您的当前位置:首页正文

大蒜对印度明对虾黑鳃病原耐药菌株哈维氏弧菌抗菌活性的研究

来源:爱站旅游
导读大蒜对印度明对虾黑鳃病原耐药菌株哈维氏弧菌抗菌活性的研究
第27卷第3期 201 2年8月 渔业信息与战略 Fishery Information&Strategy Vo1.27.No.3 Aug.,2012 文章编号:2095—3666(2012)03—0219—05 大蒜对印度明对虾黑鳃病原耐药菌株哈 维氏弧菌抗菌活性的研究 杨仲明 译 (中国水产科学研究院,北京100039) 摘要:本研究针对大蒜提取物对印度明对虾(Fenneropenaeus indicus)黑腮病病原多重耐药 哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)体外和体内的抗菌活性进行了评价。先利用市售的几种抗生素记 录致病性哈维氏弧菌的抗菌谱。然后,利用琼脂扩散法来研究大蒜对哈维氏弧菌的抗菌活性。 将哈维氏弧菌接种在琼脂平板上,对每种大蒜提取物(鲜榨大蒜提取物一FsGE,冻干大蒜提取 物一FDGE以及用甲醇提取的大蒜提取物一MGE)设计三种不同的浓度。结果表明,鲜榨大蒜 提取物对哈维氏弧菌的抑菌活性明显优于冻干大蒜提取物和用甲醇提取的大蒜提取物。本研 究分别在对虾基础饲料中添加O%(对照)、0.5%和1%浓度梯度的大蒜来评价大蒜治疗感染 哈维氏弧菌的对虾的效果。结果表明,综合大蒜提取物的短期和长期防治(1%含量)的效果 分析,对虾累积死亡率降低了75%。本研究探讨了鲜榨大蒜提取物替代抗生素在印度明对虾 饲养防病上的优点。 关键词:大蒜;哈维氏弧菌;印度明对虾;抗菌活性;抗生素耐药性 中图分类号:S 945.4 文献标识码:A 在食品产出上,甲壳类水生生物的养殖是世 界范围内发展最快的行业之一(Subhasinghe等 前,益生菌在世界各地的水产养殖行业得到了广 泛的应用,事实证明,益生菌的使用提高了虾类 养殖中的病害防控水平(Gatesoupe 1991; Harzevili等人1998;Rengpipat等人1998; Gatesoupe 2000;Vaseeharan等人2004)。此外, 1998),其中以虾类养殖为主。然而,全球虾类养 殖产业由于病害而造成的经济损失已达30亿美 元(Lundin 1996),其中由哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)引起的对虾弧菌病是重要和普遍的病原 (Ruangpan and Kitao 1991;Ramasamy 1995)。大 学者们对大量未开发的植物源抗菌剂产生了兴 趣,因为使用植物源抗菌剂可降低合成抗菌剂产 生的副作用(Palavesam等人2006)。药用植物 提取物因其含药用成分,用于治疗动物疾病已有 数百年的历史。目前已有大量有关植物抗菌剂 用于治疗传染病的文献报道(Gibbons 2005)。此 外,植物提取物或产品在食品、化妆品和药品行 量研究表明,幼虾因感染具有抗生素耐药性的哈 维氏弧菌会造成大规模的死亡(Karunasagar 1994;Vaseeharan and Ramasamy 2003;Austin and Zhang 2006)。而用于防治虾类病害的抗生素的 滥用则是导致细菌产生耐药性的罪魁祸首。目 收稿日期:2011—12—29 修回日期:2012—03—09 译者简介:杨仲明(1962一),男,浙江诸暨人,副研究员,研究方向:水产养殖病害防治。E—mail:yzm@263.net 说 明:本文为论文的译文,为保证翻译质量,特请专家审稿。为表示对原文作者的尊重,文后放上原文标题摘 要及作者情况,以方便读者查找,译文略去参考文献。 原文作者:B.vasseeharan,Department of Animal Heath and Management,Alagappa University.E—mail:baseeharan@ yahoo.co.in 220 渔业信息与战略 2012正 业应用越来越广泛,为此,系统地研究药用植物 及确定活性成分是非常重要的。