第十届世界华人虾蟹研讨会专题:上海海大群英荟萃,虾蟹产业的病害危机是否触碰到你的神经
2016-09-03当代水产程纯明李欣瑶微信公众号tsfish
■ 《当代水产》程纯明 李欣瑶 文/图 [ 微信公众号:tsfish ]
第十届世界华人虾蟹研讨会专题:上海海大群英荟萃,虾蟹产业的病害危机是否触碰到你的神经
■ 《当代水产》程纯明 李欣瑶 文/图 [ 微信公众号:tsfish ]
2015年,全国水产品产量6,699万吨,其中养殖产量占76%。全国虾蟹产量412万吨,其中虾类产量303万吨,河蟹产量为82万吨,虾蟹类总产值达2,000多亿元。产业发展的同时,也伴随着问题的产生,包括良种繁育体系的健全、养殖技术的创新和提高、一级专用配合饲料的研发等。为了解决这些问题,虾蟹产业的志士同仁一直在不断研究改善。
2016年11月12日,在上海海洋大学临港校区,第十届世界华人虾蟹养殖研讨会如期举行,超过600名水产从业者与会。从1998年至2016年,世界华人虾蟹养殖研讨会已经做到第十届,从第一届200余人,到现在超过600人,会议规模不断壮大,参与虾蟹产业的人也越来越多。
对于虾蟹产业的现状、问题以及发展方向,中国科学院水生生物研究所研究员桂建芳院士、中国科学院海洋研究所研究员相建海、中山大学教授国家虾产业技术体系首席科学家何建国、比利时大学教授Gilbert Van Stappen、上海海洋大学教授成永旭、中国水产科学研究院黄海水产研究所研究员李健、台湾大学教授陈秀男、华中农业大学教授顾泽茂、苏州大学教授蔡春芳、宁波大学母昌考等多位重量级专家学者,就虾蟹的种质遗传、生物技术、生态养殖、饲料营养、病害防治等方面分享了研究进展和成果,给了与会者不少惊喜。
其中,笔者选取了台湾大学教授陈秀男对于全球养虾产业管理技术的见解、台湾成功大学罗竹芳教授关于虾类白斑病毒的研究,和南京师范大学王文教授关于虾蟹新型病原螺原体的分析报告,苏州大学蔡春芳教授对河蟹养殖管理中的几个误区及“水瘪子”诱因分析等报告做了完整报告笔记与大家分享。
台湾大学教授陈秀男博士:“疾病绝对不是导致虾类养殖大量死亡的主因!”①
首先我想跟各位报告一下,我曾经是OI的亚洲代表,所有关于养虾的疾病,包括病毒、细菌都很了解。对于白斑病毒等对虾疾病,在全球的传播和分布非常广,我觉得不应该作为一个贸易管制的项目。这些病害被列为贸易管制的项目,对亚洲的伤害最大。所以,我个人非常反对将抓出来的虾列管,每一次进行贸易时,都需要逐批检验,我觉得这是不对的,而且我认为这些病并不是对虾养殖最应该关注的。
做疾病研究的人,很容易把鱼虾的死亡归咎于疾病上面,正确的方式应该是从各个方面去推敲和研究病因。疾病分为病原性疾病和非病原性疾病两种,不应该混为一谈。
第十届世界华人虾蟹研讨会嘉宾合影
我跟大家分享几个经验。第一个是十几年前台湾的鲍鱼面临大量死亡的困境,当时我们花费大量时间和人力物力在研究,有些说是病毒,有些说是孢子虫,都没有用。现在我们在鲍鱼上有了彻底的解决,主要是应用外来的品种进行交配,让现在台湾鲍鱼的养殖能恢复过来。该例子说明,疾病并不是能完全主导产业的发展。
第二个事情是我的经历。我曾经是正大卜蜂的总顾问,后来去了印尼的一个虾场。这个虾场差不多有5万hm2,最近这个虾场开始关门,起码关掉1万hm2。但在印尼的其它地方,在海啸之后开始关注环境,现在也发展得很好。
