广西科学  2018, Vol. 25 Issue (1): 15-25   PDF    
引用本文
李鹏飞, 余庆, 覃仙玲, 李菲, 陈宪云, 董德信, 秦启伟. 广西北部湾海水养殖业现状与病害防控技术体系研究展望[J]. 广西科学, 2018, 25(1): 15-25.
LI Pengfei, YU Qing, QIN Xianling, LI Fei, CHEN Xianyun, DONG Dexin, QIN Qiwei. Current Situation and Research Prospects of Disease Control Technology System of Mariculture in Beibu Gulf of Guangxi[J]. Guangxi Sciences, 2018, 25(1): 15-25 .
广西北部湾海水养殖业现状与病害防控技术体系研究展望
李鹏飞1, 余庆1, 覃仙玲1, 李菲1, 陈宪云1, 董德信1, 秦启伟2     
1. 广西科学院广西北部湾海洋研究中心，广西近海海洋环境科学重点实验室，广西南宁 530007;
2. 华南农业大学海洋学院，广东广州 510642
收稿日期: 2017-11-29; 修回日期: 2018-01-08; 网络优先数字出版时间: 2018-01-25
* 国家自然科学基金项目(41706145)，广西自然科学基金项目(2017GXNSFBA198176)和广西科学院基本科研业务费项目(2017YJJ23002)资助
作者简介: 李鹏飞(1988-)，男，博士，硕士生导师，主要从事水生经济动物病害防控与生态养殖技术研究
**通信作者: 秦启伟(1964-)，男，教授，博士生导师，主要从事鱼类分子病毒学和海水高效健康养殖研究，E-mail：qinqw@scsio.ac.cn
摘要: 广西北部湾海域的海水养殖业进入高速发展期，但是随之而来的病害暴发、渔药滥用、养殖污染、优质种苗不足、生态环境恶化等问题日益严峻。本文分析了广西北部湾海域海水养殖现状和病害情况，就未来广西海水生态养殖与病害防控技术体系的构建和发展趋势进行了阐述。
关键词: 广西北部湾     海水养殖业     生态养殖     病害防控技术体系     研究展望          
Current Situation and Research Prospects of Disease Control Technology System of Mariculture in Beibu Gulf of Guangxi
LI Pengfei1 , YU Qing1 , QIN Xianling1 , LI Fei1 , CHEN Xianyun1 , DONG Dexin1 , QIN Qiwei2     
1. Guangxi Key Laboratory of Marine Environmental Science, Guangxi Beibu Gulf Marine Research Center, Guangxi Academy of Sciences, Nanning, Guangxi, 530007, China;
2. College of Marine Sciences, South China Agricultural University, Guangzhou, Guangdong, 510642, China
Abstract: The mariculture industry in Beibu Gulf of Guangxi has entered a period of rapid development.However, the subsequent outbreaks of diseases, abuse of fishery drugs, pollution of aquaculture, lack of high-quality seedlings and deterioration of the ecological environment have become increasingly serious.This article analyzed the status quo and disease situation of mariculture in Beibu Gulf of Guangxi and elaborated on the construction and development trend of Guangxi mariculture and disease prevention and control technology system in the future.
Key words: Beibu Gulf     Guangxi     mariculture     ecological aquaculture     disease control technology system     research prospects    
0 引言

广西位于中国西南，海岸线长度为1 595 km，拥有滩涂和浅海面积约8 000 km2。广西北部湾海域生物多样性丰富，包括各种海水鱼类500余种，虾类200余种，蟹类190余种，以及种类众多的头足类、藻类和贝类等。作为我国重要的海水养殖区域，广西北部湾海域海水平均盐度为2.88%，是目前我国少有的、能达到一类海水质量标准的近海海域，优质的水域环境为发展海水增养殖奠定了坚实基础。广西毗邻广东、香港以及东南亚等海水鱼主要的消费市场，发展海水养殖业地域优势明显，主要养殖品种包括对虾、卵形鲳鲹、石斑鱼、牡蛎、马氏珠母贝和食用植物等[1-3]。近年来，随着市场需求量的不断增加，广西的海水养殖业迅猛发展，养殖规模不断扩大。“十二五”期间，以“大力发展海洋渔业和特色水产养殖业”为重点，广西海水养殖面积达到550 km2，年均增长0.9%，海水养殖年产量114.26万吨，年均增长5.4%，海水养殖业年产值达到140.5亿元，年均增长超过12%[3-5]。凭借优越的海洋环境资源，广西海水养殖业取得了较快的发展，但必须注意的是，当前广西海水养殖业总体科技水平不高，仍以资源型产业为特征，处于粗放型发展和原材料提供阶段[6]。而且随着北部湾海域海水养殖密度的增加、养殖规模的扩大、工业化和城市化进程的加快，近海养殖环境出现变差趋势，养殖病害问题也日益严峻。

1 广西北部湾海水养殖病害情况与病害防治研究现状

广西北部湾海域主要养殖动物包括传统特色养殖品种对虾、牡蛎、珍珠贝和近年来新兴的名贵海水养殖鱼类卵形鲳鲹、石斑鱼等，这些优质养殖品种的产值占广西海水养殖总产值的80%以上，规模化、产业化养殖比重不断增加[1, 5, 7-8]。然而，随着广西北部湾地区城市化、工业化进程加快，环境污染日益加剧，沿海生态环境遭到破坏[2]。在日益恶化的养殖环境和高密度养殖条件下，近年来北部湾近、远海养殖中各种病害频繁暴发，其中常见病多达几十种，病原包括细菌、病毒、寄生虫等，养殖动物感染死亡率高达80%以上，造成了巨大的经济损失[9]。其中比较严重的疾病主要有卵形鲳鲹的黑身病、细菌病、白芝麻病和小瓜虫病[7, 10-11]，对虾的副溶血弧菌病、急性肝胰腺坏死症、桃拉病毒病和白斑综合症[12-15]，贝类的弧菌病、病毒病和寄生虫病等[15-16]。值得注意的是，病害的多样性逐渐增加，发病高峰时间不再局限于传统的春夏或夏秋等季节交替阶段，而开始逐步过渡到全年不间断发病。病害具有发病迅速、死亡率高、流行面广、流行持续时间长等特点，严重威胁广西海水养殖业的健康发展[17]。

而与此相对的却是广西海洋科研力量薄弱，海洋科技综合研究体系尚未形成[18]。其中，广西海水养殖病害防治研究工作严重滞后，针对广西北部湾海域海水养殖中高发、频发、死亡率高的病害，包括病毒、细菌、寄生虫等，不仅缺少系统的流行病学调查，更缺乏相关的快速检测技术和高效防治技术的系统研究。而广西地区养殖户“轻预防重治疗”，病害防治观念落后，缺乏综合防治观念，在病害暴发后养殖户往往凭经验行事，大量使用抗生素类化学药物，通过泼洒或饲料拌喂的方式治疗鱼病，误判误诊、盲目用药、滥用抗生素的现象普遍。然而抗生素类化学药物的抗菌效果不持久，更严重的是抗生素的滥用不仅加剧了耐药菌株的产生，还造成了鱼体中有害药物残留等危害人体的重大食品安全问题，导致近海生态环境不断恶化，严重限制了广西海水养殖业健康可持续发展[7-10, 19-20]。海水养殖病害防控应坚持“以防为主，防治结合”的原则[21]。首先是开展流行病学调查，阐明主要病原的种类、危害程度、流行特点和规律，对病原微生物进行分离、鉴定与保存；然后针对病原发展操作便捷、成本低、耗时短、准确度高的快速检测技术和试剂盒，加强养殖过程中对病害的监测，结合使用高效的抗病害药物，最终达到降低病害暴发几率的目的[22-23]。

