Ký Sinh Trùng Làm Tăng Khả Năng Nhiễm Flavobacterium columnare Ở Cá Rô Phi

Niêm mạc và biểu bì là tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại các vi sinh vật xâm nhập.

Trong hệ thống nuôi trồng thủy sản, cá thường phải đối mặt với nhiều tác nhân gây bệnh khác nhau. Trong đó, vi khuẩn Gram âm Flavobacterium columnare và ký sinh trùng Ichthyophthirius multifiliis là hai nguyên nhân phổ biến gây bệnh trên cá rô phi nuôi. Đáng chú ý, cả hai loại vi sinh vật này đều phát triển mạnh trong khoảng nhiệt độ từ 20–25°C, khiến nguy cơ bùng phát đồng thời của chúng thường xuyên xảy ra.

Flavobacterium columnare là tác nhân gây bệnh columnaris – một dạng nhiễm trùng chủ yếu ở bề mặt cơ thể cá. Bệnh thường biểu hiện qua các dấu hiệu như tổn thương da, xói mòn vây và hoại tử mang. Nhiều loài cá nước ngọt có giá trị kinh tế cao trên thế giới rất dễ mắc bệnh này, dẫn đến tỷ lệ chết lớn.

Trong khi đó, Ichthyophthirius multifiliis (thường gọi là “Ich”) là một loại ký sinh trùng đơn bào phổ biến ở cá nước ngọt. Loài này ký sinh trên da và mang, gây tổn thương nghiêm trọng, làm tăng tỷ lệ chết và gây thiệt hại kinh tế đáng kể cho ngành nuôi trồng thủy sản. Vòng đời của Ich gồm ba giai đoạn chính: thể theront (giai đoạn gây nhiễm), thể trophont (giai đoạn ký sinh) và thể tomont (giai đoạn sinh sản).

Một nghiên cứu đã được thực hiện nhằm xác định liệu cá rô phi lai khi nhiễm I. multifiliis có trở nên nhạy cảm hơn với F. columnare hay không. Đồng thời, mật độ vi khuẩn trong mô mang và thận cũng được so sánh giữa nhóm cá nhiễm ký sinh trùng và nhóm không nhiễm.

Cá, ký sinh trùng, vi khuẩn

Cá rô phi lai toàn đực được chọn làm đối tượng thí nghiệm do đây là loài phổ biến trong các hệ thống nuôi thâm canh. Cá giống được ương nuôi trong bể trong nhà tại Đơn vị Nghiên cứu Sức khỏe Động vật Thủy sinh, thuộc Cơ quan Nghiên cứu Nông nghiệp – Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (Auburn, Alabama), cho đến khi đạt kích thước thí nghiệm với chiều dài khoảng 9 cm và khối lượng 12 g.

Chủng I. multifiliis sử dụng trong nghiên cứu được phân lập từ một cá thể nhiễm bệnh tại cửa hàng thú cưng địa phương, sau đó được duy trì thông qua lây truyền liên tiếp trên cá da trơn. Để thu nhận thể hoạt động (theront) phục vụ thí nghiệm gây nhiễm, các cá thể nhiễm nặng ký sinh trùng ở giai đoạn trưởng thành được gây mê và rửa bằng nước bể. Bề mặt da cá được cạo nhẹ nhằm tách ký sinh trùng; các thể hoạt động (trophont) thu được được chuyển vào bể chứa 20 lít nước và ủ ở nhiệt độ 22–24°C.

Trong nghiên cứu này, hai chủng F. columnare được sử dụng gồm ALM-05-53 (phân lập từ cá trê) và TN-3-2012 (phân lập từ cá rô phi lai). Các chủng được nuôi trong môi trường Shieh broth cải tiến, ủ hiếu khí trên máy lắc ở 28°C trong 24 giờ. Sau thời gian nuôi cấy, mật độ vi khuẩn được xác định bằng phương pháp đếm khuẩn lạc trên đĩa, qua đó tính toán số đơn vị hình thành khuẩn lạc trên mỗi mililit (CFU/mL).

Thử nghiệm nhiễm trùng F. columnare

Cá được phân bổ đồng đều vào bốn bể, mỗi bể 100 con để tiến hành gây nhiễm ký sinh trùng. Trong đó, hai bể được bổ sung ký sinh trùng I. multifiliis với liều 30.000 theront trên mỗi cá thể. Cá rô phi được tiếp xúc với theront trong vòng một giờ dưới điều kiện có sục khí. Hai bể còn lại không được gây nhiễm I. multifiliis, nhưng vẫn được duy trì trong nước có sục khí trong cùng thời gian.

Sau 5 ngày kể từ khi tiếp xúc với theront, 10 cá thể từ mỗi bể được kiểm tra mức độ nhiễm ký sinh trùng bằng phương pháp soi tươi vây đuôi dưới kính hiển vi. Kết quả cho thấy toàn bộ cá trong các bể gây nhiễm đều bị nhiễm nhẹ I. multifiliis. Số cá còn lại tiếp tục được phân chia vào 18 bể, mỗi bể 20 con.

Các nghiệm thức bao gồm: nhóm đối chứng không nhiễm, nhóm chỉ nhiễm I. multifiliis, nhóm nhiễm F. columnare chủng ALM-05-53, nhóm đồng nhiễm I. multifiliis và F. columnare ALM-05-53, nhóm nhiễm F. columnare chủng TN-3-2012, và nhóm đồng nhiễm I. multifiliis với F. columnare TN-3-2012.

Trong thí nghiệm với vi khuẩn F. columnare, cá được ngâm trong xô chứa nước có bổ sung chủng ALM-05-53 hoặc TN-3-2012 ở nồng độ 4 × 10⁷ CFU/mL trong 15 phút. Những cá không tiếp xúc với vi khuẩn được giữ trong nước có bổ sung canh Shieh trong cùng khoảng thời gian.

