小龙虾真菌病害：黑鳃病(镰刀菌)

黑鳃病（black gill disease），由镰刀菌属（Fusarium L.k.ex Fr.1809）的真菌引起，又被称为镰刀菌病害（Fusarium disease）。镰刀菌属是半知菌中种类多、经济意义大、研究深入、系统的一类真菌，到目前为止，该属共记载了1 497个种、亚种、变种和专化型，一些是重要的动植物病原菌。

镰刀菌引起小龙虾和其他虾类的黑鳃病，是常见真菌病害。淡水甲壳动物病害的研究始于1900年[1]；当时报道了侵染甲壳动物的3种真菌，分别是近缘螯小龙虾（Cambarus affinis）上的螯虾钙皮菌（Didymaria cambari），高贵小龙虾（Astacus astacus）上的螯虾柱隔孢菌（Ramularia astaci）和淡水河蟹（Eriocheir sinensis）上的绒螯蟹隔圆筒菌（Septocylindrium eriocheir）[1]，同时有研究者认为，黑鳃病也可能是由烟草苷菌（Plectosporium tabacinum）所致[2-4]。目前看来，早期报道的这3种真菌都不是小龙虾病害的主要病原菌，而且在我国的小龙虾上未见报道。

镰刀菌属是1809年由Link从锦葵科（Malvaceae）植物上发现第一株镰刀菌，命名为粉红镰刀菌（Fusarium roseum Link），并以该种为基础上建立起来的模式种[5-6]，现在有63个异名；一些种、变种和转化型（或类型），以及突变型生理小种是导致小龙虾生病、死亡的主要原因，甚至摧毁某一地区的小龙虾养殖产业，在经济上具有重要意义。

植物病害的研究远早于小龙虾病害，故引起虾类黑鳃病的镰刀菌种类，前期都在植物病害领域有较系统的研究。虽然小龙虾的生存环境与植物不同，同一种镰刀菌既能引起小龙虾病害，也能引起植物病害，可能是镰刀菌菌株的生物多样性所决定，或是由于基因突变产生了新的菌株，其生物学特性改变所致；同时也证明镰刀菌菌株具有广泛的适应性，从这种角度去理解，同一种镰刀菌具有水陆两栖的特性是一种自然现象，引起小龙虾病害也属于正常。作者的实验室研究证明，除了已报道的5种镰刀菌外，在小龙虾黑鳃病上也分离到了2种未报道过的镰刀菌，均已做了DNA测序、形态学描述和显微镜拍照，将陆续报道。

1 分布

螯虾科（Cambaridae）的种类主要分布在北美中东部和东南亚[7]，也代表了小龙虾黑鳃病的分布区域；我国是小龙虾及其他虾类的主要分布区之一，黑鳃病的发生较为普遍。

2 症状

小龙虾被侵染后，鳃先由微红色变为淡褐色-褐色，而后逐渐变成黑色，产生黑色病斑，鳃内外布满菌丝，引起鳃部萎缩，局部腐烂，分泌黏液，功能逐渐退化，延迟蜕皮。

病虾常浮出水面或依附水草露出水外，行动缓慢呆滞，伏在岸边不动，最后因呼吸困难而死。或因蜕壳受阻，导致死亡。在组织学上，黑色物质存在于菌丝中，被无色血细胞围住。

3 镰刀菌病原种类及形态描述

镰刀菌属的有性世代隶属于子囊菌亚门、肉座菌科（Hypocreaceae）的赤霉属（Gibberella Sacc.1877）、丛赤壳属（Nectria(Fr.)Fr.1849）、丽赤壳属（Calonectria De Not.1867）和小赤壳属（Micronectriella Höhn.1906）等。无性世代属于半知菌类（Imperfecti fungi）、丝孢纲（Hyphomycetes）、从梗孢目（Moniliales）、瘤座孢科（Tuberculariaceae）、镰刀菌属（Fusarium Link ex Fr.1809）。人工培养很较少产生子囊壳，但能产生大分生孢子、小分生孢子和厚垣孢子；一般情况下，小分生孢子多，大分生孢子少，但在自然条件下的分生孢子座上产生的全部为大分生孢子。

引起小龙虾及其他虾类黑鳃病的镰刀菌有：茄镰刀菌、尖孢镰刀菌、肉红色镰刀菌、烟镰刀菌（F.tabacinum）、串珠镰刀菌（F.moniliforme）5种，其中分布最广的是茄镰刀菌和尖孢镰刀菌，分别简述3种镰刀菌形态特征。

