液保藏法、-20℃甘油保藏 法;趙孝先等人研究了蛭弧菌在細胞勻漿中增殖一大腸桿菌、大豆根瘤菌(滅 活)、枯草芽孢桿菌(滅活)、酵母菌 (滅活)勻漿液培養蛭弧菌,邵桂元等人研究了蛭弧菌最適培養條件、溫度、 pH值等;楊淑專、李戈強、馬志宏、 楊莉等人分別研究了蛭弧菌對蝦類致病 菌~腸型點狀氣單胞菌、螢光假單胞菌、鰻弧菌等的裂解作用,用注射注解和浸泡感染方式研究蛭弧菌對歐洲鰻細菌性疾病的防治及其水質指標—pH值、 總硬度、濁度、生物耗氧量等。這些研究為蛭弧菌在水產養殖病害防治中的應用奠定了重要理論基礎。

蛭弧菌微生物生態製劑最早是1990 年應用於水產養殖方面,由秦生巨等與江蘇省微生物研究所合作,將它用於養殖珍珠的三角帆蚌的嗜水氣單胞菌病防治上;1991年,又與中國水產科學研究院淡水漁業研究中心合作,將它用於淡水魚細菌性疾病的防治和養殖水體的改良上;1993年,與上海海洋大學合作,將它用於甲魚和河魷魚細菌性防治和水體改良上;1996年,在上海奉賢等地小 範圍地用於南美白對蝦養殖細菌病防治和水體改良上,均取得較穩定,較好效 果。

1991年,南京麥克生物工程有限 公司試製成功蛭弧菌微生物生態製劑, 並按國務院((獸藥管理條例》的規定進 行了小試、中試及臨床試驗等一系列試 驗。

1994年,農業部批准由南京麥克生 物工程有限公司(江蘇巨豹實業有限公司的前身)申報的“蛭弧菌微生物生態製劑”為國家二類新獸藥,同時發佈了《蛭弧菌微生物生態製劑品質標準》。與此同時,農業部批准蛭弧菌為我國獸 用微生物生態製劑生產用菌株。在國際上,我國是繼美國之後第二個批准蛭弧菌為獸用微生物生態製劑生產用菌株的國家。其後又開展了規模化生產技術研 究、應用研究等。

1997~1998年,隨著南美白對蝦的大 量養殖,蛭弧菌微生物生態製劑開始大范 圍應用於水產養殖業。當時有幾家專門仿 制蛭弧菌微生物製劑的公司成立。

迄今為止,我國對蛭弧菌的研究所取得的主要成果可概括為以下幾點:一 是我國建立了蛭弧菌的研究方法;二是發現了蛭弧菌在加熱或氯仿致死的宿主中可迅速、更多地出現噬菌斑的宿主菌中增殖的蛭弧菌仍能感染活的宿主菌, 具有重要理論和實踐價值;三是研究證 實蛭弧菌對動物包括人體和植物的致病菌有裂解作用;四是制定了我國動物用 蛭弧菌微生物製劑的製造和檢驗規程, 建立了動物用蛭弧菌微生物生態製劑國家品質標準等。

但到目前為止,尚有一些問題有待進一步研究。一是蛭弧菌的噬菌機制尚未闡明。二是蛭弧菌生態學研究不夠深入。三是蛭弧菌長效穩定的保藏方法不夠全面。四是缺乏水體污染物對蛭弧菌影響的研究。五是缺乏蛭弧菌合理使用或測水施用的研究。六是有待研究高效 專一的蛭弧菌及其製劑。七是有待加強蛭弧菌製劑的新劑型等。

蛭弧菌是寄生在某些細菌並導致其裂解的一類細菌,最早是由德國的Stolp在土壤中發現的。蛭弧菌的生物學名稱為噬菌蛭弧菌。蛭弧菌是一類專門捕食細菌的寄生性細菌,具有獨特的裂解細菌的生物學特性,能夠在較短的時間內裂解水體中的沙門氏菌屬(Salmonella)、志賀氏菌屬(Shiglla)、埃希氏菌屬(Escherichia)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、歐文氏菌屬(Erwina)、弧菌屬(Vibri)等屬的種類,可將致病菌限制在較低水準上,同時,還可有效地控制養殖水體的COD、硫化物和氨氮存留量。

— 蛭弧菌在水產養殖業的應用前景 —

目前,蛭弧菌已在我國商品化生產,並在水產養殖業中廣泛應用。蛭弧菌在水產養殖業中應用前景十分廣闊。主要用途有:一是蛭弧菌是我國水產養殖動物病害生物防治的一種新工具,利用蛭弧菌控制和減少池塘中細菌性疾病 發生。二是蛭弧菌是水產養殖水體的生物改良劑,利用蛭弧菌對水體中細菌的裂解作用,去除有害於水產養殖動物的致病菌,降低氨氮含量,改善養殖水體環境,減少魚病的發生;與光合細菌合用,還有控制養殖水體的COD、硫化物等作用。三是蛭弧菌是細菌性疾病防治的“活性抗生素”,因為蛭弧菌能裂解一些異養細菌,使養殖水體中的水產養殖動物致病菌濃度大大降低,進而降低了細菌性疾病的發生率。

