English
Kết quả
Hiệu suất tăng trưởng và chuyển đổi thức ăn của tôm thẻ chân trắng được cho ăn giun vàng thay thế bột cá
Các phân tích cho thấy phản ứng bậc hai đáng kể đối với việc thay thế FM ở cả sinh khối cuối cùng và trọng lượng cơ thể (lần lượt là p = 0,005 và p = 0,004, Bảng 3). Sinh khối cuối cùng và trọng lượng cơ thể lớn nhất đạt được nhờ khẩu phần trong đó 50% FM được thay thế bằng YM; trọng lượng cơ thể tăng 24% khi so sánh với nhóm đối chứng (thay thế FM 0%, Bảng 3) Tương tự, phản ứng bậc hai đáng kể đối với việc thay thế FM đã được quan sát thấy khi tăng cân (p = 0,005). Sự khác biệt tăng cân lớn nhất (34%) được quan sát thấy ở nhóm ăn kiêng thay thế 50% FM so với nhóm đối chứng. SGR cho thấy phản ứng bậc ba (p = 0,0272); có xu hướng tăng SGR ở nhóm nhận khẩu phần ăn thay thế 25% FM so với nhóm đối chứng. SGR của các nhóm nhận được khẩu phần ăn thay thế 50% và 100% FM tương ứng cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng mặc dù SGR ở các nhóm này không khác biệt đáng kể với nhau. Chúng tôi quan sát thấy không có sự khác biệt đáng kể về tỷ lệ tôm chết giữa các nhóm khẩu phần ăn.
Bảng 3. Tăng trưởng, lượng thức ăn ăn vào và sử dụng cũng như tỷ lệ chết trong số các khẩu phần ăn thay thế bột cá khác nhau (n = 6).
Các giá trị trung bình của dữ liệu có cùng các chữ cái trong các hàng không khác biệt đáng kể (p > 0,05.) Sai số chuẩn của giá trị trung bình (SEM) của dữ liệu được trình bày trong ngoặc đơn. L, Q và C tương ứng là độ tương phản tuyến tính, bậc hai và bậc ba. ADG: mức tăng trung bình ngày; SGR: tốc độ tăng trưởng cụ thể; FCR: hệ số chuyển đổi thức ăn; PER: tỷ lệ hiệu quả protein.
Sử dụng nguồn thức ăn
Khi kết thúc thử nghiệm cho ăn kéo dài 8 tuần, không có sự khác biệt đáng kể về lượng thức ăn tích lũy trung bình giữa các nhóm khẩu phần ăn. Tổng lượng thức ăn trung bình cho tất cả các nhóm khẩu phần ăn lên tới 6,31 gram/con tôm. Xu hướng bậc hai FCR (p = 0,02) đã được phát hiện trong các nhóm. Khẩu phần ăn thay thế 50% FM có FCR thấp hơn 24% so với nhóm đối chứng. Tương tự, phản ứng bậc hai đáng kể đã được quan sát thấy ở tỷ lệ hiệu quả protein với giá trị cao nhất ở mức thay thế 50% FM.
Tỷ lệ chết và khả năng miễn dịch sau các thử nghiệm cảm nhiễm với Vibrio Parahaemolyticus
Tỷ lệ chết
Mô hình hồi quy tuyến tính tổng quát với phân bố sai số nhị thức được sử dụng để phân tích tỷ lệ chết. Tỷ lệ chết giảm dần khi thay thế bột cá (FM) bằng men bia (YM). Độ dốc của đường giảm dần này trở nên ổn định sau khi thay thế 50% FM. Nhóm thay thế 50% FM có tỷ lệ chết thấp nhất, chỉ bằng 1/4 so với nhóm đối chứng (không thay thế FM). Ngoại trừ nhóm thay thế 25% FM, tất cả các nhóm thay thế FM khác đều có tỷ lệ chết thấp hơn đáng kể so với nhóm đối chứng.
Hình 1. Tỷ lệ chết tích lũy theo hàm lượng khẩu phần ŸnMealTM (YM) vào Ngày thứ 10 sau khi thử nghiệm miễn dịch với Vibrio parahaemolyticus (n = 30).
Bảng 4. Tỷ lệ chết theo hàm lượng bột côn trùng trong khẩu phần ăn (YM).
