螯虾瘟流行病学和诊断技术研究进展
2021-03-28曾韵颖陈信忠龚艳清郭书林朱黄鑫
曾韵颖,陈信忠,龚艳清,郭书林,朱黄鑫
(厦门海关,福建厦门 361026)
螯虾种类繁多,分布广泛,主要栖于淡水,耐污能力强,多种螯虾可供人类食用,具有重要经济价值。此外,一些螯虾体色艳丽美观,而且容易饲养,近年来成为观赏水族馆里的新宠。变形藻丝囊霉(Aphanomyces astaci,A.astaci)导致的螯虾瘟是最严重的流行病之一,对全球螯虾物种构成了重大威胁,已导致欧洲和亚洲的本土螯虾大量死亡。A.astaci是全球100 种最严重的外来入侵物种之一[1]。
由于源产螯虾种类很少,我国于20 世纪40 年代从北美引进了俗称小龙虾的克氏原螯虾(Procambarus clarkii),因其生存和繁殖能力强,成为我国主要养殖品种。20 世纪90 年代我国又从澳大利亚引进了澳洲淡水龙虾红螯螯虾(Cherax quadricarinatus),因其食性广、生长快、肉质鲜美,深受市场欢迎。我国已成为全球最大的螯虾生产国和消费国。目前除台湾地区外,我国大陆地区尚未发现养殖螯虾发生螯虾瘟。本文对螯虾瘟的病原学、流行病学和诊断技术进行综述,以期为我国螯虾瘟防控技术储备研究提供参考。
1 病原
1.1 病原及分类
螯虾瘟的病原主要为A.astaci,其属于卵菌纲(Oomycota)水霉目(Saprolegniales),因具有丝状等特性而被归入真菌。但其与真菌有明显不同,而与褐藻和硅藻关系更密切,因此卵菌纲与硅藻和褐藻一起被归为菌界(Stramenopiles)或藻物界(Chromista)。
基于随机扩增多态性DNA(randomly amplified polymorphic DNA,RAPD)的研究[2-4],发现A.astaci有5 个基因型,被归为4 个群或4种菌株:A 群(Astacus,简称As 菌株)来自奥斯塔欧洲螯虾(A.astacus)和格鲁西东欧螯虾(A.leptodactylus);B 群(PacifastacusI,简称PsI 菌株)来自瑞典奥斯塔欧洲螯虾和欧洲的信号螯虾(P.leniusculus);C 群(PacifastacusII,简称PsII 菌株)来自加拿大信号螯虾;D 群(ProcambarusII,简称Pc 菌株)来自西班牙克氏原螯虾。除此之外,Makkonen 等[5]报告了来自叉肢螯虾(Orconectes limosus)的E 群e 菌株。文献[6]报道,PsI 菌株致病力最强,可导致所有奥斯塔欧洲螯虾在几天内死亡,而As 菌株毒力一般较弱。
有关A.astaci的基因组已有较多的研究报告。Makkonen 等[7]对A.astaciPc 基因型菌株PO3 和鱼类流行性溃疡综合征病原入侵丝囊霉(A.invadans)菌株NJM9701 线粒体DNA(mtDNA)基因组进行了比较,发现两者的mtDNA 分别为 49 489 bp 和49 061 bp,具有相似的遗传内容和结构,编码35 种蛋白质。
近年来有很多学者对不同地区的A.astaci菌株基因型进行了研究。Martín-Torrijos 等[8]报告:来自美国东南部螯虾和对虾的A.astaci线粒体rnnS和rnnL基因具有迄今为止所发现的最高遗传多样性,包含8 个基因型,其中6 个为新描述的基因型;A.astaci在该地区分布广泛,遗传多样,支持螯虾瘟起源于美国东南部的假说;A.astaci没有表现出明确的物种特异性或地理模式。