蛭弧菌微生物製劑作為防治養殖動物疾病起效較慢,所以,一般將其作為預防用途效果較好。其效應最佳期:一是在蝦、蟹幼體開食時期使用,既可以使蛭弧菌在腸壁附著而起到屏障作用,又可以發送動物消化道環境,促進攝食與生長,增強抗病能力;二是在蝦、蟹的快速生長期使用,既能清除環境中的有害細菌,又能消滅動物體內的有害細菌,使蝦、蟹健康生長,降低發病率;三是在蝦、蟹餌料轉換期使用,可以使蝦、蟹安全渡過轉換期,避免致病菌的侵襲;四是在蝦、蟹發病,並經抗生素治療後使用,可以幫助蝦、蟹儘快恢復體質,起到明顯的保健作用;五是當蝦、蟹處在應激狀態時使用,可以起到鎮靜作用,減少蝦、蟹因應激死亡量,特別是能減少颱風暴雨對蝦、蟹的應激影響。

實踐證明,科學使用蛭弧菌微生物製劑,可以起到較好的水產養殖動物疾病防治效果。早期使用能夠保持池塘水體處於良好態,維持水體生態相對平衡,提高菌種培育成活率和魚、蝦的生長速度。一旦發病後再施用,效果就會差一些。如果生產早期連續使用3~4次,池水就會相對穩定,基本上沒有細菌病的發生。

— 蛭弧菌在水產養殖業的應用 —

目前,國內外關於蛭弧菌在水產養殖業上的應用研究多側重於對環境水體的淨化和水產養殖動物細菌性疾病防治兩個方面。

水體淨化

秦生巨等人(1991)在自然河水中加入2.6×103cfu/mL噬菌蛭弧菌Bd81,並觀察水質的變化情況,在48天的觀察期間,水質的溫度與細菌總數明顯下降,而蛭弧菌的含量增加2~7倍,其它理化指標亦有所改變。王麗娜等人(1994)發現蛭弧菌的含量常滯後於水體污染,並且污染後,蛭弧菌可以在較長時間內維持高水準。這一特性可以指示水體污染的新舊及是否遭到連續污染。餘倩等人(1994)對成都市的5條主要河流中的噬菌蛭弧菌進行了調查,發現蛭弧菌普遍存在,且噬菌蛭弧菌的含量與污染程度有關,污染越嚴重則含量越高。

疾病防治

何義進等人對加入蛭弧菌的試驗組與未加入蛭弧菌的對照組進行比較後,發現試驗組成活率比對照組高19.4%~15.5%,未發生暴發性細菌性鰻病。

楊莉等人(2000)用不同濃度的蛭弧菌投入於水族箱中,對鯉用浸泡法進行人工感染氣單胞菌試驗,結果表明,蛭弧菌對嗜水氣單胞菌有較強的裂解作用,對水體中氨氮有一定的降解作用,並對鯉魚感染嗜水氣單胞菌所致暴發性出血病有明顯的預防作用。

黃冬菊等人(2002)在試驗中發現噬菌蛭弧菌對海水中的弧菌有強烈的捕殺清除作用。

陳有長等人(2003)用有益微生物(光合細菌和蛭弧菌混合物)在中華絨螯蟹養殖中發現,試驗組比對照組池塘中的細菌總數呈幾何數量級下降,氨氮、硫化物含量及COD都明顯減少,成活率分別提高了11.3%、13.5%和13.3%,並指出,使用噬菌蛭弧菌的濃度為 10 7cfu/mL和光合細菌的濃度為109cfu/mL均為5mL/m3較為理想。

曾地剛等人(2004)採用噬菌蛭弧菌預防和治療斑點叉尾鯝細菌性敗血病時試驗,結果顯示,在試驗水體中同時加入噬菌蛭弧菌和嗜水氣單胞菌,當水體中的噬菌蛭弧菌濃度達到105/mL以上時有預防效果;採用背部肌肉注射嗜水氣單胞菌的方法,使斑點叉尾鯝感染,然後在水體中加入噬菌蛭弧菌,結果是試驗魚全部死亡,說明噬菌蛭弧菌不能起到治療斑點叉尾鯝敗血病的作 用。

徐琴等人(2006)將球形紅假單胞菌、噬菌蛭弧菌及粘紅酵母用於中國對蝦幼體培育水體,試驗結果表明,與對照組相比,試驗組的成活率、變態指數、 體長均勻增長率、酚氧化酶和超氧化物歧化酶活力均優於對照組。試驗結束後,試驗組比對照組的細菌總數降低了三個數量級,添加噬菌蛭弧菌的組在減少異養菌方面有較好效果。同時用鰻弧菌攻毒,在5天內,對照組的死亡率明顯高於試驗組,試驗組免疫保護率為29.4%~58.5%,以噬菌蛭弧菌和球形紅假單胞菌試驗組最為顯著,使用濃度以2×105cfu/mL為好。

