影响虾类白斑综合症的重要环境因子

影响虾类白斑综合症的重要环境因子摘要：白班综合症病毒(WhiteSpotSyndromeVirus,WSSV)是已报道的所有对虾病毒中毒力最强、危害最大的一种病毒。对虾疾病的发生是机体自身的抗病力水平、病原微生物以及环境条件等多种因素相互作用和影响的结果。对疾病问题的研究必须从多个角度综合考虑。其中从环境角度入手，研究环境因子对虾类抗病力和白班综合症致病力的影响是根本解决病害的重要对策之一，本文主要对温度、盐度、溶解氧、微藻、病原生物和氮化合物等重要环境因子对虾抗病力和白班综合症致病力的影响。关键词：白班综合症；养殖对虾；环境因子；致病力白斑综合症病毒(WhiteSpotSyndromeVirus,WSSV)是引起对虾白斑综合症(WhiteS-potSyndrome,WSS)的病原。该病一旦流行，对虾在2～7天内的死亡率可达100%，国际兽疫局(OIE)、联合国粮农组织(FAO)以及亚太地区水产养殖发展网络中心(NACA)早在1995年就将其列为需要报告的重要的水生动物病毒性疫病之一。上世纪90年代初，该病首先在台湾地区发生，到1994年已扩展到全亚洲的对虾养殖地区[1]。1995年11月该病毒在西半球被发现，1999年到达美国中部和南部，2001年出现在欧洲和澳洲。短短10年间，对虾白斑综合症席卷全球，给世界对虾养殖业造成了不可估量的损失。高密度的对虾养殖模式、日益恶化的饲养环境以及频繁的世界性贸易，都加剧了该病的发生与传播。由于宿主范围广泛，WSSV不仅给对虾养殖造成严重的损失,也给海洋生态平衡带来一定的威胁[2]。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[3-7]，主要有斑节对虾(Penaeusmonodon)、日本囊对虾(Marsupenaeusjaponicus)、中国明对虾(Fenneropenaeuschinensi-s)、长毛明对虾(F.penicillatus)、凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)、刀额新对虾(Metapenaeusensis)及野生短钩对虾(P.semisuleatus)、脊尾白虾(Exoplaemoncarinicauda)等，其体内均能检出WSSV阳性，它们是WSSV的敏感载体。在水产养殖中，越来越多的证据表明种群疾病的暴发与环境的变化、近岸海洋污染等因素有关，养殖生物免疫机能的下降与环境因子、非感染性疾病有关。这些环境因子包括自然环境因子[8]、环境污染物(如PCBs和PAHs)等和水体环境因子(包括水体理化因子和生物因子)。水体理化因子和生物因子可以影响养殖对虾的与其免疫机能相关的新陈代谢、生长、蜕皮、存活等生理活动。对虾白斑病的暴发主要受病原体、环境条件及对虾自身的健康水平三大因素的共同制约。病原感染是必要条件，对虾是否发病主要取决于环境条件和对虾的健康水平。虾类养殖环境因子主要包括理化因子如温度、盐度、溶解氧和酸碱度等；生物因子如微藻、野生虾蟹类、浮游动物等；污染因子如氨氮、亚硝酸盐、硫化物等。水体是对虾生长的直接环境,水质的好坏直接影响WSSV的发生与流行。生长在天然海域中的对虾,由于水质良好,密度适中,对虾的活力很强,很少发生病害.在人工养殖条件下,由于密度大增,对虾个体之间相互接触的机会增多,加上对虾具有同类相残的特点,病原体很容易在对虾群体中传播。大量的残饵及虾粪可污染水质,造成水体富营养化,藻类及浮游动物的大量繁殖可消耗大量的氧气,造成水体缺氧,使一些有害物质的含量升高,造成对对虾的毒害作用,加速对虾病毒病的发作。目前，环境因子对养殖虾类抗病力的影响是国内外水产界关注的热点问题之一，阐明其影响有助于找到有效调控养殖环境的关键点；本人主要介绍影响虾类白班综合症的几个重要的环境因子。1温度温度是诸多环境因子中最为重要的因素之一，可影响生物的活动及酶的活性。