English
Kiểu gen IMNV mới có liên quan chặt chẽ với các chủng IMNV từ Indonesia
Các tác giả đã báo cáo một kiểu gen IMNV mới từ Brazil có liên quan chặt chẽ với các chủng IMNV từ Indonesia. Những phát hiện này cho thấy rằng khả năng di chuyển của tôm giữa các vùng nuôi và nhấn mạnh tầm quan trọng của việc thực thi các biện pháp kiểm tra nghiêm ngặt hơn để giảm nguy cơ lây lan mầm bệnh gây chết người. Ảnh của Fotokannan, Wikimedia Commons.
Bệnh hoại tử cơ (IMN) do virus gây bệnh hoại tử cơ (IMNV) gây ra, là một trong số nhiều bệnh do virus gây ra trên tôm, đã lan rộng khắp thế giới và gây thiệt hại kinh tế đáng kể. Bệnh ban đầu được phát hiện ở Đông Bắc Brazil vào năm 2002 và sau đó được báo cáo từ đảo Java ở Indonesia vào khoảng năm 2006.
Gần đây, IMN đã được báo cáo ở Tây Bengal, Ấn Độ. Bốn loài tôm được phát hiện dễ bị ảnh hưởng bởi IMNV, bao gồm tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei), tôm xanh (P. stylirostris), tôm sú (P. monodon) và tôm nâu (Farfantepenaeus subtilis).
Bệnh do IMNV gây ra tiến triển chậm, với tỷ lệ chết thấp kéo dài trong suốt chu kỳ nuôi và kết thúc với tỷ lệ chết tích lũy là 40–60%. Do tác động tiêu cực đáng kể của nó đối với ngành tôm nuôi và nền kinh tế, IMNV đã được Tổ chức Thú y Thế giới liệt kê là tác nhân phải báo cáo (https://www.woah.org; được thành lập với tên gọi Office International des Epizooties, OIE, vào năm 1924).
Tác động của IMNV đối với kinh tế ở Brazil là rất lớn và thiệt hại được ước tính lên tới 440 triệu đô la Mỹ từ năm 2002 đến năm 2005. Cần có một bản cập nhật khẩn cấp về con số tổn thất sản xuất gần đây ở quy mô toàn cầu để hiểu đầy đủ và khái niệm hóa tác động của IMNV về nuôi tôm hơn. Kể từ năm 2016, tỷ lệ chết bất thường tiến triển nhanh hơn và dẫn đến tỷ lệ chết tích lũy cao hơn lên tới 80% đã được ghi nhận tại các Bang Para, Maranhão, Piaui, Ceará, Rio Grande do Norte, Alagoas, Sergipe và Bahia ở Brazil. Việc chẩn đoán bệnh bằng các kỹ thuật phân tử và mô bệnh học đã xác nhận sự hiện diện của IMNV với hiệu giá virus cao ở tôm bị nhiễm bệnh. Chúng tôi đã đưa ra giả thuyết rằng một chủng IMNV mới đã xuất hiện trong các mẫu này có khả năng gây bệnh nhanh hơn và gây ra tỷ lệ chết cao hơn so với trước đây.
Bài viết này – được chỉnh sửa và tóm tắt từ bài báo gốc (Andrade, T.P.D. và cộng sự, 2022. Biến thể virus hoại tử cơ (IMNV) mới có liên quan đến các đợt bùng phát dịch bệnh gần đây trên tôm thẻ chân trắng Penaeus vannamei ở Brazil. Aquaculture 554 (2022) 738159) – báo cáo trình tự bộ gen có độ dài đầy đủ của chủng IMNV mới mà chúng tôi đã xác định và báo cáo mối quan hệ di truyền của nó với các chủng IMNV khác từ Brazil và Indonesia.
Thiết lập nghiên cứu
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã sử dụng trình tự thế hệ tiếp theo để xác định bộ gen hoàn chỉnh của chủng IMNV mới (Br-1) từ Bang Ceará trong chu kỳ nuôi năm 2018 và có liên quan đến tỷ lệ chết cao bất thường.