Tình trạng miễn dịch
Việc thay thế FM và cảm nhiễm vi khuẩn đều có tác động độc lập và tương tác lên hệ thống miễn dịch của tôm (Hình 2, Tài liệu bổ sung Hình S2 và Bảng 5). Tất cả ba thông số miễn dịch (PO, THC và TP) được thử nghiệm trên tôm trước khi cảm nhiễm đều có mối tương quan tích cực với mức YM trong khẩu phần ăn. Trên tôm bị cảm nhiễm, cả THC và cả hai đều có mối tương quan thuận với mức YM trong khi mức độ hemolymp của protein và sự tồn tại của vi khuẩn trong hemolymp giảm khi tăng mức độ YM trong khẩu phần ăn.
Hình 2. Tình trạng miễn dịch của tôm trước và sau khi cảm nhiễm vi khuẩn. (A) Phenoloxidase (B) Tổng số lượng tế bào máu (C) protein hemolymp (D) số lượng vi khuẩn tồn tại trong hemolymp 3 giờ sau cảm nhiễm vi khuẩn. Dải tin cậy cho mỗi dòng được trang bị tương ứng với một SEM (n = 3).
Hoạt động PO (phenol oxidase) giảm đáng kể (60%) ở tất cả các nhóm tôm sau khi cấy vi khuẩn so với trước khi cấy (Hình 2A, Bảng 5). Nồng độ PO cao hơn 2,5 lần ở nhóm tôm cấy vi khuẩn được cho ăn 100% YM so với nhóm đối chứng 100% FM (p < 0,0001). Sự tương tác giữa tình trạng cấy vi khuẩn và mức YM trong khẩu phần ăn không đáng kể (p = 0,735) (Bảng 5).
Mô hình THC cho thấy sự tương tác đáng kể (p = 0,0084) giữa tình trạng tôm được cảm nhiễm và mức YM trong khẩu phần ăn, cho thấy mức độ chặn thấp hơn và tỷ lệ tăng THC thấp hơn ở tôm cấy vi khuẩn so với tôm trước khi cấy. Dòng phù hợp cho tôm cấy vi khuẩn thấp hơn so với tôm trước khi cấy, cho thấy THC bị ức chế đáng kể do nhiễm vi khuẩn (Hình 2B và Bảng 5).
Tương tự, mô hình phù hợp cho protein hemolymp cho thấy sự tương tác (p = 2,2 × 10−5), cho thấy hai xu hướng tuyến tính khác nhau trong dữ liệu; xu hướng tích cực và tiêu cực giữa protein hemolymp và mức YM trong khẩu phần ăn đối với tôm trước khi cảm nhiễm và sau cảm nhiễm (Hình 2C và Bảng 5).
Cuối cùng, hồi quy tuyến tính cho thấy xu hướng giảm mạnh giữa log CFU/ml và mức YM trong khẩu phần ăn (Hình 2D và Bảng 5).
Bảng 5. Các phản ứng miễn dịch khác nhau phụ thuộc vào trạng thái cảm nhiễm của vi khuẩn và mức YM trong khẩu phần ăn.
Mô hình bình phương tối thiểu tổng quát: Phản ứng miễn dịch = α + β1DYML + β2 trạng thái + β3DYML × Trạng thái; Trạng thái: cảm nhiễm (1) và cảm nhiễm trước (0). Mức YM trong khẩu phần ăn (DYML) = Phần trăm FM được thay thế bằng Bữa ăn Ynsect; χ 2 Thống kê kiểm định cho kiểm định Chi bình phương Wald Loại II.
Thảo luận
Mục tiêu chính của nghiên cứu này là đánh giá khả năng thay thế bột cá (FM) bằng men bia (YM) trong khẩu phần ăn của tôm nuôi thương mại. Chúng tôi đã đánh giá sự tăng trưởng và hiệu suất sử dụng thức ăn cũng như các thông số miễn dịch của tôm được cho ăn khẩu phần ăn có các tỷ lệ YM và FM khác nhau. Do tốc độ tăng trưởng của tôm có liên quan đến sự bùng phát dịch bệnh ở tôm nuôi thương mại nên điều quan trọng là phải đánh giá tác động của việc thay thế FM bằng YM đối với hệ thống miễn dịch của tôm. Chúng tôi đã cảm nhiễm tôm sau cuộc thử nghiệm cho tôm ăn kéo dài 8 tuần bằng cách tiêm V. parahaemolyticus—một loại vi khuẩn gây bệnh được biết là dẫn đến tỷ lệ chết cao ở tôm. YM có thể thay thế FM trong khẩu phần ăn đẳng năng lượng và đẳng năng lượng, có tác động tích cực đến hiệu suất tăng trưởng và khả năng miễn dịch của tôm.
