English
中文 (中国)
Vi khuẩn Bacillus spp. có ít nhất 2 gen liên quan đến peptide kháng khuẩn biểu hiện các hoạt động ức chế AHPND.
Cuộc nghiên cứu này đánh giá tiềm năng của chủng Bacillus spp. được phân lập từ tôm sống sót sau AHPND để giảm tỷ lệ chết liên quan đến Bệnh hoại tử gan tụy (AHPND) trên tôm thẻ chân trắng. Ảnh: Darryl Jory.
Bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (AHPND) là một trong những mối đe dọa nghiêm trọng nhất đối với nghề nuôi tôm. AHPND chủ yếu do vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus (VPAHPND) gây ra, ảnh hưởng đến họ tôm he, bao gồm tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) và tôm sú (Penaeus monodon), với tỷ lệ chết lên tới 100% trong vòng 20 đến 30 ngày nuôi, gây thiệt hại kinh tế đáng kể trong ngành nuôi tôm.
Nhìn chung, vi khuẩn có lợi là nhân tố đóng góp đầy hứa hẹn cho sức khỏe tôm và được áp dụng rộng rãi trong các trang trại nuôi tôm để quản lý sức khỏe như một chiến lược thay thế nhằm giảm nguy cơ mắc bệnh. Các vi sinh vật sống – Probiotics, khi được sử dụng với số lượng thích hợp sẽ mang lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ – và các tác nhân kiểm soát sinh học đã được nghiên cứu. Các nghiên cứu trước đây cho thấy rằng việc bổ sung vi khuẩn ngoại sinh qua đường miệng sẽ kích thích phản ứng miễn dịch của tôm và sự đối kháng giữa các vi khuẩn xảy ra trong môi trường, bao gồm cả ruột tôm và nước ao nuôi. Tuy nhiên, cơ chế chính xác về tác dụng của vi khuẩn probiotic trên tôm và ứng dụng của nó vẫn chưa chắc chắn.
Vi khuẩn Bacillus spp. là một trong những vi khuẩn được nghiên cứu và sử dụng nhiều nhất, chúng được xem như một loại probiotic hoặc kiểm soát sinh học trong nuôi trồng thủy sản. Ở tôm, việc cho tôm ăn các bào tử hoặc tế bào sinh dưỡng của các chủng Bacillus spp. làm giảm tỷ lệ chết của tôm do nhiễm khuẩn, bằng cơ chế tạo ra hệ thống miễn dịch của vật chủ và/hoặc sự đối kháng giữa các vi khuẩn. Peptide kháng khuẩn (AMPs) do Bacillus spp. tiết ra ức chế sự phát triển của các vi sinh vật khác, đặc biệt là vi khuẩn và nấm. Nguy cơ kháng thuốc của vi khuẩn đối với các Peptide kháng khuẩn (AMPs) đó được cho là nhỏ; do đó, việc ứng dụng vi khuẩn Bacillus sản sinh ra AMP vào lĩnh vực nuôi trồng thủy sản là đầy hứa hẹn.
Hệ vi sinh vật trong dạ dày của tôm He có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ và ngăn chặn sự lây nhiễm vi khuẩn. Vi khuẩn Vibrio, như VPAHPND và Vibrio penaeicida, xâm nhập vào dạ dày tôm trong giai đoạn đầu lây nhiễm. Hơn nữa, trái ngược với động vật có vú, dạ dày tôm chứa nhiều loại vi khuẩn khác nhau, với các biến thể được tìm thấy khi có hoặc không có sự phát triển của AHPND. Kiến thức này cho ta thấy quần thể vi khuẩn trong hệ vi sinh vật trong dạ dày của tôm, tương tự như hệ vi sinh vật đường ruột của động vật có vú, có thể mang lại những tác dụng có lợi cho tôm.
Bài viết này – được tóm tắt từ bài báo gốc (Proespraiwong, P. và cộng sự 2023. Đánh giá Bacillus spp. là Probiotic tiềm năng giúp giảm tỷ lệ chết liên quan đến AHPND và nâng cao hiệu suất tăng trưởng cho các trang trại nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei). Microorganisms 2023, 11(9), 2176) – báo cáo kết quả nghiên cứu về các chủng Bacillus spp. phân lập từ dạ dày tôm và môi trường, đồng thời đánh giá chúng là vi khuẩn có lợi tiềm năng cho tôm.