温度可直接影响水生动物的新陈代谢、耗氧、生长、蜕皮和存活等，还可通过影响盐度、溶解氧等其它环境参数对水生生物产生间接影响[9]。虾类为变温动物，体温与外界水温相当。当环境温度变化时机体的体温可随之变化。虾类不仅有生长发育的最适温度，抗病力也有最适温度，超出适温范围抗病力下降。当温度升高时，虾摄食量减少，伏于池底，此时体质下降，抵抗力降低，有利于病毒的增殖，而且，此时由于残饵变质，虾池有机质积累增厚，细菌进入活跃状态，细菌量迅速增加，可造成细菌与病毒的合并感染，加重对虾的疾病。另外在温度变化过程中，机体机能受到较大的影响，若水温为缓慢变化，机体可能会适应这一过程，达到新的平衡。而温度突变可阻碍机体的稳定状态，成为胁迫因子。温度与白斑综合症发生密切相关，这一点已引起学者的关注，并有温度对感染WSSV的对虾死亡率影响的相关报道。同时温度对WSSV的致病力也有一定的影响[10]。Vidal等[11]报道高温(32.3±0.8°C)可抑制凡纳滨对虾白斑综合症的发生。宋晓玲等[12]研究发现，低温条件下(18°C以下)对虾可以隐性携带WSSV，表现为潜伏感染。PikulJ.等[13]研究认为，低温(16°C以下)可以抑制WSSV对淡水螯虾(Procambaruslarkii)的致病性。管越强等[14]以日本囊对虾为研究对象，发现15、23、28、33°C组的LT50分别为16.0、4.5、4.5、9.0d，15°C组感染白斑病毒对虾存活时间最长，为高温对白斑综合症有抑制作用的观点提供了有力的证据，并首次证明了低温(15°C)也可抑制该疾病的发生，且效果更为明显。感染病毒2d后，各实验组对虾THC都低于对照组，其中15°C组最高，而28°C组最低。15°C组与33°C组PO活力有显著区别，而白斑综合症的暴发均变缓，低温和高温下白斑综合症暴发趋缓的机制可能存在差别。2盐度盐度作为一种重要环境因子，与渗透压密切相关。养殖虾类多为渗透压顺应者，体内渗透压可调整至与外界相当。但是当内外渗透压差距过大时，机体会消耗太多的能量用于调节渗透压，这样会影响其生理功能，例如可影响虾类的生长存活、发育、呼吸代谢、和渗透压调节能力，体内游离氨基酸组成等诸多特征[15,16]。克氏原螯虾是一种淡水虾类，但是其对盐度适应力较强，能够在0~12的盐度下存活[17,18]。盐度对克氏原螯虾耗氧率、能量代谢率均有显著的影响，这与罗氏沼虾[19]、日本沼虾[20]等的研究结果相类似。盐度变化对养殖虾类的抗病力也有影响。例如保罗美对虾从34ppt降至22ppt(2ppt/d)、13ppt(3ppt/d)，血细胞密度和血清蛋白质含量显著下降[21]；刘波等[22]研究结果表明盐度突变组14ppt较盐度突变组18ppt的实验组对虾免疫力变化剧烈，是后期前者血细胞酚氧化酶数值下降趋势尤为明显，盐度22ppt突变至盐度14ppt的中国明对虾经过盐度的连续突变后，抗病力明显下降盐度由22ppt变至14ppt可造成对虾体内白斑综合症病毒的快速积累，72h时突变实验组对虾携带病毒拷贝数约为盐度不变的染毒对照组3倍左右。以上说明盐度是影响对虾存活生长和抗病能力的一个重要环境因子一定程度的盐度突变可导致白斑综合症病毒由潜伏感染状态向急性发作状态的转变。3溶解氧溶解氧是养殖虾类赖以生存的首要条件，是促进池塘物质循环和能量流动的重要动力。溶解氧水平和垂直分布不均匀，底层溶解氧经常很低。大多虾类为底栖生活，池塘溶解氧的这种强烈的垂直分布极为不利。池塘中溶解氧的昼夜变化也很显著，据报道虾池中溶解氧在黎明时可降至3.3mg/l，而黄昏前溶解氧高达8.4mg/l[23]。所以在黎明前养殖虾类最易缺氧，出现浮头现象。水体中溶解氧过低可阻碍虾类的新陈代谢过程、降低代谢率，虾类摄食减少，增加残饵的产生；溶解氧对于虾类的耗氧、氨分泌和血清渗透压也有影响[24]。此外虾池溶氧不足时，大量的有机物被厌氧微生物还原，产生大量中间产物，如有毒的有机酸，对养殖虾类产生不利影响。因此溶解氧过低不仅能对养殖虾类产生直接的不利影响，还可通过影响虾池的水质而间接影响虾类。溶解氧对于虾类抗病力以及对病原体易感性的影响近年来引起了学者的关注。