English
Nghiên cứu kết luận rằng các dòng tôm thẻ P. vannamei hiện đang được nuôi ở Ecuador có khả năng chống chịu với các kiểu gen IHHNV đang lưu hành
Nghiên cứu này đã đánh giá thực trạng của việc lây nhiễm virus hoại tử cơ quan biểu mô và cơ quan tạo máu (IHHNV) trong ngành tôm ở Peru và Ecuador. Nghiên cứu đã báo cáo rằng các dòng tôm thẻ P. vannamei hiện đang được nuôi ở Ecuador có khả năng chống chịu với các kiểu gen IHHNV đang lưu hành và mối quan hệ giữa virus-vật chủ có khả năng phát triển trong các kiểu gen lưu hành của IHHNV trên tôm P. vannamei được nuôi ở cả hai nước. Ảnh của Darryl Jory, tôm xanh (P. stylirostris, hai con bên trái) và tôm thẻ chân trắng (P. vannamei, hai con bên phải).
Virus gây hoại tử cơ tạo máu và cơ quan biểu mô (IHHNV) đã được Tổ chức Thú y Thế giới (OIE) liệt vào danh sách tác nhân gây bệnh nguy hiểm cho giáp xác từ năm 1995 và rất phổ biến ở Mỹ, Châu Á và Úc. Trước đây, virus này đã gây ra tỷ lệ chết lớn ở tôm xanh (Penaeus stylirostris) và gây tình trạng chậm lớn được gọi là hội chứng biến dạng và còi cọc (RDS) ở tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) và tôm sú (Penaeus monodon). Hiện nay, sự hiện diện của 5 kiểu gen (ba kiểu lây nhiễm: I, II, và III, và hai kiểu không lây nhiễm: A và B) của IHHNV đã được ghi nhận.
IHHNV là bệnh đặc hữu ở hầu hết các nước Mỹ Latinh bao gồm Ecuador, Mexico, Honduras, Colombia, Brazil và Peru. Nhiễm IHHNV đã được báo cáo trong một số giai đoạn sống của P. vannamei, bao gồm giai đoạn hậu ấu trùng, tôm con và tôm bố mẹ, mà không có bất kỳ dấu hiệu lâm sàng nào, kể cả RDS. Ở cấp độ trang trại, mức độ phổ biến của virus có thể nằm trong khoảng từ 10-50% và tôm có thể trông khỏe mạnh. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ liệu sự hiện diện của virus có khiến tôm dễ bị nhiễm các mầm bệnh khác hay không và liệu tôm bị nhiễm bệnh mãn tính có ảnh hưởng đến tăng trưởng cũng như năng suất của trang trại hay không.
Cập nhật về tác động hiện tại của IHHNV đối với ngành tôm ở Ecuador và Peru là không đủ để xác định tác động của mầm bệnh ở cấp độ trang trại. Tuy nhiên, theo OIE, từ năm 2012-2019, đã có tổng 25 trường hợp được báo cáo về IHHNV ở Ecuador và 21 trường hợp ở Peru trong các ao nuôi thương phẩm.
Bài báo này – được chỉnh sửa và tóm tắt từ bài báo gốc (Aranguren Caro, L.F. và cộng sự, 2022. Thực trạng nhiễm virus gây hoại tử cơ tạo máu và cơ quan biểu mô (IHHNV) trong ngành tôm ở Peru và Ecuador. PLoS ONE 17 (8): e0272456) – báo cáo về một nghiên cứu xác định ảnh hưởng của các chủng IHHNV đang có mặt ở Peru và Ecuador đến sản xuất tôm ở hai quốc gia này bằng cách sử dụng ba cách khác nhau, bao gồm:
1) xác định sự phổ biến của IHHNV và đánh giá ảnh hưởng của nó đến tốc độ tăng trưởng của tôm trong các ao nuôi thương phẩm.
2) xác định trình tự bộ gen có chiều dài đầy đủ của các kiểu gen IHHNV ở Ecuador và Peru và kiểm tra mối quan hệ của chúng với các chủng IHHNV khác được báo cáo ở những nơi khác trên thế giới.
