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西伯利亚鲟(Acipenserbaerii)自1996年被引进中国以来,其养殖量已居我国鲟养殖产量第2位。近年来,病害频频发生已成为西伯利亚鲟养殖业可持续发展的瓶颈。我国养殖鲟疾病以细菌病为主,传统药物防治容易污染水质,易造成药物残留等现象,药物的长期使用还可造成病原菌产生耐药性,最终对疾病的防治造成了困难。探索有效的生物防治方法将是预防疾病发生的趋势,免疫防治技术在防治鲟病中具有广阔的应用前景。目前,我国关于西伯利亚鲟细菌病病原报道较少,而有关细菌病疫苗防治尚未见报道。因此,有关西伯利亚鲟细菌病病原菌分离鉴定及疫苗研究等理论基础研究显得尤为重要。
本实验论文共分三个部分。第一部分:西伯利亚鲟源细菌性败血症致病菌株X1分离鉴定;第二部分:致病菌X1全菌疫苗制备及免疫效果研究;第三部分:致病菌株X1与同属菌株免疫交叉反应比较;第四部分:致病菌X1与同属菌株外膜蛋白免疫特性分析。具体内容如下:
第一部分:本实验从患细菌性败血症的西伯利亚鲟(Acipenserbaerii)的体内分离到一株致病菌株X1,其对西伯利亚鲟的半数致死浓度(LC50)为5.5×105cfu/mL,具有较强毒力;菌株X1为革兰氏阴性杆菌,菌体大小为1.0μm~1.2μm×2.1μm~2.4μm,周生侧鞭毛,在兔血琼脂平板上能形成明显的β-溶血圈,经ATB细菌鉴定仪鉴定和16SrDNA序列分析,菌株X1为嗜水气单胞菌(Aeromonashydrophila)(登录号:EU669667);其系统发育分析表明,菌株X1与嗜水气单胞菌ATCC35654(登录号:X74676.1)的亲缘关系最近,其同源性为99%。此外,菌株X1对先锋必、左氟沙星等2种药物高度敏感,对妥布霉素、氟哌酸、舒普深、卡那霉素、庆大霉素、复达欣、万古霉素、新霉素、多粘菌素B、洛美沙星等10种药物中度敏感。目前,国内尚无关于西伯利亚鲟细菌性病害分离鉴定的相关报道。本实验分离得X1菌株是国内具有周生侧鞭毛的鲟源嗜水气单胞菌的首次报道。
第二部分:将分离得到X1菌株用0.20%福尔马林灭活,将菌株X1制成灭活全菌苗,对西伯利亚鲟进行注射免疫。在加强免疫后35d,全菌苗组西伯利亚鲟血清抗体凝集效价达到最大值,为4.77±0.70,较对照组西伯利亚鲟血清抗体凝集效价高42.5%(P<0.05)。全菌苗组免疫球蛋白含量达到最大值,为(5.48±0.50)g/L,较对照组西伯利亚鲟血清免疫球蛋白含量高36%(P<0.05)。在加强免疫后7d,全菌苗组西伯利亚鲟血清溶菌酶含量达到最大值,为(171.1±5.9)U/ml,较对照组西伯利亚鲟血清溶菌酶含量高44.4%(P<0.05)。全菌苗中加入弗氏不完全佐剂,有利于进一步提高西伯利亚鲟血清抗体水平、免疫球蛋白以及溶菌酶含量。嗜水气单胞菌X1全菌苗对西伯利亚鲟抗嗜水气单胞菌X1人工感染也具有较好的免疫保护作用,其对西伯利亚鲟的免疫保护率为50%,而且在全菌苗中加入弗氏不完全佐剂,其对西伯利亚鲟抗嗜水气单胞菌X1人工感染的免疫保护作用更好,其对西伯利亚鲟的免疫保护率为70%。
传统的疫苗多是一种疫苗针对一种抗原,气单胞菌的变异性较大,血清型较多,传统疫苗不能在实际生产过程中发挥理想的预防疾病作用。而亚单位疫苗的研究和发展为一种疫苗针对一种抗原的多个亚型或血清型,甚至多种抗原提供了可能性。外膜蛋白(outermembraneprotein,OMP)被证明是一种保护性抗原,具有良好的免疫原性,很容易被宿主的免疫防御体系识别为异物。在对宿主的感染和免疫中扮演着重要的角色,是重要的保护性抗原。
第三部分:本实验制备了鲟细菌败血症致病菌嗜水气单胞菌(Aeromonashydrophlia)X1菌株与致病性豚鼠气单胞菌(Aeromonascaviae)XL2-T菌株与致病性温和气单胞菌(AeromonasSobria)W1菌株及无致病性嗜水气单胞菌(Aeromonashydrophlia)M3菌株4株菌株抗血清,并通过间接荧光免疫抗体技术检测4株菌株之间免疫交叉反应。荧光免疫结果显示具有致病性的同属菌株X1菌株、XL-2-T菌株、W1菌株存在较强免疫交叉反应。无致病性菌株M3与其他3株致病性菌株免疫交叉反应较弱。
第四部分:利用十二烷基肌氨酸钠(Sarkosyl)抽提结合超速离心纯化方法分离提取了上述四株气单胞菌的主要外膜蛋白,通过SDS-PAGE分析其外膜蛋白组成结构,将菌株X1的主要外膜蛋白其他3株气单胞菌进行比较。利用鼠抗X1菌株的多抗血清与四株外膜蛋白进行Western-blot实验,找出具有免疫特异性的外膜蛋白,旨在发现菌株X1与其它致病性气单胞菌共有的具有免疫特异性的外膜蛋白,通过Western-blot印迹显示75kDa蛋白条带为XL2-T菌株、X1菌株与M3菌株共有,说明75kDa是这三株致病菌共有外膜蛋白,此外,43kDa蛋白条带为两株鲟败血症致病菌XL2-T菌株、X1菌株共有,说明43kDa的外膜蛋白是两株鲟源致病菌共有外膜蛋白,这将为进一步开发鲟细菌性败血症亚单位疫苗提供理论依据。