Tôm thẻ chân trắng P. vannamei bị nhiễm IMNV kiểm tra trong nghiên cứu này được thu thập từ năm 2016 đến 2019 từ các cơ sở sản xuất tôm thương phẩm có tỷ lệ chết tích lũy lên đến 8%. Các cơ sở này nằm ở khu vực Đông Bắc Brazil, nơi diễn ra hầu hết hoạt động sản xuất.
Trọng lượng trung bình của tôm con từ các ao bị ảnh hưởng là 3,0 gram. Tôm được thu thập để phân tích sinh học phân tử (chân bơi) và để phân tích mô bệnh học (các đoạn bụng có biểu hiện hoại tử cơ) tại Labouratório de Diagnóstico de Enfermidades de Crustáceos của Đại học Estadual do Maranhão.
Để biết thông tin chi tiết về việc lấy mẫu tôm; phát hiện IMNV; mô bệnh học; trình tự thế hệ tiếp theo, và các phân tích sinh học và phát sinh loài, vui lòng tham khảo bài báo gốc.
Kết quả và thảo luận
Liên quan đến việc sàng lọc các mẫu tôm thẻ P. vannamei để phát hiện bệnh IMN và bệnh đốm trắng, từ năm 2016 đến 2019, dịch bệnh đã được báo cáo từ nhiều khu vực nuôi tôm thẻ chân trắng ở Brazil. Trong những năm gần đây, ngành nuôi tôm của nước ta đã phải hứng chịu những thiệt hại nặng nề do dịch bệnh đốm trắng bùng phát. Do đó, ban đầu chúng tôi suy đoán rằng dịch bệnh bùng phát là do Bệnh Đốm Trắng (WSD) gây ra bởi Virus Hội chứng Đốm Trắng (WSSV), mặc dù các dấu hiệu lâm sàng ở tôm sắp chết có vẻ giống với bệnh IMN hơn (Hình 1A). Tôm sắp chết có dấu hiệu hoại tử cơ ở đoạn bụng xa và chân bụng (phần phụ phía sau được sử dụng trong quá trình vận động) và chuyển sang màu đỏ ở đuôi (Hình 1B). Những dấu hiệu lâm sàng này là đặc điểm của IMN. Về mặt mô học, 54 bốn con tôm cho thấy dấu hiệu hoại tử đông trong cơ vân kèm theo thâm nhiễm haemocyte và xơ hóa (Hình 1D). Ngoài ra, spheroids (cụm tế bào hình cầu) trong cơ quan bạch huyết cũng được phát hiện ở tôm cho thấy các dấu hiệu mô học của nhiễm IMNV (Hình 1C).
Hình 1: Tôm thẻ chân trắng P. vannamei chưa trưởng thành cho thấy các dấu hiệu IMN cấp tính điển hình, bao gồm hoại tử khu trú đến hoại tử trên diện rộng, nhìn tổng thể có màu đục; (A) sự đổi màu trắng ở các cơ vùng bụng (do A.J.P. Nunes cung cấp); (B) hoại tử đoạn xa bụng và đỏ đuôi, vạch tỷ lệ 1 cm. Ảnh hiển vi các phần mô của cơ quan bạch huyết (C) và cơ bụng có vân (D) của tôm thẻ chân trắng P. vannamei bị nhiễm IMNV. Trong bảng C, spheroids của cơ quan bạch huyết được chỉ định bởi các ngôi sao và trong bảng D, hoại tử đông trong các sợi cơ được chỉ định bởi các ngôi sao. Phỏng theo bản gốc.
Kết quả RT-PCR cho thấy các mẫu có mức độ nhiễm IMNV khác nhau (số lượng bản sao thay đổi từ 26 đến 3,6 × 1011) và WSSV không được phát hiện hoặc được phát hiện ở mức độ thấp hơn nhiều so với IMNV. Sau khi phát hiện IMNV và WSSV, một tập hợp con các mẫu từ Bang Ceará, Maranhão và Piaui đã được gửi đến Phòng thí nghiệm Bệnh học Nuôi trồng Thủy sản tại Đại học Arizona. Các mẫu này đã được kiểm tra lại IMNV bằng cách sử dụng RT-PCR theo giao thức được OIE khuyến nghị. Tất cả các mẫu xét nghiệm dương tính với IMNV và chỉ một mẫu âm tính với IMNV, từ Bang Ceará.
