凡纳滨对虾源副溶血性弧菌的分离鉴定及药敏试验

李威1,张远昊1,孙一享1,季鑫垚1,张永安1,袁勇超1*,黎洁1,2*

(1.华中农业大学 水产学院,水产养殖国家级实验教学示范中心,湖北 武汉 430070;2.池塘健康养殖湖北省工程实验室,湖北 武汉 430070)

摘要:为研究海水凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)源副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)对淡水克氏原螯虾(Procambarus clarkii)的致病性及防控依据,从福建漳州凡纳滨对虾养殖区域暴发性死亡事件的患病个体肝胰腺中分离得到一株优势致病菌(LJVP-21),经鉴定为副溶血性弧菌,随后进行了人工回归感染试验。结果表明:该菌株对淡水养殖克氏原螯虾具有致病性,其半数致死量(LD50)为3.16×106 CFU/mL;被感染个体表现出肝胰腺肿大、颜色变灰(部分组织呈弥散状态)、鳃丝肿大发红、肠道萎缩无内容物等症状,且可从感染个体的肝胰腺中重新分离到该菌;药敏试验结果显示,LJVP-21菌株对氟苯尼考等8种药物敏感,对环丙沙星、妥布霉素中度敏感,对恩诺沙星等6种药物耐药。研究表明,海水源副溶血性弧菌可能对淡水养殖产业构成威胁,本研究结果可为相关病害的防控提供科学参考。

关键词:凡纳滨对虾;克氏原螯虾;副溶血性弧菌;分离鉴定;药物敏感性

副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)是一种广泛分布于海水中的嗜盐菌,常导致海水水产动物发病。早在1950年,Fujino等[1]便首次从日本海产品中分离鉴定并命名了该菌。副溶血性弧菌是引发水产动物弧菌病的主要病原菌,也是目前报道除霍乱弧菌外能引起人类感染的最常见致病性弧菌之一,人类感染后可引起急性胃肠炎[2]。由于水产养殖过程中抗生素和药品的不合理使用,副溶血性弧菌表现出对于多种抗生素的耐药性,如氨苄西林、氯霉素、四环素,这对于水产养殖业的病害防控无疑是巨大的挑战[3],副溶血性弧菌的暴发与水温、季节、盐度都有密切的关系,且对于环境的适应性较强,难以清除,一般6月—9月为副溶血性弧菌患病率暴发的高峰期。

凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)是全球重要的水产养殖品种之一,在中国广东、福建、海南、广西等地区广泛养殖。2023年,全国凡纳滨对虾年产量已达142.98万t[4]。近年来,随着养殖规模扩大、集约化模式推广、养殖密度增加及病害防治技术滞后,凡纳滨对虾细菌性疾病频发,养殖户因此承受了巨大的经济损失。常见的细菌性病害主要由弧菌引起,致病性弧菌主要包括副溶血性弧菌、哈维氏弧菌(V.harvey)、霍乱弧菌(V.cholerae)、溶藻弧菌(V.algalinolyticus)和发光弧菌(V.luminescent)等[5]。其中,副溶血性弧菌可引起虾类急性肝胰腺坏死病(acute hepatopancreatic necrosis disease,AHPND),患病对虾会出现空肠、白便、肝胰腺萎缩等症状,且死亡率极高,患病2~3 d后便会出现大规模死亡[6],是对虾养殖业威胁最大的致病性弧菌。

2021年6月,福建省漳州市某养殖场凡纳滨对虾发生大规模传染性病害,导致对虾数天内大量死亡。主要症状包括行为异常、活力减退、食欲减退、行动迟缓,肝胰腺萎缩、变灰,肠道内容物减少或消失、肠壁变薄、肠道透明或半透明,以及鳃部发红。本研究中从病虾肝胰腺中分离得到一株优势菌株LJVP-21,经革兰氏染色、生理生化测定及16S rDNA基因序列分析,鉴定为副溶血性弧菌。通过人工回归感染试验,成功感染克氏原螯虾(Procambarus clarkii),证明该分离株能感染淡水生物。同时,本研究观察了病虾病理变化,并对该致病株进行了药敏试验和毒力基因分析,旨在为防控副溶血性弧菌引起的对虾病害提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

患病凡纳滨对虾来自福建省漳州市某养殖场,对虾出现空肠空胃、肝胰腺发灰的临床特征,规格为(8.2±3.4)g。动物回归感染试验所用的健康克氏原螯虾购自于湖北省武汉市白沙洲市场,规格为(12.10±1.86)g。副溶血性弧菌成套生化鉴定管购自杭州微生物试剂有限公司。

1.2 方法

1.2.1 致病菌分离纯化 采用无菌操作技术,分别用接种环蘸取病虾肝胰腺、肠道3次,于TCBS平板划线分离,37 ℃下恒温培养24 h。挑取3个可疑单菌落,再次划线接种于含3% NaCl的LB琼脂平板,37 ℃恒温培养8 h。

1.2.2 分离菌株形态学观察 对TCBS平板上的菌落进行形态观察,详细记录菌落的颜色、大小、形状、边缘平整度、表面光滑度及透明度等特征。同时,使用灭菌接种环挑取单菌落至灭菌LB液体培养基中过夜培养,并取部分菌液进行革兰氏染色,通过显微镜观察其形态。

