Phần 2: Nhận dạng và đặc tính của một loại Probiotic tiềm năng, Clostridium butyricum G13, được phân lập từ ruột cua bùn (Scylla paramamosain)

Các axit béo chuỗi ngắn được sản xuất bằng quá trình lên men in vitro

Trong thí nghiệm lên men kỵ khí trong ống nghiệm, tác động của C. butyricum G13 đơn lẻ hoặc kết hợp với prebiotic (GOS và/hoặc RS) lên hoạt động trao đổi chất của hệ vi sinh đường ruột ở cua bùn đã được nghiên cứu. Sau 24 giờ lên men, hàm lượng SCFA (bao gồm axit axetic, propionic và butyric) khác biệt đáng kể so với đối chứng (Hình 1L). Kết quả cho thấy axit axetic chiếm hàm lượng SCFA tổng số cao nhất, tiếp theo là axit butyric và axit propionic. Nồng độ axit axetic trong nhóm G13 là cao nhất, cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng (t = 5,813 và P = 0,00), nhóm G13+GOS (t = 4,745 và P = 0,00) và nhóm G13+GOS+RS (t = 6,325 và P = 0,00). Hàm lượng axit propionic trong nhóm G13+GOS+RS (t = 7,452 và P = 0,00) thấp hơn đáng kể so với nhóm đối chứng, trong khi nhóm G13 (t = 0,9538 và P = 0,36), nhóm G13+RS (t = 1,795 và P = 0,1) và nhóm G13+GOS (t = 3,633 và P = 0,00) tương tự như nhóm đối chứng. Mức axit butyric trong nhóm G13 (t = 3,831 và P = 0,00), G13+RS (t = 4,731 và P = 0,00), G13+GOS (t = 8,389 và P = 0,00) và G13+GOS+RS (t = 21,98 và P = 0,00) cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng.

Giải trình tự hệ vi khuẩn đường ruột và sự đa dạng của vi khuẩn sau quá trình lên men in vitro

Tác dụng của C. butyricum G13 đơn lẻ hoặc kết hợp với prebiotic (GOS và/hoặc RS) đối với những thay đổi trong cấu trúc cộng đồng vi khuẩn đường ruột đã được kiểm tra bằng cách sử dụng nuôi cấy lên men trong ống nghiệm. Độ bão hòa của kết quả giải trình tự được phản ánh bởi nền tảng bão hòa của đường cong thưa (Hình 2A). Sự giống nhau về tính đa dạng của tất cả các mẫu được thể hiện bằng đường cong bậc phong phú (Hình 2B). Phân tích giải trình tự thông lượng cao của vùng V3-V4 của gen 16S rRNA cho thấy tổng cộng 6.945.322 lần đọc chất lượng cao đã thu được từ 33 mẫu. Dữ liệu thô của trình tự 16S rRNA đã được gửi vào GenBank với số hiệu PRJNA948684. Số lượng đọc dao động từ 84.726 đến 91.712, với sự phân bố của những người trong nhóm đối chứng từ 77.434 đến 93.886, nhóm G13 từ 72.233 đến 96.670, nhóm G13+GOS từ 77.741 đến 92.811, nhóm G13+RS từ 84.7771 đến 96.314 và nhóm G13+GOS+RS từ 82.403 đến 90.216. Độ phủ Tốt đạt >99% trong tất cả các mẫu, cho thấy cộng đồng vi khuẩn trong mỗi mẫu về cơ bản đã được xác định, có thể đạt đến độ sâu bão hòa của giải trình tự. Số lượng đơn vị phân loại vận hành chung (OTU) trong tất cả các nhóm xử lý là 73, và số lượng OTU duy nhất trong nhóm đối chứng, nhóm G13, G13+RS, G13+GOS và nhóm G13+RS+GOS lần lượt là 949, 987, 226, 248 và 91 (Hình 2C).

