不同消毒剂对鸡舍细菌气溶胶多样性的影响

为了更好地了解不同消毒剂对肉鸡鸡舍内微生物种类和数量的影响，使用了臭氧、有效氯、季铵盐、戊二醛和混合消毒剂等5种不同类型的消毒剂。采用高通量测序和空气采样相结合的方法对肉鸡房舍微生物群落进行分析。结果表明:与未使用消毒剂的鸡舍相比，使用不同消毒剂后空鸡舍空气中需氧菌浓度显著或极显著降低(P < 0.05或P < 0.01)，消毒后空气中可吸入需氧菌颗粒数显著降低。5种消毒剂中，混合消毒剂对总菌群的消毒效果很好(P < 0.05)。高通量测序共获得508143条高质量序列，鉴定出1995个操作分类单元。共鉴定42门312属。使用不同消毒剂后，肉鸡房内空气微生物群落结构存在差异。在使用混合消毒剂处理的房屋中，含有条件致病菌(如志贺杆菌、芽孢杆菌和假单胞菌)的微生物群落的丰度很低，与未使用消毒剂的房屋相比显著减少。alpha多样性指数显示，混合消毒剂处理的室内微生物群落多样性较低。与其他四种消毒剂相比，混合消毒剂处理过的房屋空气样品中仅检出少量细菌;具体地说，只发现了四个门(变形菌门、拟杆菌门、放线菌门和厚壁菌门)。混合消毒剂对4个菌门均有良好的消毒效果;然而，它并没有完全消除它们。在属水平上，混合消毒剂处理的房屋中未检出芽孢杆菌、沙尘单胞菌和Shinella，而其他消毒剂处理的房屋中均检出。高通量测序结果表明，多种消毒剂组合使用具有良好的消毒效果，可用于肉鸡鸡舍空气的消毒。这些结果将有助于指导制定合理的肉鸡鸡舍消毒方案。

未经处理和用消毒剂处理过的空气中细菌总数(n = 9)。

A:不消毒;B:臭氧;C:有效氯;D:季铵盐;艾凡:戊二醛;F:混合消毒剂。

介绍

近年来，随着畜牧业和水产养殖集约化程度的不断提高，圈养动物的密度有所增加。此外，动物传染病的传播正在加速，出现了各种动物流行病(Wu et al.， 2012;Mellata, 2013;Mughini-Gras等人，2014;Threlfall等人，2014;巴博萨等人，2017;Poulsen等人，2017;斯特隆伯格等人，2017;Vinayananda等人，2017)。因此，畜禽舍的消毒已成为预防和控制疾病的重要措施。肉鸡舍常用的化学消毒剂包括有效氯、臭氧、季铵盐和戊二醛(Meroz和Samberg, 1995;Saklou等人，2016;Chidambaranathan和Balasubramanium, 2017)。用于肉鸡舍大规模消毒的不同消毒剂通过不同的机制起作用，因此，它们的消毒效果也不同(Suwa et al.， 2013;Chidambaranathan and Balasubramanium, 2017;Maertens等人，2017)。目前，含氯化合物(二氯异氰尿酸钠、次氯酸钠、漂白粉、二氧化氯等)被广泛用作畜禽生产中的消毒剂(Van Klingeren, 1995年;Boxall et al.， 2003)。有效氯能在低浓度下有效杀死结核分枝杆菌、肠杆菌、肠球菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌黑变孢子(Boxall et al.， 2003;Hakuno等人，2010;Suwa et al.， 2013)。许多研究表明含氯化合物可以通过改变微生物的细胞膜结构来杀死微生物(Venkobachar et al.， 1977;Virto等人，2005年;Liu et al.， 2006;Berg et al.， 2010)。臭氧是一种三原子气体分子，作为一种强氧化剂，已在医学上使用了150多年(Elvis和Ekta, 2011)。