1.2.3 分离菌株16S rDNA基因序列分析 从过夜培养的菌液中提取基因组DNA。扩增16S rDNA所用的引物序:27F(5′AGAGTTTGATCMTGGCTCAG 3′)和1 492R(5′GGTTACCTTGTTACGACTT 3′),由武汉擎科生物科技有限公司合成。PCR反应体系为25 μL,包含2×Easy Taq PCR Super Mix 12.5 μL、上下游引物各1 μL、DNA模板1 μL、ddH2O 9.5 μL。PCR反应条件设定为94 ℃下预变性3 min,随后进行30个循环(每个循环包括94 ℃下变性30 s,55 ℃下退火30 s,72 ℃下延伸5 min),最后在72 ℃下延伸10 min。PCR产物经电泳检测后送武汉擎科生物科技有限公司测序。将所得序列在NCBI数据库(https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)进行Nucleotide BLAST对比分析,并利用MEGA11软件采用邻接法构建系统发育树。

1.2.4 分离菌株生理生化特性分析 利用副溶血性弧菌成套生化鉴定管进行鉴定。滴加培养8 h的LJVP-21菌液至鉴定管的试剂中,封口后在28 ℃下培养1 d。鉴定结果参照《伯杰氏细菌鉴定手册》进行解读。

1.2.5 分离菌株人工回归感染及半数致死浓度测定 取暂养7 d的健康克氏原螯虾,随机分成6个组(5个试验组,1个空白对照组),使用50 μL微量注射器分别对5个试验组在腹节肌肉注射10 μL浓度分别为1×109、1×108、1×107、1×106、1×105 CFU/mL的重悬菌液,对照组注射10 μL PBS缓冲溶液。将注射后的克氏原螯虾置于白色塑料缸(40 cm×30 cm×40 cm)中,保持曝气并定时喂食,缸内放置PVC管作为庇护所。连续观察60 h并记录对虾的临床病征及死亡情况,采用改良寇氏法计算LD50值。选取濒死的克氏原螯虾与健康对照组虾进行解剖、拍照,并取肝胰腺和肠道组织固定于4%多聚甲醛溶液中,送至武汉塞维尔生物科技有限公司进行HE染色观察。

1.2.6 分离菌株毒力基因分析 针对已报道的副溶血性弧菌3个毒力相关基因进行检测,包括热不稳定性溶血素(tlh)、热直接溶血素(tdh)、耐热相关溶血素(trh),具体基因及引物信息见表1。PCR反应体系为25 μL,2×Easy Taq PCR Super Mix 12.5 μL、上下游引物各1 μL、DNA模板1 μL、ddH2O 补足至25 μL。PCR扩增条件为94 ℃下预变性3 min,94 ℃下变性30 s,57 ℃下退火30 s,72 ℃下延伸3 min,共进行30个循环,最后在72 ℃下再延伸10 min。PCR产物经电泳检测,判定分离株LJVP-21是否携带上述毒力基因。

表1 毒力基因引物序列
Tab.1 Primer sequences for virulence genes

基因gene引物primer引物序列(5'-3')sequence (5'-3')大小/bpsizetdhtdh-FGTAGAGGTCTCTGACTTTTGGAC235tdh-RCTACAGAATCATAGGAATGTTGAAGtrhtrh-FCCATCAATACCTTTTCCTTCTCC206trh-RACTGTCATATAGGCGCTTAACtlhtlh-FAAAGCGGATTATGCAGAAGCA450tlh-RGCTACTTTCTAGCATTTTCTCTGC

1.2.7 分离菌株药物敏感性分析 采用K-B扩散法评估分离菌株对抗菌药物的敏感性。使用L形涂布棒将0.1 mL过夜培养的菌液均匀涂布于LB琼脂平板表面,随后在平板中央贴上药敏纸片。选用8 大类共计16种抗生素纸片,包括恩诺沙星、诺氟沙星、环丙沙星、左氧氟沙星(喹诺酮类);利福平(利福霉素类);链霉素、庆大霉素、妥布霉素(氨基糖苷类);四环素、多西环素(四环素类);头孢曲松、头孢吡肟、头孢他啶(第三代头孢菌素类);哌拉西林(青霉素类);复方新诺明(磺胺类);以及氟苯尼考(酰胺醇类)。将平板置于37 ℃下恒温培养24 h,测量并记录纸片周围抑菌圈的直径,参照CLSI 2023标准判定药物敏感性。

1.3 数据处理

试验数据以平均值±标准差(mean±S.D.)表示,采用SPSS软件进行统计学分析,采用Graphpad Prism软件绘制图表。

2 结果与分析

2.1 分离菌株形态特征

从患病凡纳滨对虾肝胰腺中分离得到1株优势菌株,命名为LJVP-21。该菌株在TCBS培养基上形成圆形、边缘光滑的绿色单菌落(图1(a)),继续培养24 h未见颜色变化。挑选绿色、边缘光滑且直径为2~3 mm的单菌落进行后续试验。经革兰氏染色后镜检,细菌呈红色短杆状(图1(b)),为革兰氏阴性菌。

