水产养殖用抗菌肽(长期控菌效果好想更了解水产用蛭弧菌,这11个问与答值得一看)
腾氏水产商务网独家报道:
作者 | 赵海永 扬州渔博士生物科技有限公司
水产用蛭弧菌近几年又火了起来,因为化学消毒剂在控菌方面虽然效果来得快,但在控菌时间上面存在着严重的缺陷,用后12-24小时左右,总菌数就有可能反弹超标,而水产用蛭弧菌在这方面恰恰存在着一定的优势,但是作为一个生物制剂,其不确定性也存在很多方面,为此作者将用11个小问题来围绕蛭弧菌做一些讲解,希望能让大家更好的了解蛭弧菌产品。
■ 本文作者赵海永
一、蛭弧菌是什么?
在水产养殖技术上,只要你不彻底排斥消毒,那么蛭弧菌就是绕不开的一个产品。
首先要了解什么呢?最简单的,我们要知道蛭弧菌到底是什么?——蛭弧菌是一种生物消毒剂!
人类目前拥有三种消毒方法:物理消毒法、化学消毒法、生物消毒法。
其中生物消毒法会用到生物消毒剂,它包括:植物提取物、细菌、噬菌体、生物酶、抗菌肽,这其中的的细菌一般就是指蛭弧菌。
蛭弧菌实际是在1962年由Stolp和Petzold首次发现于菜豆叶烧病假单胞菌体中,随后从土壤、污水中都分离到了这种细菌。所以蛭弧菌从发现到现在才不过50多年的时间。
蛭弧菌命名为Bdellovibriobacteriovorus。其中,Bdello一词来自希腊字,是“水蛭”的意思,“vibrio”意为“弧菌”,而种名“bacteriovorus”是“食细菌”的意思。其命名很有意思,“水蛭”代表了其生理上的一些动作形为,蛭弧菌的捕食生活方式很特殊,它是寄生于其他细菌并能导致其裂解的一类细菌。请注意,蛭弧菌不是从外到内吃掉其他细菌,而是钻到其他细菌体内,从内到外裂解其它细菌。
另外有,有些人一直分不太清楚噬菌蛭弧菌和噬菌体,实际很简单,前者是吃细菌的细菌,后者是吃细菌的病毒。
二、蛭弧菌到底长什么样子
首先蛭弧菌很小,0.3-0.6×0.8-1.2微米,1毫米的长度可以并排放2500个左右,长度大概为杆菌的三分之一至五分之一,显微镜中至少要用到油镜才能看得到它,而且要在染色的情况下。因此被称为“世界上最小的捕食者”之一。
想像一下小蝌蚪,蛭弧菌差不多就是这个外形。它的脑袋呈弧形或者杆状,有时候也呈螺旋形,外加一个长尾巴鞭毛,与鞭毛相对的一端有钉状纤毛,被称为“感染锥子”。它的鞭毛很牛,明明个子比细菌要小不少,但鞭毛却比一般细菌的粗3-4倍。
来,看下它的样子吧。
图1:17000倍下的蛭弧菌
图2:48000倍下的蛭弧菌
图3:氦离子显微镜下的蛭弧菌(像素大小0.75纳米)
三、蛭弧菌有什么独门绝技?
蛭弧菌有两个独门绝技可以打破敌人的防御,一是铁头功,二是无敌风火轮。
蛭弧菌入侵细菌的方式非常独特,首先,它到处游动,实际上一般10分钟左右它就会找到可以寄生的细菌,也就是宿主菌。然后它就用铁头功,猛烈碰撞宿主细胞,速度每秒高达100个细胞长度,如果是人的话,速度就是每秒一百七八十米,疯狂的撞击,无鞭毛的那一端附着于宿主细胞壁上,不过100次的碰撞大概只会有3次成功,相当不容易。
吸附成功后,蛭弧菌采用无敌风火轮,开始疯狂旋转,每秒几乎能达到100转,从钻孔到进入只需几秒种。不过进入宿主细胞之后,鞭毛就会不要了。
图:氦离子显微镜下的大肠杆菌(左)和葡萄球菌(右)细胞被蛭弧菌感染的图片。像素尺寸为1nm。
四、蛭弧菌的繁殖速度快么?