Một tập hợp con các mẫu xét nghiệm dương tính với IMNV đã được giải trình tự bằng cách sử dụng trình tự thế hệ tiếp theo. Từ phân tích của chúng tôi về toàn bộ trình tự bộ gen, tỷ lệ đồng nhất (phần trăm) giữa bộ gen IMNV mới và bộ gen tham chiếu là 97,94%, cho thấy đây là một chủng IMNV mới. Chủng IMNV mới này được chỉ định là Br-1, và toàn bộ quá trình phát sinh gen của nó cho thấy nó kết hợp với các chủng IMNV từ Indonesia. Trình tự bộ gen Br-1 có chiều dài đầy đủ đã được gửi vào GenBank. Cơ sở dữ liệu này là một bộ sưu tập có chú thích, truy cập mở của tất cả các trình tự nucleotide có sẵn công khai và bản dịch protein của chúng. Nó được sản xuất và duy trì bởi Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia (NCBI), một phần của Viện Y tế Quốc gia (NIH) tại Hoa Kỳ như một phần của Hợp tác Cơ sở Dữ liệu Trình tự Nucleotide Quốc tế (INSDC).
Nguy cơ lây lan xuyên biên giới của các bệnh giáp xác gia tăng thông qua việc di chuyển tôm bố mẹ và hậu ấu trùng sống đã dẫn đến việc đưa nhiều mầm bệnh vào khuôn khổ pháp lý quốc tế của WOAH như các bệnh gây lo ngại cho toàn cầu. Do đó, các loài giáp xác cần được sàng lọc các bệnh này trước khi vận chuyển xuyên biên giới. Đây là một công cụ quan trọng để giảm tác động của các mầm bệnh đối với sản xuất toàn cầu trong nuôi trồng thủy sản.
Kể từ giữa những năm 1980, sự xuất hiện định kỳ của các mầm bệnh do virus ảnh hưởng đến ngành tôm nuôi toàn cầu – như Baculovirus penaei (BP), Virus gây hoại tử cơ quan tạo máu và cơ quan lập biểu mô (IHHNV), Virus gây hội chứng Taura (TSV), Virus gây bệnh đầu vàng (YHV), Virus Hội chứng đốm trắng (WSSV) và gần đây nhất là IMNV – đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến ngành tôm trên phạm vi toàn cầu. Những dịch bệnh virus này được cho là do sự vận chuyển xuyên biên giới của tôm bố mẹ, ấu trùng và tôm thương phẩm bị bệnh.
Trước khi IMNV xuất hiện và lây lan, nhiều mầm bệnh virus trên tôm đã lan rộng khắp thế giới. Sự xuất hiện của IMNV ở Brazil vào năm 2002 và sau đó lây lan sang Indonesia vào năm 2006 là minh chứng cho “những bài học chưa học được” từ những kinh nghiệm trước đây về buôn bán tôm bố mẹ bị nhiễm bệnh.
Các kiểu gen mới được tìm thấy (bộ vật liệu di truyền hoàn chỉnh) của IMNV tiếp tục xuất hiện khi ngành tôm tiếp tục mở rộng trên toàn cầu. Gần đây, ba kiểu gen IMNV mới đã được báo cáo từ khu vực Đông Java ở Indonesia; các kiểu gen IMNV mới này từ Indonesia dường như ít gây bệnh hơn, gây ra tỷ lệ chết tích lũy dưới 30% so với tỷ lệ chết dự kiến từ 40 – 60% do nhiễm IMNV trong một chu kỳ sản xuất. Tỷ lệ chết giảm có thể liên quan đến đột biến trong bộ gen của mầm bệnh.
