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关于对虾白斑综合症的研究进展与讨论

关于对虾白斑综合症的研究进展与讨论摘要:对虾白斑综合症病毒(White spot syndrome virus, WSSV)是对虾养殖的主要病害之一,能导致养殖的对虾大规模死亡。

WSSV是含有囊膜的无包涵体杆状双链DNA病毒,属于线形病毒科(Nimaviridae),白斑病毒属(Whispovirus)。

WSSV传染能力强,致死率高,且能感染多种虾、蟹。

本文对对虾白斑综合症病毒的研究现状做了详尽的报道,以期为后来的研究提供便利,并在最后用哲学的观点对其进行了相关讨论。

关键词:对虾;病害;对虾白斑综合症病毒;检测;基因;蛋白质1 对虾养殖及其病害1.1 世界对虾养殖情况由于全球对虾消费市场的不断扩大,且海洋中能捕捞的量逐年减少并已不能满足市场的需求,所以对虾养殖业便逐渐兴起。

1982年,对虾养殖产量在世界虾类总产量中的比重不到5%,到2003年,已上升到37%。

目前,虾类的消费主要集中在美国、欧盟、日本、中国,消费量约占世界虾类产销量的75%,而主要对虾类生产国,包括海洋捕捞和人工养殖对虾却主要分布在东南亚,少部分在西半球。

1997年-1999 年养殖对虾的国际市场价格非常好,于是一个新的对虾养殖高潮突然掀起,越南和印度成为对虾主要出口国。

2002年,中国养殖对虾产量超过泰国居世界第一。

2004年全世界虾关产量达到607。

9x104t,全球最大虾类生产国依次为中国、泰国、印尼、越南等,而西半球国家只有拉丁美洲厄瓜多尔居于主要产虾国的第十位,其次是墨西哥[1]。

在此背景下,全球养殖对虾的面积激增,产量大幅度增加,给国家和地区带来了巨额利润,使对虾养殖业得到更迅猛的发展。

近几十年来,世界各国对虾养殖业的快速发展,为全球粮食安全、食物供给、经济增长、国际贸易平衡、就业和扶贫等做出了巨大的贡献。

对虾养殖起源于亚洲,随着全球化进程的不断加快,许多南美国家基于本国的资源优势,大力发展对虾养殖业,特别是南美白对虾的人工养殖,目前亚洲总产量仍然位居世界对虾养殖产量的80%以上[2]。

