血浆活化水对美洲腐蛆病的致病菌——Paenibacillus larvae的抗菌活性

《Scientific Reports》：Antimicrobial activity of plasma-activated water against Paenibacillus larvae, the causative agent of American foulbrood

　　

摘要

Paenibacillus larvae是美洲幼虫腐臭病的致病菌，对全球养蜂业构成严重威胁。本研究评估了利用空气（PAW-Air）或氩气（PAW-Argon）生成的等离子活化水对这种细菌的抗菌效果。PAW-Air中的硝酸盐（NO??；100–1,000毫克/升）和亚硝酸盐（NO??；50–600毫克/升）浓度较高，而PAW-Argon中的过氧化氢（H?O?；30–150毫克/升）浓度较高。尽管存在这些理化差异，两种等离子活化水都能显著降低存活细胞的数量。经过PAW-Air处理后，存活细胞数量为4.65至4.74个对数单位CFU/毫升；经过PAW-Argon处理后则为4.54至4.67个对数单位CFU/毫升。等离子活化水处理还会增加膜结构受损的细胞比例，使膜的相对完整性降至35.87–37.47%，同时导致细胞内的核酸和蛋白质更容易泄漏，还会造成严重的形态损伤。在各类活性物质中，过氧化氢具有剂量依赖性的抗菌效果，而硝酸盐和亚硝酸盐的抗菌效果则相对较弱。在蜜蜂幼虫感染模型中，喂食经等离子活化水处理过的细菌的幼虫，其体内的细菌负荷显著降低，PAW-Air处理组中没有检测到细菌菌落，而PAW-Argon处理组每只幼虫中的细菌数量仅为1.11±0.67个CFU。与未经过处理的感染对照组（43.23%）相比，经过等离子活化水处理的幼虫存活率也更高（59.38–60.42%）。这些研究结果表明，等离子活化水可通过氧化作用破坏细胞膜，从而降低这种细菌的培养能力和传染性，为进一步研究基于等离子技术的美洲幼虫腐臭病控制方法提供了依据。