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对虾白斑综合征的图片 [感染白斑综合征病毒的斑节对虾免疫酶变化特征]

发布时间:2019-02-23 04:47:35 影响了:

  摘要:研究了斑节对虾(Penaeus monodon)感染白斑综合征病毒(White spot syndrome virus,WSSV)后的发病情况和4种免疫酶活性的变化特征。通过对斑节对虾进行WSSV急性攻毒试验,发现在感染50 h左右出现死亡高峰,感染60 h后大部分死亡虾出现明显的白斑。血液酚氧化物酶(PO)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、酸性磷酸酶(ACP)活性在感染WSSV后都呈现先降低再升高再降低的趋势,并在感染后60 h左右,活性达到最大值。肝脏、肌肉组织中的ACP、SOD活性变化规律与其在血液中的变化类似,肝脏中的ACP、SOD活性明显高于肌肉组织中的活性。
  关键词:斑节对虾;白斑综合征病毒(WSSV);免疫酶
  中图分类号:S945.4+7 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2011)09-1851-04
  
  Characteristics of Immuno-enzymes of Penaeus monodon Infected with White Spot Syndrome Virus
  
  WANG Zhuan-wei1,2,HUANG Jian-hua1,YANG Qi-bin1,ZHOU Fa-lin1,ZHU Cai-yan1,YANG Li-shi1,JIANG Shi-gui1
  (1. South China Sea Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences, Guangzhou 510300, China;
  2. Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)
  
