Vibrio Harveyi Và Hệ Thống Nuôi Tôm Sú Penaeus Monodon Trong Môi Trường “Nước Xanh”

TÓM TẮT

Nuôi tôm sú Penaeus monodon trong môi trường “nước xanh” là một kỹ thuật nuôi cải tiến để nuôi tôm thương phẩm. Phương pháp nuôi này liên quan đến việc sử dụng nước nuôi cá rô phi để nuôi tôm sú trong ao thương phẩm và hoặc nuôi ghép tôm với cá rô phi. Kỹ thuật nuôi này đã được báo cáo là có thể ngăn ngừa sự bùng phát dịch bệnh phát sáng do Vibrio gây ra. Một số nghiên cứu đã được thực hiện để điều tra các phương pháp kiểm soát Vibrio gây bệnh phát sáng trong hệ thống nuôi nước xanh. Bài báo này tóm tắt những điểm nổi bật thu được từ các nghiên cứu, bao gồm:

a) hiệu quả của việc sử dụng nước nuôi cá rô phi trong việc nuôi ghép cá rô phi và tôm đối với vi khuẩn Vibrio harveyi

b) ước tính và xác định sơ bộ vi khuẩn, nấm và thực vật phù du có thể nuôi cấy trong hệ thống “nước xanh”

c) phát hiện các chất chuyển hóa chống Vibrio harveyi từ vi khuẩn, nấm men, nấm sợi và thực vật phù du bản địa trong hệ thống “nước xanh”.

GIỚI THIỆU

Tôm sú Penaeus monodon chiếm 56% tổng sản lượng tôm trên toàn thế giới (Hình 1). Philippines là nước thu về nhiều đô la nhất trong việc xuất khẩu tôm, sản lượng của nước này đã tăng lên đáng kể cho đến năm 1995 (Hình 2). Nhưng bước sang năm 1996, sản lượng tôm của cả nước đã sụt giảm nghiêm trọng. Những thiệt hại nặng nề này là do sự bùng phát dịch bệnh phát sáng do Vibrio harveyi gây ra (theo Lavilla-Pitogo và cộng sự, 1998a; Leaño và cộng sự, 1998, Lio-Po, 1998;  Peña và cộng sự, 2001). Tương tự, bệnh phát sáng do vi khuẩn Vibrio gây ra đối với tôm sú P. monodon cũng được báo cáo ở Thái Lan (theo Jiravanichpaisal, và cộng sự, 1994).

Hình 1. Sản lượng tôm trên thế giới theo từng loài (FAO, 2000)

Hình 2. Sản lượng tôm ở Philippines, 1982-2000 (BAS, 1983 ~ 2001)

Để ngăn chặn sự sinh sôi của vi khuẩn Vibrio gây bệnh phát sáng trong các ao nuôi tôm thương phẩm và để cải thiện tỷ lệ sống và sản lượng của tôm, các đổi mới trong kỹ thuật nuôi tôm đã được phát triển (NPPMCI, 2000). Trong số các kỹ thuật này có “kỹ thuật nuôi nước xanh” còn được gọi là “kỹ thuật nuôi cá rô phi kết hợp với tôm” (TIPS) để nuôi tôm sú P. monodon thương phẩm, được bắt đầu thực hiện vào năm 1999. Ứng dụng của kỹ thuật nuôi này là đã được báo cáo là ngăn chặn sự gia tăng của V. harveyi trong ao, cũng như ngăn ngừa sự phát triển của V. harveyi gây bệnh trên tôm nuôi (Hình 3) (theo Platon, 1997; Corre và cộng sự, 2000). Nhìn chung, phương pháp này áp dụng việc sử dụng nước từ các ao nuôi cá rô phi để làm nguồn nước nuôi chính trong nuôi tôm. Ngoài ra, cá rô phi có thể được thả trong khuôn để nuôi ghép với tôm (Hình 4).