3.1 茄镰刀菌［Fusarium solani(Mart.)Sacc 1881］[8-16]

MycoBank number:190352。

该种下面有16个变种，31个转化型。

在自然界，子座蓝色，革质，菌核状；分生孢子生于分生孢子座的分生孢子梗上，或在含有胶质的分生孢子团中，呈乳白色至土黄色。大分生孢子弯曲或稍弯曲，纺锤形，基部具有足细胞，3～5个分隔，3 个分隔的分生孢子大小为（19～50）μm×（3.5～7.0）μm，5个分隔的分生孢子大小为（32～68）μm×（6～10）μm，表面平滑或有小瘤突[9]。

3.2 尖孢镰刀菌（F.oxysporum Schltdl.1824）[19]

MycoBank number:218372。

该种以下有2个亚种，26个变种，123个转化型，51个类型。

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在PDA平叛上培养，菌落呈絮状，菌丝白色质密；菌落粉白色，浅粉色至肉色，略带有紫色，由于大量孢子生成而表面呈粉质；菌落高3～5mm。

在自然条件下或人工培养上可产生小分生孢子、大分生孢子和厚垣孢子三种类型的孢子。小分生孢子着生于单生瓶梗上，常在瓶梗顶端聚成球团，1-2个细胞，无色，卵圆形、肾脏形，大小（4～7）μm×（2.5～4.0）μm。大分生孢子无色，多数为3个隔膜，少数为4个隔膜，极少数为5个隔膜；3隔膜的为（22～40）μm×（4.0～5.0）μm，多数为（30～33）μm×（2.6～4.3）μm，4 隔膜为（32～43）μm×（3.6～4.7）μm，镰刀形，或略弯曲，两端细胞稍尖，大小（19.6～39.4）μm×（3.5～5.0）μm，基部有足细胞，或近似于足细胞[18]。厚垣孢子1-2个细胞，淡黄色，近球形，表面光滑，壁厚，间生或顶生，单生或串生，对不良环境抵抗力强。

尖孢镰刀菌与茄镰刀菌有密切关系，它们都能引起黑鳃病，致小龙虾死亡，但二者的分生孢子结构和分生孢子有明显差异。茄镰刀菌的小分生孢子产生于细长的分生孢子梗顶端的液滴中，常常与大分生孢子混生；而尖孢镰刀菌常在瓶梗顶端聚成球团状，在马铃薯蔗糖琼脂培养基中，易产生大分生孢子，直径大于或等于4 μm[17]。

3.3 肉红色镰刀菌［F.incarnatum(Roberge)Saccardo 1848］[16]

MycoBank number:231142

在PDA培养基上菌落有密气生菌丝，在25℃下，平均日生长速度为3.6～4.9 mm。菌落边缘整齐，在高温下有时有波纹。菌落白色到橙红色；在PDA上的气生菌丝白色，多、浓密、绒毛状，部分簇生，在老得培养基上有点粉状。菌丝直径1.8～5.8 μm，无厚垣孢子；气生分生孢子梗多分枝，不规则或垂直，在顶端着生多芽殖型产孢细胞。气生分生孢子芽殖型，大直，纺锤形，有时稍弯曲，两端尖，顶端平截或有楔形基底，有（1-）3-5（-7）分隔，大多数 3-5 个分隔，在黑暗条件下，产生3个分隔，4个细胞的分生孢子，大小为 20-（28.7±3.2）-37.5×3-（4.0±0.35）-5μm；5 个分隔的分生孢子，大小为 27.5-（36.2±4.2）-50×3.5-（4.5±0.29）-5μm。分生孢子座上的分生孢子梗多分枝，常常不明显，其上着生单瓶梗，产生3-5（-7）个分隔，大多数3个分隔，弯曲，背腹型，轻度弯曲，有时为镰刀型分生孢子，具有1个尖锐的顶端细胞和一个足状基细胞，在黑暗条件下下产生具分隔的分生孢子，大小为 25-（33.5±3.1）-42.5×2.5-（3.1±0.30）-4.5μm，5 个分隔的分生孢子，35-（42.3±3.5）-50 × 2.5-（3.5±0.35）-4.5μm[16]。

