鳜鱼源诺卡氏菌(Nocardia seriolae)强毒株的致病机制与全基因组解析及其防控策略研究

本文首次报道了从中国广西患病鳜鱼(Siniperca chuatsi)肾脏分离的高致病性诺卡氏菌(Nocardia seriolae)强毒株（LD50 3.89×104 CFU/mL），通过全基因组测序(WGS)揭示其8.12 Mb环形染色体含7,638个编码基因及403个毒力因子，系统阐明了该菌株的耐药基因谱（28类AMR基因）与组织病理学特征（慢性肉芽肿病变），为水产养殖中诺卡氏菌病的防控提供了关键理论依据。

　　

2 Materials and methods

实验严格遵循中国实验动物伦理规范（批准号GAFS2021001）。从广西南宁养殖场采集病鳜（76±10.46 g），健康对照组来自广西水产科学研究院武鸣基地（50±8.12 g）。采用血平板分离获得菌株20230510，经革兰染色鉴定为阳性分枝杆菌。攻毒实验设置5个梯度浓度（1.24×10⁴-1.24×10⁷ CFU/mL），通过Reed-Muench法计算LD₅₀。

全基因组采用Oxford Nanopore和DNBSEQ-T7双平台测序，Flye v2.8组装获得8,123,106 bp环形染色体。基因注释通过Prokka完成，毒力因子通过VFDB数据库比对，耐药基因经CARD数据库鉴定。组织病理学分析采用H&E染色，药敏试验参照Kirby-Bauer法。

3 Results

3.1 菌株特征

分离株在血平板上呈现淡黄色颗粒状菌落（3-5天延迟生长期），革兰染色显示典型分枝丝状结构。

3.2 致病性

高剂量组（1.24×10⁷ CFU）第8天出现死亡，LD₅₀为3.89×10⁴ CFU/mL。病理解剖显示鳍充血、腹腔积水及后肾肿大，但无皮肤溃疡。

3.3 基因组特征

染色体GC含量68.14%，编码7,638个CDS、72个tRNA和12个rRNA。COG注释显示转录调控（Class K，861个）和氨基酸转运（Class E，534个）基因最丰富，1,462个基因功能未知。KEGG分析揭示68.3%基因参与核心代谢。

3.4 系统发育

TYGS分析显示该菌株与3株N. seriolae形成99%支持率的进化分支，NR数据库比对确认99.86%物种同源性。

3.5 毒力因子

鉴定出403个毒力相关基因，包括营养代谢（fbpC、pvdL）、免疫调节（ddrA、pks2）、效应分泌系统（ppkA、eccA1-C3）等12类功能群。

3.6 耐药基因

检出28类耐药基因，以四环素类（218个）、氟喹诺酮类（179个）和β-内酰胺类（168个）为主。

3.7 组织病理

慢性肉芽肿病变以肾脏最严重，可见巨噬细胞/中性粒细胞浸润；肝脏呈现坏死性肉芽肿，脾脏淋巴细胞耗竭，鳃和肠道病变较轻。

3.8 药敏试验

对恩诺沙星、多西环素、氟苯尼考等9种药物敏感，但对头孢呋辛、多粘菌素B耐药。

4 Discussion

本研究首次证实N. seriolae对鳜鱼的致病性，其病理特征与其他鱼类报道存在差异——未出现典型皮肤溃疡但内脏肉芽肿更显著。基因组比较揭示毒力基因数量（403个）显著高于已报道菌株，可能解释其高毒力（LD₅₀ 10⁴量级）。

药敏结果与耐药基因谱的不完全对应（如检出β-内酰胺酶基因但保持头孢哌酮敏感性）提示表型-基因型关联的复杂性。推荐使用中国农业农村部批准的恩诺沙星（quinolones）和多西环素（tetracyclines）作为一线治疗方案。

本研究的局限性在于未阐明毒力基因的具体作用机制，未来需通过基因敲除实验验证关键毒力因子功能。该成果为水产诺卡氏菌病的精准防控提供了分子靶标和临床用药指导。