在欧洲,Mojžišová 等[9]对2014—2019 年发生在捷克的螯虾瘟病原基因型进行了研究,发现与宿主克氏原螯虾有关的D 群菌株导致了捷克奥斯塔欧洲螯虾和石螯虾(Austropotamobius torrentium)大量死亡。微卫星基因分型技术也重新鉴定了两个As 中独特的SSR 基因型。Rezinciuc等[10]对白圆钳螯虾(Austropotamobius pallipes)分离的A.astaci菌株进行AFLP-PCR 分析,发现所有菌株均为D 群,并具有相似的适应温暖水温的特性。Panteleit 等[3]2018 年报告格鲁西东欧螯虾A.astaci感染率为9%,叉肢螯虾感染率为8%。所有海洋十足目动物中均未检测出A.astaci。来自德涅斯特河的格鲁西东欧螯虾携带B 群菌株,而来自多瑙河三角洲的A.astaci属于A 群和B 群。在多瑙河的入侵螯虾种群中还发现A 群A.astaci。微卫星分析揭示了与基因型Up 相同的基因型。Makkonen 等[11]比较了3 种基因型的A.astaci菌株对奥斯塔欧洲螯虾的致病力,结果发现PsI 菌株具有高致病力,可在几天内杀死所有螯虾;两种As菌株致病力较小,部分受感染螯虾未出现死亡;试验证实两种As 菌株之间的毒力存在差异;另外还发现部分奥斯塔欧洲螯虾对螯虾瘟抵抗力有所增强,尤其对As 菌株。Makkonen 等[12]报告不同A.astaci基因型之间的毒力存在明显差异:PsI 菌株在人工感染的奥斯塔欧洲螯虾种群中可引起快速发病和死亡,而As 菌株的毒力存在差异,表现出更多可变性,如部分奥斯塔欧洲螯虾种群对一些As菌株表现出明显增加的抗性。
除了常见的A.astaci,引起螯虾疫病的病原可能还包括其他致病的丝囊霉。Viljamaa-Dirks 等[13]报告了一种导致奥斯塔欧洲螯虾暴发螯虾瘟的新病原,暂定为芬尼克丝囊霉(Aphanomyces fennicussp.novum)。该病原与A.astaci非常相似,采用OIE 推荐的特异性检测A.astaciITS基因的普通PCR 和qPCR 检测,结果均呈阳性,但通过有关菌丝结构和厚壁孢子形成的形态学特征,以及使用RAPD-PCR 法、微卫星基因分型法、病原毒力检测和基于ITS测序的系统发育分析等方法,可以将该菌与A.astaci区分。Makkonen 等[14]从美国加州的信号螯虾中分离了35 个A.astaci菌株和2 个新的丝囊霉属菌株,发现其中A.astaciB 群菌株对奥斯塔欧洲螯虾有很强的毒力;一个新菌株与在中欧水蚤中发现的丝囊霉高度相似,另一个新菌株与芬兰的奥斯塔欧洲螯虾中分离的变形藻丝囊霉或芬尼克丝囊霉分离株(序列相似性为93%)关系最密切,两种新菌株都不会引起螯虾死亡。丝囊霉属物种的多样性尚未完全被阐明,因为同一地点采集的少量螯虾中发现了多种丝囊霉属物种。
1.2 病原生物学特性
A.astaci生活史简单。营养菌丝侵入宿主组织后产生基质外孢子囊,孢子囊释放变形虫样的初生孢子,随后释放出双鞭毛游动孢子。游动孢子在水中游动,当遇到易感寄主时,就附着并发芽,产生侵入性营养菌丝。游动孢子对螯虾角质层具有趋化性。
不同A.astaci菌株的最佳生长温度有所不同。在实验室条件下,菌丝体在4.0~29.5 ℃均可生长。但大多数菌株的适宜生长温度小于18 ℃,水温高于21 ℃时生长缓慢。种群间传播速度取决于水温等多个因素。现场观察表明:在4~16 ℃时,较高的水温会加快传播速度;在低水温时,传播曲线增长非常缓慢,宿主发生死亡的时间可能长达数月。从克氏原螯虾分离的菌株在较高水温下生长得更好[10]。
