有害菌的生物控制技术

1.蛭弧菌技术

蛭弧菌（Bdellovibrio）是Stolp和Petold于1962年从土壤中分离噬菌体时首次发现的，它是一类攻击、侵染、裂解其他微生物的寄生菌，有类似噬菌体的作用，因该类细菌具有独特的噬菌特性而引起了人们的广泛兴趣。它是一种广盐性革兰氏阴性菌，在自然界中分布非常广泛，普遍存在于各种水域以及土壤之中，一般凡有细菌的地方都有它们的存在。其大小为（0.25～40）µm×（0.8～1.2）µm，比普通细菌小。蛭弧菌有弧状、杆状、球形和球杆状4种基本形态，其鞭毛有极生单鞭毛、极生双鞭毛以及极生三鞭毛3种类型。蛭弧菌对弧菌抑制剂敏感，对噬菌体敏感，蛭弧菌噬菌体对蛭弧菌具有裂解作用。蛭弧菌的生长温度范围在4℃～37℃，最适生长温度在25℃～30℃，在pH 3～9.8均能生长，最适pH为7.2～ 7.6。寄生和裂解细菌是蛭弧菌独特的生物学特性，蛭弧菌对大多数革兰氏阴性细菌，如志贺氏菌属、沙门氏菌属、埃希氏菌属、欧文氏菌属、变形杆菌属、弧菌属、假单胞菌属、气单胞菌属等细菌均具有较强的裂解活性。对部分革兰氏阳性细菌也能裂解，如枯草杆菌和金黄色葡萄球菌等。蛭弧菌对宿主菌的裂解与它的生长密切相关，其生长大致分为攻击期以及裂解繁殖期。首先，处于进攻状态的蛭弧菌依靠鞭毛运动极其活泼，在相差显微镜下可见其呈跳跃式积极追捕宿主菌，它与宿主细胞激烈碰撞后以无鞭毛的一端吸附到宿主细胞上面，菌体高速转动，穿透宿主菌的外膜和肽聚糖，进入宿主菌的周质空间。随后，蛭弧菌脱去鞭毛，失去运动性，进入体内的裂解繁殖期。由于蛭弧菌的侵入，宿主菌因渗透压改变而涨大成圆球状并立刻死亡，成为蛭弧菌的生长空间 — 蛭质体。在蛭质体里蛭弧菌以宿主菌的原生质为营养物质，菌体生长为长的螺旋状，其长度和宿主细胞的空间大小有关。经过一定时间后，蛭质体被完全溶解，菌体分裂成与原来蛭弧菌外形相似的小片段，各小段长出鞭毛形成新的蛭弧菌个体，完成这一繁殖全过程需4～6h。最后，随着细胞增殖以及产生某些溶菌酶使宿主菌细胞壁分解，蛭弧菌子代细胞随即被释放出来进入新的生长周期。蛭弧菌在宿主菌中的生长过程不依赖于宿主菌的新陈代谢，可以直接利用宿主菌细胞的各种物质。

蛭弧菌是近些年发展起来的一种微生态制剂，自1994年农业部把蛭弧菌列入饲料药物添加剂允许使用的微生物有益菌类中以后，蛭弧菌的使用在国内已得到认可。目前，蛭弧菌作为一种有益微生物已经在鱼、虾、蟹以及贝类等水产养殖动物中得到成功运用且收到良好疗效。蛭弧菌的宿主范围广泛，对养殖水产动物常见病原菌都有较强的清除作用，并且对病原菌的裂解能力明显大于非病原菌，在清除病原菌的同时，对环境中有益细菌的危害不大，克服了抗生素类药物的缺点。蛭弧菌在海参养殖业也具有良好的应用前景，海参育苗及养殖的生长条件完全符合蛭弧菌的正常生长和繁殖的需要，对弧菌属、假单胞菌属、气单胞菌属等海参常见的条件病原菌均有较强的裂解活性。同时，蛭弧菌为兼性厌氧菌，在有氧及缺氧条件下均能够生存且发挥作用，适应性较强，只要其能在海参养殖条件中得以生存和繁殖，完全可以将这些病原菌的数量控制在一定数量范围之内。蛭弧菌还可以和光合细菌、芽孢杆菌以及酵母菌等制成复合微生态制剂进行应用。此外，水体中很少出现抗蛭弧菌的细菌突变株，克服了投入抗生素药物的抗药性的缺点。蛭弧菌能对病原菌发挥持续稳定的裂解作用，在缺少或者没有宿主菌的情况下，蛭弧菌的数量会自行下降甚至会因“饥饿”而死，因此，使用蛭弧菌制剂不必担心残留问题。