图1 分离株LJVP-21在TCBS培养基上的菌落形态及革兰氏染色结果
Fig.1 Colony morphology and gram staining results of LJVP-21

2.2 16s rDNA序列分析及系统发育树构建

LJVP-21菌株的16s rDNA基因片段长度为1 423 bp,构建系统发育,可以看到分离菌株LJVP-21与副溶血性弧菌聚为一类(图2)。

图2 基于16s rDNA基因序列的LJVP-21系统进化树
Fig.2 Phylogenetic treeof LJVP-21 based on 16S rDNA gene sequence

2.3 分离菌株生理生化鉴定

分离株LJVP-21,可以发酵葡萄糖,不能利用蔗糖和乳糖,不产生硫化氢,除邻硝基苯-半乳糖苷酶、鸟氨酸脱羧酶、甘露醇和3%NaCl葡磷胨水试验的4项结果与标准副溶血性弧菌不符,其余16项结果均与《食品安全国家标准 食品微生物检验 副溶血性弧菌检验》(GB 4789.7—2013)规定的标准菌株一致,其生理生化特征见表2。

表2 分离株LJVP-21的生理生化特征
Tab.2 Physiological and biochemical characteristics of strain LJVP-21

项目itemLJVP-21副溶血性弧菌(GB 4789.7—2013)[7](V.parahaemolyticus)邻硝基苯-半乳糖苷酶 o-nitrophenyl β-D-galactopyranoside+—精氨酸双水解酶arginine double hydrolase——赖氨酸脱羧酶 llysine decarboxylase++鸟氨酸脱羧酶 ornithine decarboxylase—+枸橼酸盐 citrate++硫化氢 H2S——明胶 gelatin++葡萄糖 glucose++甘露醇 mannitol—+项目itemLJVP-21副溶血性弧菌(GB 4789.7—2013)[7](V.parahaemolyticus)肌醇 inositol——蔗糖 sucrose——阿拉伯糖 arabinose++3%Nacl葡磷胨水 MR-VP—+3%Nacl 蛋白胨水 peptone++乳糖 lactose——0%Nacl——3%Nacl++6%Nacl++8%Nacl++10%Nacl——

注:+表示阳性;—表示阴性。Note:+means positive;—means negative.

2.4 人工回归感染试验

在回归感染试验中,感染LJVP-21的克氏原螯虾表现出鳃丝肿大且发红(图3B);肝胰腺肿大、颜色变灰,部分组织弥散(图3D);肠道萎缩、无内容物(图3F),并从感染虾的肝胰腺组织中重新分离到LJVP-21。对照组克氏原螯虾组织未出现病理症状(图3A,C,E)。经浓度为1×109 CFU/mL的LJVP-21肌肉注射后,克氏原螯虾在6 h便大量死亡,24 h全部死亡(图4),对照组无死亡。根据60 h试验组克氏原螯虾死亡率,利用寇氏法计算LJVP-21对克氏原螯虾的LD50为3.16×106 CFU/mL。

A,C,E—注射PBS的克氏原螯虾的鳃、肝胰腺和肠道;B,D,F—注射LJVP21的克氏原螯虾的鳃、肝胰腺和肠道。
A,C,E—gill,hepatopancreas,and intestine of P.clarkii injected with PBS;B,D,F—gill,hepatopancreas and intestine of P.clarkii infected respectively with isolated strain LJVP21.

图3 健康克氏原螯虾与人工感染LJVP-21后患病虾的组织对比
Fig.3 Comparative histopathology of healthy and LJVP-21-infected Procambarus clarkia

图4 人工感染LJVP-21后克氏原螯虾的存活率
Fig.4 Survival rate of Procambarus clarkia following artificial infection with LJVP-21

2.5 组织病理学观察

在回归感染试验过程中,分别采集健康的克氏原螯虾和濒死病虾的肝胰腺组织制作切片并分析其肝胰腺组织病理变化,结果如图5所示。正常肝小管呈星形且细胞饱满(图5A),濒死病虾肝小管严重变形、肝细胞空泡化严重,大部分肝细胞和结缔组织坏死并形成无结构区域,导致不可逆损伤(图5B)。

A—健康个体肝胰腺组织;B—分离株LJVP-21感染后虾肝胰腺组织。肝小管变化(红色箭头),肝细胞空泡化(黑色箭头),肝细胞及结缔组织坏死、分解(蓝色箭头);C—健康个体肠道组织;D—分离株LJVP-21感染后虾的肠道组织。上皮层断裂(黑色箭头),肠道细胞及结缔组织坏死、分解(蓝色箭头)。
A—normal hepatopancreas of P.clarkii;B—diseased hepatopancreas of P.clarkii showing structural alterations:distorted hepatic tubules (red arrow),vacuolar degeneration of hepatocytes (black arrow),and necrosis of hepatic cells and connective tissue (blue arrow);C—normal intestinal tissue of P.clarkii with intact epithelium;D—diseased intestine of P.clarkii exhibiting epithelial rupture (black arrow),necrosis,and decomposition of intestinal cells and connective tissue (blue arrow).

