Đánh Giá Ảnh Hưởng Của Stress Gây Ra Do pH Lên Tôm Thẻ Chân Trắng Sau Thời Gian Dài

Kết quả cho thấy những ảnh hưởng không mong muốn lên sự tăng trưởng, khả năng miễn dịch, các chức năng của hệ vi sinh vật đường ruột của tôm.

Kết quả của nghiên cứu này cho thấy rằng tôm thẻ bột L. vannamei tiếp xúc lâu dài với stress pH có thể bị ảnh hưởng xấu đến các chức năng của hệ vi sinh vật đường ruột của tôm, làm giảm khả năng tăng trưởng, khả năng miễn dịch và chống oxy hóa, và thậm chí tổn thương mô ruột. Ảnh của Darryl Jory.

Giá trị pH [thước đo độ axit của dung dịch] là một trong những yếu tố gây stress môi trường nhạy cảm nhất đối với động vật nuôi trồng thủy sản và có thể dao động trong khoảng 6,6 đến 10,2 do các hoạt động quang hợp và hô hấp trong nước. Tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương (Litopenaeus vannamei) là loài có khả năng thích nghi với nhiều loại độ mặn khác nhau, các chức năng sinh lý thích hợp của nó bị ảnh hưởng bởi stress do pH, điều này có thể gây ra stress oxy hóa, làm giảm khả năng kháng oxy hóa và các thông số miễn dịch, phá hủy các mô ruột và thay đổi hệ vi sinh vật đường ruột.

Phản ứng của động vật thủy sinh đối với stress do pH là một quá trình phức tạp liên quan đến việc điều chỉnh hệ thống miễn dịch, hệ thống kháng oxy hóa và sức khỏe đường ruột của chúng. Ruột tôm là cơ quan quan trọng để tiêu hóa, hấp thụ và bảo vệ miễn dịch, cấu trúc hệ vi sinh vật của nó đóng vai trò quan trọng và liên quan mật thiết đến sức khỏe của vật chủ. Căng thẳng do môi trường có thể cản trở chức năng của các hàng rào ruột, làm suy giảm phản ứng miễn dịch và tăng xác suất lây nhiễm mầm bệnh.

Bài báo này – được điều chỉnh và tóm tắt từ ấn phẩm gốc (Qiuran Yu và cộng sự. 2020. Ảnh hưởng của stress do pH lên tăng trưởng và sức khỏe của tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương, Litopenaeus vannamei trong thời gian dài. Báo cáo nuôi trồng thủy sản Tập 16, tháng 3 năm 2020, 100280) đã đánh giá tiềm năng tác động bất lợi của stress pH dựa trên sự sống sót, tăng trưởng của động vật và các thông số khác.

Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi các khoản tài trợ từ Phòng thí nghiệm trọng điểm về nuôi trồng thủy sản nước ngọt của Bộ Nông nghiệp, Phòng thí nghiệm trọng điểm về sức khỏe và dinh dưỡng cá của tỉnh Chiết Giang, Phòng thí nghiệm chính về di truyền và nhân giống nuôi trồng thủy sản nước ngọt của Viện thủy sản nước ngọt Chiết Giang (ZJK201911), Chương trình Nghiên cứu và Phát triển Trọng điểm tỉnh Hải Nam (ZDYF2019068), Chương trình R&D Trọng điểm Quốc gia của Trung Quốc (2018YFD0900400), và nguồn vốn ban đầu từ Đại học Hải Nam cho R&D (KYQD (ZR) 1736).

Thiết lập nghiên cứu

Tôm thẻ giống L. vannamei được lấy từ một trại địa phương ở Hải Nam, Trung Quốc, và thích nghi với môi trường thí nghiệm – nuôi trong nước biển có pH 8,0 đến 8,2, độ mặn 28 đến 30 ‰ và nhiệt độ 28 ± 2 độ C – trong hai tuần. Động vật được cho ăn thức ăn công nghiệp (41% protein thô, 4% lipid thô) với 6% trọng lượng cơ thể chúng hàng ngày.