蛭弧菌作为一种饲料添加剂取代抗生素药物用于水产养殖业具有广阔前景，但同时也存在一些亟待解决的问题。据报道，当宿主菌低于一定密度时，蛭弧菌裂解能力也随之下降，蛭弧菌与宿主菌之间形成一种动态平衡，无法达到最终清除所有病原菌的目的。不同的蛭弧菌具有不同的宿主菌裂解谱，如何扩大蛭弧菌的裂解范围，使其裂解效力加强？蛭弧菌生长繁殖速度慢，如何快速对宿主菌进行裂解，用于暴发性疾病的治疗？这些都是有待解决的问题。当然，要想将蛭弧菌用于大规模生产，还有许多生产工艺上的问题需要解决，但对于细菌抗药性日趋严重的水产养殖业来说，蛭弧菌无疑是一个新的希望。

2.噬菌体技术

利用噬菌体作为治疗药物的原理是利用噬菌体能对病原菌起裂解作用，从而降低病原菌密度，减少或避免病原菌感染或发病的机会，进而达到治疗和预防疾病的目的。1917年，法国学者Felix d’Herelle以志贺氏菌为对象，证实噬菌体具有治疗细菌病的作用，并分别用鸡的伤寒、兔的痢疾和人的杆菌性痢疾做治疗试验，都取得了良好的效果。从而初步证实噬菌体可用来治疗细菌疾病。近些年，随着抗生素弊端的日益暴露，噬菌体越来越多地受到学者们的注意并开始应用于生产。

噬菌体治疗是根据噬菌体的专一性，分离病原菌的噬菌体，通过使其扩增繁殖，研制成一种高活性微生物制剂，然后用于杀死感染组织中致病性细菌的一种生物防御措施。噬菌体治疗的优势有以下几点：专一性强，对其他细胞无伤害性；生长和繁殖快；对宿主具有依赖性，随着细菌宿主的消失而死亡，不会存在药物残留；培育和生产时间短，成本低，而且可在常温下长期保存，便于携带、运输和应用。

噬菌体在水产养殖业中同样引起了重视。变形假单胞菌是鱼类养殖中常见的一种致病性很强的细菌。日本广岛大学分离到变形假单胞菌的两株噬菌体，向投入变形假单胞菌的鱼苗养殖池塘加入这两株噬菌体，变形假单胞菌数显著降低。李太武等人利用噬菌体对皱纹盘鲍脓疱病进行治疗研究，发现投入一定浓度的噬菌体可以使河流弧菌 -Ⅱ有效裂解，在治疗或推迟脓疱病引起的鲍死亡上取得了良好的效果。

无论从养殖产量还是养殖规模上来看，我国都是第一水产养殖大国，但是我国水产养殖技术还不完善，养殖所造成的污染问题没有得到根本解决，因此给海洋局部环境造成了很大压力，水产养殖的可持续发展受到了严重挑战。解决上述问题的根本方式是要对海水养殖进行基于生态环境的科学管理，基于生态学基本原理和方法，对海水养殖技术进行不断改进和创新，利用可持续发展的理念解决海水养殖的污染问题，而并非是要限制该产业的发展。把生物修复技术特别是微生物修复技术应用到水产养殖的环境修复中，对恢复和优化水产养殖环境，推动中国水产养殖业的可持续发展均具有一定的现实意义。