English
Tốc độ tăng trưởng, khả năng miễn dịch và khả năng kháng các loại nấm có hại trên cạn và trong nước của tôm được cải thiện khi bổ sung β-1,3 glucan
Nghiên cứu này điều tra các tác động tiềm năng của việc bổ sung β-1,3 glucan và fructooligosaccharides (β-1,3 GF) trong chế độ ăn đối với các hoạt động chống oxy hóa, phản ứng miễn dịch và năng suất tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei). Khuyến cáo chung cho β-1,3 GF ở mức khẩu phần tối ưu là 1,5 gram/kg có thể nâng cao hiệu suất tăng trưởng và cải thiện các hoạt động chống oxy hóa, khả năng miễn dịch không đặc hiệu và khả năng kháng bệnh của tôm thẻ chân trắng L. vannamei. Ảnh của Fernando Huerta.
Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) là loài tôm quan trọng được nuôi ở hầu hết các quốc gia nuôi tôm, bao gồm cả Ai Cập. Trong số các bệnh ảnh hưởng đến tôm, bệnh đốm đen (BSD) do nấm Fusarium spp. gây ra được xem là mối quan tâm chính trong ngành sản xuất tôm.
Fusarium spp. là loại nấm phổ biến thường được tìm thấy trên các loài cây, trong đất, nước ngọt và nước lợ. Chúng có thể gây ra một số bệnh cho thực vật và động vật, làm giảm năng suất cây trồng, độc tố mycotoxin gây chết người và khiến tôm thẻ L. vannamei rất dễ bị mắc bệnh BSD, với hầu hết tôm bị nhiễm bệnh tự nhiên đều có triệu chứng đen mang và tổn thương mô nghiêm trọng với tỷ lệ chết cao. Nấm gây bệnh Fusarium solani cũng ảnh hưởng đến nhiều loại tôm nuôi, bao gồm tôm sú (Penaeus semisulcatus) ở Israel, tôm Kuruma (Marsupenaeus japonicus) ở Nhật Bản và tôm thẻ chân trắng ở Trung Quốc.
Prebiotics (thực phẩm không tiêu hóa được tìm thấy trong đường tiêu hóa kích thích sự tăng trưởng hoặc phát triển của vi khuẩn có lợi, do đó cải thiện sự cân bằng đường ruột của sinh vật) có hiệu quả trong việc ngăn ngừa các bệnh truyền nhiễm khác nhau lây lan trong quá trình nuôi tôm, cũng như có khả năng tăng hiệu suất tăng trưởng, khả năng miễn dịch bẩm sinh và khả năng kháng bệnh. Prebiotics cũng cải thiện khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng của vật chủ và tăng cường hiệu suất của probiotics ở dạng synbiotics (thành phần thực phẩm hoặc chất bổ sung trong chế độ ăn kết hợp probiotics và prebiotics dưới dạng hiệp đồng) trong quá trình tăng trưởng ở hệ thống tiêu hóa. Trong số này, fructooligosacarit (FOS) và β-1,3 glucan là những prebiotics đầy hứa hẹn đã chứng minh hoạt động điều hòa miễn dịch của chúng ở một số loài.
Bài viết này – được tóm tắt từ bài báo gốc (Eissa, E-S.H. và cộng sự, 2023. Tác dụng tiềm năng của synbiotics β-1,3 Glucan và Fructooligosacarit đối với hiệu suất tăng trưởng, phản ứng miễn dịch, tình trạng oxy hóa khử và sức đề kháng của tôm thẻ chân trắng, Litopenaeus vannamei khi nhiễm nấm Fusarium solani. Fishes 2023, 8(2), 105) – báo cáo về một nghiên cứu điều tra tác động tiềm năng của việc bổ sung β-1,3 glucan và fructooligosaccharides (β-1,3 GF) trong chế độ ăn đối với hoạt động chống oxy hóa, phản ứng miễn dịch và năng suất tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng.
