我國是水產養(yǎng)殖大國，多年來蝦蟹產量居世界之首。然而，隨著蝦蟹養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展，水質污染越來越嚴重，導致蝦蟹發(fā)病與死亡的損失也愈加觸目驚心，水質污染與病害發(fā)生已經成為制約蝦蟹健康養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。據研究與調查統(tǒng)計表明，水質污染已經對蝦蟹生長、發(fā)育、繁殖及其產量與產品品質產生了重要的不良影響，還導致了生物多樣性的降低；我國蝦蟹每月平均發(fā)病率和死亡率分別約高達14.03%-23.93%和3.92%-23.79%，由此造成的直接經濟損失高達49.50億元。因此，如何進行有效的養(yǎng)殖水體水質與病害控制無疑是蝦蟹健康養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展所面臨的巨大挑戰(zhàn)。

 

　　

 

目前，利用微生物進行水質處理與病害防治業(yè)已證明是一種綠色環(huán)保、有效的病害防治技術與方法，在國內外均有較多的報道。其中噬菌蛭弧菌作為一種具有先天獨特噬菌特性的寄生性細菌，在蝦蟹病害防治中逐漸嶄露頭角，已經成為蝦蟹健康養(yǎng)殖的“新秀”。本文從噬菌蛭弧菌的噬菌機理入手，進一步闡明了噬菌蛭弧菌作為一種新型生防菌劑所具有的獨特功效，以期加深我國蝦蟹養(yǎng)殖者對噬菌蛭弧菌的認識，加快噬菌蛭弧菌制劑在我國蝦蟹健康養(yǎng)殖應用中的推廣進程。

 

　　

 

一、噬菌蛭弧菌是一種具有先天獨特噬菌特性的獵食性細菌

 

　　

 

自德國學者Stolp和Petzold（1962年）首次在德國的土壤中發(fā)現(xiàn)了這種以寄生和裂解細菌為生的噬菌蛭弧菌以來，國內外學者相繼對其噬菌機理展開了研究。迄今已經證實，噬菌蛭弧菌對病原菌的作用方式為“穿入、穩(wěn)定、裂解”模型，即噬菌蛭弧菌首先通過化學趨避性識別并吸附宿主細菌，然后通過酶解和機械鉆孔等一系列反應，進入宿主細菌的質壁空間或細胞質，對宿主細胞進行一系列的修飾與改造，同時進行自身生物大分子合成，最終分裂形成子代蛭弧菌并釋放到宿主細胞外。

 

近年來，為了在基因與蛋白質水平深入探索噬菌蛭弧菌的噬菌機理，Beck、Barel等學者（2005）研究了噬菌蛭弧菌在宿主體內增殖時產生的蛋白與一些潛在的功能基因，發(fā)現(xiàn)外膜蛋白、蛋白酶基因很可能在其識別和裂解宿主菌的過程中起了非常重要的作用。這些研究為進一步闡明噬菌蛭弧菌的噬菌機理奠定了堅實的基礎。

 

　　

 

二、噬菌蛭弧菌在蝦蟹健康養(yǎng)殖應用中的獨特功效

 

　　

 

1、噬菌蛭弧菌對蝦蟹病原菌的殺菌范圍廣，噬菌效果顯著

 

噬菌蛭弧菌與解淀粉芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌等分泌抗菌肽、依枯草菌素等抑菌物質的生防細菌不同，它主要以機械鉆孔與酶解的方式破壞病原菌細胞壁，從而達到殺菌的效果。噬菌蛭弧菌的這種作用方式也決定了其殺菌范圍比其他生防細菌更為廣泛。

 

大量研究結果表明，噬菌蛭弧菌幾乎能夠裂解蝦蟹常見的病原菌種類。例如，楊淑專和黃慶輝（1997）研究了噬菌蛭弧菌對蝦蟹病原菌的寄生作用后表明，噬菌蛭弧菌對非01霍亂弧菌、哈維氏弧菌、副溶血弧菌、鰻弧菌、梅氏弧菌、溶藻弧菌、河弧菌、氣單胞菌等共25株蝦蟹常見病原菌具有良好的噬菌活性。因此，通過向水體中潑灑噬菌蛭弧菌，可以廣泛降低水體中蝦蟹病原菌的種類與數(shù)量，從而減少了蝦蟹細菌性病害的發(fā)生率。

 