A.astaci孢子形成对于疾病的传播至关重要。Strand 等[15]报告了隐性携带者螯虾释放A.astaci孢子的动态过程:在没有死亡和脱壳的情况下,隐性感染的螯虾持续释放中等数量的孢子(每只螯虾约2 700 个孢子/周);垂死的螯虾在死亡前1 周释放的孢子数量显著增加,可能在虚弱个体中出现了螯虾瘟病症;水温18 ℃时产生的孢子明显比4 ℃多,但水温从17 ℃上升到23 ℃时,水温越高,释放的孢子数量越少。综上表明不同阶段的隐性感染螯虾都会对高度敏感的螯虾物种构成持续感染风险。Svoboda 等[16]研究表明,受感染的叉肢螯虾在蜕皮期间,A.astaci孢子数量显著增加。Makkonen 等[17]报告了PsI 菌株感染奥斯塔欧洲螯虾后释放A.astaci孢子的动态过程:死亡前2 d 到死后12 h 的孢子数为500~2 000 个/L,死后24 h孢子数显著增加至12 000 个/L,2 d 后达到峰值约65 000 个/L,死后第4 天开始下降,直到低于死亡前水平。该结果证实垂死和刚死亡的螯虾可释放出大量孢子,在死后1~3 d 内逐渐达到峰值。螯虾感染仅3 d 即出现急性死亡证实了PsI 基因型的致死潜力,而强大的孢子形成能力可能是PsI 基因型的关键毒力因素之一。
2 流行病学
2.1 地理分布
北美洲拥有全球最丰富的淡水螯虾物种。螯虾瘟被认为起源于北美,这是因为北美以外的国家引进北美螯虾进行养殖、游钓或水族馆观赏,导致螯虾瘟传播,使本土螯虾种群数量减少。目前A.astaci主要分布在北美和欧洲。1859 年首次在意大利发现欧洲本土螯虾——白圆钳螯虾大规模死亡,标志着A.astaci开始在欧洲传播。随后,1874 年在法德边境地区又暴发了几次螯虾瘟[18]。后来的几十年,A.astaci病原体沿着多瑙河流域扩散,目前已遍布欧洲大部分地区。20 世纪60 年代西班牙首次暴发螯虾瘟疫情,20 世纪80 年代该病进一步扩展到不列颠群岛、土耳其、希腊和挪威[19]。
近年来欧洲不断有暴发螯虾瘟的报告。Martín-Torrijos 等[20]对西班牙2004 年以来发生的50 多起螯虾瘟进行了分析,发现A.astaci已经活跃了45年,克氏原螯虾和信号螯虾已成为A.astaci的保虫宿主;北部地区主要为b 基因型,南部、中部和东部地区主要为d1 和d2 基因型。Filipová 等[18]报告法国信号螯虾种群中A.astaci平均感染率约为20%,因信号螯虾与本土的白圆钳螯虾有着相似的栖息地,可对其构成严重威胁。其他一些非本土螯虾物种——叉肢螯虾、O.immunis和克氏原螯虾中也检测到A.astaci。Tilmans 等[21]首次报告了荷兰的螯虾瘟发生情况,发现6 种外来甲壳动物种群中,叉肢螯虾和信号螯虾为中等水平感染,中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)和Orconectes cf.virilis中也检出阳性,而克氏原螯虾为零星感染,Procambarus cf.acutus中还未检测到病原体,证明了单个区域内潜在宿主之间A.astaci流行率存在显著差异。Pârvulescu 等[22]报告了罗马尼亚多瑙河及其支流对本土格鲁西东欧螯虾和入侵的叉肢螯虾分布的监测结果:2009—2011 年叉肢螯虾的相对密度随着时间的推移稳步增加,而本地格鲁西东欧螯虾的密度急剧下降,至少32%的入侵螯虾和41%的本土螯虾感染了A.astaci。Cammà 等[23]报告了意大利发现的第一起螯虾瘟,从发病的白园钳螯虾中分离到A.astaci和A.repetans两种病原。Caprioli 等[24]也报告了意大利白园钳螯虾种群中检测到A.astaci感染。