English
Các loại tia UVA khác nhau có thể ảnh hưởng đến sự tăng trưởng, phản ứng miễn dịch và các chỉ tiêu sinh lý khác của tôm thẻ L. vannamei
Nghiên cứu này xem xét tác động khác nhau của các loại tia UVA đến tăng trưởng, khả năng miễn dịch, FCR và tỷ lệ chết của tôm thẻ chân trắng. Ảnh của Darryl Jory.
Tia cực tím (UV) là một yếu tố quan trọng trong quang phổ ánh sáng tự nhiên và phục vụ nhiều mục đích sinh thái khác nhau. Trong những thập kỷ gần đây, do những thách thức về khí hậu như sự nóng lên toàn cầu và sự suy giảm tầng ôzôn, lượng bức xạ UV từ môi trường xung quanh đến bề mặt Trái đất ngày càng lớn, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái.
Giống như ánh sáng khả kiến – loại ánh sáng có các màu sắc khác nhau có thể nhìn thấy khi có cầu vồng, bức xạ UV được chia thành ba loại bao gồm tia UVA, UVB và UVC. Khi ánh sáng mặt trời đi qua bầu khí quyển của trái đất, hầu hết tia UVB và tất cả tia UVC bị hấp thụ bởi ozone, oxy, hơi nước và carbon dioxide – nhưng tia UVA không bị lọc khi qua khí quyển.
Ảnh hưởng của việc tiếp xúc với tia UV đã được báo cáo đối với một số loài thủy sinh, bao gồm tác hại của bức xạ UVA và UVB đối với các loài cá ở các giai đoạn sống khác nhau, từ phôi, ấu trùng đến cá chưa trưởng thành và trưởng thành. Tuy nhiên, có rất ít nghiên cứu tương tự trên các loài tôm. Dựa trên nghiên cứu trước đây trong phòng thí nghiệm của chúng tôi, quang phổ ánh sáng đầy đủ cộng với tia UVA mang lại hiệu quả cho việc nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei).
Tôm thẻ L. vannamei là loài tôm nuôi quan trọng nhất ở Trung Quốc, và các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn trong nhà (RAS) đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây, điều này cho thấy triển vọng phát triển lâu dài ở nước này. Tuy nhiên, mức độ ánh sáng của môi trường nuôi trồng thủy sản trong nhà rất đa dạng, vì nuôi tôm trong nhà trái ngược với nuôi ao ngoài trời, hạn chế ánh sáng tự nhiên. Hơn nữa, nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng tôm cực kỳ nhạy cảm với ánh sáng, và ánh sáng ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sự phát triển, mức độ ăn, tăng trưởng và tỷ lệ sống của chúng. Hiện nay, việc sử dụng tia UVA trong nuôi tôm thương phẩm là rất hiếm.
Bài báo này – được chỉnh sửa và tóm tắt từ bài báo gốc (theo Wang, X. và cộng sự, năm 2022. Ảnh hưởng của các loại tia UVA đến hiệu suất tăng trưởng, phản ứng miễn dịch, tình trạng chống oxy hóa và sự biểu hiện của các gen liên quan đến quá trình chết của tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei)) – báo cáo về kết quả của một nghiên cứu gần đây – điều tra việc sử dụng tia UVA ảnh hưởng như thế nào đến sự tăng trưởng, phản ứng miễn dịch và các chỉ tiêu sinh lý khác của tôm, đồng thời hướng đến mục tiêu cải thiện các phương pháp bổ sung ánh sáng nhân tạo đối với các hệ thống nuôi tôm trong nhà.
Thiết lập nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện tại Công ty TNHH Kỹ thuật Đại Dương Yuhai Hongqi, ở Rizhao, Sơn Đông, Trung Quốc. Tôm thẻ L. vannamei chưa trưởng thành (trọng lượng ướt ban đầu: 9,56 ± 0,10 gram) được mua từ một trại ở địa phương. Tất cả các cá thể tôm được sử dụng trong nghiên cứu đều có thể trạng tốt, không có dấu hiệu sốc và đã được thuần trong bể nuôi 7 ngày trước khi thử nghiệm để thích nghi với điều kiện môi trường thí nghiệm.
Nghiên cứu đã sử dụng đèn UV để cung cấp ánh sáng UVA. Thí nghiệm bao gồm một nghiệm thức đối chứng và bốn nghiệm thức với các loại tia UVA khác nhau (cao nhất là 400 nm) (2L: 22D, 4L: 20D, 8L: 16D và 12L: 12D) đã được sử dụng. Nhóm được cung cấp đầy đủ ánh sáng toàn phổ là 12L: 12D. Một máy đo quang phổ thương mại đã được sử dụng để đo các thông số ánh sáng khác nhau. Mỗi nghiệm thức tia UVA nhận được một bức xạ có công suất 1 Watt/m2 và cường độ của ánh sáng toàn phổ cũng là 1 Watt/m2. Cường độ ánh sáng UVA được đo 2 giờ một lần từ 6 giờ đến 18 giờ và được tính trung bình để tạo ra 50% cường độ ánh sáng thử nghiệm. Để tránh ánh sáng bị ô nhiễm, các nghiệm thức được ngăn cách bằng các tấm che sáng.
Mỗi nghiệm thức bao gồm 3 bể 70 lít trong hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn và mỗi bể chứa 30 con tôm. Tôm được cho ăn thức ăn công nghiệp 3 lần/ngày để duy trì sự sống. Các thông số chất lượng nước trong bể được duy trì trong phạm vi cho phép đối với việc nuôi tôm thẻ chân trắng. Dữ liệu về tăng trưởng, trọng lượng và các mẫu mô được thu thập để phân tích trong phòng thí nghiệm.
Để biết thông tin chi tiết về thiết lập thí nghiệm và cách nuôi dưỡng; thu thập và phân tích mẫu; và xử lý dữ liệu, vui lòng tham khảo bài báo gốc.
Kết quả và thảo luận
Tia UV là một thành phần quan trọng của quang phổ tự nhiên, có nhiều vai trò đối với sinh thái, và đã được chứng minh là ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và mức độ ăn của các sinh vật biển như cá và động vật không xương sống trong nhiều nghiên cứu trước đây. Do đó, việc bổ sung tia UV có thể gây ra nhiều tác động lên các loài thủy sinh, với mỗi tác động là đặc trưng cho từng loài.
Trong nghiên cứu hiện tại, tỷ lệ tăng trưởng của tôm ở nhóm 2L: 22D và 4L: 20D cao hơn đáng kể, trong khi hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) lại thấp hơn nhiều so với các nghiệm thức khác. Điều này có thể là việc thêm một lượng tia UV cụ thể vào môi trường của tôm sẽ làm tăng khả năng tiêu thụ thức ăn của tôm và kết quả là tôm tăng trưởng tốt. Hơn nữa, chúng tôi quan sát thấy tôm ở nhóm 4L: 20D tăng trưởng nhanh hơn so với tôm ở nhóm 2L: 22D, điều này cho thấy rằng tôm thẻ L. vannamei chuộng ánh sáng của tia UVA này hơn.
Kết quả của nghiê cứu cho thấy rằng các nhóm tia UVA (8L: 16D và 12L: 12D) tạo ra hoạt động enzym thấp hơn so với các nhóm khác. Điều này có thể liên quan đến việc ức chế hoặc suy giảm miễn dịch do tiếp xúc lâu với các bức xạ này. Nhìn chung, dữ liệu của chúng tôi chỉ ra rằng việc chiếu tia UVA trong thời gian ngắn có thể giúp tăng cường phản ứng miễn dịch, và ngược lại, chiếu tia UVA trong thời gian dài có thể ngăn chặn các chức năng miễn dịch ở tôm thẻ L. vannamei.
