探秘虾病 “元凶”:胆汁酸与牛磺胆酸盐对 AHPND 致病弧菌的影响及非 QS 调控机制

【字体: 时间:2025年04月23日 来源:Aquaculture 3.9

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  在虾类养殖中,急性肝胰腺坏死病(AHPND)严重阻碍产业发展。研究人员以副溶血性弧菌(VP)为对象,探究胆汁酸和牛磺胆酸盐对其致病性的影响。结果发现二者可诱导生物膜形成和 PirABvp毒素释放,且不依赖 LuxO - OpaR 群体感应(QS)级联反应,为防治 AHPND 提供新方向。

  在虾类养殖蓬勃发展的当下,虾却频繁遭受疾病侵袭,急性肝胰腺坏死病(Acute hepatopancreatic necrosis disease,AHPND)便是其中的 “狠角色”。AHPND 在东南亚地区肆意蔓延,给虾类养殖业带来沉重打击。它由携带毒力 pVA1 质粒(含 PirABvp毒素基因)的特定副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus,VP)菌株引发。被感染的虾活力大减、食欲不振,肝胰腺变得苍白,胃和中肠空空如也,养殖户们看着辛苦养殖的虾大批死亡,损失惨重。
为了应对这一难题,科研人员不断探索。此前研究虽发现宿主因素和病原体因素影响 AHPND 发病机制,但群体感应(Quorum sensing,QS)在其中的作用却一直模糊不清。QS 是细菌基于细胞密度进行细胞间通信、调控毒力因子的重要机制。同时,胆汁酸和牛磺胆酸盐作为虾饲料常见添加剂,适量添加有助于虾生长,过量则危害虾的健康,它们对 AHPND 致病 VP 的影响也有待明确。在这样的背景下,来自国内的研究人员开启了这项关键研究。

研究人员巧妙构建了野生型副溶血性弧菌(VP)、AHPND 致病菌株 3HP,以及 3HP 的 LuxO 和 / 或 OpaR QS 突变体(ΔopaRΔluxO、ΔopaR、ΔluxOluxOD47E)。利用这些菌株,他们开展了一系列实验,观察胆汁酸和牛磺胆酸盐对 AHPND 致病 VP 的影响。研究结果意义重大,表明胆汁酸和牛磺胆酸盐能够诱导野生型和 QS 突变体 VP 菌株形成生物膜,并释放 PirABvp毒素。这一发现意味着,它们可能通过不依赖 LuxO - OpaR QS 的方式影响 AHPND 致病 VP 的毒力机制。该研究成果发表在《Aquaculture》上,为理解宿主 - 病原体相互作用以及 QS 在 AHPND 致病 VP 生物膜形成和毒素产生中的分子机制提供了宝贵线索,为虾类养殖中 AHPND 的防治开辟了新思路。

在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:一是构建基因 - 基因相关网络,从胆汁酸处理的 AHPND 致病 VP 菌株 5HP 转录组数据库中筛选差异表达基因构建网络,研究胆汁酸诱导的基因表达变化;二是对筛选出的基因进行实时荧光定量 PCR(qRT - PCR),验证其基因表达情况,以此探究胆汁酸和牛磺胆酸盐对相关基因表达的影响。

基因 - 基因相关网络的构建


研究人员利用 ContigViews 软件,基于胆汁酸处理的 AHPND 致病 VP 菌株 5HP 的转录组数据库开展工作。他们筛选出差异表达至少 2 倍的基因(437 个重叠群),将其与处理后即刻(i hpt)胆汁酸处理组和未处理对照组对比,最终确定 69 个重叠群构建基因 - 基因相关网络,设定阈值≥0.99 。通过这一网络,研究人员能够直观地看到胆汁酸处理后基因之间的相互关系,为后续深入研究奠定基础。

胆汁酸响应基因的研究


研究人员培养 AHPND 致病菌株 5HP,设置添加 0.25% 粗胆汁酸处理组和未处理对照组,在不同时间点收集样本。选取i hpt 时间点样本,从转录组数据库中挑选出差异表达至少 2 倍的候选目标基因(437 个重叠群),进一步分析胆汁酸处理对这些基因表达的影响。这一研究让研究人员锁定了受胆汁酸调控的关键基因,为揭示胆汁酸影响 VP 致病机制提供了重要线索。

在讨论部分,研究人员指出,随着人们对食物需求的增长,虾类养殖规模不断扩大,在饲料中添加胆汁酸或其主要成分成为常见做法。然而,本研究揭示了胆汁酸和牛磺胆酸盐会影响 AHPND 致病 VP 的毒力,这提醒人们在使用这些添加剂时需谨慎权衡利弊。该研究成果不仅加深了人们对 AHPND 发病机制的理解,更为虾类养殖产业制定科学合理的疾病防控策略提供了理论依据。未来,有望基于此研究成果,开发出更安全有效的虾类饲料添加剂,减少 AHPND 对虾类养殖的危害,助力虾类养殖业健康发展。

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