Svoboda 等[25]报告了格鲁西东欧螯虾种群感染A.astaci的情况:在20 世纪80年代,该种群因螯虾瘟而急剧下降,尽管从那时起螯虾瘟一直存在,但该地区的格鲁西东欧螯虾种群已经有所恢复;34 只外观健康的螯虾中有5 只感染了A.astaci,表明欧洲本土螯虾已经可以与A.astaci共存。Mrugała 等[26]最近在波斯尼亚和黑塞哥维那观察到由A.astaci引起的螯虾死亡,仅发生在欧洲螯虾中,表明该病原对这个地区的本地物种构成威胁。Kozubíková 等[27]调查了捷克的信号螯虾和叉肢螯虾的A.astaci感染率,发现信号螯虾感染率很低,而叉肢螯虾感染率很高,并且病原体流行与水体类型之间存在明显的关系,流动水体中的感染率通常超过50%,而孤立静止的水体感染率通常较低。
在亚洲,Hsieh 等[28]首次报告了我国台湾地区养殖的红螯螯虾自然感染A.astaci。2013 年底,台湾5 个螯虾养殖场暴发未知疾病,累积死亡率为中至高。通过PCR 分析检测到A.astaci,其与欧洲相关菌株序列相似性为99.8%~100%,原位杂交试验进一步证实病原体为A.astaci。日本1927 年从北美引进克氏原螯虾和信号螯虾,导致本土的日本螯虾(Cambaroides japonicus)种群数量下降。Martín-Torrijos 等[29]报告了日本首例本土的日本螯虾暴发螯虾瘟,通过组织学和分子生物学方法对病原进行了研究,对线粒体核糖体rnnS和rnnL的分析表明,病原是来自克氏原螯虾的一种新的A.astacid3 菌株。
目前尚无A.astaci在非洲、中美洲、南美洲等地区分布的记录。澳大利亚和新西兰尚未发现螯虾瘟[29]。但A.astaci的实际分布可能比报告的广泛得多。
2.2 易感宿主
所有种类和不同生命阶段的螯虾均对A.astaci易感,但感染率存在物种差异。北美螯虾易感,但其具有较强的抵抗力,信号螯虾、克氏原螯虾等感染后通常不发病。欧洲螯虾包括奥斯塔欧洲螯虾、白园钳螯虾、石螯虾、格鲁西东欧螯虾等都高度易感,可以导致其天然种群急剧下降,濒临灭绝[4]。
不同菌株对不同螯虾的致病力可能有所不同,具有一定的宿主特异性。Jussila 等[30]对分离自健康石螯虾的As 菌株与分离自奥斯塔欧洲螯虾、信号螯虾和石螯虾的PsI 菌株的毒性进行了比较,发现PsI 菌株感染奥斯塔欧洲螯虾和石螯虾的死亡率均为100%,而信号螯虾的死亡率仅为25%;As 菌株对奥斯塔欧洲螯虾致病,但对信号螯虾和石螯虾不致病,表明对某种欧洲本土螯虾呈隐形感染的A.astaci菌株可能对其他欧洲本土螯虾有害。Kusar 等[31]报告斯洛文尼亚本土石螯虾和非本土的信号螯虾的感染率分别为55.6%和11.4%,而且受感染的石螯虾种群与非本土螯虾携带者并没有接触,却连续两年持续感染A.astaci。
Martín-Torrijos 等[4]用北美克氏原螯虾中分离的AP03 基因型A.astaci菌株对欧洲本地螯虾白圆钳螯虾进行攻毒试验,发现尽管大多数螯虾表现出高死亡率,但种群之间存在显著差异,其中部分种群对螯虾瘟表现出高抗性,在4 个月的监测期内表现出100%的存活率;组织学分析显示,组织中存在高度免疫反应,即菌丝 的包裹和黑化,类似于在北美抗性螯虾物种中发现的反应。
除了螯虾以外,中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)也被证明对A.astaci易感。Svoboda 等[32]报告了两种淡水虾——黄金米虾(Neocaridina davidi)和戴氏沼虾(Macrobrachium dayanum)人工感染A.astaci试验的结果:感染后两种虾均未出现死亡,在黄金米虾组织中未发现A.astaci数量增加,但在戴氏沼虾的组织中发现A.astaci数量的增长,表明A.astaci可能在该物种的组织中生长。
