凡纳滨对虾白便综合征发生与环境因子、机体免疫酶活性和微生物的相关性

为系统解析凡纳滨对虾白便综合征(white feces syndrome,WFS)的发生与环境因子、微生物因子、宿主免疫力和水体微生物群落组成的关系。实验利用水体理化因子、可培养细菌、对虾机体免疫酶活性以及高通量测序等检测技术对健康与患WFS的池塘养殖凡纳滨对虾进行比较分析。结果显示,与健康组相比,患病池塘的水温、溶解氧(DO)、pH、盐度等水质理化因子波动趋势相似,波动范围分别为26.1~29.0℃、4.26~6.08 mg/L、8.39~8.73和40~49,患病组DO和盐度比健康组高;健康组对虾肝胰腺内可培养细菌和弧菌含量为1.19×10^(5)~7.70×10^(5)和8.8×10^(3)~1.96×10^(4) CFU/g,弧菌占比为2%~16%,患病组对虾肝胰腺内可培养细菌和弧菌含量在3.80×10^(5)~2.51×10^(6)和2.02×10^(5)~1.49×10^(6) CFU/g范围内,比健康组高15~113倍,弧菌占比在55%~70%。碱性磷酸酶(AKP)、酸性磷酸酶(ACP)、溶菌酶(LZM)、超氧化物歧化酶(SOD)和酚氧化酶(PO)活性在健康组内为1.21~5.64、9.17~15.25、3.56~7.43、4.83~6.70及3.10~4.55 U/mg,在患病组内为2.12~5.39、19.22~26.96、19.73~26.85、3.00~4.14及7.76~9.21 U/mg。比较分析表明,WFS的发生与可培养细菌含量、弧菌占比、ACP、LZM、PO的相关性较强。高通量测序分析表明,患病组水体菌群结构的Ace和Chao指数呈一定程度下降趋势,PCoA指数偏离度较高,放线菌门、变形菌门相对丰度降低,拟杆菌门、蓝藻门相对丰度显著升高;RDA关联分析表明,盐度、溶解氧、虾体细菌、虾体弧菌、水体细菌是影响患病对虾水体菌群结构组成的重要因子。相关研究结果为解析养殖生产中对虾WFS发生机制提供数据支撑,并为WFS的临床防控奠定理论基础。

基于Deep Forest算法的对虾急性肝胰腺坏死病(AHPND)预警数学模型构建

为预报池塘养殖凡纳对虾(Penaeus vannamei)急性肝胰腺坏死病(AHPND)的发生,自2020年开始,笔者对凡纳对虾养殖区开展了连续监测工作,包括与疾病发生相关的环境理化因子、微生物因子、虾体自身健康状况等18个候选预警因子指标,通过数据标准化处理后分析病原、宿主与环境之间的相关性,对候选预警因子进行筛选,基于Python语言编程结合Deep Forest、Light GBM、XGBoost算法进行数据建模和预测性能评判,仿真环境为Python2.7,以预警因子指标作为输入样本(即警兆),以对虾是否发病指标作为输出结果(即警情),根据输入样本和输出结果各自建立输入数据矩阵和目标数据矩阵,利用原始数据矩阵对输入样本进行初始化,结合函数方程进行拟合,拟合的源代码能利用已知环境、病原及对虾免疫指标数据对目标警情进行预测。最终建立了基于Deep Forest算法的虾体(肝胰腺内)细菌总数、虾体弧菌(Vibrio)占比、水体细菌总数和盐度的4维向量预警预报模型,准确率达89.00%。本研究将人工智能算法应用到对虾AHPND发生的预测预报,相关研究结果为对虾AHPND疾病预警预报建立了预警数学模型,并为对虾健康养殖和疾病防控提供了技术支撑和有力保障。

