俞 燕,張 斌,龔建森,于恩琪,莊林林,張 笛,劉學賢,徐 步
(1.江蘇省家禽科學研究所,江蘇 揚州225125;2.揚州市畜牧獸醫(yī)站,江蘇 揚州225009;3.揚州大學獸醫(yī)學院,江蘇揚州225009)
沙門菌廣泛存在于人和其他動物腸道內(nèi),是重要的人畜共患病病原之一。自然界中,家禽是沙門菌的重要宿主,沙門菌感染家禽后,可引起發(fā)病或死亡,給養(yǎng)殖業(yè)造成巨大經(jīng)濟損失。更為重要的是,污染沙門菌的禽肉、禽蛋等禽產(chǎn)品還會造成食品安全問題,影響公共衛(wèi)生和社會安全[1]。因此,家禽養(yǎng)殖業(yè)必須重視對沙門菌病的預防與控制。目前,沙門菌血清型數(shù)量超過2 600種,其中B群沙門菌最為復雜(超過100種),且在臨床樣品中具有較高的分離率[2]。
本研究從發(fā)病雛鵝體內(nèi)同時分離鑒定出2株同屬B群的沙門菌,分別為鼠傷寒沙門菌和印第安納沙門菌,通過藥敏試驗和16S rDNA遺傳進化分析,對分離菌的生物學特性進行初步研究,補充相關(guān)流行病學資料并為預防和控制鵝沙門菌病提供試驗依據(jù)。
1.1 病料來源 2013年4月江蘇某肉鵝場飼養(yǎng)的雛鵝在22日齡開始陸續(xù)出現(xiàn)發(fā)病和死亡。病鵝主要表現(xiàn)為體形瘦小、精神委頓、食欲減少或廢絕、排水樣稀糞。剖檢病變主要表現(xiàn)為心包炎、漿膜炎、肝臟有白色結(jié)節(jié)、脾臟腫大、膽囊充盈等。無菌采集病死雛鵝臟器進行病原分離與鑒定。
1.2 主要試劑 麥康凱瓊脂、XLD瓊脂、MH瓊脂,購自青島海博生物技術(shù)有限公司;胰蛋白胨、酵母抽提物,購自O(shè)XOID公司;腸桿菌科細菌生化管鑒定系統(tǒng)、藥敏紙片,購自杭州天和微生物試劑有限公司;沙門菌屬診斷血清,購自寧波天潤生物藥業(yè)有限公司;PCR相關(guān)試劑和16S rDNA細菌鑒定PCR試劑盒,購自寶生物工程(大連)有限公司;SanPrep柱式DNA膠回收試劑盒,購自上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司;其他試劑均為國產(chǎn)分析純。
1.3 細菌分離純化 剖檢病死雛鵝,無菌操作取心、肝、脾、膽囊、胰腺等病料分別接種于血瓊脂平板,于37℃培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng)24 h,挑取可疑菌落于麥康凱瓊脂、XLD瓊脂平板進一步純化培養(yǎng)。
1.4 革蘭染色鏡檢 挑取純化培養(yǎng)后的單個菌落涂片,進行革蘭染色,光學顯微鏡下觀察細菌形態(tài)及染色特性。
1.5 生化試驗 將純化后的分離菌接種腸桿菌科細菌生化反應(yīng)管,37℃培養(yǎng)24 h后觀察結(jié)果,與參考文獻[3]對照進行生化指標測定。
1.6 引物設(shè)計與PCR檢測 參考相關(guān)文獻[4]根據(jù)沙門菌腸毒素stn基因設(shè)計引物,目的片段大小為260 bp,送上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司合成。
上游引物P1:5′-CTTTGGTCGTAAAATAAGGC G-3′;
下游引物P2:5′-TGCCCAAAGCAGAGAGATT C-3′。
