我國(guó)是水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó)，多年來(lái)蝦蟹產(chǎn)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(zhì)污染越來(lái)越嚴(yán)重，導(dǎo)致蝦蟹發(fā)病與死亡的損失也愈加觸目驚心，水質(zhì)污染與病害發(fā)生已經(jīng)成為制約蝦蟹健康養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。據(jù)研究與調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明，水質(zhì)污染已經(jīng)對(duì)蝦蟹生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖及其產(chǎn)量與產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生了重要的不良影響，還導(dǎo)致了生物多樣性的降低；我國(guó)蝦蟹每月平均發(fā)病率和死亡率分別約高達(dá)14.03%-23.93%和3.92%-23.79%，由此造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)49.50億元。因此，如何進(jìn)行有效的養(yǎng)殖水體水質(zhì)與病害控制無(wú)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(jìn)行水質(zhì)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(shù)與方法，在國(guó)內(nèi)外均有較多的報(bào)道。其中噬菌蛭弧菌作為一種具有先天獨(dú)特噬菌特性的寄生性細(xì)菌，在蝦蟹病害防治中逐漸嶄露頭角，已經(jīng)成為蝦蟹健康養(yǎng)殖的“新秀”。本文從噬菌蛭弧菌的噬菌機(jī)理入手，進(jìn)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(dú)特功效，以期加深我國(guó)蝦蟹養(yǎng)殖者對(duì)噬菌蛭弧菌的認(rèn)識(shí)，加快噬菌蛭弧菌制劑在我國(guó)蝦蟹健康養(yǎng)殖應(yīng)用中的推廣進(jìn)程。

 

　　

 

一、噬菌蛭弧菌是一種具有先天獨(dú)特噬菌特性的獵食性細(xì)菌

 

　　

 

自德國(guó)學(xué)者Stolp和Petzold（1962年）首次在德國(guó)的土壤中發(fā)現(xiàn)了這種以寄生和裂解細(xì)菌為生的噬菌蛭弧菌以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者相繼對(duì)其噬菌機(jī)理展開了研究。迄今已經(jīng)證實(shí)，噬菌蛭弧菌對(duì)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(guò)化學(xué)趨避性識(shí)別并吸附宿主細(xì)菌，然后通過(guò)酶解和機(jī)械鉆孔等一系列反應(yīng)，進(jìn)入宿主細(xì)菌的質(zhì)壁空間或細(xì)胞質(zhì)，對(duì)宿主細(xì)胞進(jìn)行一系列的修飾與改造，同時(shí)進(jìn)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(xì)胞外。

 

近年來(lái)，為了在基因與蛋白質(zhì)水平深入探索噬菌蛭弧菌的噬菌機(jī)理，Beck、Barel等學(xué)者（2005）研究了噬菌蛭弧菌在宿主體內(nèi)增殖時(shí)產(chǎn)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(shí)別和裂解宿主菌的過(guò)程中起了非常重要的作用。這些研究為進(jìn)一步闡明噬菌蛭弧菌的噬菌機(jī)理奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

 

　　

 

二、噬菌蛭弧菌在蝦蟹健康養(yǎng)殖應(yīng)用中的獨(dú)特功效

 

　　

 

1、噬菌蛭弧菌對(duì)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(zhì)的生防細(xì)菌不同，它主要以機(jī)械鉆孔與酶解的方式破壞病原菌細(xì)胞壁，從而達(dá)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(xì)菌更為廣泛。

 

大量研究結(jié)果表明，噬菌蛭弧菌幾乎能夠裂解蝦蟹常見(jiàn)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(duì)蝦蟹病原菌的寄生作用后表明，噬菌蛭弧菌對(duì)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(jiàn)病原菌具有良好的噬菌活性。因此，通過(guò)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(xì)菌性病害的發(fā)生率。

 

此外，噬菌蛭弧菌對(duì)病原菌的噬菌效果也極為顯著。楊莉等（2000）試驗(yàn)證實(shí)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(jìn)一步在蝦蟹細(xì)菌性病害防治上推廣應(yīng)用提供了重要的臨床試驗(yàn)依據(jù)。

 

　　

 

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

 

蝦蟹養(yǎng)殖生長(zhǎng)的pH、溫度范圍與噬菌蛭弧菌的噬菌條件基本相同。據(jù)研究表明，目前分離的噬菌蛭弧菌菌株對(duì)pH、溫度等環(huán)境因子的要求并不嚴(yán)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(duì)點(diǎn)狀產(chǎn)氣單胞菌有形成噬菌斑的能力；李戈強(qiáng)等（1998）試驗(yàn)也證明噬菌蛭弧菌在溫度10-35和pH6.5-8.6范圍內(nèi)對(duì)河流弧菌均有裂解作用，并進(jìn)一步指出在25-30和6.5-8.1范圍內(nèi)噬菌蛭弧菌對(duì)河流弧菌裂解活性最強(qiáng)。而且，Rice等（1998）試驗(yàn)也證實(shí)，水體中的天然細(xì)菌含量完全可以保持噬菌蛭弧菌的生長(zhǎng)。這些均說(shuō)明噬菌蛭弧菌對(duì)蝦蟹養(yǎng)殖水體環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，對(duì)溫度和pH的適應(yīng)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(dǎo)致的負(fù)面效應(yīng)

 

耐藥性是指病原體在反復(fù)接觸抗病原體藥物后，其反應(yīng)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(chǎn)生除了遺傳因素外，主要與養(yǎng)殖過(guò)程中長(zhǎng)期使用某種藥物、用藥方法不當(dāng)以及病原體的異地傳播有關(guān)。病原菌耐藥性的產(chǎn)生，不僅會(huì)導(dǎo)致用藥量增加，提高養(yǎng)殖成本，而且還會(huì)造成環(huán)境與水產(chǎn)品污染，進(jìn)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(xì)菌，其噬菌作用不因病原菌是否產(chǎn)生耐藥性而發(fā)生影響。本實(shí)驗(yàn)室曾觀察了噬菌蛭弧菌對(duì)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(duì)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(chǎn)生耐藥問(wèn)題的最佳選擇之一。

 

　　

 

4、噬菌蛭弧菌具有水質(zhì)改良、增強(qiáng)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(xì)菌，除了具有良好的噬菌效果外，經(jīng)研究證實(shí)還具有水質(zhì)改良、增強(qiáng)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(xué)消毒劑所不能比擬的。張梁等（2005）研究了噬菌蛭弧菌對(duì)水質(zhì)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(xué)指標(biāo)，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(xué)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(jìn)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(luò)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(jìn)中國(guó)對(duì)蝦生長(zhǎng)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(guó)對(duì)蝦基礎(chǔ)飼料中連續(xù)投喂25天后發(fā)現(xiàn)，對(duì)蝦增長(zhǎng)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(duì)蝦抗鰻弧菌感染的相對(duì)保護(hù)率也高達(dá)52.9%。這些研究結(jié)果均顯示了噬菌蛭弧菌在預(yù)防蝦蟹病菌感染方面的優(yōu)越性。