2.3 传播方式和途径
A.astaci主要通过受感染的螯虾或受污染的水以及渔网、渔具、靴子等受污染设备的转运进行传播。受感染螯虾释放出游动孢子,游动孢子在水中游动,对螯虾具有明显的趋化性,再附着未感染螯虾。人为活动造成栖息地改变打破了自然传播的屏障,使携带病原体的入侵物种进一步扩大范围;气候变化改变了环境条件,进一步使一些入侵物种受益,并有利于疾病的发展和传播。欧洲20 世纪主要通过引进的北美螯虾野外放养或从养殖场逃脱而传播A.astaci,现在主要通过北美螯虾种群的扩散以及私人将北美螯虾放归野外等途径传播。
有关A.astaci在不同种类螯虾之间的传播研究较少。James 等[33]在英国一条河流的孤立水域和开放水域中监测信号螯虾和强健螯虾(Orconectes virilis)中的A.astaci,发现两个水域的信号螯虾都检测到A.astaci,但强健螯虾仅在开放水域发现感染A.astaci,而且强健螯虾感染的A.astaci基因型与信号螯虾的菌株相关,可能来自受感染的信号螯虾。Svoboda 等[34]研究表明,叉肢螯虾可以在蜕皮期间将A.astaci传播给易感的奥斯塔欧洲螯虾,奥斯塔欧洲螯虾感染率明显高于美洲螯虾。
A.astaci还可以通过鱼类的消化系统传播,但通过哺乳动物和鸟类消化道传播的可能性很小。Svoboda 等[35]在欧洲水獭和美洲水貂的试验中发现,通过食肉温血动物的消化道传播A.astaci可能性很小,A.astaci对哺乳类的体温敏感,但不同菌株对高温的抗性存在差异,其中E、D 群比A、B群菌株更敏感。
2.4 发病率和死亡率
原产于北美大陆的螯虾对A.astaci具有较强的抗性,可隐性感染而不发病,成为病原体的终身携带者。不同地区的北美螯虾A.astaci感染率相差很大,感染率介于0~100%。芬兰的最新报告表明,冷水环境下A.astaci可在奥斯塔欧洲螯虾种群中以低感染率长期流行。不过,Thomas 等[36]发现:北美螯虾也会死于螯虾瘟,孵化4 周后的幼年信号螯虾感染后死亡率很高,高水平感染的成年信号螯虾也表现出行为异常,如很少离开水、逃避反应迟缓等。
欧洲螯虾暴露于A.astaci的孢子中通常会导致感染并最终死亡,早期感染率可能较低,但可能导致相邻种群100%死亡。其传播速度与寄主种类、年龄、种群密度以及水温等因素相关,传播时间变化很大,可能从几周到几个月不等。珍稀的奥斯塔欧洲螯虾种群被A.astaci感染数月后,不会出现明显死亡,病原可在宿主种群中持续传播几年时间。
2.5 临床症状
A.astaci最初感染外骨骼角质层,随后感染腹部和关节周围的软质角质层。高度敏感的欧洲螯虾所有组织都可能被感染,而北美螯虾感染通常局限于角质层。
临床症状与感染强度、水温以及宿主种类等有关,差别很大。通常暴发的最初表现是,螯虾出现大量死亡,或协调性不佳、身体不能翻转等。感染性病灶可能肉眼可见,也可能无法辨别,常见表皮下肌肉局部变白或呈棕色。有时在受感染表皮中可以看到菌丝,菌丝会在表皮上形成细小的棕色痕迹。最典型的症状是,受感染或死亡个体的腹部和尾部胸腹侧柔软的角质层、肛周区域的角质层、甲壳和腹部之间的角质层、步行足关节等部位出现黑色素斑点。这种黑色素斑点是宿主免疫反应的结果。对A.astaci具有抗性的螯虾通过与A.astaci细胞壁相互作用,触发其免疫系统而产生广泛反应,激活酚氧化酶原系统产生细胞毒性化合物和黑色素,以确保病原体包裹在角质层中,防止其完全定殖于血腔。而一些对A.astaci敏感的螯虾因无法阻止其血腔中的菌丝生长而发病死亡[4,37]。对于隐性感染的北美螯虾,角质层黑色化可能还有其他原因。