2 广西北部湾海水养殖病害防控技术体系的构建与发展趋势

广西应充分发挥海岸线长、水质优良、海水养殖环境优越的先天优势，在系统开展流行病学调查的基础上，着力构建具有广西特色的“病害快速检测-海水养殖抗病害药物筛选-免疫功能产品研发-现代海水养殖模式”的“四位一体”海水生态养殖与病害防控技术体系，实现“高效、优质、生态、安全”的海水养殖业高值优质发展目标，促进广西海洋经济持续健康发展，最终实现将广西建设成为影响全国、辐射东南亚的重要海水养殖中心的重大战略目标。

2.1 广西海水养殖病害流行病学调查

针对广西北部湾海域海水养殖中高发、频发、死亡率高的各种病害，开展系统的流行病学调查和流行病流行规律研究，对危害严重的病原进行分离、鉴定与保存，探明广西海水养殖中病害发生的基本情况，建立广西海水养殖微生物病原库。基于分子生物学、组织病理学、微生物学和病毒学等，深入研究病原的致病机理和流行规律，为后续病原快速检测技术、有效免疫功能产品和高效抗病药物的研发奠定基础，为提高广西海水养殖业质量和产量提供科技支撑。

2.2 病原快速检测与实时诊断技术

研发可以快速、便捷检测致病病原的检测技术，从而能够在病原暴发前进行快速检测、确定病原，这对于有的放矢地制定治疗策略，迅速采取措施控制病原、降低损失非常重要。目前针对海水养殖病害发展出的检测方法，主要包括基于组织病理学的传统观察法，基于分子生物学的PCR技术，以及基于抗体的免疫学检测技术和手段等[24-27]，其中PCR技术基于其高灵敏度和高精确度，是目前实验室中最常用的检测病原技术。但由于PCR技术存在操作繁琐、仪器昂贵、检测耗时长，以及试剂保存条件苛刻等种种不足，导致其仅适用于专业技术人员在实验室条件下对少量样品的检测，无法满足海水养殖过程中对病害进行现场快速检测诊断的需要[28]。而利用酶联免疫吸附技术(ELISA)等免疫学技术手段研发出的快速检测试剂盒对病原的检测具有快速、灵敏性和特异性较高等优点而被广泛应用[29-32]。通过对重大养殖病原进行深入研究，目前我国科研人员已针对多种病原研发出相应的快速检测技术及试剂盒，其可操作性和技术水平等均达到较高水平。Qin等[33]和Shi等[34]针对石斑鱼养殖中出现的危害严重的虹彩病毒SGIV制备出高特异性的多克隆和单克隆抗体，并研发出可以特异性检测SGIV的ELISA技术和流式检测技术。宋晓玲等[35]制备了抗溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)单克隆抗体，其所建立的ELISA检测技术，能够快速检测出中国对虾、黑鲷、鲢鱼、金枪鱼和鲈鱼等病鱼体内的溶藻弧菌。但是基于抗体的ELISA检测技术具有一些不足，限制了其大范围推广应用，例如抗体需要严格的低温保存条件，抗体制备耗时长、费用高、批次间质量存在差异，对结构类似化合物有一定程度的交叉反应, 易导致“假阳性”结果。因此寻找抗体的替代物来优化ELISA技术，进而着力研发出操作便捷、成本低、耗时短、准确度高的新型快检技术，成为病原快速检测与实时诊断技术的主要研究方向[28]。

