Phần 3: Tác Dụng Của Bột Sâm Đại Hành Eleutherine bulbosa Đối Với Khả Năng Sinh Sản, Hiệu Suất Tăng Trưởng, Hệ Vi Sinh Vật Đường Ruột Và Khả Năng Kháng Bệnh Của Ấu Trùng Cá Rô Phi (Oreochromis niloticus) Chống Lại Nhiễm Trùng Aeromonas hydrophila

4. Thảo luận

4.1.Estradiol và hormone vitellogenin

E. bulbosa chứa nhiều hợp chất hoạt tính sinh học, bao gồm naphthoquinone (eleutherin và isoeleutherin), flavonoid, hợp chất phenolic, saponin và tannin (Munaeni và cộng sự, 2017, 2019, 2020b). Nghiên cứu của Alqahtani và cộng sự (2025) cho thấy các hợp chất hoạt tính sinh học có nguồn gốc từ Phoenix dactylifera L. có khả năng cải thiện hiệu suất sinh sản ở cá rô phi bố mẹ, thể hiện qua sự gia tăng nồng độ hormone sinh sản và biểu hiện gen liên quan đến sinh sản, thúc đẩy quá trình trưởng thành tuyến sinh dục, cải thiện cấu trúc mô học tuyến sinh dục, tăng đường kính trứng và nâng cao số lượng con non trung bình. Trong nghiên cứu hiện tại, nghiệm thức TA làm tăng đáng kể nồng độ estradiol-17β, trong khi nghiệm thức TB làm tăng đáng kể nồng độ vitellogenin (P < 0,05). Kết quả này cho thấy phản ứng sinh lý của cá đối với bột E. bulbosa không diễn ra theo quan hệ tuyến tính giữa liều lượng bổ sung và đáp ứng sinh học. Đáng chú ý, nghiệm thức TB ghi nhận nồng độ vitellogenin cao nhất dù nồng độ estradiol ở nghiệm thức này thấp nhất trong các nhóm. Điều này gợi ý rằng quá trình cảm ứng tổng hợp vitellogenin không chỉ phụ thuộc vào nồng độ estradiol lưu hành mà còn có thể chịu ảnh hưởng đáng kể từ hoạt tính phytoestrogen của các hợp chất hoạt tính sinh học trong bột E. bulbosa. Đặc biệt, flavonoid và naphthoquinone như eleutherin được ghi nhận có đặc tính estrogen và chống oxy hóa (Kamarudin và cộng sự, 2021). Ở nghiệm thức TC, nồng độ vitellogenin giảm mặc dù nồng độ estradiol tăng cao. Hiện tượng này có thể liên quan đến tác động đối kháng của phytoestrogen ở liều cao đối với thụ thể estrogen, sự giảm nhạy cảm của thụ thể hoặc suy giảm chức năng gan do phơi nhiễm quá mức với các hợp chất phytochemical. Những cơ chế tiềm năng này có thể góp phần giải thích vì sao đáp ứng vitellogenin đạt mức cao nhất ở liều bổ sung trung bình (TB). Phù hợp với nhận định trên, Mainassy và cộng sự (2022) cho biết việc bổ sung thảo dược qua thức ăn có thể thúc đẩy quá trình tổng hợp vitellogenin tại gan cá, trong đó mức độ đáp ứng phụ thuộc vào liều lượng bổ sung.

4.2. Hàm lượng chất chống oxy hóa, chỉ số sinh dục (GSI), khả năng sinh sản và phân tích mô học

Bên cạnh các cơ chế điều hòa nội tiết, sự gia tăng đáng kể hoạt tính của enzyme superoxide dismutase (SOD) và glutathione peroxidase (GPx), đồng thời với sự suy giảm hàm lượng malondialdehyde (MDA) ở các nghiệm thức TA và TB, cho thấy việc bổ sung E. bulbosa có thể tăng cường hệ thống phòng vệ chống oxy hóa nội sinh ở cá rô phi. Ở sinh vật thủy sinh, hệ thống này đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát stress oxy hóa và loại bỏ các loại oxy phản ứng (ROS), trong đó SOD là một trong những enzyme chủ chốt (Wang và cộng sự, 2024; Wannavijit và cộng sự, 2025). Hoạt tính của các enzyme chống oxy hóa cũng được xem là những chỉ dấu sinh học quan trọng để đánh giá tình trạng stress oxy hóa ở các loài thủy sinh (Tao và cộng sự, 2023; Winston, 1991). Trong khi đó, GPx có chức năng khử độc hydrogen peroxide, góp phần hạn chế tổn thương do oxy hóa gây ra (Xie và cộng sự, 2017).

