黄颡鱼体表溃烂症初步研究
2019-09-23杨移斌靖1宁1艾晓辉1
杨移斌,姜 兰,宋 怿,董 靖1,,胥 宁1,,艾晓辉1,
(1.中国水产科学研究院长江水产研究所,武汉 430223;2.农业部渔用药物创制重点实验室,广东省水产动物免疫技术重点实验室,中国水产科学研究院珠江水产研究所,广州 510380;3.农业部水产品质量安全控制重点实验室,北京 100141)
黄颡鱼(Pelteobagrusfulvidraco)是我国重要的特种水产养殖品种之一,因其肉质鲜美,营养丰富,深受广大消费者喜爱。在经济利益的推动下,我国水产科技工作者突破了黄颡鱼人工繁育,甚至培育出全雄黄颡鱼,给养殖户提供了充足的苗种需求,使得养殖规模及区域不断扩大,养殖产量不断攀升,满足了市场的需求。在如此形势下,养殖黄颡鱼也遇到不少困难,其中之一就是病害问题,直接导致黄颡鱼养殖失败案例比比皆是。目前黄颡鱼病害主要分为两大类,一类是生物病原性疾病,主要包括细菌性疾病[1]、真菌性疾病[2]、寄生虫寄生疾病[3]及病毒病[4]等;二类是非生物引起的疾病,主要包括环境、营养不适以及人工操作不当等导致的疾病[5]。病害问题成为了养殖黄颡鱼需要急切突破的技术瓶颈。
2018年9-10月,浙江湖州某养殖场黄颡鱼出现体表溃烂症,发病率很高,而且造成养殖黄颡卖相不好,价格低,给养殖户造成了重大经济损失。本研究就该病进行流行病学调查,病因确定及防治药物进行初步筛选,以期为黄颡鱼体表溃烂病防控提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 试验用鱼
体表具有典型溃烂症的黄颡鱼采自浙江湖州某黄颡鱼养殖场;感染用黄颡鱼(30±2)g购于武汉江夏某养殖场,所购黄颡鱼体表无明显伤痕,体格健壮游泳能力强,在玻璃缸内暂养7 d后开展试验。
1.1.2 试验试剂
试剂:TCBS琼脂、营养肉汤、营养琼脂、马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)、MH琼脂、药敏纸片购自杭州微生物试剂有限公司;动物组织/细胞基因组DNA提取试剂盒购自solarbio公司;2×Taq PCR Mix、引物合成、胶回收试剂盒、PMD-19T载体、琼脂糖H及测序服务均由上海生工提供;尼泊金乙酯、丙酸钙、脱氢乙酸钠、山梨酸钾、双乙酸钠及硫酸铜(均为化学纯)均为国药集团(上海)化学试剂集团出品。
仪器:PCR仪、恒温干燥箱、高压灭菌锅、离心机、冰箱、无菌操作台以及电泳仪等。
1.2 方法
1.2.1 流行病学调查
对发病黄颡鱼养殖场内外环境进行调查,并检测发病水温、水质及水源是否出现污染等情况,向养殖户询问养殖黄颡鱼发病情况、以往病例以及用药情况。现场对病鱼进行解剖,观察发病黄颡鱼鳃部及主要内脏器官有无寄生虫,是否出现肿大、充血等病变。就本次黄颡鱼发病情况,取具有体表溃烂典型症状的病例进行液氮冻存,带回实验室进行下一步分析。
1.2.2 病原分离
取具有典型溃烂症(如图1所示)的黄颡鱼5尾,在其未溃烂处表面使用75%酒精进行喷洒消毒处理,用无菌刀片刮下溃烂肌肉,无菌去掉污物后,取5小块(0.8 cm×0.3 cm×0.2 cm)溃烂肌肉置于5个PDA平板上,同时使用经酒精灯灼烧后的接种环蘸取溃烂组织,划线于TCBS及普通营养琼脂平板上,将PDA平板置于25 ℃恒温培养箱中培养24~36 h,将TCBS及普通营养琼脂平板放置于28 ℃恒温培养箱中培养24 h。PDA板上的菌株进行接种纯化,最终长出单一的霉菌,接种于斜面培养基上进行干燥冷冻保存,暂命名HSZJ01。同时挑取TCBS及普通营养琼脂平板上形状、大小及颜色基本一致的菌落进一步纯化,获得分离菌株的纯培养物,加入15%的甘油混匀后置于-80 ℃保存,分别暂命名为HSZJ02、HSZJ03。
图1 发病黄颡鱼症状Fig.1 Symptoms of P.fulvidraco
1.2.3 人工感染
1.2.3.1 分离株HSZJ01对黄颡鱼的致病性研究
将分离株HSZJ01接种于PDA平板上,25 ℃培养48 h,使得菌丝长的铺满平板,置于4 ℃备用。