Hiệu suất tăng trưởng
Thay thế bột cá (FM) bằng men bia (YM) trong khẩu phần ăn cho tôm mang lại kết quả khả quan về hiệu suất tăng trưởng (Bảng 3). Tốc độ tăng trưởng cụ thể (SGR) cao hơn đáng kể ở nhóm tôm được cho ăn khẩu phần có YM thay thế 25%, 50% và 100% FM so với nhóm đối chứng chỉ sử dụng FM. Tăng trọng (WG) tăng đáng kể (lên tới 34%) khi thay thế 25% đến 75% FM bằng YM. Nghiên cứu khác của Choi và cộng sự (2018) cũng cho thấy kết quả tương tự khi thay thế FM bằng thức ăn từ ấu trùng ruồi lính đen (T.molitor) giàu chất béo cho tôm thẻ chân trắng. Các tác giả lý giải rằng hiệu quả tăng trưởng cao là do thức ăn từ côn trùng chứa đầy đủ các axit amin thiết yếu cho tôm.
Ido và cộng sự (2019) cho thấy việc thay thế dần dần bột cá bằng bột côn trùng đã khử chất béo (T.molitor) có thể tăng tốc độ tăng trưởng của cá tráp đỏ lên đến 77,8%.
Cho đến nay, nhiều nghiên cứu khác khẳng định hàm lượng protein thô cao và axit amin thiết yếu trong bột côn trùng, tuy nhiên cần bổ sung methionine và lysine để đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của tôm. Nghiên cứu này cho thấy việc bổ sung men bia (YM) vào thức ăn không ảnh hưởng đến lượng thức ăn mà tôm tiêu thụ. Tỷ lệ chuyển đổi thức ăn (FCR) đạt mức tối thiểu khi thay thế 50% bột cá bằng men bia (FCR = 1,203), giảm 0,385 điểm so với nhóm chỉ sử dụng bột cá (FCR = 1,588).
Kết quả nghiên cứu cho thấy men bia (YM) là một ứng cử viên sáng giá cho việc thay thế bột cá (FM) trong khẩu phần ăn của tôm thẻ chân trắng. Hầu hết các nguồn protein thay thế FM khác cho đến nay đều không thể thay thế hoàn toàn FM. Một ngoại lệ là hỗn hợp protein thực vật do Amaya và cộng sự (2007) đề xuất, bao gồm bột đậu nành, bột gluten ngô kết hợp với bột phụ phẩm gia cầm. Tuy nhiên, các nguồn protein thay thế từ thực vật khác thường dẫn đến giảm khả năng tăng trưởng hoặc sử dụng thức ăn khi thay thế FM hoàn toàn. Tương tự, việc sử dụng protein đơn bào từ nuôi cấy Corynebacter ammonigenes hoặc sinh khối vi tảo từ Spirulina (Arthrospira platensis) và Nannochloropsis oculata cũng dẫn đến tốc độ tăng trưởng chậm hơn ở tôm. Đối với protein động vật, các sản phẩm phụ từ máu cá cũng đã được thử nghiệm, nhưng kết quả không được khuyến khích do hiệu suất tăng trưởng thấp. Tỷ lệ thay thế tối đa cho sản phẩm phụ từ máu cá chỉ là 4%.
Ruồi lính đen (H. illucens) và ấu trùng ruồi lính đen (T. molitor) là hai ứng cử viên tiềm năng cho sản xuất thức ăn nuôi trồng thủy sản quy mô lớn. Tuy nhiên, trong một nghiên cứu sử dụng ấu trùng ruồi lính đen (H. illucens), khả năng thay thế FM trong khẩu phần ăn của cá hồi vân giới hạn dưới 25%. Ngược lại, tất cả các nghiên cứu (bao gồm cả nghiên cứu này) sử dụng T. molitor làm thành phần dinh dưỡng có thể thay thế hoàn toàn FM trong khẩu phần ăn của tôm thẻ chân trắng, và một số mức độ thay thế FM thậm chí có thể làm tăng hiệu suất tăng trưởng và chuyển hóa thức ăn. Trong nghiên cứu của Panini và cộng sự (2017), đã không chế biến bữa ăn T. Molitor, không bổ sung axit amin (methionine và lysine) dẫn đến khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng kém. Chất lượng quy trình (khử chất béo và làm khô) của bột T. molitor và việc bổ sung đầy đủ axit amin cải thiện hiệu suất tăng trưởng của tôm. YM có hàm lượng protein thô cao hơn bột ăn từ ruồi lính đen (tương ứng là 70–74,8% so với 55% trong protein thô). Bột protein côn trùng chứa nucleotide, protein hòa tan trong nước và không hòa tan, peptide hoạt tính sinh học, vitamin, chitin, axit béo và các chất dinh dưỡng khác. YM từ Ÿnsect có hàm lượng protein hòa tan trong nước là 20% so với tổng hàm lượng protein với tỷ lệ peptide cao (Bảng S1 của Tài liệu bổ sung). Thành phần nucleotide đạt 2,9 g/kg (chất khô) (Bảng S2 của Tài liệu bổ sung). Hơn nữa, thành phần dinh dưỡng, quá trình sấy khô, độ tươi của protein động vật có trong chế phẩm và chất lượng của quá trình có thể dẫn đến khả năng tiêu hóa và giá trị dinh dưỡng khác nhau đối với các nguồn protein động vật tương tự. Điều này cho thấy cần nghiên cứu về khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng vào nghiên cứu về hiệu suất tăng trưởng trong tương lai.