以純化菌落為模板,PCR反應(yīng)體系為25μL,反應(yīng)條件:94℃5 min;94℃1 min、55℃1 min、72℃1min,35個循環(huán);72℃10min。擴增產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測。
1.7 血清學鑒定 將分離菌純培養(yǎng)物按照國家標準(GB 4789.4-2010)[5],利用沙門菌屬診斷血清進一步鑒定血清型。
1.8 藥敏試驗 采用紙片瓊脂擴散法,從各類抗菌藥物中選取18種常用抗菌藥物,對分離菌純培養(yǎng)物進行藥敏試驗,操作方法和判定標準參照其產(chǎn)品說明書。
1.9 16S rDNA遺傳進化分析 無菌挑取菌落至100 μL高壓DDW中,100℃煮沸10min,12 000 r/min離心2min,取5μL上清液作為模板,用16S rDNA細菌鑒定PCR試劑盒進行PCR反應(yīng)。PCR反應(yīng)體系(50 μL):模板DNA 5μL,PCR預混液25μL,上、下游引物各0.5μL,16 s-free水19μL。PCR反應(yīng)條件:94℃5min;94℃1min、53℃1min、72℃1.5min,35個循環(huán);72℃10min。PCR擴增產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測,切膠回收后送上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司測序,將測序結(jié)果與GenBank登錄的22株不同血清型沙門菌序列用DNAStar進行比對,并用Clustalx1.83和MEGA 5.0軟件采用最大簡約法(Maximum parsimony)繪制系統(tǒng)進化樹進行分析。
2.1 分離培養(yǎng)與染色鏡檢 病料接種麥康凱瓊脂平板后,長出無色、半透明、表面光滑的圓形小菌落;接種XLD瓊脂平板后,發(fā)現(xiàn)2種疑似沙門菌菌落,一種表面光滑、透明、菌落偏大(編號1318),另一種為光滑、中心發(fā)黑的中等菌落(編號1319)。這2種菌落經(jīng)革藍染色后,在油鏡下觀察均為革蘭陰性小桿菌。
2.2 分離菌生化鑒定 通過生化試驗發(fā)現(xiàn)這2個菌株均可發(fā)酵葡萄糖、麥芽糖和甘露醇,產(chǎn)酸產(chǎn)氣,不發(fā)酵乳糖和蔗糖,M.R.試驗硫化氫試驗陽性,初步判定為沙門菌。
2.3 分離菌的PCR檢測 用沙門菌stn基因特異性引物對2株分離菌進行PCR擴增,結(jié)果見圖1。2個菌株擴增的DNA片段約為260 bp,和預期片段大小一致,表明分離菌均為沙門菌。
2.4 血清學鑒定 血清學試驗結(jié)果表明,2個分離菌株均能與沙門菌A~F多價血清、O4和O12因子血清發(fā)生凝集;對其H抗原的檢測表明,1318菌株含有Hi和H2抗原,而1319菌株含有Hz和H7抗原。檢索卡夫曼-懷特沙門菌抗原表,鑒定1318菌株和1319菌株分別為B群的鼠傷寒沙門菌和印第安納沙門菌。
2.5 藥敏試驗 分離菌對18種常用抗菌藥物的敏
圖1分離菌stn基因PCR產(chǎn)物電泳結(jié)果
感試驗結(jié)果見表1。2個分離株均為多重耐藥菌株,其中鼠傷寒沙門菌耐3種藥物(耐藥率16.7%),而印第安納沙門菌耐12種藥物(耐藥率66.7%)。2個分離株均對鏈霉素、呋喃唑酮、頭孢曲松鈉、多粘菌素B具有敏感性,臨床可用上述藥物進行相關(guān)防控。