Thiết lập nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện tại một trang trại nuôi tôm tư nhân ở Damietta, Ai Cập, nơi 360 con tôm thẻ chân trắng (3 ± 0,5gram trong 75 ngày) được nuôi ở độ mặn 22 ppt trong một ao hình chữ nhật được trang bị 12 khuôn lưới hapas giống nhau. Tôm được phân chia ngẫu nhiên vào 12 khuôn lưới với mật độ 30 con/lưới và thí nghiệm kéo dài 75 ngày, được thực hiện ba lần.
Tôm được cho ăn 4 chế độ ăn thử nghiệm giàu năng lượng và giàu nitơ với các mức β-1,3 GF khác nhau (0, 0,5, 1,0 và 1,5 gram/kg), mỗi nghiệm thức được lặp lại ba lần. Tôm được cho ăn 2 lần/ngày với tỷ lệ 6% trọng lượng cơ thể của chúng. Tôm được cân với số lượng lớn 2 tuần/lần và lượng thức ăn được điều chỉnh phù hợp. Tất cả các thông số chất lượng nước được duy trì gần mức cho phép để nuôi tôm.
Để biết thông tin chi tiết về thiết kế thí nghiệm, cách nuôi dưỡng và chuẩn bị chế độ ăn; thu thập và phân tích mẫu và dữ liệu, vui lòng tham khảo bài báo gốc.
Kết quả và thảo luận
Hình 1: Tôm thẻ chân trắng L. vannamei bị nhiễm F. solani cho thấy mang có màu đen đến nâu (sắc tố cao) rõ rệt (mũi tên đen). Phỏng theo bản gốc.
Prebiotics được coi là một trong những chất bổ sung quan trọng và thiết thực nhất cho nuôi tôm bền vững. Kết hợp prebiotic tổng hợp vào thức ăn cho tôm hiện là một trong những chiến lược phòng ngừa và kiểm soát dịch bệnh được sử dụng rộng rãi nhất trong nuôi trồng thủy sản. Tuy nhiên, hiệu quả của chúng có thể khác nhau tùy thuộc vào loài, liều lượng và sự tương tác của các hợp chất kết hợp. Trong nghiên cứu này, β-1,3 GF đã nâng cao năng suất tăng trưởng và khả năng sử dụng thức ăn của tôm thẻ chân trắng L. vannamei ở mức bổ sung 1,5 gram/kg. Ngoài ra, tôm có tỷ lệ chuyển đổi thức ăn thấp hơn nhiều và tăng trọng cao hơn so với nhóm đối chứng. Những phát hiện này phù hợp với những phát hiện của các nghiên cứu trước đó, cho thấy rằng việc cho ăn β-glucans đã làm tăng tốc độ tăng trưởng và khả năng sử dụng thức ăn của tôm thẻ chân trắng, cá tráp đỏ và cá rô phi. Người ta tin rằng tác động thúc đẩy tăng trưởng của hợp chất này có thể phụ thuộc vào nồng độ, độ hòa tan và cấu trúc của nó, cũng như các loài được kiểm tra.
Trong nuôi trồng thủy sản, β glucans và fructooligosacarit là một trong những prebiotics chính được chọn để tích hợp với probiotics. Một số nghiên cứu đã làm sáng tỏ ảnh hưởng tích cực của cả hai hợp chất đối với hệ vi sinh vật đường ruột và đã xác minh chắc chắn vai trò của chúng là chất kích thích tăng trưởng trong nuôi trồng thủy sản. Nguyên lý hoạt động của prebiotic là các hợp chất này bị phân giải thành các loại đường tương ứng trong ruột tôm và được vi khuẩn có lợi sử dụng làm nguồn carbon.
Sự gia tăng đáng kể hoạt động của các enzym tiêu hóa ở tôm thẻ L. vannamei được cho ăn bằng β-1,3 GF cho thấy rằng prebiotics có thể khuyến khích sự phát triển của vi khuẩn probiotics nội sinh, sau đó gia tăng tiết ra các enzym thủy phân ngoại sinh ở tôm, giúp cải thiện quá trình tiêu hóa thức ăn.