Cụ thể, cá được bổ sung E. bulbosa ở mức 6,25 g/kg (TA) và 12,5 g/kg (TB) có hoạt tính SOD và GPx tăng rõ rệt, đi kèm với hàm lượng MDA thấp hơn, cho thấy tình trạng stress oxy hóa được cải thiện. Kết quả này có thể liên quan đến đặc tính chống oxy hóa và điều hòa miễn dịch của các hợp chất hoạt tính sinh học trong cây, đặc biệt là flavonoid, hợp chất phenolic và tannin. Những hợp chất này có khả năng trung hòa ROS, đồng thời tăng cường cơ chế bảo vệ tế bào trước các tác nhân oxy hóa (Cheriose Nzien Alikwe, 2014; Ezeonwumelu và cộng sự, 2011). Bên cạnh đó, khả năng ức chế hoạt tính myeloperoxidase (MPO) của các hợp chất này có thể góp phần hạn chế tổn thương tế bào và giảm sự hình thành MDA (de Ávila và cộng sự, 2015).

Tuy nhiên, ở nghiệm thức có mức bổ sung E. bulbosa cao nhất (TC), hoạt tính SOD và GPx không khác biệt đáng kể so với nhóm đối chứng (TD), mặc dù cả hai nhóm đều có hàm lượng MDA tăng cao đáng kể. Điều này cho thấy liều bổ sung cao nhất có thể không mang lại hiệu quả bảo vệ chống oxy hóa như mong đợi. Sự gia tăng MDA phản ánh quá trình peroxy hóa lipid diễn ra mạnh hơn, trong khi hoạt tính của các enzyme chống oxy hóa không tăng tương ứng, cho thấy khả năng đáp ứng của hệ thống phòng vệ nội sinh có thể không đủ để kiểm soát stress oxy hóa. Tương tự, ở nhóm đối chứng, hoạt tính SOD và GPx thấp kết hợp với hàm lượng MDA cao cho thấy sự mất cân bằng giữa quá trình hình thành các chất oxy hóa và khả năng chống oxy hóa của cơ thể. Theo Sutti và cộng sự (2025), sự tích lũy MDA quá mức là dấu hiệu của tình trạng stress oxy hóa gia tăng và sự phá vỡ cân bằng nội môi oxy hóa – chống oxy hóa, từ đó có thể ảnh hưởng bất lợi đến sức khỏe của cá.

Khả năng chống oxy hóa được cải thiện trong nghiên cứu này có thể góp phần làm tăng nồng độ estradiol và thúc đẩy quá trình tạo noãn hoàng, vốn là những quá trình sinh lý sinh sản nhạy cảm với stress oxy hóa. Các hợp chất flavonoid có trong E. bulbosa được ghi nhận có khả năng hạn chế sự hình thành các gốc tự do và giảm quá trình peroxy hóa lipid (Kamarudin và cộng sự, 2021; Munaeni và cộng sự, 2020b; Shi và cộng sự, 2019). Nhờ đó, các hợp chất này có thể góp phần bảo vệ tính toàn vẹn của màng tế bào trứng, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển và trưởng thành của tuyến sinh dục. Cơ chế này có thể giúp lý giải chỉ số thành thục sinh dục (GSI) và khả năng sinh sản cao hơn ở các nhóm cá được bổ sung E. bulbosa so với nhóm đối chứng. Kết quả này cũng phù hợp với các nghiên cứu trước đây cho thấy việc bổ sung phytobiotics vào khẩu phần ăn có thể làm tăng nồng độ hormone sinh sản và thúc đẩy quá trình trưởng thành tuyến sinh dục ở cá, qua đó thể hiện qua sự gia tăng chỉ số GSI (Dhas và cộng sự, 2015).

