蝦肝腸胞蟲 (EHP) 是肝胰小孢子 (HPM) 的病原體,嚴(yán)重影響?zhàn)B殖對蝦,尤其是南美白對蝦。雖然在白對蝦養(yǎng)殖中,EHP的爆發(fā)趨勢有越來越明顯,但目前EHP對斑節(jié)對蝦的致病性數(shù)據(jù)有限。因此,本研究旨在通過EHP感染檢測比較兩種蝦的易感性。
在實(shí)驗(yàn)之前,檢查實(shí)驗(yàn)蝦是否沒有被EHP和WSSV感染,保證選擇健康的個體。斑節(jié)對蝦(2±0. 1g)和南美白對蝦(2±0.05g),各20尾。實(shí)驗(yàn)在100 LFRP罐中持續(xù)實(shí)驗(yàn)90天,使用過濾海水,pH8±0.3,溫度28°C,鹽度28 ppt。根據(jù)Kuma 等人 (2022b) 對蝦進(jìn)行口服感染:感染組飼喂受EHP感染的肝胰混合飼料(1:1比例)4天,每天2次,相當(dāng)于體重的5%;對照組使用商業(yè)飼料。前7天收集糞便并儲存在4°C下。 在感染后15、30、60和90天采集肝胰標(biāo)本 (n = 3) 進(jìn)行顯微鏡檢查、ISH和qPCR分析,并且,每周監(jiān)測生存率和生長速度。
一、通過光學(xué)和組織學(xué)顯微鏡觀察:
對蝦進(jìn)行無菌解剖,取新鮮的肝胰腺和糞便纖維作為鈣熒光白色染色標(biāo)本(CFW:KOH,1:1),并在熒光顯微鏡(EVOS,Thermo Fisher)下觀察。將肝胰腺組織樣本固定在戴維森AFA溶液中,經(jīng)Bell & Lightner (1988) 處理,切片 (4um),用H&E染色,并在光學(xué)顯微鏡下觀察(Nikon Eclipse E200)。
圖1:感染后15天(A1)、感染后30天(A2)、感染后60天(A3)、感染后90天(A4)感染EHP的斑節(jié)對蝦肝胰腺(HP)的組織學(xué)切片和感染后15天(B1)、感染后30天(B2)、感染后60天(B3)、感染后90天(B4)感染EHP的白對蝦的組織學(xué)切片。A2和A3顯示HP小管壞死(圓形,x 100)。A4顯示HP小管上皮變?。ㄖ奔^,x100)。B1,B2,B3,B4顯示HP小管嚴(yán)重壞死(圓形,X 100)。 B1顯示上皮細(xì)胞脫離(箭頭,x 100),B4顯示血細(xì)胞感染(箭頭,x 100)。B2、B3顯示HP導(dǎo)管從基底膜變性和脫離(箭頭,x 100)。
1、DNA提取、PCR和qPCR:
通過CTAB法提取肝胰腺和糞便纖維中的DNA,用納米光度計(jì)定量并儲存在20°C。PCR使用SWP孢子基因特異性引物(Jaroenlak等人,2016)。在1.5%瓊脂糖凝膠上分析PCR產(chǎn)物。使用Kumar等人(2022a)的方法進(jìn)行qPCR,使用StepOne(Applied Biosystems)系統(tǒng)和稀釋質(zhì)粒DNA的參考系。
2、原位雜交 (ISH):
ISH跟隨Rajendran等人(2016)使用DIG標(biāo)記的SWP-PCR探針。對組織進(jìn)行處理、去對羥基纖維化、消化蛋白酶K,然后在42°C下與探針雜交混合。結(jié)果用堿性磷酸酶偶聯(lián)的抗DIG抗體和BCIP/NBT底物呈現(xiàn),然后用俾斯麥布朗Y進(jìn)行背景染色。
3、跟蹤增長和生存率:
每天監(jiān)測生存率,每周測量體重。生長指標(biāo)包括:平均體重(ABW)、平均日生長(ADG)、體重增加、比生長率(SGR)、肝臟指數(shù)(HSI)和生存率。
圖2:感染后90天受EHP攻擊的蝦肝胰腺 (HP) 的組織學(xué)切片(A1-斑節(jié)對蝦;A2-白對蝦)。A1顯示EHP的發(fā)育階段(直箭頭,x 1000)。A2顯示發(fā)育的第二階段(直箭頭,x 1000)、顆粒狀(星形,x 1,000)、嚴(yán)重壞死(圓形 x 1,000)和孢子狀結(jié)構(gòu)(方形,x 1,000)。
二、結(jié)果:
1、組織學(xué)觀察結(jié)果:
用植物細(xì)胞壁鈣熒光白((CFW)染色的EHP感染蝦的肝胰腺在不同樣本采集時間顯示孢子的存在。在斑節(jié)對蝦蝦中,肝胰組織學(xué)記錄到30和60 dpc時有輕度病變,伴有導(dǎo)管壞死[圖1A2、A3],在90 dpc時有病變(圖2A1)和腎小管上皮退化(圖1A4)。
相比之下,南美白對蝦在整個實(shí)驗(yàn)過程中表現(xiàn)出更嚴(yán)重的病變,包括變性、導(dǎo)管壞死、上皮脫離和血細(xì)胞感染(圖1B1-B4)。還觀察到EHP發(fā)育的多個階段,例如:前期感染階段、顆粒和孢子階段(圖2A2)。