预防刺参腐皮综合征复方中药的筛选及体内药效评价

为开发防治刺参腐皮综合征的复方中药,从14种中药中筛选出对灿烂弧菌(Vibrio splendidus)有明显抑制作用的单味中药,并通过正交实验确定最佳抗菌复方FF-Z(诃子﹕五倍子﹕穿心莲﹕川芎=15 g﹕2 g﹕10 g﹕5 g)。在饲料中分别添加10、20、30和40 g/kg的复方FF-Z作为试验组,不含复方FF-Z的饲料为对照组,并以含恩诺沙星粉20 g/kg的饲料为药物对照组,连续投喂刺参10d,继而用终浓度为10^(7) CFU/mL的灿烂弧菌进行浸浴攻毒,以观察预防保护效果。结果显示,灿烂弧菌对复方FF-Z极敏感,抑菌圈直径可达(23.10±0.62)mm,最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)值分别为7.81和15.63 mg/mL;与阴性对照组相比,复方FF-Z各剂量组刺参的SOD、ACP和AKP活性显著提高,且优于药物对照组。在灿烂弧菌感染后,复方FF-Z各剂量组处理的刺参发病时间比阳性对照组推迟2d,其中复方FF-Z 20 g/kg组、FF-Z 30 g/kg组和FF-Z 40 g/kg组刺参的20d发病率分别为22.08%、22.14%和14.58%,显著低于阳性对照组的84.45%。组织病理学观察结果表明,添加30 g/kg复方FF-Z的饲料能够有效减轻灿烂弧菌入侵引起的刺参组织炎症反应,从而起到保护作用。研究证明,复方FF-Z能够显著提高刺参的免疫和抗病力,对灿烂弧菌引起的腐皮综合征具有良好的预防保护效果,能延缓该病的发病进程并降低发病率。

浒苔暴发前后青岛沿岸水体和藻体的细菌群落结构与生态环境因子相关性分析

自2008年起,浒苔(Ulva prolifera)暴发给海洋环境生态、水产养殖业、旅游业和公共卫生带来严重影响。为进一步探究浒苔暴发对近岸环境中细菌群落结构与生态因子的影响,本研究对浒苔暴发前后青岛沿岸主要滨海区域水体、浒苔藻体中可培养细菌群落的组成与丰度及环境理化指标进行了比较分析。结果显示,浒苔暴发后,青岛沿岸水体的化学需氧量(COD)、氨氮、无机氮、砷离子和活性磷酸盐含量均显著升高(P<0.05),溶解氧、Cd、Pb、Cr、Cu等金属离子的含量显著降低(P<0.05);聚集地浒苔藻体中有机碳含量低于非聚集地(P<0.05),大肠菌群、粪大肠菌群、硫化物、Hg、Cd、Zn和Cu离子含量高于非聚集地(P<0.05)。可培养细菌分析结果显示,浒苔暴发后,青岛市沿岸水体与藻体中可培养细菌的数量增长超1个数量级,弧菌(Vibrio)占比增加了38%;基于16S rDNA的细菌鉴定结果显示,浒苔暴发前,青岛市沿岸海水中的主要优势菌为长巨牡蛎弧菌(Vibrio gigantis)、塔斯玛尼亚弧菌(Vibrio tasmaniensis)和大西洋弧菌(Vibrio atlanticus);浒苔暴发后,青岛市沿岸海水中的主要优势菌为强壮弧菌(Vibrio fortis)、溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)和欧文斯氏弧菌(Vibrio owensii)。优势弧菌的毒力基因与耐药基因携带风险检测结果表明,浒苔暴发后,弧菌携带毒力基因(VAC、vhh、chxA、tlh和flaA)和耐药基因(strA、strB、QnrVC和sul2)的类别和检出率均增高。研究结果初步揭示了浒苔暴发对青岛市沿岸环境中细菌群落结构及环境生态的影响,查明了浒苔暴发产生的有害微生物种类及其携带的毒力基因、耐药基因风险,为黄渤海近岸海域浒苔绿潮防控、海洋生态保护、水产健康养殖和公共卫生治理提供了理论依据。

养殖密度对投喂模式下网箱养殖刺参生长、消化酶及肠道菌群的影响

为评估养殖密度对投喂模式下浅海网箱养殖刺参(Apostichopus japonicus)的影响,本研究在辽宁省大连刺参网箱养殖核心区开展了为期42 d的养殖实验,分析了不同养殖密度条件下(10、20、30 kg/箱,标记为F10、F20和F30)刺参的生长、消化酶及肠道菌群结构的差异。结果显示,F10、F20和F30组增重率(WGR)分别为(51.63±4.27)%、(33.21±8.58)%和(23.08±0.24)%。随着养殖密度的增大,刺参的WGR和特定生长率(SGR)显著降低,净产量增加,饵料系数(FCR)升高。F10组的FCR(0.76±0.06)显著低于F30组(1.72±0.03)(P<0.05)。随着养殖密度的增大,刺参肠道胰蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等消化酶活性均呈下降的趋势,F30组的消化酶活性显著低于F10组和F20组(P<0.05)。F10组与F20组的菌群相似性较高,其ACE、Chao1、Shannon和Simpson等多样性指数均显著高于F30组(P<0.05)。优势菌属随着养殖密度的不同存在差异,F10组、F20组和F30组分别显著富集于链球菌属(Streptococcus)、瘤胃球菌UCG_005属和Alkanindiges等菌属。Pearson相关性分析显示,链球菌属、Muribaculaceae和UCG_005属与消化酶活性呈显著正相关。效益估算显示,F20组与F30组养殖效益相差不大,较F10组有大幅提高。研究表明,养殖密度在20~30kg/箱时,可提高养殖净产量,但养殖密度达30 kg/箱时,刺参生长、肠道消化酶活性和微生物多样性显著降低,现有小网箱投喂模式下养殖密度宜提高至20kg/箱。研究结果可为刺参浅海网箱的科学养殖和提质增效提供参考。