HÌNH 2 Sự đa dạng và thành phần của hệ vi khuẩn đường ruột trong quá trình lên men kỵ khí trong ống nghiệm bổ sung G13, G13+RS, G13+GOS hoặc G13+RS+GOS. (A và B) Đường cong thưa thớt biểu thị sự phong phú của hệ vi khuẩn đường ruột trong các mẫu của từng nhóm. (C) Số lượng OTU chung và duy nhất giữa các nhóm. (D đến H) Sự đa dạng và phong phú của hệ vi khuẩn đường ruột trong các nhóm (dựa trên các chỉ số Chao1, ACE, Simpson và Shannon). (I) PCoA dựa trên khoảng cách UniFrac có trọng số được sử dụng để biểu thị sự tương đồng về cấu trúc cộng đồng giữa các nhóm và phương pháp nhóm cặp không có trọng số sử dụng cấu trúc cây cụm liên kết trung bình (UPGMA) biểu thị sự phân bố cụm giữa các mẫu. So sánh sự khác biệt trong từng nhóm kết hợp với phân tích kiểm định t (P < 0,05) và sự khác biệt có ý nghĩa (P < 0,05) được biểu thị bằng dấu hoa thị.

Sự đa dạng alpha của cộng đồng vi khuẩn đường ruột trong các nền nuôi cấy sau quá trình lên men trong ống nghiệm được ước tính bằng các chỉ số Chao1, ACE, Shannon và Simpson. Kết quả cho thấy các chỉ số Chao1 và ACE trong G13 (t = 0,087 và P = 0,93 đối với Chao1 và t = 0,002 và P = 0,998 đối với ACE), G13+GOS (t = 2,882 và P = 0,01 đối với Chao1 và t = 3,065 và P = 0,01 đối với ACE), G13+RS (t = 3,052 và P = 0,01 đối với Chao1 và t = 3,298 và P = 0,008 đối với ACE), và G13+GOS+RS (t = 5,021 và P = 0,00 đối với Chao1 và t = 5,645 và P = 0,00 đối với ACE) cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng. Chỉ số Shannon và Simpson giảm đáng kể ở nhóm G13 (t = 7,862 và P = 0,00 đối với Shannon và t = 9,0570 và P = 0,00 đối với Simpson), G13+GOS (t = 18,06 và P = 0,00 đối với Shannon và t = 13,69 và P = 0,00 đối với Simpson), G13+RS (t = 20,84 và P = 0,00 đối với Shannon và t = 17,09 và P = 0,00 đối với Simpson), và G13+GOS+RS (t = 20,67 và P = 0,00 đối với Shannon và t = 15,50 và P = 0,00 đối với nhóm Simpson) so với nhóm đối chứng (Hình 2D đến H).

Phân tích đa dạng beta dựa trên phân tích phương sai đa biến hoán vị (PERMANOVA) và phân tích độ tương đồng (ANOSIM) cho thấy cấu trúc cộng đồng vi khuẩn tổng thể của nhóm đối chứng khác biệt đáng kể so với các nhóm khác (P đã hiệu chỉnh Bonferroni < 0,05). Phân tích tọa độ chính (PCoA) và thuật toán nhóm cặp có trọng số dựa trên ma trận khoảng cách UniFrac có trọng số (WPGMA) đã được sử dụng để ước tính độ tương đồng của thành phần cộng đồng vi khuẩn. Kết quả cho thấy hệ vi khuẩn đường ruột của các nhóm G13, G13+RS, G13+GOS và G13+GOS+RS về cơ bản tập trung lại với nhau và cách xa nhóm đối chứng (Hình 2I).

Thành phần vi khuẩn đường ruột sau khi lên men in vitro

Sự khác biệt về vi khuẩn đường ruột ở các nhóm sau 24 giờ lên men trong ống nghiệm đã được nghiên cứu ở cả cấp độ ngành và chi (Hình 3). 10 ngành hàng đầu trong tất cả các nhóm được thể hiện trong Hình 3A. Kết quả cho thấy Proteobacteria và Firmicutes là chiếm ưu thế nhất. Độ phong phú tương đối của Proteobacteria cao hơn ở nhóm G13 (t = 17,68 và P = 0,00), G13+RS (t = 23,00 và P = 0,00), G13+GOS (t = 20,60 và P = 0,00) và G13+GOS+RS (t = 19,43 và P = 0,00) so với nhóm đối chứng, trong khi độ phong phú của Firmicutes thấp hơn đáng kể ở nhóm G13 (t = 19,90 và P = 0,00), G13+RS (t = 23,18 và P = 0,00), G13+GOS (t = 20,66 và P = 0,00) và nhóm G13+GOS+RS (t = 19,39 và P = 0,00).