Gan là cơ quan giữ vai trò trung tâm trong quá trình tổng hợp vitellogenin, tiền chất protein chủ yếu cấu thành lòng đỏ trứng ở cá. Trên tiêu bản mô học, mô gan có thể xuất hiện nhiều không bào chứa lipid, phản ánh quá trình chuyển hóa và dự trữ các thành phần liên quan đến hoạt động tổng hợp vitellogenin (Wolf & Wheeler, 2018). Sự thay đổi về kích thước và số lượng không bào có thể liên quan đến khả năng tích lũy các chất dự trữ của tế bào gan trước khi vitellogenin được tiết vào máu và vận chuyển đến các tế bào trứng đang phát triển (Mainassy và cộng sự, 2022; Wolf & Wheeler, 2018).

Trong nghiên cứu này, những thay đổi về cấu trúc mô học gan, thể hiện qua sự gia tăng số lượng tế bào gan và giảm tỷ lệ không bào ở các nghiệm thức bổ sung E. bulbosa, cho thấy những thay đổi về trạng thái mô gan so với nhóm đối chứng (Hình 3B). Tuy nhiên, để khẳng định sự cải thiện chức năng gan hoặc hoạt động tổng hợp vitellogenin, cần có thêm các chỉ tiêu sinh hóa hoặc phân tử tương ứng. Song song đó, kết quả mô học tuyến sinh dục cho thấy tỷ lệ trứng trưởng thành cao nhất ở nghiệm thức TA, tiếp theo là TB và TC, trong khi nhóm đối chứng TD có mức độ trưởng thành thấp hơn, với tỷ lệ trứng đang trong giai đoạn tạo noãn hoàng và các nang trứng phát triển chiếm ưu thế (Hình 4B). Những kết quả này cho thấy việc bổ sung E. bulbosa có thể liên quan đến sự thúc đẩy quá trình phát triển và trưởng thành của noãn bào. Tỷ lệ trứng trưởng thành cao hơn đồng thời với sự gia tăng chỉ số thành thục sinh dục (GSI) và khả năng sinh sản, qua đó phản ánh sự tiến triển của quá trình sinh sản ở cá bố mẹ. Theo Hismayasari và cộng sự (2015), GSI và tỷ lệ trứng trưởng thành có thể đạt giá trị cao nhất trong cùng giai đoạn, cho thấy mối liên hệ giữa mức độ phát triển tuyến sinh dục và trạng thái sẵn sàng sinh sản. Tương tự, Ugrin và cộng sự (2023) ghi nhận mối tương quan thuận giữa GSI với khả năng sinh sản và số lượng trứng trưởng thành. Ngoài ra, Mainassy và cộng sự (2022) cho thấy việc bổ sung curcumin có thể thúc đẩy hoạt động tổng hợp ở gan cá rô phi, thể hiện qua những thay đổi về đặc điểm mô học liên quan đến quá trình tạo noãn hoàng, từ đó hỗ trợ sự hình thành lòng đỏ trứng ở cá trưởng thành sinh dục. Xét về cơ chế sinh lý, sự gia tăng khả năng sinh sản của cá rô phi bố mẹ được bổ sung E. bulbosa có thể liên quan đến sự gia tăng nồng độ 17β-estradiol, hormone kích thích gan tổng hợp vitellogenin. Sau khi được vận chuyển qua máu, vitellogenin được tế bào trứng hấp thu và chuyển hóa thành các thành phần protein dự trữ của lòng đỏ, cung cấp nguồn dinh dưỡng cần thiết cho quá trình phát triển phôi. Quá trình tích lũy noãn hoàng thúc đẩy sự tăng trưởng của noãn bào, góp phần làm tăng GSI và có thể nâng cao số lượng trứng được tạo ra trên mỗi đơn vị khối lượng cơ thể cá bố mẹ. Như vậy, sự kết hợp giữa những thay đổi về mô học gan, mức độ trưởng thành của noãn bào và các chỉ tiêu sinh sản cho thấy E. bulbosa có tiềm năng hỗ trợ chức năng sinh sản ở cá rô phi bố mẹ. Tuy nhiên, mối liên hệ nhân quả giữa các quá trình này cần được xác nhận thêm thông qua việc định lượng vitellogenin và đánh giá trực tiếp hoạt động tổng hợp của gan.