3) đánh giá khả năng lây nhiễm của các phân lập IHHNV ở Peru và Ecuador trên ba loài tôm khác nhau bao gồm P. vannamei, P. monodon và P. stylirostris.
Thiết lập nghiên cứu
Các phân lập IHHNV được thu thập từ Tumbes và Piura, phía bắc Peru, và ba vùng ở Ecuador, là El Oro, Guayaquil và Esmeraldas. Việc lấy mẫu được tiến hành bởi Cơ quan Y tế Thủy sản Quốc gia ở Peru (SANIPES) và Viện Nuôi trồng Thủy sản Quốc gia ở Ecuador.
Sáu chủng IHHNV phân lập được thu thập từ các vùng nuôi tôm ở Tumbes và Piura từ năm 2019-2020. Ở Ecuador, các ao nuôi thương phẩm có hệ số biến động cao (> 20%) với tiền sử xuất hiện IHHNV đã được chọn vào năm 2020. Tám ao nuôi thương phẩm phân bố ở Guayas, El Oro và Esmeraldas đã được phân tích. 30 con tôm ở mỗi ao được lấy mẫu ngẫu nhiên, cân, bảo quản các mô chân và mang của chúng để phân tích Real-time PCR. Sau đó, chúng được đông lạnh riêng biệt (- 20 độ C) để phân tích thêm. Cuối cùng, 5-10 con tôm trong cùng một ao sẽ được cố định trong dung dịch Davidson để phân tích mô học. Các mẫu từ Peru và Ecuador đã được gửi đến Phòng thí nghiệm Bệnh học Nuôi trồng Thủy sản của Đại học Arizona (UA-APL) để phân tích thêm.
Để biết thông tin chi tiết về việc phát hiện IHHNV và giải trình tự bộ gen; phân tích phát sinh loài; thử nghiệm cảm nhiễm IHHNV; mô bệnh học và lai tại chỗ; và các phân tích thống kê, vui lòng tham khảo bài báo gốc.
Kết quả và thảo luận
Ở đây chúng tôi trình bày dữ liệu về sự phổ biến của IHHNV cũng như tác động của nó đối với sự tăng trưởng của tôm thẻ P. vannamei trong các ao nuôi thương phẩm ở ba vùng sản xuất tôm chính của Ecuador. Chúng tôi cũng xác định trình tự bộ gen của virus trên tôm P. vannamei có nguồn gốc từ Ecuador và quốc gia láng giềng của nó, Peru, nơi có IHHNV phổ biến. Cuối cùng, chúng tôi thực hiện một thử nghiệm sinh học sử dụng các phân lập IHHNV có nguồn gốc từ Ecuador và Peru để xác định ảnh hưởng của virus trên ba loài tôm SPF: P. vannamei, P. monodon và P. stylirostris.
Phân tích trang trại
Các mẫu tôm thẻ P. vannamei từ các ao nuôi thương phẩm đại diện cho ba vùng khác nhau ở Ecuador đã được sàng lọc IHHNV. Virus này có mặt trong các mẫu thu thập từ cả tám ao, và tỷ lệ lưu hành IHHNV rất khác nhau, dao động từ 3,3-100%. Trong phân tích Real-time PCR, một số tôm cho kết quả âm tính, nhưng một số con khác cho thấy số lượng bản sao lên đến 2,9 × 105 bản sao / ng DNA.
Để thiết lập mối liên hệ giữa trọng lượng tôm và sự hiện diện của IHHNV, quần thể từ mỗi ao được chia thành hai nhóm dựa trên kết quả Real-time PCR (dương tính với IHHNV và không phát hiện IHHNV). Như thể hiện trong Hình 1, không có mối tương quan đáng kể nào giữa trọng lượng tôm trung bình và sự hiện diện của IHHNV trong cùng một ao.