F. columnaretrong mô cá

Ba ngày sau khi gây nhiễm, mô mang và thận từ hai cá thể được chọn ngẫu nhiên ở mỗi bể được thu thập nhằm định lượng F. columnare. Mỗi mẫu mô (~20 mg) được nghiền bằng chày vô trùng trong ống ly tâm nhỏ, sau đó tiến hành chiết xuất và tinh sạch DNA.

Phương pháp PCR thời gian thực (qPCR) được áp dụng để xác định hàm lượng F. columnare trong cá nhiễm bệnh. Phản ứng qPCR sử dụng cặp mồi đặc hiệu cùng với đầu dò gắn nhãn kép. Hàm lượng DNA vi khuẩn được biểu thị dưới dạng số bản sao bộ gen trên mỗi miligam mô.

Kết quả

Tỷ lệ chết của cá ghi nhận lần lượt là 2,1%, 0% và 29,1% khi nhiễm đơn lẻ I. multifiliis, F. columnare chủng TN-3-2012 và F. columnare chủng ALM-05-53 (Bảng 1). Đối với nhóm cá đã nhiễm ký sinh trùng, tỷ lệ chết tăng lên 25,0% và 60,4% sau khi tiếp xúc tương ứng với F. columnare TN-3-2012 và ALM-05-53.

Bảng 1. Tỷ lệ chết tích lũy của cá rô phi bị nhiễm ký sinh trùng Ichthyophthirius multifiliis sau khi bị cá nhiễm F. columnare tấn công.

Tỷ lệ chết ở nhóm cá nhiễm ký sinh trùng I. multifiliis cao hơn rõ rệt so với nhóm không nhiễm sau khi tiếp xúc với F. columnare. Sau 3 ngày kể từ khi gây nhiễm F. columnare, vi khuẩn này được phân lập ở mức 33–50% trên cá rô phi không nhiễm ký sinh trùng, trong khi tỷ lệ này ở cá đã nhiễm ký sinh trùng tăng lên đến 83–100% (Hình 1).

Số lượng vi khuẩn tăng lên đáng kể trong mô mang của cá bị nhiễm ký sinh trùng so với cá không bị nhiễm ký sinh trùng sau khi tiếp xúc với F. columnare. Số lượng vi khuẩn trong mô mang của cá bị nhiễm ký sinh trùng (5.702 bản sao bộ gen/mg) cao gấp 14 lần so với mức độ tìm thấy ở cá không bị nhiễm ký sinh trùng (415 GE/mg) ba ngày sau khi tiếp xúc với F. columnare ALM-05-53 (Bảng 2). Cá bị nhiễm ký sinh trùng cho thấy tải lượng vi khuẩn là 2.526 GE/mg, cao gấp 13 lần so với tải lượng 197 GE/mg ở cá không bị nhiễm ký sinh trùng sau khi tiếp xúc với F. columnare TN-3-2012.

Tương tự, thận của cá bị nhiễm ký sinh trùng cho thấy số lượng vi khuẩn cao hơn đáng kể so với thận của cá không bị nhiễm ký sinh trùng sau khi tiếp xúc với F. columnare (Bảng 2). Số lượng vi khuẩn trong mô thận của cá bị nhiễm ký sinh trùng cao gấp 17 lần so với mô thận của cá không bị nhiễm ký sinh trùng sau khi tiếp xúc với F. columnare ALM-05-53.

Bảng 2. Số lượng bản sao bộ gen của F. columnare trong mô cá rô phi tiếp xúc với thể theront của I. multifiliis ba ngày sau khi tiếp xúc với các chủng F. columnare khác nhau.

Kết luận

Lớp nhầy cùng biểu bì đóng vai trò như hàng rào bảo vệ đầu tiên của cá trước sự xâm nhập của vi sinh vật. Trong đó, lớp nhầy chứa nhiều thành phần kháng khuẩn như peptide kháng khuẩn, lysozyme, protease và kháng thể, góp phần ngăn cản vi khuẩn bám dính và xâm nhập vào các tế bào biểu bì bên dưới.

Khi cá bị nhiễm ký sinh trùng I. multifiliis, da và mang sẽ bị tổn thương đáng kể. Các thể theront trong quá trình di chuyển giữa các tế bào biểu mô để tìm vị trí ký sinh sẽ làm tách rời các tế bào này, gây hư hại cấu trúc mô.

Kết quả nghiên cứu cho thấy nhiễm ký sinh trùng tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn xâm nhập mạnh hơn, làm gia tăng mật độ vi khuẩn trong mô cá và kéo theo tỷ lệ chết cao hơn. Điều này nhấn mạnh rằng việc kiểm soát ký sinh trùng không chỉ giúp hạn chế thiệt hại trực tiếp, mà còn góp phần giảm nguy cơ chết do nhiễm khuẩn thứ phát.

Theo De-Hai Xu, Craig Shoemaker, Benjamin LaFrentz

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/parasitism-enhances-tilapia-susceptibility-to-flavobacterium-columnare/

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

Xem thêm:

• Ảnh Hưởng Của Stress Trước Khi Giết Mổ Đến Chất Lượng Phi Lê Cá Rô Phi
• Đánh Giá TILV Và Tác Động Tiềm Tàng Của Nó Đối Với Sản Lượng Cá Rô Phi
• Nuôi Ghép Tôm Thẻ Chân Trắng, Cá Đù Đỏ Và Cá Rô Phi Trong Hệ Thống Biofloc: Sử Dụng Cá Rô Phi Làm Vật Tiêu Thụ Tổng Chất Rắn Lơ Lửng