康元環(huán),孟慶峰,夏京津,龍繼兵,盛宇軒,陳 龍,單曉楓*,錢愛東*
(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,吉林長(zhǎng)春130118;2.吉林出入境檢驗(yàn)檢疫局,吉林長(zhǎng)春130062)
烏鱧(Channa argus)俗稱才魚、墨魚、烏魚,是一種經(jīng)濟(jì)價(jià)值與營(yíng)養(yǎng)醫(yī)學(xué)價(jià)值均較高的淡水名貴魚類。其味美肉鮮,蛋白含量較高,且具有去瘀生新、健脾利水等醫(yī)療功效,受到了廣大消費(fèi)者的推捧。目前,烏鱧已成為特種養(yǎng)殖品種一族,其養(yǎng)殖規(guī)模也在逐年擴(kuò)大。但由于養(yǎng)殖的集約化,在養(yǎng)殖過(guò)程中有一部分養(yǎng)殖戶缺乏對(duì)傳染病有效控制的理念,致使烏鱧各種細(xì)菌性病害逐漸嚴(yán)重,制約了烏鱧養(yǎng)殖業(yè)健康而且可持續(xù)發(fā)展[1]。2010 年6~8 月間,吉林省某烏鱧養(yǎng)殖場(chǎng)養(yǎng)殖的烏鱧出現(xiàn)大量死亡,病魚主要表現(xiàn)為體表有大量出血點(diǎn),鰭條充血,肛門紅腫,剖檢可見主要組織臟器有出血點(diǎn),腸道充血。從病死魚體內(nèi)分離到一株致病性病原菌,經(jīng)理化特性、16SrRNA 序列分析,對(duì)該菌進(jìn)行了鑒定;同時(shí)對(duì)該菌的耐藥性進(jìn)行了分析,并對(duì)其攜帶的部分毒力基因進(jìn)行了驗(yàn)證,為該菌引發(fā)的疾病的防治提供了理論基礎(chǔ)。
1.1.1 病料來(lái)源 病魚采自吉林省某烏鱧養(yǎng)殖場(chǎng)患病魚;健康烏鱧由吉林省某養(yǎng)殖場(chǎng)提供,體重150 g左右。
1.1.2 主要試劑 RS瓊脂、營(yíng)養(yǎng)瓊脂、營(yíng)養(yǎng)肉湯購(gòu)自北京陸橋技術(shù)有限責(zé)任公司;DNA Marker、ExTaqDNA 聚合酶購(gòu)自TaKaRa公司;細(xì)菌微量生化反應(yīng)管、藥敏紙片購(gòu)自杭州微生物試劑有限公司。
1.2.1 致病菌的分離 取患病的烏鱧,無(wú)菌操作,取肌肉、心血等組織,劃線接種于RS瓊脂平板級(jí)營(yíng)養(yǎng)瓊脂平板上,28℃培養(yǎng)24h,挑取形態(tài)一致的優(yōu)勢(shì)菌落進(jìn)行純培養(yǎng),4℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2 致病菌的人工感染試驗(yàn) 將菌株接種于營(yíng)養(yǎng)肉湯中,28℃震蕩培養(yǎng)16h~18h,用平板計(jì)數(shù)法計(jì)算菌液濃度。用無(wú)菌生理鹽水稀釋至2.43×107cfu/mL的菌懸液,試驗(yàn)組腹腔注射接種健康烏鱧,每尾注射劑量0.3mL,對(duì)照組注射0.3mL 無(wú)菌生理鹽水,每組各注射9尾,水溫保持22℃左右。持續(xù)觀察7d,記錄試驗(yàn)烏鱧發(fā)病與死亡情況,同時(shí)對(duì)人工感染的病死魚進(jìn)行病原菌再分離,觀察再次分離菌株在形態(tài)及理化特性是否與原分離菌株一致。
1.2.3 菌體形態(tài)觀察及主要理化特性的測(cè)定 將純化的病原菌28℃培養(yǎng)16h~18h后,革蘭染色,觀察菌體形態(tài)。另取純培養(yǎng)物接種于生化反應(yīng)管中,具體操作以微量生化反應(yīng)管說(shuō)明書為參照。
1.2.4 16 SrRNA 鑒定及基因序列分析 分子生物學(xué)操作以參考文獻(xiàn)[2]為參照進(jìn)行,引物為細(xì)菌通用引物(表1)。PCR 產(chǎn)物經(jīng)10g/L 瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)并回收純化,引物合成與測(cè)序由華大公司完成。菌株16SrRNA 基因序列通過(guò)NCBI的Blast檢索系統(tǒng)進(jìn)行序列相似性比較,使用Mega4.0軟件構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹并進(jìn)行分析。
1.2.5 藥敏試驗(yàn) 采用涂布法將一定濃度致病菌菌液接種于營(yíng)養(yǎng)瓊脂平板上,貼上藥敏紙片,28℃培養(yǎng)24h,測(cè)量抑菌圈直徑。
1.2.6 致病菌部分毒力基因的檢測(cè) 依據(jù)已發(fā)表致病菌的幾種毒力基因序列,并參照其他文獻(xiàn)[3-4],設(shè)計(jì)并合成引物。引物退火溫度、擴(kuò)增目的片段大小如表1所示。
