小龙虾及其他虾类的水霉病

2019-11-14 02:17赵楠巫爱军赵桂华
水产养殖 2019年11期
关键词:游动孢子侵染

赵楠 ,巫爱军 ,赵桂华 ,3

(1.江苏农林职业技术学院,江苏 句容 212400;2.句容市水产技术推广站,江苏 句容 212400;3.句容市润泰生物科技有限公司,江苏 句容 212400)

水霉菌是卵菌纲(Oomycetes)的一类真核生物,包括多种水生动物[1-2]野生鱼类、甲壳动物和两栖动物的病原菌[3-5]和植物病原菌[6],引起许多病害;因其具有与真菌相似的营养菌丝、无性繁殖和有性繁殖方式,在传统分类中被划分到真菌界的鞭毛菌亚门;随着分子生物技术的研究发现,卵菌与真菌在进化关系方面存在着差异,例如核DNA的鸟嘌呤(G)+胞嘧啶(C)含量的增加,反映出由低等真菌向高等真菌演化的趋势,故把卵菌纲已从真菌界划分到藻界(Kingdom Chromista)或茸鞭生物界(Kingdom Stramenopilia)中[7-8]。水霉是一个广泛的概念,包括17 属的种类[9-10],由水霉菌(Saprolegnia spp.)引起病害被称为水霉病(Saprolegniasis)[11-12],其中寄生水霉(Saprolegnia parasitica)造成的损失最大。

1 水霉属(Saprolegnia Nees 1823)

水霉属隶属于不等鞭毛门(Heterokontophyta),卵菌纲(Oomycota),水霉亚纲(Saprolegniidae),水霉目(Saprolegniales),水霉科(Saprolegniaceae),到目前为止,该属共计载了124个分类单位,其中有95个种和29个亚种。

水霉是寄生在小龙虾、鱼类或其他水生动物体表的病原生物,营养菌丝白色、无隔膜、多核,偶尔在菌丝受伤或断裂时,在两端会形成隔膜,以防止细胞质外溢,影响生长和繁殖;细胞壁主要成分为纤维素,与其他真菌(细胞壁主要为几丁质)有明显不同;在侵染时,菌丝从伤口或自然孔口进入寄主组织中去,吸收营养物质,也被称为假根,长在外面的菌丝顶端膨大成游动孢子囊,从中产生多个有2根鞭毛的游动孢子,释放出来游动孢子遇到新的寄主,发育成新的菌丝体;在适合的条件下,这个过程可重复进行。

大多数的水霉菌是兼性寄生菌,侵入死的或受伤的组织,而少数种类是小龙虾的病原菌。据不完全统计,引起小龙虾病害的水霉菌有7种(表1)。

表1 水霉属的寄主

在水霉属中,对小龙虾造成重大损失的是寄生水霉菌,作为该文论述的重点。

2 寄生水霉

寄生水霉的分类地位由Coker(1923)建立[19],当时作为鲑鱼的病原菌[1,18],也能侵染小龙虾、两栖动物和爬行动物[27]。

2.1 症状与危害

2.1.1 虾体表面症状 在受感染的小龙虾伤口周围和被感染的小龙虾卵上有大量的、白色菌丝生长,呈棉絮状,有细菌感染时菌落变为灰色;病虾乏力,摄食量低,严重者死亡;镜检可见丝状的菌丝、游动孢子囊和游动孢子;病变部位初期呈圆形,后期则呈不规则的斑块,严重时皮肤破损,肌肉裸露;鳃组织亦会被侵犯感染,感染严重者会死亡。但在小龙虾的高密度养殖期间,寄生水霉能引起小龙虾的大量死亡,特别是带卵的雌性小龙虾。

2.1.2 组织黑化 在小龙虾的角质层上的黑化病斑,或部分生病部位有黑色斑点,并从其上分离到了寄生水霉;该菌能引起土耳其小龙虾的黑化病斑[28];其产生黑色素产生是寄主的酚类氧化酶(phenoloxidase)活性作用和真菌菌丝在寄主表面沉积的结果[29-30],在寄主免疫和寄生水霉菌之间似乎存在着一种微妙的平衡关系。

2.2 繁殖

水霉菌的生活史包括有性繁殖和无性繁殖两个阶段。

2.2.1 无性繁殖 菌丝生于基物内,分枝多而较细,而生于基物表面的菌丝分枝少而粗大。形成圆柱形、棍棒形、梨形的孢子囊,产生游动孢子,有孢囊层出现象。游动孢子在泡囊内,释放大多在几分钟内完成;泡囊将继续释放新的游动孢子,这个过程被称为多次游泳性,直到找到适合的基质。在这个多次游动过程能再次感染小龙虾,病原菌丝有微小钩状,以提高侵染能力。一旦附着在基质上就开始进行有性繁殖,产生雄器、藏卵器和卵孢子。腐生于水中或土壤中的动物或植物残体上,也寄生在小龙虾和其他水生动物上。寄生水霉的孢子囊长达0.7 mm,游动孢子直径 9~11.5 μm[31]。

2.2.2 有性繁殖 有性繁殖产生藏卵器、雄器[9-10,31],交配后产生卵孢子。许多种有相似或相互重叠的形态特征,一些菌株在人工培养时,一般不产生有性世代。但是,文冰等(1996)[32]发现控制温度能使水霉在最短时间内进行无性繁殖或有性繁殖。在水培条件下,25℃适合菌丝及无性器官的发育,不产生有性器官,而在15~17℃条件下很快进入有性生殖阶段。