图5 分离株LJVP-21感染对克氏原螯虾肝胰腺及肠道组织病理学的影响
Fig.5 Histopathological effects of LJVP-21 on hepatopancreas and intestine of Procambarus clarkia

同时,当虾患病时肠上皮细胞的形态也发生明显变化。细胞可能出现肿胀、变形甚至坏死的现象。细胞之间的连接变得松散,上皮层的完整性受到破坏,同时也伴有结缔组织坏死并形成无结构区域的现象(图5C,D)。

2.6 病原菌毒力相关基因检测

对分离株LJVP-21进行tlhtdhtrh 3个毒力基因进行检测,结果显示,LJVP-21不携带tdhtrh基因,tlh检测结果呈阳性(图6)。

M—DL5000 DNA Marker;1,2—tdh基因扩增产物;3,4—trh基因扩增产物;5,6—tlh基因扩增产物。
M—DL5000 DNA Maker;1,2—PCR products of tdh gene;3,4—PCR products of trh gene;5,6—PCR products of tlh gene.

图6 分离菌株LJVP-21的tdhtrhtlh基因的PCR扩增结果
Fig.6 PCR amplification of tdhtrh and tlh genes in strain LJVP-21

2.7 药物敏感性试验

分离菌株LJVP-21对诺氟沙星、左氧氟沙星、庆大霉素、四环素、头孢曲松、头孢他啶、氟苯尼考敏感,对环丙沙星、妥布霉素、头孢吡肟中度敏感,对恩诺沙星、链霉素、多西环素、哌拉西林、复方新诺明表现为耐药(表3),药敏试验结果表明,LJVP-21菌株为一株多重耐药菌。

表3 分离菌株LJVP-21的药物敏感性试验结果(K-B纸片扩散法)

Tab.3 Results of antimicrobial susceptibility testing for LJVP-21 (Kirby-Bauer disc diffusion method)

注:S—敏感;I—中介;R—耐药。
Note:S—sensitive;I—intermediate;R—resistant.

3 讨论

3.1 LJVP-21菌株的分离与鉴定

副溶血性弧菌是一种广泛存在于海洋环境及河口区域的嗜盐性革兰氏阴性致病菌[8]。本研究中从福建漳州患病凡纳滨对虾肝胰腺中分离得到一株优势菌株LJVP-21。形态学观察显示,LJVP-21在TCBS平板上形成典型绿色菌落。

生理生化特性分析表明,LJVP-21与国标GB 4789.7—2013规定的标准副溶血性弧菌标准特征基本相符[9],但在邻硝基苯-半乳糖苷酶和鸟氨酸脱羧酶等少数项目上存在差异,反映了该菌在不同环境条件下的生物学多样性,与Zhou等[10]在南京零售水产品中发现的副溶血性弧菌的高度种群遗传多样性相呼应。受环境和地域因素影响,不同来源的副溶血性弧菌菌株在生理生化特性上可能表现出一定的变异性。

16S rDNA序列分析进一步证实,LJVP-21与副溶血性弧菌的一致性达100%,系统发育树分析也支持其分类地位。综上,结合形态学、生理生化及分子鉴定结果,LJVP-21菌株被确认为副溶血性弧菌。

3.2 LJVP-21菌株对克氏原螯虾致病

人工回归感染试验表明,LJVP-21菌株对克氏原螯虾致病,其LD50为3.16×106 CFU/mL。感染虾体表现为肝胰腺肿大、变灰,鳃丝发红,肠道萎缩、无内容物等症状,与霍诗天等[11]的研究一致。值得注意的是,LJVP-21菌株虽为海水源分离株,却对淡水养殖的克氏原螯虾表现出致病性。有研究报道,克氏原螯虾中分离的副溶血性弧菌能对其产生致病作用,然而关于海水分离的致病性弧菌对克氏原螯虾致病的报道相对较少。不容忽视的是,副溶血性弧菌在淡水产品中的感染率已超过了海水产品[7],这一现象为淡水虾类养殖敲响了警钟。

副溶血性弧菌作为一种嗜盐性细菌,其适宜的生存环境通常为盐度30~35的海水环境。在该盐度范围内,钠离子在其ATP合成、底物运输及鞭毛运动等耗能过程中发挥关键作用,对副溶血性弧菌的生长和毒力表达至关重要[12-14]。然而,近年的研究表明,副溶血性弧菌在淡水环境中也表现出显著的适应性,如低盐胁迫下,副溶血性弧菌可通过降低能量消耗和增强抗氧化能力,对其他环境胁迫(如氧化应激)表现出更高的耐受性[15-16]。其基因组中预测存在多个甜菜碱-肉碱-胆碱运输蛋白(BCCT)同源物,这些蛋白在盐度变化时可通过积累甘氨酸甜菜碱等相容性溶质(compatible solutes)调节细胞内渗透压,维持细胞的正膨胀压,从而保证其在低渗环境下的生存[17]