Theo Lubzens và cộng sự (2010) và Reading và cộng sự (2017), sinh sản ở cá là một quá trình sinh lý phức tạp, bao gồm các giai đoạn hình thành noãn hoàng, trưởng thành noãn bào và huy động, phân phối chất dinh dưỡng từ cơ thể mẹ đến trứng. Các quá trình này diễn ra tuần tự và tích lũy trong suốt chu kỳ sinh sản. Mặc dù thời gian thí nghiệm trong nghiên cứu hiện tại tương đối ngắn và chưa bao quát toàn bộ chu kỳ sinh sản của cá rô phi, kết quả thu được vẫn cung cấp những thông tin có giá trị về các đáp ứng sinh lý ban đầu đối với việc bổ sung E. bulbosa vào khẩu phần ăn, đặc biệt là những thay đổi liên quan đến hệ nội tiết và giai đoạn đầu của quá trình phát triển tuyến sinh dục. Các chỉ tiêu được đánh giá, bao gồm nồng độ hormone sinh sản, hàm lượng vitellogenin, chỉ số thành thục sinh dục (GSI) và đặc điểm mô học của noãn bào, là những thông số hữu ích để theo dõi hoạt động sinh sản và sự tiến triển của quá trình tạo noãn hoàng, trưởng thành tuyến sinh dục (Lubzens và cộng sự, 2010; Nagahama & Yamashita, 2008). Cách tiếp cận này cũng phù hợp với các nghiên cứu về dinh dưỡng sử dụng hợp chất hoạt tính sinh học, trong đó những thay đổi về chức năng nội tiết và chuyển hóa liên quan đến sinh sản có thể được ghi nhận sau thời gian bổ sung thức ăn tương đối ngắn (Reverter và cộng sự, 2014). Tuy nhiên, những đáp ứng ban đầu này chưa đủ để phản ánh đầy đủ hiệu quả sinh sản trong dài hạn. Do đó, cần tiến hành thêm các nghiên cứu bao quát toàn bộ chu kỳ sinh sản nhằm đánh giá toàn diện ảnh hưởng của E. bulbosa đến quá trình phát triển tuyến sinh dục, chất lượng trứng, tỷ lệ thụ tinh, tỷ lệ nở và tỷ lệ sống của ấu trùng cá rô phi. Những dữ liệu này sẽ giúp xác định rõ hơn tiềm năng ứng dụng của E. bulbosa trong việc cải thiện hiệu suất sinh sản của cá bố mẹ.

4.3. Huyết học và sinh hóa máu của cá rô phi bố mẹ

Aspartate aminotransferase (AST) và alanine aminotransferase (ALT) là hai enzyme quan trọng tham gia vào quá trình chuyển hóa axit amin và protein ở cá (Hussein và cộng sự, 2023; Sutthi và cộng sự, 2025). Sự gia tăng hoạt tính của các enzyme này trong máu hoặc huyết thanh có thể phản ánh tình trạng tổn thương tế bào, đặc biệt là tổn thương gan, do các tác nhân gây stress sinh lý (Yin và cộng sự, 2011). Vì vậy, AST và ALT thường được sử dụng như những chỉ dấu sinh hóa để đánh giá tình trạng sức khỏe và chức năng gan ở cá (Ming và cộng sự, 2012; Sutthi và cộng sự, 2025).

