劉云鵬,劉帛嶼,趙 陽,王麗敏
(河北農(nóng)業(yè)大學(xué),河北 滄州 061100)
水霉病是出現(xiàn)在淡水養(yǎng)殖過程中的一種真菌性疾病。水霉菌感染體表受傷組織和死卵,在其表面形成一層灰白色棉絮狀覆蓋物,又叫水棉病或者覆霉病,還稱作白毛病或者膚霉病[1]。到目前為止,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了十幾種水霉病的病原,其中發(fā)病率最高的是水霉和綿霉。水霉病是目前一種很難治愈的疾病?,F(xiàn)在市場上出售的治療水霉病的藥物大部分是以化學(xué)藥物為主要成分,如福爾馬林、亞甲基藍(lán)、碘等。福爾馬林在病發(fā)的早、中、晚期都具有不錯的效果,但是其毒性較大,會對魚體造成一定程度的損傷,其他普通化學(xué)藥物只在早期具有一定效果,在中期及晚期效果甚微。與這些化學(xué)藥物相比,中草藥生長于自然環(huán)境,選用一些具有殺菌效果的中草藥進行配比制藥,具有副作用小、藥物殘留極低、藥物成本適中、藥效持續(xù)時間長等諸多優(yōu)點,有著廣泛的開發(fā)前景,實踐意義重大。
研究發(fā)現(xiàn),中草藥成分復(fù)雜,活性成分種類繁多,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)300多種中草藥對抑制真菌有效果。但是考慮到中草藥抑菌藥理復(fù)雜,可能有的中草藥單個使用效果不明顯,與其他藥物配合使用之后,又發(fā)揮出不同的藥效。大黃、苦參、五倍子三種中草藥中,含有較高的生物堿類、甙類和鞣酸等抑制真菌的有效成分,因此本實驗選擇這三種中草藥進行治療水霉病的試驗。
大黃500 g、五倍子500 g、苦參500 g、蒸餾水若干桶、新鮮馬鈴薯1 000 g、瓶裝瓊脂500 g、瓶裝葡萄糖500 g、水霉孢子一瓶。
潔凈工作臺、電熱恒溫培養(yǎng)箱、生物顯微鏡、電熱恒溫水浴鍋、離心機、抽濾機、電爐、高壓滅菌鍋、500 mL燒杯、1 L大燒杯、200 μL移液槍、10 mL圓底連蓋離心管、研缽、2 500 mL錐形瓶、冰箱、血球計數(shù)板、打孔器、布氏漏斗、電子天平等。
1.3.1 水霉培養(yǎng)基的制作 參考文冰的實驗[2]選用馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養(yǎng)基。
選取新鮮馬鈴薯,稱量250 g,清洗干凈,去掉表皮,切成邊長為1 cm小碎方塊,放入大燒杯中加入蒸餾水至1 000 mL,加熱,小火煮沸持續(xù)30 min,制成馬鈴薯漿液,冷卻[3],過濾。準(zhǔn)備1 000 mL錐形瓶,加入850 mL馬鈴薯汁、17 g濃度2%葡萄糖、17 g瓊脂,攪拌混勻,使其完全溶解,煮沸。冷卻,再次加熱,反復(fù)三次[4]。用脫脂棉將錐形瓶口封好,牛皮紙包裹,將培養(yǎng)液與實驗用具一并放入高壓滅菌鍋中滅菌,121 ℃,滅菌30 min[5]。取出滅菌后的培養(yǎng)基,稍冷卻,倒平板。待平板中的培養(yǎng)基完全冷卻凝固后,移至25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中倒置保存24 h,檢查培養(yǎng)基是否被雜菌污染[6]。將無污染培養(yǎng)基移至4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.2 選擇水霉孢子 取出水霉孢子,進行驗活及接種實驗。先將實驗用具紫外線殺菌20 min,再將孢子水和下層勻漿倒入平板,涂布,此步驟制作兩個接種培養(yǎng)基,便于對比觀察。將已接種好的菌落移至27 ℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)2~4 d。