Hình 3. Số lượng vi khuẩn phát sáng và độ mặn trong ao nuôi tôm sú Penaeus monodon thương phẩm áp dụng hệ thống “nuôi nước xanh” (NPPMCI, 2000)

Hình 4. Hệ thống “nuôi nước xanh” đối với việc nuôi ghép tôm sú Penaeus monodon thương phẩm và cá rô phi

Đã có một số thành công nhất định đối với việc nuôi tôm P. monodon thương phẩm trong hệ thống “nuôi nước xanh”, nên kỹ thuật nuôi này đã dần được người nuôi tôm chấp nhận. Tuy nhiên, cơ sở cho sự thành công của nó vẫn cần được điều tra một cách khoa học. Bài báo cáo này tóm tắt các kết quả nghiên cứu về hệ vi sinh vật liên quan đến “hệ thống nuôi nước xanh” được thực hiện tại SEAFDEC-AQD, cụ thể là:

a) hiệu quả của hệ thống nuôi nước xanh đối với vi khuẩn harveyi

b) ước tính và xác định sơ bộ hệ thực vật vi khuẩn, nấm và thực vật phù du có thể nuôi cấy trong hệ thống nuôi nước xanh

c) phát hiện các chất chuyển hóa chống harveyi từ các hệ vi sinh vật này.

VIBRIO HARVEYI VÀ NƯỚC NUÔI TÔM / CÁ RÔ PHI

Vi khuẩn V. harveyi được tiếp xúc với vùng nước nuôi tôm thương phẩm, nước nuôi ghép tôm và cá rô phi, nước nuôi cá rô phi và các nguồn nước biển tương ứng trong ba lần. Kết quả không cho thấy mối tương quan nhất quán về sự ức chế V. harveyi khi được xử lý bằng nước nuôi cá rô phi hoặc nước nuôi ghép tôm với cá rô phi. Có khả năng là các ao được lấy mẫu có điều kiện nuôi khác nhau hoặc vị trí lấy mẫu khác nhau, nên đã làm ảnh hưởng đến kết quả. Do đó, thí nghiệm cần lặp lại trong các điều kiện nuôi cấy được kiểm soát nhiều hơn.

HỆ THỐNG NUÔI NƯỚC XANH: QUẦN THỂ VI KHUẨN, NẤM VÀ TẢO

Hệ vi sinh vật và thực vật phù du liên quan đến hệ thống nuôi tôm P. monodon trong nước xanh đã được ước tính và phân lập. Vi khuẩn được đếm bằng phương pháp trải đĩa với việc bổ sung một số thạch dinh dưỡng (NA) như muối NaCl, thạch muối mật thiosulfate citrate (TCBS) và thạch chọn lọc Pseudomonas Aeromonas (GSP). Việc xác định dựa trên các phương pháp nhuộm Gram và các xét nghiệm sinh hóa của Baumann và cộng sự (1984), Krieg (1984) và Popoff (1984). Việc liệt kê, phân lập và xác định nấm được thực hiện theo phương pháp của Barnett và Hunter (1987), Kohlmeyer và Volkman-Kohlmeyer (1991) và Leaño (2002). Thực vật phù du được ước tính bằng các phương pháp tiêu chuẩn dựa trên máy đếm huyết cầu của Burker Turk và buồng đếm của SedgwickR với việc xác định đặc điểm. Việc xác định các loài tảo này được thực hiện theo phương pháp của Yamaji (1991).

Tổng số lượng vi khuẩn (TBC) có thể nuôi cấy được trong nước của ao nuôi cá rô phi, ao nuôi ghép tôm với cá rô phi và nguồn nước biển ở Negros Occidental được nhận thấy là không thay đổi đáng kể. Tổng số lượng vi khuẩn được ước tính lần lượt là 10²-10³, 10²-10⁴ và 10²-10³ cfu/ml ở các ngày nuôi cấy (DOC) 15, 30, 45 và 60. Số lượng vi khuẩn cao nhất là 10⁴ cfu/ml chỉ được quan sát thấy ở ao nuôi ghép tôm và cá rô phi. Gan tụy của tôm được nuôi ghép với cá rô phi có TBC từ 10³-10⁵ cfu/g. Trong nhớt cá rô phi, TBC đã được quan sát thấy là xu hướng ngày càng tăng lần lượt là 10³, 10⁴, 10⁴ và 10⁵ cfu/5 cm² ở ngày nuôi cấy thứ 15, 30, 45 và 60. Trong khi đó, ruột cá rô phi cho thấy TBC là 10⁵-10⁶ cfu/5 cm.

