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虾类的高寿命损失:双重环境因素引发大规模死亡

           


自2019年出现以来,高致死性弧菌病(HLVD,又称半透明后期幼体病,TPD)已成为对虾产业的最大威胁之一。该病可在几天内导致南美白对虾后期幼体死亡率超过90%,因此了解其毁灭性爆发的诱因至关重要。

我们知道,罪魁祸首是一种特殊的副溶血性弧菌菌株,它携带一种名为VTc的强效毒素。然而,这种病原体的存在并不总是会导致灾难。集美大学和第三海洋研究所的研究人员最近发表的一项科学研究深入探讨了影响这种细菌及其毒素的环境因素,揭示了一系列特定的事件组合,它们是疾病爆发的主要开关。

主要发现

引起HLVD的副溶血性弧菌可在多种条件下生长,但其VTc毒素的产生仅在25-30°C之间最佳。维持35°C的水温可抑制养殖水中细菌的增殖,并将虾苗的死亡率降低至20%以下。大规模 HLVD 爆发的主要诱因是温度下降(从 35°C 降至 30°C)和水质变化。这种情况模拟了后期幼虫从孵化场到育苗阶段的转移,解释了此时疾病的高发病率。在动物转移过程中仔细管理温度和水条件是控制和预防 HLVD 的基本策略。

什么条件有利于病原体的产生?

为了解开这个谜题,一个研究小组分析了从实际疫情中分离出来的副溶血性弧菌菌株(vp-HL-202005)对实验室中不同温度、pH、盐度和营养物质条件的反应。

结果表明,这种细菌具有很强的适应能力,可以在各种条件下舒适地生长,与虾塘中常见的条件非常相似:

  • 温度:25-35°C范围内细菌生长最佳。

  • pH值:pH值在6至9之间时生长良好。

  • 盐度:盐度从 5 ppt 到 30 ppt 表现出良好的增长。

  • 营养物质:营养物质(胰蛋白胨和酵母提取物)的增加促进了生长和毒素的产生。

然而,细菌生长是一回事,而其产生 VTc 毒素(导致疾病的武器)的能力则完全是另一回事。

温度:VTc 毒素的双刃剑

最重要的发现是温度与毒素产生之间的关系。尽管这种细菌在35°C下能够良好生长,但其合成VTc毒素的能力在该温度下受到显著抑制。这种细菌主动产生毒素的理想温度范围更窄:25°C至30°C之间。

这一发现至关重要。这表明,高温虽然允许细菌存在,但可能不足以引发疾病,因为毒性物质的产生有限。这促使研究人员进入下一阶段:模拟真实世界的培养条件。

模拟现实:揭示触发因素的实验

HLVD的爆发通常与后期幼体从孵化场(通常温度较高,32-34°C)转移到育苗场(温度较低,约30°C)的时间相吻合。为了测试这种变化是否是触发HLVD爆发的因素,研究人员进行了浸没式挑战实验。

高温作为保护因素

首先,他们将虾苗暴露在三种不同温度下的细菌中:30°C、33°C 和 35°C。

结果很明显:

  1. 在30°C和33°C时:细菌在水中迅速繁殖,72小时内死亡率超过95%。

  2. 35°C :副溶血性弧菌的增殖受到抑制。结果,虾的死亡率低于20%,与未暴露的对照组相似。

这证实了维持35°C的温度可以起到保护作用,抑制疾病的大规模发展。

双重触发因素:温度下降和水质变化

下一步是模拟“从孵化场到育苗场”的过渡。将后期幼体暴露于35°C的细菌中72小时,正如预期的那样,死亡率很低。然后将幸存的幼体分成两组:

  • 第 1 组(仅温度变化):水温降至 30°C。

  • 第 2 组(温度 + 换水):进行完全换水,同时将温度降至 30°C。

这项实验的结果很有启发性。在第一组中,仅降低温度,细菌无法增殖,死亡率保持在较低水平,约为20%。

相比之下,在第2组中,温度下降和水质变化的共同作用导致副溶血性弧菌数量激增。在接下来的72小时内,虾的死亡率超过了95%。

对虾养殖管理的影响

这项研究首次证明,大规模的高致病性低血压(HLVD)暴发并非仅仅由细菌的存在或单一的温度变化引起。触发因素是多种因素的综合作用:最初接触病原体,随后发生环境突变,特别是温度降低和水交换。

研究人员认为,在35°C的初始阶段,虽然致病性弧菌受到抑制,但水中的微生物群落已经建立。如果在不换水的情况下降低水温,病原菌就无法找到有利的生态位进行竞争。然而,通过更新水质,可以创造出一片“空白” ,此时处于最佳温度30°C的副溶血性弧菌就拥有了竞争优势,可以快速增殖、产生毒素并引发疾病。

对于生产者来说,这项研究提供了明确的指导:从孵化场到育苗场的过渡期是风险最高的时期。在过渡期间,仔细管理温度适应和水质比以往任何时候都更加重要,以防止激活这一“双重触发因素”,并保护后期幼体免受HLVD和其他影响海虾的疾病的破坏性影响。