尽管一般认为当水体盐度低于5时,副溶血性弧菌的生长会受到抑制,但目前在淡水环境(盐度5)中已可广泛检测出嗜盐性副溶血性弧菌,甚至在极低盐(0.25% NaCl)情况下仍能够正常增殖[16]。在低盐条件下,致病株可能通过上调宿主适应相关基因(如生物膜形成基因)的表达,进一步增强其在淡水环境中的存活能力[18]。此外,从淡水产品中分离的副溶血性弧菌表现出更强的运动性,进一步证实其在低盐环境中适应性得以增强[19]。研究表明,副溶血性弧菌在极端环境条件(如极端温度、高盐度、营养匮乏或极端pH值)下可能进入可存活但不可培养的休眠状态,这使其能够在恶劣环境中长期存活,并在条件适宜时恢复活性[20-21]。这种休眠状态不仅增强了其在自然环境中的持久性,还增加了其通过养殖废水排放和跨区域水产品运输传播的风险[22]

在实际水产养殖过程中,海水源副溶血性弧菌有多种机会感染淡水虾。在南美白对虾淡水养殖过程中,幼苗往往需要适应不同的盐度梯度变化,但是若其携带副溶血性弧菌,其淡化时间往往不足以完全消除该菌[23]。若副溶血性弧菌进入到淡水养殖水体或养殖废水未经处理就排放,常常会污染优质水体,造成其他淡水养殖品种的感染。此外,街市的周围环境往往较为复杂,一些被副溶血性弧菌感染的海水产品可以通过人为操作、水源接触等将病原体传播至其他淡水产品上,被其污染的废水直接被排放常会污染其他淡水水体,从而造成副溶血性弧菌的交叉污染[24]。若饵料在运输过程中被感染,后被投喂至淡水水体,也可导致养殖生物和水体的污染。因此,在实际水产养殖中,应高度重视其可能的感染途径,加强操作规范性,以有效避免副溶血性弧菌感染。

3.3 LJVP-21菌株的毒力基因分析

本研究中毒力基因检测显示,LJVP-21菌株不携带tdhtrh基因,但tlh基因呈阳性。该结果与已有的分子流行病学研究结果一致,即与临床分离株相比,环境分离株中tdhtrhtdhtrh基因的检出率较低(分别为10.3%和5.52%)[25-26],表明上述基因可能在副溶血性弧菌适应特定宿主或环境条件中发挥重要作用,相比之下,tlh基因在临床和环境分离株中均高度保守,常用于副溶血性弧菌的分子鉴定。副溶血性弧菌的致病性由多种毒力因子协同决定,其毒力基因表达受菌株特异性及环境因素的调控[27]。尽管LJVP-21菌株不携带tdhtrh基因,但其对南美白对虾和克氏原螯虾的致病性表明,可能存在其他未被鉴定的毒力因子或新型致病机制,如黏附因子、鞭毛、蛋白酶、脂多糖、外膜蛋白及分泌系统等[28],这些因素在其致病过程中发挥关键作用,尤其是在宿主细胞侵袭和免疫逃逸方面。此外,某些环境分离株可能通过生物膜形成、群体感应(quorum sensing)或水平基因转移等机制增强其毒力[29-30]。还有研究发现,副溶血性弧菌中的DsbA蛋白在毒力因子表达的翻译后水平上发挥作用,缺失dsbA 基因的菌株,在对 Caco-2 细胞的黏附能力、β-溶血活性,以及对斑马鱼和 HeLa 细胞的毒性等方面均有所下降[31]。上述研究表明,LJVP-21菌株的致病性可能与其独特的毒力因子组合或环境适应性机制有关,这为未来的研究提供了新的方向。

3.4 LJVP-21菌株的药物敏感性

本研究中药敏试验显示,LJVP-21菌株对环丙沙星、妥布霉素中度敏感,对恩诺沙星、利福平、链霉素等6种药物耐药。该结果与东南沿海地区副溶血性弧菌的耐药性特征一致,尤其是对青霉素类抗生素和链霉素的高耐药性,以及对四环素的敏感性。然而,该结果与渤海湾地区的研究结果存在差异[32],后者发现,当地副溶血性弧菌对四环素普遍耐药,这可能源于菌株的地理来源、环境条件及区域抗生素使用模式的差异[33-34]。因此,应根据不同地区的耐药性特征提供区域化的抗生素使用指导,最大限度减少可能导致耐药菌株出现的广谱药物使用,优化病害防控策略。

副溶血性弧菌的耐药机制可分为固有耐药和获得性耐药。固有耐药是指对某些抗生素(如糖肽类)天然不敏感,而获得性耐药则是其多重耐药性的主要来源。生物膜作为物理屏障可降低抗生素的渗透效率,进而增强其耐药性[35]。研究表明,副溶血性弧菌通过增加生物膜厚度、利用阴离子胞外聚合物与阳离子抗生素结合,以及上调耐药基因等方式,增强对氨基糖苷类抗生素的耐受性[36]。此外,对虾养殖环境中丰富的几丁质可诱导弧菌通过水平基因转移获取耐药基因,进一步加剧耐药性的传播[37]。因此,合理使用抗生素并探索新型防控策略(如噬菌体疗法或益生菌干预)对控制副溶血性弧菌的传播和耐药性扩散至关重要。