這兩個物種的新鮮肝胰腺標(biāo)本都表現(xiàn)出特征性的聚集的轉(zhuǎn)化微絨毛(ATM)樣結(jié)構(gòu)[圖2B1、B2]。ISH在90 dpc時在白對蝦中顯示出明顯的陽性信號,而斑節(jié)對蝦沒有可檢測到的信號(圖2C1、C2)。CFW染色還顯示白對蝦的孢子密度明顯高于斑節(jié)對蝦(圖3A、B)。
圖3:植物細(xì)胞壁鈣熒光白染色顯示,與上皮細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中大量孢子(紅星,x 1,000)和EHP感染的HP組織。
2、PCR和qPCR結(jié)果:
感染EHP的南美白對蝦,在采用PCR檢測,7天后顯示出EHP陽性結(jié)果,而斑節(jié)對蝦(P. monodon)發(fā)現(xiàn)呈陽性較晚。該結(jié)果在整個實(shí)驗(yàn)期間保持在90 dpc(圖4),對照組的EHP始終呈陰性。
qPCR分析顯示,斑節(jié)對蝦的EHP載量隨時間增加,范圍為5.6–10.3x103拷貝/uL的DNA,峰值為60dpc(9.0–12.6x103),其次是90dpc(7.5–10.8x103)、15dpc(5.8–7.0x103)和30 dpc(4.8–6.4x103)。同時,南美白對蝦中的EHP載量明顯更高,從1.5–5.3x105拷貝/uL的DNA。 最高水平記錄在90 dpc (4.0–6.3x105) 時,其次是60dpc(2.0–3.4x105)、15dpc(1.0–2.4x105) 和30dpc(1.0–2.2x105)。結(jié)果表明,南美白對蝦明顯高于斑節(jié)對蝦的EHP負(fù)荷(圖5)。
圖4:SWP-PCR從15(A)、30(B)、60(C)和90(天)感染EHP的斑節(jié)對蝦(M1、M2、M3)和南美白對蝦(V1、V2)的肝胰腺DNA。
圖5:實(shí)驗(yàn)感染的斑節(jié)對蝦和南美白對蝦在15、30、60和90 dpc的不同時間間隔的EHP負(fù)荷。
圖6:在試驗(yàn)期間(感染后90天),斑節(jié)對蝦和南美白對蝦感染EHP和對照組(未感染)的生長性能。
3、實(shí)驗(yàn)蝦的生長和成活率:
感染后90d(dpc)EHP感染斑節(jié)對蝦(4.48±0.16g)和EHP感染白對蝦(7.05±0.07g)均較對照組(5.23±0.14g)和(9.22±0.16g)明顯下降。斑節(jié)對蝦和白對蝦的體重增加(AW)分別為2.47±0.21 g和5.01±0.12 g,低于對照組(3.23±0.19g)和7.26±0.22g。
感染的斑節(jié)對蝦比生長速率(SGR)(0.89±0.07%/d)低于對照組(1.07 ± 0.06%/d),但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P > 0.05)。同時,感染白對蝦的SGR(1.37 ± 0.79%/d)明顯低于對照組(1.72±0.05%/d)。
感染斑節(jié)對蝦和白對蝦的平均日生長率(ADG)分別為27.4±2.3 mg和55.6 ± 1.4 mg,明顯低于對照組(35.9±2.1mg和80.6±2.5mg)。EHP感染后,兩種蝦的肝體指數(shù)(HSI)也呈下降趨勢:斑節(jié)對蝦(4.60 ± 0.85%)與對照組(4.74±0.38%)相比,白對蝦(5.32±0.55%)與對照組(5.90±0.12%)相比。
受感染斑節(jié)對蝦的存活率(75±12.50%)明顯低于對照組(79.16±14.43%)。然而,與對照組(62.5±0%)相比,受感染白對蝦的存活率急劇下降(37.5±17.60%),盡管這種差異也沒有達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的水平,各組之間的大小差異如圖7所示。
圖7:(A1)對照組(未感染)和(A2)被EHP感染的斑節(jié)對蝦與(B1)對照組(未感染)白對蝦和(B2)被EHP感染的白對蝦在90 dpc下的生長速度和大小比較。
三、結(jié)論:
本研究是斑節(jié)對蝦感染EHP的首次報告。結(jié)果表明,盡管斑節(jié)對蝦蝦有可能感染EHP,但在載量、組織學(xué)病變和原位雜交信號方面的影響水平顯著低于白對蝦。因此。使用無病原體的斑節(jié)對蝦(SPF)蝦苗后,以及嚴(yán)格的管理措施可能是將EHP對水產(chǎn)養(yǎng)殖的影響降至最低的可行策略。然而,需要進(jìn)一步的研究來闡明兩個物種之間易感性和病理表達(dá)差異的潛在生物學(xué)機(jī)制。
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