若發(fā)現(xiàn)水霉菌長勢良好,則可以進行水霉孢子的分離。輕輕刮下培養(yǎng)基上的水霉孢子和水霉菌絲,加入少許蒸餾水一同放入研缽中充分研磨[7]。將研磨好的水霉孢子勻漿倒入離心管中,離心,2 200 rmp,10 min。取適量上清液,使用血球計數(shù)板計算水霉孢子數(shù)。再使水霉孢子和水霉菌絲同上清液混合,用100目篩絹充分反復(fù)過濾,使用生物顯微鏡觀察濾液中水霉孢子數(shù),計算出孢子濃度為4×105cuf/mL,孢子數(shù)符合要求,可以繼續(xù)實驗(當(dāng)水霉孢子數(shù)在3×105~5×105cuf/mL時即可以使用)[8]。
1.3.3 中草藥藥物混合 用電子天平稱取大黃、苦參、五倍子各5 g,分別放入500 mL燒杯中,按照中草藥和水1∶70的比例[9],分別加入蒸餾水350 mL,用紗布蓋上燒杯口浸泡24 h,加熱,待水沸騰后,小火熬制45 min,期間不停止攪拌。用紗布將藥液濾出,之后抽濾,再加熱濃縮,直至剩余20 mL,此時藥液濃度為2.5 mg/mL。稀釋原藥液至濃度為1.0、0.5、0.3 mg/mL。此時制作出的每種藥液分別有1.0、0.5、0.3 mg/mL三種濃度。將藥液進行消毒滅菌。
以一種中草藥為變量,另外兩種中草藥保持0.5 mg/mL的濃度且恒定,將作為變量的中草藥設(shè)置出三個濃度梯度,如此配成組合(見表1),分別標(biāo)記出序號。實驗時全部設(shè)置三組平行實驗。
1.3.4 培養(yǎng)水霉孢子 首先,用移液槍吸取750 μL水霉孢子液,在培養(yǎng)基上涂布;再用孔徑為0.6 mm打孔器在培養(yǎng)基上均勻打三個孔[10],進行三組平行實驗。分別用標(biāo)簽紙標(biāo)記好實驗序號I至IX,貼在培養(yǎng)基的底部。最后,用移液槍按照表1進行藥液注入,吸取三種藥液各50 μL注射到同一小孔內(nèi),三個孔打入相同種類、相同劑量的藥液。將培養(yǎng)基移至24 ℃培養(yǎng)箱內(nèi)2~4 d,記下數(shù)據(jù)。
表1 三種中草藥的不同配比方案(mg/mL)
最后對篩選出的藥物進行驗證分析。原理如下:三種不同濃度中草藥的配比試驗結(jié)果記錄之后,只能證明三種中草藥的各自使用濃度效果,不能表現(xiàn)出最佳的配比組合,將各自最佳濃度進行單方實驗和混合實驗之后,通過對比,確定出實驗結(jié)果,進行生產(chǎn)試驗。
實驗結(jié)果見表2-表5。
表2 大黃抑菌圈結(jié)果(mm)
表3 苦參抑菌圈結(jié)果(mm)
表4 五倍子抑菌圈結(jié)果(mm)
表5 三種中草藥不同配比的抑菌圈結(jié)果(mm)
分別將0.3 mg/mL大黃、1 mg/mL苦參、1 mg/mL五倍子進行單方抑菌試驗[11]。取制作好的培養(yǎng)基,吸取750 μL的水霉孢子液接種,涂布,接著用打孔器在培養(yǎng)基上均勻打三個孔[12],分別吸取150 μL 0.3 mg/mL大黃藥液注入到小孔中,設(shè)置三個平行實驗組??鄥ⅰ⑽灞蹲訉嶒灧纸M同理。再分別取0.3 mg/mL大黃+1 mg/mL苦參+1 mg/mL五倍子(藥物含量)各1 mL進行混合(記為組合X),做抑菌試驗,設(shè)置三個平行實驗組,操作方法同上所述,在24 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2~4 d。記錄結(jié)果(見表6)。
表6 三種中草藥在各自最佳濃度下
根據(jù)表2、3、4數(shù)據(jù)分析,三種中草藥在不同濃度下,抑菌效果也不同,存在較大差異。
