封永輝,焦 飛,李曉東,韓軍軍,陳 朋,海薩·艾也力汗
(新疆維吾爾自治區(qū)水產科學研究所,新疆 烏魯木齊 830000)
扁吻魚(Aspiorhynchus laticeps) 又名新疆大頭魚,屬鯉形目鯉科裂腹魚亞科扁吻魚屬。該魚是塔里木河盆地動物區(qū)系中的旗艦性物種,僅分布于塔里木河水系,是中國新疆獨有的魚類,具有極高的經濟和學術研究價值。該魚曾廣泛分布于塔里木河水系的博斯騰湖、羅布泊等地,但因多重因素的影響,目前該魚的自然種群數量急劇下降,1988 年被列為國家I 類保護水生野生動物,1998 年被收錄入《中國瀕危動物紅皮書(魚類)》[1]。
目前關于新疆扁吻魚的研究集中在生態(tài)、生物學、資源調查、胚胎發(fā)育等方面[2-5],在扁吻魚的病害研究方面,只有馬燕武等[6]對魚苗的寄生蟲病防治進行初步研究,謝春剛等[7]對扁吻魚幼魚進行了7 種藥物的急性毒性試驗,對細菌性病害的深入研究尚未見報道。在以往開展的扁吻魚人工繁育試驗過程中,經常發(fā)生爛鰓引起的魚類死亡事件,但其體表和內部臟器卻正常,筆者從扁吻魚爛鰓部位及其水體中分離出了5 株菌株,以這5 株菌株為研究對象,進行耐藥性試驗,以期確定病原菌的耐藥性,為扁吻魚的人工繁育和保種工作提供必要的技術參考。
1.1.1 試驗用魚發(fā)病扁吻魚,鰓絲糜爛,體表及解剖體內重要組織器官未見異常(如圖1),采集新疆水生野生動物救護中心發(fā)病的扁吻魚5尾作為試驗材料。
圖1 發(fā)病扁吻魚
1.1.2 主要試劑培養(yǎng)基RS、TSA、MH、MHA(青島海博生物有限公司和廣州環(huán)凱微生物科技有限公司);藥敏紙片多西環(huán)素30 μg/片、甲氧芐啶5 μg/片、恩諾沙星10 μg/片、新霉素30 μg/片(杭州天和微生物試劑有限公司);藥敏紙片土霉素30 μg/片、氟苯尼考30 μg/片(上海源葉生物科技有限公司);PCR、引物及提取試劑盒[生工生物工程(上海)股份有限公司];60 mm 一次性平板。
1.2.1 病原菌分離取剛剛死亡的扁吻魚5 尾,在無菌環(huán)境下取下爛鰓,接種于RS 一次性平板上,置于18℃生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)18~36 h,挑取菌落形態(tài)大小、顏色不一樣的菌落分別進一步劃線純化,分離純化后的單菌株用25%的甘油保存于-20℃冰箱中。
1.2.2 病原菌16S rDNA 序列分析病原菌的分子鑒定交由上海海洋大學完成,16S rDNA 序列分析采取通用引物,正向27F:5′-AGAGTTTGATC(C/A)TGGC TCAG-3′,反向1492R:5′-GGTTACCTTGTTACGACT T-3′。參照常規(guī)方法進行PCR 反應擴增目的片段。擴增產物確定為目的片段后送生工生物工程(上海)股份有限公司純化及測序。
1.2.3 系統(tǒng)發(fā)育樹構建將擴增的菌株16S rDNA 目的片段序列在NCBI 中比對,根據比對結果檢索出同源性較高的序列采用Clustal X 軟件進行多序列匹配分析,采用MEGA5.0 軟件中的Neighbor-Joining 法構建系統(tǒng)進化樹,以1 000 次Bootstrap 檢驗置信度[8]。
1.2.4 藥敏特性研究通過紙片擴散法進行藥敏特性相關研究,將分離的菌株接種于MH 培養(yǎng)基,18℃震蕩(200 r/min) 24 h 后,調整菌液濃度為2.0×107CFU/mL,取200 μL 菌液均勻涂布在MH、TSA、RS平板上,貼上6 種不同的抗生素紙片,分別在10、20、30℃下培養(yǎng)18~46 h 后用游標卡尺測量不同藥物的抑菌圈直徑(cm), 根據表1 判定菌株對抗生素的敏感性[9-11]。
