蛭弧菌游泳体和蛭质体混合体菌液在海参育苗中的应用 【技术领域】
本发明属于生物技术领域,涉及一种细菌的应用,特别涉及蛭弧菌游泳体和蛭 质体混合体菌液在海参育苗中的应用。背景技术
海参 (Apostichopus japonicus),属海参纲 (Holothurioidea),以海底藻类和浮游 生物为食。 海参全身长满肉刺,广布于世界各海洋中。 海参同人参、燕窝、鱼翅齐名, 是世界八大珍品之一。 海参不仅是珍贵的食品,也是名贵的药材。 现代研究表明,海参 具有提高记忆力、延缓性腺衰老,防止动脉硬化、糖尿病以及抗肿瘤等作用。
近年来,随着城乡居民生活水平的不断提高以及医疗保健意识的增强,海参的 消费需求不断上升,价格不断上涨,由此带动了海参养殖的兴起,海参养殖已成为继对 虾养殖之后又一新的海水养殖热点。 现在我国每年生产的海参商品苗已突破亿枚,居世 界榜首。 由于种苗数量的逐渐提高,规模的不断扩大也出现许多问题急待加以解决 :追 求利润最大化导致近亲繁殖、亲体小型化、病害猖獗 ;无序大量使用抗生素造成海参体 内药物残留,品质下降 ;近亲育苗,降低了苗种的生存力 ;按目前的生产工艺,多数育 苗场用水量大,水不经处理直接入海,严重污染环境。
蛭弧菌是寄生于其他细菌,并能导致宿主细菌裂解的一类细菌。 比一般细菌 小,能通过细菌滤器,有类似噬菌体的作用。 蛭弧菌的生活史可分为脱离宿主细菌、具 有鞭毛、自由游泳的游泳体状态和在宿主细菌内生长发育的蛭质体状态。
用蛭弧菌游泳体和蛭质体的混合制剂作为用于海参育苗的微生物制剂,对育苗 水体和饵料进行处理,可有效裂解消除水体中可能产生海参参苗病害的细菌,兼具游泳 体起效快,活力强和蛭质体制备、保存容易,杀菌作用时间更久和环境耐受力更强的优 点。 从而克服了抗生素滥用带来的副作用和常规消毒剂残留等问题。 同时在蛭质体发育 期间,所入侵的宿主虽已无活性,但蛭弧菌并不改变宿主细胞的表面结构,使原宿主仍 具有抗原作用,因此不影响宿主的免疫原性,可刺激生物体,产生免疫应答反应。 故蛭 质体形式是潜在的疫苗在育苗过程中有提高苗种的免疫力的功能。
蛭弧菌游泳体和蛭质体混合制剂一方面能够裂解水体中的 ( 潜在 ) 致病菌,净 化水体,减少换水频率和换水量,另一方面蛭弧菌能改善养殖生物肠道环境,提高免疫 力,促进幼苗发育和生长,提高苗种成活率。
到目前为止,尚无对海参育苗过程中使用蛭弧菌游泳体和蛭质体混合制剂的研 究报道。 发明内容 本发明的目的在于克服已有方法的不足,提供蛭弧菌游泳体和蛭质体混合体菌 液在海参育苗中的应用方法,能有效控制病害发生,提高苗种质量和育苗成功率,减少 育苗过程中污水的排放。
本发明的目的可以通过以下方案实现 :
蛭弧菌混合体菌液在海参养殖中的应用,所述蛭弧菌混合体菌液为蛭弧菌蛭质 体菌液和游泳体菌液混合。
所述蛭弧菌蛭弧菌为蛭弧菌 (Bdellovibrio sp.)BDM01 于 2008 年 4 月 28 日保藏于 中国典型培养物保藏中心,保藏编号为 CCTCC NO :M208066。
所述蛭弧菌混合体菌液为蛭质体菌液与游泳体菌液按细菌数 1 ∶ 1 混合。
所述蛭弧菌混合体菌液在海参养殖中的应用是将饲料在蛭弧菌混合体菌液中浸 泡 15-45min。
所述蛭弧菌混合体菌液在海参养殖中的应用是在水体中添加蛭弧菌混合体菌 液,使水体中蛭弧菌混合体浓度为 101 ~ 107pfu/mL。
本发明相对于现有技术,具有如下的优点及效果 :
1、本发明所述蛭弧菌混合制剂兼具游泳体起效快,活力强和蛭质体制备、保存 容易,杀菌作用时间更久和环境耐受力更强,且可作为潜在疫苗的优点,效果更好。
2、本发明所述蛭弧菌混合制剂在海参的应用中安全性好。
蛭弧菌通过裂解而消除致病菌的方法是生物方法,绿色、安全、无污染。 蛭弧 菌可侵染、裂解宿主细菌的特性使之适合作为抑制或清除生物体及其环境中致病菌的生 物净化因子,且其在裂解完宿主细菌后,会因饥饿而自动消亡,从而克服了抗生素滥用 带来的副作用。 现有的研究表明蛭弧菌对海参无毒性作用,对人类无致病性。 3、所述蛭弧菌混合制剂可有效提高种苗免疫力