全球的养虾事业不断扩展,在养殖过程中所出现的大量死亡都是局部的。我举个例子,台湾在1987~1988年,草虾养殖盛极一时,但在1988年,短短的1年时间,年产量就下滑到前一年的1/5,整个东南亚都非常恐慌,很多专家来研究这个问题。在我的工作报告,讲述的主要就是环境的原因。
所有的养殖环境在经过多年养殖之后,都会发生变化。所以在之后的时间里,类似台湾草虾的例子,后来陆陆续续都在印尼、泰国、印度,这些所有的对虾养殖区不停地发生。但这些我认为都是局部的。
2008~2014年,据全球粮农组织统计的数据显示,全球对虾养殖产量每年生产平均5.14%,养殖白虾产量每年成长平均8.15%。据2014年的数据显示,全球养殖的虾类占全体水产养殖产量的6.21%,产值占全球水产产值的14.73%,这个产值非常大。而中国的对虾养殖产量在2014年也占到了全球的37%,达到153万吨。中国养虾产量是最多的,但这并不是一件好事。因为这是以环境为代价换来的,所以,如何维护好环境显得更加重要。
在养殖产量上,中国对虾养殖产量占到了37%,而东南亚占到了41%,所以,几乎有80%的对虾产地全部都在亚洲,而在中美洲南美洲只有20%多,亚洲对虾的养殖非常重要。
据估计,2016年全球的对虾产量将达500万吨,其中白虾养殖占比80%,这与其生活习性有关,因为生态环境最适合白虾的养殖,相同的环境下,白虾的产量远远高于其它品种。
从这几年的数据上看,对虾养殖的产量是往上走的,但是因为对虾投饲的问题,我们需要实时关注环境的变化。据全球粮农组织统计的数据,在2015~2018年全球养虾产业年成长率高达4.2%。目前虾类养殖产业中重要的议题是什么?首先是疾病,二是种苗品质和育成率,三是生产成本,四是无带原种苗,接着是产品品质、国际市场价格、环境控制和饲料品质。
那么产业在乎的到底是疾病还是大量死亡?对虾之所以发生大量死亡,仅是因为疾病吗?其实原因包括种苗品质、病原物质、养殖环境、气候、营养饲料和管理,其中种苗是很重要的一环。
现在有很多人盲目地认为疾病是对虾养殖业最大的困扰。但是实际上,对于虾的死亡,我们不能只将思路放在虾病上,而忽略了种苗品质、产品品质、环境控制与饲料品质等更重要的问题。
疾病病原不能等于大量死亡,把疾病视为大量死亡的解答,是不对的。在对虾感染疾病后,环境恶化导致感染率提高、虾体健康失调罹病率提高、对虾生理机能失调紧迫提升,都会导致对虾大量死亡,而单纯因为疾病导致的死亡占有的比例很小。
每一次大量死亡的背后,都是对管理策略失当无情的反扑。把疾病(病原)的存在视为大量死亡的唯一解答,忽略引发疾病的真正原因,不重视其它方面的因素影响,不但无法降低疾病危害,反而助长大量死亡的威胁。
早期,OI列出的各种甲壳类疾病、病原与治疗方法,包括弧菌、真菌、IHHN病毒(黄头病毒)、IMNV病毒、立克次体、桃拉病毒、白点病毒、MrNV病毒的感染,这些疾病都无法用药物来治疗。
台湾大学教授陈秀男博士
所以,我觉得这些甲壳类病原不是绝对的病原,需要做的是控制,一定要从动物流行病学和病理学与病原性出发去研究,看看病毒是否把虾体内的细胞、肝胰脏全部都破坏了。如果没有弄清楚这些,把疾病感染当做主轴,就无法有效解决养殖现场的问题。
例如白斑病毒,现在白斑病毒感染的虾会不会3天死亡,白斑病毒是否是大量死亡的元凶,SPF为什么失效?
我觉得对虾的身上肯定没有绝对病原,绝对病原应该是感染上就一定会死亡,而在虾的身上还不存在。下面我用几个例子来说明。
第一个是感染白点病毒的虾是否是3天就会死亡。正常的虾池里,感染3天就死亡很不可思议,总有白点病感染的健康活虾存在,如果感染后3天必定死亡,那虾池里还有活虾吗?