2.3 分子研究

通过对水霉菌分类学研究,Neish(1977)[33]基于ITS rDNA序列研究了异丝水霉(S.diclina Humphrey)—寄生水霉(S.parasitica)复合种遗传进化关系,以及与其相关形态学和生理特征。被研究的分离物属于系统发生学的5个独立分支。在分支内包含了不同的异丝水霉1型菌株,寄生水霉,鲑水霉(S.salmonis)和多孢水霉(S.multispora B.Paul&Steciow 2004)[34],以及未命名的水霉种类。在次生泡囊上有一束长钩状毛,发芽频率高,在7℃时,藏卵器产生独特分支;一个菌株鉴定为异丝水霉类型2,类型3,在2个分支中,与多孢水霉(S.multispora)关系密切。一些菌株被鉴定为澳大利亚水霉(S.australis Egusa and Awakura 1977)。ITS序列进化分枝I的地理起源不同,故在致病性上显示了生理和形态变异[19]。

2.4 致病性试验

Diéguez-Uribeondo et al.(1994)[18]已从土耳其小龙虾(A.leptodactytus)上分离到的寄生水霉,并对其侵染能力进行了研究验证,它能侵染小龙虾(P.clarkia)、欧洲高贵小龙虾(A.astacus)、信号小龙虾(P.leniusculus)和土耳其小龙虾[28]。用寄生水霉游动孢子接种(每毫升l04游动孢子)健康小龙虾,会造成约20%死亡,4周后的病死率约为50%;对照小龙虾无死亡现象。如用游动孢子接种表皮受伤的小龙虾,死亡数量可增加3倍。这3种小龙虾对寄生水霉的感染性没有明显区别[18]。与对照相比,接种处有黑化现象,特别是鳃部。如果把鳃片放在灭菌水里,可看到寄生水霉的菌丝,在受伤处形成孢子囊和游动孢子;在角质层下和侵入坏死的组织中可看到正常生长的菌丝。在小龙虾的神经索(nerve cord)中也发现了菌丝[18]。病斑黑化是角质层机械损伤的第一个包围反应[29];但是,只有接种的小龙虾才会黑化现象,可看到粗细不等的无色菌丝[18]。寄生水霉侵染小龙虾的能力似乎取决于前期外皮上存在的微小伤口。健康、完整的小龙虾外壳能成功阻止水霉的侵染[35-36]。

在适合水体环境条件下,水霉菌侵染通常是致命的,死亡的时间取决于菌株的致病力,感染的严重程度和小龙虾的免疫力。

2.5 流行规律

虽然寄生水霉是腐生的、死体营养型的一种兼性寄生菌,但也有一些菌株毒性强,能引起小龙虾的初次侵染,在水环境条件适合的情况下,有再次侵染现象。病害可通过死亡细胞上的菌丝生长来维持蔓延危害。寄生水霉侵染表皮细胞,外部特征为棉絮状,连续不断地发生,病斑呈新月形或轮状。水霉分泌毒素能引起细胞坏死及表皮损害,侵染点没有特定的组织或部位。偶尔有菌丝侵入到肌肉细胞内。侵染速度快,开始症状不明显,有隐蔽性,这就使得许多研究者认为寄主对寄生水霉有抑制免疫反应[37]。水霉侵染小龙虾通常的结果是导致血液稀释,虾体死亡。

寄生水霉的忍耐温度范围为从3~33℃,最适生长温度10~15℃时,最适繁殖温度为13~18℃,10~32℃均能生长繁殖,25℃以上游孢子活动能力弱,不易感染寄主,高温可阻止病菌发展;但是,低温可促使病害流行[38],以冬季和春季发病最重[39]。

2.6 侵染特性

一般情况下,寄生水霉侵染小龙虾的伤口、死卵和垂死的幼虾[23,40],未见有直接侵染的报道。通过受伤的角质层侵染,可以大大提高传播速度和病死率[18]。在德国,利莫斯螯虾(Orconectes limosus)的种群数量下降与一些水霉侵染有关[41]。

寄生水霉引起的病害都是局部侵染,不存在系统侵染的可能性,只有病毒病害才属于系统侵染。其侵染过程为游动孢子或菌丝附着在侵染点周围,逐渐寻找伤口侵入体内,并在此处生长繁殖,分泌毒素造成组织坏死,并逐渐扩展,在寄主表面长出棉絮状菌落。

水霉对寄主无严格的选择性,在小龙虾的各个生长阶段均可受到侵染,主要寄生在小龙虾的伤口和死卵上,降低小龙虾卵的孵化率,游动孢子在伤口处萌发形成菌丝侵入小龙虾体内[37]。

3 防治

目前尚无有效的防治手段,以预防为主。改变养殖环境pH值,投放种苗时,用食盐水浸泡等物理手段来进行简单表面处理,也有一定效果[42]。

3.1 生物防治

在生防菌中,米古拉假单胞菌(Pseudomonas migula)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和气单胞菌(Aeromonas sp.)能抑制水霉的生长[43-44]。黏质沙雷氏菌(Serratia marcescens)对水霉菌丝和孢子均有较强抑制作用[45],它抑制水霉菌生长的机制在于能产生几丁质酶,分解寄生水霉的孢子及营养体成分,破坏水霉菌的结构[46]。

3.2 中草药防治

中草药具有抗菌、抗病毒、增强免疫功能,改善和提高机体抗病能力,副作用小、毒性低、不易产生抗药性等特点[47],对水霉菌有最佳的治疗效果。

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