将60尾黄颡鱼分到两个玻璃缸进行养殖,即A组和B组,每组共30尾,每尾黄颡鱼均在体表轻微割伤,以不出血为准。参照孙琪等水霉浸泡感染方法[6],取数个长满菌丝的平板去掉培养皿后,将带培养基的菌丝放入滤网中,置于A组养殖水体,使水体孢子浓度达到104个/mL,而B组正常养殖,不加入菌丝。养殖条件:连续充氧,水温(25±2)℃,pH 6.8~7.5,其他水质指标符合渔业生产标准。定时观察A、B组的黄颡鱼活动情况,体表是否出现异常等,及时记录,并对可能濒死的黄颡鱼进行解剖观察。
1.2.3.2 分离株HSZJ02、HSZJ03对黄颡鱼的致病性研究
将分离株HSZJ02、HSZJ03菌株接种于普通营养琼脂培养基上,同置于28 ℃恒温培养24 h。
将感染用黄颡鱼分为4组,每组30尾,分别为C、D、E、F组,其中C、E组养殖用水中分别加入分离菌株HSZJ02、HSZJ03,使其浓度分别达到104、105CFU/mL,而对照D、F组正常养殖,每尾黄颡鱼均在体表轻微割伤,以不出血为准。养殖条件与1.2.3.1相同。定期观察黄颡鱼游泳状况,对发病死亡鱼进行解剖观察,并进行细菌再分离。
1.2.4 分离株HSZJ01分子鉴定
参照动物组织/细胞基因组DNA提取试剂盒说明进行HSZJ01总DNA提取,提出的总DNA即作为PCR模板。引物ITS1: 5′TCCGTAGGTGAACCTGCGG3′和ITS4:5′ TCCTCCGCTTATTGATATGC3′[7]。PCR反应体系:2×Taq PCR Mix 50 μL、ddH2O 47 μL、引物各1 μL及模板1 μL ;反应条件:95℃,3min;95℃,30s;58℃,30s;72℃,1min;35个循环; 72℃延伸10min,4℃。PCR产物经1%的琼脂糖凝胶验证为目的片段后进行切胶,并进行胶回收。将胶回收产物连接到pMD-19T 载体上,再转化大肠杆菌感受态内,涂板后挑出单克隆并进行阳性验证,将阳性克隆送上海生工测序。
1.2.5 药物筛选
1.2.5.1 抗生素筛选
药敏实验采用纸片琼脂扩散法,参照NCCLS抗微生物药物敏感性实验执行标准进行[8]。将分离菌株HSZJ01接种于液体PDA培养基中,使得孢子浓度达到102个/mL,再取200 μL均匀涂布于PDA平板上,后贴上不同的药敏纸片25 ℃培养36 h后测量药物抑菌圈直径,结果用平均直径±SD表示。
1.2.5.2 消毒剂筛选
将尼泊金乙酯、丙酸钙、脱氢乙酸钠、山梨酸钾、双乙酸钠及硫酸铜等化学药物均配制成100 mg/mL的溶液,裁剪8 mm圆形纸片浸泡于各溶液中24 h,即制成药敏纸片,置于4 ℃备用。将分离菌株HSZJ01接种于液体PDA培养基中,使得孢子浓度达到102个/mL,再取200 μL均匀涂布于PDA平板上,后贴上不同的药敏纸片25 ℃培养36 h后测量药物抑菌圈直径,结果同样用平均直径±SD表示。
2 结果
2.1 流行病学调查结果
本次发病的养殖场位于浙江湖州,湖州是国内黄颡鱼主要集中养殖地,规模达数千公顷。此次发病水面约0.7 hm2,属黄颡鱼精养池塘,周边池塘养殖的也多是黄颡鱼,发病率约60%,死亡率近40%,发病规格多为100~200 g的商品鱼,并且因溃烂症在鱼体表,影响美观,影响销售,给养殖户造成巨大经济损失。经临床诊断发现发病鱼体表溃烂明显,甚至烂穿漏出内脏,鳃部有充血迹象,肝脏脂化严重,肝肾脾无充血,无肿大,亦未发现寄生虫,但取溃烂肌肉组织进行镜检发现有菌丝存在。现场水质检测结果为水温24 ℃,pH 8.5,氨氮0.3 mg/L,亚硝酸盐0.05 mg/L。据调查,黄颡鱼暴发此类疾病在一年的养殖周期主要有两个时间段,一是5月中旬-6月底,二是9月中下旬-10月下旬,水温多在18~25 ℃,而水温达到30 ℃以上则基本不发病。养殖在预防治疗此类疾病时,多采取调节水质,外用碘制剂消毒,内服氟苯尼考或者恩诺沙星等药物的方案,效果往往不是很理想,但当消毒剂中添加硫酸铜,效果较好。
2.2 分离菌株人工感染及分子鉴定
经人工感染试验,发现使用3株分离菌株浸泡割伤的黄颡鱼,仅HSZJ01浸泡实验组黄颡鱼出现体表严重溃烂,发病率为66.67%,与自然发病症状类似,镜检可以在其溃烂肌肉中明显发现菌丝,并从感染发病黄颡鱼体内再次分离到菌株HSZJ01,表明分离株HSZJ01是黄颡鱼此次发病的病原。
将分离菌株HSZJ01的ITS序列放入NCBI中进行blast比对,结果显示HSZJ01与不规则毛霉(Mucorirregularis)同源性最高,通过构建系统发育树分析(图2),其结果显示HSZJ01与不规则毛霉聚为一支。因此判定HSZJ01为不规则毛霉。