  Abstract: The mortality of WSSV-infected Penaeus monodon, and the enzyme avtivity for four immuno-enzymes were investigated. It found that the highest shrimp mortality appeared around 50 hours, and the white spots occurred on most of the died shrimps around 60 hours after WSSV infected. The activity of phenoloxidase(PO),peroxidase(POD), superoxide dismutase (SOD) and acid phosphatase(ACP) in blood decreased at first after WSSV infected, then increased to the highest enzyme avtivity around 60 hours and decreased at last. The trends of SOD and ACP activity in liver and muscle were similar to the changes in blood, however, the activity of SOD and ACP in liver were higher than those in muscle.
  Key words: Penaeus monodon; WSSV; immuno-enzymes
  甲壳类动物缺乏由抗体介导的免疫反应,不能通过抗原抗体反应来达到自我保护的目的。其免疫机制为非特异性免疫,通过血细胞及体液因子的活性来抵抗病原微生物的入侵。血液酚氧化物酶(PO)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)以及酸性磷酸酶(ACP)等免疫酶的活性高低经常被用作评价免疫强弱的指标。对虾的非特异性免疫系统也受很多因素的影响,比如蜕壳、水温突变、溶氧高低、外界刺激和病毒入侵等。关于虾类的免疫应答机制,已经有很多研究报道,刘庆慧等[1]对中国对虾感染白斑综合征病毒(White spot syndrome virus,WSSV)后血细胞数量变化做了研究报道;Songa等[2]分析了感染桃拉病毒后凡纳斌对虾血淋巴和肌肉组成的生化变化;Yoganandhan等[3]报道印度明对虾在感染WSSV后,血淋巴细胞密度和血清蛋白浓度等免疫参数与正常虾有很大差异;宋林生等[4]报道过南美白对虾感染WSSV后SOD活性和过氧化氢酶(CAT)活性的变化。还有很多其他学者关于对虾免疫反应机理的报道,但这些文献资料所阐述的反应规律不尽相同,有不同的试验结果和理论解释。由于WSSV病毒病已经成为制约对虾养殖业发展的主要因素,而对虾的抗病能力主要通过非特异性免疫系统实现,因此对参与非特异性免疫的各种免疫酶活性的研究是对虾抗病研究的热点之一。本研究通过斑节对虾(Penaeus monodon)WSSV急性感染试验,探讨了斑节对虾在感染WSSV后的发病情况和4种免疫酶在体内不同组织的活性变化。
  1材料和方法
  1.1试验材料
  1.1.1试验用虾 试验用斑节对虾由中国水产科学研究院南海水产研究所三亚热带水产研究中心提供。挑选大小均匀(7.0±0.2)cm、活力旺盛的个体进行WSSV急性攻毒试验。
  1.1.2WSSV病原用白斑症状明显的斑节对虾作为感染材料(PCR检测WSSV阳性,超低温保存)。取其肌肉组织0.1 g,加入1 mL磷酸盐缓冲液(NaCl 8 g,KCl 0.2 g,KHPO4 1.44 g,KH2PO4 0.24 g,用HCl调节pH值至7.4,定容至1 000 mL,灭菌常温保存)冰浴匀浆,10 000 r/min离心20 min后取上清液,上清液经0.45 μm滤膜过滤后稀释1 000倍作为试验用病毒液。
  1.1.3试剂左旋多巴(L-dopa)(Sigma公司生产);PCR buffer、dNTP、Taq DNA聚合酶等购自大连宝生物工程公司;ACP检测试剂盒、SOD检测试剂盒、考马斯亮蓝蛋白测定试剂盒购自南京建成生物工程研究所;邻苯二胺等试剂均为国产分析纯。
  1.2试验方法
  1.2.1WSSV急性攻毒试验试验前随机取虾10尾,进行WSSV病原抽样检测,检测方法采用巢式PCR法[5]。攻毒试验设感染组和对照组,感染组4个平行,对照组4个平行,每个平行30尾,用于统计试验虾的死亡时间。另设与前述相同的两个试验组,用于采集血液、肝组织和肌肉组织; 感染组每尾虾用1 mL一次性注射器注射病毒液0.05 mL;对照组每尾虾注射PBS 0.05 mL。试验在16个500 L的玻璃钢桶中进行。记录每尾虾的死亡时间,并在试验开始后0、12、24、36、48、60、72 h采集发病对虾的血液、肝组织和肌肉组织。肝组织和肌肉组织采集后及时冷冻保存;血液采集后4℃保存过夜,第二天离心取血清。试验期间,水温29~31℃,盐度3.0%~3.2%,pH值7.8~8.2,溶氧6.6~7.0 mg/L。
  1.2.2免疫酶活性检测肝组织和肌肉组织加0.9%的生理盐水研磨成10%的组织匀浆,离心后取上清液。血清和上清液用于免疫酶活性的检测。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文   1)PO活性的检测。以L-dopa为底物,采用改进的Ashida[6]的方法按以下步骤进行测定:①配制50 mL 0.01 mol/L的L-dopa(L-dopa 0.0986 g,去离子水50 mL)和0.1 mol/L pH值为6.0的磷酸盐缓冲液(K2HPO4 1 mol/L 13.2 mL,KH2PO4 1 mol/L 86.8 mL,稀释至1 000 mL);②在96孔酶标板中,每孔加200 μL的0.1 mol/L pH 值为6.0的磷酸盐缓冲液;③每孔再加入10 μL血清和10 μL 0.01 mol/L的L-dopa,室温下混匀;④置于酶标仪中,室温28℃左右,固定吸收波长490 nm,每隔2 min测量1次,连续测量10次,测其血清酶动力学OD490值;⑤以OD490对反应时间作图,以试验条件下每分钟OD490值增加0.001定义为一个酶活力单位。
  2)POD相对活性的检测,采用改进的雷质文等[7]的方法:①在96孔酶标板中加入血淋巴上清液,20 μL/孔;②加入180 μL显色缓冲液(一水柠檬酸7.3 g,Na2HPO4・2H2O 11.86 g,去离子水定容至
  1 000 mL);③置于酶标仪中,读取490 nm处的OD值(A1);④向所有样品孔中加入20 μL显色液(邻苯二胺4 mg,30% H2O2 4 μL;显色缓冲液10 mL);⑤置酶标仪中摇匀后,避光显色15 min,读取490 nm处的OD值(A2);⑥血淋巴上清液中POD相对活性以APOD=(A2-A1)×稀释倍数表示。
  SOD、ACP活性及蛋白质浓度的检测,按南京建成试剂盒内说明进行。
  1.3数据处理
  统计不同时间段虾的死亡个数,计算免疫酶活性高低,用SPSS 16.0对不同时间点4种免疫酶的活性高低进行单因素方差分析,并做Duncan’s多重比较,结果以平均数±标准差来表示。
  2结果
  2.1斑节对虾WSSV急性感染后的发病情况
  斑节对虾在抽样检测中均为WSSV阴性。如图1所示,综合感染组4个平行斑节对虾的发病情况发现,注射感染24 h前后,部分虾活力减弱,弹跳无力,对外界刺激反应迟钝;感染32 h左右开始有虾死亡;感染50 h后,部分虾的虾壳轻度红色,头胸甲膨大易剥落,肝肥大,血液变稀,凝血力下降,出现死亡高峰;感染54 h左右,出现第一尾带有明显白斑的死虾。在感染60 h左右,大部分死亡对虾出现明显白斑。对照组试验期间没有死亡对虾。
  2.2免疫酶活性分析
  2.2.1血液PO活性的变化特征斑节对虾感染WSSV后,0~24 h血液PO活性下降;24 h后,活性开始恢复,到感染60 h活性达到峰值,并且略高于初始活性;60~72 h,血液PO活性又开始下降;感染0、60 h血液PO活性与感染24、36、48、72 h血液PO活性存在显著差异(P<0.05)(图2)。对照组7个时间点血液PO活性大小范围(6.08±0.18)U,不同时间点活性基本相同,没有显著差异。
  
  2.2.2血液POD相对活性的变化特征感染WSSV后,0~36 h血液POD相对活性下降;36 h后,相对活性开始恢复,到60 h相对活性达到峰值(图3)。各时间点血液POD相对活性没有显著差异。对照组7个时间点血液POD相对活性大小范围(2.22±0.18),比较稳定,活性基本相同。
  