Thiết lập nghiên cứu
Đối với nghiên cứu này, tôm thẻ chân trắng khỏe mạnh (0,5g) được cung cấp bởi Viện Nghiên cứu Động vật Thủy sản Mae Klong, Công ty TNHH Charoen Pokphand Foods Public (CP, Bangkok, Thái Lan). Tôm được nuôi trong bể nuôi trồng thủy sản có sục khí tại Đại học Kasetsart cho đến khi tiến thành thử nghiệm cảm nhiễm. Tôm được sàng lọc ngẫu nhiên bằng xét nghiệm PCR để phát hiện sự hiện diện của một số loại virus gây bệnh bao gồm AHPND, EHP, WSSV, IHHNV, TSV và YHV. Điều kiện nuôi tôm trong các thí nghiệm bao gồm pH 7,8–8,2, nhiệt độ 28–32°C, độ mặn 20 ppt, độ kiềm 170–190 mg, TAN dưới 1 ppm và NO2− dưới 1 ppm.
Probiotic có nguồn gốc từ vi khuẩn Bacillus spp. được phân lập từ dạ dày của tôm thẻ L. vannamei sống sót sau AHPND (22 phân lập) và đất rừng ngập mặn gần các trang trại nuôi tôm (10 phân lập). Vi khuẩn Bacillus spp. đã được xác định về mặt di truyền và được mô tả dựa trên sự sẵn có của các gen liên quan đến peptide kháng khuẩn (AMP). Đặc điểm kiểu hình của tất cả Bacillus spp. được xác định dựa trên khả năng ức chế các chủng Vibrio parahaemolyticus (VPAHPND) gây bệnh AHPND.
Trong phòng thí nghiệm, hiệu quả của Bacillus spp. trong việc chống lại các chủng VPAHPND khác nhau đã được đánh giá. Tôm được ngâm trong dung dịch 1 × 105 CFU/mL Bacillus spp. trong 10 giờ và sau đó cảm nhiễm với 1 × 104 CFU/mL các chủng VPAHPND khác nhau ở độ mặn 20 ppt. Tất cả các thử nghiệm được thực hiện ba lần cho mỗi phân lập VPAHPND. Sau đó, thử nghiệm thực tế được tiến hành tại các trại ương ở một số trại nuôi tôm ở Việt Nam.
Để biết thông tin chi tiết về thiết kế thí nghiệm, cách nuôi dưỡng, thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và thử nghiệm thực tế, phân lập và mô tả đặc tính các chủng Bacillus cũng như thu thập và phân tích dữ liệu, vui lòng tham khảo bài báo gốc.
Kết quả và thảo luận
Kết quả cho thấy vi khuẩn Bacillus spp. không có gen liên quan đến AMP không có khả năng gây ức chế VPAHPND trong điều kiện in vitro, trong khi các chủng Bacillus spp. chứa ít nhất hai gen liên quan đến AMP thể hiện các hoạt động ức chế đa dạng. Điều thú vị là chủng B. subtilis K3, phân lập từ tôm, có tác dụng ức chế đáng kể, chống lại VPAHPND (tỷ lệ sống 80%) ở tôm thẻ chân trắng và duy trì mức giảm tỷ lệ tôm chết trong các phạm vi độ mặn khác nhau (tỷ lệ sống 75-95%). Hơn nữa, với các chủng VPAHPND khác nhau, B. subtilis K3 cho thấy khả năng bảo vệ vượt trội và tỷ lệ sống của tôm duy trì ổn định trong các nhóm thử nghiệm (tỷ lệ sống 80–95%).
Hình 1: Đánh giá khả năng kiểm soát bệnh AHPND của Bacillus spp. Tôm được xử lý bằng các loại Bacillus spp. phân lập (phân lập K3, K5, K6, K11, K12, K13, K19, P4 và P6) trong 10 giờ sau thử nghiệm cảm nhiễm bằng cách ngâm với 104 CFU/mL VPAHPND (chủng RY). **** p < 0,0001 so với đối chứng. Phỏng theo từ bản gốc.
Mặc dù có sự khác biệt rõ ràng về điều kiện môi trường giữa dạ dày tôm và đất rừng ngập mặn, nhưng không có mô hình rõ ràng nào về sự phân bố của các gen liên quan đến AMP được thử nghiệm giữa các chủng Bacillus phân lập từ mỗi nguồn gốc. Người ta cho rằng vi khuẩn Bacillus hiện diện trong dạ dày tôm không thích nghi với môi trường dạ dày tôm mà thay vào đó, vi khuẩn Bacillus có thể hiện diện ở môi trường bên ngoài, sau đó được tiêu thụ vào qua đường miệng và xâm chiếm trong dạ dày tôm.
Mặc dù một số nghiên cứu trước đây tuyên bố rằng vi khuẩn Bacillus được cung cấp cho tôm bằng cách bổ sung vào thức ăn, nhưng vẫn chưa rõ liệu Bacillus được bổ sung trong nước có thể sống ổn định đường tiêu hóa của tôm hay không. Một báo cáo trước đây cho thấy tỷ lệ vi khuẩn Bacillus xâm chiếm trong đường tiêu hóa của tôm rất thấp, đặc biệt là trong ao đất. Vì lý do này, thử nghiệm thực tế trong nghiên cứu này được tiến hành bằng việc sử dụng vi khuẩn thử nghiệm liên tục, nhưng cần tối ưu hóa các phương pháp định lượng.