三种植物精油对美人鱼发光杆菌美人鱼亚种的抑菌效果及其毒力基因表达的影响

为研究百里香精油、牛至精油和肉桂精油对海水养殖经济鱼类主要致病菌美人鱼发光杆菌美人鱼亚种(PDD)的抑菌作用,实验采用二倍稀释法分别测定3种植物精油对6株不同致病力PDD菌株的最小抑菌质量浓度(MIC)和最小杀菌质量浓度(MBC)。采用分光光度计法检测添加精油后6株PDD生长曲线的变化;以2株高致病性PDD菌株为研究对象,分析不同浓度精油对PDD毒力基因表达量及胞外产物(ECP)活性的影响;分析了3种精油存储不同时间后以及在金属离子影响下的药效稳定性。结果显示,3种精油对6株PDD菌株均具有较好的抑菌和杀菌作用,MIC为32~128μg/mL,MBC为64~192μg/mL;3种精油对2株高致病性PDD菌株的毒力基因表达及ECP的磷脂酶活性和溶血活性均有抑制作用,其中低浓度精油对PDD主要毒力基因的抑制作用最明显。3种精油于室温下避光存储35 d,对实验菌株的杀菌率均大于99%,显示其良好的药物稳定性;水环境中不同浓度Na^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)、K^(+)等对3种精油的杀菌效果无显著影响。研究表明,3种精油均适宜开发为防治水产动物细菌性疾病的新型渔药或饲料添加剂。本研究可为拓展芳香类植物精油在水产疾病防控上的应用提供借鉴与参考。

福建东吾洋海域海水和沉积物菌群结构及其与环境因子相关性

福建东吾洋海域是我国刺参(Apostichopus japonicus)吊笼养殖的核心产区,但目前该地区的水域环境现状和环境菌群结构相关研究匮乏。本研究以东吾洋海域东安、马坑、雷江和沙湾4个主要养殖区域为对象,完成了海参养殖高峰期1月的水质环境因子调查和评价分析,采用高通量测序方法完成了水体和沉积物菌群多样性和差异特征菌群分析,解析了环境因子与菌群结构相关性。结果表明,马坑海域的富营养化指数为21.60,属于严重富营养化;东安和雷江海域属于重度富营养,只有沙湾海域处于中度富营养的水平。东安和沙湾海域水质属于轻度有机污染,而马坑和雷江海域属于中度有机污染。高通量测序共获得1 520个操作分类单元(operational taxonomic units, OTUs),归属于28门、57纲、163目、322科、581属。菌群结构多样性分析表明,各区域沉积物的菌群多样性水平均显著高于相应海域水体菌群多样性,且具有较强的空间异质性。沙湾海域环境菌群多样性与丰度最高。PCo A分析表明,沉积物和水体中细菌群落结构差异极显著,水体交换和海域位置对其水体和沉积物菌群结构的影响较大。具有潜在致病性的弧菌科(Vibrionaceae)在所有水体和沉积物样本中均为优势种类之一。对水体样品和沉积物样品的LEFSe(line discriminant analysis effect size)分析筛选到处于不同分类水平的74个特异菌群。基因功能的预测和COG分类统计表明,水体与沉积物样品在12个代谢途径上存在显著差异(P<0.05)。对4个海区的水体菌群LEFSe分析筛选到处于不同分类水平的30个特异菌群。水体的菌群与环境因子的RDA分析揭示,温度、溶氧、叶绿素a浓度是影响不同海域水体菌群结构的主要环境因子,相关研究将为福建刺参养殖管理提供基础数据和科学参考。