1.2 我国对虾养殖业发展我国对虾养殖起步于20世纪80年代初期,经过数十年的不断努力发展,目前我国对虾产量已经位居世界第一。

在我国水产品出口市场上,对虾占有重要的位置。

我国对虾养殖发展可分为三个阶段。

(1)第一阶段为起步发展期:从上世纪80年代初到1987年,我国对虾养殖面积从几千公顷发展到近10万公顷,养殖对虾产量从几百吨增长到近20多万吨。

其特点为养殖中国对虾为主,人工育苗商业化,饮料生产工业化,水产冷冻加工业开始起步,对虾养殖成为辽宁、山东、河北三省水产养殖发展的最大亮点。

(2)第二阶段为萧条期:从1993年-1997年,对虾白斑综合症病毒暴发流行,全国对虾养殖产量从1992年的22万多吨,下降到1994年的5。

5万吨。

对虾养殖产量的急剧下降,造成了巨大的经济损失,给养虾养殖业带来了沉重的打击。

很多对虾养殖企业因病害严重,又无法控制,纷纷转移养殖其他经济种类海洋生物或者放弃。

(3)第三阶段为恢复-快速发展期:由于经历了灾难性瘟疫,对虾的病害防治引起了人们的不断重视。

从1998-2003年,历经多年的努力探索,政府和企业把对虾养殖业作为优势产业发展。

特别是1998年凡纳滨对虾在广东省的深圳、汕头等地养殖成功后,对虾产量开始缓慢恢复。

此时对虾企业把握各种机遇,排除不利因素,积极开拓国外市场,养殖对虾的出口出取得了重大成绩。

目前我国对虾产业已经进入新的发展时期。

2004年,我国海水养殖的对虾产量达到53。

5万吨,约占全球养殖对虾产量的31%,对虾养殖业进入了高峰阶段。

凡纳滨对虾又名南美白对虾,学名Litopenaeus vannamei,又称白肢虾,白对虾。

外形酷似中国对虾,平均寿命至少可以超过32个月。

成体最长可达24cm,甲壳较薄,正常体色为浅清灰色,全身不具斑纹。

在分类学上隶属于节肢动物门(Arthropoda)、甲壳纲(Crustacea)、十足目(Decapoda)、游泳亚目(Natantia)、对虾科(Penaeidae)、滨对虾属(Litopenaeus),是少数几种具有开放式纳精囊的对虾种类。

1.3 对虾主要病害20世纪80年代以来,随着世界沿海各国的对虾养殖业的蓬勃发展,其病害也日益突出。

由于对虾病毒性疾病的爆发,使得对虾养殖产量急剧下降,造成了巨大的经济损失。

近年来已报道的对虾疾病种类有对虾白斑综合症病毒(WSSV)、黄头症病毒(YHV)、桃拉综合症病毒(TSV)和传染性皮下造血器官坏死病毒(IHHNV)等数。

除给对虾养殖业带来严重经济损失之外,还对海洋资源的可持续发展造成巨大威胁,因此对虾病毒病的研究已成为当前世界虾病研究领域的焦点之一[3]。

我国对虾病毒病研究起步较晚,虽然近年有关对虾病毒病研究取得很大进展,但生产中存在很多问题仍未完全解决。

尽管在对虾养殖中可以加入抗生素增强对虾的抗病性,但大量的使用会抑制对虾自身免疫力。

对病毒引起的病害目前没有特殊治疗方法。

故国内外治疗对虾病普遍采用以防为主的方法,其根本目的是通过提高对虾自身免疫力以增强其抗病力。

因此研究甲壳类动物的免疫机制,有效的提高虾类本身的搞病能力,是解决病害问题的一条非常有效的途径。

据印度科钦大学科研人员在对虾养殖场长达2年的白斑病毒发病性研究,得出在常期使用的对虾养殖场,海水中低溶解氧、高含量的氨,以及温度、盐度、pH 值的不稳定波动对白斑综合症病毒的爆发会产生的相当大的阻力[4]。

自20世纪80年代末出现的对虾白斑综合症病毒(WSSV)暴发流行病,90年代初相继蔓延到所有亚洲主要养虾的国家,且均遭受重大损失。

1997年在南美洲对虾养殖区也出现流行,并对该区养虾业造成重大影响。

至今,WSSV仍然是全球对虾养殖的头号杀手。

2 对虾白斑综合症病毒的研究概况2.1 对虾白斑综合症病毒的命名、形态学特症和其分类学地位1992-1995间,各地研究人员相继在对白斑综合症的病原体进行了研究,从中分离纯化到一种新型的非包涵体型杆状病毒,并各自根据所分离病毒株的地域分布、原始宿主、形态发生以及主要病理症状,对各个分离株进行命名[5],这期间共计出现了16个不同的名称。

到1995年,台湾学者Lo等[6]通过对从中国、印度、美国以及泰国分离的对虾白斑病毒DNA 进行研究。

结合发病对虾在临床症状、感染组织、病理变化、流行特点,发现各地的白斑综合症病毒差异极小,可能为同一种新型病毒。

1996年,Lightner[7]等建议将这类杆状病毒统一命名为白斑综合症病毒(White spot syndrome virus,WSSV)。

此后,该命名逐渐得到普遍的认可,并于2005年,在国际病毒分类委员会(ICTV)第8次报告中,正式将WSSV归属为线形病毒科(Nimaviridae),白斑病毒属(Whispovirus)。

电子显微镜负染观察表明对于不同分离株,其完整的病毒粒子形态结构十分相似。

经观察发现,该病毒呈纺锤状、无包涵体,其个体大小约250-380nm⨯70-150 nm,一端略平带轻微四陷,一端略细,略细端有一细长鞭毛状结构(日本报道的病毒粒子并未发现存在类似结构),大小约40mn⨯50mn,如图1所示。