Nhìn chung, các chủng VPAHPND có tính ưa mặn (phát triển mạnh ở độ mặn cao) và độ mặn trong nước ảnh hưởng đến độc tính của chúng. Thử nghiệm lây nhiễm trong nghiên cứu này cũng cho thấy tỷ lệ tôm chết khác nhau tùy thuộc vào độ mặn. Tuy nhiên, việc giảm độ mặn ở các trại giống tôm có thể khó khăn. Ngược lại, việc nuôi tôm thẻ chân trắng trong nước nội địa thường sử dụng nước có độ mặn thấp để nuôi. Trong nghiên cứu này, ở mỗi độ mặn, tỷ lệ chết trong thử nghiệm cảm nhiễm VPAHPND ở nhóm thử nghiệm sử dụng B. subtilis K3 thấp hơn. Điều này chỉ ra rằng những tác động này có thể xảy ra trong nhiều điều kiện độ mặn môi trường khác nhau.
Hình 2: Ảnh hưởng của độ mặn nước đến hiệu quả của B. subtilis (K3) trong việc kiểm soát AHPND. Tôm được xử lý bằng B. subtilis K3 trong 10 giờ sau khi cảm nhiễm với VPAHPND (chủng RY) ở mức 104 CFU/mL bằng cách ngâm. Tôm được nuôi ở các độ mặn khác nhau bao gồm 5 ppt, 20 ppt và 40 ppt. **** p < 0,0001 so với đối chứng đối với từng độ mặn. Phỏng theo từ bản gốc.
Nghiên cứu này dựa trên các gen liên quan đến AMP được chọn để phân tích di truyền thay vì phân tích toàn bộ bộ gen. Chúng ta không thể phủ nhận rằng các chủng phân lập có thể chứa các gen AMP mới hoặc bị bỏ qua, mà góp phần ức chế vi khuẩn. Ngoài ra, vẫn chưa rõ liệu sự khác biệt về hoạt tính ức chế giữa các chủng phân lập trong điều kiện in vitro có phụ thuộc vào lượng AMP tiết ra hay hoạt động của từng phân tử peptide hay không. Do những hạn chế của nghiên cứu này, nên không chắc chắn rằng có thể thu được kết quả tương tự với các chủng vi khuẩn Bacillus khác hay không.
Probiotics trong nuôi trồng thủy sản là một phương pháp phổ biến để cải thiện tình trạng sức khỏe của động vật thủy sản và việc sử dụng chúng để kiểm soát dịch bệnh đã được thảo luận rộng rãi. Tuy nhiên, giá trị sử dụng của chúng cần được xác nhận bằng cách sàng lọc và lựa chọn hợp lý, cũng như làm sáng tỏ hiệu quả của chúng trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và thử nghiệm thực tế.
Quan điểm
Chủng vi khuẩn Bacillus spp. K3 thu được trong nghiên cứu này đã làm giảm tỷ lệ chết của tôm thẻ chân trắng L. vannamei bị cảm nhiễm VPAHPND. Các phương pháp mà chúng tôi sử dụng để sàng lọc Bacillus spp. có thể hữu ích cho việc tìm kiếm probiotic tiềm năng cho tôm. Nghiên cứu này cũng cho thấy một trong những cơ chế có tác dụng tốt của probiotic đối với tôm.
Theo Tiến sĩ Sasimanak Unajak
Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/how-different-bacillus-strains-isolated-from-ahpnd-surviving-shrimp-can-reduce-mortality/?fbclid=IwAR1loMw_2bSEhjy6BvguTP5k96HHG14Upsn9PGLjJEbUSZbfs7TEFFEqEXU
Biên dịch: Huyền Thoại – Tôm Giống Gia Hóa Bình Minh
TÔM GIỐNG GIA HÓA – CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG
Xem thêm:
- Đánh Giá Điều Hòa Nội Tiết Sinh Sản Ở Giáp Xác Decapod
- Ảnh Hưởng Của Việc Bổ Sung Hỗn Hợp Probiotic Của Hai Loài Bacillus Vào Hệ Thống Aquaponics Đến Chất Lượng Nước, Tăng Trưởng Và Hoạt Động Của Enzyme Tiêu Hóa Của Cá Rô Phi Mozambique, Oreochromis mossambicus
- Việc Sử Dụng Kết Hợp Pediococcus Pentosaceus Và Fructooligosaccharide Cải Thiện Hiệu Suất Tăng Trưởng, Đáp Ứng Miễn Dịch Và Sức Đề Kháng Của Tôm Thẻ Chân Trắng Litopenaeus vannamei Chống Lại Vibrio parahaemolyticus