韓韞等人(2005)用從海洋中分離出來的4株蛭弧菌作為生物淨化因數,對16株常見海產品潛在的食源性致病弧菌進行裂解試驗,發現4株同時使用,可裂解15株弧菌,裂解率高達93.9%。

— 蛭弧菌在水產養殖中的臨床應用 —

自1989年江蘇無錫地區首次應用蛭弧菌製劑防治育珠三角帆蚌的嗜水氣單胞菌開始,到目前為止,蛭弧菌微生物製劑已成為水生動物細菌性疾病防治的主要選擇的微生物製劑。經過近20年的發展和研究,我們對蛭弧菌微生物製劑的生態效應和缺陷已有相當瞭解。

安全性與有效性

安全性評價可分為二個部分:一是安全可靠,二是無毒無害。為確保制產品無毒無害,應每批產品腹部注射小鼠3~4只,每只注射量為0.5mL,觀察4天后仍無死亡。如有個別死亡,應將小鼠加倍至6~8只重新試驗。如仍有個別死亡,則該批產品應保留15~20天,然後再用10只小鼠試驗,如仍有個別死亡,則認為安全性試驗不合格。安全試驗不合格的產品不能出廠。安全有效性試驗用嗜水氣單胞菌、副溶血性弧菌、溶藻弧菌等10種以上為宿主菌對所用的蛭弧菌和噬菌體生產的菌株進行效力測定。將宿主菌用適宜的培養基於37。C條件下培養16~18d時,製成懸液,然後用瓊脂層疊法檢測蛭 弧菌、噬菌體對宿主菌的裂解除能力。製品中的蛭弧菌和噬菌體對上述測定的宿主菌的裂解率在80%以上時方為合格產品。如裂解率低於80%,應重新試驗。如重試不合格,則認為該菌株不合格。不合格的菌株不得用於生產。用測定效力的菌株應有80%能上能下為標準菌株。

生態效應

生態效應有生物拮抗效應和防病治病效應等。蛭弧菌是正常微生物群體成員之一,它可以有序定植於動物體內的粘膜或細胞之間,形成生物屏障。這些屏障可以阻止病原微生物的定植,起到競爭位置和爭奪營養、共生等生物拮抗作用。服用蛭弧菌製劑後,機體能產生生物防禦作用。

蛭弧菌製劑可以顯著提高中國對蝦幼體的變態率和存活率;用於南美白對蝦、南美藍對蝦養殖時,成活率達到99%以上,增產率可達395.60%~382.14%l對嗜水氣單胞菌的裂解率在80%以上,可使由人工感染引起的甲魚、河豚嗜水氣單胞敗血 症的發病率降低85.5%,死亡率降低93.3%,增重率提高16%;對大菱鮃重症出血病的治癒率為98.7%。對弧菌的裂解率為87.8%,對九孔鮑病原性細菌的裂解率為32.4%~87.5%。

製劑的使用方法

應用蛭弧菌製劑于水產養殖時,可將製劑產品根據水質好壞適量施用,一般為每畝1m水深用量為250mL~1000mL。在水產育苗生產中使用時,在不 改變養殖條件和環境條件的情況下,可在苗種密集的水體中,每立方米水體用量為250mL~500mL,浸浴2小時以上。如水生動物腸炎等腸道疾病症狀明顯時,可用蛭弧菌製劑拌餌投喂,每100kg飼料中加入500mL~1000mL,攪拌均勻後將飼料晾乾投喂。拌入蛭弧菌製劑的飼料禁止在0"C以下或45℃以上條件下存放。

— 對蛭弧菌或其作用的影響因素 —

(一)藥物對蛭弧茵生長和吸附的影響

恩諾沙星(Enrofloxacin簡稱EF),是第三代喹諾酮類藥物,已廣泛用於我國水產動物細菌性疾病的防治。由於養殖生產者缺乏科學用藥知識,在進行水產養殖病害防治用藥時,往往超劑量使用恩諾沙星,勢必會影響蛭弧菌的生存。為此,曹海鵬等人研究了恩諾沙星對蛭弧菌生長及吸附的影響。研究結果表明,在固體培養條件下,恩諾沙星對蛭弧菌BDF-H16噬菌斑的產生具有抑制作用,而且隨著恩諾沙星濃度的升高,抑制作用越大I在液體培養條件下,蛭弧菌BDF-H16的增殖濃度隨著恩諾沙星濃度的增高而降低,但10ug/mL恩諾沙星並沒有改變蛭弧菌的生長趨勢;而當在液體培養基中添加沸石時,蛭弧菌的吸附量隨恩諾沙星含量的增加而逐漸降低。