Sau khi thích nghi, tôm (trọng lượng trung bình 2,6 ± 0,4 gam) được chia ngẫu nhiên thành ba nhóm với các nghiệm thức pH khác nhau: nhóm đối chứng (pH 8,0), nhóm pH 6,5 (pH 6,5) và nhóm pH 9,5 (pH 9,5) và thả trong bể nuôi ở mức 167 con/m². Tôm được cho ăn theo cùng một quy trình như nhau trong suốt quá trình thuần và pH của nước trong bể nuôi được theo dõi ba lần mỗi ngày trong suốt 28 ngày thí nghiệm.

Tỷ lệ sống của động vật được đánh giá hàng ngày và chúng tôi cũng thu thập các mẫu để phân tích trong phòng thí nghiệm khác nhau để xác định và đánh giá tốc độ tăng trưởng của tôm, chỉ số gan, khả năng chống oxy hóa, biểu hiện gen liên quan đến miễn dịch, mô học ruột và hệ vi sinh vật đường ruột.

Để biết thông tin chi tiết về thiết kế và thiết lập thử nghiệm, động vật được sử dụng, thời gian phơi nhiễm với pH và lấy mẫu; phân tích sinh hóa và biểu hiện gen; phân tích chức năng của hệ vi sinh vật và các thông số khác được đánh giá; và các phân tích thống kê, vui lòng tham khảo ấn phẩm gốc.

Kết quả và thảo luận

Khả năng miễn dịch bẩm sinh ở giáp xác là một trong những chức năng quan trọng nhất để ngăn chặn sự xâm nhập của mầm bệnh, và nghiên cứu trước đây đã báo cáo rằng căng thẳng môi trường cấp tính có thể ảnh hưởng đến khả năng miễn dịch của L. vannamei. Kết quả của chúng tôi cho thấy sự biểu hiện của một số con đường miễn dịch bẩm sinh ở cả nhóm pH 6,5 và pH 9,5 đều bị điều chỉnh giảm [quá trình tế bào làm giảm số lượng thành phần tế bào, chẳng hạn như RNA hoặc protein, để phản ứng với kích thích bên ngoài], và gen Casp-3 [một gen mã hóa protein] được điều chỉnh giảm đáng kể ở nhóm pH 9.5.

Dữ liệu của chúng tôi cũng chỉ ra rằng căng thẳng pH 6,5 và 9,5 ảnh hưởng đến khả năng loại bỏ mầm bệnh và quá trình nhận dạng mẫu của tôm thẻ chân trắng, và thậm chí nồng độ pH cao hơn đã ức chế khả năng loại bỏ các tế bào bị tổn thương. Ngoài ra, khả năng chống oxy hóa của tôm ở pH 9,5 hoặc pH 6,5 đã giảm đáng kể so với tôm ở pH kiểm soát 8,0.

Kết quả cho thấy tỷ lệ tăng trọng giảm đáng kể ở tôm ở pH 9,5 so với tôm đối chứng ở pH 8,0. Gan tụy và ruột đóng một vai trò quan trọng trong chức năng tiêu hóa, hấp thụ và chống oxy hóa ở tôm. Dữ liệu của chúng tôi cho thấy tỷ lệ tăng cân (WGR) ở nhóm pH 9.5 thấp hơn đáng kể so với WGR ở hai nhóm còn lại, trong khi chỉ số gan, HSI [đo trọng lượng tương đối của gan] đã tăng lên đáng kể ở pH. Nhóm 9.5, chỉ ra rằng căng thẳng pH cao có thể ảnh hưởng đến quá trình tiêu hóa và hấp thụ của tôm, đồng thời hạn chế đầu vào chất dinh dưỡng để tăng trưởng và chống stress.

Hình 1: Tỷ lệ sống (SR) (A), tỷ lệ tăng trọng (WGR) (B) và chỉ số gan (HSI) (C) của L. vannamei tiếp xúc với pH 6,5 và pH 9,5 trong 28 ngày. Các thanh dọc thể hiện giá trị trung bình ± SE (n = 4). Các chữ cái khác nhau (a, b) biểu thị sự khác biệt đáng kể (P <0,05) giữa các nhóm.