Hệ vi sinh vật đường ruột cần thiết cho nhiều quá trình sinh lý và dinh dưỡng vì nó làm giảm sự mất mát của các enzym tiêu hóa, tăng cường hoạt động của các enzym tiêu hóa và thúc đẩy tăng trưởng. Tuyến tiêu hóa của tôm có các enzym (glucanase) có thể phân hủy glucose polymer-glucan để giải phóng năng lượng và biến glucose thành glycogen. Tôm có thể lấy năng lượng bằng cách tiêu hóa glucan thông qua cơ chế này, giúp tôm tăng trưởng nhanh hơn. Và các vi khuẩn đường ruột thuộc giống Bifidobacterium và Lactobacilli tiêu hóa có chọn lọc FOS oligosacarit, giúp thúc đẩy sự phát triển và kích hoạt các quá trình trao đổi chất của các vi khuẩn này. Từ đó giúp tăng cường đặc tính prebiotic của FOS và có lợi cho sức khỏe của vật chủ.
Về chất chống oxy hóa và dấu ấn sinh học miễn dịch, dữ liệu của chúng tôi cho thấy vai trò chính của β-1,3 GF như một chất chống oxy hóa tiềm năng do hàm lượng hợp chất phenolic cao, có khả năng chịu trách nhiệm cho hoạt động chống oxy hóa mạnh của nó. Kết quả của chúng tôi phù hợp với kết quả của các nhà nghiên cứu khác, rằng chế độ ăn bao gồm β-glucans và các oligosacarit khác có thể giảm thiểu và cải thiện các enzym chống oxy hóa của tôm và các thông số miễn dịch bẩm sinh.
Các hemocytes tuần hoàn (tế bào tác động miễn dịch tham gia vào quá trình bảo vệ tế bào; ở tôm, tế bào này được mang trong máu, hoặc hemolymph của chúng) là nguồn cung cấp lysozyme chính (một loại enzyme kháng khuẩn được sản xuất bởi động vật tạo thành một phần của hệ thống miễn dịch bẩm sinh). Ngoài ra, sự gia tăng số lượng hemocytes, cùng với hoạt động lysozyme tăng cao trong nghiên cứu này, cũng đã được báo cáo trong các nghiên cứu khác. Dữ liệu của chúng tôi cho thấy rằng có sự cải thiện đáng kể trong lysozyme và hoạt động “bùng nổ” hô hấp (giải phóng nhanh các loại oxy phản ứng) từ các loại tế bào khác nhau của hemocytes tôm sau khi bổ sung β-1,3 GF so với nhóm chế độ ăn đối chứng.
Đánh giá huyết học là một công cụ thiết yếu để đánh giá sức khỏe của tôm. Hemocytes là thành phần quan trọng để bảo vệ tế bào. Ở động vật giáp xác, số lượng hemocytes lưu thông thấp hơn, tương ứng tốt với việc giảm tính nhạy cảm với các mầm bệnh lây truyền. Liên quan đến việc đánh giá huyết học trong nghiên cứu này, tổng giá trị hemocytes tăng tương ứng khi mức độ β-1,3 GF tăng lên; giá trị cao nhất được ghi nhận ở nhóm cho ăn với liều lượng cao (1,5 gram/kg). Các mô hình tăng cường tương tự đã được xác định ở tôm thẻ chân trắng Ấn Độ (Fenneropenaeus indicus) được nuôi bằng chế độ ăn có bổ sung các mức độ khác nhau của β-1,3 glucan. Các nghiên cứu khác đã báo cáo sự gia tăng tổng số hemocytes ở tôm F. indicus là do được nuôi bằng chế độ ăn có kết hợp với nấm men.