水質因數對蛭弧茵裂解嗜水氣單胞菌的影響

上海海洋大學的錢云云和曹海鵬進行了“水質因數對蛭弧菌裂解嗜水氣單胞菌的影響”研究,結果如下: 1.溫度:在溫度為l 5℃~33℃條件下,蛭弧菌BDF-H16對嗜水氣單胞菌均能裂解,最適裂解溫度為28。C,低溫不利於蛭弧菌對嗜水氣單胞菌的裂解。 2.pH:在pH5.5~9.0的條件下,蛭弧菌BDF-H16對嗜水氣單胞菌均能裂解,裂解活性最高的pH為7.0~7.5,而在pH5.5~6.5和pH8.5~9.0時的裂解活性相對較低。 3.Ca2+:在Ca2+濃度0mmol/L~5.0mmol/L範圍內時,對蛭弧菌裂解嗜水氣單胞菌具有一定促進作用,以Ca2+濃度為0.5mmol/L時的裂解活性最高,而當濃度達10.0mmol/L時,裂解活性開始下降。 4.Mg2+:當Mg2+離子濃度在0.2mmol/L~2.0mmol/L時,蛭弧菌對裂解除嗜水氣單胞菌具有一定促進作用,Mg2+濃度為0.5mmol/L時的裂解活性最高,當Mg2+濃度大於5.0mmol/L時,裂解活性開始降低。 5.NH4+:NH4+濃度對蛭弧菌裂解嗜水氣單胞菌具有一定影響,情況是隨著NH4+濃度的升高,蛭弧菌BDF-H16對嗜水氣單胞菌的裂解活性降低,當NH4+濃度在0.2mg/L時,產斑數目較對照組少23.0%;而當NH4+濃度為0.8mg/L時,產斑數較對照組少64.7%。 NO2-:N02-對蛭弧菌裂解嗜水氣單胞菌也有一定影響。當N02-濃度在0.05mg/L~O.30mg/L時,對裂有一定促進作用,其中以濃度為0.30mg/L時的裂解活性最高,產斑數較對照組高1.6倍,但當濃度在0.5mg/L時,裂解 活性開始下降,產斑數目降低為對照組的50.9%。

蛭弧菌對有益微生物的裂解作用

上海海洋大學的張書俊和曹海鵬還進行了蛭弧菌對有益微生物的裂解研究,利用水產養殖上常用的酵母菌、枯草芽孢桿菌、硝化細菌作為宿主,同時以嗜水氣單胞菌為對照,除宿主菌為硝化細菌的雙層平板沒能形成噬菌斑外,其餘均有噬菌斑產生,但有益菌相對于嗜水氣單胞菌的出斑時間明顯落後,說明蛭弧菌對致病菌的裂解能力強。水中裂解實驗驗證,8天后酵母菌數目 的對數值較起始值下降了0.59,枯草芽孢桿菌數目的對數值下降1.1,而嗜水氣單胞菌下降了2.8。說明蛭弧菌致病的能力比非致病菌強,但也能影響水體中的有益菌存在,因此,在篩選水產用蛭弧菌時,應儘量篩選出對 有益菌無裂解作用的菌株,並以此為篩選標準。

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本期編輯:Young-fight

邵桂元等人作了魚病蛭弧菌的微生態學初步研究,發現蛭弧菌Bds一4等菌株 在4℃~37℃和pH6.0~8.0的條件下, 對點狀產氣單胞菌有形成噬菌斑的能力。李戈強等人經研究指出,蛭弧菌在溫度10X2~35℃和pH6.5~8.1的範圍 內,對河流蛭弧菌均有裂解作用;在 25"12~30"(2和pH6.5~8.1時的裂解作用 最強。馬志宏等人也經過研究認為蛭弧 菌對環境條件的適應性強,對溫度和pH 的適應範圍較廣。

蛭弧菌的除菌效果

秦生巨等人的研究認為,蛭弧菌在河水中21天后,可使不凝集弧菌由 4.46 X 106個/mL降到27個/mL。楊莉等人的研究結果發現,蛭弧菌對鯉魚感染嗜水氣單胞菌的裂解效果,蛭弧菌在5天后使嗜水氣單胞菌的濃度下降了103cfu/mL,9天后下降了107cfu/mL。說明蛭弧菌的除菌效率高。

蛭弧茵的安全性

迄今為止,已有一些報導說蛭弧菌對人和某些動物無害。薛恒平、秦生巨等人曾報導蛭弧菌能夠促進仔雞生長,提高增重率;馮曉英等的研究表明, 在注射0.02mL濃度為8×105pfu/mL的蛭弧菌後,觀察72小時,實驗小鼠全部存活,無任何病態,生長良好;8yrd等人也認為,蛭弧菌對人無致病性。但蛭弧菌對水產動物的安全性尚未進行更多的研究。