Hình 1: So sánh trọng lượng tôm trung bình so với tình trạng IHHNV (dương tính / không phát hiện) trong tám ao nuôi thương phẩm ở ba khu vực của Ecuador. Các vạch kẻ thể hiện độ lệch chuẩn. Phỏng theo bản gốc.
Sellars và cộng sự cho biết, trong một trang trại nuôi tôm sú P. monodon ở Úc, năng suất tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm bị giảm khi các ao nuôi thương phẩm có số lượng bản sao IHHNV cao (từ 0,5 × 103 đến 2,24 × 106 bản sao / ng DNA). Trong nghiên cứu của chúng tôi, số lượng bản sao trung bình của IHHNV dao động từ 5,9 × 100 đến 1,4 × 104 bản sao / ng DNA, thấp hơn so với tải lượng IHHNV được báo cáo bởi Sellars và cộng sự, điều này có thể giải thích một phần cho việc IHHNV ít hoặc không ảnh hưởng đến năng suất tăng trưởng của tôm. Có một mối tương quan trực tiếp đáng kể giữa số lượng bản sao IHHNV và sự phổ biến của IHHNV trong các ao nuôi thương phẩm, rằng tỷ lệ phổ biến cao thì số lượng bản sao cao. Kết quả tương tự trong các ao nuôi thương phẩm đã được báo cáo bởi Sellars và cộng sự. Những phát hiện này phù hợp với mô hình lây nhiễm với các tác nhân lây nhiễm.
Để hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của tải lượng IHHNV đối với sự tăng trưởng của tôm thẻ P. vannamei trong một ao nhất định, quần thể tôm được chia thành 3 nhóm dựa trên số lượng bản sao IHHNV: không phát hiện, thấp đến trung bình và cao. Chỉ có 3 trong số 8 ao nuôi thương phẩm (ao 2, 3 và 7) được lựa chọn. Như thể hiện trong Hình 2, có sự tỷ lệ nghịch giữa số lượng bản sao IHHNV và trọng lượng tôm, với tôm có tải lượng virus cao hơn nhưng trọng lượng lại thấp hơn. Ở ao 2, có mối tương quan đáng kể được quan sát thấy, đây là ao có số lượng bản sao IHHNV trung bình cao nhất. Ao 5 cũng cho thấy số lượng bản sao trung bình IHHNV cao, nhưng nó không được phân tích do thực tế là 100% tôm được xét nghiệm dương tính với IHHNV. Điều đáng chú ý là RDS không được quan sát thấy ở tôm được lấy từ bất kỳ ao nào trong 3 ao hoặc 5 ao còn lại.
Hình 2. So sánh tải lượng IHHNV (cao, thấp đến trung bình và không phát hiện) so với trọng lượng trung bình của tôm thẻ P. vannamei trong các ao nuôi thương phẩm 2, 3 và 7 ở Ecuador.
Dấu * thể hiện sự khác biệt đáng kể theo phân tích ANOVA một chiều (P <0,05). Phỏng theo bản gốc.
Trước đây, IHHNV được báo cáo là gây ra RDS ở tôm P. vannamei, dẫn đến sự chênh lệch lớn về kích cỡ và tăng trưởng biến dạng. Một báo cáo gần đây từ Ấn Độ đã ghi nhận các biến dạng, bao gồm biến dạng ở đốt bụng thứ sáu và phần ngực, lớp biểu bì bị thô và râu quăn queo, với sự khác biệt lớn về kích cỡ của các ao nuôi tôm P. vannamei thương phẩm được phân tích từ 350 trang trại. Nghiên cứu đó chỉ phân tích tôm có các dấu hiệu lâm sàng; do đó, không thể xác định tỷ lệ lưu hành IHHNV ở tôm khỏe mạnh từ các ao giống nhau. Một nghiên cứu trước đó từ Ấn Độ đã báo cáo sự hiện diện của hai mầm bệnh, Virus gây hội chứng đốm trắng (WSSV) và IHHNV, mà không có bất kỳ biến dạng bên ngoài nào. Từ góc độ này, phát hiện của chúng tôi gợi ý cái nhìn độc đáo về khả năng vốn có của một số dòng gen của tôm P. vannamei mang tải lượng virus cao mà không có bất kỳ dấu hiệu lâm sàng nào.
