摘 要:為確認(rèn)山東省德州市某肉鴨場疑似為鴨多殺性巴氏桿菌感染的病原菌,本試驗對于送檢病死鴨進行剖檢、細菌分離培養(yǎng)、菌落觀察、生化試驗、PCR鑒定、16S rRNA基因測序分析以及藥敏試驗等方法鑒定該病原菌。結(jié)果顯示:分離得到的病原菌在含有5%胎牛血清的營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中呈現(xiàn)為圓形、濕潤、光滑的灰白色菌落,革蘭氏染色為陰性短桿菌,瑞氏染色呈現(xiàn)兩極濃染;分離菌株的生化特性可以發(fā)酵葡萄糖、蔗糖以及甘露醇,硫化氫、氧化酶等試驗陽性;細菌特異性PCR擴增片段與預(yù)期條帶大小一致;16S rRNA基因序列系統(tǒng)進化樹顯示與多殺性巴氏桿菌同源性為99%;分離菌株對于新霉素、阿莫西林、氨芐西林、頭孢噻肟、林可霉素具有耐藥性,對于氟苯尼考、恩諾沙星、多西環(huán)素、粘桿菌素B、卡那霉素、大觀霉素敏感。本研究結(jié)果為鴨源多殺性巴氏桿菌病的防治提供一定參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞:鴨;多殺性巴氏桿菌;分離鑒定;16S rRNA;耐藥性
中圖分類號:S858.32 文獻標(biāo)識碼:B 文章編號:1673-1085(2024)07-0023-08
多殺性巴氏桿菌(Pasteurella multocida,Pm)是一種重要的革蘭氏陰性人畜共患致病菌,可引起人類和動物嚴(yán)重的發(fā)病率和死亡率,造成畜牧業(yè)的經(jīng)濟損失[1-2]。多殺性巴氏桿菌具有莢膜和芽孢,無鞭毛,不能運動,兼性厭氧菌[3-4]。多殺性巴氏桿菌引起的常見疾病包括家禽霍亂、牛出血性敗血癥和豬萎縮性鼻炎[5-6]。
鴨巴氏桿菌病是由巴氏桿菌引起的一種急性、敗血性傳染病。該病的主要特征是肝臟、心臟、腎臟等器官的實質(zhì)性病變和彌漫性出血。該病在養(yǎng)鴨業(yè)中較為常見,對養(yǎng)鴨業(yè)造成了較大的威脅[7-8]。鴨巴氏桿菌病可發(fā)生于各品種的鴨,但以肉用型鴨多發(fā)。該病主要通過呼吸道和消化道傳播,也可通過直接接觸傳播。病鴨和帶菌鴨是該病的主要傳染源,健康鴨通過與病鴨接觸或食用被污染的飼料和水源而感染。該病一年四季均可發(fā)生,但以春季和秋季多發(fā)。根據(jù)流行病學(xué)、臨床癥狀和病理變化可對鴨巴氏桿菌病進行初步診斷,但確診需要進行實驗室檢查[9-11]。實驗室診斷方法包括細菌分離培養(yǎng)、染色鏡檢、血清學(xué)診斷等。
2023年11月,山東德州某肉鴨養(yǎng)殖場29日齡肉鴨出現(xiàn)大批死亡現(xiàn)象,病程短,死亡率較高。鴨群主要表現(xiàn)精神沉郁,采食量低,行動緩慢;發(fā)病鴨常常聚集成堆,不愿活動,羽毛潮濕,有時出現(xiàn)腹瀉,排黃綠色稀便。對病死鴨進行剖檢,可見肝臟表面有大量針尖狀白色壞死灶;心臟淤血,心包積液;肺臟淤血、水腫;脾臟腫大,花斑狀;腸道腫脹,腸系膜出血等。根據(jù)臨床癥狀和解剖特點,初步懷疑患病鴨可能是感染鴨多殺性巴氏桿菌引起的。為了進一步確認(rèn)病原,本試驗對患病鴨進行了細菌分離鑒定,并對分離菌進行了藥敏試驗,以期為該病的防治提供一定的參考依據(jù)。
1 "材料與方法
1.1 "病料采集
無菌采集山東省德州市某肉鴨場29~30日齡發(fā)病死亡肉鴨的肝臟、脾臟組織,送至山東和康源生物育種股份有限公司動物保健研發(fā)中心實驗室進行檢測。
1.2 "試驗試劑及主要儀器
主要試劑:營養(yǎng)瓊脂(NA)購于青島高科技工業(yè)園海博生物技術(shù)有限公司;細菌微量生化鑒定管購自杭州微生物試劑有限公司;2 × PCR mix購自南京諾唯贊生物科技有限公司;DNA Marker、核酸染料購于北京康潤誠業(yè)生物科技有限公司;藥敏紙片購于杭州微生物試劑有限公司;革蘭氏染色試劑盒、瑞氏染色試劑盒購于金克?。ū本┥锛夹g(shù)有限公司;小牛血清購于平睿生物科技(北京)有限公司。
主要儀器:醫(yī)用潔凈工作臺購于濟南鑫貝西生物技術(shù)有限公司;生化培養(yǎng)箱購于天津市萊玻特瑞儀器設(shè)備有限公司;N-300M顯微鏡購于寧波永新光學(xué)股份有限公司;164-5050型電泳儀購于Bio-Rad Laboratories,Inc;Y04S-3D型凝膠成像分析系統(tǒng)購于北京君意東方電泳設(shè)備有限公司;T30型三槽梯度PCR儀購于杭州朗基科學(xué)儀器有限公司。
