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解读螺原体

  • 2022-04-13 21:35:45 来源:科普中国网

提起支原体,大家比较熟悉。它是儿科诊所医生们经常挂在嘴边的病原菌之一,诸如引发儿童肺炎的病原菌就是一种支原体。

然而,提及本文的主角——螺原体,人们的反应则略显淡陌。实际上,螺原体也是支原体大家族中的一员,它们属于支原体目下的螺原体科和螺原体属。

螺原体的不少特征同其他支原体相近,比如,它们都是无细胞壁的原核微生物,是可以在培养基上生长和繁殖的个体最小微生物,形态多变等。

那么,螺原体个头有多大呢?

其实,它比一般细菌小,比衣原体也小,就比病毒大一丁点儿,只有头发丝儿的1/350左右。由于通常情况下它们形态呈螺旋形(如下图所示),在液体培养基中具备运动螺旋性,故而得名螺原体。

图:于汉寿等人拍摄的螺原体透射电子显微镜照片(放大6000倍)

螺原体形态不固定,视不同条件而异,即便是同一种类的螺原体,也变化多端。

通常,细胞外的螺原体呈螺旋状,而细胞内的螺原体除螺旋状外,还可呈卵圆状或烧瓶状。此外,还有管状和圆瓶状等。

大多数螺原体通过分裂和出芽(下图)两种方式繁殖,遗传特征全部由其基因组决定。

图:潘晓艺等人拍摄的螺原体出芽形态

螺原体的基因组大小通常在760-2220千碱基对,基因组GC含量比较低,约为24%-31%。

有些螺原体还携带有质粒,有些则会因病毒侵染而裂解、死亡。

螺原体的名号最早是由美国知名植物病理学家罗伯特·戴维斯在1972年提出的,并在之后的第二年建立起了螺原体属分类单元。

螺原体常以互生、共生和致病三种形式与宿主作用,主要在甲壳动物、蜘蛛、昆虫,以及一些植物中有发现。

在节肢动物中,螺原体大多以肠道定居、寄生和胞内外共生的形式存活,而在植物中,则多发现于花、表皮和韧皮部中。

作为节肢动物肠道微生物的组分之一,部分螺原体因其数量少、含量低,达不到侵染肠道细胞的起始量,而呈非致病性。

但是,另外一些螺原体却能在肠道中大肆繁殖,引发感染。

螺原体又是如何进行传播的呢?

以节肢动物为例,它们是通过粪便和表面接触进行螺原体传播的。比如,摄食植物韧皮部的昆虫(主要是叶蝉),在进食过程中可通过唾液向植物传播螺原体。

当然,也有一些节肢动物是通过垂直传播将螺原体传给子代个体的,即父母传给子女。

螺原体会像支原体一样具有致病性吗?

答案是肯定的,但不是说所有的螺原体都呈致病性。常见的致病性螺原体多会引发一些植物、甲壳动物和昆虫生病。

诸如蜜蜂的“爬蜂病”和螃蟹的“颤抖病”等就是由螺原体引发的,而这些疾病所造成的损失都是十分严重的。

国内最早对螺原体的研究和报道可追溯到20世纪80年代末,当时南京农业大学陈永萱教授首次在蜜蜂“爬蜂病”中发现和证实了病原体螺原体的存在,并完成了分离。

说完了蜜蜂,再来看看横行天下的“无肠公子”。一提起螃蟹,很多爱好美食的人们便会垂涎三尺。但谁曾料想小小的螺原体会和这一美味过不去,引发其“颤抖病”。

20世纪末,在我国发生了大面积的河蟹(中华绒螯蟹)“颤抖病”。后经科学家们研究,明确其罪魁祸首为“蟹螺原体”。

图:感染螺原体的河蟹

由于这种螺原体能够侵染蟹的肌肉和神经系统,并在其中进行繁殖,致使蟹神经和肌肉连接系统受损,引发痉挛,进而出现颤抖症状。

随着研究的延续,科学家和水产工作者们在青虾、罗氏沼虾(下图)、克氏原螯虾(小龙虾),以及南美白对虾等水生甲壳类动物中也发现了类似螺原体。

它们各不相同,属于不同的分类单元(种或是血清型)。

图:细菌和螺原体共感染的罗氏沼虾组织超薄切片

(箭头所指圆形物为螺原体,△标注为细菌)

诚然,一些螺原体可导致动植物发病,但大多数螺原体与动植物的关系还是较为友好的互生或共生关系,而对美食爱好者来说,吃烹制充分的食材,才是最安全,也是最应提倡的。

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标签: 罪魁祸首 中华绒螯蟹

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