Phân tích trình tự bộ gen IHHNV và phát sinh loài
Trong nghiên cứu của chúng tôi, trình tự bộ gen IHHNV có chiều dài đầy đủ (AF218266) được sử dụng làm tham chiếu để lập bản đồ. Bộ gen IHHNV thay đổi về độ dài; ví dụ, IHHNV phân lập từ Brazil có chiều dài 3739 nt (nucleotide, viết tắt là nt, là đơn vị đo chiều dài chung cho các axit nucleic mạch đơn), và IHHNV phân lập từ Ấn Độ có chiều dài 3908 nt. Trong nghiên cứu của chúng tôi, bộ gen IHHNV có kích thước trung bình là 3957 nt, nằm trong phạm vi của kích thước bộ gen IHHNV. Ngoài ra, thông qua các phân tích khác nhau, chúng tôi đã chứng minh tính độc đáo của các trình tự IHHNV mới được tìm thấy ở Mỹ Latinh.
Cây phát sinh chủng loại (biểu đồ thể hiện mối quan hệ tiến hóa giữa các loài sinh vật khác nhau) mà chúng tôi xây dựng từ trình tự bộ gen đầy đủ của IHHNV cho thấy rằng tất cả các dòng IHHNV phân lập từ Peru và Ecuador đều thuộc về nhóm IHHNV nhánh loại 2 giống như các dòng IHHNV phân lập từ Đông Á và Châu Mỹ, được báo cáo ở nghiên cứu khác. Tuy nhiên, có vẻ như chúng tạo thành một nhánh phụ mới (một nhánh là một nhóm sinh vật bao gồm một tổ tiên chung và tất cả các hậu duệ trực hệ của nó) trong chủng loại 2 này. Do đó, chúng tôi đề xuất một loại IHHNV mới được phân lập từ Peru và Ecuador. Một cách giải thích có thể là do sự di chuyển thường xuyên của hậu ấu trùng từ Ecuador đến Peru. Trong quá trình giám sát tích cực do SANIPES thực hiện, các mẫu tôm post nhập khẩu từ các lô của Ecuador đã được phân tích PCR. Tần suất IHHNV trong các mẫu này là 55% (15 trong số 27 mẫu) vào năm 2019, 52% (75 trong số 144 mẫu) vào năm 2020 và 76,3% (55 trong số 72 mẫu) vào năm 2021.
Độc lực của các chủng IHHNV phân lập từ Ecuador và Peru được xác định bằng thử nghiệm
Đối với thử nghiệm, các phân lập IHHNV từ Ecuador và Peru đã được sử dụng để cảm nhiễm cho tôm SPF. Độc lực của các phân lập IHHNV được xác định dựa trên tỷ lệ sống sót cuối cùng, RDS, số bản sao IHHNV, tổn thương mô học và lai tại chỗ (ISH). Mặc dù tôm P. vannamei SPF đã được sử dụng cho các xét nghiệm sinh học đối với các chủng phân lập IHHNV ở Ecuador và Peru, và 2 loài tôm P. monodon và P. stylirostris, cũng đã được thử nghiệm cho xét nghiệm sinh học IHHNV ở Ecuador. Nhưng nhìn chung, tỷ lệ sống sót ở cả 3 loài tôm này là rất cao (97-100%), ngay cả khi chất cấy được sử dụng qua đường tiêm với số lượng bản sao virus lên đến 9,0 × 106. Những kết quả này rõ ràng ủng hộ quan điểm rằng các dòng SPF có khả năng chống chịu với các chủng IHHNV được sử dụng trong xét nghiệm sinh học.