表1 藥敏紙片判定標準
從患病扁吻魚的爛鰓及水樣中分離出顏色、菌落形態(tài)不同的5 株優(yōu)勢菌進行純化鑒定,其菌落形態(tài)特征詳見表2。其中,編號33、36 和38 的菌株是從扁吻魚鰓中分離純化的,而編號35 和37 的菌株來源于養(yǎng)殖扁吻魚的水樣。
表2 5 株優(yōu)勢菌株的來源及菌落形態(tài)
從圖2 中可以看出,5 株細菌采用MH 培養(yǎng)基在18℃培養(yǎng)時,0~18 h 都處于適應期;編號33 的菌株在22~26 h 處于穩(wěn)定期,隨后進入衰亡期;編號35 的菌株在培養(yǎng)22 h 時最先達到生長高峰,隨后OD450值顯著降低,培養(yǎng)24~28 h 時OD450值維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài),說明菌株生長已經到達穩(wěn)定期;編號36 的菌株在18 h 進入對數生長期,到26 h 時OD450值達到最大值,隨后急劇下降,培養(yǎng)28 h 時,OD450值僅為0.599,可能菌株搖瓶培養(yǎng)時,因各種理化因子影響無穩(wěn)定期;編號37 的菌株在培養(yǎng)28 h 時,OD450值達到頂峰,隨后也是急劇下降,到32 h時OD450值僅為2.769,可能菌株在這期間釋放了細胞死亡物質,到達穩(wěn)定期后,快速進入衰亡期;編號38 的菌株在18~28 h 處于對數生長期,在28~32 h 處于穩(wěn)定期,隨后進入衰亡期。
圖2 5 株優(yōu)勢菌株的生長曲線
對5 種優(yōu)勢菌株的16S rDNA 進行PCR 擴增,將目的基因序列與NCBI 基因庫中已有序列進行比對,并構建系統(tǒng)發(fā)育樹,結果如圖3 所示,菌株33(序列號:OK287125)、37(序列號:OK287129)、38(序列號:OK287130)與檸檬酸桿菌屬(Citrobactersp.),菌株35(序列號:OK287127)、36(序列號:OK287128)與氣單胞菌屬(Aeromonassp.)種類同源性較高。
圖3 五株細菌根據16S rDNA 基因序列構建的系統(tǒng)進化樹
2.4.1 培養(yǎng)基由表3 可知,對土霉素敏感的菌株為33 和38,對恩諾沙星敏感的菌株為35、37 和38,對氟苯尼考敏感的菌株為33、35、36 和38,對多西環(huán)素敏感的菌株為33 和38,5 種菌株對新霉素和甲氧芐啶均不敏感。6 種抗生素種類、5 株菌株共30 組數據中有11 組數據的結果一致,占比為37%,表明培養(yǎng)基會影響菌株對抗生素的敏感性,且影響較大;從菌株來看,33 號菌株在不同培養(yǎng)基中培養(yǎng)對土霉素、氟苯尼考和多西環(huán)素的敏感性一致,35 號菌株在不同培養(yǎng)基中培養(yǎng)對恩諾沙星、氟苯尼考的敏感性一致,36 號菌株在不同培養(yǎng)基中培養(yǎng)對氟苯尼考的敏感性一致,37 號菌株在不同培養(yǎng)基中培養(yǎng)對恩諾沙星的敏感性一致,38 號菌株在不同培養(yǎng)基中培養(yǎng)對土霉素、恩諾沙星、氟苯尼考和多西環(huán)素的敏感性一致;從抗生素來看,培養(yǎng)基對氟苯尼考和恩諾沙星的影響較小,5 株菌株中分別有4(占比80%)和3 株(占比60%)的敏感性結果一致,但對新霉素和甲氧芐啶的影響較大,同一菌株在不同培養(yǎng)基中培養(yǎng)對這2 種抗生素的敏感性結果均不一樣。