— 蛭弧菌的科研現狀 —

(一)國外的研究

自1962年Stolp和Petzlod首次研究蛭弧菌以來,國外學者對蛭弧菌的生態 學和生物學特性等已開展了大量研究。 Shilo等人於1965年就對蛭菌的形態學 展開了研究;其後的Starr等人在蛭弧菌 分子生物特性方面進行了研究;最近的 Lambert、Martin、Nunez、Rendulic等 人在蛭弧菌的裂解機制及其生活週期的 動力學方面取得重大研究進展。 國外學者的主要研究方向有:蛭 弧菌基因及相關蛋白在生活週期中特性與功能,如澱粉酶基因、cya和類crp基 因、MCP基因、絲氨酸蛋白酶和轉運蛋 白、外膜蛋白(OMPS);蛭弧菌種間 變異的研究,如外膜蛋白(OMPS)、 脂多糖(LPS)、16sDNA序列、細胞 大小、形狀、噬菌斑大小、生長能力、 染色情況、對宿主的敏感性等;借助原 子力顯微鏡對蛭弧菌109J裂解宿主的動 力學研究;環境因素對蛭弧菌存活週期 的影響,如重金屬鎘、苯酚、尿素等; 從分子水準對蛭弧菌進行鑒定的研究 PCR引物的設計等。

(二)國內的研究

我國對蛭弧菌的研究起步較晚,但研究進展較快。1979年,我國首次開展了蛭弧菌的研究;研究中發現蛭弧菌對許多動物包括人體和植物的致病菌,如霍亂弧菌、傷寒沙門氏菌、副溶血弧菌、福氏志賀 菌及大腸桿菌、嗜水氣單胞菌、鰻弧菌、溶藻弧菌、螢光假單胞菌等均有顯 著的裂解作用。中國水產科學研究院黃海水產研究所、中國海洋大學、上海海洋大學、江蘇省海洋漁業研究所等單位的研究也證明,蛭弧菌對水產養殖動物中常見的副溶血弧菌、溶藻弧菌等革蘭 氏陰性菌的裂解率可達97.33%。

1981年,我國衛生部將“細菌寄生菌一蛭弧菌的研究” (用生物學方法殺滅EIT0r霍亂弧菌)列為重點研究課題,並於1985年取得重大突破,研究成果獲衛生部科技進步獎。 1982年,司稚東等人開展了蛭弧菌的系統性研究,在生物學特性、培養 保藏方法、生態學及污水淨化等方面取得很多成果;此後大批科研工作者開展了相關研究:如吳承龍等人研究了蛭弧 菌某些生物學特性一形態、對不同宿主菌的裂解活性等;秦生巨、黃文等人研究了蛭弧菌保藏方法一冷凍乾燥法、 4。C營養肉湯液保藏法、-20℃甘油保藏 法;趙孝先等人研究了蛭弧菌在細胞勻漿中增殖一大腸桿菌、大豆根瘤菌(滅 活)、枯草芽孢桿菌(滅活)、酵母菌 (滅活)勻漿液培養蛭弧菌,邵桂元等人研究了蛭弧菌最適培養條件、溫度、 pH值等;楊淑專、李戈強、馬志宏、 楊莉等人分別研究了蛭弧菌對蝦類致病 菌~腸型點狀氣單胞菌、螢光假單胞菌、鰻弧菌等的裂解作用,用注射注解和浸泡感染方式研究蛭弧菌對歐洲鰻細菌性疾病的防治及其水質指標—pH值、 總硬度、濁度、生物耗氧量等。這些研究為蛭弧菌在水產養殖病害防治中的應用奠定了重要理論基礎。

蛭弧菌微生物生態製劑最早是1990 年應用於水產養殖方面,由秦生巨等與江蘇省微生物研究所合作,將它用於養殖珍珠的三角帆蚌的嗜水氣單胞菌病防治上;1991年,又與中國水產科學研究院淡水漁業研究中心合作,將它用於淡水魚細菌性疾病的防治和養殖水體的改良上;1993年,與上海海洋大學合作,將它用於甲魚和河魷魚細菌性防治和水體改良上;1996年,在上海奉賢等地小 範圍地用於南美白對蝦養殖細菌病防治和水體改良上,均取得較穩定,較好效 果。

1991年,南京麥克生物工程有限 公司試製成功蛭弧菌微生物生態製劑, 並按國務院((獸藥管理條例》的規定進 行了小試、中試及臨床試驗等一系列試 驗。

1994年,農業部批准由南京麥克生 物工程有限公司(江蘇巨豹實業有限公司的前身)申報的“蛭弧菌微生物生態製劑”為國家二類新獸藥,同時發佈了《蛭弧菌微生物生態製劑品質標準》。與此同時,農業部批准蛭弧菌為我國獸 用微生物生態製劑生產用菌株。在國際上,我國是繼美國之後第二個批准蛭弧菌為獸用微生物生態製劑生產用菌株的國家。其後又開展了規模化生產技術研 究、應用研究等。

1997~1998年,隨著南美白對蝦的大 量養殖,蛭弧菌微生物生態製劑開始大范 圍應用於水產養殖業。當時有幾家專門仿 制蛭弧菌微生物製劑的公司成立。

迄今為止,我國對蛭弧菌的研究所取得的主要成果可概括為以下幾點:一 是我國建立了蛭弧菌的研究方法;二是發現了蛭弧菌在加熱或氯仿致死的宿主中可迅速、更多地出現噬菌斑的宿主菌中增殖的蛭弧菌仍能感染活的宿主菌, 具有重要理論和實踐價值;三是研究證 實蛭弧菌對動物包括人體和植物的致病菌有裂解作用;四是制定了我國動物用 蛭弧菌微生物製劑的製造和檢驗規程, 建立了動物用蛭弧菌微生物生態製劑國家品質標準等。