HÌNH 3 Thành phần của cộng đồng vi khuẩn đường ruột trong các nhóm thử nghiệm (đối chứng, G13, G13+RS, G13+GOS và G13+RS+GOS) sau quá trình lên men kỵ khí trong ống nghiệm. (A và B) Độ phong phú tương đối của hệ vi khuẩn đường ruột trong các nhóm ở cấp độ ngành (A) và chi (B). (C) Phân tích LEfSe về sự phân bố phát sinh loài của các loài vi khuẩn giữa các nhóm. (D) Biểu đồ phân bố giá trị LDA biểu thị độ phong phú đáng kể của hệ vi khuẩn giữa các nhóm (với điểm LDA >3.0).

Độ phong phú tương đối của 10 chi vi khuẩn hàng đầu trong các nhóm khác nhau được thể hiện trong Hình 3B. Độ phong phú tương đối của Edwardsiella và Clostridium sensu stricto 1 cao hơn đáng kể ở G13 (t = 26,19 và P = 0,00 đối với Edwardsiella và t = 1,383 và P = 0,196 đối với Clostridium sensu stricto 1), G13+RS (t = 50,38 và P = 0,00 đối với Edwardsiella và t = 6,164 và P = 0,00 đối với Clostridium sensu stricto 1), G13+GOS (t = 10,00 và P = 0,00 đối với Edwardsiella và t = 10,00 và P = 0,00 đối với Clostridium sensu stricto 1) và nhóm G13+GOS+RS (t = 43,75 và P = 0,00 đối với Edwardsiella và t = 12,12 và P = 0,00 đối với Clostridium sensu stricto 1) so với nhóm đối chứng. Ngược lại, Proteocatella được phát hiện thấp hơn đáng kể ở nhóm G13 (t = 4,412 và P = 0,001), G13+RS (t = 6,382 và P = 0,00), G13+GOS (t = 7,032 và P = 0,00) và G13+GOS+RS (t = 7,223 và P = 0,00) so với nhóm đối chứng.

Phân tích hiệu ứng phân biệt tuyến tính (LEfSe) (với phân tích phân biệt tuyến tính [LDA] >3,0) cũng được sử dụng để nghiên cứu sự tham gia của các loài vi khuẩn cụ thể trong các nhóm (Hình 3C và D). Kết quả cho thấy nhóm đối chứng được làm giàu với Peptostreptococcales, Peptostreptococcaceae, Firmicutes, Clostridia và Proteocatella. Trong nhóm G13, các thuật ngữ vi sinh vật như ty thể, Rickettsiales, lục lạp, vi khuẩn lam và Clostridium được làm giàu đáng kể. Trong nhóm G13+GOS, Clostridium butyricum, Clostridiaceae, Lactococcus và Streptococcaceae chiếm ưu thế. Các loài Hafniaceae, Enterobacterales và GammaProteobacteria được làm giàu đáng kể trong nhóm G13+RS và loài Lactococcus được làm giàu trong nhóm G13+GOS+RS.

Hồ sơ chức năng của hệ vi sinh vật đường ruột sau quá trình lên men trong in vitro

Hồ sơ chức năng của hệ vi sinh vật đường ruột liên quan đến việc bổ sung C. butyricum G13 riêng lẻ hoặc kết hợp với prebiotic (GOS hoặc/và RS) đã được phân tích sau quá trình lên men kỵ khí trong ống nghiệm bằng phân tích PICRUSt (Hình 4). Kết quả phân tích thành phần chính (PCA) cho thấy thành phần chức năng trong các nhóm G13, G13+RS, G13+GOS và G13+GOS+RS khác biệt đáng kể so với nhóm đối chứng (Hình 4A). Sự phân bố các gen riêng biệt và chung trong các nhóm thử nghiệm khác nhau được thể hiện trong sơ đồ Venn ở Hình 4B. Có 4.479 gen chung trong tất cả các nhóm, cũng như 56, 11, 47 và 249 gen riêng biệt trong nhóm đối chứng, G13, G13+GOS và G13+GOS+RS. Sự khác biệt về chức năng giữa các nhóm đã được phân tích và thể hiện trong Hình 4C. Hình 4C cho thấy “sự gấp, phân loại và phân hủy”, “sự chuyển hóa của các axit amin khác”, “sự chuyển hóa lipid”, “hệ thống nội tiết”, “sự sinh tổng hợp và chuyển hóa glycan”, “các chức năng và quá trình của tế bào” và “sự truyền tín hiệu và vận chuyển màng” được làm giàu đáng kể ở nhóm G13, G13+GOS và G13+GOS+RS so với nhóm đối chứng. Tuy nhiên, các chức năng của “protein vận động của vi khuẩn”, “sinh tổng hợp ribosome” và “sự chuyển hóa cysteine và methionine, và các chức năng khác” ở nhóm G13, G13+GOS và G13+GOS+RS ít phong phú hơn đáng kể so với nhóm đối chứng.