目前的对虾方面的病毒,在入侵宿主后,要看养殖虾体的健康状况,如果对虾生理机能良好,免疫系统健全,生活环境优良,健康状况良好营养充足,那么病毒的遗传物质只是隐藏在宿主染色体中,对虾虽携带病原但不发病,能够存活下来,反之,病毒会在对虾体内繁殖,对虾发病死亡。
我觉得SPF的有些理念是缺乏科学逻辑的,养虾竟然要架设鸟网,不让鸟的粪便污染,这太离谱、太无逻辑。现在白斑病毒在全球到处都有,这就是做SPF失效的原因。2016年有东南亚与印度对养殖白虾上市产品抽检后发现,各地养殖白虾均难以隔绝病毒感染的困扰,甚至有超过35%以上样品同时有4种病毒感染。这些年来,印尼与印度都是全球重要的养殖白虾生产国,每年的产量都在提升,如果感染白点病毒必定死亡,那这些国家的白虾产量又从哪里来?这个没有科学逻辑,而是养虾的逻辑。
第二个例子是,“1987年台湾草虾大量死亡事件”到1993年的研究发现的结果,排除是病毒造成的,而环境恶化导致弧菌滋生才是真正导致1987年台湾草虾大量死亡的主因。1993年,由台湾宜兰与台南罹病池水中分离出的弧菌种类与百分比,当年结果发现,罹病虾池中总弧菌量占水体中总菌量的74.6%。
对于这几年出现的早期死亡综合征或称之为急性肝胰腺坏死综合症,2009年在中国大陆首度传出疫情,之后在许多亚洲国家的草虾及白虾中接连发生大量死亡,尤其以中国、越南、马来西亚和泰国的疫情最为严重。目前的研究认为EMS是受到变异菌株的感染所致。其实,在1993年的时候,我们的报告就已经提到在东南亚已经有早期死亡综合征病症的发现。所以,这几年,很多人说EMS是新的疾病,其实没有什么新的疾病,一直是旧的。
对于弧菌,很多人都在谈怎么去诊断水体中的弧菌含量。但感染弧菌目前尚无有效的药物治疗,所以预防比诊断更重要。
第三个案例是,SPF虾苗可以降低疾病感染的风险?这没有科学逻辑。SPF在全球的行销是失败的,包括在台湾。2006年,台湾水试所研究计划及成果发现,放养SPF虾苗仍然不能保证虾池不发病,因为室外养殖池若无隔绝设施,必须事先营造SPF的环境养殖,然后再放养SPF虾苗,才能确保SPF虾苗不染病。
据2013年台湾科发基金补助计划成果报告显示,目前台湾SPF白虾养殖的生产体系已完全瓦解,几乎所有的养虾业者对放养SPF虾苗都已完全失去信心。
SPF虾苗可以在生产阶段隔绝垂直感染的风险,但在没有绝对病原的条件下,可以说,SPF种苗生产时没有实质意义,它只是利用节检技术,作为提高虾苗售价的商业策略及降低跨国贸易障碍的手段。因为在养殖过程中,无论在温棚或室内养殖场或是在室外养殖池,都没有办法隔绝空气、水源及动物的传播,没有办法做出所谓的SPF虾苗。
但SPF对于基因研究和家系的选育是值得肯定的。为了降低病原感染的风险,很多人在虾类病毒疫苗、特定疾病基因筛选种苗、基因养殖种苗、SPF种苗、病原快筛试剂等方面都做了很多工作,这些对于环境的可持续以及食品安全存在一定作用,但是在减少对虾大量死亡上是否有成效,答案是没有。
那么如何降低对虾养殖大量死亡的风险?环境平衡是成功量产的关键,包括养殖密度、水质与底质管理、藻类与浮游动物以及多样化微生物。
如何营造安全虾类养殖环境。首先是建立危害指标,包括多样化水质指标评估标准,以氧化还原电位建立底质评估指标,总菌量评估指标,总弧菌与总生菌评估指标;二是生物制剂应用技术,包括在特定需求有益生物量产技术,适合虾类养殖环境藻类培育技术和针对生产条件差异建立生物制剂应用模式;三是水质与底质调整技术,包括生产条件与设备的改善,针对差异性建立适合的环境管理作业模式,天然无毒性水质与底质稳定产品的开发。
健康的养殖生物是提高对虾产量的基础,这要求虾体是健康的种苗,拥有健全的生理机能,还需要有优质的营养与适宜的环境。至于如何才能生产出健康的虾苗,体现在选种、育种和生产3个方面。尤其在生产环节,需要在虾苗阶段头尾机能性液体饲料,建立环境耐受度及活力指标,作为虾苗的筛选标准,在出售时,以可自行摄食的虾苗(PL9~12)为出货标准。因为只有到PL9,虾苗的肠道才会饱满。近年来许多虾苗生产业者为了求降低成本,蒙混尚未能进食的虾苗以提高虾苗成交数量,让终端养殖业者产量降低,严重威胁整体产业。
