虾类养殖弧菌病克星来了!广谱溶藻弧菌噬菌体为水产养殖抗菌提供新方案

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来源:叶文鑫
2026-03-13 11:48:32
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核心提示:研究鉴定并验证了一株具有高爆发量、广谱宿主范围及强环境稳定性的烈性噬菌体R12Z,它能显著降低水体弧菌丰度并提高对虾幼体存活率,为水产养殖中溶藻弧菌病的绿色防控提供了高效且安全的噬菌体疗法候选方案。

水产养殖中由弧菌引发的细菌性疾病,是造成养殖生物大规模死亡、产业经济损失的主要原因之一,而抗生素的滥用又导致了弧菌耐药性激增,寻找安全高效的抗菌替代方案迫在眉睫。近日,发表于《Aquaculture》的一项研究中,由厦门大学、深圳大学等多家单位组成的研究团队,从海鲜市场污水中分离出一株广谱溶藻弧菌噬菌体vB_ValS_R12Z(简称 R12Z),该噬菌体展现出短潜伏期、大爆发量、广宿主范围、强环境稳定性等优异特性,对凡纳滨对虾幼体的溶藻弧菌感染具有显著的保护效果,为水产养殖弧菌病的噬菌体疗法应用提供了极具潜力的候选菌株。

菌株亮点:R12Z的核心生物学优势,适配水产养殖应用场景

研究团队以溶藻弧菌标准菌株ATCC 17749T为宿主分离得到噬菌体R12Z,经全面表征发现其具备多项适配水产养殖抗菌需求的核心特性,远超同类噬菌体:

增殖效率高,杀菌速度快:R12Z属于长尾噬菌体科,其一步生长曲线显示,潜伏期仅35分钟,每个感染宿主细胞的爆发量可达105±27个噬菌斑形成单位(PFU),远高于VVP00110 PFU/细胞)、SSP00223 PFU/细胞)等同类弧菌噬菌体,能快速增殖并实现对弧菌的高效裂解。

广谱宿主范围,覆盖多种致病弧菌:体外宿主范围实验证实,R12Z可感染至少3种弧菌、9株菌株,包括7株溶藻弧菌、1株副溶血性弧菌和1株钠弧菌;通过iPHoP软件预测,其潜在宿主还涵盖15种以上弧菌,能针对性应对水产养殖中多种弧菌混合感染的问题,避免了单一噬菌体靶向性过窄的缺陷。

裂解能力强,抑菌效果持久:在0.001~10的感染复数(MOI)范围内,R12Z对溶藻弧菌的平均裂解效率均超75%,可在1~2小时内大幅降低宿主菌丰度,且抑菌效果能持续至少14小时;基因组分析和溶原性测试证实,R12Z为烈性噬菌体,无溶原性风险,不会将自身基因整合到宿主菌中,生物安全性高。

环境稳定性优异,适配养殖水体条件:R12Z展现出极强的抗逆性,在pH 4~11的酸碱范围内、4℃~50℃的温度区间内均可稳定存活,在水产养殖常见的水体pH和温度条件下能保持较高活性,解决了噬菌体易受环境影响、活性难维持的应用痛点;同时其衣壳无脂质成分,对氯仿不敏感,为后续制剂开发和储存提供了便利。

遗传安全无风险:R12Z的基因组为线性双链DNA,全长77357 bp,经检测不含任何抗生素抗性基因、毒力因子基因,也无tRNA编码序列,使用后不会造成抗性基因传播或增强弧菌致病性,符合水产养殖绿色抗菌的发展要求。

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1 噬菌体R12ZMOI

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2 噬菌体R12Z的稳定性

实战验证:对虾幼体养殖实验中,R12Z 显著提升存活率、降低弧菌丰度

为验证R12Z的实际应用效果,研究团队以凡纳滨对虾仔虾(PL10)为研究对象,开展了溶藻弧菌感染后的噬菌体治疗实验,设置阴性对照组(未感染)、阳性对照组(感染弧菌未治疗)和噬菌体治疗组(感染弧菌后添加R12Z,理论MOI=100),结果显示:

大幅降低养殖水体弧菌数量:治疗组水体中的可培养弧菌数量较阳性对照组平均下降 60.67%,除72小时外,其余时间点弧菌丰度均显著低于阳性对照组,证实R12Z能有效抑制养殖水体中溶藻弧菌的增殖。

显著提升对虾幼体存活率:阳性对照组对虾仔虾在感染后96小时存活率降至72%,出现典型的弧菌病症状(肝胰腺肿胀呈栗色、身体发白、活动迟缓);而噬菌体治疗组在48小时内实现100%存活率,96小时死亡率仅3%,且对虾无任何弧菌病症状,肝胰腺健康,证明R12Z能快速、高效保护对虾幼体免受溶藻弧菌侵害,兼具即时保护和长期治疗效果。IMG_256

3 噬菌体疗法对对虾幼体在藻溶性弧菌ATCC 17749TMOI=100)处理期间弧菌数量及存活率的影响

溶藻弧菌作为水产养殖中广泛存在的致病性弧菌,可感染对虾、石斑鱼、真鲷等多种养殖水产,引发坏死、烂身、生长迟缓等症状,最终导致大规模死亡,而传统抗生素疗法已因耐药性问题逐渐失效。

本次发现的噬菌体R12Z,是首个针对溶藻弧菌、兼具广谱性和高活性的优质噬菌体菌株,其优势体现在三方面:一是弥补了抗生素的缺陷,绿色无残留、不会诱导耐药性,契合水产养殖绿色发展的政策和市场需求;二是解决了噬菌体疗法的关键痛点,环境稳定性强、增殖速度快,适配水产养殖的复杂水体环境,便于实际应用和制剂开发;三是可开发为噬菌体鸡尾酒核心组分,其广谱的宿主范围与其他弧菌噬菌体搭配后,能实现对多种致病弧菌的全覆盖防控,提升抗菌效果。研究团队表示,R12Z的发现为水产养殖弧菌病的生物防控提供了新的候选材料,后续可基于该噬菌体开发专用抗菌制剂,或构建噬菌体鸡尾酒,进一步应用于对虾、鱼类等水产养殖的弧菌病预防和治疗,为水产养殖业的健康可持续发展提供技术支撑。

参考文献

Shi K, Ding H, Zhong W, et al. A broad-spectrum vibriophage with potential for phage therapy against Vibrio alginolyticus in shrimp aquaculture[J]. Aquaculture, 2025: 743215.

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