太平洋白足エビPenaeus vannameiの養殖における白糞病発生に関連する細菌群集の構造と共発生パターン

Structure and co-occurrence patterns of bacterial communities associated with white faeces disease outbreaks in Pacific white-leg shrimp Penaeus vannamei aquaculture.

• Yustian Rovi Alfiansah
• Sonja Peters
• Jens Harder
• Christiane Hassenrück
• Astrid Gärdes

抄録

細菌性疾患がエビ養殖における生産障害の原因となっている。白糞病（WFD）発生の原因となる環境条件と細菌群集の動態を明らかにするために、16S rRNA遺伝子配列解析と病原性腸炎ビブリオの膜貫通制御タンパク質（toxR）、熱可溶性ヘモリシン（tlh）、熱可溶性直接ヘモリシン遺伝子のqPCRを用いて、水質を分析し、健康なエビの腸内と糞便中の細菌群集を比較した。WFDはpHが7.71〜7.84に低下したときに発生し，アルテロモナス，シュードアルテロモナス，ビブリオが水生細菌群集を支配していた．疾患の重症度は、エビの糞便中のアルテロモナス、フォトバクテリウム、シュードアルテロモナス、ビブリオの割合の増加とさらに相関していた。これらの日和見病原性細菌は、病気発生の初期段階と進行段階のサンプルにおいて、それぞれ60％と80％の配列を構成しており、高度な共起性を示した。さらに，toxRとtlhは発病時にのみ水中から検出された．特に，pHを8に調整した場合には，水中の細菌群集の回復力が高まった．その後、WFDは死亡事象を起こすことなく停止した。結論として、pHはWFDの発生リスクの信頼できる指標であった。水と腸内細菌の溶存酸素と組成はまた、WFDイベントのより良い予防のための指標として機能する可能性があります。

Bacterial diseases cause production failures in shrimp aquacultures. To understand environmental conditions and bacterial community dynamics contributing to white faeces disease (WFD) events, we analysed water quality and compared bacterial communities in water as well as in intestines and faeces of healthy and diseased shrimps, respectively, via 16S rRNA gene sequencing and qPCR of transmembrane regulatory protein (toxR), thermolabile haemolysin (tlh), and thermostable direct haemolysin genes of pathogenic Vibrio parahaemolyticus as a proxy for virulence. WFD occurred when pH decreased to 7.71-7.84, and Alteromonas, Pseudoalteromonas and Vibrio dominated the aquatic bacterial communities. The disease severity further correlated with increased proportions of Alteromonas, Photobacterium, Pseudoalteromonas and Vibrio in shrimp faeces. These opportunistic pathogenic bacteria constituted up to 60% and 80% of the sequences in samples from the early and advances stages of the disease outbreak, respectively, and exhibited a high degree of co-occurrence. Furthermore, toxR and tlh were detected in water at the disease event only. Notably, bacterial community resilience in water occurred when pH was adjusted to 8. Then WFD ceased without a mortality event. In conclusion, pH was a reliable indicator of the WFD outbreak risk. Dissolved oxygen and compositions of water and intestinal bacteria may also serve as indicators for better prevention of WFD events.