但到目前為止,尚有一些問題有待進一步研究。一是蛭弧菌的噬菌機制尚未闡明。二是蛭弧菌生態學研究不夠深入。三是蛭弧菌長效穩定的保藏方法不夠全面。四是缺乏水體污染物對蛭弧菌影響的研究。五是缺乏蛭弧菌合理使用或測水施用的研究。六是有待研究高效 專一的蛭弧菌及其製劑。七是有待加強蛭弧菌製劑的新劑型等。

蛭弧菌是寄生在某些細菌並導致其裂解的一類細菌,最早是由德國的Stolp在土壤中發現的。蛭弧菌的生物學名稱為噬菌蛭弧菌。蛭弧菌是一類專門捕食細菌的寄生性細菌,具有獨特的裂解細菌的生物學特性,能夠在較短的時間內裂解水體中的沙門氏菌屬(Salmonella)、志賀氏菌屬(Shiglla)、埃希氏菌屬(Escherichia)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、歐文氏菌屬(Erwina)、弧菌屬(Vibri)等屬的種類,可將致病菌限制在較低水準上,同時,還可有效地控制養殖水體的COD、硫化物和氨氮存留量。

— 蛭弧菌在水產養殖業的應用前景 —

目前,蛭弧菌已在我國商品化生產,並在水產養殖業中廣泛應用。蛭弧菌在水產養殖業中應用前景十分廣闊。主要用途有:一是蛭弧菌是我國水產養殖動物病害生物防治的一種新工具,利用蛭弧菌控制和減少池塘中細菌性疾病 發生。二是蛭弧菌是水產養殖水體的生物改良劑,利用蛭弧菌對水體中細菌的裂解作用,去除有害於水產養殖動物的致病菌,降低氨氮含量,改善養殖水體環境,減少魚病的發生;與光合細菌合用,還有控制養殖水體的COD、硫化物等作用。三是蛭弧菌是細菌性疾病防治的“活性抗生素”,因為蛭弧菌能裂解一些異養細菌,使養殖水體中的水產養殖動物致病菌濃度大大降低,進而降低了細菌性疾病的發生率。

蛭弧菌微生物製劑作為防治養殖動物疾病起效較慢,所以,一般將其作為預防用途效果較好。其效應最佳期:一是在蝦、蟹幼體開食時期使用,既可以使蛭弧菌在腸壁附著而起到屏障作用,又可以發送動物消化道環境,促進攝食與生長,增強抗病能力;二是在蝦、蟹的快速生長期使用,既能清除環境中的有害細菌,又能消滅動物體內的有害細菌,使蝦、蟹健康生長,降低發病率;三是在蝦、蟹餌料轉換期使用,可以使蝦、蟹安全渡過轉換期,避免致病菌的侵襲;四是在蝦、蟹發病,並經抗生素治療後使用,可以幫助蝦、蟹儘快恢復體質,起到明顯的保健作用;五是當蝦、蟹處在應激狀態時使用,可以起到鎮靜作用,減少蝦、蟹因應激死亡量,特別是能減少颱風暴雨對蝦、蟹的應激影響。

實踐證明,科學使用蛭弧菌微生物製劑,可以起到較好的水產養殖動物疾病防治效果。早期使用能夠保持池塘水體處於良好態,維持水體生態相對平衡,提高菌種培育成活率和魚、蝦的生長速度。一旦發病後再施用,效果就會差一些。如果生產早期連續使用3~4次,池水就會相對穩定,基本上沒有細菌病的發生。

— 蛭弧菌在水產養殖業的應用 —

目前,國內外關於蛭弧菌在水產養殖業上的應用研究多側重於對環境水體的淨化和水產養殖動物細菌性疾病防治兩個方面。

水體淨化

秦生巨等人(1991)在自然河水中加入2.6×103cfu/mL噬菌蛭弧菌Bd81,並觀察水質的變化情況,在48天的觀察期間,水質的溫度與細菌總數明顯下降,而蛭弧菌的含量增加2~7倍,其它理化指標亦有所改變。王麗娜等人(1994)發現蛭弧菌的含量常滯後於水體污染,並且污染後,蛭弧菌可以在較長時間內維持高水準。這一特性可以指示水體污染的新舊及是否遭到連續污染。餘倩等人(1994)對成都市的5條主要河流中的噬菌蛭弧菌進行了調查,發現蛭弧菌普遍存在,且噬菌蛭弧菌的含量與污染程度有關,污染越嚴重則含量越高。