Trong nghiên cứu hiện tại, nồng độ ALT và AST trong huyết thanh cao nhất được ghi nhận ở nghiệm thức bổ sung E. bulbosa với liều cao nhất (TC). Kết quả này có thể cho thấy liều bổ sung cao làm gia tăng áp lực sinh lý hoặc ảnh hưởng bất lợi đến chức năng gan. Khả năng gây suy giảm đáp ứng miễn dịch khi sử dụng E. bulbosa ở liều quá cao cũng đã được ghi nhận trong nghiên cứu trên tôm thẻ chân trắng (Munaeni và cộng sự, 2020a). Ngược lại, ở các nghiệm thức TA và TB, hoạt tính AST và ALT duy trì ở mức thấp và ổn định hơn, cho thấy việc bổ sung E. bulbosa ở liều thấp đến trung bình có thể giúp duy trì trạng thái sinh lý ổn định và hạn chế những biến động bất lợi của các chỉ tiêu sinh hóa máu. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu cho thấy phụ gia có nguồn gốc thảo dược, nhờ đặc tính kích thích miễn dịch, chống oxy hóa và chống viêm, có thể góp phần cải thiện các chỉ tiêu huyết học ở động vật thủy sinh (Hussein và cộng sự, 2023; Semwal và cộng sự, 2023).

Trong khi đó, nhóm đối chứng (TD) cũng ghi nhận nồng độ ALT và AST tăng cao, đồng thời số lượng bạch cầu (WBC) gia tăng. Sự biến động đồng thời của các chỉ tiêu này có thể phản ánh tình trạng rối loạn sinh lý hoặc đáp ứng miễn dịch trước những tác nhân gây stress. Theo Sutthi và cộng sự (2025), sự gia tăng số lượng bạch cầu có thể liên quan đến những thay đổi trong hoạt động miễn dịch, mặc dù chỉ tiêu này cần được diễn giải kết hợp với các thông số sinh lý và miễn dịch khác. Tương tự, nghiên cứu trên cá hồi Bắc Cực non (Salvelinus alpinus) của Seppänen và cộng sự (2009) cho thấy những thay đổi về quá trình sản sinh bạch cầu, chức năng chuyển hóa và cân bằng sinh hóa có thể liên quan đến sự suy giảm độ nhạy insulin.

Đáng chú ý, hoạt tính AST và ALT thấp hơn ở các nghiệm thức TA và TB, kết hợp với mức MDA thấp đã ghi nhận trước đó, gợi ý rằng việc bổ sung E. bulbosa ở liều thấp đến trung bình có thể góp phần duy trì cân bằng oxy hóa – chống oxy hóa và hạn chế những biến động bất lợi về chức năng gan. Ngược lại, ở nghiệm thức TC và nhóm đối chứng, sự gia tăng ALT, AST cùng với hàm lượng MDA cao có thể phản ánh tình trạng stress oxy hóa và tổn thương tế bào gia tăng. Sự gia tăng WBC ở nhóm đối chứng cũng cho thấy khả năng tồn tại những biến đổi trong đáp ứng miễn dịch. Tuy nhiên, mối liên hệ giữa stress oxy hóa, tổn thương gan và sự điều hòa miễn dịch vẫn cần được xác minh bằng các chỉ tiêu chuyên biệt hơn, chẳng hạn như các cytokine miễn dịch, hoạt tính của tế bào miễn dịch và những dấu ấn tổn thương mô gan. Do đó, chưa thể kết luận trực tiếp rằng sự gia tăng WBC, ALT và AST bắt nguồn từ MDA hoặc rằng E. bulbosa trực tiếp điều hòa đáp ứng miễn dịch chỉ dựa trên các chỉ tiêu hiện có.

Nồng độ glucose trong huyết thanh thấp hơn ở các nghiệm thức TA và TB cho thấy việc bổ sung E. bulbosa ở liều thích hợp có thể góp phần cải thiện trạng thái sinh lý và giảm phản ứng stress ở cá. Một số hợp chất có nguồn gốc thực vật, chẳng hạn như saponin, mặc dù có khả năng gây tác động kháng dinh dưỡng trong những điều kiện nhất định, vẫn có thể mang lại lợi ích cho sức khỏe sinh lý khi được bổ sung ở liều phù hợp, trong đó có khả năng điều hòa và làm giảm nồng độ glucose trong máu (Zhou và cộng sự, 2023). Bên cạnh đó, nồng độ cholesterol và triglyceride trong huyết thanh tăng có ý nghĩa thống kê (P < 0,05) ở các nghiệm thức TA và TB. Đây là những chỉ tiêu sinh hóa quan trọng, phản ánh tình trạng chuyển hóa lipid và sự vận chuyển, dự trữ năng lượng ở cá (Gao và cộng sự, 2025; Idam và cộng sự, 2019; Nong và cộng sự, 2020). Sự gia tăng các chỉ tiêu này có thể cho thấy việc bổ sung E. bulbosa đã làm thay đổi quá trình chuyển hóa lipid ở cá. Tuy nhiên, để xác định liệu những thay đổi này phản ánh sự cải thiện khả năng huy động và dự trữ năng lượng hay sự tích lũy lipid trong huyết thanh, cần xem xét thêm các chỉ tiêu liên quan, chẳng hạn như thành phần lipid trong gan, hoạt động của các enzyme chuyển hóa lipid và tình trạng dinh dưỡng tổng thể của cá.