臭氧具有有效的抗菌功能(Ozturk et al.， 2017)和抗氧化防御功能(Delgadoroche et al.， 2017)，因此具有广泛的医疗应用。革兰氏阴性细菌比革兰氏阳性细菌对臭氧更敏感，而细菌比测试的酵母菌菌株更敏感(Moore等，2000年)。Jacobs和Heidelberger(1915)首次合成了具有杀菌能力的季铵盐化合物。季铵盐的杀菌机制包括改变细胞渗透性，导致细菌内容物外渗。季铵盐是一种阳离子表面活性剂。鉴于阳离子的杀菌作用是基于亲脂性的，而且革兰氏阳性菌的细胞壁比革兰氏阴性菌含有更多的脂质，因此革兰氏阳性菌更容易被季铵灭活。戊二醛可直接作用于细菌蛋白质和酶，从而影响细菌代谢，导致细菌死亡。戊二醛还可以阻止二盐酸盐从细菌孢子的外层释放，以防止产孢。因此，戊二醛在肉鸡舍内更频繁地用于消毒(Battersby等人，2017;卡斯特罗等人，2017)。戊二醛具有广泛的杀菌谱，对细菌和病毒具有高效的杀伤能力。戊二醛还对梭状芽胞杆菌产生的孢子有很强的作用，可引起坏死性肠炎，因此在流行病期间通常用于消毒细菌孢子(Miner等人，1993年;鲁塔拉等人，1993;Brantner等人，2014)。

在高强度的耕种过程中，牲畜和家禽可通过粪便和呼吸道排出细菌和病毒，包括机会性病原体，并在空气中产生生物气溶胶，这可能危害人类和环境(Hojovec和Fiser, 1968;Bessarabov等人，1972;Petkov和Tsutsumanski, 1975;佩特科夫和Baĭkov, 1984;佩特科夫等人，1987;Just et al.， 2011a,b)。鸡被转移或淘汰后，空置的肉鸡房会留下不同程度的污染。空房消毒是大型养鸡场控制疾病的重要步骤。消毒可以减少或杀死室内潜在的致病微生物，防止致病微生物在批次之间传播。

不同的消毒程序效果不同，选择合适的消毒剂以及消毒程序和方法，可以有效控制鸡舍传染病的发生。这些方法主要包括清洗、浸泡、熏蒸、喷洒和紫外线照射。雾化消毒剂已经应用了半个多世纪。气溶胶可以节约材料，形成消毒气溶胶-消毒蒸汽气体系统(Wichelhaus et al.， 2006;卡瓦略等人，2015;Saklou等人，2016)。超声雾化技术的应用，可以将液体雾化成气溶胶状态，获得均匀分散的2 ~ 4 μm液滴。雾化后的液滴起到“种子粒子”的作用，在气溶胶中形成聚集核，可以有效地与周围的细颗粒碰撞，提高聚集效率。消毒液雾化后，在空气中释放大量水蒸气，增加室内相对湿度，提高消毒液对菌壁的穿透能力，增强消毒效果，减少消毒时间(Muñoz et al.， 2017)。

理想的消毒剂应具有良好的杀灭病原微生物的能力;性质稳定，不易受水质、有机物等理化因素影响;有效控制养鸡场的环境卫生。因此，对空屋消毒后残留的微生物进行检测是评价消毒效果的重要手段。可用于微生物气溶胶检测的方法很多，如微生物培养计数、直接显微检测、生物传感器技术、基因芯片技术等。这些方法是传统的，不能准确地检测出不容易培养或空气中含量低的微生物。高通量DNA测序方法可以通过16S rRNA序列分析来表征微生物系统。(Korajkic et al.， 2015;贾等，2016)。

这种技术的优点是能够检测出用培养方法难以获得的微生物;因此，该技术已广泛应用于许多领域(O 'Brien et al.， 2014;Tian等，2017)。高通量测序技术可用于评价消毒对空屋微生物分布和微生物群落结构的影响。本研究采用五种常用消毒剂对鸡舍进行消毒。通过16s rRNA的高通量测序分析了处理后微生物群的组成，并与未处理房屋中的微生物群进行了比较。研究了不同消毒剂对鸡舍空房时微生物数量和多样性的影响。本研究可为疾病预防中消毒剂的正确应用及制定消毒程序提供参考。