对抗虾白斑,又出新利器据说,效果前所未

茴香醛是小茴香(Cuminumcyminum)的主要活性成分,在多个研究领域表现出抗菌和抗病毒活性。

用于提取茴香醛的茴香籽

在这项研究中,科学家评估了茴香醛对白斑病毒(WSSV)、虾存活率和病毒传播的影响。

一、白斑病对于虾的影响

白斑病是一种虾类传染性病毒性疾病,可在3-10天内导致虾局部死亡,因此被世界动物卫生组织(WOAH)列为应通报病原体。同时,化学品和药品的过度使用,不仅造成对虾产生抗药性,而且造成环境污染,严重威胁人类健康和对虾产业的可持续发展。针对这些问题,开发预防和治疗白斑的新治疗剂刻不容缓。

由于原料丰富、天然安全无毒等优点,草药已成为开发养殖对虾治疗剂的热门选择。研究表明,香豆素(Shanetal.,)等草药在防治白斑方面表现出显着的活性。草药中的有效单体化合物是一种高纯度的物质,具有明确的化学成分和作用机制(Jiangetal.,)。

例如,青蒿素、大黄素、小檗碱、芦荟大黄素等,对提高水产动物的免疫力和抗氧化性能具有重要作用,并具有预防疾病的潜力。

白斑病会导致出现微小的白斑。

茴香醛是小茴香(Cuminumcyminum)的主要活性成分,在多个研究领域表现出抗菌和抗病毒活性。更重要的是,与之前报道的芍药苷和七叶苷相比,茴香醛的分子结构更简单,适合作为抗病毒药物开发的关键化合物。本实验使用长度为0.43±0.09(cm)、体重为4.1±0.2(mg)的虾苗。实验前建立了一系列WSSV浓度(1.6×;1.6×;1.6×;1.6×;1.6×和1.6×拷贝/μL)。

本研究中使用的白斑病毒的终浓度为1.6×拷贝/μL。将感染WSSV的虾组织匀浆,并提取DNA用于qPCR以计算病毒拷贝数。评价标准包括:茴香醛的毒性、茴香醛对虾的抗WSSV活性、茴香醛对WSSV复制的影响、茴香醛对WSSV水平传播的影响、DNA提取和分析、WSSV基因组拷贝数分析。

二、茴香醛对虾的毒性

茴香醛对虾的毒性结果如图1所示。茴香醛浓度低于40μmol/L时对虾无毒,虾的成活率为%。当茴香醛浓度高于40μmol/L时,其毒性随剂量的增加而增加。特别是茴香醛浓度达到μmol/L时具有剧毒,24小时后虾全部死亡。当茴香醛浓度为μmol/L时,48小时后全部虾死亡。结果表明,本实茴香醛的安全浓度为40μmol/L,对虾无毒害作用,可用于后续实验。

图1:0~μmol/L茴香醛72小时对虾苗的毒性

三、茴香醛对抗WSSV的活性

对茴香醛的活性如图2所示。不同浓度的茴香醛均可降低WSSV感染虾的死亡率,茴香醛达到40μmol/L时,72天后病虾的存活率提高了60%(图2A)。与不同浓度茴香醛同时孵育72小时后检测WSSV基因组拷贝数。结果发现,随着对茴香醛浓度的增加,WSSV基因组拷贝数逐渐降低,当浓度为40μmol/L时达到最低水平。在此浓度下,WSSV复制在虾体内受到显着抑制,抑制率为89%(图2B)。结果表明,水中浓度为40μmol/L的茴香醛具有最佳的抗WSSV活性。