4 镰刀菌的寄主

镰刀菌（Fusarium spp.）侵染的虾类有：小龙虾、土耳其小龙虾（Astacus leptodactylus）[3]、西墨兰丝螯虾（Procambarus simulans simulans）[1-3,14,19-20]、近缘螯小龙虾（Cambarus affinis）和叉肢螯虾（Orconectes limosus）[19]、澳大利亚白色螯虾（Cherax destructor albidus）和佛罗里达蓝螯虾（C.tenuimanus）[21]、美国的美洲螯龙虾（Homarus americanus）[22]、龙虾[22]、对虾和其他虾（shrimp）[10,16,23-24]。

尖孢镰刀菌和茄镰刀菌都能引起土耳其小龙虾 （Astacus leptodactylus）[20]，日本对虾（Penaeus japonicas）[8,10-11,16]和虾[26-27]，白爪小龙虾（Austropotamobius pallipes）的黑鳃病[1]。茄镰刀菌为害信号小龙虾（Pacifastacus leniusculus）[12]；烟镰刀菌为害白爪小龙虾[1,20]。在越南，肉红色镰刀菌为害斑节对虾（Penaeus monodon）[16]。茄镰刀菌和串珠镰刀菌引起日本对虾（Penaeus japonicas）病害[8,15]。

5 镰刀菌对小龙虾的致病机理

镰刀菌毒素是镰刀菌属真菌产生的多种次生代谢产物的总称，在自然界中分布广泛。镰刀菌是一类能够分泌T-2毒素的真菌。按其化学结构和毒性镰刀菌毒素可以分为单端孢霉烯族化合物，玉米赤霉烯酮，丁烯酸内酯和串珠镰刀菌素四大类。单端孢霉素类化合物要在温度超过200℃才能被破坏，所以经过加工后的饲料中，仍存在单端孢霉素。

茄镰刀菌产生的外毒素是与侵染有关的一种病理学现象[12]，包括血细胞过滤和真菌菌丝产生的黑色素，可致死小龙虾[14]。Chinain&Vey（1988b）[13]发现引起小龙虾病害的茄镰刀菌菌株中间存在显著差异，致病能力不同，可能与产生毒素数量有关。

尖孢镰刀菌的侵染能大幅减少大分子毒素的数量，已在节肢动物的不同病原真菌中进行了报道，如白僵菌（Beauveria bassiana）[28]，绿僵菌（Metarhizium anisopliae）[29]，以及茄镰刀菌的侵染。尖孢镰刀菌毒素能影响渗透压调节[17]。

6 镰刀菌与变形藻丝囊霉引起小龙虾病害的区别

虽然镰刀菌（Fusarium spp.）和变形藻丝囊霉（Aphanomyces astaci）都生长在小龙虾的角质层中，但镰刀菌会产生黑色素，而变形藻丝囊霉却不能产生黑色素，这是区别二者的主要依据。一种有趣现象是：这2种菌目前的分类地位完全不同，分别属于真菌和卵菌，而它们的生长特性和寄生方式却非常相似，这就是菌类生物多样性的充分体现，它们对小龙虾的致病性有差异，变形藻丝囊霉致死率为100%[30]，而镰刀菌属于慢性侵染（chronic infections），引起小龙虾的迅速死亡常常是由于次生因素所致[1]。死亡是由于生理紊乱造成干扰脱皮，真菌产生的外毒素和干扰血淋巴的渗透压，钠离子和氯离子浓度而致死[3,14]。

7 发病条件

由于水质恶化污染，导致小龙虾鳃受真菌感染变为黑色，引起鳃萎缩和局部霉烂。

池塘底质污染严重，池水中有机碎屑较多，这些碎屑随着呼吸附于鳃丝，也会使鳃呈黑色，影响呼吸。

虾体长期缺乏维生素，影响正常生理活动，也会导致小龙虾体质变弱，鳃丝发黑，严重时可引起小龙虾的大量死亡。

不良的池塘水体，镰刀菌会大量繁殖，形成孢子散落于池水中，黏附在虾体上萌发成新的菌丝。

发病特点是10 g以上的小龙虾易受感染，6—7月是流行高峰期。

8 防控措施

放养前彻底用生石灰5～6 kg/667 m2消毒，连续1～2次，经常加注新水保持水质清新。

对病虾进行消毒，把患病虾放在3%～5%的食盐水中浸洗2～3次，每次3～5 min。

用二氧化氯、二溴海因、聚维酮碘、高锰酸钾、漂白粉等对水体消毒，用0.1～0.3 mg/L的浓度全池泼洒，使用浓度视水体污染程度而定。

在缺乏维生素C时应在饲料中添加维生素C，或投喂富含维生素C的饲料。