4.4.Hiệu suất tăng trưởng của đàn cá rô phi bố mẹ

Các nghiệm thức TA và TB cho thấy hiệu quả vượt trội về tăng trưởng và sử dụng thức ăn, thể hiện qua khối lượng cơ thể cuối kỳ và tốc độ tăng trưởng trung bình ngày cao hơn, đồng thời hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) thấp hơn đáng kể so với nhóm đối chứng. Mặc dù nghiệm thức bổ sung liều cao (TC) vẫn đạt kết quả tốt hơn nhóm đối chứng ở một số chỉ tiêu, mức tăng trưởng giảm và FCR tăng so với các nghiệm thức liều thấp và trung bình cho thấy khả năng xuất hiện hiệu ứng bổ sung quá mức. Hiện tượng này có thể xảy ra khi nồng độ các hợp chất hoạt tính sinh học vượt quá mức tối ưu, từ đó ảnh hưởng bất lợi đến quá trình tiêu hóa, chuyển hóa dinh dưỡng hoặc cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột. Nhận định này phù hợp với các nghiên cứu của Hoseinifar và cộng sự (2015) và Van Doan và cộng sự (2023), trong đó nhấn mạnh rằng hiệu quả của các phụ gia thảo dược phụ thuộc chặt chẽ vào liều lượng sử dụng. Ở mức bổ sung thích hợp, các hợp chất này có thể phát huy tác dụng hỗ trợ hệ vi sinh vật có lợi và cải thiện sức khỏe vật chủ; ngược lại, liều quá cao có thể làm suy giảm hiệu quả sinh lý ở cá. Kết quả phân tích hồi quy bậc hai xác định khoảng bổ sung tối ưu cho các chỉ tiêu tăng trọng (WGR), hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) và tỷ lệ sống (SR) nằm trong khoảng 10,2–13,8 g/kg thức ăn. Trong đó, nghiệm thức TB với mức bổ sung 12,5 g/kg cho thấy hiệu quả tổng thể nổi bật về tăng trưởng, sử dụng thức ăn và tỷ lệ sống. Những kết quả này cũng có thể góp phần lý giải tỷ lệ sống thấp hơn ghi nhận ở nghiệm thức TC so với TB. Tuy nhiên, để xác định chính xác các cơ chế dẫn đến sự suy giảm tỷ lệ sống ở liều cao, cần tiến hành thêm các nghiên cứu về chuyển hóa, đáp ứng miễn dịch và những biến đổi của hệ vi sinh vật đường ruột. Các tác động này có thể liên quan đến đặc tính sinh học và nồng độ của những hợp chất hoạt tính có trong E. bulbosa, song cần được kiểm chứng bằng các phân tích chuyên sâu hơn.