3.5 防控副溶血性弧菌的新策略

随着副溶血性弧菌抗生素耐药性的加剧[34],开发新型的副溶血性弧菌防控策略迫在眉睫。噬菌体疗法因其特异性强、自我限制性高等优势在副溶血性弧菌防控中得到了较好的应用[38]。“噬菌体鸡尾酒”疗法通过组合多种噬菌体以克服单一噬菌体的局限性,扩大裂解范围,为水产养殖生物提供了更全面的保护。此外,噬菌体与益生菌或抗生素联用均具有协同抗菌的作用[39],未来可考虑应用此方法,以期达到更优的防控效果。然而,噬菌体疗法也存在一定缺陷,如噬菌体和细菌之间的协同进化最终会导致后者产生噬菌体抗性。因此,在实际应用中应综合考虑噬菌体的优缺点,并结合水体养殖环境对弧菌的影响,探索生物综合防治策略进行全面防控。基于副溶血性弧菌LJVP-21的药敏试验结果,在养殖实践中可使用氟苯尼考进行防治,并结合噬菌体疗法等新型策略,以有效控制副溶血性弧菌的感染风险。

4 结论

1)本研究中从福建漳州凡纳滨对虾中分离出副溶血性弧菌LJVP-21,并证实其对淡水养殖克氏原螯虾致病。

2)毒力基因检测显示,LJVP-21菌株不携带tdhtrh基因,但tlh基因呈阳性。药敏试验表明,该菌对链霉素、恩诺沙星和利福平耐药,但对氟苯尼考等药物敏感。

3)本研究中首次证实海水源副溶血性弧菌可通过跨盐度适应机制对淡水养殖克氏原螯虾造成威胁,为弧菌病的区域化防控提供了新视角。

参考文献:

[1] FUJINO T,OKUNO Y,NAKADA D,et al.On the bacteriological examination of shirasu-food poisoning[J].Medical Journal of Osaka University,1953,4:299-304.

[2] 孙一享,常洪军,杨行鑫,等.水产动物副溶血弧菌病及其噬菌体防治研究进展[J].微生物学通报,2023,50(8):3620-3634. SUN Y X,CHANG H J,YANG X X,et al.Vibriosis caused by Vibrio parahaemolyticus in aquatic animals and bacteriophage therapy:a review[J].Microbiology China,2023,50(8):3620-3634.(in Chinese)

[3] 刘军军,刘单阳,李达容,等.上海市养殖水产品及环境中副溶血性弧菌的流行、毒力及耐药性分析[J].食品与发酵工业,2023,49(4):250-257. LIU J J,LIU D Y,LI D R,et al.The prevalence,virulence,and antibiotic resistance of Vibrio parahemolyticus in aquatic products and their breeding environment in Shanghai[J].Food and Fermentation Industries,2023,49(4):250-257.(in Chinese)

[4] 农业农村部渔业渔政管理局,全国水产技术推广总站,中国水产学会.2024中国渔业统计年鉴[M].北京:中国农业出版社,2024. Bureau of Fisheries,Ministry of Agriculture and Rural Affairs,National Fisheries Technology Extension Center,China Society of Fisheries.2024 China fishery statistical yearbook[M].Beijing: China Agriculture Press,2024.(in Chinese)

[5] 李君怡,吴秋平,周疆,等.凡纳滨对虾弧菌病及其防治方法研究进展[J].水产科技情报,2022,49(2):106-111. LI J Y,WU Q P,ZHOU J,et al.Research progress and prevention methods of Litopenaeus vannamei Vibrio disease[J].Fisheries Science &Technology Information,2022,49(2):106-111.(in Chinese)

[6] OROZCO-OCHOA A K,GONZLEZ-GMEZ J P,CASTRO-DEL CAMPO N,et al.Characterization and genome analysis of six novel Vibrio parahaemolyticus phages associated with acute hepatopancreatic necrosis disease (AHPND)[J].Virus Research,2023,323:198973.

[7] GU J Y,DONG X,ZHOU Y Q,et al.Analysis of halophilic phenotypic variation and cytotoxicity of Vibrio parahaemolyticus from different sources[J].Pathogens,2025,14(2):182.

[8] Clinical and Laboratory Standards Institute.Performance standards for antimicrobial susceptibility testing:Thirty-third edition.CLSI guideline M100[S].Wayne,PA:Clinical and Laboratory Standards Institute,2023:120-125.

[9] SUN J J,ZHANG X J,GAO X J,et al.Characterization of virulence properties of Aeromonas veronii isolated from diseased gibel carp (Carassius gibelio)[J].International Journal of Molecular Sciences,2016,17(4):496.

[10] ZHOU H B,LIU X M,HU W Y,et al.Prevalence,antimicrobial resistance and genetic characterization of Vibrio parahaemolyticus isolated from retail aquatic products in Nanjing,China[J].Food Research International,2022,162:112026.

[11] 霍诗天,焦厚琪,李清,等.克氏原螯虾副溶血弧菌的分离鉴定及药敏特性[J].水生态学杂志,2022,43(1):124-129. HUO S T,JIAO H Q,LI Q,et al.Isolation,identification and antibiotic sensitivity of Vibrio parahaemolyticus isolated from Procambarus clarkii[J].Journal of Hydroecology,2022,43(1):124-129.(in Chinese)

[12] QIAO X F,LU Y Y,XU J C,et al.Integrative analyses of mRNA and micro RNA expression profiles reveal the innate immune mechanism for the resistance to Vibrio parahaemolyticus infection in Epinephelus coioides[J].Frontiers in Immunology,2022,13:982973.