疾病防治

何義進等人對加入蛭弧菌的試驗組與未加入蛭弧菌的對照組進行比較後,發現試驗組成活率比對照組高19.4%~15.5%,未發生暴發性細菌性鰻病。

楊莉等人(2000)用不同濃度的蛭弧菌投入於水族箱中,對鯉用浸泡法進行人工感染氣單胞菌試驗,結果表明,蛭弧菌對嗜水氣單胞菌有較強的裂解作用,對水體中氨氮有一定的降解作用,並對鯉魚感染嗜水氣單胞菌所致暴發性出血病有明顯的預防作用。

黃冬菊等人(2002)在試驗中發現噬菌蛭弧菌對海水中的弧菌有強烈的捕殺清除作用。

陳有長等人(2003)用有益微生物(光合細菌和蛭弧菌混合物)在中華絨螯蟹養殖中發現,試驗組比對照組池塘中的細菌總數呈幾何數量級下降,氨氮、硫化物含量及COD都明顯減少,成活率分別提高了11.3%、13.5%和13.3%,並指出,使用噬菌蛭弧菌的濃度為 10 7cfu/mL和光合細菌的濃度為109cfu/mL均為5mL/m3較為理想。

曾地剛等人(2004)採用噬菌蛭弧菌預防和治療斑點叉尾鯝細菌性敗血病時試驗,結果顯示,在試驗水體中同時加入噬菌蛭弧菌和嗜水氣單胞菌,當水體中的噬菌蛭弧菌濃度達到105/mL以上時有預防效果;採用背部肌肉注射嗜水氣單胞菌的方法,使斑點叉尾鯝感染,然後在水體中加入噬菌蛭弧菌,結果是試驗魚全部死亡,說明噬菌蛭弧菌不能起到治療斑點叉尾鯝敗血病的作 用。

徐琴等人(2006)將球形紅假單胞菌、噬菌蛭弧菌及粘紅酵母用於中國對蝦幼體培育水體,試驗結果表明,與對照組相比,試驗組的成活率、變態指數、 體長均勻增長率、酚氧化酶和超氧化物歧化酶活力均優於對照組。試驗結束後,試驗組比對照組的細菌總數降低了三個數量級,添加噬菌蛭弧菌的組在減少異養菌方面有較好效果。同時用鰻弧菌攻毒,在5天內,對照組的死亡率明顯高於試驗組,試驗組免疫保護率為29.4%~58.5%,以噬菌蛭弧菌和球形紅假單胞菌試驗組最為顯著,使用濃度以2×105cfu/mL為好。

韓韞等人(2005)用從海洋中分離出來的4株蛭弧菌作為生物淨化因數,對16株常見海產品潛在的食源性致病弧菌進行裂解試驗,發現4株同時使用,可裂解15株弧菌,裂解率高達93.9%。

— 蛭弧菌在水產養殖中的臨床應用 —

自1989年江蘇無錫地區首次應用蛭弧菌製劑防治育珠三角帆蚌的嗜水氣單胞菌開始,到目前為止,蛭弧菌微生物製劑已成為水生動物細菌性疾病防治的主要選擇的微生物製劑。經過近20年的發展和研究,我們對蛭弧菌微生物製劑的生態效應和缺陷已有相當瞭解。

安全性與有效性

安全性評價可分為二個部分:一是安全可靠,二是無毒無害。為確保制產品無毒無害,應每批產品腹部注射小鼠3~4只,每只注射量為0.5mL,觀察4天后仍無死亡。如有個別死亡,應將小鼠加倍至6~8只重新試驗。如仍有個別死亡,則該批產品應保留15~20天,然後再用10只小鼠試驗,如仍有個別死亡,則認為安全性試驗不合格。安全試驗不合格的產品不能出廠。安全有效性試驗用嗜水氣單胞菌、副溶血性弧菌、溶藻弧菌等10種以上為宿主菌對所用的蛭弧菌和噬菌體生產的菌株進行效力測定。將宿主菌用適宜的培養基於37。C條件下培養16~18d時,製成懸液,然後用瓊脂層疊法檢測蛭 弧菌、噬菌體對宿主菌的裂解除能力。製品中的蛭弧菌和噬菌體對上述測定的宿主菌的裂解率在80%以上時方為合格產品。如裂解率低於80%,應重新試驗。如重試不合格,則認為該菌株不合格。不合格的菌株不得用於生產。用測定效力的菌株應有80%能上能下為標準菌株。

生態效應

生態效應有生物拮抗效應和防病治病效應等。蛭弧菌是正常微生物群體成員之一,它可以有序定植於動物體內的粘膜或細胞之間,形成生物屏障。這些屏障可以阻止病原微生物的定植,起到競爭位置和爭奪營養、共生等生物拮抗作用。服用蛭弧菌製劑後,機體能產生生物防禦作用。

蛭弧菌製劑可以顯著提高中國對蝦幼體的變態率和存活率;用於南美白對蝦、南美藍對蝦養殖時,成活率達到99%以上,增產率可達395.60%~382.14%l對嗜水氣單胞菌的裂解率在80%以上,可使由人工感染引起的甲魚、河豚嗜水氣單胞敗血 症的發病率降低85.5%,死亡率降低93.3%,增重率提高16%;對大菱鮃重症出血病的治癒率為98.7%。對弧菌的裂解率為87.8%,對九孔鮑病原性細菌的裂解率為32.4%~87.5%。