完整的病毒粒子包括囊膜和核衣壳两部分。

囊膜由2层单位膜组成,厚度约为6-7 nm,两膜之间有较宽阔的间隙;紧接囊膜向内是核衣壳,其大小约为380-330 nm 80-60 nm;结构为螺旋排列的亚单位形成的圆柱体,两端各有一帽状结构,一端为较扁的梯形,另一端为三角锥形;螺旋带与核衣壳长轴垂直,螺距30nm,每咀螺旋宽26 nm,螺旋间距4mn;据推测螺旋结构可能是由指环域(ring-structure)堆积形成的,而每一个环结构则一排直径为10nm的亚单位组成。

核衣壳中是由核酸组成的致密的髓核。

病毒粒子主要存在于对虾的细胞核中[8],但也有报道从福州地区分离到的白斑病毒仅存在于细胞质中[9]。

对WSSV的核糖核酸还原酶大小亚基因的进化分析的结果表明该病毒是一个新属。

此外,31个病毒(含WSSV)的DNA聚合酶(B家族)进化树分析的结果与此结果一致(图2)。

2.2 对虾白斑综合症病毒的感染宿主和传播途径WSSV的宿主非常广泛,已发现和确定的有近40种。

世界上所有的人工养殖对虾种类、大部分野生虾蟹类等都是WSSV的宿主。

主要养殖对虾斑节对虾、日本囊对虾、中国明对虾、长毛明对虾、凡纳滨对虾、刀额新对虾及野生短钩对虾、脊尾白虾体内均能检出WSSV 阳性,它们是WSSV的敏感宿主。

野生虾、沼虾、克氏原鳌虾、野生龙虾等虽不呈WSSV 阳性,但它们可被WSSV感染,且许多被感染个体不引起疾病症状,它们是WSSV的可能宿主[10]。

WSSV的经口摄食自然传播感染途径已得到认可,浸泡或共居是否为WSSV的传播感染途径还不很明确,有报道称WSSV在实验条件下确实可通过共居方式传播,但只能以潜伏的方式存在于感染对虾体内[11]。

但是,自然状态由于水体大小、水质以及动物行为等原因,尚不能确定是否如此。

自然状态下,WSSV似乎也不排除垂直转播的可能。

例如,朱山[12]用差异PCR在发病野生脊尾白虾组织及其卵扩增阳性,表明该病毒在野生脊尾白虾可经卵垂直传播。

2.3 对虾白斑综合症的症状、组织病理学分析以及感染动物模型对虾白斑综合症是一种病程短,死亡率高的对虾疾病。

一口虾池从发现少量病虾到绝大部分死亡历时约一周。

发病的初期,同一虾池中的大虾先于小虾死亡。

一个虾池发病后,其对虾的累计死亡率一般达不到100%,仍有少量对虾存活下来。

患病对虾浮头、靠岸、离群静卧池边,厌食、空胃、昏睡,对外界的刺激反应逐渐迟钝,部分病虾鳃及体表附着聚缩虫、丝状细菌、藻类及污物,病虾头胸部肿大。

一般对虾感染WSSV 36小时后即出现红体症状,48 h后甲壳可见白斑,尤其头胸部及腹部尾节甲壳内表面,严重时对虾触角及附肢上也有白色[13]。

其中,上皮组织和造血组织是病毒侵染的主要部位,其中对虾甲壳下表皮的上皮细胞和胃的上皮细胞最易感染病毒,鳃的上皮细胞、中肠的结缔组织及其它部位的结缔组织对WSSV敏感程度仅次于上述组织。

由于WSSV目前没有可用于增殖的细胞系,克氏原螯虾已经成为WSSV研究中最常用的替代宿主。

原因主要有两点:首先,WSSV在淡水克氏原鳌虾体内的增殖过程和增殖特性与其在对虾体内的相应行为非常相似;其次,从发病或死亡螯虾体内观察到的病毒粒子,其形态大小与从中国对虾中分离的病毒粒子相似或相同[14]。

同时,因为克氏原螯虾较对虾更适合室内人工喂养,所以它不仅为研究WSSV提供了一个良好的病毒增殖体系,而且为深入研究WSSV性质及与宿主之间的关系提供了一个相对理想的实验模型。

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