根據(jù)表2可知,大黃在濃度為1.0 mg/mL時,抑菌圈大小分別為7.5、7.0和5.5 mm,基本無抑菌效果;在濃度為0.5 mg/mL和0.3 mg/mL的情況下,兩個試驗起到較好的抑菌作用;尤其在濃度為0.3 mg/mL時,抑菌圈直徑平均數(shù)據(jù)為14 mm,可以看出,在設(shè)置的濃度梯度中0.3 mg/mL抑菌能力最強。
根據(jù)表3可知,苦參的濃度為0.3 mg/mL時,數(shù)據(jù)為7.5、7.5和14.0 mm,抑菌程度較輕;在濃度為0.5 mg/mL時,記錄結(jié)果是19.0、17.0和16.5 mm,平均值是17.5 mm,參考孔徑大小,有一定抑菌作用;當(dāng)苦參濃度為1.0 mg/mL時,對水霉孢子的抑菌效果最好,平均值是19.5 mm,結(jié)果表明,苦參的濃度與抑菌效果成正相關(guān)。
根據(jù)表4可知,五倍子濃度為1 mg/mL時,抑菌圈平均直徑為18 mm,三組均表現(xiàn)出明顯的抑菌作用;五倍子濃度為0.5 mg/mL時,抑菌圈直徑為12.2 mm,有一定的抑菌效果;五倍子濃度為0.3 mg/mL時,抑菌圈大小為12.0 mm,三個濃度組全部表現(xiàn)出抑菌效果,表明五倍子濃度與抑菌效果呈正比。在三種濃度下均有抑菌效果,濃度為1 mg/mL時作用最強,最大抑菌圈為20 mm,平均抑菌圈為18 mm。
三種藥物的用量和效果之間的關(guān)系各有不同,在本試驗設(shè)置的濃度梯度范圍內(nèi)顯示,有的抑菌圈和藥物濃度成正相關(guān),中草藥液的濃度高,對水霉菌抑制作用就好,如五倍子和苦參,其中五倍子的三種濃度均有抑菌效果;也有的藥液濃度與抑菌效果成負(fù)相關(guān),如大黃,當(dāng)大黃濃度為0.3 mg/mL時抑菌效果是最好的。結(jié)合以上分析并根據(jù)表5數(shù)據(jù)總結(jié)出,當(dāng)大黃濃度為0.3 mg/mL、苦參濃度為1.0 mg/mL、五倍子濃度為1.0 mg/mL時,抑菌效果最好。
由表6可知,在三種中草藥單個濃度進行實驗時,1.0 mg/mL苦參和0.3 mg/mL大黃的抑菌圈分別為5.5和6.5 mm,抑菌圈均較小,幾乎沒有抑菌效果,1.0 mg/mL五倍子抑菌圈為17.0 mm,抑菌效果明顯,組合X的抑菌圈大小為19.5 mm,抑菌效果最為明顯。
通過對比發(fā)現(xiàn),在單方中草藥中,大黃、苦參幾乎沒有抑菌效果,單方五倍子對水霉孢子有一定的抑菌效果,但是單方五倍子抑菌圈小于三種中草藥復(fù)方的抑菌圈。在10組不同配比試驗中,對比發(fā)現(xiàn),組合IV(苦參1 mg/mL+大黃0.5 mg/mL+五倍子0.5 mg/mL)中,最大抑菌圈直徑為20 mm,平均抑菌圈直徑為19.5 mm,對水霉菌的抑制效果最好。在組合X(苦參1 mg/mL+大黃0.3 mg/mL+五倍子0.3 mg/mL)中,抑菌圈直徑為19.5 mm,經(jīng)過數(shù)據(jù)查驗,可以判定兩者在治療效果方面基本一致。
通過正實驗和驗證試驗表明,配比組合比單方的抑菌效果要好。在10組不同的組合中,組合IV和組合X對水霉孢子的抑菌效果均比較好,但是組合X在藥量使用上低于組合IV,可以節(jié)約成本,降低藥液對魚類的傷害和刺激,因此結(jié)合實際情況考慮,組合X的配方更適于實際生產(chǎn)。
中草藥治療水霉病具有諸多優(yōu)勢,其不僅可以殺菌抑菌,還能夠調(diào)節(jié)水體環(huán)境,提高水產(chǎn)動物的免疫力。此外,人們越來越關(guān)注水產(chǎn)品的質(zhì)量安全問題,中草藥以其藥物殘留低,成本低,效果好的優(yōu)勢,將會在未來水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中發(fā)揮越來越大的作用。本實驗選擇三種中草藥進行配比研究,選擇出最佳配方,希望能夠在水霉病防治上發(fā)揮一定的作用。