从植物中分离 出的多种化学成分都已被证明对耐药细菌有抑 制效果(Richard and Anthony 1983;Cowman 1999)。大蒜就是其中一种,它作为药用植物用 于治疗多种疾病已经有多年的历史(Block 1985)。大蒜提取物对葡萄球菌、沙门氏菌、白色 念珠菌和酵母菌类(如白假丝酵母菌、平常假丝 酵母菌)等都有显著的抑制作用(Arora and Kaur 1999)。大蒜提取物对引起食物中毒的副溶血弧 菌也具有抑制作用(Vuddhakul等人2007;Yana Ynao等人2006)。然而,在传统虾类养殖系统 中,除了抗生素,很少有关于植物抗菌剂用于抗 菌方面的报道。为此,本文主要研究大蒜提取物 对患有黑鳃病的印度明对虾(Fenneropenaeus indicus)中哈维氏弧菌的抑菌活性。 1材料和方法 1.1菌株 试验菌株(哈维氏弧菌)均分离自患有黑鳃 病的印度明对虾肝胰脏中,并保存在15%(体积 比)无菌甘油的LB肉汤培养基中。分离菌株分 别通过形态学、生理生化实验鉴定(Holt等人 1994),并通过PCR和16SrRNA分析进一步确认 (Pang等人2006)。哈维氏弧菌致病性通过人工 染菌幼虾进行确定,其半致死浓度值为10 cfu/ mL(数据未列出)。 1.2哈维氏弧菌抗菌谱的构建 采用常见的抗生素药物恶喹酸、利福平、头 孢呋辛、氨苄青霉素、氯霉素、萘啶酸、红霉素、土 霉素对27株哈维氏弧菌菌株进行药敏试验。分 离所得的菌株用营养肉汤培养基在37℃条件下 培养24 h。用灭菌棉签将培养的菌液均匀涂于 M—H琼脂培养基上,然后将药敏纸片贴于琼脂 表面,24 h后测量抑菌圈直径。 1.3大蒜提取物的制备 大蒜蒜头购于印度泰米尔纳德邦的加赖古 迪市场。将100 g去皮的新鲜大蒜研碎后加人 100 mL无菌蒸馏水,用均质机混匀。再经过 Whatmanl号滤纸过滤,滤液再进一步经过22 m 孔径过滤器灭菌。将最终滤液即新鲜大蒜提取 物(简称FSGE)装入灭菌试剂瓶,于4 qC保存备 用。用Labconco冷冻机将FSGE低温干燥,即得 到冻干大蒜提取物(简称FDGE),于4℃保存以 备进一步分析。甲醇萃取大蒜提取物(简称 MGE)的制备参照Sokmen等人方法(1999)。方 法简单如下:用1:3的甲醇作为萃取剂提取大 蒜,再用旋转蒸发器挥发掉溶剂,制得的干燥的 提取物即为MGE,保存备用。 1.4 FSGE、FDGE和MGE对哈维氏弧 菌抗菌活性的筛选 采用琼脂扩散法(Bauer等人1966)进行大蒜 提取物抗菌活性的测定。将培养24 h的哈维氏 弧菌接种于LB肉汤培养基,于28℃恒温箱培养 2天。在每一个琼脂平板上接种50 L菌种,分 别测定FSGE、FDGE和MGE三个浓度(10 tzL,20 ,30 )的抑菌效果。平板于28℃条件下培 养24 h。通过测量抑菌圈的直径来判断每一种 提取物的抗菌活性。 1.5 FSGE对哈维氏弧菌的抗菌效果 将新鲜配置的FSGE分别以2,4,6,8,10和 12 六个梯度加入接种过100 IxL哈维氏弧菌 的2 mL LB肉汤培养基上,哈维氏弧菌浓度大约 为10 cfu/mL。对照组为接种了100 IxL的哈维 氏弧菌的LB肉汤培养基(2 mL),未加入FSGE。 每一组设三个平行,通过分光光度计(600 nm波 长)观察哈维氏弧菌的生长情况,连续观察6天。 1.6印度明对虾的人工染菌及大蒜提取 物对其防治效果 印度明对虾(9~11g/尾)购于一农贸市场 (印度泰米尔纳德邦的奇丹巴拉姆),在实验室驯 化2周,每天投喂市售颗粒饲料(台北Tairoun饲 料公司产)2次。仅选择蜕皮阶段的对虾作为本 次的实验材料。为了评价大蒜提取物对染菌对 虾的治疗效果,我们准备了三份标准虾粉饲料 (含:虾粉、混合维生素、矿物盐、糊精、小麦面粉、 仪一淀粉、纤维素、鱼肝油/玉米油能量[千卡/100 g]),对照组不加大蒜提取物,另外两组分别添加 0.5%(v/w)和1%(v/w)的大蒜提取物。