Hầu hết các loài giáp xác đều có hàm lượng sắc tố carotenoid cao (sắc tố vàng, cam và đỏ do thực vật, tảo, một số nấm và vi khuẩn tạo ra) để hỗ trợ các chức năng thiết yếu khác nhau trong hệ thống miễn dịch và có tác dụng chống oxy hóa. Ngoài ra, nó còn giúp hạn chế các tác hại do tiếp xúc lâu với tia cực tím. Phát hiện của chúng tôi cho thấy rằng dưới sự bảo vệ của các carotenoid, tia UVA có thể tăng cường khả năng chống oxy hóa của tôm ở một mức độ nào đó, điều này được nhận thấy rõ nhất ở nhóm 2L: 22D. Tuy nhiên, ở những nhóm tia UVA (8L: 16D và 12L: 12D) lại cho kết quả ngược lại, rằng hoạt động của các enzym ở những nhóm này thấp hơn so với các nhóm khác. Chúng tôi suy đoán rằng, khi tiếp xúc với tia UVA trong một thời gian dài, hệ thống chống oxy hóa không thể chống lại các ROS – các hợp chất phản ứng mạnh và có khả năng gây hại có nguồn gốc từ oxy, gây stress oxy hóa và giảm chức năng của các enzyme.
Hầu hết các động vật đa bào đều sử dụng quá trình apoptosis (sự chết tế bào theo chương trình) để loại bỏ các tế bào không cần thiết, bị tổn thương hoặc có hại. Nó là một hệ thống kiểm soát phản ứng miễn dịch, cũng như thiết lập trí nhớ miễn dịch và khả năng thích nghi. Kết quả của nghiên cứu chỉ ra rằng việc chiếu tia UVA trong thời gian ngắn không ảnh hưởng nhiều đến quá trình apoptosis, nhưng sử dụng trong thời gian dài có thể gây ra stress, dẫn đến quá trình apoptosis. Việc chiếu tia UVA trong thời gian dài (hơn 8 giờ) không chỉ làm giảm sự tăng trưởng mà còn có thể gây ra stress, dẫn đến tăng tốc độ oxy hóa gan tụy và suy giảm khả năng miễn dịch ở tôm thẻ L. vannamei.
Mặc dù hiệu suất tăng trưởng, các thông số miễn dịch, tình trạng chống oxy hóa và biểu hiện gen liên quan đến quá trình apoptosis ở tôm đối với các loại UVA khác nhau đã được nghiên cứu, nhưng các bằng chứng về cơ chế phân tử vẫn còn hiếm và cần được làm sáng tỏ thêm trong các nghiên cứu trong tương lai.
Quan điểm
Chúng tôi đã nghiên cứu hiệu suất tăng trưởng, phản ứng miễn dịch, tình trạng chống oxy hóa và biểu hiện gen liên quan đến apoptosis ở tôm thẻ L. vannamei với 5 tia UVA khác nhau dưới ánh sáng toàn phổ (12L: 12D). Dữ liệu cho thấy việc tiếp xúc với các tia UVA 2L: 22D và 4L: 20D làm tăng hiệu suất tăng trưởng, phản ứng miễn dịch và giảm stress. Các kết quả ngược lại được tìm thấy đối với các tia UVA 8L: 16D và 12L: 12D.
Mức độ biểu hiện gen liên quan đến quá trình apoptosis ở nhóm 2L: 22D và 4L: 20D thấp hơn so với các nhóm khác, ngoại trừ nhóm đối chứng (0L: 24D). Do đó, việc bổ sung tia UVA vào các thời điểm thích hợp có thể kích hoạt hoạt động của các enzym chống oxy hóa và hệ thống phòng thủ miễn dịch, bảo vệ tế bào khỏi stress oxy hóa.
Chúng tôi tin rằng việc chọn một tia UVA thích hợp sẽ có lợi cho sự tăng trưởng và chức năng miễn dịch ở tôm thẻ L. vannamei. Dựa trên kết quả của chúng tôi, việc chọn tia UVA 2L: 22D và 4L: 20D mang lại những tác động tích cực đáng kể.
Theo Tiến sĩ Baoliang Liu
Biên dịch: Huyền Thoại – Công ty TNHH PTTS Bình Minh
“Tôm Giống Gia Hóa – Chìa Khóa Thành Công”
Xem thêm:
- Các Nhà Nghiên Cứu Ở Úc Lập Bản Đồ Bộ Gen Của Tôm Sú
- Cân Nhắc Việc Duy Trì Sự Sinh Sản Đa Dạng Của Họ Tôm He Về Mặt Thương Mại
- Định Lượng Sự Đóng Góp Của Thức Ăn Tự Nhiên Đối Với Sự Tăng Trưởng Của Tôm Trong Hệ Thống Biofloc