HÌNH 4 Dự đoán chức năng vi khuẩn đường ruột ở các nhóm thử nghiệm (đối chứng, G13, G13+RS, G13+GOS và G13+RS+GOS) sau quá trình lên men kỵ khí trong ống nghiệm, được thực hiện bằng PICRUSt. (A) Biểu đồ kích thước giảm của PCA cho thấy chức năng của hệ vi khuẩn đường ruột ở mỗi nhóm. (B) Phân bố số gen giữa các nhóm. (C) Sự phong phú tương đối và các con đường truyền tín hiệu của hệ vi khuẩn đường ruột ở các nhóm thử nghiệm đã được phân tích về mặt chức năng (ở cấp độ 2).

C. butyricum G13 đã bảo vệ cua bùn khỏi nhiễm trùng do vi khuẩn trong cơ thể sống

Vai trò của C. butyricum G13 đơn lẻ hoặc kết hợp với cả GOS và RS trong việc bảo vệ cua bùn chống lại nhiễm trùng V. parahaemolyticus đã được nghiên cứu (Hình 5). Sau 10 ngày thử thách, tỷ lệ sống của cua bùn đã được cải thiện đáng kể ở nhóm G13+V. parahaemolyticus (63,33%) (t = 5,612 và P = 0,00) và nhóm G13+RS+GOS+V. parahaemolyticus (86,67%) (t = 4,353 và P = 0,01) so với nhóm V. parahaemolyticus (53,33%) (Hình 5A). Tác dụng của G13 đơn lẻ hoặc kết hợp với cả GOS và RS đối với quá trình sản xuất SCFA sau khi nhiễm V. parahaemolyticus cũng đã được nghiên cứu (Hình 5B). Như thể hiện trong Hình 5B, tổng lượng SCFA, đặc biệt là axit axetic và butyric, trong nhóm G13+V. parahaemolyticus và nhóm G13+GOS+RS+V. parahaemolyticus cao hơn đáng kể so với các nhóm khác. So với nhóm đối chứng, hàm lượng axit axetic trong nhóm V. parahaemolyticus giảm đáng kể (t = 2,533 và P = 0,03), hàm lượng axit propionic trong nhóm G13+V. parahaemolyticus và nhóm G13+GOS+RS+V. parahaemolyticus tăng đáng kể (t = 3,802 và P = 0,00 đối với nhóm trước và t = 2,282 và P = 0,00 đối với nhóm sau), hàm lượng axit butyric trong nhóm G13+GOS+RS+Vp tăng đáng kể (t = 4,615 và P = 0,00). Hơn nữa, hàm lượng axit axetic và axit butyric tăng đáng kể trong nhóm G13+GOS+RS+V. parahaemolyticus so với nhóm V. parahaemolyticus (t = 4,537 và P = 0,00 đối với nhóm trước và t = 4,695 và P = 0,00 đối với nhóm sau). Hơn nữa, phân tích mô học (nhuộm hematoxylin và eosin [H&E]) cho thấy cấu trúc ruột bình thường được quan sát thấy ở nhóm G13+V. parahaemolyticus, G13+GOS+RS+V. parahaemolyticus và nhóm đối chứng, trong khi tổn thương cấu trúc ruột nghiêm trọng xuất hiện ở nhóm V. parahaemolyticus (Hình 5C đến F). Ngoài ra, hoạt tính của các enzyme superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), phosphatase kiềm (AKP) và phosphatase axit (ACP) tăng lên đáng kể, nhưng hoạt động của malonaldehyde (MDA) giảm đáng kể trong gan tụy của cua bùn (trong nhóm G13 và G13+GOS+RS) sau khi cảm nhiễm với V. parahaemolyticus (Hình 5G đến K). Những kết quả này chỉ ra rằng G13 và G13+GOS+RS có thể cải thiện phản ứng miễn dịch của cua bùn, do đó tăng cường khả năng chống lại nhiễm trùng V. parahaemolyticus.