为什么使用蛭弧菌48小时后才能做平板检测?为什么蛭弧菌的见效时间这么长?
这主要是和蛭弧菌的繁殖速度有关系。实际上蛭弧菌生长速度是很慢的:
1、繁殖代时长。
蛭弧菌繁殖一代的时间需要大概4个小时左右,在试验室状态下,大肠杆菌17分钟一代,枯草芽孢杆菌30分钟一代,这之间的差距是非常大的。
图4:蛭弧菌的繁殖周期示意图
再来看一个更真实些的图片:
图5:在不同时间点扫描蛭弧菌与大肠杆菌。蛭弧菌附着其猎物(10min≤t≤30min)、蛭质体的形成和演化(t>20min)、蛭质体的溶解(t=3h)清晰可见
2、蛭弧菌不是指数级增长
蛭弧菌是自我复制式的生殖,一次可以产生6-36个后代。8个小时的极限数值才不过36*36=1296个,如果是枯草芽孢在极限状态下,8个小时可产生65536个后代,相差近51倍。
这就是蛭弧菌一个很大的问题,所以在实际使用的时候,建议加大剂量,或者连续多天使用。
五、蛭弧菌杀菌有选择性么?
蛭弧菌能区分善恶么?——可能么?即便是不做研究,我个人都认为不可能,自然界中会存在这样一种微生物?它知道我们水产养殖的有益菌有哪些而不进攻它们?
蛭弧菌与宿主细胞之间,常表现出一定的特异性。不过,有的特异性较差,能侵入多种细菌。例如不同的蛭弧菌菌株,能侵入各类不同的植物病原菌。
从这一点上看,其比噬菌体(病毒)、细菌素(蛋白质)的广谱性要好。实际上蛭弧菌可感染许多不同科属的菌,但其总体上有一定偏向性,比如其可感染大多数革兰氏阴性细菌(如志贺氏菌属、沙门氏菌属、埃希氏菌属、欧文氏菌属、变形杆菌属、弧菌属、假单胞菌属、钩端螺旋体等微生物),但只对少数的革兰氏阳性细菌感兴趣,同时也有报道指出其对某些真菌和肠道病毒也有一定的裂解活性。
——寄生的特异性也对我们的实际使用方法有很大的影响,即蛭弧菌是不是不管好菌坏菌都会攻击?如果是这样的话,那么很难被我们所用了,但实际上,其有一定倾向性,这就给我们实际的应用提供了更多的可能性。
郭衍彪(2016年)的研究指出,蛭弧菌BDW03对试验组大菱鲆肠道没有控制作用的菌属为8个(占53.3%),这8个菌属中多为革兰氏阳性菌属(6/8)。另外,其通过乳酸菌拌食饵料和泼洒BALOs喂食大菱鲆60d后,乳酸菌和BALOs对大菱鲆肠道菌群中革兰氏阴性菌的控制作用(分别占总菌属的33.3%和26.7%)优于对革兰氏阳性菌的控制作用(分别占总菌属的(26.7%和20.0%)。这也间接指出了蛭弧菌对细菌的裂解可能有一定的偏向性。
另外,结合陈家长等人(2003)、徐琴等人(2006)、陈丽芸(2012)的研究,我们至少可以获得以下结论:
第一、不同类型的蛭弧菌能裂解的宿主菌是有差异的;
第二、蛭弧菌可以和光合细菌中的球形红假单胞菌混合使用,也可以间隔7天使用,外泼效果都非常好。蛭弧菌和粘红酵母混合使用,外沷效果不佳;同时外用蛭弧菌的效果控制时间至少可以达到2周,即14天的时间。而且这还是受限于方案的要求。
第三、蛭弧菌不裂解乳酸杆菌。
第四、在斑节对虾的试验研究中,蛭弧菌和枯草芽孢杆菌混合外沷使用没有单独使用蛭弧菌效果好。但混合使用比不使用的对照组在控制总菌上效果要好。
第五、对大菱鲆的内服研究表明,蛭弧菌对肠道内芽孢杆菌属的增殖影响比较小。
六、蛭弧菌和化学消毒剂的差别在哪里?