此外,在对虾生理与免疫调控策略上还需要关注机能性微生物制剂、生理与免疫调节物质以及全方位的饲料策略,才能有效提高对虾的产量。
尤其在饲料策略上,随着虾苗放养阶段的不同,养殖虾类对环境、营养与免疫的需求也与日俱增,在池塘整理,放苗前期养殖、养殖中期以及育成养殖阶段,对水质底质、微生物与藻类平衡、生理机能提升、强化免疫系统以及促进生长的营养配方上的需求都有所差异。
在不同的养殖阶段,应该用不同的测验交互应用有益微生物、免疫调节物质、藻相营造、机能性生理及天然水质改良产品,来降低对虾大量死亡的冲击,提高养殖效益。最后,还需要用科技化来促进养虾产业的发展,例如资讯科技产业整合、新式生产技术开发结合绿色能源应用降低碳排。
未来虾类产业的发展方向一定是从整合性审理与免疫调节技术、机能性饲料营养管理技术、环境管理与有益微生物应用策略、健康虾苗遗传育种技术及科技化养虾产业的发展这几个方面展开。
台湾成功大学教授罗竹芳:虾白斑病及急性肝胰腺坏死症的研究进展②
台湾成功大学教授罗竹芳
未来育种是很重要的趋势,生态养殖也是一个标杆,但是我们还是遇到很多新的疾病的困扰,包括已存在的疾病如对虾白斑病,及新兴疾病如虾急性肝胰腺坏死症。选育抗病虾有一定的对策,但必须先了解其致病机理,按部就班去做选育,这需要很长的时间。
而当新兴的疾病发生时,作为学界,我们有义务尽快找出致病原,积极进行控制疫情的研究,协助生产出有用的物质,帮助虾去对抗疾病,同时选育优良的种苗,并做好生物安全防护及维持生态平衡来应对。
我今天主要是根据这些来跟大家分享抗白斑病草虾家族的选育过程及对有关急性新兴疾病的对抗的一些研究成果。
大家都知道白斑病从1992年就开始肆虐,对全球养虾产业造成很大的损失。2011年以前,在莫桑比克的马达加斯加还未受到白斑病的感染,不幸的是在2012年全部受到白斑病的感染,当时引起很大的轰动,因为这里本来就是非疫区。白斑病毒的入侵导致当时该区域的对虾产量马上降到不到原来的1/10。
2012年,在马达加斯加的mda附近就开始有白斑病的产生,在这里有非常多的养殖场,因此他们很担心病毒从南向北扩散。大家都在想到底要怎么去防御。
我从1995年开始研究白斑病毒至今,但对于这个疾病一直也没有很好的控制措施。但是在最近这几年中,在综合很多研究者和我自己的经验,发现虾在遇到逆境的时候,反而会开启病毒基因的增殖,所以我常常说,一旦有加倍病毒基因感染的时候,其实虾就是一个战败者,因为它的免疫基因已经被攻破。这也是为什么我的策略是不从免疫的途径走,而是不让病毒的关键基因存在,也就是说我要找病毒的关键基因有缺陷的虾,来做选育。
大家都知道ROS,也就是活性氧物质,包括人的一样,每当有病毒入侵的时候,我们的细胞就会产生ROS,来靶定病毒进行消除。
可是我的这组数据呈现出来的是,在白斑病毒感染到虾细胞的时候,2小时就会入侵活性氧物质ROS,6小时后ROS就被移除了。
为什么白斑病毒能够移除活性氧物质?我们经过代谢体的研究发现,虾在受到白斑病毒感染的时候,确实会很快就产生ROS,造成氧化压力,这种情况下,病毒是不能增殖的。
但白斑病毒也不会坐以待毙,它会改变代谢路径,改到磷酸五碳糖的路径。一旦它产生PKI,它就会产生很多的抗氧化物。有了抗氧化物,就可以消除氧化压力。一旦细胞回到氧化还原态势的时候,病毒就马上可以增殖。
其实白斑病毒是利用了一些癌症细胞的反应路径来消除活性氧化物。病原体一旦进来,我们的细胞很快就会作出反应,不让病原体使用,建立防御机制。一般,在正常的细胞里面,可以看到细胞内外都有游离的铁离子,这个时候在细胞内的铁离子是一个平衡状态。如果有病原菌进来,细胞会很快锁住铁离子,不让病原体细胞进行增殖。但在白斑病毒感染虾细胞时,会咬住脱铁蛋白,锁住细胞内游离的铁离子,让细胞内有很多的游离铁离子给白斑病毒使用,因为很多DNA的复制都需要这个铁离子。只要病毒的这种蛋白质产生,虾就一定会死亡。
我们还发现,白斑病毒可以产生一种仿DNA蛋白质,欺骗系统,让DNA上没有相关的保护机制,达到瓦解虾体染色体的目的。
虾体一直努力对抗病原体,但病原体太过强大,到底要如何介入虾和白斑病毒的军备大赛,才可以帮助对抗病原体?