製劑的使用方法

應用蛭弧菌製劑于水產養殖時,可將製劑產品根據水質好壞適量施用,一般為每畝1m水深用量為250mL~1000mL。在水產育苗生產中使用時,在不 改變養殖條件和環境條件的情況下,可在苗種密集的水體中,每立方米水體用量為250mL~500mL,浸浴2小時以上。如水生動物腸炎等腸道疾病症狀明顯時,可用蛭弧菌製劑拌餌投喂,每100kg飼料中加入500mL~1000mL,攪拌均勻後將飼料晾乾投喂。拌入蛭弧菌製劑的飼料禁止在0"C以下或45℃以上條件下存放。

— 對蛭弧菌或其作用的影響因素 —

(一)藥物對蛭弧茵生長和吸附的影響

恩諾沙星(Enrofloxacin簡稱EF),是第三代喹諾酮類藥物,已廣泛用於我國水產動物細菌性疾病的防治。由於養殖生產者缺乏科學用藥知識,在進行水產養殖病害防治用藥時,往往超劑量使用恩諾沙星,勢必會影響蛭弧菌的生存。為此,曹海鵬等人研究了恩諾沙星對蛭弧菌生長及吸附的影響。研究結果表明,在固體培養條件下,恩諾沙星對蛭弧菌BDF-H16噬菌斑的產生具有抑制作用,而且隨著恩諾沙星濃度的升高,抑制作用越大I在液體培養條件下,蛭弧菌BDF-H16的增殖濃度隨著恩諾沙星濃度的增高而降低,但10ug/mL恩諾沙星並沒有改變蛭弧菌的生長趨勢;而當在液體培養基中添加沸石時,蛭弧菌的吸附量隨恩諾沙星含量的增加而逐漸降低。

水質因數對蛭弧茵裂解嗜水氣單胞菌的影響

上海海洋大學的錢云云和曹海鵬進行了“水質因數對蛭弧菌裂解嗜水氣單胞菌的影響”研究,結果如下: 1.溫度:在溫度為l 5℃~33℃條件下,蛭弧菌BDF-H16對嗜水氣單胞菌均能裂解,最適裂解溫度為28。C,低溫不利於蛭弧菌對嗜水氣單胞菌的裂解。 2.pH:在pH5.5~9.0的條件下,蛭弧菌BDF-H16對嗜水氣單胞菌均能裂解,裂解活性最高的pH為7.0~7.5,而在pH5.5~6.5和pH8.5~9.0時的裂解活性相對較低。 3.Ca2+:在Ca2+濃度0mmol/L~5.0mmol/L範圍內時,對蛭弧菌裂解嗜水氣單胞菌具有一定促進作用,以Ca2+濃度為0.5mmol/L時的裂解活性最高,而當濃度達10.0mmol/L時,裂解活性開始下降。 4.Mg2+:當Mg2+離子濃度在0.2mmol/L~2.0mmol/L時,蛭弧菌對裂解除嗜水氣單胞菌具有一定促進作用,Mg2+濃度為0.5mmol/L時的裂解活性最高,當Mg2+濃度大於5.0mmol/L時,裂解活性開始降低。 5.NH4+:NH4+濃度對蛭弧菌裂解嗜水氣單胞菌具有一定影響,情況是隨著NH4+濃度的升高,蛭弧菌BDF-H16對嗜水氣單胞菌的裂解活性降低,當NH4+濃度在0.2mg/L時,產斑數目較對照組少23.0%;而當NH4+濃度為0.8mg/L時,產斑數較對照組少64.7%。 NO2-:N02-對蛭弧菌裂解嗜水氣單胞菌也有一定影響。當N02-濃度在0.05mg/L~O.30mg/L時,對裂有一定促進作用,其中以濃度為0.30mg/L時的裂解活性最高,產斑數較對照組高1.6倍,但當濃度在0.5mg/L時,裂解 活性開始下降,產斑數目降低為對照組的50.9%。

蛭弧菌對有益微生物的裂解作用

上海海洋大學的張書俊和曹海鵬還進行了蛭弧菌對有益微生物的裂解研究,利用水產養殖上常用的酵母菌、枯草芽孢桿菌、硝化細菌作為宿主,同時以嗜水氣單胞菌為對照,除宿主菌為硝化細菌的雙層平板沒能形成噬菌斑外,其餘均有噬菌斑產生,但有益菌相對于嗜水氣單胞菌的出斑時間明顯落後,說明蛭弧菌對致病菌的裂解能力強。水中裂解實驗驗證,8天后酵母菌數目 的對數值較起始值下降了0.59,枯草芽孢桿菌數目的對數值下降1.1,而嗜水氣單胞菌下降了2.8。說明蛭弧菌致病的能力比非致病菌強,但也能影響水體中的有益菌存在,因此,在篩選水產用蛭弧菌時,應儘量篩選出對 有益菌無裂解作用的菌株,並以此為篩選標準。

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