2.6分離菌遺傳進化分析 對2個分離菌株16SrDNA前500 bp左右的保守區(qū)域進行擴增,其產(chǎn)物進行瓊脂糖電泳鑒定,結(jié)果擴增條帶符合預期大?。ㄒ妶D2)。將測序結(jié)果上傳至GenBank(登錄號:KF916571、KF916570),與22株不同血清型沙門菌16S rDNA序列構(gòu)建進化樹進行分析(圖3)。從進化樹可以看出,各血清型沙門菌整體上分為兩大分支。本研究分離到的鼠傷寒沙門菌和印第安納沙門菌具有較高的同源性(99.1%);分離株與大多數(shù)(18種)血清型具有相近的親緣性;而與雞白痢、雞傷寒、爪哇安納、海德爾堡等4個血清型的親緣性相對較遠。
表1 分離菌藥敏試驗結(jié)果
圖2 分離菌16S rDNA PCR產(chǎn)物電泳結(jié)果
圖3 沙門菌代表血清型系統(tǒng)進化樹
沙門菌病是嚴重危害養(yǎng)殖業(yè)的一種重要的細菌性疾病,其抗原復雜,血清型眾多。Gong等[6]對我國2006-2012年分離的323株禽源沙門菌流行病學調(diào)查發(fā)現(xiàn),這些菌株分屬6群20個血清型,以雞白痢、鼠傷寒和腸炎沙門菌為主要流行血清型。其中,鵝源沙門菌分離率最高的依次為鼠傷寒(11/66)、腸炎(10/66)、印第安納(10/66)和波茨坦(10/66)血清型。本研究從病死雛鵝體內(nèi)同時分離到2株沙門菌,經(jīng)實驗室鑒定為鼠傷寒沙門菌和印第安納沙門菌,表明這2種血清型在國內(nèi)具有較高的流行性。研究揭示,我國鵝群沙門菌感染較為復雜,單一甚至多血清型沙門菌同時感染十分普遍,應(yīng)該引起獸醫(yī)工作者的重視,采取相應(yīng)措施進行有效防控。
藥敏試驗結(jié)果表明,2個分離株均為多重耐藥菌株,雖然同屬B群沙門菌且分離自同一宿主,但其耐藥性卻有較大差異。其中鼠傷寒沙門菌耐藥率相對低(16.7%),而印第安納沙門菌耐藥率則較高(66.7%)。鼠傷寒沙門菌僅對復方新諾明、阿奇霉素和利福平耐藥,對臨床常用的喹諾酮類、氨基糖苷類藥物均很敏感,這與近年來報道[7-8]的禽源鼠傷寒沙門菌耐藥性差別較大。國內(nèi)對印第安納沙門菌的研究相對較少,陸彥等[9-10]對雞源印第安納沙門菌的耐藥性研究發(fā)現(xiàn),所分離的菌株對喹諾酮類和氯霉素類藥物普遍耐藥。本研究分離的鵝源印第安納沙門菌不僅對喹諾酮類、氯霉素類藥物耐藥,對四環(huán)素類、磺胺類及部分氨基糖胺類藥物均表現(xiàn)為耐藥。分析表明,鵝群散養(yǎng)環(huán)境的復雜性以及飼養(yǎng)過程中藥物使用不當可能導致了沙門菌耐藥性提升。對耐藥基因的檢測有助于分析這2菌株的耐藥性差異。同時,根據(jù)試驗結(jié)果,可使用硝基呋喃類、頭孢類或多肽類藥物進行治療與防控。
本研究對2個分離菌株的16S rDNA進行序列測定和系統(tǒng)進化分析,結(jié)果表明,2個不同血清型的沙門菌具有較高的同源性。與GenBank中的22個不同血清型沙門菌的序列比對結(jié)果顯示,本研究分離的2個菌株與雞沙門菌感染密切相關(guān)的雞白痢、雞傷寒、爪哇安納、海德爾堡等血清型親緣性相對較遠,而與其他泛嗜性血清型具有較高的親緣關(guān)系,確定了其遺傳進化地位,為進一步開展病原分子生物學研究奠定了基礎(chǔ)。
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