陳 杰,魏 勇,王晨豫,曹夢園,解津剛,齊亞銀*
1 石河子大學動物科技學院,新疆石河子 832000
2 新疆天澳牧業(yè)有限公司,新疆奎屯 833200
關(guān)鍵字:乳房炎;大腸桿菌;分離鑒定;藥敏試驗
奶牛乳房炎是奶牛乳腺發(fā)生的一種炎癥反應,是由病原微生物感染、環(huán)境因素、飼養(yǎng)管理因素、奶牛自身及遺傳因素等綜合因素作用引起的一種疾病,也是奶牛場最常見的疾病之一[1,2],對奶牛場危害極大。奶牛乳房炎致病菌以金黃色葡萄球菌、鏈球菌和大腸桿菌為主,由這三種病原菌引起的乳房炎發(fā)病率在90%以上[3]。根據(jù)炎癥的嚴重程度,奶牛乳房炎大體上可以分為臨床型乳房炎和隱性乳房炎。臨床型乳房炎,在視覺上可見明顯的受感染表征,如乳汁的異常,包括顏色改變,存在凝塊或呈片狀;乳腺發(fā)生異常,包括乳腺表面組織顏色改變,呈現(xiàn)腫脹形態(tài);奶牛狀態(tài)的異常,包括體溫、食欲及飲水量[4]。而隱性乳房炎,雖然在臨床體征上沒有明顯的變化,很難及時診斷,但對奶牛的奶產(chǎn)量和乳質(zhì)量均帶來了嚴重的影響[5]。在一個牛群中,隱性乳房炎的發(fā)病率約為90%[6]。
本研究從新疆地區(qū)3 個規(guī)模化奶牛場中采集乳房炎奶牛的生鮮乳,通過分離鑒定樣品中的致病菌,對其進行藥敏試驗,為新疆地區(qū)奶牛乳房炎致病菌流行情況提供參考,同時為新疆地區(qū)奶牛乳房炎的臨床治療和預防提供合理的用藥指導。
LB肉湯培養(yǎng)基(上海生工生物工程股份有限公司),麥康凱瓊脂培養(yǎng)基、伊紅美蘭瓊脂培養(yǎng)基、革蘭氏染色液(珠海貝索生物技術(shù)有限公司),2×Taq Plus Master mix Ⅱ(南京諾唯贊生物科技股份有限公司),DNA Marker Ⅰ、2K DNA Marker(北京全式金生物技術(shù)有限公司),SuperRed核酸染液(合肥蘭杰柯科技有限公司),細菌基因組DNA提取試劑盒(北京天根生化科技有限公司),引物(北京睿博興科生物技術(shù)有限公司),藥敏試紙(杭州濱和微生物試劑有限公司)。
光學顯微鏡(Olympus公司),高壓滅菌器(Hirayama公司),電子天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司),旋渦混合器(Scientific Industries公司),電子分析天平(賽多利斯科學儀器有限公司),恒溫培養(yǎng)箱(北京市永光明醫(yī)療儀器廠),超凈工作臺(上海鴻都電子科技有限公司),離心機(Sigma公司),隔水式恒溫培養(yǎng)箱、電熱恒溫水浴鍋(北京市永光明醫(yī)療儀器廠)、全自動振蕩培養(yǎng)箱(上海智城分析儀器制造有限公司),PCR擴增儀(Techne公司),電泳儀(北京市六一儀器廠),凝膠成像儀(Biorad公司),微量移液器及大容量移液槍(英國Bibby科技有限公司),牛博士Ⅲ型體細胞檢測儀器[華誠睿光(中國)生物科技有限公司]。
2021年8—9月,在新疆地區(qū)選擇存欄1 100~1 400頭的3 個規(guī)模化奶牛場,并根據(jù)奶牛的DHI數(shù)據(jù),篩選出體細胞數(shù)≥500 萬個/mL的臨床型乳房炎奶牛進行奶樣采集(所選牛只均未投喂含有抗生素的飼草料,并且未經(jīng)過獸醫(yī)治療);再使用牛博士體細胞檢測儀,對臨床型乳房炎奶樣進行二次確診。其中A牧場、B牧場、C牧場符合條件的奶樣分別為79 份、81 份和83 份,總共243份。
將奶樣充分渦旋振蕩均勻,移取50 μL,轉(zhuǎn)種于800 μL的LB肉湯培養(yǎng)基內(nèi),在37 ℃,180 r/min條件的振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)18~24 h后,劃線接種于麥康凱瓊脂培養(yǎng)基上,在37 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)18~24 h后,挑取玫紅色單個菌落轉(zhuǎn)種于LB肉湯培養(yǎng)基中,振蕩培養(yǎng)18~24 h后,將增菌液再次在伊紅美蘭瓊脂培養(yǎng)基上劃線接種,在37 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)18~24 h后,挑取紫黑色帶金屬光澤的單菌落進行涂片,革蘭氏染色,顯微鏡下鏡檢,將呈中等大小的革蘭氏陰性桿菌的單菌落再次轉(zhuǎn)種于LB肉湯培養(yǎng)基,振蕩培養(yǎng)18~24 h。