化学消毒剂包括抗生素的杀菌都有一个特征,来得快去得快,在达到一定浓度下,化学消毒剂的效力可能会在4个小时左右达到最高峰,细菌总数下降到最低,然后细菌总数会出现反弹,但消毒剂仍有效果,总菌数有可能在12至24小时左右反弹超标,超过原来的细菌总数,当然,细菌的种类发生了变化。
而蛭弧菌可能在前1-2天内看不出来什么效果,但如果其能发挥效果,那么控菌的时长有可能达到15天以上,甚至20天以上,在此期间,总菌数、弧菌数相对于对照组可能会低1-2个数量级。
比如张吕平等人(2009)的研究指出,对虾池水体分别泼洒二氯异氰脲酸、季胺盐络合碘和蛭弧菌。当每隔20d 左右分别进行一次上述水体处理,通过比较体内弧菌感染的对虾个体数,发现从肝胰腺分离到弧菌的对虾数量二者无显著差异,但从血淋巴分离到弧菌的对虾数量,蛭弧菌处理组显著少于化学消毒剂处理组。
能长期控菌,这是蛭弧菌的优势所在,也是与化学消毒剂最大的差异所在。
七、蛭弧菌耗氧么?可以扩培么?
蛭弧菌是严格的好氧菌,它的繁殖需要氧气,但它对池塘的溶氧几乎又没有什么干扰,为什么?因为它的繁殖速度太慢了。
有多慢,请参看上第四问。
另外,我们都知道,可以用红糖等碳源对乳酸菌及EM菌进行扩培,那蛭弧菌可以用这些营养物质扩培么?很明确,不可以。
因为蛭弧菌不利用碳水化合物,所以无法用碳源进行扩培。
实际上从自然界分离得到的蛭弧菌都是依赖寄生型,迄今为止,还没有直接从自然界分离得到非寄生型。不依赖宿主的蛭弧菌,只能生活在实验室条件下。
八、蛭弧菌有哪些产品可以选择?
市面上的蛭弧菌有三种:液体的、粉末状的、冻干粉。
液体使用方便,但菌数容易掉。而且蛭弧菌液体的产品始终面临保存的问题,实际上也有很多的论文对此做了研究,有的文章指出,大多数的液体蛭弧菌产品在4℃的环境下,可以保存8个月以上,少数6个月以上。但在25℃的环境下,蛭弧菌液体产品的保质一般只在4-6个月了。当然随着保护剂的不断研发,随着添加不同的保护剂,在4℃的环境下,某些液体产品的保质期可以达到15个月以上,有的可以达到两年以上,但是所有的保存环境温度都指向4℃,这对我们实际的销售场景是不太相符的。当然,液体也有好处,菌种复苏时间快,如果从实际销售出发,建议在经销点增设冷藏柜,这样可以延长液体产品的保持期。
粉末状有些说是托盘冻干的,有装到铝箔袋中的,也有装到西林瓶中的。
原装冻干粉则是近几年推出的产品,菌种的稳定性是无与伦比的,只能装到西林瓶中,而且每一瓶都必需是真空包装的。在相关的研究中,4℃的环境下,添加了保护剂的蛭弧菌液体产品在13个月后其复苏率为100%,而同样的环境下,冻干产品在21个月后其复苏率仍为100%。
而且真正的蛭弧菌原装冻干产品,具有以下优点:
1、冷冻干燥生产工艺是在低温下进行的,对于许多热敏性的物质特别适用。蛭弧菌不会发生变性或失去生物活力,这一点非常重要。
2、整个冷冻生产过程基本上是在低温真空状态下完成的,在这种状态下,微生物的生长和酶作用是受到抑制的,可以很好的保证蛭弧菌产品的稳定性。
3、因在真空下操作,氧气极少,因此,一些易氧化的物质(如油脂类)得到保护。
4、冷冻干燥法能排除95%~99%以上的水分,产品能长期保存而不变质。
以上就是蛭弧菌冻干产品的优势所在,也是其稳定性的保障所在。
九、蛭弧菌的冻干粉是如何生产的?