Mặc dù không có tỷ lệ chết trong xét nghiệm sinh học, nhưng tôm được tiêm IHHNV vẫn có tải lượng IHHNV cao vào cuối thử nghiệm. Các chủng IHHNV từ Peru và Ecuador không gây chết ở hai loài tôm đặc hữu (P. vannamei và P. stylirostris) và loài tôm lai (P. monodon). Những phát hiện này có thể được giải thích một phần bằng cách xem xét nguồn gốc của đàn P. stylirostris. Dòng di truyền của P. stylirostris được sử dụng trong nghiên cứu này có nguồn gốc từ Mexico và có khả năng là tổ tiên của chúng có khả năng kháng IHHNV, được chọn lọc từ những con sống sót sau đợt bùng phát IHHNV.
Hình 3. Số bản sao IHHNV trong dòng tôm P. vannamei SPF đã cảm nhiễm với IHHNV so với số bản sao ở 240 con tôm P. vannamei từ 8 ao nuôi thương phẩm ở Ecuador. Các chữ cái a và b biểu thị sự khác biệt đáng kể bởi phân tích ANOVA một chiều (p <0,001). Phỏng theo bản gốc.
Khi so sánh tải lượng IHHNV ở tôm P. vannamei trong ao nuôi thương phẩm ở Ecuador so với tải lượng IHHNV được tìm thấy trong tôm P. vannamei SPF sử dụng trong thử nghiệm, kết quả nhận thấy có sự khác biệt đáng kể về tải lượng virus (P <0,001), với số lượng bản sao IHHNV trong quần thể SPF được sử dụng cho thử nghiệm cao hơn so với quần thể trong trang trại (Hình 3). Mặc dù chưa rõ về nguồn gốc di truyền của tôm P. vannamei SPF được sử dụng trong xét nghiệm sinh học và tôm P. vannamei nuôi trong trang trại, nhưng dữ liệu cho thấy khả năng chống chịu cao của các quần thể tôm đặc hữu đang được nuôi trong ngành tôm ở Ecuador. Hiện nay, ở Mỹ Latinh, hầu hết tôm được nuôi trong điều kiện IHHNV là dịch bệnh đặc hữu, và sử dụng tôm bố mẹ đã được chọn lọc để kháng bệnh, bao gồm cả IHHNV. Khả năng chống chịu này có thể giải thích sự vắng mặt của hội chứng RDS liên quan đến nhiễm IHHNV trong các ao nuôi tôm P. vannamei thương phẩm.
Trong ngành nuôi tôm của Mỹ Latinh, IHHNV là một trong những mầm bệnh phổ biến nhất được Hệ thống Thông tin Sức khỏe Động vật Thế giới (WAHIS) báo cáo trong 20 năm qua. Sự lưu trú của virus là giả thuyết đã được công bố trước đó vào năm 2009 và sau đó được cập nhật lại vào năm 2019. Nó liên quan đến sự lây nhiễm dai dẳng có thể chấp nhận được khi virus hoặc các đoạn gen của chúng được đưa vào bộ gen của tôm bằng một cơ chế vật chủ độc lập có tác dụng bảo vệ, điều này có thể giải thích sự vắng mặt của các dấu hiệu lâm sàng. Hơn nữa, Taengchaiyaphum và cộng sự, gần đây đã xác nhận sự giảm đáng kể số lượng bản sao IHHNV ở tôm P. vannamei, do có sự xuất hiện của vaccine cvcDNA. Hiện tượng này có thể giải thích sự vắng mặt của RDS và các tổn thương mô học nghiêm trọng ở tôm nhiễm IHHNV ở Mỹ Latinh.