蛭弧菌混合制剂可调节参苗自身的菌系,维护肠道系统环境,促进免疫系统的 发育,增强苗种的体质,方案于实际实施中各项免疫指标的测定均高于使用传统的方 法,且游泳体和蛭质体混合制剂中的蛭质体所携带的宿主气单胞菌虽已无活性,但免疫 原性并未被破坏,故可发挥疫苗的作用。
4、本发明方案可有效减少换水、倒池的次数,经实验证实在幼体培育期无需换 水,在稚参的培育期最长可达 20 天不换水倒池,减少了污水的排放,降低对环境的影 响,是一种绿色、环保、低碳的节水型新育苗技术。
附图说明
图 1 为实施例育苗试验后免疫因素 -- 酸性磷酸酶 (Acid phosphatase,ACP) 结果 图 2 为实施例育苗试验后免疫因素 -- 碱性磷酸酶 (Alkaline phosphatase, AKP)结果 具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于 此。
实施例 1 蛭弧菌混合制剂的制备
蛭弧菌蛭质体菌液优选通过以下方法制备 :接种 0.5mL 106cfu/mL 嗜水气单胞菌 (Aeromonas hydrophila,购于广东省微生物所菌种保藏中心,编号 GIM1.172) 于 100mL 营 养肉汤 ( 蛋白胨 10g,牛肉膏 3g,氯化钠 5g,蒸馏水 1000mL, pH 7.4) 液体培养基中,28℃培养 20h,培养液经 6000rpm 离心 20min 后,沉淀用 5mL DNB(dilute nutrient broth) 液体培养基 ( 营养肉汤 0.8g,酪蛋白酸水解物 0.5g,酵母精提物 0.1g,溶于 1000mL 蒸 馏水中, pH 值为 7.4) 悬浮,后加入至 100mL DNB 中,接入 1mL 1×103pfu/mL 蛭弧菌 BDFM05,28 ℃培养 48h,培养液经 7000rpm 离心 20min 后,去除含蛭弧菌游泳体的上 清液,沉淀用 1mL DNB 液体培养基悬浮,得到 1mL 蛭弧菌蛭质体菌液,浓度为 108pfu/ mL。
蛭 弧 菌 游 泳 体 菌 液 的 制 备 方 法 为 :将 蛭 弧 菌 蛭 质 体 制 备 方 法 中 的 含 蛭 弧 菌 游 泳 体 的 上 清 液 经 16000rpm 离 心 20min 后, 沉 淀 用 1mL DNB 液 体 培 养 基 悬 浮, 得 到 1mL 蛭 弧 菌 游 泳 体 菌 液, 经 OD600nm 测 定 (LYSIS OFVIBRIOS BY BDELLOVIBRIO - AND - LIKE ORGANISMS ( BALOs ) ISOLATED FROM MARINE ENVIRONMENT[J].Journal of FoodSafety,2008,28(2) :220-235.), 浓 度 为 108pfu/ mL。
所述蛭弧菌游泳体和蛭质体混合制剂按蛭弧菌游泳体和蛭质体菌数 1 ∶ 1 比例混 合。
实施例 2 蛭弧菌混合制剂在海参育苗中的应用实验
实施地点 :山东某海参养殖场,育苗种类 :仿刺参又名灰参
1. 亲参采捕自然海区采捕。 采捕时间 :海水底层水温达到 15 ~ 16℃时,亲参 产卵前 5 天集中采捕。 选择体长 20cm 以上,体重 250g 以上、性腺指数 10%以上、无损 伤的个体作亲参。
2. 亲参蓄养
蓄养密度 15 只 /m3,蓄养的水温 16 ~ 18℃,蓄养时间 5 天,在蓄养池中进行。 蓄养池中的水经过精细过滤。 在水中加入蛭弧菌游泳体和蛭质体混合菌液,使培育池中 的蛭弧菌浓度达到 101 ~ 107pfu/mL。 短期蓄养过程不投饵,不换水,每天早晚利用虹吸 作用清理池中的粪便等污物。
暂养期间,每日清晨吸底检查是否有卵,以免漏掉,如仅见少量产卵可弃掉。
3. 产卵孵化与幼体培育
受精采用混合受精方式。 为保证受精质量,防止精液过多,需及时将过多的雄 参 ( 已见排精的个体 ) 挑出并移入另外的水池中。 亲参产卵受精后及时将亲参移出,并 用过滤海水洗卵,直到池水变清为止,再向池中加入浓度为 101 ~ 107pfu/mL 的蛭弧菌混 合制剂,受精卵直接在蓄养池中孵化。
受精卵的孵化密度为 :5 个 /mL,孵化水温为 20℃。 孵化期间每隔 0.5h 用搅水 耙将池水上、下翻动一次,翻水时应不留死角且不能向一个方向旋转,以避免将胚体旋 向池中心聚集。 胚体孵出后,必要时可给予充气。
4. 幼体培育
当胚胎发育到小耳幼体时,要进行选育。 将上浮的幼体移入培育池内继续培 养。 培育池中的海水为经砂滤的海水,池中添加蛭弧菌混合制剂使池中的蛭弧菌浓度为 101 ~ 107pfu/mL,幼体布池密度约为 0.5 个 /mL。
孵化 36 小时后,即投饵。 饵料主要为天然的牟氏角毛藻。 藻类的日投饵量在 初耳幼体期为 1.5 万细胞 /mL,中耳幼体期为 2 万~ 3 万细胞 /mL,大耳幼体期为 4 万~5 万细胞 /mL。 每日分 3 次投喂,每次投饵量的标准以投饵 1 小时后大多数幼体满胃即 可,下次投饵要接近半胃为准。 所有投喂的饵料需事先用浓度为 101 ~ 107pfu/mL 的蛭 弧菌混合制剂泡 30min。
幼体培育期间全部使用二级砂滤水。 本阶段不换水、倒池,但要及时利用虹吸 作用或吸底器清除池底污物
5. 稚参的采集和培育
当幼体 25%发育至蹲形幼虫时,即可投放稚波纹板做附着基,附着基投放前用 20mg/L 的高锰酸钾溶液浸泡 2 天,再用过滤海水冲洗干净。 洗刷干净后放入饵料池中供 自然海水中存在的底栖硅藻附着。 经过 20 天,在附着基上面附着一层天然的底栖硅藻, 即投放使用。 使用前用水冲去附着基上的污物,再放入浓度为 101 ~ 107pfu/mL 的蛭弧 菌混合制剂中浸泡 30min。 每平方米投放 60 片波纹板,呈 60°斜放,以便投饵时承接饵 料。
体长 2mm 以前的稚参,以附着基上的底栖硅藻为主食。 随着稚参的增长,及时 补充新的底栖硅藻及鼠尾藻磨碎液。 当稚参体长达 2mm 时,以鼠尾藻磨碎液为饵料,每 日投喂 4 次,每次 20 ~ 30 万个细胞单位。
投放的所有饵料均需要放入浓度为 101 ~ 107pfu/mL 的蛭弧菌游混合制剂中泡30min。 育苗期间随时观察温度,及时清除池底部的沉淀物及水表面的杂物。 参照水体 情况可设不同的换水周期,试验结果表明最长可达 20 天不换水,每次换水时注入二级 砂滤水,换水完毕后需施加蛭弧菌混合制剂,使水体中的蛭弧菌浓度达到 101 ~ 107pfu/ mL。
根据稚参生长状况,可提前移出已达出苗规格 2cm 的稚参,分期出池,以利个 体小的迅速生长。
实验分组
实验分 A.B.C.D 四大组,其中 :
A 组 ( 对照 ) :按现有的工厂化生产方法实施。
B 组 ( 蛭弧菌混合制剂浸泡饲料 )
B1.1 ~ B1.4 :全程用 101pfu/mL 蛭弧菌混合制剂浸泡所有饵料,稚参培育期分 别每隔 5 天、10 天、15 天、20 天换水一次。
B2.1 ~ B2.4 :全程用 103pfu/mL 蛭弧菌混合制剂浸泡所有饵料,稚参培育期分 别每隔 5 天、10 天、15 天、20 天换水一次。
B3.1 ~ B3.4 :全程用 105pfu/mL 蛭弧菌混合制剂浸泡所有饵料,稚参培育期分 别每隔 5 天、10 天、15 天、20 天换水一次。
B4.1 ~ B4.4 :全程用 107pfu/mL 蛭弧菌混合制剂浸泡所有饵料,稚参培育期分 别每隔 5 天、10 天、15 天、20 天换水一次。
C 组 ( 蛭弧菌混合制剂泼洒于水体 ) :用蛭弧菌混合制剂均匀泼洒于水体中,使 水体中的蛭弧菌浓度达到设定要求。 浓度和换水间隔设置同 B 组。
D 组 ( 蛭弧菌混合制剂泼洒于水体中和浸泡饵料 ) :用蛭弧菌混合制剂均匀泼洒 于水体中和浸泡所有饵料,浓度和换水间隔设置同 B 组。
免疫指标测定
1. 酸性磷酸酶 (ACP) 与碱性磷酸酶 (AKP) 活力的测定