Cấu trúc và sự đa dạng của hệ vi sinh vật đường ruột là một yếu tố quan trọng đối với sức khỏe của tôm, và căng thẳng môi trường có thể làm thay đổi sự cân bằng của hệ vi sinh vật đường ruột và làm tăng nguy cơ nhiễm mầm bệnh. Trong nghiên cứu của chúng tôi, tế bào mô ruột bị teo ở nhóm pH 6,5 và bị tổn thương ở nhóm pH 9,5. Phân tích mô học cho thấy các tế bào biểu mô ruột tôm ở pH 6,5 tách khỏi màng đáy, trong khi hoại tử tế bào biểu mô được tìm thấy ở tôm ở pH 9,5.

Chúng tôi quan sát thấy rằng dưới áp lực pH mãn tính, sự cân bằng của hệ vi sinh vật đường ruột ở tôm thẻ chân trắng bị phá vỡ và khả năng sàng lọc vi khuẩn trong nước của ruột bị suy yếu, tạo cơ hội cho vi khuẩn gây bệnh xâm nhập. Sự mất cân bằng trong hệ vi sinh vật đường ruột này có thể ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống miễn dịch ở tôm, và sự thay đổi trong hệ vi sinh vật đường ruột có liên quan chặt chẽ đến môi trường.

Hình 2: Thành phần hệ vi sinh vật đường ruột của L. vannamei dưới áp lực pH trong 28 ngày. (A) Thành phần ở cấp độ ngành nghề; (B) Thành phần ở cấp độ chi.

Ruột không thể thực hiện được các chức năng bình thường của nó khi tôm bị căng thẳng do pH và thành phần của hệ vi sinh vật đường ruột có thể có các hình thái bất thường. Thành phần hệ vi sinh vật có thể bị ảnh hưởng bởi cả nước biển và lượng thức ăn, và các nghiên cứu khác đã báo cáo Proteobacteria là hệ vi sinh vật quan trọng nhất trong ruột của L. vannamei, nhưng trong nghiên cứu của chúng tôi, cả Actinobacteria và Proteobacteria đều là dạng phyla chính.

Ở pH 6,5, các chức năng của hàng rào ruột bị suy yếu trong quá trình tiêu hóa và hấp thụ protein và carbohydrate. Ở pH 9.5, con đường sinh tổng hợp kháng sinh đối với một số hợp chất đã giảm đáng kể. Điều này có liên quan đến việc giảm tỷ lệ vi khuẩn Actinobacteria trong nhóm pH 9.5 và có khả năng thúc đẩy sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn trong ruột tôm và phá vỡ thành phần của hệ vi sinh vật đường ruột.

Quan điểm

Chúng tôi đã đánh giá các tác động đối với tôm thẻ chân trắng khi tiếp xúc với pH cao hơn 9,5 hoặc pH thấp hơn 6,5 so với pH bình thường 8,0 trong bốn tuần, và đánh giá năng suất tăng trưởng của tôm, khả năng chống oxy hóa, chức năng miễn dịch và tổn thương mô học đường ruột và hệ vi sinh vật.

Kết quả của chúng tôi cho thấy việc tiếp xúc lâu dài với các căng thẳng gây do pH thấp hoặc cao có thể ảnh hưởng xấu đến các chức năng của hệ vi sinh vật đường ruột tôm, do đó dẫn đến giảm khả năng tăng trưởng, khả năng miễn dịch và chống oxy hóa, và thậm chí là tổn thương mô học ruột.

Tác giả: Tiến sĩ Jia Xie

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/assessing-effects-of-long-term-ph-stress-to-pacific-white-shrimp-juveniles/

Biên dịch: T.L – Công ty TNHH PTTS Bình Minh.

“Tôm Giống Gia Hóa – Chìa Khóa Thành Công”

Xem thêm:

• NHỮNG ĐIỂM CẦN LƯU Ý KHI ƯƠNG TÔM AO GIÈO
• 07 Giải Pháp Để Cải Thiện Chất Lượng Nền Đáy Ao Nuôi Tôm
• Tại Sao Phòng Thí Nghiệm Lại Quan Trọng Đối Với Người Nuôi Tôm Tại Indonesia?