HÌNH 5 Kết quả sản xuất axit béo chuỗi ngắn (SCFA) và phản ứng sinh lý của cua bùn sau khi nhiễm Vibrio parahaemolyticus. (A) Tỷ lệ sống của cua bùn trong các nhóm thí nghiệm (đối chứng, V. parahaemolyticus [Vp], G13 + Vp và G13 + RS + GOS + Vp). (B) SCFA được sản xuất trong ruột của cua bùn ở các nhóm thí nghiệm khác nhau. (C đến F) Cấu trúc ruột giữa của cua bùn ở các nhóm thí nghiệm khác nhau (nhuộm H&E). (G đến K) Hoạt động của các enzyme (SOD, MDA, CAT, AKP và ACP) trong gan tụy của cua bùn ở các nhóm thí nghiệm khác nhau. So sánh sự khác biệt trong từng nhóm kết hợp với phân tích kiểm định t và sự khác biệt có ý nghĩa được biểu thị bằng dấu hoa thị (*, P < 0,05; **, P < 0,01).

THẢO LUẬN

Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng những thay đổi trong hệ vi khuẩn đường ruột và lợi khuẩn đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển khỏe mạnh của vật chủ. Gần đây, lợi khuẩn sản xuất butyrat đã được sử dụng rộng rãi trong nuôi trồng thủy sản. Thành phần và quá trình chuyển hóa của cộng đồng vi khuẩn có liên quan đáng kể đến hàm lượng và thành phần của SCFA trong ruột, đặc biệt là axit butyric. C. butyricum sản xuất axit butyric, có thể cải thiện sự cân bằng của hệ vi khuẩn đường ruột của vật chủ và giảm khả năng nhiễm trùng đường ruột do vi khuẩn gây bệnh. Trong nghiên cứu này, chủng vi khuẩn C. butyricum G13 sản xuất ra hàm lượng axit butyric cao được phân lập từ nội dung ruột của cua bùn và tiềm năng lợi khuẩn của nó đã được đánh giá. Kết quả cho thấy C. butyricum G13 chịu được nhiều điều kiện khác nhau của đường tiêu hóa, bao gồm độ pH từ 4 đến 9, nồng độ NaCl từ 1,0 đến 2,5% và nồng độ muối mật từ 0,2 đến 1%. Điều này chỉ ra rằng vi khuẩn có thể xâm chiếm và phát triển trong môi trường ruột. Những phát hiện được báo cáo ở đây tương tự như những phát hiện đối với Bacillus subtilis phân lập từ cá trắm cỏ (Ctenopharyngodon idellus); kết quả cho thấy bào tử vi khuẩn có khả năng chịu đựng cao với độ pH thấp (1 đến 3) và nồng độ mật cao (2 đến 10%). Trong một nghiên cứu khác, kết quả cho thấy Lactobacillus plantarum có thể sống trong độ pH thấp (2,5) và muối mật 0,3%. Trong nghiên cứu này, chúng tôi thấy rằng C. butyricum G13 cho thấy độ nhạy cao với 15/19 loại kháng sinh, cho thấy rằng vi khuẩn có nguy cơ truyền gen kháng kháng sinh theo chiều ngang giữa các vi khuẩn thấp. Hơn nữa, kết quả cho thấy rằng C. butyricum G13 có thể ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh (V. parahaemolyticus, S. aureus, V. harveyi, V. alginolyticus và A. hydrophila). Điều này phù hợp với báo cáo của Gao và cộng sự, cho thấy sự ức chế sự phát triển của Streptococcus enteritidis và V. parahaemolyticus và sự bám dính của chúng vào tế bào biểu mô ruột cá chép bằng cách đưa C. butyricum MIYAIRI II588 vào. Một nghiên cứu khác cho thấy C. butyricum CB2 cũng có tác dụng đối kháng đáng kể đối với sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh, bao gồm A. hydrophila và Vibrio anguillarum. Tổng hợp lại, kết quả của nghiên cứu này chỉ ra tiềm năng sinh học của C. butyricum G13.