核酸适配体是近年来广受关注的一种新型检测工具。核酸适配体是使用容量高达1014~1015的人工合成的随机寡核苷酸文库，在体外经过多轮筛选，最终获得能够特异性识别靶物质的单链寡核苷酸，具有易筛选获得、成本低、易修饰、稳定性强、高特异性识别并结合靶物质等诸多优点。基于核酸适配体能够高特异性识别病原的特性，核酸适配体被广泛应用于构建高灵敏的检测用传感器，通过信号放大，实现对病原或疾病的精准、快速诊断[36-39]。目前，国内基于核酸适配体开发海水养殖病毒性疾病检测技术的研究进展较快[28, 40-44]。Li等[28, 40]首次以海洋来源的大分子DNA病毒SGIV感染的脾细胞为靶标，利用全细胞-指数富集的配基进化技术(CELL-SELEX)获得多条高特异性的核酸适配体，将其作为抗体的替代物来优化传统的ELISA技术，研发出新型的基于核酸适配体的吸附检测技术(Aptamer-based enzyme-linked apta-sorbent assay, Apt-ELASA)。Apt-ELASA的稳定性高，并且可以高灵敏地检测到虹彩病毒的感染，其灵敏度可以媲美实验室条件下的PCR检测技术，因此在石斑鱼养殖过程中采用Apt-ELASA检测虹彩病毒的感染，具有操作简便快捷、稳定性强、灵敏度高等优点。这也是首次研发成功的可以用于快速准确检测SGIV感染的Apt-ELASA，为丰富和提高各领域的检测技术提供了新方法和新思路。Zhou等[44]以神经坏死病毒(NNV)的主要衣壳蛋白(Core Protein, CP)为靶标进行筛选，获得的核酸适配体能够高特异性识别结合NNV主要衣壳蛋白和NNV颗粒，进而基于CP-Aptamer研发出“三明治”夹心法ELASA技术(sandwich Apt-ELASA)，并将其成功应用于海水鱼类养殖中的高致病性神经坏死病毒的快速检测。目前核酸适配体应用于细菌性疾病检测技术的研究也取得了多项进展。Duan等[45]以食源性致病菌副溶血弧菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌为研究对象，使用SELEX技术分别筛选得到特异性的核酸适配体，结合免标记传感器和上转换荧光纳米标记技术等构建了一系列新颖、灵敏的病菌检测新方法，并成功应用于实际样品中目标致病菌的检测。基于核酸适配体构建的快速检测技术或试剂盒具有操作便捷、耗时短、稳定性强、精确度高等优点，有希望为预防重大病害的暴发流行提供便捷的快检试剂盒等现场检测手段，在病害快速检测与实时诊断方面的应用前景极为广阔。

2.3 海水养殖抗病害药物的研究与筛选

药物防治具有操作简单、经济高效的特点，是目前控制海水养殖病害最主要的手段。国外针对水产药物的研究已经持续多年，通过开展详尽的药理学、毒理学研究为水产药物的研发和科学规范使用奠定了基础[46]。与国外相比，国内的水产药物的研究严重滞后，由于缺少系统的理论研究和科学的试验平台，导致国内严重缺乏有效的海水养殖抗病害药物。在缺少正规药物的情况下，为达到快速治病的效果，以抗生素为主的化学药物在海水养殖中超量、滥用现象极为普遍[21]。广西作为我国的海水养殖大省，养殖业规模巨大，但是由于病害防治观念落后，缺乏“以防为主，防治结合”的综合防治观念，养殖过程中盲目用药、滥用抗生素已造成海产品中药残超标、病原耐药性增强以及近海生态环境持续恶化的严重后果[7-10, 19-20]。因此加强海水养殖抗病害药物的研究，对于促进广西海水养殖业持续健康发展，确保海产品质量和食品安全极为重要。

目前，基于传统中草药开发有效的抗病害药物制剂日益受到重视[47]。按照功能划分，中草药分为以下4种：(1)抗菌用中草药，包括金银花、连翘、大青叶、胡颓子、蛇床子、土槿皮、白鲜皮、当归、石榴皮、杏仁、鸡血藤、仙鹤草、蒲公英、苦参、桑白皮、百部、苏子、大蒜、益母草、红花、五加皮、白茅、夏枯草等；(2)抗病毒用中草药，包括射干、大青叶、板蓝根、金银花和番石榴叶等；(3)驱虫用中草药，包括青蒿、槟榔、硫磺、使君子、贯众、南瓜子和乌梅等；(4)除此之外还有调节激素分泌和提高免疫力的淫羊藿、黄芪、党参、商陆、甜瓜蒂、大蒜、茯苓、当归、刺五加、水牛角、穿心莲和猪苓等[48]。大量研究表明，天然植物来源的中草药基于其含有的多糖、甙类、有机酸、生物碱、萜类及醇类等有效成分，通过破坏细菌细胞壁、细胞膜的完整性，或者影响细菌及病毒的蛋白质和遗传物质的合成来发挥抗病害的作用[49]。与传统的化学药物相比，中草药不仅具有抗菌、抗病毒和驱虫等治疗功能，还具有无毒副残留，不易产生耐药性，有效提高海水养殖动物的免疫力，促进生长等诸多优点。深入研究水产用中草药将能够有效解决抗生素等化学药物所造成的耐药性和药残问题，是实现绿色无公害、高效防病、海水生态养殖的重要发展方向。