Hình 2: Tỷ lệ chết tích lũy (%) theo thời gian (Ngày 0–14) đối với tôm thẻ chân trắng, L. vannamei, sau khi cảm nhiễm với F. solani; tôm được cho ăn với chế độ ăn có bổ sung β-1,3 glucan và fructooligosaccharides (β-1,3 GF) (tương ứng là 0, 0,5, 1, 1,5 g/kg; C1–C4). C-ve, đề cập đến các nhóm tôm nhận được chế độ ăn cơ bản bình thường và được tiêm bắp PBS. Các giá trị trung bình (SD±) với các chữ cái khác nhau biểu thị sự khác biệt đáng kể trong xét nghiệm ANOVA.
Tôm trong nghiên cứu của chúng tôi được gây nhiễm thực nghiệm với F. solani cho thấy các dấu hiệu lâm sàng đáng chú ý tương tự như các dấu hiệu nhiễm bệnh tự nhiên, xuất hiện dưới dạng mang có màu đen, đến nâu và các phiến mang bị xẹp và hoại tử, phù hợp với những phát hiện trước đây của các nhà nghiên cứu khác. Các tổn thương đặc trưng có thể liên quan đến sự hình thành u hạt hoặc có thể do các enzym và độc tố của nấm gây ra sự thoái hóa nghiêm trọng cho mang tôm. Sau khi cảm nhiễm với F. solani, tôm được cho ăn β-1,3 GF ở các mức khác nhau cho thấy tỷ lệ chết tích lũy thấp hơn so với những con được cho ăn chế độ ăn cơ bản bình thường. Tỷ lệ sống cao hơn rõ ràng đối với những con tôm được cho ăn chế độ ăn chứa 1,5 g/kg β-1,3 GF. Kết quả của chúng tôi phù hợp với kết quả của các nghiên cứu trước đây, trong đó việc sử dụng thảo mộc đã tăng cường khả năng miễn dịch của L. vannamei sau một tuần áp dụng chế độ ăn thử nghiệm. Dựa trên những phát hiện của chúng tôi, β-1,3 GF có thể là một chiến lược thay thế phù hợp để kiểm soát nhiễm nấm trong các hệ thống nuôi tôm.
Quan điểm
Bổ sung β-1,3 GF có tác dụng rõ rệt đối với phản ứng miễn dịch của tôm thẻ chân trắng (L. vannamei) thông qua việc tăng cường tổng số hemocytes và các enzym liên quan đến miễn dịch. Tác dụng tích cực của các hợp chất này phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng, liều lượng và số ngày bổ sung. Việc bổ sung β-1,3 GF vào chế độ ăn ở mức tối ưu (1,5 gram/kg khẩu phần) trong các trang trại nuôi tôm thương phẩm được khuyến nghị vì nó giúp tăng cường các thông số tăng trưởng và phản ứng miễn dịch, đồng thời tăng sức đề kháng của tôm đối với các loại nấm xâm nhập, đặc biệt là F. solani.
Kết quả của chúng tôi trong nghiên cứu này cho thấy sự cải thiện về tốc độ tăng trưởng, khả năng miễn dịch và khả năng kháng Fusarium của tôm sau khi bổ sung β-1,3 glucan ở nồng độ 1–1,5 gam/kg. Tuy nhiên, tác động của việc bổ sung β-1,3 glucan trên 1,5 gam/kg chế độ ăn vẫn chưa được làm rõ hoàn toàn và cần được nghiên cứu thêm.
Theo Tiến sĩ Hala F. Ayoub
Biên dịch: Huyền Thoại – Tôm Giống Gia Hóa Bình Minh
TÔM GIỐNG GIA HÓA – CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG
Xem thêm:
- Tại Sao Ủ Vi Sinh Cạnh Ao Mà Không Có Sự Giám Sát Chuyên Nghiệp Lại Có Thể Hình Thành Một Cơn Ác Mộng Tiềm Ẩn Về An Toàn Sinh Học?
- Một Số Biện Pháp Mà Các Nhà Sản Xuất Nuôi Trồng Thủy Sản Có Thể Sử Dụng Thay Vì Kháng Sinh
- Bột Và Dầu Ruồi Lính Đen Làm Nguyên Liệu Sản Xuất Thức Ăn Chức Năng Cho Tôm Biển