1.3 "細菌分離培養(yǎng)及純化
將采集的病死鴨肝臟、脾臟組織無菌接種于營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基(含5%胎牛血清),置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)24 h,觀察菌落生長形態(tài)。選取單個菌落進行革蘭氏染色和瑞氏染色、鏡檢,觀察分離菌的形態(tài)特征,并對疑似菌落進行純化培養(yǎng)。
1.4 "細菌生化鑒定
將分離菌株的純化培養(yǎng)產(chǎn)物分別接種于細菌生化微量鑒定管,包括葡萄糖、蔗糖、甘露醇、乳糖、麥芽糖、枸櫞酸鹽、尿素、硫化氫、氧化酶、過氧化氫、硝酸鹽還原、鳥氨酸脫羧酶等,于37 ℃恒溫培養(yǎng)24~48 h,依據(jù)《伯杰細菌鑒定手冊》判定反應(yīng)結(jié)果。
1.5 " PCR鑒定
根據(jù)GenBank數(shù)據(jù)庫中Pm的kmt1基因設(shè)計引物;F:5’- ATCCGCTATTTACCCAGTGG-3’;R:5’- GCTGTAAACGAACTCGC CAC -3’,由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。無菌挑取疑似菌落于100 μL的無菌PBS中,煮沸5 min后以此為模板進行PCR擴增。PCR擴增反應(yīng)體系見表1,擴增程序參數(shù)見表2。PCR產(chǎn)物利用1%瓊脂糖凝膠電泳鑒定,擴增目的條帶長度為460 bp。
1.6 "16S rRNA基因序列測序及分析
挑取分離純化后的菌株,依據(jù)細菌總DNA提取試劑盒要求,進行純化菌株的總DNA提取。16S rRNA基因引物序列:F:5’-AGAGTTTGATCATGGCTCAG-3’;R:5’-TACGGTTACCTTGTTACG ACTT-3’,預(yù)期條帶大小為1 466 bp。PCR擴增反應(yīng)體系見表3,擴增程序參數(shù)見表4。PCR產(chǎn)物利用1%瓊脂糖凝膠電泳鑒定,將PCR回收產(chǎn)物送至生工生物工程(上海)股份有限公司進行測序,將測序結(jié)果利用NCBI 數(shù)據(jù)庫(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)進行同源性分析,選取同源性較高菌株的16S rRNA基因序列,并通過MEGA 11.0.10軟件構(gòu)建系統(tǒng)進化樹。
1.7 "藥敏試驗
采用紙片擴散(K-B)法對分離菌進行藥物敏感試驗,將純化的菌株均勻涂布于營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基(含5%胎牛血清)上,將藥敏片間隔30 mm以上進行敏感試驗,根據(jù)抑菌圈大小判定菌株的藥物敏感性。分離菌結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn)見表5。
2 "結(jié)果分析
2.1 "細菌的分離培養(yǎng)及形態(tài)觀察
利用病死鴨肝臟、脾臟組織分別進行細菌的分離培養(yǎng),該菌株純化后在麥康凱培養(yǎng)基上不生長,于營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基(含5%胎牛血清)培養(yǎng)24 h后,呈現(xiàn)為圓形、濕潤、光滑的灰白色菌落,菌落形態(tài)見圖1;革蘭氏染色為陰性菌,球桿狀或短桿狀,菌體鈍圓;瑞氏染色呈現(xiàn)兩極濃染,見圖2。該分離菌株與多殺性巴氏桿菌特性一致。
2.2 "細菌生化鑒定
分離菌株的生化鑒定結(jié)果顯示,該菌株可以發(fā)酵葡萄糖、蔗糖、甘露醇,不發(fā)酵乳糖、麥芽糖,無法分解尿素,硫化氫、氧化酶、過氧化氫試驗均為陽性,枸櫞酸鹽、硝酸鹽還原、鳥氨酸脫羧酶試驗均為陰性,符合多殺性巴氏桿菌生化特征。分離菌生化試驗結(jié)果見表6。
2.3 " kmt1基因擴增結(jié)果
以分離純化菌株總DNA為模板,使用kmt1基因設(shè)計引物進行PCR擴增,PCR擴增產(chǎn)物電泳結(jié)果見圖3。擴增目的片段大小約為460 bp,與預(yù)期擴增條帶大小結(jié)果相符。
2.4 "16S rRNA基因序列分析結(jié)果