Axit butyric là sản phẩm cuối cùng của quá trình chuyển hóa vi khuẩn, và quá trình tổng hợp của nó chủ yếu phụ thuộc vào sự hiện diện của vi khuẩn sản xuất butyrate và carbohydrate trong đường ruột. Đã có báo cáo axit butyric có thể là nguồn năng lượng chính cho các tế bào biểu mô ruột động vật, thúc đẩy sự tăng sinh, biệt hóa, phát triển và di chuyển của các tế bào ruột, điều chỉnh sự đa dạng và thành phần của hệ vi khuẩn đường ruột, có tác dụng chống viêm và cải thiện khả năng chống lại nhiễm trùng của vật chủ. Trong nghiên cứu này, trong quá trình lên men trong ống nghiệm, kết quả cho thấy C. butyricum G13 riêng lẻ hoặc kết hợp với GOS và/hoặc RS làm tăng đáng kể sản xuất SCFA, đặc biệt là axit butyric. Điều này phù hợp với những phát hiện trước đây rằng việc bổ sung C. butyricum vào khẩu phần ăn có thể làm tăng SCFA trong ruột của tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) và tôm kuruma (Marsupenaeus japonicus). Điều này chỉ ra rằng việc bổ sung C. butyricum G13 trong nghiên cứu này có thể đã làm tăng mức tổng SCFA trong đường ruột của cua bùn và thể hiện tác dụng bảo vệ vật chủ của chúng. Tuy nhiên, vấn đề này cần được nghiên cứu sâu hơn trong một nghiên cứu in vivo.

Việc bổ sung C. butyricum có thể làm thay đổi sự cân bằng của hệ vi khuẩn đường ruột ở động vật thủy sinh. Kết quả nghiên cứu này cho thấy C. butyricum G13 có tác động đáng kể đến cấu trúc của hệ vi khuẩn đường ruột của cua bùn dựa trên các thông số đa dạng alpha và PCoA. Cần lưu ý rằng các giá trị của chỉ số Chao1 và ACE của C. butyricum G13 tăng so với nhóm đối chứng. Điều này tương tự như báo cáo trước đây rằng cá rô miệng rộng được cho ăn thuốc bắc lên men C. butyricum cho thấy có nhiều cả Proteobacteria và Firmicutes. Trong nghiên cứu này, chúng tôi thấy rằng thành phần, cấu trúc và chức năng của hệ vi khuẩn đường ruột của cua bùn cũng bị ảnh hưởng bởi việc bổ sung C. butyricum G13 riêng lẻ hoặc kết hợp với GOS và/hoặc RS. So với nhóm đối chứng, sự phong phú tương đối của Proteobacteria tăng đáng kể trong khi sự phong phú của Firmicutes giảm ở các nhóm G13, G13+RS, G13+GOS và G13+GOS+RS. Kết quả thực nghiệm khác với các báo cáo trước đây của Li và cộng sự, cho thấy sự phong phú của Bacteroidetes và Firmicutes tăng lên bằng cách cho cá rô phi ăn bổ sung C. butyricum CB2 vào khẩu phần ăn. Nghiên cứu của chúng tôi cũng phát hiện ra rằng sự gia tăng sự phong phú tương đối của Proteobacteria có liên quan đến sự gia tăng của chi Edwardsiella. Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng các thành viên của chi Edwardsiella thường được coi là tác nhân gây bệnh cho động vật thủy sinh. Tuy nhiên, trong một nghiên cứu gần đây, chủng Edwardsiella sp. 34HN bị bất hoạt bằng nhiệt đã được chứng minh là một loại vi khuẩn probiotic, có thể cải thiện hiệu suất tăng trưởng và tăng cường phản ứng miễn dịch của cá da trơn châu Phi (Clarias gariepinus) trong 100 ngày cho ăn. Ngoài ra, còn phát hiện thấy sự gia tăng về số lượng tương đối của Clostridium sensu stricto 1 khi dùng riêng C. butyricum G13 hoặc kết hợp với GOS và/hoặc RS, cho thấy việc bổ sung có thể thúc đẩy sự phát triển của các thành viên của vi khuẩn sản xuất butyrate, bao gồm Clostridium, và cho thấy mối quan hệ trực tiếp giữa C. butyricum G13 và sản xuất axit butyric. Điều này phù hợp với trường hợp C. butyricum CB1 được dùng cho tôm sú (P. monodon). Do đó, kết quả của nghiên cứu này chỉ ra tác dụng của C. butyricum G13 đối với sự cân bằng nội môi của hệ vi khuẩn đường ruột của cua bùn trong ống nghiệm.