同时分 别加水(100 g混合料加30 g)和油(鱼肝油/玉米 第3期 杨仲明:大蒜对印度明对虾黑鳃病原耐药菌株哈维氏弧菌抗菌活性的研究 油为2:1),充分混合。制成颗粒饲料,35℃的条 件下干燥8 h。封装,一20℃保存备用。 FSGE的两种浓度(0.5%和1%)设立两个平 行组,每个浓度实验标准如下: 将200尾(5—6 g/尾)的印度明对虾平均分 成8组(n=25),分别放人8个250 L的水族箱, 建立了四个实验组。 a、短期治疗组 继续饲喂0.5%添加组饲料。 d、阳性对照组 对照组对虾饲喂无大蒜提取物基础饲料,然 后进行哈维氏弧菌(10 ~10。cfu/mL)染菌实验。 另外四个平行实验组(1%短期处理组,1% 长期处理组,1%混合处理组和阳性对照组)的8 个水族箱(每个水族箱25尾鱼)按照前述方法进 行人工菌染(哈维氏弧菌10 ~10。cfu/mL),除了 ∞ 加 m 5 向两个水族箱的幼虾饲喂0.5%添加组饲 料,饲喂1 h。然后将其转移至接有哈维氏弧菌 阳性对照组,所有的实验组都饲喂添加1%的大 蒜提取物饲料。 (10 ~10。cfu/mL)的另一个水箱中染菌1 h。 b、长期治疗组 2结果 2.1 哈维氏弧茵的药敏试验 药敏试验结果见图1,哈维氏弧菌对恶喹酸、 利福平和氯霉素敏感,抑菌圈直径分别为20、21 和24 mm,对头孢呋辛、氨苄青霉素、萘啶酸、红霉 素和土霉素表现为耐药性。 向两个水族箱的幼虾饲喂0.5%添加组饲 料,饲喂5天,5天后将其转移至接有哈维氏弧菌 (10 ~10 cfu/mL)的另一个水箱中染菌1 h。 c、组合治疗组 饲喂对虾幼虾0.5%添加组5天,在转入到 接有哈维氏弧菌(10 一10。cfu/mL)的水箱前1 h ^ 昌 V 删 圊 }陋 嚣 O 恶喹酸 利福平头孢呋辛氨苄青霉素氯霉素萘啶酸红霉素 土霉素 图1 分离所得的致病哈维氏弧菌对几种市售抗生素的抗菌谱 30 2.2 FSGE、FDGE和MGE的抗茵活性 昌 25 2O 三种提取物对哈维氏弧菌均具有很明显的 抗菌作用(图2)。由图可知与FSGE相比,FDGE 器15 匦 :c噩10 a 的抑菌圈直径较FSGE有所减小,表明其抗菌能 力一般。MGE在琼脂平板上的抑菌圈直径分别 是11、13和14 mm,表现为中度抗菌,然而FDGE 的抑菌圈直径随着药物量30、20和10 IxL FDGE 下降较为明显,抑菌圈直径分别是17、13和10 0 1O|l L 2O ll L 30|工L 提取物的浓度 一FSGE圈FDGE口MGE 图2三种提取物不同的浓度(10、20、30 ) 对多重耐药的致病哈维氏弧菌的抗菌活性 222 渔业信息与战略 2.3 FSGE对哈维氏弧菌的抗菌效果 有氧条件下,FSGE在液体培养基抑制哈维 氏弧菌生长(图3)FSGE用量10 L时就具有很 率为30%;阴性对照组(未人工感染哈维氏弧菌, 未添加大蒜提取物)中无死亡出现(数据未列 出)。实验结果表明,饲喂添加大蒜提取物的持 续时间和药量是降低感染哈维氏弧菌的印度明 强的抑菌作用,用量2 L时抑菌作用较低。用 量12 时哈维氏弧菌的生长完全被抑制。 1.2 对虾的死亡率的两个要素。 3讨论 葱属植物如大蒜、洋葱和韭菜,从古代就开 始种植,作为蔬菜和调味品,同时也会作为药物 来使用。在本研究中,利用大蒜提取物对从水产 养殖环境中获得的致病弧菌菌株评价其抑菌活 1・0 0 O.8 0 0.6 j四 0.4 懈 O.2 O 性,Indu等人(2006)曾经报道过大蒜对大肠杆 菌、沙门氏菌和嗜水气单胞菌等具有潜在的抗菌 活性;大蒜提取物对革兰氏阴性菌具有明显的抗 菌沿陛(Ushimaru等人2007);一大类微生物对大 0.2 图3在28℃条件下哈维氏弧菌的生长模式。对照 组无FSGE,实验组FSGE不同的初始浓度(2,4,6,8, 蒜汁都有很强的敏感性(Ankri等人1997;Ankri and Mirelman 1999;Arora and Kaur 1999);大蒜蒜 头含有特有的氨基酸,即S(+)一烯丙基一L一 半胱氨酸亚砜(又叫蒜氨酸)和两种类似物(甲基 一10 and 12 )。