分離菌株16S rRNA PCR擴增產(chǎn)物送生工生物工程(上海)股份有限公司測序后,將測序序列利用GenBank進行Blast序列對比,之后使用MEGA 11.0.10軟件綜合分析并構(gòu)建系統(tǒng)進化樹,見圖4。進一步分析確定分離菌株與多殺性巴氏桿菌(GenBank登錄號:MG597100.1)的同源性為99%,說明該分離菌株為多殺性巴氏桿菌。
2.5 "細菌藥敏試驗結(jié)果
根據(jù)紙片擴散(K-B)法的結(jié)果顯示,分別測量抑菌圈直徑,菌株藥敏結(jié)果見表7。該菌株的藥敏試驗結(jié)果表明,該菌株對新霉素、阿莫西林、氨芐西林、頭孢噻肟、林可霉素耐藥;對氟苯尼考、恩諾沙星、多西環(huán)素、粘桿菌素B、卡那霉素、大觀霉素表現(xiàn)高敏性。
3 "討論分析
多殺性巴氏桿菌是一種常見的動物病原菌,可引起動物嚴(yán)重的出血性敗血癥。在自然界中,多殺性巴氏桿菌可感染多種動物,包括家禽、野禽、家畜和水生動物[12-14]。特別是在養(yǎng)鴨業(yè)中,多殺性巴氏桿菌的感染更為常見,給養(yǎng)鴨業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失。有研究表明多殺性巴氏桿菌感染鴨的最初階段,在鴨的肝組織中誘導(dǎo)出血和壞死病變,促進炎癥小體的組裝和釋放,引發(fā)炎癥,造成鴨肝臟損傷。依據(jù)多殺性巴氏桿菌莢膜多糖抗原成分的不同,可以分為A、B、D、E以及F共5個血清型,其中A型多殺性巴氏桿菌是引起禽霍亂的主要血清型[15-16]。目前,抗生素依舊是防治多殺性巴氏桿菌的有效治療方法,但是由于過度和不合理地使用抗菌藥物,加速了這些微生物中編碼耐藥性基因表達的選擇性壓力,從而增加了耐藥分離株的出現(xiàn)[17-18]。另外,多重耐藥菌株也時常被廣泛報道,其中多殺性巴氏桿菌的耐藥基因可通過可移動質(zhì)粒進行整合或拼接,促進了多重耐藥菌株的出現(xiàn)[19]。免疫接種也是防治多殺性巴氏桿菌病的一種重要手段,其中滅活疫苗與弱毒疫苗對防治多殺性巴氏桿菌病也發(fā)揮了重要作用[20]。
本研究首先從病死鴨的體內(nèi)采集了病料,并通過細菌分離培養(yǎng)、生化試驗、PCR鑒定以及16S rRNA基因序列測序等手段,成功地分離鑒定了1株鴨源多殺性巴氏桿菌,闡明了該分離菌株的菌落特性、形態(tài)特征、生化特性等生物學(xué)特點。為了更好地了解該菌株的耐藥性,對該菌株進行了藥敏試驗。藥敏試驗結(jié)果顯示,該菌株對多種抗生素具有耐藥性,其中對新霉素、阿莫西林、氨芐西林、頭孢噻肟、林可霉素耐藥;對氟苯尼考、恩諾沙星、多西環(huán)素、粘桿菌素B、卡那霉素、大觀霉素表現(xiàn)高敏性。在多殺性巴氏桿菌的臨床防治過程中,抗生素不規(guī)范、不合理的使用導(dǎo)致其對于多種抗生素具有較強的抗性,并且可能進一步加強對于抗生素的抗性。因此,多殺性巴氏桿菌防治需要按需合理使用抗生素,避免濫用藥物,同時養(yǎng)殖過程中加強飼養(yǎng)管理,合理通風(fēng),保持適宜的溫度與濕度,加強舍內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)管,減少多殺性巴氏桿菌病的傳播[21]。本研究為多殺性巴氏桿菌防控與治療提供了一定數(shù)據(jù)參考,也為相關(guān)多殺性巴氏桿菌疫苗株篩選與開發(fā)奠定一定基礎(chǔ)。
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Isolation, Identification and Drug Resistance Analysis of a Duck-Origin Pasteurella Multocida Strain
LIU Honggang1, ZHAO Jie1, SHI Yanhong1, ZHANG Xiao1, WANG Jianhua1,XU Mingqing1,
MA Qin1, LIU Zihan1, YU Feifei1, LV Junfeng2,3, ZHU Tong2,3, LIU Liping2,3, LI Yufeng2,3
(1. Shandong Hekangyuan Biological Breeding Co., Ltd., Jinan, Shan dong "250001,China;
2. Poultry Research Institute of Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan "250100,China;