2.3 药物筛选
本次选取了5种抗生素以及6种消毒剂作为试验药物,结果显示抗生素中两性霉素对HSZJ01抑菌效果最好,而消毒剂中硫酸铜抑菌效果最佳,具体见表1。
3 讨论
随着水产养殖的发展,水产动物病害日益增多,而养殖动物体表溃烂症在养殖过程中广泛流行。目前已经报道的患过此类疾病的养殖品种有鳗鲡(Anguillajaponica)[9]、黄鳝(Monopterusalbus)[10]、黄颡鱼Pelteobagrusfulvidraco[11]、罗非鱼(Oreochromisniloticus)[12]、石斑鱼(Epinephelussp)[13]、鮸鱼(Miichthysmiiuy)[14]、泰山螭霖鱼(Varicorhinusmacrolepis)[15]、诸氏鲻虾虎鱼(Mugilogobiuschulae)[16]、中华倒刺鲃(Spinibarbussinensis)[17]、虹鳟(Oncorhynchusmykiss)[18]等,主要症状以体表溃烂为主,溃烂部位不定,主要是肌肉溃烂,发病个体无规格差异,无地区差异,但因养殖品种、养殖环境以及地理因素等,导致发病的病原多种多样,有真菌[9]、细菌[11]以及浮游生物[19]等等。因水产养殖动物体表溃烂症病情复杂多变,给防控带来了极大的麻烦,并且影响鱼体美观,销售价格低下,因此给养殖户带来极大经济损失,是水产养殖业的一重要瓶颈。
图2 HSZJ01株 ITS基因序列与相关菌株的系统发育树Fig.2 Phylogenetic tree based on ITS gene sequence of HSZJ01 strain and its relatives
表1 菌株HSZJ01药物筛选结果Tab.1 Antibiotic screening results
同样随着黄颡鱼养殖业的迅猛发展,养殖过程中同样病害频发,使得黄颡鱼养殖产业举步维艰。近年来溃烂症也时常在黄颡鱼养殖过程中大规模爆发,主要症状仍然是体表溃烂,甚至烂穿漏出内脏,并造成死亡,逐渐成为黄颡鱼养殖的一大危害。目前关于黄颡鱼体表溃烂症的报道也很多,但主要病原集中报道为温和气单胞菌[20]、拟态弧菌[21]以及维氏气单胞菌[11]等,相关研究对黄颡鱼体表溃烂症的防控提供一定的参考意义。
本次浙江湖州出现黄颡鱼体表溃烂症,危害较大,主要症状与以往黄颡鱼体表溃烂症症状类似,但经临床诊断及病原分离共纯化获得3株分离株,分别暂命名为HSZJ01、HSZJ02及HSZJ03。经浸泡人工感染试验发现只有HSZJ01能够使受伤黄颡鱼出现溃烂症,并可以从感染发病的黄颡鱼溃烂体表再次分离到HSZJ01,表明HSZJ01为此次黄颡鱼发病的病原。分子鉴定发现HSZJ01为不规则毛霉,是一种真菌,而黄颡鱼暴发该病的温度介于18~25 ℃之间,符合真菌发病条件,也佐证了分离株HSZJ01是黄颡鱼此次体表溃烂症的病原。 此次发现真菌导致黄颡鱼发病的研究结果与鳗鲡腐皮病真菌病[9]存在一定的相似性。另本次黄颡鱼发病与世界动物卫生组织(OIE)《水生动物卫生法典》所列的疫病流行性溃疡综合征[22]症状存在类似,但据病原学研究发现,本次黄颡鱼发病是由不规则毛霉引起,而非丝囊霉菌,其进一步危害值得关注。
不规则毛霉分离于一例原发性皮肤病患者。最初被命名为多变根毛霉,但随着近年来分子生物鉴定技术的迅猛发展,发现多变根毛霉在种系发生关系上与毛霉属,尤其冻土毛霉具有最近的亲缘关系,因此,2011年多变根毛霉被更名为不规则毛霉[23]。不规则毛霉主要引起人类继发性皮肤感染病例,中国、澳洲、日本、美国及印度等均有病例报告。据文献资料显示,不规则毛霉为一种室外真菌,在全球都有分布,并且在土壤、动植物以及昆虫肠道中广泛存在[23]。此次发现黄颡鱼感染不规则毛霉发病,在国内尚属首次。
在水产养殖动物病害治疗过程中,药物仍然是重要的手段。本研究通过纸片扩展法,研究了5种抗生素以及6种消毒剂对分离菌株HSZJ01的抑菌效果,结果显示抗生素中两性霉素对HSZJ01抑菌效果最好,而消毒剂中硫酸铜抑菌效果最佳,因目前尚无水产动物源不规则毛霉的药物敏感资料,因此只有参考人医方面的数据,资料显示不规则毛霉对两性霉素敏感[23],与本次实验结果一致。此次药物筛选可以为临床防控提供一个参考,但在实际情况下,由于发病鱼多食欲下降,口服疗效差,采用消毒手段效果更佳。