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鳜鱼(Siniperca chuatsi)养殖中疾病频发,严重阻碍产业发展。研究人员开展了从患病鳜鱼中分离鉴定新型双 RNA 病毒株(SCBV - FS202308)并分析其感染细胞转录组的研究。结果发现众多差异基因及免疫相关通路变化,为防控鳜鱼疾病提供依据。
在广阔的淡水水域中,鳜鱼,这种肉质鲜美的鱼类,一直是水产养殖中的 “明星选手”。鳜鱼在中国和俄罗斯 - 中国边境的淡水区域 “安家落户”,因其丰富的营养,深受食客喜爱,在中国的养殖规模不断扩大,2023 年的年产量高达约 480,000 吨。然而,随着养殖规模的扩大,问题也接踵而至。
在高密度养殖的鱼塘里,鳜鱼和其他捕食性鱼类的粪便大量堆积,使得水质迅速恶化。就像原本清澈的湖水被倒入了大量垃圾,变得浑浊不堪。恶劣的水质让鳜鱼的抵抗力大大下降,各种病原体趁机 “入侵”,细菌、寄生虫、病毒纷纷登场,引发了多种疾病。像传染性脾肾坏死病毒(ISKNV)、鳜鱼弹状病毒(SCRV)等,给鳜鱼养殖产业带来了沉重的打击。而且,近年来,一些新的疾病频繁爆发,用常规的诊断方法根本找不到病原体,这让养殖户们忧心忡忡,也给水产养殖业的发展蒙上了一层阴影。
为了解决这些难题,来自佛山大学的研究人员挺身而出,开展了一项重要的研究。他们的研究成果发表在了《Aquaculture》杂志上,为鳜鱼养殖产业带来了新的希望。
研究人员用到了多种关键技术方法。首先,他们利用细胞培养技术,将鳜鱼脊髓球(MFSB)细胞进行培养,为病毒的分离提供了 “土壤”。接着,通过电子显微镜(EM)观察细胞内的情况,就像用放大镜观察微观世界一样,能够清晰地看到病毒的形态。免疫荧光测定(IFA)技术则帮助他们确定病毒在细胞中的位置和分布。全基因组测序和遗传进化分析,如同给病毒做了一个 “基因身份证”,明确了病毒的 “身份” 和 “家族关系”。转录组分析则让研究人员了解到病毒感染细胞后,细胞内基因的变化情况。
下面来看看具体的研究结果:
- 病毒的分离与鉴定:2023 年 8 月,在广东佛山的一个养殖场,鳜鱼苗种爆发了一场严重的疾病,死亡率超过 90%。研究人员从患病的鳜鱼中分离出了一种新型双 RNA 病毒株(Birnavirus),并将其命名为鳜鱼双 RNA 病毒 FS202308(Siniperca chuatsi Birnavirus FS202308,SCBV - FS202308)。接种了患病鳜鱼组织匀浆的 MFSB 细胞在感染后出现了典型的细胞病变效应(CPE)。通过电子显微镜观察,发现细胞内有大量直径约 60nm 的二十面体病毒粒子。全基因组测序和系统发育分析证实,该病毒属于双 RNA 病毒科(Birnaviridae),具体归类于布洛双 RNA 病毒属(Blosnavirus)。免疫荧光测定显示,用针对 SCBV 的 VP2 抗体和针对传染性胰腺坏死病毒(IPNV)的抗体检测感染细胞,能看到强烈的绿色荧光信号。攻毒实验表明,接种病毒的鳜鱼都成功被 SCBV - FS202308 再次感染,最终死亡率约为 20%。
- 转录组分析:研究人员对 SCBV - FS202308 感染的 MFSB 细胞进行了转录组分析。结果发现,与未感染的 MFSB 细胞相比,感染细胞中有 2882 个基因上调,3101 个基因下调。进一步分析发现,有 522 个基因在免疫信号相关通路中显著富集,如丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路、磷脂酰肌醇 - 3 - 激酶 - 蛋白激酶 B(PI3K - Akt)信号通路和 Rap1 信号通路等。这表明病毒感染宿主细胞后,引发了强烈的免疫反应。
综合研究结论和讨论部分,这项研究意义重大。它首次从鳜鱼中分离、鉴定和表征了双 RNA 病毒,填补了该领域的空白。通过对病毒的深入研究,了解其特性和感染机制,有助于开发针对性的诊断方法和防控策略。转录组分析揭示的免疫相关通路变化,为理解鳜鱼的免疫反应机制提供了重要线索,也为后续通过调节免疫反应来预防和治疗病毒感染奠定了基础,有望为鳜鱼养殖产业的健康发展提供有力保障,让养殖户们不再为频繁爆发的疾病而发愁。