Cây Sâm Đất Chống Lại Virus WSSV, Thúc Đẩy Sự Phát Triển Của Tôm Sú

Loại cây thảo dược được biết đến với nhiều đặc tính chữa bệnh, được người dân bản địa ở Ấn Độ sử dụng.

Trong quá trình thử nghiệm, những con tôm được cho ăn punarnava (hình trên) khỏe mạnh hơn và có màu sắc tươi sáng hơn so với nhóm đối chứng (hình dưới).

Nhiều loại thảo dược đã được nghiên cứu và ứng dụng hiệu quả trong việc kiểm soát các bệnh do virus và vi khuẩn trên tôm. Trong đó, Boerhaavia diffusa còn được gọi là cây sâm đất và punarnava trong tiếng Phạn, là một loài thực vật thân thảo thuộc họ Nyctaginaceae. Với các đặc tính dược liệu nổi bật, loài cây này cùng các bộ phận của nó đã được cộng đồng bản địa và các bộ lạc tại Ấn Độ sử dụng từ lâu đời trong y học truyền thống. Nước ép từ rễ cây thường được dùng để điều trị các bệnh như hen suyễn, rối loạn đường tiết niệu, khí hư, thấp khớp và viêm não. Ngoài ra, Boerhaavia diffusa còn được sử dụng rộng rãi như một chất tăng cường miễn dịch trong hệ thống y học Ayurveda cổ truyền.

Đặc tính kháng virus của thực vật

Rễ cây punarnava là nguồn giàu protein cơ bản, được sử dụng để tăng cường khả năng đề kháng toàn thân cho nhiều loại cây trồng mẫn cảm trước các virus phổ biến. Các nghiên cứu cho thấy glycoprotein tinh khiết chiết xuất từ punarnava có hoạt tính kháng virus mạnh, đặc biệt đối với các thể thực khuẩn RNA. Khi được xử lý trước từ 2 đến 24 giờ trước thời điểm gây nhiễm, protein hoặc tác nhân kháng virus này thể hiện hiệu quả rõ rệt đối với virus khảm thuốc lá, virus gây bệnh đốm lá gai dầu và virus gây bệnh khảm gomphrena.

Glycoprotein trong rễ cây hoạt động như một phân tử tín hiệu quan trọng, có vai trò kích hoạt hệ thống phòng vệ tự nhiên của thực vật trước sự xâm nhiễm của virus. Nhờ hiệu quả kháng virus vượt trội, punarnava đã được thử nghiệm trong điều kiện thực địa nhằm kiểm soát nhiều bệnh do virus trên các loại cây trồng có giá trị kinh tế. Kết quả cho thấy glycoprotein tinh chế từ punarnava giúp làm giảm đáng kể sự xâm nhiễm và nhân lên của các tác nhân gây bệnh như virus xoăn lá vàng cà chua, virus đốm vòng đu đủ và virus khảm xanh dưa chuột.

Khả năng kháng WSSV

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc so sánh các mức liều khác nhau của chiết xuất punarnava đã khẳng định hoạt tính kháng virus mạnh mẽ của hợp chất này đối với virus gây hội chứng đốm trắng (WSSV) ở tôm. Những cá thể được bổ sung liều cao chiết xuất punarnava vẫn duy trì tỷ lệ sống cao và tồn tại đến thời điểm kết thúc thí nghiệm, 14 ngày sau khi bị nhiễm WSSV.

Một trong những cơ chế kháng virus tiềm năng được đề xuất là sự tương tác giữa các hợp chất hoạt tính sinh học trong chiết xuất punarnava với protein vỏ của virus, qua đó ngăn cản quá trình xâm nhập của virus vào cơ thể vật chủ. Đồng thời, các hợp chất này cũng có khả năng ức chế sự nhân lên của virus trong tế bào ký chủ.

Ngoài ra, một giả thuyết khác cho rằng các hợp chất hoạt tính sinh học trong punarnava có thể đóng vai trò như các chất kích thích miễn dịch, tương tự hệ prophenoloxidase, anion superoxide và oxit nitric ở tôm, góp phần tăng cường hệ miễn dịch bẩm sinh chống lại WSSV. Bên cạnh đó, đặc tính chống oxy hóa của các hợp chất này còn giúp bảo vệ tế bào khỏi tác động của các gốc tự do phát sinh trong quá trình nhiễm WSSV.