表3 不同培養(yǎng)基培養(yǎng)下各菌株的藥敏試驗結果
2.4.2 培養(yǎng)時間由表4 可知,培養(yǎng)18~22 和48~46 h 期間,5 株菌株對土霉素、恩諾沙星、氟苯尼考、甲氧芐啶和多西環(huán)素均表現為敏感,而新霉素只對35號菌株作用較強,對33、36、37、38 號菌株有一定抑制作用。從表4 中還可以看出,培養(yǎng)時間對抗生素藥物敏感性的結果無明顯影響,不同培養(yǎng)時間的同一菌株對同一抗生素的敏感性結果均表現一致。
表4 不同培養(yǎng)時間培養(yǎng)下各菌株的藥敏試驗結果
2.4.3 培養(yǎng)溫度由表5 可知,培養(yǎng)溫度對抗生素藥物敏感性的結果有一定的影響,除38 號菌株外,其他4 種菌株在10℃下培養(yǎng)對土霉素均未形成抑菌圈。從菌株來看,培養(yǎng)溫度對36 和38 號菌株的影響最小,不同溫度下培養(yǎng)的36 號菌株對同一抗生素(土霉素除外)的敏感性均表現一致,除新霉素以外不同溫度下培養(yǎng)的38 號菌株對其他抗生素均表現敏感;而對33 號菌株影響最大,不同溫度下培養(yǎng)的33 號菌株僅對氟苯尼考和多西環(huán)素的敏感性一致。從抗生素來看,不同溫度下培養(yǎng)的5 種菌株對土霉素、氟苯尼考和多西環(huán)素均表現敏感;對恩諾星沙表現敏感的菌株有35、36 和38 號;對甲氧芐啶表現敏感的菌株有36、37 和38 號;而新霉素對36 和37 號菌株表現為抑制作用;其他未提及的處理,菌株對抗生素的敏感性隨培養(yǎng)溫度變化而表現出一定差異,但總體來看6 種抗生素對5 種菌株均表現出抑制以上的作用。
表5 不同培養(yǎng)溫度培養(yǎng)下各菌株的藥敏試驗結果
國內的藥敏試驗多采用人用或獸用藥物如青霉素、氨芐西林、復方新諾[12]、慶大霉素、卡那霉素[13]、頭孢菌素類[14]、四環(huán)素[15]等,也有用水產禁用藥物氯霉素、停用藥物諾氟沙星[16-17]、氧氟沙星[18]、培氟沙星做基礎研究的,很少能有用《水產養(yǎng)殖用藥明白紙》中允許使用的抗生素來做基礎研究的,該研究采用水產生產實踐中常用抗生素作為藥敏試驗材料,試驗結果可以直接指導生產實踐,同時探討了培養(yǎng)基、培養(yǎng)時間、培養(yǎng)溫度3 個因素對藥敏結果的影響,最終判定,對土霉素敏感的菌株為33 和38 號,對恩諾沙星敏感的菌株為35 和38 號,對氟苯尼考敏感的菌株為33、35、36 和38 號,對多西環(huán)素敏感的菌株為33 和38 號,5 個菌株對新霉素和甲氧芐啶均不敏感;培養(yǎng)時間對藥敏試驗結果的影響較小,而培養(yǎng)基和培養(yǎng)溫度對藥敏試驗結果的影響較大,急需建立水生動物致病生物藥物敏感性的基礎數據庫,包括菌株、藥物、區(qū)域、培養(yǎng)條件等試驗參考標準數據庫,以便今后漁業(yè)生產應用中避免盲目用藥[19]。
該研究采用的對照菌株為E.coli(ATCC25922),但其在10 和20℃時均不生長,只有在30℃下才生長,因此今后還需摸索試驗用藥敏標準菌株;同時,對水生動物病原菌藥敏試驗的標準方法也尚待完善。另外,該研究中編號33、36、38 的菌株是否為真正的致病性菌株,也需后續(xù)攻毒試驗進一步確認。