我想到了育种。3年前我就申请建立了一个遗传育种中心和疾病控制中心,我要做的育种是草虾和斑节对虾。
之所以选择了斑节对虾,是因为该品种还有很多需要我们突破的问题,而且有其他学者的研究作为基础。我没有办法从加强它的免疫做起,因为这些工作可能需要十几年或是几十年。我的逻辑和策略是不让病毒在虾体内增殖,如果病毒没有办法增殖,也就不能产生那些侵害虾体的东西。
所以我需要做的是筛选病毒可以增殖复制的关键基因。我选择的是虾在25℃和32℃水温的情况下来做实验,这个水温分别是病毒会增殖和不会增殖的温度,来找病毒的关键基因。
水温在32℃~33℃时,白斑病不会爆发,不会在虾体内增殖,但将虾转移到25℃的水体中,白斑病就会马上爆发,这说明病毒不是被杀死,只是隐藏起来。因此我推测,在32℃的时候,虾体是有抑制病毒的物质存在,存在一些关键的蛋白质,让病毒没有办法增殖。
我将这两组试验的虾进行切片观察,发现这两者的差异。可以明显看到,32℃的时候可以明显看到有物质可以抑制病毒的增殖。
就是从这些方面,我做了第三代的虾的基因表现的分析。我们先看看可以抗病毒和不能抗病毒的虾的基因表达,通过比较,我可以找到对抗病毒的样式。找到这些,我就开始对这些种群的虾进行采集,再让他们变成很多的家族。我是希望在不同的族群内采集,拥有基因的多样性。例如在非洲,我们就通过采集种虾和虾苗来做研究。
这些采集的活虾样本生产出来的虾,我们只清楚母虾来源,公虾不知道,因为我们是将母虾跟十几只公虾放到一起的。如果生产出来的虾具备抗病毒因子,我们再回溯去做亲子鉴定。这是其中的一个例子。
对于这些实验,我把这些基因放到一起,红色代表抵抗力强的,绿色是易感的虾。这些红色的基因就是我需要找的,是缺失的基因,但并不影响虾的生长,我们叫做抗病毒家族。
通过几百组的虾进行实验研究,我们只筛到4组抗病毒家族,分别是F0,F7,F54,F59,其它的抗病毒家族还在继续筛选。
以此我们成功建立了抗病筛选平台,目前已经有4个白斑病家族。对于这4组我们在室内以循环清水由虾苗养到产卵,其中F0和F7已经产出第二代,验证出它的抗病力具有可遗传性。
由实验结果推测抗白斑病形成是由一显性基因(R)所控制,符合单基因遗传病法则。目前利用GBS来从事抗病毒家族DNA markers的开发。
我们知道,种源培育中心建立养殖虾品系是高阶的生物安全等级,种虾量产是属于高中阶生物安全等级,虾苗企业属于中阶生物安全等级,虽然苗场如果没有了种虾可采购,但还是需要注意生物安全问题。因为一不小心,可能你所有的种源都没有了,最后实际市场销售的部分。
在具体的实践上,我们这批虾生产出来后会进行试营运销售,让大家去打分数。我们是在盐度33‰的水中养殖,甜度和口感都非常好。
另外,我还讲一些新兴疾病的部分。不是所有的副溶血弧菌都是致病的。在对虾进行感染时,有人说为什么用这么高的浓度感染虾?因为在爆发的时候,水体内也没有这么高的量,难道还有其它的介入吗?是的,我们经过外塘的试验发现,在下雨的时候,它的含量会剧增。
我们根据先前发表的成果为基础,研发抗AHPND的策略。对爆发基因进行分析之后,我们发现,如果有酶解菌,水体中弧菌浓度很高才会爆发弧菌,但这需要的乳酸菌也很高,剂量是个很大的问题。如何能够在无氧的环境下,能够有足够的氧气来对乳酸菌做保护,这是研究的关键点,所以在这方面我们也做了很多试验,查看发病的浓度。
南京师范大学教授王文:虾蟹新型病原——中华绒螯蟹螺原体趋化性的初步研究③
中华绒螯蟹螺原体我们团队经过近20年的研究确定的一个水产新型病原,实验室围绕这方面做了大量工作。
螺原体是在上个世纪70年代被美国人发现的,最初是作为植物的柑橘和玉米非常重要的致病菌被发现和分离出来。后来,我们在研究河蟹“颤抖病”时发现致病菌与螺原体非常相像。后来,经过免疫学、分子生物学及微生物学的鉴定,最后命名了新种,这也是国际上首次在水生甲壳动物中发现螺原体。