美人鱼发光杆菌美人鱼亚种dly基因缺失株构建及其生物学特性研究

美人鱼发光杆菌美人鱼亚种(Photobacterium damselae subsp.damselae,PDD)是广泛分布于全球海洋环境中的一种致病菌。本研究以实验室保存的一株高致病性PDD菌株(PDD1608)作为对象,初步探究毒力基因dly对PDD菌株的生物学特性和致病力的影响。利用λRed重组技术成功构建毒力基因dly缺失株Δdly PDD1608::Cm,比较野生株和缺失株的生长、涌动性、药物敏感性、生理生化特性、生物被膜形成能力、菌株及胞外产物(extracellular products,ECP)的溶血性和磷脂酶活性等生物学特性。选用海水青鳉鱼(Oryzias melastigma)作为实验动物,通过人工感染实验测定野生株和缺失株及其ECP对海水青鳉鱼的致病性。结果显示,毒力基因dly缺失后导致PDD菌株生长变慢,涌动性、溶血性和磷脂酶活性均降低;野生株和缺失株的药物敏感性和生理生化特性未产生变化;与野生株相比,缺失株的生物被膜形成能力有显著差异(P<0.05);人工感染实验表明,缺失株及其ECP对海水青鳉鱼的致病性降低。毒力基因dly影响PDD菌株的生长、涌动性、溶血性和磷脂酶活性等多种生物学特性,并且与PDD菌株及其ECP的致病力强弱密切相关。

基于溶藻弧菌感染的虾苗细菌性玻化症(BVS)及其防控中药筛选和药效学评价

为了筛选可用于防治虾苗细菌性玻化症(bacterial vitrified syndrome,BVS)的中药复方,本研究首先通过牛津杯法和二倍稀释法进行体外抑菌实验,从50种中药中筛选出对BVS致病菌溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)和副溶血弧菌(V.parahaemolyticus)具有良好抑菌效果的中药。然后,以不同浓度的溶藻弧菌浸浴感染虾苗,建立BVS病理模型;再通过体内药效学实验从死亡率、组织病理学和超微组织病理学角度比较不同中药复方对于患BVS虾苗的防治效果。体外抑菌实验结果显示,五味子(Schisandrae chinensis fructus)、马鞭草(Verbenae herba)、乌梅(Mume fructus)等中药对溶藻弧菌的抑菌圈直径可达12 mm以上;诃子(Chebulae fructus)、五味子、牡丹皮(Moutan cortex)等中药对副溶血弧菌的抑菌圈直径可达13mm以上。五倍子(Gallachinensis)、诃子、五味子、丁香(Caryophylliflos)对溶藻弧菌和副溶血弧菌的最小抑菌浓度(MIC)均≤12.5mg/mL,最小杀菌浓度(MBC)均≤50 mg/mL。结合香附(Cyperi rhizoma)、栀子(Gardeniae fructus)2味中药组成3种中药复方,处方1、处方2和处方3;以5×10^(4) CFU/mL的溶藻弧菌感染虾苗成功建立BVS病理模型,在此基础上采用药物治疗患病虾苗7d,各组死亡率由低至高依次为空白对照组、处方1组、20%氟苯尼考粉对照组、处方3组、处方2组和阳性对照组。处方1组虾苗死亡率显著低于阳性对照组(P<0.05);处方2组、处方3组和20%氟苯尼考对照组虾苗死亡率低于阳性对照组,但差异不显著(P>0.05)。由此可见,处方1可显著降低患病虾苗死亡率。组织病理学和超微组织病理学研究显示,相比于其他感染组,处方1组虾苗肝胰腺病变程度明显较轻,肠道结构较为完整;虾苗肝小管上皮细胞的细胞膜、细胞核正常,线粒体、内质网丰富且基本正常。表明口服处方1可对患病虾苗的肝胰腺和肠道组织起到良好的保护作用,并优于处方2、处方3和20%氟苯尼考粉。综上所述,处方1(诃子30 g、五味子20 g、香附20 g)对溶藻弧菌感染的虾苗保护和治疗效果良好。本研究结果可为研制防控虾苗BVS专用中药提供依据,助力对虾养殖绿色高质量发展。