罗氏沼虾(Macrobrachiumrosenbergii)缺氧后THC下降、酚氧化酶活力下降、活性氧的产生水平均有下降，对肠球菌(Enterococcus)的吞噬能力和清除能力也减弱[25]；与罗氏沼虾类似，缺氧对斑节对虾(Penaeusmonodon)血细胞对哈维氏弧菌(Vibrioharveyi)的吞噬能力和清除能力均减弱[26]。缺氧后(1mgO2ml-1,24h)，细角滨对虾(Litopenaeusstylristris)血细胞密度下降，其中小颗粒细胞和透明细胞数量显著下降[27]；凡纳滨对虾(Litopenaeusvannam-ei)在氧压为30torr的水环境中生存48h后血细胞密度下降40.4%[28]。缺氧降低养殖虾类的同时，可提高对病原体的易感性。细角滨对虾(Litopenaeusstylris-tris)对溶藻胶弧菌(Vibrioalginolyticus)的易感性增加；溶解氧越低，罗氏沼虾(Macrobrachiumrosenbergii)感染肠球菌后累计死亡率越高；虽然目前尚无溶解氧与对虾白斑综合症关系的深入报道，但王克行等[29]认为水中溶解氧的下降是造成对虾白斑综合症暴发的重要诱因之一。上述报道说明水体中溶解氧过低可降低虾类的抗病力，增加对白斑病病毒的易感性，最终导致疾病的爆发。4微藻微藻在虾池中占有重要位置，它对于维持池塘生态系统的正常功能，稳定池塘环境是不可缺少的。微藻在种群持续稳定过程中，通过光合作用能降低并消除养殖水体中的部分有机污染和其它有害物质；同时为水体提供充足的氧气，保持养殖生态系统良性循环，达到改善水质的作用。养殖环境中微藻结构与密度合理，不仅能够改善水质、提高对虾的抗病力，在一定程度还可减缓疾病的发生。现有的研究主要关注于微藻在虾池中作为饵料或吸收氨氮和提供溶解氧等方面。白天微藻是虾池中溶解氧的主要提供者。低溶氧不仅会导致虾池中氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐的变化，也会影响养殖对虾的免疫指标[30]。Wang等[31]研究表明硅藻Chaetocerossp.可产生一中新型的抗菌素，并且如果在水体中保持高密度的这种海洋微藻能够消除虾池中有助于病毒增殖的病原菌。5病原生物在病原生物的影响方面，细菌、真菌等对对虾抗病力影响的研究较多，Goarant&Boglio等[32]研究发现日本对虾被腐皮镰刀菌感染后，红额角对虾被溶藻胶弧菌感染后，THC均显著下降；VandeBraak等[33]发现斑节对虾(Penaeusmonodon)感染鳗弧菌后大量的血细胞聚集到感染部位将入侵的细菌包围，血细胞和细菌在淋巴器官中累积并分解，导致异物入侵后血淋巴循环中血细胞密度下降。病原感染后会造成虾类抗病力的下降，对病原体的易感性提高，更易于更多的病原体进入机体内部，当机体内部抵御能力不足以对抗外界病原体的致病能力时，会造成病原体在体内的大量增殖或繁殖尤其是白斑病病毒，导致疾病的爆发。6氮化合物氨氮是虾池环境中最主要的污染物，主要来源于养殖动物的排泄、残饵及粪便等含氮有机物的氨化作用。氨氮对养殖虾类的毒性环境的酸碱度、温度和盐度有关。水体中氨氮可影响虾类的生长、蜕皮、耗氧量、氨氮排泄、总蛋白水平和对虾体液的渗透压水平等氨氮对对虾的致死和亚致死效应的研究绝大多数是针对对虾的新陈代谢和其体内渗透压的调节情况，关于氨氮对对虾类抗病力和虾类在氨氮胁迫下对病原体易感性方面的研究较少[34]。LeMoullac等[27]研究表明在1.5mg.L-1氨氮下血细胞数目下降达15%，3.0mg.L-1下下降约50%，同时编码proPO和peroxinectin的转录数量在胁迫下分别下降了60%和50%，胁迫后对虾的抗病力有不同程度的下降。管越强[14]初步研究了氨氮胁迫对感染白斑病毒日本囊对虾抗病力以及对其发病情况的影响。结果表明染毒对虾在0.438，0.635，1.027mg.L-1氨氮30浓度下72h后，THC均低于对照组(0.242