從病死魚體內(nèi)分離到一株優(yōu)勢(shì)菌株,暫命名WL161。該菌株為革蘭陰性菌,28℃培養(yǎng)16h~18 h后,菌體呈多形性,長(zhǎng)絲狀與短桿狀并存,散在,短桿狀兩端鈍圓,無(wú)芽胞。該菌株?duì)I養(yǎng)瓊脂上菌落呈圓形,表面光滑濕潤(rùn),邊緣整齊,白色,不甚透明,在RS瓊脂上菌落呈圓形、光滑濕潤(rùn),菌落呈黃色。
將菌株WL161腹腔接種于健康烏鱧,在7d內(nèi)大部分死亡(7/9),全部發(fā)病,對(duì)照組無(wú)異常。將病死魚剖檢,病癥及眼觀病理變化與自然發(fā)病魚相同,從中分離出與WL161形態(tài)和理化特性相同的細(xì)菌。
菌株WL161的理化特性如表2所示。結(jié)合菌落與菌體特征,參照文獻(xiàn)[5],初步判定細(xì)菌WL161為維氏氣單胞菌。
表1 PCR反應(yīng)的引物序列和目的片段大小Table 1 The primer sequences and length of target fragments
表2 分離菌的理化特性Table 2 Physicochemical properties of the isolates
以菌株WL161的基因組模板,通過(guò)16SrRNA通用引物,擴(kuò)增出長(zhǎng)度約1 500bp的片段(圖1),將該基因序列用Blast軟件進(jìn)行相似性比較,與維氏氣單胞菌16SrRNA基因序列相似性為99.5%,并構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(圖2),發(fā)現(xiàn)菌株WL161與A.veronii處于同一進(jìn)化分支。
菌株WL161對(duì)單環(huán)菌素、利福平、呋喃妥因、氯霉素、阿奇霉素、頭孢克肟、頭孢曲松鈉、氟哌酸、恩諾沙星、奧復(fù)星、復(fù)方新諾明等藥物呈現(xiàn)高度敏感;對(duì)克林霉素、紅霉素、丁胺卡那、新生霉素、環(huán)丙氟哌酸、多黏菌素B等藥物中度敏感;對(duì)萬(wàn)古霉素、青霉素G、氨芐青霉素等藥物耐藥。
經(jīng)PCR檢測(cè),維氏氣單胞菌WL161株攜帶多種毒力基因(圖1)。
圖1 16SrRNA 基因及其毒力基因Aha、LuxS、aer、ser、act擴(kuò)增Fig.1 PCR detection results of Aha,LuxS,aer,ser,act and 16SrRNA genes
維氏氣單胞菌是氣單胞菌屬的一個(gè)種,廣泛存在于水環(huán)境、土壤及動(dòng)物消化道中,該菌不同菌株的毒力有強(qiáng)弱之分,強(qiáng)毒株除感染人類并引發(fā)疾病外,還可感染多種水生動(dòng)物且病例逐年增多,已逐漸成為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)危害較大的病原菌[6-10]。本研究從患病烏鱧體內(nèi)分離出一株致病菌,經(jīng)動(dòng)物回歸試驗(yàn),證明其對(duì)烏鱧有較強(qiáng)的致病力。經(jīng)菌落形態(tài)、理化特性及16SrRNA 測(cè)序,鑒定為維氏氣單胞菌。該菌的菌體形態(tài)在人工培養(yǎng)18h 后,經(jīng)革蘭染色觀察,發(fā)現(xiàn)其具有多形性——即短桿狀與長(zhǎng)絲狀并存,這并未在其他發(fā)表文獻(xiàn)中提及,但本實(shí)驗(yàn)室在幾十株不同源性維氏氣單胞菌菌體形態(tài)觀察中發(fā)現(xiàn),多形性是一種普遍現(xiàn)象,有別于其他氣單胞菌,是否可以認(rèn)為,菌體多形性是維氏氣單胞菌特性,仍需更多菌株驗(yàn)證。
強(qiáng)毒力的維氏氣單胞菌可以產(chǎn)生多種毒力因子,如氣溶素、絲氨酸蛋白酶、腸毒素等。經(jīng)PCR檢測(cè),菌株WL161攜帶多種毒力基因,其動(dòng)物回歸試驗(yàn)也證實(shí),該菌株的致病性較強(qiáng),說(shuō)明菌株攜帶毒力因子的多少與致病性強(qiáng)弱有一定相關(guān)性。本研究還從菌株WL161中檢測(cè)到密度感應(yīng)調(diào)控基因LusX,而密度感應(yīng)系統(tǒng)的存在,對(duì)細(xì)菌的耐藥性和毒力都有一定的影響[11-13],但LusX 具體調(diào)控維氏氣單胞菌何種基因,仍有待于深入研究。
圖2 基于16Sr RNA 序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.2 Phylogenetic tree analysis based on 16Sr RNA sequences
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