Thông số miễn dịch
Mục tiêu của nghiên cứu này là xác định nguồn thức ăn có thể cải thiện khả năng miễn dịch của tôm nhằm hạn chế tổn thất do nhiễm trùng gây bệnh.
Trong nghiên cứu này, tổng nồng độ protein hemolymp của tôm trước khi cảm nhiễm có xu hướng tăng khi tăng hàm lượng YM trong khẩu phần ăn. Sau cảm nhiễm miễn dịch với V. parahaemolyticus, protein hemolymp giảm khi tăng hàm lượng YM trong khẩu phần ăn. Loại protein nào bị ảnh hưởng trong nghiên cứu này chưa được xác định. Zhu và cộng sự (2018) xác định 5 loại protein tuần hoàn trong máu tôm: protein liên kết, protein liên quan đến hoạt động xúc tác, enzyme, điều hòa, cấu trúc và điều hòa dịch mã. Tuy nhiên, các nghiên cứu về protein đã chỉ ra rằng Chỉ ra rằng protein liên quan đến miễn dịch thay đổi trong tôm bị nhiễm vi khuẩn. Việc giảm nồng độ protein ở tôm bị nhiễm vi khuẩn không hẳn là có hại; giảm protein liên quan đến dị ứng có thể có lợi. Tuy nhiên, cần có những nghiên cứu sâu hơn để đánh giá loại protein nào bị ảnh hưởng trong quá trình cảm nhiễm vi khuẩn của tôm được cho ăn bột côn trùng.
Choi và cộng sự (2018) đã báo cáo THC tăng khi tôm ăn 50% bột côn trùng thay thế FM bị nhiễm mầm bệnh WSSV. Tương tự, trong nghiên cứu này, THC tăng khi hàm lượng YM trong khẩu phần ăn tăng (trước khi nhiễm vi khuẩn). Sau khi cảm nhiễm vi khuẩn, THC giảm ở tất cả các nhóm tôm. Tuy nhiên THC cao hơn ở tôm ăn YM so với tôm ăn FM.
Hệ thống PO là hệ thống miễn dịch quan trọng nhất ở động vật giáp xác. Trong nghiên cứu này, Hoạt động PO tăng khi hàm lượng YM trong khẩu phần ăn tăng (trước khi nhiễm vi khuẩn). Sự ức chế miễn dịch mạnh mẽ đã được quan sát thấy sau cảm nhiễm vi khuẩn ở tất cả các nhóm tôm được thử nghiệm. Phản ứng PO giảm trung bình 60% ở tôm được cảm nhiễm vi khuẩn so với tôm trước cảm nhiễm. Sau cảm nhiễm vi khuẩn, hoạt động PO của tôm được cho ăn YM cao hơn tới 2,5 lần so với tôm được cho ăn FM.
Việc giảm hoạt động PO do nhiễm trùng có thể là do việc sử dụng enzyme để chống lại nhiễm trùng. Tuy nhiên, mức PO vẫn cao hơn ở tôm được cho ăn YM. Hơn nữa, khả năng loại bỏ mầm bệnh của tôm, được thử nghiệm 3 giờ sau cảm nhiễm tiêm, tăng lên khi hàm lượng YM trong khẩu phần ăn tăng.; có ít vi khuẩn tồn tại hơn đáng kể trong hemolymp của tôm được cho ăn ở mức YM cao hơn.
Kết quả cho thấy rằng kích thích miễn dịch bằng YM có thể cải thiện khả năng loại bỏ mầm bệnh của tôm. V. parahaemolyticus xuất hiện trong bạch huyết từ 30 phút đến 6 giờ sau khi bắt đầu nhiễm vi khuẩn.