Tương tự như vậy, số lượng Vibrio giả định (PVC) của nguồn nước bình thường và nguồn nước nuôi trong hệ thống nước xanh không thay đổi đáng kể, ở mức 10-10³ cfu/ml. PVC trong gan tụy của tôm nuôi ghép với cá rô phi là 10-10² cfu/g. Chất nhớt của cá rô phi chứa PVC là 10²-10⁴ cfu/5 cm² trong khi ruột cá chứa PVC là 10⁴-10⁶ cfu/5 cm.

Số lượng vi khuẩn gây bệnh phát sáng (LBC) có thể phát hiện được ở phạm vi từ 10-10² cfu/ml trong nguồn nước bình thường nhưng không phát hiện được trong nước nuôi. Tất cả các mẫu gan tụy của tôm được nuôi ghép với cá rô phi đều không quan sát thấy vi khuẩn phát sáng. Ngoài ra, nghiên cứu cũng không nhận thấy có vi khuẩn phát sáng trong nhớt của cá rô phi, nhưng ruột trong cá rô phi lại nhận thấy vi khuẩn phát sáng ở mức từ 10-10⁵ cfu/5 cm.

Nhìn chung, hệ vi khuẩn có liên quan đến hệ thống nuôi “nước xanh” bao gồm Vibrio spp., Pseudomonas spp., Aeromonas spp, Flavobacteria spp., các vi khuẩn thuộc họ Enterobacteriaceae và một số vi khuẩn không xác định với tỷ lệ phần trăm khác nhau (theo Lio-Po và cộng sự, 2001).

Mặt khác, nấm cho thấy số lượng cao nhất trên ruột cá là 10²-10³ cfu/5 cm và ở các mẫu chất nhớt là 48-10² cfu/5 cm². Tuy nhiên, lượng nấm thấp hơn đã được quan sát thấy trong gan tụy của tôm và các mẫu nước có tỷ lệ là 2-37 cfu/g trong ruột cá và 5-44 cfu/ml trong chất nhớt. Các nấm men chiểm ưu thế trong quần thể nấm men bao gồm Rhodotorula sp., Saccharomyces sp. và Candida sp. Trong số các chi nấm sợi thường quan sát thấy có Aspergillus sp., Penicillium sp., Fusarium sp. và Curvularia sp.

Hệ thực vật phù du của hệ thống nuôi nước xanh chủ yếu bao gồm Chlorella ở mức 10⁵-10⁶ tế bào/ml, tiếp theo là một loài tảo được xác định tạm thời là Leptolyngbia sp. ở mức 10⁴ – 10⁵ tế bào/ml. Các loài khác như Thalassiosira sp., Skeletonema sp., Nitzchia sp., Navicula sp., Chaetoceros sp và Anabaena sp. cũng được phát hiện ở nồng độ thấp hơn.

HỆ THỐNG NUÔI NƯỚC XANH: CÁC CHẤT CHUYỂN HÓA CHỐNG VIBRIO HARVEYI

Các phân lập vi khuẩn, nấm và tảo thu được từ hệ thống “nuôi nước xanh” đã được sàng lọc để tìm kiếm sự hiện diện của các chất chuyển hóa ngoại bào và nội bào ảnh hưởng đến sự phát triển và khả năng sống sót của Vibrio gây bệnh phát sáng. Các mẫu cấy tinh khiết của mỗi dòng phân lập đã được sử dụng. Đồng nuôi cấy trong phòng thí nghiệm đã được tiến hành đối với các phân lập vi khuẩn và tảo được lựa chọn để cảm nhiễm với V. harveyi. Sự sống sót của V. harveyi sẽ được định lượng sau 24 – 48 giờ tiếp xúc. Việc xét nghiệm nấm để tìm các chất chuyển hóa ngoại bào được thực hiện bằng phương pháp cấy khuếch tán trên đĩa thạch.