Kết luận
IHHNV là một mầm bệnh có tỷ lệ lưu hành cao trong các trang trại nuôi tôm ở Châu Mỹ Latinh. Chúng tôi đã khảo sát sự phổ biến của IHHNV trong các ao nuôi thương phẩm ở ba vùng sản xuất tôm chính của Ecuador và đánh giá tác động của nó đối với sự tăng trưởng của tôm. Sau khi xác nhận sự hiện diện của virus trong các ao nuôi thương phẩm ở Ecuador, chúng tôi đã xác định trình tự bộ gen của virus trong phạm vi đặc hữu của nó ở Ecuador và Peru. Cuối cùng, thông qua xét nghiệm sinh học, chúng tôi đã xác định độ độc của các phân lập IHHNV ở Ecuador và Peru trên 3 loài tôm khác nhau: P. vannamei, P. monodon và P. stylirostris. Dữ liệu của chúng tôi cho thấy IHHNV không gây ra tỷ lệ chết đối với các loài được cảm nhiễm và không có tác động đáng kể đến sản lượng tôm.
Sự khác biệt lớn về tỷ lệ lưu hành IHHNV có thể do nhiều yếu tố, như ngày nuôi khi mẫu được thu thập, tình trạng sức khỏe của hậu ấu trùng được sử dụng để thả trong ao, nền tảng di truyền của hậu ấu trùng, điều kiện nuôi, quản lý trang trại và một số yếu tố khác. Bỏ qua số liệu về phần trăm tỷ lệ lưu hành, trong các ao không có tôm nhiễm IHHNV, chúng tôi nhận thấy có mối tương quan nghịch giữa tải lượng IHHNV và trọng lượng tôm. Dữ liệu giải trình tự thế hệ tiếp theo (NGS) cho thấy rằng các kiểu gen IHHNV lưu hành ở Ecuador và Peru đại diện cho dạng lây nhiễm của IHHNV.
Cuối cùng, trong các xét nghiệm sinh học trong phòng thí nghiệm kéo dài 30 ngày bằng cách sử dụng các chủng IHHNV từ Ecuador và Peru, chúng tôi nhận thấy không có bất kỳ dấu hiệu lâm sàng nào của IHHNV ở tôm P. vannamei hoặc bất kỳ tỷ lệ chết đáng kể nào trong số 3 loài tôm được thử nghiệm. Ngoài ra, mặc dù IHHNV được phát hiện ở cả 3 loài thông qua xét nghiệm Real-time PCR, nhưng tải lượng virus ở tôm P. vannamei cao hơn đáng kể so với tôm P. monodon và P. stylirostris. Hơn nữa, bằng cách sử dụng phân tích mô học H&E, các thể bao gồm Cowdry loại A – được coi là đặc trưng riêng của một mầm bệnh cụ thể – IHHNV, đã được phát hiện ở tôm P. vannamei và P. monodon, nhưng không có ở tôm P. stylirostris. Phương pháp lai tại chỗ (ISH) được thực hiện để xác định các tổn thương đặc hiệu của IHHNV ở tôm P. vannamei và P. monodon.
Mặc dù dữ liệu của chúng tôi về tải lượng IHHNV và tác động của nó đối với sự tăng trưởng của tôm vẫn còn hạn chế, nhưng chúng tôi cho thấy mối tương quan nghịch giữa hai thông số này. Do đó, việc sử dụng bộ dữ liệu mạnh mẽ hơn với số lượng mẫu lớn hơn cùng tình trạng sức khỏe của hậu ấu trùng sẽ vô cùng có lợi cho việc điều tra chính xác hơn về mối quan hệ định lượng giữa tốc độ tăng trưởng của tôm và tải lượng mầm bệnh của các kiểu gen IHHNV lưu hành trong Mỹ La-tinh.
Theo Tiến sĩ Luis Fernando Aranguren Caro, Muriel Maria Gomez-Sánchez, MVZ, Thạc sĩ Yahira Piedrahita, Tiến sĩ Hung Nam Mai, Tiến sĩ Roberto Cruz-Flores, Tiến sĩ Rod Russel R. Alenton, 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:
- Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Giá Trị Dinh Dưỡng Của Biofloc Đối Với Tôm Thẻ Chân Trắng
- Tiềm Năng Sản Xuất PUFAs Có Giá Trị Cao Từ Vi Tảo
- Axit Hữu Cơ Và Muối Vi Nang Có Lợi Trong Sản Xuất Tôm Thẻ Chân Trắng