4.5. Sự đa dạng của hệ vi sinh vật đường ruột

Nghiên cứu hiện tại cho thấy việc bổ sung bột E. bulbosa vào khẩu phần ăn có liên quan đến những thay đổi đáng kể trong cấu trúc hệ vi sinh vật đường ruột của cá rô phi bố mẹ ở cả cấp độ ngành và chi. Đáng chú ý, tỷ lệ tương đối của các ngành Actinomycetota, Planctomycetota và Pseudomonadota tăng ở các nghiệm thức bổ sung E. bulbosa. Kết quả này gợi ý rằng các hợp chất hoạt tính sinh học của cây có thể tạo ra những điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của một số nhóm vi sinh vật đường ruột. Nhận định này tương đồng với các nghiên cứu trước đây cho thấy các chất chuyển hóa có nguồn gốc thực vật có khả năng điều chỉnh thành phần hệ vi sinh vật, thúc đẩy sự phát triển của các vi khuẩn cộng sinh và hạn chế một số vi khuẩn cơ hội (Dawood & Koshio, 2016; Feng và cộng sự, 2024). Tuy nhiên, sự gia tăng tỷ lệ tương đối của các ngành vi khuẩn này chưa đủ để khẳng định chúng đều có lợi cho vật chủ; cần xem xét thêm thành phần ở cấp độ chi, loài và chức năng sinh học cụ thể. Ngược lại, ngành Bacillota chiếm ưu thế ở nhóm đối chứng (TD). Sự khác biệt này cho thấy khẩu phần ăn có thể ảnh hưởng đến cấu trúc quần xã vi sinh vật đường ruột. Một số nghiên cứu đã ghi nhận mối liên hệ giữa sự biến đổi thành phần hệ vi sinh vật với trạng thái cân bằng sinh thái đường ruột và sự hiện diện của các vi khuẩn cơ hội (Ashry và cộng sự, 2024; Wang và cộng sự, 2018). Tuy nhiên, không thể mặc định rằng tỷ lệ Bacillota cao đồng nghĩa với hệ vi sinh vật kém ổn định hoặc nguy cơ nhiễm khuẩn cao hơn, bởi tác động của nhóm vi khuẩn này phụ thuộc vào thành phần phân loại và chức năng của các vi sinh vật hiện diện. Những thay đổi trong hệ vi sinh vật đường ruột cũng phù hợp với xu hướng cải thiện hiệu suất tăng trưởng ở các nghiệm thức bổ sung E. bulbosa, đặc biệt là TA và TB. Sự biến đổi của các nhóm vi khuẩn có khả năng tham gia vào quá trình chuyển hóa dinh dưỡng có thể góp phần nâng cao hiệu quả tiêu hóa thông qua hoạt động enzyme, quá trình lên men carbohydrate phức tạp và điều hòa đáp ứng miễn dịch tại niêm mạc ruột. Các cơ chế này đã được đề cập trong những nghiên cứu về vai trò của hệ vi sinh vật đường ruột đối với dinh dưỡng và sức khỏe vật chủ ở động vật thủy sinh (Kristiansen và cộng sự, 2011; Munaeni và cộng sự, 2020c; Soleimani và cộng sự, 2012). Do đó, kết quả nghiên cứu gợi ý rằng việc bổ sung E. bulbosa có thể đồng thời điều chỉnh hệ vi sinh vật đường ruột và cải thiện hiệu suất tăng trưởng của cá rô phi bố mẹ. Tuy nhiên, để xác định liệu những thay đổi về hệ vi sinh vật có trực tiếp góp phần tạo ra các lợi ích này hay không, cần có thêm các phân tích chức năng, chẳng hạn như hoạt tính enzyme tiêu hóa, khả năng chuyển hóa chất dinh dưỡng và các chỉ dấu miễn dịch đường ruột.

