蛭弧菌的研究和应用现状

闫艳新马建伟战京芹刘文华*

（①青岛农业大学动物科技学院 山东 青岛 266109 ②山东省潍坊市农产品检测中心）

蛭弧菌的研究和应用现状

闫艳新①马建伟①战京芹②刘文华①*

（①青岛农业大学动物科技学院 山东 青岛 266109 ②山东省潍坊市农产品检测中心）

蛭弧菌是一种能够捕食裂解细菌的小型细菌。本文主要从蛭弧菌的形态、宿主范围、生活周期、分布与分离鉴定等生物学特性以及在生产中的应用等方面进行了介绍。蛭弧菌作为一种新型的微生态制剂具有广阔的发展前景。

蛭弧菌是原核生物界中唯一一类小型的周质型专性捕食性细菌，与噬菌体相似，细胞内寄生。1962年Stolp 和Petzold［1］首次从菜豆叶斑病假单胞菌中分离到蛭弧菌，以后相继从土壤、污水中分离得到。蛭弧菌的分布十分广泛，凡是有细菌存在的地方几乎都能发现蛭弧菌的存在。蛭弧菌能够寄生和裂解大多数革兰阴性菌。鉴于这一特性，蛭弧菌受到国内外学者的广泛关注，在微生态研究领域已经作为一种新型的绿色微生态制剂得到了初步的开发、利用，在农业、工业和医学领域方面显示了良好的应用前景。下面就蛭弧菌的生物学特性及应用情况进行简要介绍。

1　形态

蛭弧菌是革兰阴性菌，在电子显微镜和相差显微镜下观察到蛭弧菌有细菌的一般形态特征：单细胞，弧状或杆状。比一般细菌小，大小一般为0.2～0.5μm×0.5～1.4μm；菌体一端有一带鞘的极生鞭毛，比一般细菌的鞭毛粗，直径约21～28nm，长约为菌体的5～40倍，鞭毛与细菌的运动和侵袭力有关。与鞭毛相对的一端有钉状纤毛，被称为“感染锥子”，与菌体的识别和吸附宿主有关。在相差显微镜下可见蛭弧菌细胞运动极活泼，可作跳跃式运动［2］。

2　宿主范围

不同来源的蛭弧菌宿主范围有所不同，总体上来说蛭弧菌的宿主范围较广泛，蛭弧菌可以寄生并裂解大多数科、属的革兰阴性细菌，对一些致病菌的显著裂解作用使其具有了重要的研究价值。研究表明，蛭弧菌对水生动物养殖中常见的副溶血弧菌、创伤弧菌等革兰阴性菌的裂解率可达97.33%，对伤寒沙门氏菌的裂解率可高达99.02%［3］。

3　生活周期

蛭弧菌具有独特的生活周期，Nunez等［4］借助原子力显微镜系统观察了蛭弧菌在气-固和液-固两相界面上对大肠杆菌和蛇形水螺菌的进攻、侵入、生长和裂解等全过程［5］，结果显示游离状态的蛭弧菌借助化学趋向性和随机碰撞识别定位于通常比它大的宿主细胞上，并迅速地钻进宿主细胞的周质间隙，在其中繁殖。被感染的宿主细胞通常会变圆，并膨胀成球形结构。蛭弧菌在侵入宿主细菌后的早期就会杀死宿主细胞，使其成为自己生长发育的基质。蛭弧菌利用宿主细胞原生质进行增殖、发育，当其发育到一定的阶段，宿主细胞壁瓦解，子代蛭弧菌细胞释放，重新开始下一个生活周期，蛭弧菌完成一个生活周期大约需要4h的时间。

4　分布和分离鉴定

蛭弧菌广泛分布于自然界包括海水、淡水、污水及土壤中，也可从水生动、植物的体表以及陆生动物和人粪便中分离得到［5］。目前，分离培养蛭弧菌最常用的方法是双层平板法：将蛭弧菌与宿主菌按一定的比例混匀后加到上层琼脂培养基中，然后倒入底层琼脂平板进行培养。一般蛭弧菌在20～35℃范围均可生长，培养的温度可根据宿主菌决定。一般培养2d或者更长时间可形成肉眼可见的透明噬菌斑。不同蛭弧菌菌株噬菌斑的大小不同，大的直径可超过15mm，小的直径约0.5mm。在自然环境中，除了蛭弧菌外，噬菌体、变形虫、鞭毛虫也可以在双层平板上形成噬菌斑，在分离鉴定时应注意区分。在分离蛭弧菌前应用微孔滤膜过滤法对样品进行预处理可排除变形虫和鞭毛虫的干扰。与蛭弧菌相比，噬菌体形成噬菌斑的速度很快，24h内就在平板上形成噬菌斑，而且噬菌斑的直径不会随培养时间的延长而增大。进一步对其鉴定则需要根据《伯杰氏系统细菌学手册》第八版中的分类及鉴定方法，常规的鉴定方法包括：（1）接触酶鉴定：将蛭弧菌噬菌斑加入到3%的过氧化氢溶液中，会产生气泡；（2）革兰染色：蛭弧菌为革兰阴性杆状或弧状菌；（3）扫描电镜观察：取纯噬菌斑加入灭菌水浸泡涂片自然风干。按常规方法处理样品，扫描电镜下观察蛭弧菌呈杆状或弧状，有鞭毛。最终确定细菌的种类则需要进行特异性16S rDNA扩增［6］，凝胶电泳，测序进行序列比对。