[13] STEUBER J,FRITZ G.The Na+-translocating NADH:quinone oxidoreductase (Na+-NQR):physiological role,structure and function of a redox-driven,molecular machine[J].Biochimica et Biophysica Acta (BBA)- Bioenergetics,2024,1865(4):149485.

[14] LI X,SUN J F,ZHANG M M,et al.The effect of salinity on biofilm formation and c-di-GMP production in Vibrio parahaemolyticus[J].Current Microbiology,2021,79(1):25.

[15] CHEN H H,DONG S L,YAN Y,et al.Prevalence and population analysis of Vibrio parahaemolyticus isolated from freshwater fish in Zhejiang province,China[J].Foodborne Pathogens and Disease,2021,18(2):139-146.

[16] SONG Z Y,CHEN L,TANG S Y,et al.Effects of low-salt stress on biological characteristics and transcriptomic profiles of Vibrio parahaemolyticus[J].International Journal of Food Microbiology,2025,430:111047.

[17] ONGAGNA-YHOMBI S Y,MCDONALD N D,FIDELMA BOYD E.Deciphering the role of multiple betaine-carnitine-choline transporters in the Halophile Vibrio parahaemolyticus[J].Applied and Environmental Microbiology,2015,81(1):351-363.

[18] SAMI Z,KAOUTHAR M,NADIA C,et al.Effect of sunlight and salinity on the survival of pathogenic and non-pathogenic strains of Vibrio parahaemolyticus in water microcosms[J].Water Environment Research,2022,94(2):e10689.

[19] LI M Z,XU H Y,TIAN Y Q,et al.Comparative genomic analysis reveals the potential transmission of Vibrio parahaemolyticus from freshwater food to humans[J].Food Microbiology,2023,113:104277.

[20] YOON J H,WOO Y J,LEE S Y.Induction of a viable but nonculturable state in Vibrio parahaemolyticus by a high concentration of salt and its impact on fatty acid composition profile and membrane potential[J].LWT,2025,216:117329.

[21] WANG R D,ZHOU K,MOU J Y,et al.Formation and characteristics of viable nonculturable Vibrio parahaemolyticus induced by sodium hypochlorite[J].Food Bioscience,2025,64:105902.

[22] BAKER-AUSTIN C,OLIVER J D,ALAM M,et al.Vibrio spp.infections[J].Nature Reviews Disease Primers,2018,4(1):8.

[23] MA R R,WANG Y,HUANG L,et al.Effects of different salinity on the transcriptome and antibiotic resistance of two Vibrio parahaemolyticus strains isolated from Penaeus vannamei cultured in seawater and freshwater ponds[J].Journal of Fish Diseases,2021,44(12):2055-2066.

[24] RAO S,NGAN W Y,CHAN L C,et al.Questioning the source of identified non-foodborne pathogens from food-contact wooden surfaces used in Hong Kong’s urban wet markets[J].One Health,2021,13:100300.

[25] CHEN X,ZHU Q Y,LIU Y C,et al.Pathogenic characteristics of and variation in Vibrio parahaemolyticus isolated from acute diarrhoeal patients in southeastern China from 2013 to 2017[J].Infection and Drug Resistance,2020,13:1307-1318.

[26] BAI Y,YANG Q P,SUN Y N,et al.Antimicrobial susceptibility and genomic characterization of Vibrio parahaemolyticus isolated from aquatic foods in 15 provinces,China,2020[J].International Journal of Food Microbiology,2024,418:110737.

[27] BRUMFIELD K D,CHEN A J,GANGWAR M,et al.Environmental factors influencing occurrence of Vibrio parahaemolyticus and Vibrio vulnificus[J].Applied and Environmental Microbiology,2023,89(6):e0030723.

[28] 穆丽丽,牛犇,赵勇.副溶血性弧菌分泌系统在致病力中作用的研究进展[J].微生物学报,2019,59(4):621-631. MU L L,NIU B,ZHAO Y.Role of Vibrio parahaemolyticus secretion system in pathogenicity[J].Acta Microbiologica Sinica,2019,59(4):621-631.(in Chinese)

[29] 黄圣勇,张苗苗,李雪,等.生物膜形成中间状态下副溶血弧菌的基因转录谱分析[J].微生物学报,2023,63(10):3825-3842. HUANG S Y,ZHANG M M,LI X,et al.Transcriptomic profile of Vibrio parahaemolyticus in the intermediate state of biofilm formation[J].Acta Microbiologica Sinica,2023,63(10):3825-3842.(in Chinese)

[30] 张苗苗,薛星帆,孙君芳,等.ToxR负调控副溶血弧菌中c-di-GMP的合成[J].生物工程学报,2022,38(12):4719-4730. ZHANG M M,XUE X F,SUN J F,et al.ToxR represses the synthesis of c-di-GMP in Vibrio parahaemolyticus[J].Chinese Journal of Biotechnology,2022,38(12):4719-4730.(in Chinese)

[31] WU C Q,ZHANG T,ZHANG W W,et al.Two DsbA proteins are important for Vibrio parahaemolyticus pathogenesis[J].Frontiers in Microbiology,2019,10:1103.