  2.2.3不同组织ACP活性的变化特征由表1可知,血液、肌肉组织、肝脏组织ACP活性随感染时间的延长均有先降低再升高再降低这样一个过程,与血液PO和POD活性随感染时间的变化(图2和图3)类似。血液ACP活性在感染60 h达到峰值,与其他时间点ACP活性存在显著(P<0.05)或极显著差异(P<0.01);肝脏与肌肉ACP活性在感染36 h达到峰值,肌肉组织ACP活性随感染时间延长没有显著差异;肝脏组织36 h ACP活性与12、24 h存在出现极显著差异(P<0.01);另外肝组织ACP活性明显高于肌肉组织。对照组血液、肌肉及肝脏7个时间点ACP活性没有显著差异,分别与其0 h活性值相近。
  
  2.2.4不同组织SOD活性的变化特征由表2可知,三种组织SOD活性随感染时间的变化与血液PO和POD的变化(图2和图3)类似。血液与肝脏SOD活性在感染60 h达到峰值;肌肉SOD活性在感染36~48 h达到最大值;60 h血液SOD活性与24 h存在显著差异(P<0.05);36 h和48 h肌肉SOD活性与12、60、72 h存在显著(P<0.05)或极显著差异(P<0.01);肝脏组织SOD活性明显高于肌肉组织;对照组血液、肌肉及肝脏7个时间点SOD活性没有显著差异,分别与其0 h的活性值相近。
  
  3讨论
  Tang等[8]用病毒定量检测的方式研究了病毒在斑节对虾体内的扩增过程,结果显示0~24 h为缓慢扩增期,24~48 h为指数增长期,48 h后为平台期。本试验所得死亡曲线(图1)与病毒扩增过程吻合,32 h左右斑节对虾出现死亡,说明已经到了病毒大量扩增的阶段,体质较弱的开始死亡;48 h后病毒扩增到了平台期,病毒粒子大量存在,此时为本试验感染50 h左右斑节对虾的死亡高峰。感染50 h内死亡的对虾,在甲壳上没有明显的白斑;而感染60 h后死亡对虾,甲壳上大部分有明显白斑,这一结果与谢数涛等[9]的研究结果基本吻合。通过与已报道的研究结果进行比较,本试验所使用的病毒材料在感染斑节对虾时的毒力与10年前没有明显变化,具有广谱性特征,因此用这些病毒感染斑节对虾后所测定的免疫酶活性的结果,具有一定的代表性。
  PO是一种氧化还原酶,酚氧化物酶原激活系统是一个复杂的酶级联系统,该系统中的因子以非活化状态酚氧化酶原的形态存在于血细胞颗粒中,类似于高等动物的补体激活系统。王雷等[10]、江晓路等[11]报道了中国对虾PO活性的存在和激活机制,认为PO在甲壳动物中起识别和防御作用。POD的功能是通过过氧化氢酶的作用,将有害的细胞代谢产物过氧化氢分解成水和氧气,起到细胞保护作用,但POD在免疫反应中的地位仍不十分清楚。ACP是一种磷酸单酯酶,在对虾体内具有清除、消化、水解异物的作用。刘树青等[12]认为ACP是巨噬细胞溶酶体酶的标志酶,在甲壳类血液和血细胞中有重要的防御功能。SOD是生物体内非常重要的一种抗氧化酶,能保护功能大分子不被破坏、减缓机体衰老。近年来的研究表明,SOD活性与生物的免疫水平密切相关,可以用它的活性变化作为衡量对虾免疫状态的指标,甚至是定量指标。本试验通过对斑节对虾进行WSSV急性攻毒试验,动态检测了这几个指标在不同感染时间的活性,除血液POD、肝脏SOD和肌肉ACP活性在不同的感染时间变化不显著以外,其他的都存在显著(P<0.05)或极显著性差异(P<0.01),加之在对照组中4种免疫酶的活性很稳定,可以推测PO、SOD、ACP的活性变化与WSSV感染复制有关,是斑节对虾机体应激后所作出的防御反应。
  综合本试验中PO、POD、SOD和ACP活性在血淋巴、肌肉和肝脏中的变化,可以发现它们都有在感染初期活性降低,感染中期活性升高,感染后期活性再次降低的规律。这一结论与邱德全等[13]研究在不同氨氮浓度下携带WSSV的凡纳滨对虾发病后酚氧化物酶酶活性变化规律具有一致性;与黄旭雄等[14]试验中明对虾急性感染哈维弧菌和WSSV后,血液SOD、PO变化规律相类似。但是关于感染病菌后血液免疫酶的活性变化,不同学者有不同的结论,有报道显示中国对虾在注射一定量弧菌和大肠杆菌后,其血淋巴PO活性降低[10],严重感染WSSV的中国对虾PO活性也显著下降[7]。同时也有报道称给斑节对虾投喂芽孢杆菌后,PO活性比对照组显著增高[15];用活的嗜水气单胞菌注射罗氏沼虾,血液PO活性24 h内升高4倍后又恢复到原来水平[16]。本试验中4种免疫酶活性变化与上述报道也有类似之处,PO、SOD等感染72 h后最终酶活性也都显著下降,符合酶活性在感染后下降的观点,而且在最终活性降低之前有一个活性恢复的过程,这也与酶活性升高观点相吻合。另外肝脏组织中的ACP、SOD活性均高于肌肉组织可能是由于肝脏为免疫器官的原因。
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