比较寄生虫学与宿主病理生理学:对共培养的欧洲海鲈(Dicentrarchus labrax)和金头鲷(Sparus aurata)中外寄生虫动态、季节性流行情况及生理影响的综合评估
《Veterinary Parasitology》:Comparative parasitology and host pathophysiology: integrated assessment of ectoparasite dynamics, seasonal prevalence, and physiological impacts in co-cultured European sea bass (
Dicentrarchus labrax) and gilthead sea bream (
Sparus aurata)
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本研究调查了埃及亚历山大省养殖的欧洲海鲈(D. labrax)和吉友海鲈(S. aurata)的体外寄生虫感染情况,发现海鲈感染率显著更高(46.0% vs 27.6%),寄生虫季节分布差异明显,鳃部为主要感染器官,并引发贫血、免疫紊乱及氧化应激等生理变化。
Nashwa Abdel-Razek | Riad H. Khalil | Asmaa O. El-Ramlawy | Habiba M. Essameldin | Mohamed Fathi
埃及阿布哈马德省阿巴萨农业研究中心水产养殖研究中央实验室鱼类健康与管理系,邮编44662
摘要
外寄生虫感染对地中海地区的水产养殖构成了重大威胁,尤其是对经济价值较高的物种——欧洲鲈鱼(Dicentrarchus labrax)和金头鲷(Sparus aurata)。集约化的水产养殖方式加剧了这些问题,降低了鱼类的免疫力,减缓了生长速度,并造成了巨大的经济损失。本研究调查了从埃及亚历山大省Borg El Arab地区的私人养殖场季节性采集的1200尾鱼苗(每种600尾)中外寄生虫的感染率、季节性变化、器官偏好以及病理生理影响。通过寄生虫学检查,并结合PCR扩增进行分子鉴定,以及血液学、免疫学和生化分析来开展研究。寄生虫学检查发现了主要的外寄生虫,包括单殖吸虫(Dactylogyrus属、Gyrodactylus属)、甲藻Amyloodinium属以及等足类(Cymothoidae科)。总体而言,金头鲷的感染率(46.0%)显著高于欧洲鲈鱼(27.6%;p < 0.001)。感染表现出特定的季节性模式:等足类和Gyrodactylus属在夏季达到高峰,而Dactylogyrus属和A. ocellatum在冬季达到高峰。鳃是最常受感染的器官(49.3%;p < 0.001)。感染组与非感染组之间的生理评估显示,感染组出现贫血(红细胞、血红蛋白、红细胞压积降低;p < 0.001)、免疫系统变化(淋巴细胞和中性粒细胞减少,嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞增加;p ≤ 0.006)、应激指标升高(皮质醇、溶菌酶升高;p < 0.001)、氧化应激反应增强(谷胱甘肽、SOD、过氧化氢酶增加;p ≤ 0.007)以及生化指标变化(葡萄糖、总蛋白、AST、ALT、磷、铁、氯化物降低;ALP、Mg、Ca升高;p ≤ 0.008)。欧洲鲈鱼的反应更为明显,尤其是红细胞减少更为显著(p = 0.003)。多元线性回归模型证实了感染对多数参数的强烈影响(偏η2 > 0.90),以及物种与感染之间的相互作用(例如Cl、Mg;p < 0.05)。这些结果有助于更好地理解共养鱼类中外寄生虫的物种和季节依赖性动态,提倡定期对鳃和皮肤进行季节性监测,利用基于PCR的分子诊断技术实现早期干预,并采取综合控制措施以减少经济损失并改善地中海水产养殖的健康管理。
引言
水产养殖是全球食品生产中增长最快的领域,占全球水产品消费总量的半以上(FAO,2024年)。在该领域中,欧洲鲈鱼(Dicentrarchus labrax)和金头鲷(Sparus aurata)是地中海海水养殖中的关键物种,年总产量超过50万吨,创造了数十亿欧元的收入(FEAP,2023年;FAO,2022年)。这些物种由于生长速度快、市场需求大且适合集约化养殖系统而在经济上具有重要意义,同时还能提供高Omega-3脂肪酸等营养价值(FAO,2022年)。然而,这些物种的集约化养殖经常受到传染性疾病的影响,尤其是外寄生虫感染,这会损害鱼类健康、降低生长速度并造成重大经济损失(Shinn等人,2015年;Sitjà-Bobadilla和álvarez-Pellitero,2009年)。
细菌性疾病,尤其是由Vibrio属引起的弧菌病,被认为是欧洲鲈鱼和金头鲷养殖中最重要的健康问题之一(Muniesa等人,2020年)。然而,外寄生虫感染仍然是这些集约化养殖物种面临的主要且持续存在的挑战。常见的寄生虫包括单殖吸虫(如Sparicotyle chrysophrii和Encotyllabe属)、甲藻Amyloodinium属(导致 velvet disease)以及Cymothoidae科的等足类(Noga,2010年;Piazzon等人,2021年;Atwah等人,2025年)。这些生物会破坏上皮完整性,引发增生反应,干扰呼吸功能,并使鱼类容易受到继发性细菌感染(Colorni和Burgess,1997年;Rohde,2005年)。严重的感染可能导致大规模死亡,例如A. ocellatum的爆发曾在地中海地区的鲈鱼和金头鲷养殖场造成重大损失(Gutiérrez-Estrada等人,2024年)。其致病影响不仅限于急性死亡:即使是亚致死性感染也会导致慢性应激、免疫抑制和饲料转化效率降低,最终影响生产产量(Shinn等人,2015年;Sitjà-Bobadilla等人,2009年)。
最近的流行病学调查显示,宿主物种、环境因素和季节性对养殖场寄生虫爆发有影响(Piazzon等人,2021年)。温暖的温度会加速单殖吸虫的繁殖并引发Amyloodinium的暴发(Piazzon等人,2021年;Mahmoud等人,2014年)。此外,不同物种之间的宿主易感性也存在差异:通常报告称金头鲷携带的单殖吸虫和Cymothoid等足类数量更多(Horton和Okamura,2003年)。然而,很少有研究系统地评估这些物种在野外条件下的寄生虫感染率和生理影响。
了解寄生虫感染的生理和免疫后果对于可持续的水产养殖至关重要。已有研究表明,寄生虫感染会导致鱼类贫血、白细胞谱型改变、皮质醇水平升高和氧化应激(Dawood等人,2019年;Whyte,2007年)。然而,同时评估感染率、器官偏好、季节性模式和宿主反应的综合研究仍然有限。
因此,本研究的目的是在自然养殖条件下,通过寄生虫学检查和基于PCR扩增的物种特异性遗传标记的分子鉴定,调查D. labrax和S. aurata鱼苗中外寄生虫感染的感染率、分布和风险因素,并评估它们的血液学、免疫学、氧化和生化反应。通过比较两种地中海关键养殖物种在不同季节和感染地点的情况,本研究旨在填补知识空白,为改善健康管理、早期诊断和针对性控制外寄生虫疾病提供基于证据的见解。
鱼类采样与运输
从埃及亚历山大省Borg El Arab地区的私人海水养殖场季节性采集了1200尾鱼苗(600尾欧洲鲈鱼Dicentrarchus labrax和600尾金头鲷Sparus aurata,采集时间为冬季(12月至2月)和夏季(6月至8月)。这些养殖场专门从事鲈鱼和金头鲷的集约化养殖,具有典型的养殖密度和水交换系统,位于地中海沿岸。
寄生虫学检查
对1200尾鱼(600尾欧洲鲈鱼Dicentrarchus labrax和600尾金头鲷Sparus aurata)的皮肤和鳃进行检查,发现感染了单殖吸虫(Dactylogyrus属和Gyrodactylus属)、甲藻Amyloodinium属以及Cymothoidae科的等足类。属水平的鉴定基于湿片显微镜检查和染色永久制片(单殖吸虫),以及等足类的宏观/微观形态观察,并通过PCR扩增目标遗传标记进行验证。
讨论
本研究描述了感染养殖Dicentrarchus labrax(欧洲鲈鱼)和Sparus aurata(金头鲷)鱼苗的外寄生虫群落,分析了它们的季节性和器官特异性模式及其对宿主生理的影响。主要发现是金头鲷的总体感染率(46.0%)显著高于欧洲鲈鱼(27.6%),且感染率随季节和感染部位的不同而显著变化。
局限性
尽管取得了这些进展,但本研究仍存在一些局限性,需要谨慎解读。研究仅使用了来自埃及Borg El Arab地区的50-300克重的鱼苗,这可能限制了结果在成熟鱼类或不同地理环境中的普遍性(Bouderbala等人,2025年;El-Waziry等人,2025年)。亚组分析中的样本量限制(例如,每种鱼类的感染/非感染样本数量较少)也可能影响结果的普遍性。
结论
总之,本研究填补了关于地中海海水养殖中外寄生虫致病机制理解的关键空白,揭示了金头鲷更高的脆弱性,并提出了综合性的、针对季节和物种特征的策略以保护鱼类健康和经济效益。通过基于证据的诊断方法和生态创新促进可持续的水产养殖,我们可以减轻寄生虫带来的负面影响,确保在全球环境日益严峻的情况下实现可持续生产。
CRediT作者贡献声明
Asmaa O. El-Ramlawy:撰写初稿、验证、方法学设计、数据分析、正式分析。
Habiba M. Essameldin:验证、方法学设计、数据分析、数据管理。
Mohamed Fathi:撰写修订稿、可视化展示、验证、方法学设计、数据分析、概念构建。
Nashwa Abdel-Razek:撰写初稿、监督工作、资源协调、数据分析、概念构建。
Riad H. Khalil:
伦理批准
本研究严格遵循国家海洋学研究所和海洋生物及实验动物伦理委员会(NIOF-IACUC)的伦理指南进行,批准代码为:NIOF-AQ5-F24-D-024。
资金
本研究未获得任何公共、商业或非营利机构的资助。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的研究结果。