Kết quả cho thấy trong số 111 chủng vi khuẩn được thử nghiệm, 31 phân lập có tác dụng ức chế V. harveyi rõ rệt, 18 phân lập có tác dụng vừa phải và 18 phân lập có tác dụng nhẹ sau 24 giờ nuôi cấy. Trong số các phân lập nấm, không có vùng ức chế nào được quan sát thấy với các chất chuyển hóa ngoại bào của 20 phân lập nấm men. Tuy nhiên, các các chất chuyển hóa nội bào của 4 phân lập nấm men đã ức chế sự phát triển của V. harveyi. Trong số 41 phân lập nấm sợi, các chất chuyển hóa ngoại bào của 3 phân lập gây ra sự ức chế nhẹ đối với mầm bệnh vi khuẩn trong thử nghiệm. Trong khi các chất chuyển hóa nội bào của 5 phân lập cho thấy sự ức chế nhẹ đối với V. harveyi. Với tảo, Skeletonema sp. làm giảm 1 log V. harveyi sau 48-72 giờ ủ với các chất chuyển hóa ngoại bào.

THẢO LUẬN

Trong nghiên cứu này, tổng số lượng vi khuẩn được quan sát thấy trong gan tụy của tôm trong hệ thống “nuôi nước xanh” tại ngày nuôi cấy thứ 30 ít hơn khoảng 2 log so với tổng số vi khuẩn được quan sát thấy ở tôm P. monodon với bệnh phát sáng do Vibrio gây ra ở Philippines trong một nghiên cứu trước đó và trong hệ thống nuôi tôm thâm canh ở Thái Lan (theo Leaño và cộng sự, 1998; Ruangpan và cộng sự, 1994). Hệ vi khuẩn liên quan đến gan tụy của tôm trong hệ thống “nuôi nước xanh” ở ngày nuôi cấy thứ 15, 30, 45 và 60 chủ yếu là Vibrio không phát sáng. Ngược lại, Ruangpan và cộng sự (1994) báo cáo rằng Pseudomonas spp. chiếm ưu thế hơn so với Vibrio spp. trong gan tụy của tôm sú P. monodon được nuôi trong hệ thống thâm canh ở Thái Lan. Người ta cũng báo cáo rằng gan tụy của tôm P. monodon chưa trưởng thành được nuôi trong ao có liên quan đến sự bùng phát Vibrio gây bệnh phát sáng, có thể chứa tới 10⁶ cfu/g V. harveyi (theo Leaño và cộng sự, 1998). Những phát hiện này chỉ ra rằng hệ thống “nuôi nước xanh” có tác động tích cực đến quần thể vi khuẩn trong nước nuôi và cả tôm nuôi.

Nghiên cứu hiện tại đã chỉ ra rằng một số vi khuẩn, nấm và thực vật phù du liên quan đến hệ thống “nuôi nước xanh” tiết ra các chất chuyển hóa ức chế sinh trưởng và chống lại V. harveyi. Không phát hiện được mức độ của vi khuẩn phát sáng trong gan tụy của tôm được nuôi ghép với cá rô phi và trong chất nhầy của cá rô phi là một dấu hiệu tích cực cho thấy hệ thống “nuôi nước xanh” ngăn chặn sự phát triển của Vibrio gây bệnh phát sáng. Điều này có thể là do hoạt tính kháng khuẩn mạnh của các chất chiết xuất từ ​​protein được tìm thấy trong chất nhầy của cá (theo Ebran và cộng sự, 1999). Hơn nữa, Chong và cộng sự (2002) báo cáo rằng trong số chất nhầy của cá rô phi, cá lóc và cá chép, thì hàm lượng protein trong chất nhớt của cá rô phi là cao nhất. Trước đó, Torrento và Torres (1996) đã báo cáo rằng Pseudomonas spp. đã ức chế V. harveyi trong ống nghiệm. Ngoài ra, Ruangpan và cộng sự, (1998) cũng báo cáo là V. harveyi bị ức chế bởi Vibrio alginolyticus trong ống nghiệm.

Sự hiện diện của nấm sợi và nấm men, đặc biệt là trong ruột và trong nhớt của cá rô phi đối với việc nuôi tôm P. monodon trong hệ thống “nuôi nước xanh” có thể góp phần ức chế sự phát triển của V. harveyi thông qua việc sản xuất các chất chuyển hóa nội tế bào và ngoài tế bào, như được thể hiện trong các thử nghiệm chất chuyển hóa trong nghiên cứu này. Nhiều loại nấm biển tạo ra các hợp chất và enzym mới (theo Biabani và Laatsch, 1998). Hơn nữa, nấm là nguồn cung cấp glucans dồi dào, và còn là một chất kích thích miễn dịch đối với các loài giáp xác (theo Sung và cộng sự 1994; Devaraja và cộng sự, 1998, Chang và cộng sự, 2000). Vì vậy, vai trò và tầm quan trọng của chúng đối với nhiều sinh cảnh biển, bao gồm cả các ao nuôi trồng thủy sản, cần phải được điều tra thêm.