环境、病原、免疫因子三要素与池塘养殖对虾AHPND发生的关联性

为研究虾急性肝胰腺坏死病(Acute Hepatopancreas Necrosis Disease,AHPND)的发生与环境、病原和虾体免疫间的相互关系,文章对池塘养殖凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)AHPND发生及其环境、病原、虾体免疫因子进行持续性跟踪监测。结果表明,试验点的气温、水温、溶解氧(DO)、pH、盐度、氨氮(NH4-N)和亚硝态氮(NO2-N)波动范围为21-29℃、24.8-31℃、1.4-8.32 mg/L、8-8.91、34-50、0.01-0.26 mg/L和0.005-0.212 mg/L;水体可培养细菌和弧菌数量变化范围为3×10^(3)-2.4×10^(5)和2×10^(2)-1.8×104 CFU/mL,虾体肝胰腺内可培养细菌和弧菌数量变化范围为9.8×10^(4)-8.8×10^(6)和3.9×10^(3)-3.61×10^(6)CFU/g;16S rDNA鉴定结果显示,在可培养优势菌株中,弧菌检出数量达到135株,占全部鉴定菌株的61.6%,其中主要弧菌种类有欧文氏弧菌(Vibrio owensii)、坎贝氏弧菌(V.campbellii)、副溶血弧菌(V.parahaemolyticus)、溶藻弧菌(V.alginolyticus)和哈维氏弧菌(V.harveyi);虾体中ACP、AKP、SOD、LZM和PO等免疫酶活的变化范围分别为7.5-75、1-8.5、2.4-11.07、1.3-43和6.23-28 U/mg。结合AHPND发生前后各理化因子变化的相关性分析表明,水温、虾体肝胰腺内可培养细菌和弧菌数量、DO、LZM和PO可作为池塘养殖模式下对虾警示AHPND的指示因子。相关研究结果为指导池塘养殖凡纳滨对虾健康养殖及AHPND临床防控提供数据支撑和科学依据。

5种主要海水养殖病原菌多重微流控荧光定量PCR快速检测技术的建立

在养殖现场开展多病原的快速检测是水产养殖产业健康发展的重要技术需求之一。本研究选取哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)的vhhA基因、副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)的toxR基因、大菱鲆弧菌(Vibrio scophthalmi)的luxR基因、鳗弧菌(Vibrio anguillarum)的empA基因和美人鱼发光杆菌美人鱼亚种(Photobacterium damselae subsp.damselae)的Mcp基因作为靶基因,设计特异性引物,通过优化反应体系和条件,并在微流控芯片进行集成,建立了可同步检测这5种病原菌的多重微流控荧光定量PCR检测技术。结果显示,本研究所建立的检测技术最佳反应体系:2×Taq Pro Universal SYBR qPCR Master Mix 5μL,Primer F/R各1μL,DNA模板2μL,ddH_(2)O 1μL。反应条件为95℃30 s,95℃5 s,61℃30 s,扩增30个循环。通过绘制标准曲线发现,在10^(9)~10^(4)copies/μL浓度范围内均有良好的线性相关性。该方法对哈维氏弧菌、副溶血弧菌、大菱鲆弧菌、鳗弧菌和美人鱼发光杆菌美人鱼亚种特异性强,对5种病原菌的最低检测限分别为40、20、200、500和20 CFU/mL,显示出较高的灵敏度,且样品平均检测时间缩短至26 min左右。本研究结果为开发水产养殖多病原快速、精准的现场检测技术奠定了重要基础。

刺参响应灿烂弧菌侵染差异microRNAs鉴定及靶基因分析

microRNA参与基因的转录后调控,在真核生物的生长发育、细胞分化和免疫防御等过程中发挥重要作用。刺参(Apostichopusjaponicus)病害问题已成为产业发展的主要限制因素之一,而其病害发生的分子机制尚待进一步完善。本研究以刺参重大疾病“腐皮综合征”的重要致病原灿烂弧菌(Vibriossplendidus)为侵染菌株,通过人工侵染实验制备患病刺参样本,采用miRNA-seq技术对侵染组(PT16S)和对照组(PT10H)各3头刺参的体壁组织进行miRNA测序,通过相关生物信息学软件对miRNAs进行鉴定和分析,筛选差异表达miRNAs (DEmiRNAs)并预测其靶基因,构建关键调控途径的miRNA-mRNA调控网络。结果显示,PT10H组平均得到5 902 588条有效序列,194个已知miRNA和19个新的miRNA;PT16S组平均得到5 053 529条有效序列,182个已知miRNA和42个新的miRNA。对2组鉴定到的miRNA进行差异表达分析,共筛选到2个上调和11个下调的具有显著差异的DEmiRNAs(P≤0.05),上调的DEmiRNAs靶基因预测结合到3010个靶基因,注释到585个GO terms及24条信号通路(P≤0.05),下调的DEmiRNAs靶基因预测到19 072个靶基因,注释到514个GOterms以及22条信号通路(P≤0.05)。对筛选到的DEmiRNAs进行实时荧光定量PCR (qRT-PCR)验证,显示miRNA-seq与qRT-PCR的一致率达到70%。根据KEGG分析结果构建泛素介导的蛋白水解途径和Notch信号通路的miRNA-mRNA调控网络,结果显示,13个DEmiRNAs分别靶向结合134个与泛素介导的蛋白水解相关的m RNAs和109个与Notch信号通路相关的m RNAs,Aja-miR-184、Aja-miR-2478和Aja-miR-9277p等DEmiRNAs可能参与对Notch信号通路和对泛素介导的蛋白水解的调控。相关研究结果将为刺参疾病发生调控网络建立和机制解析提供依据。