近年来除河蟹外,在克氏原螯虾、南美白对虾、罗氏沼虾及最近的日本沼虾都有螺原体的感染,所以看来螺原体特别喜欢甲壳动物,而且它感染虾蟹的组织特异性表现得非常明显,为什么会有这种组织特异性?这正是本研究所要探究的。
先简要介绍下虾蟹螺原体的特点,我们发现虾蟹并不是通过消化道感染的螺原体,而是通过表皮和腮进入到虾蟹血淋巴系统,而血细胞是螺原体重要的靶细胞,螺原体进入血液后被血细胞吞噬后,非但没有被消灭掉,反而在里面形成一个滋生场所,大量滋生后再散出去侵染别的细胞。它的侵染有非常的特异性,侵染所有结缔组织里而不侵染上皮组织,这也是为什么虾蟹发病早期并不表现颤抖,而是表现无力、不食,到了后期病原大量侵染神经组织,大概10~15天开始发病,表现为附肢的颤抖,这在河蟹发病过程中表现的非常明显。
而且我们经过后期的研究发现螺原体侵染的组织都是富含磷脂的组织,我们思考这种嗜神经性的机理是什么?这个病原有什么特点?它为什么要往这种富含磷脂的组织去?这也是我们本课题要研究的内容。
我们用人工回感模拟了河蟹颤抖病症,为什么会颤抖?就是因为神经侵染了大量的病原,在电镜照片中可以看到病原集中在神经组织及神经和肌肉接头的地方,这些组织学和超微病理学证据揭示了河蟹附肢会颤抖的原因。
还有一个很有意思的现象,除了甲壳动物,我们把病原接触到新生的乳鼠颅内,2~3个月后,小鼠会产生白内障,这种白内障的特点也就是一种嗜神经性。我们把病原接种到鸡胚里,在发育后的鸡胚脑部神经组织中有大量的病原,也就是说螺原体的这种嗜神经性不仅表现在无脊椎动物,而且还表现在脊椎动物。
螺原体有几个大的特征,第一,它形态非常微小,能透过200nm滤膜,这也是很多人一开始认为颤抖病是病毒的原因之一,因为这个病原非常小;第二,无细胞壁;第三,它具有独特的螺旋形态;第四,非常重要的特征流动性,它具有运动能力。
南京师范大学教授王文
螺原体能在一些有黏性的介质中快速游动,如0.8%琼脂和0.6%甲基纤维素,平均游动速度为5μm/s。我们思考它游动是不是有方向性?它有一个头大,一个头小,小头尖端我们称之为Tip结构,一般它都是连着Tip结构在游动,但是游动并不是向着一个方向,有时会来回,这个现象就叫反转运动。而在具有趋化性的细菌里面,一个典型的特征就是反转运动。它由于受到浓度物质梯度的影响。螺原体具有反转运动和强烈的嗜神经性,我们推测其是否具有趋化性?我们进行了毛细管实验。
毛细管实验就是把里面小离心管中放上毛细管实验的液体,里面含有螺原体,把引诱剂放在枪的枪头位置,插在里面。过一段时间后统计进入到枪头里的菌,如果有吸引作用的话,细胞就会往里面去。通过这个实验我们发现氨基酸、糖和磷脂对螺原体都有一定的吸引力,而吸引力大的就是糖类和磷脂。
我们设计一个实验更直观得去看到它怎么向含有引诱剂的地方去?叫琼脂滴实验。把盖片和载玻片之间加上液体,而液体的中间含有引诱剂,然后再把含有螺原体的液体加在里面,中点的引诱剂就会在液体里向周围扩散,不同地方的浓度会有差别,统计不同浓度区域间4mm之间的行为有什么差异,可以看出在葡萄糖、丝氨酸、脯氨酸、甲硫氨酸不同的引诱剂下它的运动能力。而它在0.5mm、1mm、3mm之间行为是完全不一样的。这是表明螺原体具有寻找合适化学物质浓度的能力。
另外,还做了一个是捆绑实验。为了拍摄捕捉螺原体是如何在含有引诱剂里面游动的。有一端稳定一下,另外一端让它游动,游动的情况下可以看到它有一种很奇怪的现象,上去下来是一个伸缩,它在一定时间内,1秒到2.3秒时间内有两次分,就是上去下来再上去下来,这就是反转运动,这个特征就是典型的趋化性特征。
再者,我们发现在有氧情况和无氧情况下是完全有差异的,在无氧情况下趋化性更强,无氧条件下来回的反转运动明显比有氧情况下要多。大肠杆菌研究的很透彻,这个是引诱物质,大肠杆菌在进行寻找过程中,它也是反转运动来回的去寻找。大肠杆菌是有鞭毛,鞭毛可以引导大肠杆菌运动,而大肠杆菌的鞭毛有双组份系统,由于组氨酸激酶的变化来引导ATP酶,来引导鞭毛运动,从而推动菌体游动。
但河蟹螺原体我们做了它的全基因组,没有发现双组份系统,也就是没有发现可以分管趋化性的基因组份,那么是不是有一种新的独特的趋化机制呢?所以这个是非常值得深入研究的,因为这是一个比较新的、独特的细菌病原。所以,后期的工作还需要我们进一步的深入。
简单做一个小结,首先是中华绒螯蟹螺原体具有寻找最合适的化学物质浓度的能力,所以具有趋化性;第二,螺原体对磷脂类物质有较高的亲和力,这可能是为什么螺原体特异性寄生于脊椎动物和无脊椎动物的神经及结缔组织中的原因;第三,它的趋化性能力基于反转运动和氧气条件,反转运动就是其趋化性行为;第四,螺原体基因组中无双组份系统,它可能具有与传统不一样的双组份系统。这个工作是我的学生分别在南京师范大学和日本大阪大学完成的。
苏州大学教授蔡春芳:农药、菊酯泡塘是“水瘪子”病的重要诱因④
我原来是做动物营养与饲料方面的研究工作,但在饲料推广的过程中,发现养殖上存在很多问题,制约了饲料的推广、应用和效果体现。在塘口跟踪过程中,结合塘口出现的问题进行相关研究,此次关于养殖方面问题的报告,就是在此基础上完成。
养螃蟹的池塘里都种了草,谈养殖就不得不提水草,关于水草,以前普遍流传的一个观念是种草要覆盖60%。那究竟水草养殖品种,是几个品种的草单养好,还是几种草混养更好?还有一种观点认为伊乐藻耐高温,所以要几种草混养。另外,要怎么肥水?很多人都接受肥水对养殖有好处的观点,但水草长得好的时候是不肥水的。在我看来,这些问题都是不全面的。
首先,要搞清楚养螃蟹为什么要种草?我做了很多塘口的调研,实验室也做了相关的研究,将水草的功能和负面效应归纳为以下几点。
水草的功能主要有以下5点。第一,螃蟹要脱壳,它脱壳时需要一个隐蔽物;第二,需要康复,有水草的话螃蟹可以进行立体分布;第三,水草光合作用产生氧气;第四,水草净化水质;实在没有饵料吃的时候,水草也可以用来充饥。
但水草是利弊相依的物种,也有负面的作用。光合作用会消耗大量的二氧化碳,导致pH升高,pH升高和光合作用会同时发生,高溶氧、高pH值必然也是同时发生;再者,水草和硅藻相互竞争,两者都是植物,都需要光合作用,都会消耗营养成份。所以水草长得好,硅藻就长不出来,水质就清;另外,水草白天是光合作用,到了晚上则会耗氧。
如果水草长到老龄化或长到水面后,覆盖在水面上形成光合作用,只在水的表层进行作用,水底下就没有氧气。因为风浪本来可以把表层的溶氧带到水底,但像这种情况下风浪打不起来,所以水底是严重缺氧的。虽然水草看起来长得很好,但池塘却处于缺氧状态。
刚才提到过,水草长得好硅藻就长不出来。如果水比较肥,一定要在水草上找原因。可能是什么原因导致水草活力不行,净化水质能力变弱。或是水草长出水面,寿命终止,所以造成水浑浊。当然,如果像一堆一堆的伊乐藻的长法,旁边还会长出水草。因为伊乐藻长在池塘,水质比较干净,底下有光照,旁边就会不断有水草长出来,而且通风条件比较好。
如果一堆一堆的水草生长方式,光照效果较好,会有水草长出来,那为什么硅藻还会长出来?像这种情况下,往往是因为水打了除草剂,除草剂对水草是有影响的。打除草剂后,水草从表面开始衰败,表面上的细胞开始腐烂,然后慢慢萎缩沉下去,最后演变成一潭绿水。若养殖户太勤快,割草的时候一次性全部割完。割完后整个池塘的水草都是受伤的状态,净化水质能力比较弱,需要时间恢复,硅藻就会趁机长起来。
很多人错误的认为,养大闸蟹的池塘里不能有藻。但杀藻会影响水草,刚割过草伤口还未愈合,就进一步杀硅藻,导致水草彻底地萎缩,像这种情况下,水底溶氧很低。不舍得割草,在晴天中午的时候,水底的溶氧很多是不到2毫克。
总结一下,究竟种什么草好?从调研的结果来看,常用的3种水草都可以高产、高效,只要从水草的功能出发,满足水草的功能,避免水草的不利影响。
水草的不利影响有哪些呢?第一,伊乐藻是不是耐高温?不!伊乐藻是高温季种的,长出了水面,如果导致水底缺氧,缺氧造成烂根,症状无法看出来。如果根部黑掉,烂根后从水底浮上来,几天后就彻底崩溃。