5　应用

根据Richard W等［7］研究表明蛭弧菌不能在真核细胞内存活，对动、植物包括人体无毒副作用。因此，将蛭弧菌作为抑菌剂或除菌剂成为其应用的研究热点。蛭弧菌作为一种抗微生物因子几乎没有宿主抗性，对宿主的侵染、裂解过程不受耐药性的影响，在缺少或没有宿主菌存在的环境中其数量会自行下降，不存在残留问题，蛭弧菌作为一种替代抗生素的菌剂在农牧业、医学以及环保方面已显示出初步的应用价值［8-10］。

5.1指示水体污染和水体净化 水体中蛭弧菌的数量分布与细菌数量、种类呈现一定的正相关关系，当水体受到污染时，细菌数量会显著增加，导致蛭弧菌数量的增加。水体污染程度越高，蛭弧菌数量也会越多。当水体净化变清后，细菌数量减少，蛭弧菌数量也随之下降。根据这一特性可将蛭弧菌作为判定水体污染程度的一项指标。根据蛭弧菌对病原菌独特的寄生和裂解特性，可用于清除水中有害菌，控制或减少细菌对水源的污染，改善和稳定养殖环境，尤其在水产养殖中净化水体和防控水产品污染病原菌方面具有广泛的发展前景［11］。

5.2蛭弧菌在畜禽养殖方面的应用 目前，畜禽养殖过程中防治细菌性疾病应用最多且最有效的是抗生素类药物。抗生素易产生耐药性，且能通过食物链的传递，对人类健康产生严重的不良影响。于是，人们开始寻找解决防病治病的新途径。蛭弧菌微生态制剂克服了抗生素的上述缺点，具有以下优点：有效、安全、无毒、不产生耐药性，无残留，无生长抑制性，维持环境中微生物生态平衡。据报道，已有商品化的蛭弧菌微生态制剂在畜禽养殖生产中得到初步应用，可有效防制畜禽大肠杆菌病、伤寒、细菌性痢疾等肠道疾病［12， 13］，对畜禽细菌病的预防保护率平均为72.41%，治愈率平均为99.33%，促进畜禽生长的增重率为8.65%～39.5%［14］。在饮水中添加药物或营养液是现在家禽养殖中一条重要的给药（营养液）途径，但这种方法有一个严重缺点是容易造成水体富营养化，从而引起细菌和藻类的大量生长繁殖而造成水线堵塞和细菌严重超标，给家禽肠道疾病的发生埋下了很大隐患。针对生产中的这一问题，现已有蛭弧菌微生态制剂作为除菌剂应用于水线中，取得较好的效果。但应该注意微生态制剂在家禽生长发育的不同时期使用，其效果不同。一般较早使用或者在应激期时使用可取得比较好的效果。

5.3水产养殖方面的应用 蛭弧菌能寄生和裂解虾蟹养殖中常见弧菌、气单胞菌等革兰阴性致病菌，还能够延缓病毒性疾病的暴发，在水产养殖方面已经得到广泛的应用。研究表明，在养殖过程中添加蛭弧菌，可以起到疾病防治、提高成活率、增加体重体长和净化养殖生态环境的效果。因而蛭弧菌微生态制剂在海水养殖中用于控制病原菌，是近几年的研究热点。

5.4其他方面的应用 蛭弧菌外膜脂多糖（LPS）具有特殊抗体反应是其作为潜在治疗因子的另一研究热点。Schwudke等［15］研究表明蛭弧菌外膜脂多糖类脂A的结构与一般革兰阴性菌不同，其的诱导因子比一般的革兰阴性菌低，为蛭弧菌脂多糖和类脂A在医疗中的应用提供了理论基础。

利用蛭弧菌治理污水，净化养殖水源，甚至控制水源的污染，是一条可行的思路，但仍然存在很多亟待解决的问题，比如：蛭弧菌的保存是一大难题，至今没有长效稳定的保存方法；如何保证蛭弧菌与宿主菌合理配比以完全清除宿主菌并减少副反应；不同蛭弧菌有不同的宿主范围，在消除致病菌的应用中应考虑它们之间的协同作用。因此，蛭弧菌微生态制剂虽具有良好的推广应用前景，但目前的产品仍不够成熟，上述存在问题制约着产品的发展，所以如何解决这些瓶颈问题将是今后对蛭弧菌研究的重点。

［1］ H. Stolp and H. Petzold. Untersuchungen über einen obligat parasitischen Mikroorganismus mit lytischer Aktivität für Pseudomonas-Bakterien ［J］. Journal of Phytopathology， 1962， 45： 364-390.

［2］ Tudor J J，McCann M P，Acrich I A. A new model for the penetration of prey cells by bdellovibrios［J］. Journal of bacteriology， 1990，172（5） ：2421.

［3］ 秦生巨. 噬菌蛭弧菌的研究及应用8噬菌蛭弧菌微生物生态制剂的研制、应用及生态效应［J］. 水产科技情报， 2008（2）： 70-72.

［4］ Megan E. Núñez，Mark O. Martin，Lin K. Duong，et al. Investigations into the Life Cycle of the Bacterial Predator Bdellovibrio bacteriovorus 109J at an Interface by Atomic Force Microscopy［J］. Biophysical Journal， 2003， 84（5）： 3379-3388.

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［15］ Schwudke Dominik，Linscheid Michael，Strauch Eckhard，et al. The obligate predatory Bdellovibrio bacteriovorus possesses a neutral lipid A containing alpha-D-Mannoses that replace phosphate residues：similarities and differences between the lipid As and the lipopolysaccharides of the wild type strain B. bacteriovorus HD100 and its host-independent derivative［J］. Journal of Biological Chemistry， 2003，278（30）： 27502-27512.

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1007-1733（2015）06-0064-02