3 诊断技术
螯虾瘟临床症状的诊断价值十分有限,很多隐性感染的螯虾不表现任何临床症状。Alderman等[38]报告了A.astaci的IM 琼脂培养方法,并描述了菌落、营养菌丝、孢子囊、初级孢子、游动孢子等各个发育阶段的形态结构。Viljamaa-Dirks 等[39]对A.astaci的分离方法进行了改进。但这种分离方法可能要求较高,不仅要求送达实验室的被检样本处于良好状态,而且要求检验员具有一定的真菌分离经验。目前监测螯虾瘟最合适的方法是PCR 方法。使用普通PCR 或实时荧光PCR 扩增出预期的PCR 产物即可确诊,通过基因测序可以进一步确认基因型。
3.1 普通PCR 方法
已有几种具有不同灵敏度和特异性的PCR 检测方法。这些方法的敏感性可能与样品质量有关,对具有明显临床症状、濒死或刚死的螯虾样品检测敏感性较高。多数PCR 方法具有良好的特异性,但对于新发现的菌株,应通过测序进一步确认。
Oidtmann 等[40]报告了 基 于A.astaci5.8S rDNA 基因ITS序列的PCR 方法。对27 个A.astaci菌株、20 个卵菌纲非A.astaci菌株以及5种真菌的测试证明,该引物具有良好的特异性。奥斯塔欧洲螯虾感染A.astaci后,2 d 即可检测出阳性。Tuffs 等[41]比较了3 种检测A.astaci的PCR方法的灵敏度和特异性,发现所有方法都具有良好的灵敏度和特异性,检测限约为10 个游动孢子。Casabella-Herrero 等[42]验证了两种基于A.astaci线粒体核糖体rnnS和rnnL亚基的PCR 方法,并对包括其他卵菌属物种和芬尼克丝囊霉在内的76 个分离株进行了特异性测试,发现依据rnnS区域的序列分析足以鉴定A.astaci,但仅仅依据rnnL序列可能难以准确区分A.astaci和其他卵菌科的物种。Makkonen 等[5]开发了两组引物来扩增核糖体rnnS和rnnL亚基的mtDNA,以研究A.astaci的多样性。该方法可以直接从受感染的螯虾组织中检测和鉴定A.astaci基因型,在27 个A.astaci菌株中确认了4 个群(A、B、D、E)和5 个基因型(a、b、d1、d2、e)。
3.2 实时PCR 技术
3.3 菌株基因型分型技术
确定菌株基因型是对螯虾瘟进行分子流行病学研究的重要工具。Viljamaa-Dirks 等[47]应用RAPD-PCR 技术,对芬兰的奥斯塔欧洲螯虾分离的A.astaci进行基因分型,发现43 株属于As 基因型,26 株属于Ps1 基因型;大多数Ps1 菌株(83%)与螯虾瘟急性死亡有关,只有33%的As菌株与疫病暴发相关;As 菌株比Ps1 菌株更常见,在一些水体中可连续几年分离到As 菌株。
通常RAPD-PCR 技术需要对菌株进行纯培养。Minardi 等[48]通过设计特异性引物扩增不同基因型独有的基因组序列,可以直接对临床螯虾样本中的A.astaci菌株进行基因分型。采用该方法对各种临床样本以及培养物进行鉴定,成功区分了A、B、D 和 E群,C群还需要对PCR产物进行测序来确认。Caprioli 等[49]使用微卫星标记法,对2009—2016年引起意大利7 起螯虾瘟的菌株进行基因分型,确定有A、B、D 共3 个群,表明即使在相对较小的区域内也可能存在多种基因型。A 群不仅在发生螯虾瘟时被检测到,而且在进口供人类食用的外观健康的格鲁西东欧螯虾中也呈阳性。Grandjean等[50]应用微卫星标记技术,对宿主组织样本中的A.astaci进行基因分型,证明不同的北美螯虾宿主携带多种基因型,包括最初在19 世纪引入欧洲导致螯虾瘟的基因型。该技术可以直接对纯培养样品和混合基因组样本中的病原体进行基因分型。James 等[45]使用微卫星病原体基因分型技术,证实至少一个英国信号螯虾种群感染了已知具有毒性的B 群A.astaci。