使用接種環(huán)分別將純化后的菌液均勻涂抹在載玻片中央,將載玻片置于酒精燈外焰3~5 cm處固定,經(jīng)革蘭氏染色法染色后,在100 倍油鏡下觀察菌株形態(tài)。
依照DNA提取試劑盒操作步驟提取分離細菌的DNA,并對提取的細菌DNA進行PCR擴增,引物合成參考相關(guān)文獻[7],引物序列及條件見表1,反應體系為25 μL:2×Taq Plus Master mix Ⅱ12.5 μL,雙蒸水8.5 μL,上下游引物各1 μL,細菌DNA模板2 μL。反應程序為:大腸桿菌:94 ℃預變性5 min,94 ℃變性40 s,59 ℃退火30 s,72 ℃延伸1 min,35 個循環(huán);72 ℃終延伸10 min,4 ℃保存。擴增PCR產(chǎn)物片段小于700 bp的使用2%的瓊脂糖凝膠進行電泳,電泳條件為1×TAE電泳液,120 V,90 mA,40 min。用凝膠成像儀對電泳后的瓊脂糖凝膠進行分析。
表1 PCR擴增條件及引物序列
主要藥敏試紙選擇為:頭孢噻肟、青霉素、萬古霉素、鏈霉素、慶大霉素、諾氟沙星、丁胺卡那霉素、氨芐西林、四環(huán)素、阿莫西林、環(huán)丙沙星等。將分離純化后的大腸桿菌,接種于LB肉湯培養(yǎng)基中,置于恒溫搖床內(nèi)增菌培養(yǎng)24 h后,用生理鹽水將菌液濃度調(diào)節(jié)至(1~2)×10 CFU/mL。按照紙片法的操作,吸取適量菌液涂布在瓊脂平板上,取出不同藥敏紙片,貼于瓊脂表面,不同藥敏紙片的間距≥24 mm。將平板置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h后,測量瓊脂上的抑菌環(huán)直徑。評判結(jié)果參照美國臨床實驗室國家標準化管理委員會標準(CLSI2008)。
純化后的菌液劃線于麥康凱瓊脂培養(yǎng)基上的形態(tài)為玫紅色、邊緣光滑、濕潤的菌落;伊紅美蘭瓊脂培養(yǎng)基上的形態(tài)為紫黑色帶金屬光澤的菌落;經(jīng)革蘭氏染色后,在顯微鏡下呈現(xiàn)中等大小的革蘭氏陰性桿菌(圖1)。
圖1 大腸桿菌的菌落特征和形態(tài)結(jié)構(gòu)
擴增產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳,產(chǎn)物大小與預期一致,為264 bp(圖2);3 個規(guī)?;膛鏊杉?43 份奶樣經(jīng)PCR鑒定為大腸桿菌的共有187 株,其中A場66 株、B場62 株、C場59 株。
圖2 部分大腸桿菌PCR結(jié)果
由表3可知,大腸桿菌對頭孢噻肟、鏈霉素、慶大霉素、丁胺卡那霉素、環(huán)丙沙星高度敏感。
表3 不同藥物對大腸桿菌的平均抑菌直徑
奶牛乳房炎的發(fā)生可對奶牛產(chǎn)奶量和乳品質(zhì)造成嚴重影響[8]。大腸桿菌被認為是引起國內(nèi)奶牛乳房炎的第二大病原菌,僅次于金黃色葡萄球菌[9]。大腸桿菌廣泛存在于自然環(huán)境中,如圈舍的墊料、奶牛的糞便等[10]。由于奶牛場管理不善,圈舍環(huán)境不良而導致的大腸桿菌性奶牛乳房炎的發(fā)病率相對較高,多發(fā)于泌乳高峰期和高產(chǎn)奶牛,并且發(fā)病無明顯的季節(jié)性[11],常呈現(xiàn)急性經(jīng)過[12]。當奶牛場出現(xiàn)乳房炎時,會造成一系列負面效應,如牛奶品質(zhì)下降、奶牛淘汰率升高、治療用藥成本增加、牛奶中藥物殘留增多等,極大地降低了奶牛場的經(jīng)濟效益[13]。研究表明,控制大腸桿菌性乳房炎,可有效提高奶牛產(chǎn)奶量[14]。因此對奶牛乳房炎的主要致病菌進行分離鑒定,提供合理的預防、治療方案相當重要。