图2:茴香醛抗WSSV的活性

用茴香醛孵育3、6和12小时,然后WSSV感染24小时后,虾苗的存活率没有显着差异(图3B)。用茴香醛孵育6小时和12小时的虾,在攻击后48小时表现出较高的存活率,高于预孵育0小时的虾。感染WSSV72小时后,虾的存活率与孵化前的时间呈正相关。预孵化时间为0小时时,虾的成活率为0%,预孵化时间为12小时时,成活率最高,为44%。图3C中的数据显示了用茴香醛预孵育,并用WSSV攻击72小时虾的WSSV基因组拷贝数。结果表明,预孵化不同时间后茴香醛可显着抑制虾体内WSSV的复制,抑制率分别为34%、45%和34%。

图3:茴香醛预孵育虾对WSSV感染的影响

(A)工艺流程图。(B)曲线显示在对茴香醛浓度高达40μmol/L的预孵化处理中分析的WSSV感染虾的存活率。(C)在茴香醛中测试的虾苗中WSSV基因组拷贝数的定量,将虾苗预孵育3、6和12小时,然后进行WSSV感染。

四、茴香醛预孵育WSSV对病毒复制的影响

图4B所示结果表明,WSSV与茴香醛预孵育不同时间,并攻击24小时,对虾的存活没有显着影响。然而,当WSSV与茴香醛预孵育2小时,然后分别攻击48小时和72小时时,虾的存活率显着提高(图4B)。WSSV基因组拷贝数分析表明,茴香醛与WSSV预孵育0.5小时对WSSV在虾体内的复制没有显着影响。当茴香醛与WSSV预孵育1小时和2小时,WSSV在虾体内的复制受到显着抑制,抑制率分别为36%和32%(图4)。这些结果表明茴香醛可能对WSSV病毒颗粒具有潜在作用,可抑制WSSV在虾中的复制。

图4:茴香醛预孵育的WSSV对病毒复制的影响。

(A)工艺流程图。(B)在40μmol/L茴香醛中预孵育0.5、1和2小时后分析的WSSV感染虾的存活曲线。(C)在茴香醛WSSV预孵育0.5、1和2小时,然后感染虾苗中WSSV基因组拷贝数的定量。

五、对虾中茴香醛对WSSV复制的影响

无茴香醛处理对病虾存活率和WSSV复制的影响(如图5B和C)所示,72小时后,未用茴香醛处理的病虾存活率为0%,而使用茴香醛保持在50%以上。值得注意的是,用茴香醛处理的病虾直到小时才死亡(图5B)。对病虾的WSSV基因组拷贝数分析表明,茴香醛处理后24、48和72小时WSSV复制受到显着抑制,抑制率分别为43%、62%和60%(图2,5C)。

茴香醛交换处理对病虾存活率和WSSV复制的影响(如图5D和E所示)。茴香醛交换处理提高了病虾的存活率,小时后存活率仍保持在17%。有趣的是,持续换水含有DMSO也提高了病虾的存活率,72小时后达到33%,直到96小时才死亡。WSSV基因组拷贝数分析表明,茴香醛处理24、48、72和96小时可显着抑制病虾WSSV复制,抑制率分别为36%、59%、65%和56%。更有趣的是,连续换水也抑制了病虾中WSSV的复制(图5C和E)。

六、茴香醛对病毒水平传播的抑制作用

茴香醛对WSSV水平传播的影响如图5所示。结果表明,在水中添加茴香醛可以有效抑制WSSV在虾体内的复制。随着一般孵育时间的延长,茴香醛对虾中WSSV复制的抑制分别为30%、37%和23%(图5B)。结果表明茴香醛在阻止WSSV水平传播方面发挥着重要作用。

图5:茴香醛抑制WSSV水平传播

(A)工艺流程图。(B)每24小时测试一次的虾苗WSSV基因组拷贝数。

综上所述,茴香醛能够显着抑制WSSV的复制,提高对虾的成活率。用茴香醛预处理虾和WSSV可以有效降低虾体内WSSV基因组复制水平。水平传播实验进一步证明了茴香醛在预防和治疗WSSV方面的潜力。因此,茴香醛具有在对虾养殖中广泛应用的潜力。




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