此外，噬菌蛭弧菌對病原菌的噬菌效果也極為顯著。楊莉等（2000）試驗證實噬菌蛭弧菌能夠在5天使嗜水氣單胞菌含量下降103cfu/mL，在9天使嗜水氣單胞菌含量下降107cfu/mL。這些研究表明噬菌蛭弧菌消除致病菌的效率高，為進一步在蝦蟹細菌性病害防治上推廣應用提供了重要的臨床試驗依據。

 

　　

 

2、噬菌蛭弧菌噬菌條件較為寬松，適應蝦蟹養(yǎng)殖水體環(huán)境能力強

 

蝦蟹養(yǎng)殖生長的pH、溫度范圍與噬菌蛭弧菌的噬菌條件基本相同。據研究表明，目前分離的噬菌蛭弧菌菌株對pH、溫度等環(huán)境因子的要求并不嚴格，其噬菌條件范圍一般為pH6.5-8.6和4-37。例如，邵桂元等（1995）研究發(fā)現(xiàn)，噬菌蛭弧菌在4-37和pH6.0-8.0條件下對點狀產氣單胞菌有形成噬菌斑的能力；李戈強等（1998）試驗也證明噬菌蛭弧菌在溫度10-35和pH6.5-8.6范圍內對河流弧菌均有裂解作用，并進一步指出在25-30和6.5-8.1范圍內噬菌蛭弧菌對河流弧菌裂解活性最強。而且，Rice等（1998）試驗也證實，水體中的天然細菌含量完全可以保持噬菌蛭弧菌的生長。這些均說明噬菌蛭弧菌對蝦蟹養(yǎng)殖水體環(huán)境的適應能力強，對溫度和pH的適應范圍較寬松。

 

　　

 

3、噬菌蛭弧菌能夠解決蝦蟹病原菌因出現(xiàn)耐藥性所導致的負面效應

 

耐藥性是指病原體在反復接觸抗病原體藥物后，其反應不斷減弱，以至最后能夠抵抗藥物而不被殺滅或抑制的現(xiàn)象。耐藥性的產生除了遺傳因素外，主要與養(yǎng)殖過程中長期使用某種藥物、用藥方法不當以及病原體的異地傳播有關。病原菌耐藥性的產生，不僅會導致用藥量增加，提高養(yǎng)殖成本，而且還會造成環(huán)境與水產品污染，進而危害人類健康。

 

研究表明，噬菌蛭弧菌是一種具有先天噬菌特性的寄生性細菌，其噬菌作用不因病原菌是否產生耐藥性而發(fā)生影響。本實驗室曾觀察了噬菌蛭弧菌對耐沙拉沙星和新霉素的嗜水氣單胞菌的裂解作用，發(fā)現(xiàn)其對這些嗜水氣單胞菌耐藥菌株仍然具有良好的噬菌效果。因此，噬菌蛭弧菌是解決病原菌不斷產生耐藥問題的最佳選擇之一。

 

　　

 

4、噬菌蛭弧菌具有水質改良、增強免疫力與抗病菌感染三重功效

 

噬菌蛭弧菌作為一種寄生性細菌，除了具有良好的噬菌效果外，經研究證實還具有水質改良、增強免疫力與抗病菌感染三重功效，這是任何一種益生菌與化學消毒劑所不能比擬的。張梁等（2005）研究了噬菌蛭弧菌對水質影響后發(fā)現(xiàn)，噬菌蛭弧菌能夠顯著改善養(yǎng)殖環(huán)境中的主要化學指標，具體表現(xiàn)在：向水中潑灑含量為5×104PFU/L的噬菌蛭弧菌制劑后，養(yǎng)殖水體的化學耗氧量、氨氮含量、硫化物含量分別下降了29.95%、33.87%和34.38%，溶解氧含量上升了12.43%；張呂平等（2009）研究進一步指出噬菌蛭弧菌（3×105PFU/mL）抑制弧菌的效果明顯優(yōu)于二氯異氰尿酸鈉（0.3mg/L）和季銨鹽絡合碘（0.3 mg/L）。

 

此外，徐琴等（2007）研究表明，噬菌蛭弧菌能夠明顯促進中國對蝦生長及非特異免疫因子活性的提高。將噬菌蛭弧菌以1%比例添加到中國對蝦基礎飼料中連續(xù)投喂25天后發(fā)現(xiàn)，對蝦增長率、增重率、存活率分別提高了49.07%、74.61%、50%；溶菌酶活力、超氧化物歧化酶活力分別提高了約500%和100%，對蝦抗鰻弧菌感染的相對保護率也高達52.9%。這些研究結果均顯示了噬菌蛭弧菌在預防蝦蟹病菌感染方面的優(yōu)越性。