对虾肝胰腺坏死病副溶血弧菌双重微流控荧光定量PCR快速检测技术的建立与应用

急性肝胰腺坏死病(AHPND)是对虾养殖过程中最常见、最严重的疾病,给对虾养殖造成重大经济损失。AHPND病原种类多、基因型复杂,现有的针对不同病原的检测技术目标导向较弱、检测成本高、时间消耗长,对虾健康养殖亟待开发AHPND的精准快速诊断技术。本研究针对AHPND病原体携带编码一种二元毒素pirA和pirB大型质粒的遗传共性,基于pirA和pirB基因设计特异性引物并建立微流控荧光定量PCR检测方法。该方法对致病基因pirA和pirB特异性强、灵敏度高,最低检测限分别为5.43×10^(0)和4.31×10^(1)copies/μL,样品平均检测时间为26min左右。为进一步评估该方法在实际应用中的准确性,以含有pirA和pirB毒性质粒的副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)进行人工感染实验。结果表明,感染后的凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)鳃丝、肝胰腺、肠道和肌肉等组织随时间的推迟均能检测到pirA和pirB;从感染2h的结果来看,pirB比pirA检出率更高。此外,致病因子pirA和pirB比toxR的检出率更高,更适合对AHPND致病原的检测。本研究建立的微流控荧光定量PCR检测的方法具有快速、灵敏、高通量、污染少、现场检测、一体化集成等优点。该技术不仅适用于实验室,更符合养殖基层的现场快速检测需求,为及早认知疾病发生风险和病害精准防控提供了新的技术手段与理论支撑。

池塘冷能气雾降温设备对高温期刺参养殖池塘环境理化指标及沉积物细菌群落结构的影响

近年来,极端高温灾害已成为限制仿刺参(Apostichopus japonicus)产业可持续发展的重要瓶颈之一。本团队前期研发出一款可实现池塘养殖刺参安全度夏的池塘冷能气雾降温设备,取得了较好的应用效果。为解析使用该设备对池塘环境的调控作用,本研究选取安装并使用该设备的5个池塘(实验组,根据相对区域的不同,标记为E1和E2组)和无任何降温措施的3个池塘(对照组,标记为C组)为研究对象,测定夏季高温期实验池塘水质及底质指标,并利用高通量测序技术对相应池塘沉积物中菌群结构差异进行解析,进一步分析细菌群落结构与相关环境影响因子的相关性。研究结果显示,2个实验组池塘的底层平均水温显著低于对照组,水体溶解氧含量显著高于对照组,水体氨氮和沉积物氨氮、亚硝酸氮以及化学需氧量均显著低于对照组池塘(P<0.05)。对2个实验组和1个对照组共8个测试池塘的沉积物菌群结构进行测定后分别获得707~880个分类操作单元(optical transform unit,OTU),α多样性计算结果显示,实验组沉积物菌群群落丰度和微生物群落多样性均高于对照组。对8个样品的PCoA分析结果显示,各组内养殖池塘沉积物样本的菌群组成及群落结构相似性较高,组间差异明显。在目水平的物种分布统计结果显示,2个实验组的物种组成相似性较高,实验组中根瘤菌目(Rhizobiales)、乳杆菌目(Lactobacillales)和微球菌目(Micrococcales)的相对丰度显著高于对照组(P<0.05)。Lef Se分析筛选到在不同组间存在显著差异的13个细菌群类(P<0.05)。对菌群结构与环境因子的相关性分析显示,参与氮循环过程的微生物种类丰度显著高于对照组(P<0.05),进一步筛选到与实验池塘水体氨氮含量显著相关的3个OTUs,分别为OTU7、OTU29和OTU108,依次归属为变形菌门(Proteobacteria)下的苍白杆菌属(Ochrobactrum)和埃希氏菌属(Escherichia-Shigella)以及厚壁菌门(Firmicutes)下的芽孢杆菌属(Bacillus)。在所预测到的25个原核生物COG代谢途径中,实验组和对照组在18个代谢途径上存在显著性差异(P<0.05)。以上研究结果表明,使用该设备可显著改善池塘水质及底质环境,并影响沉积物菌群结构,相关研究结果可为该设备的推广应用提供数据支撑。