Vi tảo là chất hấp thụ CO₂ và cung cấp oxy, cải thiện chất lượng nước thông qua quá trình oxy hóa và lọc. Các quá trình này giúp ngăn ngừa sự xuất hiện của các bệnh do vi khuẩn và nấm có khả năng gây bệnh gây ra (theo Round, 1973). Hơn nữa, thực vật phù du được xem là một nguồn tiềm năng của các hợp chất chống vi sinh vật. Ví dụ, Chlorella được sử dụng để điều chế thuốc kháng sinh, Chlorellin, chống lại vi khuẩn gram dương và gram âm (theo Sharma, 1986). Nitzschia perlea tạo ra một chất kháng sinh ức chế sự phát triển Escherichia coli (theo Round, 1973). Trong một thí nghiệm nuôi cấy hỗn hợp 10² cfu/ml V. harveyi với 10⁵ tế bào/ml Skeletonema costatum hoặc 10⁶ tế bào/ml Chaetoceros calcitrans, quần thể vi khuẩn gây bệnh đã giảm ít nhất một log nhưng không giảm trong các bộ lọc không có tảo (theo Lavilla-Pitogo và cộng sự, 1998b). Hơn nữa, Naviner và cộng sự (1999) đã tinh chế một phần hợp chất có hoạt tính sinh học được tìm thấy trong S. costatum.

Tóm lại, hiệu quả của hệ thống nuôi nước xanh trong việc nuôi nuôi tôm P. monodon thương phẩm và ngăn ngừa bệnh phát sáng do Vibrio gây ra có thể là do sự hiện diện của vi khuẩn, nấm và tảo tiết ra các yếu tố ức chế sự phát triển của V. harveyi. Ngoài ra, hệ thực vật nấm men có trong cá rô phi là một nguồn beta-glucan có tác dụng kích thích miễn dịch đối với tôm P. monodon, chống lại sự lây nhiễm của vi khuẩn Vibrio. Ngoài ra, nhớt của cá rô phi dường như có thể ngăn cản sự xâm nhập của vi khuẩn V. harveyi trên da cá. Nó cũng có thể tiết ra các chất kháng V. harveyi xâm nhập vào vùng nước nuôi. Điều này đã góp phần vào việc kiểm soát sinh học của vi khuẩn gây bệnh này. Tỷ lệ của vi khuẩn Vibrio gây bệnh phát sáng có thể thấp đến không thể phát hiện được ở tôm P. monodon trong hệ thống nuôi nước xanh là kết quả của tác động ức chế tổng hợp của các yếu tố trong chất nhầy và hệ vi sinh vật của hệ thống nuôi này. Do đó, hệ vi sinh vật kết hợp với hệ thống “nuôi nước xanh” là nguồn vi sinh vật bản địa tuyệt vời với tiềm năng lợi khuẩn.

Theo Lio-Po, Gilda D.; Leaño, Eduardo M.; Usero, Roselyn C. và Guanzon, Nicolas G., Jr.

Nguồn: http://hdl.handle.net/10862/490

Biên dịch: Huyền Thoại – Công ty TNHH PTTS Bình Minh

Từ khóa: Nuôi ghép, Kiểm soát dịch bệnh, Dịch bệnh, Nuôi trồng thủy sản, Penaeus monodon, Vibrio, Cá rô phi

“Tôm Giống Gia Hóa – Chìa Khóa Thành Công”

Xem thêm:

• Môi Trường, Hoạt Động Của Quần Thể Vi Khuẩn Và Sự Bùng Phát Bệnh Phân Trắng Trong Ao Nuôi Tôm
• Ảnh Hưởng Của Việc Bổ Sung Khoáng Chất Trong Nước Đối Với Sự Tăng Trưởng Và Tỷ Lệ Sống Của Tôm Thẻ Chân Trắng Litopenaeus Vannamei Trong Nước Có Độ Mặn Thấp
• Phương Pháp Phát Hiện Virus Gây Hội Chứng Đốm Trắng Trên Tôm Bằng Điện Cực Dùng Một Lần