Tiềm năng thúc đẩy tăng trưởng

Kết quả từ thí nghiệm trên ao nuôi đã cho thấy rõ tiềm năng thúc đẩy tăng trưởng của chiết xuất cồn từ cây punarnava ở tôm sú (Hình 1). Tôm được cho ăn punarnava có tốc độ tăng trưởng cao hơn so với nhóm đối chứng. Tốc độ tăng trưởng tối đa đạt được ở liều lượng 10 ml/kg tôm (Bảng 1). Trong quá trình lấy mẫu, tôm được xử lý khỏe mạnh, năng động và có màu sắc tươi sáng hơn so với nhóm đối chứng.

Bảng 1. Sự tăng trưởng của P. monodon được cho ăn khẩu phần có punarnava.

Tham số	Đối chứng	8 ml/kg	10 ml/kg
Chiều dài ban đầu (mm)	18,0 ± 0,2	18,0 ± 0,2	18,0 ± 0,2
Chiều dài cuối cùng (cm)	15,2 ± 0,3 ^a	17,0 ± 0,3 ^b	19,0 ± 0,3 ^c
Khối lượng ban đầu (mg)	45,0 ± 0,1	45,0 ± 0,1	45,0 ± 0,1
Khối lượng cuối cùng (g)	20,1 ± 2,1 ^a	23,8 ± 2,3 ^b	25,4 ± 2,9 ^c
Tổng sinh khối (kg)	1.467	1.690	1.778
Tỷ lệ sống (%)	73	71	70
Tăng trọng (%)	0	15	22

Hình 1: Sự tăng trưởng trọng lượng của P. monodon.

Tốc độ tăng trưởng cao hơn được quan sát thấy ở nhóm điều trị có thể là do tác dụng điều hòa miễn dịch của hợp chất hoạt tính sinh học trong chiết xuất thảo dược, có thể đã kích thích việc ăn uống tự nguyện.

Người ta nhận thấy rằng việc bổ sung punarnava ngoại sinh làm tăng hoạt động của enzyme tiêu hóa trong đường tiêu hóa của dê bằng cách kích thích các tế bào tuyến trong đường tiêu hóa của chúng. Sự gia tăng hiệu quả chuyển hóa thức ăn ở tôm được cho ăn chiết xuất này có thể là do hoạt động của enzyme tiêu hóa trong đường tiêu hóa tăng lên hoặc tốc độ hấp thụ tăng lên (Bảng 2).

Bảng 2. Hiệu quả sử dụng thức ăn của P. monodon được cho ăn khẩu phần có punarnava.

Tham số	Đối chứng	8 ml/kg	10 ml/kg
Lượng thức ăn tiêu thụ (g)	21,11 ^a ± 1,03	22,21 ^ab ± 2,88	24,01 ^c ± 1,89
Đồng hóa (g)	16,89 ± 1,12	18,80 ± 1,12	19,80 ± 1,12
Hiệu suất chuyển đổi thức ăn	18,19 ^a ± 2,73	21,00b ± 2,01	24,79 ^c ± 2,08
Hiệu suất hấp thụ thức ăn (%)	70,11 ± 0,71	73,11 ± 0,01	78,11 ± 0,72
Khả năng tiêu hóa protein biểu kiến (%)	64,32 ± 0,01	65,30 ± 2,40	70,12 ± 0,88
Khả năng tiêu hóa lipid biểu kiến (%)	76,12 ± 0,99	80,12 ± 3,60	78,11 ± 0,23

Các giá trị trung bình có cùng ký hiệu viết trên không khác biệt đáng kể về mặt thống kê (P < 0,01).

Đặc tính điều hòa miễn dịch

Số lượng tế bào máu lưu thông thấp có mối liên hệ chặt chẽ với mức độ nhạy cảm cao hơn đối với mầm bệnh, trong khi tổng số lượng tế bào máu cao trong dịch huyết tương phản ánh tình trạng sức khỏe tốt của tôm. Do đó, việc định lượng quần thể tế bào máu được xem là một chỉ số quan trọng để đánh giá phản ứng miễn dịch tế bào ở giáp xác.