蛭弧菌冻干粉的生产需要两组机器,一是发酵罐,二是冻干机,前者几十万,后者近百万,硬件投资算是一个门槛。
1、发酵
蛭弧菌的发酵和其他产品就差别很大,蛭弧菌的发酵前后需要一周的时间,在微生物的发酵时间上,算是最长的一类了,生产起来较为麻烦。
2、冻干
冻干则更是一个精细的活了。
其基本流程包括:灌装、装盖、摆盘、冻干、压盖。当然可能使用一些自动设备,在具体的步骤上会略有差别。但总体步骤变化不大。
半成品进入冻干机后,通过冻结、升华、再干燥三个过程,通过升华过程将母液中的冰几乎全部散发掉后,再由机器统一压盖,保证每一瓶产品内均处于“真空”状态。
十、蛭弧菌原装冻干粉有什么特点?
蛭弧菌原装冻干粉的概念是我在2018年底提出,特指蛭弧菌母液和西林瓶一起在冻干机中完成冻干,每一瓶成品均为真空状态的产品。
这种产品有自己非常明显的一些特点:
第一、每一瓶都是真空,打开盖子能听到“嘭”的一声。
第二、橡胶塞子带导气槽,和普通的塞子有明显差别;
第三、里面的产品不是粉状的,是块状物,左右摇晃很明显;
第四、里面的块状物是速溶的,一秒即溶。
蛭弧菌原装冻干粉最大的特点就是产品的质量稳定性非常好。
十一、蛭弧菌如何使用?
首先,购买几瓶产品,使用前检测一次弧菌平板,使用48小时后再检测一次平板,至少2-3个试验组,同时一定要有对照组,通过试验看效果,如果有效,则建议再行使用。之所以要划平板,因为蛭弧菌不是万能的,也不是在所有水体都可以存活的。
建议使用方法有这样几种:
1、在某些疾病发病高峰前的5-10天进行使用,加大2-3倍剂量使用效果更好;
2、在虾、蟹等甲壳类动物脱壳前5-10天使用,保护脆弱的脱壳期水产养殖动物。
3、在较长阴雨天前5-10使用,防止阴雨天滋生大量有害细菌。
4、某些养殖动物刚发疾病,可以试着连用两天,每天1瓶冻干粉用2亩;
5、疾病已发,动物开始死亡,肯定首先要使用化学消毒剂,比如找到保真的过硫酸氢钾,先消毒,间隔24小时后再使用蛭弧菌进行长期控制。
6、可以和光合细菌进行配合使用。
使用蛭弧菌的核心要求很清晰:一定要能长期的帮助我们水产养殖控制总菌数、异养菌数甚至弧菌数的繁殖,将异养菌或者弧菌的生长压制到一定数量之下,防止它们达到暴发疾病的临界值。
蛭弧菌虽然表达了很好的效果,但还要看一些公司的产品质量,因此建议大家要会初步的使用平板,并且通过对比和多试验组判定效果。另外使用蛭弧菌也要记准一点,不会有万能的产品,只会有合适的产品,多种方法、多种产品的配合可能会达到更好的效果。
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