Điều thú vị là nghiên cứu trong ống nghiệm trước đây sử dụng FIECs cá chép khỏe mạnh đã phát hiện ra rằng C. butyricum và dịch nổi của nó có thể ức chế đáng kể sự phát triển và xâm chiếm của các tác nhân gây bệnh S. enteritidis và V. parahaemolyticus. Điều này đáng giá cho các nghiên cứu in vivo tiếp theo. Điều thú vị là kết quả nghiên cứu in vivo của chúng tôi đã phát hiện ra rằng tỷ lệ sống cao hơn và duy trì cấu trúc bình thường của hình thái ruột đã được ghi nhận trong quá trình nhiễm V. parahaemolyticus. Do đó, việc sử dụng C. butyricum G13 riêng lẻ hoặc kết hợp với cả GOS và RS có thể bảo vệ cua bùn khỏi bị nhiễm trùng. Điều này phù hợp với nghiên cứu trước đây của Luo và cộng sự, cho thấy việc bổ sung các dạng khác nhau (tế bào sống, chiết xuất tế bào bị tiêu diệt bằng sóng siêu âm và dịch nổi lên men) của C. butyricum đã cải thiện tỷ lệ sống tích lũy của tôm thẻ chân trắng sau khi cảm nhiễm với V. parahaemolyticus. Ngoài ra, việc bổ sung C. butyricum G13 riêng lẻ hoặc kết hợp với cả GOS và RS (G13+GOS+RS) làm tăng đáng kể hoạt tính của các enzyme SOD, CAT, AKP và ACP và làm giảm hoạt tính của enzyme MDA trong gan tụy của cua bùn. Những kết quả này chỉ ra rằng G13 riêng lẻ hoặc kết hợp với prebiotic có thể bảo vệ cua bùn khỏi nhiễm trùng V. parahaemolyticus thông qua kích thích phản ứng miễn dịch. Trong một nghiên cứu trước đây, Sun và cộng sự đã cho tôm càng xanh (Macrobrachium rosenbergii) ăn C. butyricum trong 8 tuần và phát hiện ra rằng C. butyricum làm tăng đáng kể SOD nhưng làm giảm mức MDA. Sự biểu hiện của peroxiredoxin 5 và Toll được tăng cường trong điều kiện căng thẳng amoniac để tăng cường hiệu suất tăng trưởng của vật chủ. Điều này phù hợp với kết quả của nghiên cứu này. Do đó, C. butyricum G13 có tiềm năng sinh học trong việc cải thiện sức khỏe cua bùn.

Trong nghiên cứu này, C. butyricum G13 lần đầu tiên được phân lập từ ruột của cua bùn và được xác định là một loại vi khuẩn probiotic tiềm năng. Quá trình lên men trong ống nghiệm cho thấy việc bổ sung C. butyricum G13 riêng lẻ hoặc kết hợp với GOS và/hoặc RS có thể thúc đẩy sản xuất axit butyric và điều chỉnh hệ vi khuẩn đường ruột. Hơn nữa, kết quả nghiên cứu trong cơ thể sống cho thấy tầm quan trọng của cả C. butyricum G13 và sự kết hợp của nó với GOS và RS trong việc bảo vệ cua bùn chống lại nhiễm trùng V. parahaemolyticus. Tổng hợp lại, những phát hiện cho thấy C. butyricum G13 có thể được sử dụng như một loại vi khuẩn probiotic trong nuôi cua bùn. Tuy nhiên, cần xem xét thêm các nghiên cứu về tác động của việc bổ sung C. butyricum G13 vào khẩu phần ăn đối với sự tăng trưởng, những thay đổi về mặt sinh lý và hệ vi khuẩn đường ruột của cua bùn cũng như các cơ chế phân tử mà C. butyricum G13 bảo vệ cua bùn chống lại nhiễm trùng V. parahaemolyticus.

Theo Huifen Liang, Ngoc Tuan Tranh, Taoqiu Deng, Jinkun Lia, Yifan Lei, Mohammad Akibul Hasan Bakky, Ming Zhang, Rui Li, Wenxuan Chen, Yueling Zhang, Xiuli Chen, Shengkang Li

Nguồn: https://www.sciencedirect.com/org/science/article/pii/S2165049723004961

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

TÔM GIỐNG GIA HÓA – CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG

Xem thêm:

Kỹ Thuật Nuôi, Tin Tức

THẢO LUẬN

TÔM GIỐNG GIA HÓA – CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG

Trả lời Hủy

Đăng nhập