我國是水產(chǎn)養(yǎng)殖大國，多年來蝦蟹產(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)對蝦蟹生長、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，以期加深我國蝦蟹養(yǎng)殖者對噬菌蛭弧菌的認(rèn)識，加快噬菌蛭弧菌制劑在我國蝦蟹健康養(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

 

　　

 

自德國學(xué)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(xì)菌為生的噬菌蛭弧菌以來，國內(nèi)外學(xué)者相繼對其噬菌機(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(xué)趨避性識別并吸附宿主細(xì)菌，然后通過酶解和機(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)，對宿主細(xì)胞進(jìn)行一系列的修飾與改造，同時進(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，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(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(xì)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(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。這些均說明噬菌蛭弧菌對蝦蟹養(yǎng)殖水體環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，對溫度和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)殖過程中長期使用某種藥物、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，不僅會導(dǎo)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(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(chǎn)生耐藥問題的最佳選擇之一。

 

　　

 

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(chǔ)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(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。