Thay thế >50% bột cá (FM) bằng YM trong khẩu phần ăn của tôm giúp giảm tỷ lệ chết hơn 60%g, tăng khả năng loại bỏ mầm bệnh, kích thích hệ thống miễn dịch. Ngược lại, trong các thử nghiệm trước đây với tôm, tỷ lệ chết tích lũy không giảm đáng kể. Lợi ích miễn dịch của YM có thể do một hoặc sự kết hợp của các thành phần như chitin, polysaccharides, nucleotide, peptide kháng khuẩn và/hoặc sắc tố melanin – tất cả đều có ở động vật không xương sống. Chitin đã được chứng minh là có tác dụng kích thích miễn dịch cho cả tôm và cá. Một nghiên cứu về khả năng tiêu hóa in vitro cho thấy chitin chiếm 5,75% YM. Do đó, khẩu phần chứa YM được sử dụng trong nghiên cứu này chứa từ 0,3% đến 1,17% chitin. Có bằng chứng cho thấy chitin hoạt động như một chất điều hòa miễn dịch và do đó, nó có thể cải thiện tỷ lệ sống sót của động vật giáp xác tiếp xúc với bệnh tật và áp lực oxy hòa tan thấp. Mặc dù chưa được chứng minh ở giun bột, nhưng sự hiện diện trong YM của các polysacarit như vậy hoặc của các hoạt chất sinh học khác được đề cập trước đó (nucleotide, peptide kháng khuẩn, sắc tố melanin) có thể giải thích một số khả năng bảo vệ miễn dịch chống lại nhiễm trùng vi khuẩn được quan sát trong nghiên cứu này. Cần nghiên cứu sâu hơn để xác định thành phần điều hòa miễn dịch nào của YM chịu trách nhiệm về các tác dụng có lợi được quan sát thấy trong nghiên cứu này.
Ở cá, khẩu phần ăn dựa trên bột giun đã được chứng minh là làm giảm căng thẳng oxy hóa và phản ứng viêm (ceruloplasmin, myeloperoxidase và oxit nitric). Ở cá chẽm châu Âu, bột giun tăng cường cả hoạt động kháng khuẩn lysozyme và ức chế trypsin huyết thanh, có liên quan đến hoạt động kháng khuẩn và chống ký sinh trùng. Khẩu phần ăn dựa trên bột nhuyễn thể đã được chứng minh là cải thiện sự đa dạng của hệ vi sinh vật đường ruột và khả năng miễn dịch của cá. Tương tự, khẩu phần ăn bột giun đầy đủ chất béo làm thay đổi hệ vi sinh vật ở cá hồi, cá tráp và cá chẽm. Hệ vi sinh vật ở mỗi loài cá bị ảnh hưởng khác nhau khi đưa vào bột côn trùng và/hoặc bởi thành phần chất béo. Các nhà nghiên cứu đã đưa ra giả thuyết rằng tác động của khẩu phần ăn dựa trên bột côn trùng đã khử chất béo lên hệ vi sinh vật đường ruột của tôm và biểu hiện gen của hệ thống miễn dịch bẩm sinh, cải thiện khả năng miễn dịch và hiệu suất tăng trưởng ở tôm.
Kết luận
Nghiên cứu này cho thấy ŸnMealTM có thể thay thế hoàn toàn bột cá (FM) trong khẩu phần ăn của tôm mà không ảnh hưởng đến tỷ lệ sống hoặc khả năng ăn vào. Hơn nữa, ŸnMealTM cải thiện khả năng miễn dịch và khả năng kháng bệnh, giúp cải thiện tỷ lệ sống của tôm. Cải thiện khả năng miễn dịch rất quan trọng vì mật độ nuôi tôm tăng lên cùng với căng thẳng và tăng độ nhạy cảm với bệnh tật. Kết quả đã xác nhận ŸnMealTM (YM) là một nguồn thức ăn tiềm năng cho tôm nuôi.
Theo Constant Motte, Alfredo Rios, Thomas Lefebvre, Hong Do, Morgane Henry, Orapint Jintasataporn
Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Tôm Giống Gia Hóa Bình Minh
TÔM GIỐNG GIA HÓA – CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG
Xem thêm:
- Xác Định Tính Khả Thi Về Mặt Kinh Tế Của Hệ Thống Nuôi Ghép (Tôm Sú Và Cá Đối)
- Ứng Dụng Biofloc Trong Hệ Thống Nuôi Ấp Khép Kín Của Tôm Thẻ Chân Trắng Penaeus vannamei Trong Việc Duy Trì Quản Lý Chất Lượng Nước Tốt
- Tác Dụng Của Chiết Xuất Nước Nhân Sâm Trung Quốc Đối Với Phản Ứng Miễn Dịch Và Enzyme Tiêu Hóa Ở Tôm Thẻ Chân Trắng