Minardi 等[51]结合生物信息学和分子生物学技术开发了针对线粒体DNA 的A.astaci基因分型分子标记,提高了基因分型的灵敏度;利用这些技术对不同临床样品进行验证,证明在英国水域存在A 群和B 群A.astaci。
3.4 环境DNA 监测技术
环境DNA(environmental DNA,eDNA)技术是一种直接从水、土壤、空气或生物体残留物等环境样本中提取DNA 进行物种调查的方法,是一种非致死性、经济实用的物种监测技术。通过分析水样中的eDNA,可以确定水生环境中是否存在入侵的、濒危或商业上重要的物种或病原,尽早发现外来物种或有害生物入侵,保护本土物种和生态。
物种特异性eDNA 引物首先被用来检测和区分物种。eDNA 已经成功证明入侵螯虾存在于日本安康湖附近的几乎所有小溪中,表明eDNA 分析是一种有效的、高度敏感的评估水生生物分布方法[29]。Troth 等[52]基于eDNA 分析的调查方法来评估白圆钳螯虾、螯虾瘟病原和信号螯虾之间的相互作用,发现该方法比传统方法具有更高的特异性和灵敏度。不过,基于eDNA 对物种生物量进行定量分析的方法还不太可靠。Robinson 等[53]报告了同时检测信号螯虾、白圆钳螯虾和螯虾瘟病原eDNA 的实时PCR 方法,对来自威尔士和英格兰水样和现场样品的eDNA 进行直接检测,显示信号螯虾、本地白圆钳螯虾以及螯虾瘟病原均为阳性。
虽然eDNA 方法简便易行,但需要从大量的水中进行分离浓缩,而且DNA 很容易降解而影响检测结果。Pavić 等[1]采用微生物生物膜方法提取螯虾表皮中的DNA,可以检测螯虾中的A.astaci,无需进行致死性取样,可以替代基于eDNA 的监测方法;用PCR 和qPCR 对该方法进行验证,结果与传统的致死取样方法一致。
Agersnap 等[54]报告了天然水体中监测奥斯塔欧洲螯虾、信号螯虾和格鲁西东欧螯虾的方法,建立了基于线粒体细胞色素氧化酶1 的3 种螯虾特异性检测和定量PCR 分析,包括对2 个格鲁西东欧螯虾进化支的单独分析。通过两种方法检测,确定检测限均为5 拷贝,定量限分别为 5 和10 拷贝,并在已知的天然淡水生态系统中检测到所有3 个物种的螯虾种群。
4 小结
螯虾瘟已经对部分欧洲和亚洲国家的本土螯虾和养殖螯虾种群带来巨大威胁。虽然有关螯虾瘟的病原研究国外较多,但变形藻丝囊霉菌株和基因型较多,因而给病原检测和鉴定带来一定困难。目前尚无有效的治疗药物和方法可以控制该病对受感染养殖场的影响。但限制疫区内的螯虾转运可以在一定程度上控制该病的传播。养殖场必须采取严格的生物安全措施,减少病原通过设备、车辆或人员传播。另外,要规范野外放生行为,禁止在有易感种群的野外放生各种螯虾。
我国除台湾以外,尚无针对螯虾瘟的研究报告。我国大陆地区养殖小龙虾规模大、分布广,虽然至今尚无螯虾瘟发生的报告,但正不断从境外引进螯虾进行种质资源改良或观赏。由于所有螯虾都对螯虾瘟易感,因此存在螯虾瘟通过直接或间接的虾苗贸易从疫区传入大陆地区的巨大风险;加之,我国大陆地区养殖螯虾疫情十分复杂,而基层又缺乏有效的病原诊断技术,使得很多传染病病原需要深入研究。为有效监控螯虾瘟在我国的传播,有关部门需在小龙虾养殖区开展流行病学调查,并实施螯虾瘟监测计划,同时需加强对进境螯虾及其产品的严格检疫。