2种驱鲨方式对海水水质及海水鱼类急性毒性影响

本研究采用模拟生态学的方法,选取化学驱鲨剂和电脉冲驱鲨装置2种驱鲨产品,以牙鲆(Paralichthy solivaceus)、许氏鲆鲉(Sebastes schlegelii)和斑石鲷(Oplegnathus punctatus)幼鱼鱼苗为测试对象,测定不同驱鲨方式使用后对海水水质和鱼苗生理及存活的影响。在不投放鱼苗的水槽中使用相关驱鲨产品测定水质指标的变化。结果显示,化学驱鲨剂的溶解和释放可显著降低水体的透明度和pH(P<0.05),而电脉冲驱鲨装置对水质指标无显著影响。在3种鱼类的养殖水槽中使用相应驱鲨产品,测定结果显示,对照组中幼鱼全部正常,而化学驱鲨剂组的幼鱼鳃和鱼鳍等器官迅速被染成蓝色,幼鱼在15 min内的死亡率达到100%;电脉冲驱鲨装置组的幼鱼除了在设备启动瞬间受到惊扰出现躲避行为外,很快就恢复到自然活动状态,没有出现死亡。由于化学驱鲨剂造成急性死亡,化学驱鲨剂组3种幼鱼的血常规指标无显著变化,而电脉冲驱鲨装置组幼鱼的红细胞和白细胞数量显著升高;化学驱鲨剂组实验幼鱼血液氯离子含量、血糖(GLU)和碱性磷酸酶(AKP)活力等指标显著升高,而血白蛋白(ALB)含量显著降低;电脉冲驱鲨装置组中,牙鲆的GLU和谷丙转氨酶(GPT)活力显著升高,其他幼鱼的血液生化指标无显著差异。组织病理学结果显示,化学驱鲨剂组3种幼鱼鳃、肝脏、脾脏和心脏的器官结构均受到组织损伤。研究表明,与化学驱鲨剂相比,电脉冲驱鲨装置对海水水质的影响较小,且对主要的海水鱼类的毒性作用较小,是一种更为环保的驱鲨方式,相关研究结果将为人类在海洋探索活动中驱鲨方式的选择提供科学依据。

养殖海参主要疾病及防治技术

首次对中国养殖刺参(Apostichopusjaponicus)疾病进行了全面、系统的流行病学调查。结果表明,育苗期的主要疾病有烂边病、烂胃病和化板症,而越冬保苗期和养成期则以腐皮综合症的危害最为严重。详细描述了以上主要病症的流行病学特征,总结出当前海参疾病的病原以细菌为主,兼有霉菌、寄生虫和敌害生物。此外,针对主要病症提出了相应的防治技术和综合预防措施,以指导生产实践。

养殖刺参保苗期重大疾病“腐皮综合征”病原及其感染源分析

2003~2005年冬、春季,山东省和辽宁省众多养殖区域的保苗期刺参(Apostichopus japonicus)暴发了较为严重的传染性疾病—“腐皮综合征”。该病波及面广,传染性强,死亡率常高达90%以上。发病症状主要表现为:厌食、摇头、肿嘴、排脏、身体萎缩、口部溃烂乃至体表大面积溃疡。本研究对症状较为典型的3家海参保苗期的发病幼参进行了详细的病原学分析,从所有病参的病灶组织分离得到了1种占有绝对优势的菌株,经人工感染实验证明它对健康刺参具有较强的致病性,且感染病参的症状与自然发病海参的症状相同。通过形态学、生理生化和16S rDNA分子生物学方法对该菌进行的分类鉴定表明,导致保苗期刺参“腐皮综合征”的致病菌是假交替单胞菌(Pseudoalteromonas nigrifaciens)。同时也对3家养殖场刺参保苗养殖系统进行了分析研究。结果表明,水源中细菌含量不高,为(0.8×102)^(1.2×102)cells/mL,其特征与病灶处优势菌不同;而饵料中细菌含量最高可达3.2×106cells/mL。饵料、池水和池底污物的优势菌与病灶处优势菌基本一致,说明饵料可能是病原菌的主要来源。本研究首次揭示了“腐皮综合征”导致保苗期刺参大规模死亡的原因及其致病原,对刺参健康养殖和病害防治具有重要的指导意义。[中国水产科学,2006,13(4):610-616]