(实心圆)一对照组,(实心方块)一2 的FSGE,(实心三角形)4 的FSGE,(空心方块)一8 的FSGE,X一6 的FSGE,(空心圆)一 的FSGE 1O|IL的FSGE,(空心三角形)一12 L一半胱氨酸亚砜和丙烯基一L一半胱氨酸亚 砜),当大蒜蒜头被切碎或压碎时,C—S裂解酶 2.4大蒜提取物治疗人工染菌感染印度 明对虾效果评价 阳性对照组印度明对虾染菌9天后的死亡 率为60%,15天后的死亡率为91%(图4),17天 的酶系统将蒜氨酸酶(E.C.4.4.1.4)激活转变为 大蒜素(二烯丙基二硫醚),而大蒜素具有抗菌活 性(Koch and Lawson 1996)。当将大蒜冻干,其化 学成分几乎没有改变,经常用于烹饪。通过琼脂 扩散法对哈维氏弧菌抑菌效果的实验中,FSGE 不同的浓度所形成的抑菌圈直径范围从(20± 0.5)mm到(24±1)mm。Vuddhakul等人 时达100%;0.5%短期治疗组15天后死亡率为 80%;0.5%长期治疗组中15天后的死亡率明显 的下降到60%;1%综合治疗组在15天后的死亡 10O (2007)做过类似的研究,利用新鲜大蒜提取物抑 制副溶血性弧菌,抑菌圈直径为(11.6±0.5) mm,但是值得注意的是与Vuddhakul等人的研究 相比,FSGE对哈维氏弧菌的抑制效果比副溶血 性弧菌强(Vuddhakul等人2007)。YanaYano等 人(2006)也报道过大蒜对副溶血性弧菌的抗菌 活性。在本研究中,MGE不同浓度所形成的抑菌 圈直径变化范围为(11±1)mm到(14±1)mm, 芝80 黠60 竖40 篓20 O -20 图4感染了具有多重耐药性的哈维氏弧菌的印度明 对虾幼虾在有或无0.5%和1%大蒜处理中的累计死 亡率,+一阳性对照组。空心圆一短期治疗组 (0.5%),(实心圆)一短期治疗组(1%),(空心方块) 一这表明,大蒜中溶于甲醇的活性成分起到了抑制 致病哈维氏弧菌的作用。然而,FDGE的抑菌圈 直径明显变小,这说明作为抑菌物质的大蒜中溶 于水的活性成分在冻干的过程中丧失。尽管所 有的大蒜提取物由于其酸性成分,表现出良好的 长期治疗组(0.5),X一长期治疗组(1%),(实心方 块)一综合治疗组(0.5%),(实心三角形)一综合治疗 组(1%) 抗菌活性,但是,大蒜中溶于甲醇和水的成分在 虾类养殖系统中也表现出了抗茵活性。 第3期 杨仲明:大蒜对印度明对虾黑鳃病原耐药菌株哈维氏弧菌抗菌活性的研究 223 本研究清楚地表明,使用1%的大蒜提取物 可能合成大规模使用、经济实惠的新型抗菌药 物。 能够明显降低感染哈维氏弧菌的明对虾的死亡 率,尽管大蒜提取物作用机理不清楚,但对致病 性哈维氏弧菌具有明显的抗菌活性。本研究试 图将大蒜提取物作为一种微量饲料添加剂,并用 于生产。大蒜提取物作为饲料添加剂用于印度 明对虾,与抗生素相比,既经济又环保。虽然大 蒜作为人类的食物,但学者们应该通过植物化学 成分分析的方法,进一步研究大蒜提取物抗菌活 性机理,通过了解抗菌活性机理的化学性质,就 总之,本研究论证了大蒜提取物的抗菌活 性,可以有效地控制虾类养殖系统中具有多重耐 药特性的哈维氏弧菌的感染和传播,同时也提供 了一种替代抗生素的植物源药物。但对大蒜的 活性成分和作用机理有待进一步深入研究,以便 掌握其在水产养殖中在微生物控制方面应用的 可能性和局限性。 (编辑:向清华/校对:王茜) Antibacterial activity of Allium sativum against multidrug-resistant Vibrio harveyi isolated from black gill-diseased Fenneropenaeus indicus B.Vaseeharan ,G.S.Prasad ,P.Ramasamy ,G.Brennan (1.Department ofAnimal Health and Management,Alagappa University, Alagappa Nagar,Tamil Nadu 630003,India; 2.Alagappa University,Karaikudi,Tamil Nadu 630003,India; 3.School of Biological Sciences,Q ̄eens University of Belfast,Northern Ireland,UK) Abstract:The present study evaluated the in vitro and in vivo inhibitory effects of Allium satwum extracts against the muhidrug—resistant Vibrio harveyi,isolated from the black gill-diseased Fenneropenaeus indicus. Initially,the antibiogram of pathogenic harveyi was documented for its resistance towards selected commercial antibiotics.Further,antibacterial activity of A.sativum against Vibrio harveyi was performed by the agar well diffusion method. harveyi culture was seeded over the agar plates.and each of the garlic extracts(freshly squeezed garlic extract—FSGE,freeze—dried garlic extract—FDGE and methanolic garlic extract—MGE、was tested at three different concentrations.FSGE showed greater inhibitory activity against harveyi than FDGE and MGE.Three diets of standard meal preparation for shrimp containing 0%garlic as a c0ntro1.0.5%garlic and 1%garlic treatments were formulated to evaluate the effects of garlic on the experimental infection of shrimp with harveyi.The combined results of long—and short—term garlic(1%) extract treatment showed a 75%reduction in cumulative mortality.The present study discusses the advantages of using freshly squeezed garlic extract treatment in shrimp culture that could offer a promising alternative to the use of antibiotics in aquaculture to control disease. Key words:Allium sativum; brio harveyi;Fenneropenaeus indicus;antibacteriaZ activity;antibiotic 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Top