3. Poultry Breeding and Disease Prevention and Control Shandong Engineering Research Center,
Jinan "250100,China)
Abstract: "In order to investigate the suspected pathogenic bacteria causing Pasteurella multocida infection in ducks at a meat-type duck farm in Dezhou, Shandong Province, various methods were employed. These methods included necropsy, bacterial isolation and culture, colony observation, biochemical experiments, PCR identification, 16S rRNA gene sequencing analysis, and drug sensitivity testing of deceased ducks. The findings revealed that the isolated pathogenic bacteria cultivated on nutrient agar medium supplemented with 5% fetal bovine serum exhibited characteristics of round, slightly raised, moist, smooth, and translucent colonies.The Gram staining results indicated a negative presence of Brevibacterium, while the Wright staining revealed poles staining. The isolated strains exhibited the ability to ferment glucose, sucrose, and mannitol, and yielded positive results for hydrogen sulfide, oxidase, and other tests. The amplified fragment obtained through bacterial specific PCR was found to be consistent with the expected band size. The phylogenetic analysis of the 16S rRNA gene sequence demonstrated a 99% homology with Pasteurella multocida. Furthermore, the isolated strains displayed resistance to neomycin, amoxicillin, ampicillin, cefotaxime, and lincomycin, while exhibiting sensitivity to florfenicol, enrofloxacin, and doxycycline, colistin B, kanamycin, spectinomycin. The findings of this study offer valuable insights for the prevention and treatment of Pasteurella multocida in ducks.
Keywords:Duck; Pasteurella multocida; Isolation and identification; 16S rRNA; Drug resistance
基金項目:山東省農(nóng)業(yè)良種工程:優(yōu)質(zhì)肉鴨育種技術(shù)創(chuàng)新與新品種培育(項目編號:2022LZGC014)
第一作者:劉洪港(1997—),男,碩士,研究方向為家禽疫病診斷與防治,E-mail:LHG2013614@163.com
并列第一作者:趙杰(1988—),女,碩士,獸醫(yī)師,研究方向為家禽疫病診斷與防治,E-mail:945975664@qq.com
通信作者:李玉峰(1973—),男,博士,研究員,研究方向為家禽分子病原學(xué)與免疫學(xué)研究,E-mail:dicpd@163.com