大口黑鲈柱状黄杆菌感染与鳃损伤的关联及甘草次酸保护作用研究:为鱼类健康养殖带来新希望

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Fish & Shellfish Immunology 4.1

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  为探究柱状黄杆菌(Flavobacterium columnare)感染大口黑鲈(Micropterus salmoides)后鳃损伤与细菌载量关系及甘草次酸(Enoxolone)的作用,研究人员开展相关实验。结果显示二者呈正相关,甘草次酸可降低死亡率、减轻鳃损伤。该研究为防治柱状黄杆菌感染提供新思路。

  在神秘的水产养殖世界里,鱼类健康一直是养殖户们关注的焦点。鱼类的鳃,就像它们的 “呼吸卫士”,不仅承担着氧气交换的重任,还参与免疫、酸碱平衡等重要生理过程。然而,这个关键部位却十分脆弱,极易受到外界的侵害。细菌、病毒、寄生虫等致病微生物,以及氨、亚硝酸盐等不良环境因素,都可能让鳃 “生病”。其中,柱状黄杆菌引发的柱状病,堪称淡水鱼类的 “噩梦”。它分布广泛,能感染多种经济鱼类,给水产养殖业带来巨大损失。
大口黑鲈,作为我国水产养殖的重要品种,肉质鲜美、营养丰富,深受市场欢迎。但近年来,柱状黄杆菌却频繁 “光顾” 大口黑鲈养殖场,患病的大口黑鲈出现鳃腐、皮肤溃疡、出血等症状,死亡率高达 60%,养殖户们苦不堪言。目前,针对柱状病的治疗主要依赖抗生素或化学药剂,可疫苗成本高,化学药剂效果不稳定,还可能需要过量使用,带来一系列副作用。因此,寻找新的有效抗菌药物迫在眉睫。

甘草次酸(Enoxolone),这种从甘草中提取的神奇物质,进入了研究人员的视野。前期研究发现它对柱状黄杆菌有一定抑制作用,但其对感染柱状黄杆菌的大口黑鲈的治疗效果究竟如何,在体内的抗菌效率又怎样,还需要进一步探索。

为了解开这些谜团,四川农业大学的研究人员挺身而出,开展了一项意义重大的研究。他们从受柱状病影响的鳜鱼鳃组织中分离出柱状黄杆菌菌株,并进行鉴定。随后,挑选了 200 条健康、体重和体长相近的大口黑鲈,开启了实验之旅。

研究人员通过给大口黑鲈腹腔注射柱状黄杆菌,模拟自然感染过程,观察其死亡率和鳃的病理变化。同时,用甘草次酸对感染的大口黑鲈进行治疗,对比治疗组和未治疗组的各项指标差异。此外,还检测了凋亡和炎症相关基因的相对表达,深入探究甘草次酸的作用机制。

研究结果令人惊喜。感染柱状黄杆菌后,大口黑鲈的命运令人揪心。在 96 小时内,感染组的累计死亡率飙升至 70%。患病的大口黑鲈变得无精打采,失去平衡,鳃部变得苍白缺血,出现 “棒状鳃” 等特征性病理变化。而且,随着时间推移,鳃损伤的严重程度和细菌载量都显著上升,这表明柱状黄杆菌载量与大口黑鲈鳃损伤之间存在正相关关系。

不过,甘草次酸的出现,给患病的大口黑鲈带来了希望。经过甘草次酸治疗后,感染柱状黄杆菌的大口黑鲈死亡率降低了 40%。不仅整体病理变化得到缓解,凋亡阳性细胞数量也明显减少。从基因层面来看,感染柱状黄杆菌后,Caspase-9、IL-18、TNF-α 和 NF-κB 等凋亡和炎症相关基因的表达显著上调,而经过甘草次酸治疗后,Bcl-2 和 IL-10 的相对表达显著上调。这意味着甘草次酸可能通过抑制细菌,减少鳃细胞凋亡和炎症,从而对柱状黄杆菌引起的鳃组织损伤起到潜在的治疗和保护作用。

这项研究成果意义非凡。它成功建立了柱状黄杆菌感染的有效模型,为后续研究提供了重要基础。同时,有力地证明了甘草次酸在治疗柱状黄杆菌感染方面的潜力,为水产养殖业防治柱状病提供了新的方向和思路。未来,研究人员可以在此基础上,进一步深入研究甘草次酸的作用机制,探索如何更好地利用这种天然产物预防和治疗柱状黄杆菌感染,让大口黑鲈等淡水鱼类远离疾病困扰,助力水产养殖业健康发展。该研究成果发表在《Fish》杂志上。

在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:一是细菌分离与鉴定技术,从患病鳜鱼鳃组织分离出柱状黄杆菌,并通过生理生化测试和 16S rRNA 测序进行鉴定;二是动物感染实验,给大口黑鲈腹腔注射柱状黄杆菌,观察死亡率和临床症状;三是基因表达检测技术,检测凋亡和炎症相关基因的相对表达,探究作用机制 。

研究人员首先关注了大口黑鲈人工感染后的死亡率和鳃病理变化。通过感染实验发现,感染柱状黄杆菌后,大口黑鲈出现嗜睡、失衡等症状,而空白对照组和 PBS 对照组无死亡现象,感染组 96 小时内累计死亡率达 70%,鳃部呈现苍白、缺血等症状,且随时间推移,鳃损伤和细菌载量加重。

接着研究甘草次酸对感染大口黑鲈的治疗效果。结果显示,经甘草次酸治疗后,大口黑鲈死亡率降低 40%,病理变化减轻,凋亡阳性细胞减少。

最后对凋亡和炎症相关基因表达进行分析。发现感染柱状黄杆菌后,Caspase-9、IL-18、TNF-α 和 NF-κB 等基因表达上调,而经甘草次酸治疗后,Bcl-2 和 IL-10 表达上调。

综上所述,该研究明确了柱状黄杆菌载量与大口黑鲈鳃损伤的正相关关系,证实了甘草次酸对柱状黄杆菌引起的鳃组织损伤具有潜在治疗和保护作用。这一成果为后续深入研究甘草次酸的作用机制,以及开发防治柱状黄杆菌感染的新策略奠定了坚实基础,有望为水产养殖业带来新的生机与活力,推动行业可持续发展。

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