[32] 李小玥,姚槐应,葛超荣.人工养殖南美白对虾中副溶血弧菌的分离鉴定及抗生素耐药性分析[J].武汉工程大学学报,2022,44(6):658-663. LI X Y,YAO H Y,GE C R.Isolation,identification and antibiotic resistance analysis of Vibrio parahaemolyticus from artificial breeding Penaeus vannamei[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2022,44(6):658-663.(in Chinese)

[33] 王青瑶.对虾养殖系统中副溶血弧菌基因水平转移和表达特性研究[D].大连:大连海洋大学,2022. WANG Q Y.Study on horizontal gene transfer and expression characteristics of Vibrio parahaemolyticus in shrimp culture system[D].Dalian:Dalian Ocean University,2022.(in Chinese)

[34] 吴俊敏,王艺,郝婧薇,等.湛江地区患病对虾池塘中副溶血性弧菌的MLST分型和新型耐药毒株的分离鉴定[J].大连海洋大学学报,2023,38(1):59-67. WU J M,WANG Y,HAO J W,et al.MLST typing of Vibrio parahaemolyticus from diseased shrimp ponds in Zhanjiang area and isolation and identification of novel drug-resistant strains[J].Journal of Dalian Ocean University,2023,38(1):59-67.(in Chinese)

[35] BOURDONNAIS E,BRIET A,BRAUGE T,et al.Antimicrobial susceptibility profile and molecular characterization of Vibrio parahaemolyticus strains isolated from imported shrimps[J].Microbiology Spectrum,2024,12(7):e0017524.

[36] TIAN C F,YUAN M Q,TAO Q,et al.Discovery of novel resistance mechanisms of Vibrio parahaemolyticus biofilm against aminoglycoside antibiotics[J].Antibiotics,2023,12(4):638.

[37] FU S Z,WANG Q Y,WANG R,et al.Horizontal transfer of antibiotic resistance genes within the bacterial communities in aquacultural environment[J].Science of the Total Environment,2022,820:153286.

[38] HIEN V T,LANH P T,PHAM T T P,et al.Isolation and characterization of a novel lytic bacteriophage Pv27 with biocontrol potential against Vibrio parahaemolyticus infections in shrimp[J].PeerJ,2025,13:e19421.

[39] LI X H,HU T X,WEI J C,et al.Characterization of a novel bacteriophage Henu2 and evaluation of the synergistic antibacterial activity of phage-antibiotics[J].Antibiotics,2021,10(2):174.

Isolation, identification, and drug susceptibility of Vibrio parahaemolyticusfrom Litopenaeus vannamei

LI Wei1,ZHANG Yuanhao1,SUN Yixiang1,JI Xinyao1,ZHANG Yongan1,YUAN Yongchao1*,LI Jie1,2*

(1. National Experimental Teaching Demonstration Center of Aquaculture,College of Fishereis,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China;2. Hubei Provincial Engineering Laboratory of Healthy Pond Aquaculture,Wuhan 430070,China)

Abstract: To explore the pathogenicity of marine bacterium Vibrio parahaemolyticus originating from whiteleg shrimp (Litopenaeus vannamei) towards freshwater crayfish (Procambarus clarkii) and to establish the basis for diseased prevention and control, a dominant pathogenic strain(LJVP21) was isolated from the hepatopancreas of diseased shrimp during an outbreak of mass mortality in a L. vannamei farming area in Zhangzhou, Fujian Province. The strain was identified as V. parahaemolyticus. Subsequent artificial challenge experiments demonstrated that this strain is pathogenic to crayfish cultured in freshwater, with a median lethal dose (LD50) of 3.16×106 CFU/mL. Infected individuals exhibited symptoms such as hepatopancreas swelling and tissues discoloration (grey, with some appearing diffuse), swollen and reddened gill filaments, and atrophied intestines without contents. The bacterium was also successfully isolated from the hepatopancreas of infected crayfish. Antimicrobial susceptibility testing revealed that the strain was sensitive to eight agents-including florfenicol, moderately sensitive to ciprofloxacin and tobramycin, and resistant to six agents-including enrofloxacin. These results indicate that marine V. parahaemolyticus may pose a threat to freshwater aquaculture industries, and they provide a scientific reference for the prevention and control of related diseases.

Key words Litopenaeus vannamei; Procambarus clarkii; Vibrio parahaemolyticus; isolation and identification; drug susceptibility

DOI:10.16535/j.cnki.dlhyxb.2025-054

文章编号:2095-1388(2026)01-0058-09

收稿日期:2025-03-18

基金项目:农业农村部南海渔业资源开发利用重点实验室开放基金(FREU2024-04)

作者简介:

李威(1999—),男,硕士研究生。E-mail:1214807050@qq.com

张远昊(2001—),男,硕士研究生。E-mail:3073871144@qq.com(共同第一作者)

通信作者:

袁勇超(1982—),男,博士,副教授。E-mail:yyc@mail.hzau.edu.cn

黎洁(1986—),女,博士,高级工程师。E-mail:lijie@mail.hzau.edu.cn(并列通信作者)

中图分类号:S 917

文献标志码:A