制备粗酶提取液。 育苗实验结束,每组随机取仿刺参幼苗 6 只用冰冻双蒸水 (4℃,pH 7.0) 冲洗干净,用吸水纸吸干水分后,准确称取组织质量,按质量体积比 1 ∶ 9 加入 0.86 %的冷生理盐水,在液氮中研磨成匀浆状,分装于 1.5mL 的离心管中,4 ℃, 12000r/min 离心 10min,取上清液,加入 9 倍体积冷生理盐水,制成粗酶提取液。 4℃保 存,并于 24h 内分析完毕。
碱性磷酸酶 (AKP) 和酸性磷酸酶 (ACP) 活性均采用 Kruzel(1982) 磷酸苯二钠 法,以每克组织蛋白在 37℃与磷酸苯二钠分别作用 15min 和 30min,产生 1mg 酚为一个 酶活力单位。
2. 感染实验
试验结束后,感染试验于预先消毒的盛有 50L 砂滤海水 ( 盐度 29 ~ 30‰ ) 的透明 水族箱中进行,以工厂化生产的 A 组作为对照组,其他 (B-D) 组为实验组。 对照和实验 各组,每组随机取海参苗 40 头,平均分成两个平行系列。 按实施例 1 中的方法制备嗜水 气单胞菌 (Aeromonas hydrophila,购于广东省微生物所菌种保藏中心,编号 GIM1.172) 菌 液,之后投入到对照和实验组的养殖水体中,使水体中的嗜水气单胞菌浓度达到 107cfu/ mL。 试验水温保持在 18 ~ 20℃,充气培养。 人工感染后,记录刺参的体表变化、运 动、摄食及死亡情况连续观察 7d,最终计算成活率,采用相对存活率 (Relative Percentage Survival, RPS) 计算式 :
RPS(% ) = (1- 免疫组死亡率 / 对照组死亡率 )×100%
水质检测
水质检测项目包括 :色臭味,酸碱度,氨态氮,亚硝酸盐氮,硫化物。 其 中 pH 用 数 字 式 pH 计 测 定 ( 分 辨 率 0.01pH), 氨 态 氮 用 次 溴 酸 纳 氧 化 法 法 测 定 (GB12763.4-91) ;亚硝酸盐氮用重氮 - 偶氮光度法测定 (GB12763.4-91) ;硫化物用对氨 基二甲基苯胺光度法 ( 亚甲蓝法 )(GB16489-96)。
四、实验结果
成活率、RPS 结果如表 1 所示,ACP、AKP 结果见图 1,图 2。 从表 1 和图 1、 2 可以看出,实验组 B, C, D 无论是育苗成功率还是各项免疫指标均好于对照 A 组,由 此表明本方案用蛭弧菌游泳体和蛭质体混合制剂进行海参育苗可提高稚参的成活率和免 疫力,优于现有生产模式培育出的育苗质量。
比较实验组 B/C/D,可知 :B 组成活率最高可达 54.1%,感染实验的 PRS 最高 可达 51%,但包括 ACP、AKP 在内均要略低于 C 组。 D 组成活率最高可达 68.8%,RPS 可达 62%,均高于 B, C 两组, ACP, AKP 的数据同样如此,表明用蛭弧菌同时处理饵 料和水体可更有效地提高稚参的成活率和免疫力。
从各组组内的对比可知,各项指标的数据随着蛭弧菌游泳体和蛭质体混合制剂 浓度的升高而升高,但换水周期对其的影响不显著。 因此,在实际生产中,换水周期可 设为 20 天一次。 如此,既可降低能耗和劳动力,又可减少排污,保护环境。
水质检测结果各组均符合 《渔业水质标准》 (GB 11607-1989) 和 《无公害食品 海水养殖用水水质》 (NY5052-2001) 标准。 但 A1 组的氨态氮,亚硝态氮,硫化物测定值均高于试验组 B、 C、 D 的。 其中, A 组氨态氮的检测结果为 0.322mg/L, B/C/D 组 均 ≤0.231mg/L ;亚硝态氮 A 组检测结果为 :0.018mg/L, B/C/D 组均 ≤0.015mg/L ;硫 化物 A 组检测结果为 :0.108mg/L, B/C/D 组均 ≤0.101mg/L。
由此可见,无论在水中还是在饲料中添加浓度为 101 ~ 107pfu/mL 的蛭弧菌游 泳体和蛭质体混合制剂,5 ~ 20 天换水一次,均能提高海参的免疫力和成活率,净化水 质,促进参苗生长。 在水中和饲料中同时添加蛭弧菌游泳体和蛭质体混合菌液,效果更 佳。
表 1 稚参各项指标测定结果