第二,水草是不是越多越好?满足它的功能,避免它的不利影响。水草太多的话,尤其覆盖率达到60%~70%,但若水草很矮,整个生物量比较少,晚上耗氧比较少,也没有问题。
第三,水草长势缓慢是不是因为肥力不够?水草主要从根部来吸收营养,长势不好的情况,应该从光照等各方面找原因,而不是光靠肥料。如果长势不好就归结于施肥施不上去,使硅藻长出来,透明度更低,这样对它生长不利。
苏州大学教授蔡春芳
第四,水要清才能养出大闸蟹?一味地要保证水质清澈见底、透明度高,这种观点也是错误的。其实硅藻长出来,是因为水草活力不好。硅藻几乎是所有水产动物的“母乳”、“开口料”,所以不要看到硅藻就很紧张。是蓝藻太多,藻类种类较单一,有害藻类比较多的情况下需要进行调整。一般情况下藻类是混合的,有益的藻类占优势。
第五,注意用除草剂来清除池塘的杂草。还有割草不要太勤快,一个池塘无论是100亩还是10亩,割草不要一次性割完,至少分3次进行割草。如果割1/3,其它草活力还是很强,还可以净化水质。每次割草间隔两三天,保证水草的活力恢复。
关于营养和饲料方面,螃蟹有类似于昆虫的围食膜结构。昆虫消化能力差,通过围食膜趋势化作用,来提高消化效率。我们根据这点推测螃蟹消化能力是否也比较差?所以需要围食膜结构。
根据这个猜测,我们做了一个实验,用植物蛋白源来替代鱼粉。其中一份饲料中放15%的鱼粉,其它饲料中放11%的鱼粉,用植物蛋白来代替,再加了一点蛋白酶。我们的预想是螃蟹的消化能力差的话,补充蛋白酶是否能起到效果?
这个实验做了两三年,因为螃蟹并不好养。用植物蛋白替代鱼粉后,饲料系数较高,加了蛋白酶后,饲料系数下降。蛋白质和脂肪的保留率,随着蛋白酶的添加有显著的升高。除了蛋白酶外,我们还尝试用其它几种酶做了实验,结果也是保留率有所提高。得出的提示就是,螃蟹消化能力不是很强。
之前,我们也做过很多螃蟹消化方面的研究,得出的结果就是螃蟹对植物蛋白源的利用性都很高,尤其是棉粕的利用率不比豆粕差。但现在要纠正一下,现在在我来看来,螃蟹对植物蛋白源的利用性都很低。因为做消化实验要收集粪便,螃蟹的粪便很碎,营养成份在水里面溶蚀掉,但我们把它看做是被吸收掉。粪便里面营养成份溶蚀多少无法确定,但现在看来消化吸收率很低。对于蛋白酶的实验,在黄颡鱼身上也得到证实。
原来在湖泊养螃蟹,现在池塘养殖全部是模仿湖泊养殖的方式。为什么湖泊养殖的螃蟹比较好吃?肥满度也高?其实主要是因为有硅藻,硅藻是所有水产动物的“母乳”,硅藻通过螺狮等食物链向螃蟹来提供注入虾青素这一类重要的营养成份。但是在池塘条件下,至少水质很清澈,这种食物链是架不起来的。同时,因为水草的光合作用,pH值很高,如果管理不善,氨硝酸、亚硝酸氮等也会很高。这些胁迫因子也会消耗虾青素,因为虾青素进入自由基,是体内最重要的碳氧化物,虾青素对虾蟹来说是一种必需营养素。
我原来是做营养强化饲料,改善螃蟹体质,可以往饲料里加虾青素源等。5月之前,刚刚放苗,这段时间水草长得很好,pH值很强很高,而且水质很清,食物链架不起来,应该在5月之前用强化料。
我的试验也证明用其他抗氧化技术无法替代虾青素,用维C、维E做了一个100多亩到200多亩池塘的田间实验,但效果并不理想。
关于育肥方面。冰鲜鱼育肥肯定是好的,但冰鲜鱼要注意新鲜度和品质。但往往无法控制冰鲜的品质,所以饲料还是一个途径。
育肥有很多的营养学的道理在里面,举一个案例,最后育肥阶段使用玉米和大豆,玉米有玉米黄素的补充,大豆油里面有很多的磷脂,螃蟹在最后阶段脂肪聚集特别快。在强化饲料方面,始终没有做到这一点,后期还要注意牢靠、肥水。
从2002年就开始研究“水瘪子”问题,2014年的时候,苏州市相城区区政府还支持了我的一个项目“白膏症的研究”,有很多有说服力的案例,实验室也有一些实验结果。因为时间关系,只于大家分享实验结果,农药、菊酯泡塘是“水瘪子”病的重要诱因。