2.4 免疫功能产品研发

免疫功能产品主要包括疫苗和免疫调节剂。目前针对各种海水养殖病害，特别是病毒性病害，尚缺少可根治的特效药物，只能通过提高养殖动物自身免疫能力，及早发现病害并采取相应措施防止扩散，来达到降低病害暴发几率的目的。为海水养殖动物接种疫苗能够提高养殖动物的免疫力，控制养殖病害的暴发和流行，疫苗作为控制病原最有力的预防手段，被认为是最具潜力的动物医药产业，也是当前发展包括海水养殖在内的水产病害防控技术的主要趋势[21]。据不完全统计，全球已有超过140种疫苗获得生产许可，中国渔用疫苗的研究虽起步较晚，但近年来取得了飞跃发展[50-51]。目前我国牙鲆溶藻弧菌-鳗弧菌-迟缓爱德华菌病多联抗独特型抗体疫苗和哈维氏弧菌重组外膜蛋白疫苗等海水养殖渔用疫苗已取得新兽药证书，在研和进入试验阶段的海水养殖渔用疫苗超过27种，种类包括灭活疫苗、减毒活疫苗、亚单位疫苗和基因工程疫苗，涉及病毒、细菌、寄生虫等主要海水养殖病原(表 1)。

表 1 海水养殖渔用疫苗统计(部分) Table 1 List of mariculture fishery vaccines statistics(part)

免疫功能产品研究的另一个重点是渔用免疫增强剂的研发。免疫增强剂能够利用养殖动物的免疫系统，促进其自身的免疫反应，增强养殖动物的抗病害感染能力，同时有效提高其生长速率[52-55]。基于免疫增强剂绿色、无污染和无副作用等优点，将免疫增强剂应用于海水养殖领域的研究备受关注，目前我国已开发出以益生菌、中草药、葡聚糖、肽聚糖、几丁质为代表的一系列免疫增强制剂，广泛应用于生产中并取得良好的效果[56]。但是必须注意的是，我国的免疫增强剂相关制品“多而不强”，科技含量不高，必须继续深入开展渔用免疫增强剂的有效成分、作用机制、组合配比和剂型研究。总之，利用养殖动物的免疫系统，着力开展高效、实用、廉价、多功能的渔用疫苗和免疫增强剂等免疫功能产品的研发，将是未来构建广西海水生态养殖与病害防控技术体系的重要一环。

2.5 现代海水养殖模式的研究与推广

根据“高效、优质、生态、健康、安全”的健康可持续发展要求，广西海水养殖业应立足北部湾海域，积极发展现代海水生态养殖新模式，主要包括(1)多层次生态养殖模式。由多种不同营养需求的养殖种类组成多营养层次的生态养殖系统，提高生态互益效应，提高海水养殖产品的质量和环境自我修复能力。(2)陆基工厂化循环水养殖模式。陆基工厂化循化水养殖模式具有节约资源、绿色环保、养殖产量高、产品质量安全等诸多优点，是现代海水养殖业的重要发展方向。(3)深远海网箱养殖模式。积极培育深远海网箱养殖品种，研发相关的配套养殖技术，大力发展环境友好型、生态功能型的深远海网箱养殖模式。

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