养殖大菱鲆的爱德华氏菌病

2004年5月至2005年9月间,先后对潍坊、烟台、威海和青岛等沿海区域养殖的大菱鲆自然发生的6宗爱德华氏菌感染病例进行了流行病学、病原分离鉴定和组织病理学等方面的调查研究。根据分离菌株的形态、生理生化特性,并结合16S rDNA序列分析,将其鉴定为迟钝爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)。人工感染实验证实该菌为大菱鲆爱德华氏菌病的致病菌。大菱鲆迟钝爱德华氏菌病具有急性和慢性两种感染形式。迟钝爱德华氏菌感染可引起大菱鲆肾脏、脾脏、肝脏、肠、鳃、皮肤等器官组织发生不同程度的病理变化,其显著特点是单核巨噬细胞增生,使得各器官组织出现巨噬细胞浸润现象。病鱼的组织病理变化以肾脏最为明显,包括巨噬细胞大量增生,多发性局灶坏死伴有渗出性炎症反应以及肉芽肿的产生;肾脏外观则显示异常膨大,正常组织转变为白色脓疡或豆腐渣状。本文属国内首次报道爱德华氏菌感染大菱鲆致病,为该鱼类的健康养殖和疾病防治提供参考和依据。

养殖大菱鲆隐核虫病及其治疗

根据流行病学特征、病原形态、病理分析,确定了感染大菱鲆的寄生虫为刺激隐核虫,并进行了几种常用药物及自主研发复方中草药"HD-2"对刺激隐核虫的离体杀灭试验和临床治疗观察。结果表明,双氧水(H2O2)和复方中草药"HD-2"对该病有良好的杀灭和治疗效果。使用复方中草药"HD-2",同时结合100～200 mL/m3的双氧水药浴,可达到迅速控制病情、病症消失的良好治愈效果。本项研究率先提出了复方中草药和双氧水可替代甲醛治疗隐核虫病的治疗方法,具有高效、低毒、低残留之优点,为有效防治隐核虫病提供了理论依据和技术支撑,对防止滥用化学药物、提高水产品质量和保护生态环境具有重要的现实意义。

津冀地区养殖三疣梭子蟹大量死亡的病原和病理分析

2014年7月,津冀沿海地区池塘养殖三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)暴发疾病,导致大量死亡。患病梭子蟹有两种不同表现症状:一种症状为停止摄食,空胃、空肠,行动迟缓;肌肉白浊、不透明,最后乳化呈牙膏状;该病死亡率达60%~70%,称之为"肌肉白浊病"。另一种症状为壳软,停止摄食,行动迟缓;肌肉变白浊、水样变化、萎缩;体腔液及组织坏死液化后从组织中大量渗出,不凝固;死亡率可达90%以上,称之为"牛奶病"。通过疾病流行特征、组织病理、病原超微结构等分析,初步判断肌肉白浊病由一种微孢子虫感染而致,虫体大小(1544±250)nm,呈椭球形,极丝圈数8~9圈,具孢壁[厚(130±22)nm],纤毛(长120~500 nm)、极体[(726±200)nm]、极管、固定盘、质膜、核等结构;牛奶病则是由一种血卵涡鞭虫(Hematodinium sp.)感染而致,虫体大小8~10μm,卵圆形,体表多皱褶、凸起,由细胞壁、多核、纤毛等组成。两种患病蟹的肌肉组织病变明显不同:患肌肉白浊病的蟹肌纤维断裂、溃散、浆质化,肌束减少并被团状集聚的寄生虫充斥、占据。电镜观察显示肌纤维细胞破碎、融合,出现大量空泡结构;肌纤维细胞的线粒体、内质网等细胞器解体、消失。患牛奶病的蟹肌束间隙变大,大量血卵涡鞭虫或充斥在间隙中或附着在肌纤维上,导致肌纤维断裂、离散解体,甚至溶解性坏死,组织呈水样变化。电镜观察也证实这两种寄生虫可同时感染三疣梭子蟹个体的同一组织;当肌纤维细胞破碎融合后,两种寄生虫均能寄生在融合后的胞浆中。从发病史来看,肌肉白浊病和牛奶病的发生有蔓延趋势,死亡率趋向更高,已逐步成为三疣梭子蟹养殖的重要疾病。