Bằng chứng giai thoại cho thấy rằng trong vài năm qua, đã có sự du nhập không chính thức của một số dòng di truyền như “Dòng X” từ Indonesia đến Brazil. Rõ ràng, những dòng di truyền này đã hoạt động tốt ở các khu vực lưu hành IMNV ở Indonesia. Ngoài ra, “Dòng X” cho thấy tỷ lệ sống cao ở các khu vực lưu hành WSSV ở Brazil. Khi tỷ lệ chết bắt đầu xảy ra ở các trang trại nuôi một số dòng này và nằm ở các Bang Maranhão, Piaui và Ceará, đã có một nhu cầu cấp thiết là phải sàng lọc IMNV và WSSV cho những trang trại này. Các kết quả được báo cáo ở đây cho thấy rõ ràng các tôm nuôi đã bị nhiễm IMNV cấp tính.
Trình tự thế hệ tiếp theo của chúng tôi về một mẫu đại diện cho thấy sự hiện diện của chủng IMNV mới, Br-1 (IMNV/Ce-2018) có liên quan đến tỷ lệ chết cao hơn so với báo cáo trước đây đối với các chủng IMNV từ Brazil. Thật thú vị, phân tích phát sinh loài (nghiên cứu về lịch sử tiến hóa và mối quan hệ giữa hoặc trong các nhóm sinh vật) sử dụng trình tự bộ gen có độ dài đầy đủ cho thấy các chủng (nhóm) Br-1 giống với các chủng IMNV từ Indonesia. Hơn nữa, phân tích độ tương tự trình tự cũng cho thấy chủng Br-1 giống với các chủng Indonesia hơn (đặc biệt là chủng EF061744.1).
IMNV ban đầu lây lan từ Brazil sang Indonesia và bằng chứng giai thoại cho thấy rằng trong những năm gần đây đã có sự di chuyển động vật sống giữa hai quốc gia. Vẫn còn phải xác định xem liệu việc vận chuyển tôm bố mẹ giữa hai quốc gia có góp phần vào sự xuất hiện của các chủng mới khi động vật được tiếp xúc với các điều kiện nuôi mới ở hai vị trí địa lý khác nhau hay không.
Quan điểm
Trong nuôi trồng thủy sản, việc vận chuyển động vật sống giữa các khu vực khác nhau là một thực tế phổ biến. Hành vi này có rủi ro do khả năng phát tán các loài cộng sinh, ký sinh trùng và dịch bệnh vào các điều kiện địa lý mới, khiến các quần thể chưa từng bị nhiễm các bệnh ngoại lai hoặc các chủng mầm bệnh hiện có duy nhất trong khu vực du nhập.
Dựa trên kết quả của nghiên cứu, chúng tôi báo cáo một kiểu gen IMNV mới từ Brazil có liên quan chặt chẽ với các chủng IMNV từ Indonesia dựa trên phát sinh bộ gen có chiều dài đầy đủ. Thật hấp dẫn khi suy đoán rằng việc tái du nhập chủng IMNV từ Indonesia sang Brazil có thể góp phần làm xuất hiện các chủng có khả năng gây hại cao hơn. Tuy nhiên, việc giải trình tự quy mô lớn các chủng IMNV đương đại có nguồn gốc từ hai quốc gia cần được tiến hành để phân định và xác nhận nguồn gốc của các chủng mới này. Tuy nhiên, những phát hiện này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sàng lọc bệnh đối với tôm bố mẹ và hậu ấu trùng để ngăn chặn sự lây lan của các bệnh tôm có khả năng gây chết trên toàn thế giới.
Theo Tiến sĩ Thales, Tiến sĩ Andrade, Tiến sĩ Roberto Cruz-Flores, Tiến sĩ Hung N. Mai, và Tiến sĩ Arun K. Dhar.
Biên dịch: Huyền Thoại – Tôm Giống Gia Hóa Bình Minh
“Tôm Giống Gia Hóa – Chìa Khóa Thành Công”
Xem thêm:
Yếu tố di truyền quyết định tốc độ tăng trưởng tối đa của tôm
Ảnh Hưởng Của Methionine Trong Khẩu Phần Ăn Đối Với Tôm Thẻ Chân Trắng