Ở tôm đã xác định ba dạng tế bào máu khác nhau về mặt hình thái, bao gồm tế bào trong suốt, tế bào dạng hạt và tế bào bán hạt. Các loại tế bào này đảm nhiệm nhiều chức năng sinh học quan trọng như thực bào, bao vây và hình thành các cấu trúc dạng nốt. Nhiều nghiên cứu cho thấy hàm lượng tế bào máu tổng (THC) giảm đáng kể ở tôm Litopenaeus vannamei bị nhiễm virus gây hội chứng Taura.

Trong nghiên cứu này, tổng số lượng tế bào máu ở nhóm tôm được bổ sung chiết xuất cao hơn rõ rệt so với nhóm đối chứng. Hiện tượng này có thể xuất phát từ tác dụng kích thích của các hợp chất có trong punarnava đối với quá trình tạo máu trong cơ thể tôm.

Bên cạnh đó, tỷ lệ RNA:DNA phản ánh mức độ tổng hợp protein và được xem là công cụ nhạy cảm trong việc đánh giá hiệu quả của các chế độ dinh dưỡng đối với tăng trưởng. Kết quả thí nghiệm cho thấy nhóm tôm được xử lý có tỷ lệ RNA:DNA cao hơn so với nhóm đối chứng (Bảng 3), cho thấy hoạt động tổng hợp protein diễn ra mạnh mẽ hơn và phản ánh sự gia tăng tăng trưởng ở cấp độ tế bào.

Bảng 3. Tỷ lệ RNA:DNA trong cơ và tuyến gan tụy của tôm.

Tham số	Đối chứng	8 ml/kg	10 ml/kg
Cơ bắp
RNA (µ/g)	98,34 ± 2,86 ^a	103,33 ± 1,32 ^b	148,24 ± 2,07 ^c
DNA (µ/g)	10,03 ± 0,52	11,12 ± 0,27	11,62 ± 0,44
RNA:DNA	9,80 ± 0,81 ^a	9,36 ± 0,33 ^a	13,48 ± 0,73 ^b
Gan tụy
RNA (µ/g)	119,33 ± 1,02 ^a	120,10 ± 1,02 ^a	136,73 ± 1,07 ^b
DNA (µ/g)	9,73 ± 0,13	9,50 ± 0,09	9,30 ± 0,09
RNA:DNA	13,20 ± 0,63 ^ab	12,61 ± 0,36 ^a	15,27 ± 0,72 ^c

Các giá trị trung bình có cùng ký hiệu viết trên không khác biệt đáng kể về mặt thống kê (P < 0,01).

Hàm lượng DNA trong nhân tế bào được xem là chỉ thị phản ánh số lượng tế bào tham gia cấu thành khối lượng đơn vị của mô, trong khi hàm lượng RNA có mối liên hệ chặt chẽ với hoạt động trao đổi chất của mô. Từ đó có thể suy ra rằng tốc độ tăng trưởng cao quan sát được ở tôm được bổ sung cá punarnava nhiều khả năng xuất phát từ sự gia tăng quá trình tổng hợp protein.

Kết luận

Các nghiên cứu cho thấy chiết xuất thô dạng dung dịch từ rễ khô cây punarnava có hoạt tính kháng virus đáng kể đối với các tác nhân gây bệnh trên đậu xanh, dưa hấu, dưa lưới và bầu. Việc xử lý bằng chiết xuất này không chỉ giúp làm giảm mức độ biểu hiện triệu chứng bệnh mà còn góp phần bảo vệ cây trồng khỏi nguy cơ nhiễm virus.

Mặc dù đặc tính kháng virus của cây punarnava đối với các virus thực vật đã được chứng minh trong nhiều nghiên cứu trước đây, các tác giả đã mở rộng phạm vi nghiên cứu sang khả năng kháng virus WSSV ở tôm thuộc họ Penaeidae. Hoạt chất kháng virus được phân lập từ cây này được xác định là một glycoprotein có khối lượng phân tử từ 16 đến 20 kDa. Do thể hiện hoạt tính mạnh đối với WSSV, hợp chất này cần được tiếp tục nghiên cứu chuyên sâu nhằm hoàn thiện quy trình phân lập, xác định đặc tính và mở rộng khả năng ứng dụng trong nuôi tôm.

Theo Sambhu Chithambaran, Sherly David

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/red-hogweed-fights-wssv-promotes-growth-in-tiger-shrimp/

Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Tôm Giống Gia Hoá Bình Minh

Xem thêm: