编辑推荐：
为应对密集养殖系统带来的传染病挑战，挪威鲑鱼产业正转向陆基生产系统。然而，这些设施为生物膜细菌的定植和持续存在提供了可能。本研究在2024年9月至12月期间，调查了挪威一个陆基大西洋鲑鱼设施中鱼体和环境样本，以探究Tenacibaculum属菌种的发生和多样性。通过细菌分离和多基因座序列分析(MLSA)，揭示了T. maritimum和T. dicentrarchi在物种组成上随时间呈现相反的动态变化，并首次记录了T. maritimum在挪威感染大西洋鲑鱼。研究强调了在陆基系统中进行系统性监测的必要性。
随着全球人口的增长和对蛋白质需求的提升，水产养殖业在2022年历史上首次超越捕捞渔业，成为水生动物的主要生产来源，贡献了总产量的51%。然而，集约化养殖模式的快速扩张也带来了全球性的挑战，尤其是传染病的出现和蔓延。挪威的鲑鱼产业也不例外，每年在陆基孵化阶段和海上养殖阶段都有数千万尾鱼的死亡。为了应对这一挑战并提高产量，挪威的鲑鱼产业正在积极探索替代性生产系统，其中一种策略是转向陆基循环水养殖系统（RAS）或混合流水系统（HFS），通过延长在受控陆基环境中的养殖时间，生产更大、更强壮的鱼后再转移入海，以期缩短在海网箱中的暴露时间，从而减少病原体感染风险。
然而，这些看似理想的“避风港”自身也并非固若金汤。陆基养殖设施内部管道纵横、池壁广布，为各种微生物，特别是那些能够形成生物膜的细菌，提供了大量可供附着的表面。一旦这些表面被病原菌定植，它们就可能成为持续存在的“储库”，不断威胁着养殖鱼类的健康。在众多水产病原菌中，Tenacibaculum（粘液杆菌）属的细菌已成为一个特别显著的威胁，能够引起严重的溃疡性皮肤病变和死亡。在挪威，尽管T. finnmarkense和T. dicentrarchi已被证实与鲑鱼疾病相关，但全球范围内危害严重的T. maritimum在挪威大西洋鲑鱼中的感染情况却鲜有报道。为了填补这一知识空白，并探究陆基系统中病原菌的生存和传播规律，来自挪威卑尔根大学的研究团队开展了一项深入的调查研究。
这项研究发表在国际期刊《Aquaculture Reports》上。研究人员在2024年9月至12月期间，对挪威一个拥有约80万尾大西洋鲑的陆基养殖设施进行了三次采样（S1: 9月10日，S2: 10月22日，S3: 12月18日）。研究综合运用了多种技术方法：对采集的鱼体（溃疡、鳃、头肾、肝脏等）和环境样本（水池壁、管道、出水口、过滤水）进行细菌培养与分离；通过实时逆转录聚合酶链反应（RT-qPCR）特异性检测包括四种Tenacibaculum菌种（T. maritimum, T. dicentrarchi, T. finnmarkense gv. ulcerans, T. finnmarkense gv. finnmarkense）在内的十种主要水产病原体；对分离到的细菌进行16S rRNA基因测序以初步鉴定；并进一步采用多基因座序列分析（MLSA），对七个看家基因（atpA, dnaK, glyA, gyrB, infB, rlmN, tgt）进行测序和系统发育分析，以精确区分菌株并分析其遗传关系。
3.1. RT-qPCR
通过RT-qPCR对鱼体和环境样本的检测，揭示了病原菌的流行情况随时间发生了显著变化。所有鱼和大部分水箱样本都检测到了Orthoreovirus piscis (PRV-1)和Ichthyobodo spp.。Moritella viscosa在52.5%的鱼中呈阳性，但在三个采样点间未观察到明显的季节性趋势。在Tenacibaculum属菌种中，T. maritimum在鱼体中的流行率呈显著下降趋势（Cochran–Armitage检验: χ2= 14.43, p < 0.001），从9月的85%降至12月的10%。相反，T. dicentrarchi的流行率在同一时期显著上升（χ2= 17.93, p < 0.001），从9月的5%增至12月的80%。这两种细菌在10月和12月的所有被采样水箱中均有检出。T. finnmarkense gv. ulcerans未在鱼体中检出，但存在于多个环境样本中。T. finnmarkense gv. finnmarkense仅在少数样本中零星检出。
3.2. Bacterial culture, 16S rRNA sequencing and MLSA
细菌培养和分子鉴定的结果与RT-qPCR的检测趋势一致，并提供了菌株水平的详细信息。在9月溃疡性疾病爆发期间（S1），从90%的培养鱼体中分离到了T. maritimum。在10月采样（S2）中，从鱼体和水箱B的管道中分离到了T. maritimum，而从鱼体和水箱B、C、D的多个环境位点分离到了T. dicentrarchi。在12月采样（S3）中，T. dicentrarchi成为绝对优势种，从90%的受检鱼体溃疡以及水箱C和D的管道、出水口处被分离出来。研究还从环境样本中分离到了T. bernardetii和T. ovolyticum。基于七个看家基因串联序列的系统发育分析显示，S1分离的所有T. maritimum菌株在长达3894个核苷酸的序列上完全一致。S2分离的T. maritimum菌株形成了一个独立的分支，与S1菌株的相似度为98.84%。而T. dicentrarchi的分离株并未形成单一的克隆群，但存在一个主导菌株，该菌株在S2和S3期间从多个鱼体和水箱D中被重复分离，表明其可能在设施内持续存在。
4. Discussion
研究讨论部分对上述发现进行了深入阐释，并强调了其重要意义。研究首次在挪威提供了T. maritimum感染大西洋鲑并导致溃疡性疾病爆发的科学证据。9月的疾病爆发与较高的水温（约15°C）相吻合，这与T. maritimum作为嗜温菌（最适生长温度15-34°C）的特性一致。而随着水温从9月到12月逐渐下降（从15.1°C降至8.8°C），环境可能变得对T. maritimum不利，却更有利于耐低温的T. dicentrarchi，这在一定程度上解释了两种菌呈现相反时空动态的原因。全球变暖背景下挪威夏季海洋热浪的频繁发生，可能会助长T. maritimum的扩张，这对未来水产养殖疾病防控提出了新的预警。
研究另一个核心结论是，陆基养殖设施可能成为形成生物膜的病原菌的“庇护所”和再感染源。研究多次从设施的基础结构（管道、池壁、出水口）中分离到T. maritimum和T. dicentrarchi，证实了这些细菌在非生物表面的持久定植能力。正如其属名Tenacibaculum（源自拉丁文，意为“紧握的棍棒”）所暗示的，这类细菌具有很强的表面附着能力，能分泌胞外聚合物形成稳定的生物膜。这种特性使得它们在养殖设施清洗消毒后仍可能存留，并持续对鱼类健康构成威胁。
此外，研究还指出，尽管鱼只接种了疫苗，但溃疡性疾病的主要病原菌Moritella viscosa仍在超过一半的鱼中检测到，提示即使在疫苗接种成为常规操作后，该病原的监测仍不容忽视。同时，虽然T. finnmarkense是挪威鲑鱼冬季溃疡病的主要病原，但本研究并未分离到该菌，可能与该研究期间水温相对较暖有关。
5. Conclusion
总之，这项研究揭示了在挪威一个陆基大西洋鲑养殖设施中，两种重要的Tenacibaculum病原菌（T. maritimum和T. dicentrarchi）在2024年秋季至冬季呈现出截然相反的更替动态，并首次记录了T. maritimum在挪威感染大西洋鲑鱼。更重要的是，研究证实了这些生物膜形成菌能够在水箱、管道等设施表面持久存在，这突显了陆基封闭养殖系统在规避部分海上风险的同时，自身也面临着独特的生物安全挑战。随着挪威及全球水产养殖业向更大规模、更高可控性的陆基系统转型，本研究的结果强调了实施系统性病原监测、加强设施内部生物膜防控以及制定针对性生物安全管理策略的紧迫性和重要性，这对于保障养殖鱼类的健康、福利及产业的可持续发展至关重要。