Việc bổ sung E. bulbosa làm giảm tỷ lệ tương đối của ngành Bacillota, đồng thời làm tăng tỷ lệ tương đối của Actinomycetota, Pseudomonadota và Fusobacteriota, đặc biệt là chi Cetobacterium. Đây là nhóm vi khuẩn có khả năng tổng hợp vitamin B12, góp phần vào quá trình chuyển hóa dinh dưỡng ở vật chủ (Feng và cộng sự, 2024). Những thay đổi này cho thấy E. bulbosa có khả năng điều chỉnh cấu trúc quần xã vi sinh vật đường ruột theo hướng khác biệt so với nhóm đối chứng. Tuy nhiên, để xác định liệu sự chuyển dịch này có thực sự cải thiện tính ổn định và khả năng phục hồi chức năng của hệ vi sinh vật hay không, cần đánh giá thêm các chỉ số đa dạng, tính ổn định của quần xã và chức năng chuyển hóa của các nhóm vi khuẩn. Một cơ chế tiềm năng liên quan đến tác động của E. bulbosa là sự hiện diện của các hợp chất có khả năng hoạt động như cơ chất prebiotic. Cụ thể, fructooligosaccharides (FOS), nếu hiện diện với hàm lượng có ý nghĩa sinh học trong nguyên liệu, có thể thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn axit lactic (LAB) và điều chỉnh thành phần hệ vi sinh vật đường ruột. Cơ chế này phù hợp với những nghiên cứu về ứng dụng prebiotic trong dinh dưỡng cá rô phi (Ashry và cộng sự, 2024; Kamarudin và cộng sự, 2021). Bên cạnh đó, flavonoid có nguồn gốc thực vật cũng được ghi nhận có khả năng điều chỉnh tính đa dạng của hệ vi sinh vật và hỗ trợ sự phát triển của một số nhóm vi khuẩn cộng sinh (Llewellyn và cộng sự, 2014; Tsuchiya và cộng sự, 2008a). Ngoài ra, các naphthoquinone đặc trưng của E. bulbosa, chẳng hạn như eleutherin và eleutherol, có hoạt tính kháng khuẩn tiềm năng. Tác động chọn lọc của các hợp chất này có thể góp phần làm thay đổi sự phân bố của các nhóm vi khuẩn trong đường ruột. Tuy nhiên, cần có thêm bằng chứng thực nghiệm để xác định liệu những hợp chất này có trực tiếp ức chế vi khuẩn gây bệnh hoặc thúc đẩy sự phát triển của các nhóm vi khuẩn có lợi trong điều kiện thí nghiệm hay không. Những biến đổi của hệ vi sinh vật đường ruột cũng có thể liên quan đến hiệu suất sinh sản được ghi nhận trong nghiên cứu này. Hệ vi sinh vật đường ruột được xem là một yếu tố có khả năng tham gia điều hòa sinh sản ở cá thông qua trục ruột – não – tuyến sinh dục, một mạng lưới tương tác giữa tín hiệu vi sinh vật, quá trình chuyển hóa và hệ thống nội tiết (Bates và cộng sự, 2023). Đồng thời, hệ vi sinh vật đường ruột giữ vai trò quan trọng trong tiêu hóa, hấp thu dinh dưỡng, cân bằng năng lượng và điều hòa phản ứng stress, qua đó có thể ảnh hưởng gián tiếp đến chức năng sinh sản (Butt & Volkoff, 2019). Bằng chứng thực nghiệm từ nghiên cứu của Carnevali và cộng sự (2012) cho thấy việc bổ sung Lactobacillus rhamnosus cho cá ngựa vằn cái trưởng thành làm tăng số lượng nang noãn chứa noãn hoàng và chỉ số thành thục sinh dục (GSI), đồng thời cải thiện các chỉ tiêu liên quan đến quá trình rụng trứng và biểu hiện hormone sinh sản. Nhìn chung, các kết quả trên gợi ý rằng tác động của E. bulbosa lên hệ vi sinh vật đường ruột có thể là một trong những yếu tố góp phần cải thiện tình trạng dinh dưỡng và chức năng sinh sản của cá rô phi bố mẹ. Tuy nhiên, mối liên hệ giữa những thay đổi của hệ vi sinh vật và hiệu suất sinh sản hiện mới dừng ở mức giả thuyết cơ chế, chưa đủ để khẳng định quan hệ nhân quả. Các nghiên cứu tiếp theo cần kết hợp phân tích chức năng hệ vi sinh vật, định lượng các chất chuyển hóa liên quan và đánh giá những chỉ dấu nội tiết sinh sản để làm rõ cơ chế tương tác giữa E. bulbosa, hệ vi sinh vật đường ruột và hoạt động sinh sản ở cá bố mẹ.

Ở cấp độ chi, sự hiện diện nổi trội của Cetobacterium, Mycobacterium và Romboutsia cho thấy việc bổ sung E. bulbosa có liên quan đến những thay đổi đáng kể trong cấu trúc hệ vi sinh vật đường ruột của cá rô phi bố mẹ. Trong đó, Cetobacterium được biết đến với vai trò tham gia chuyển hóa dinh dưỡng và tổng hợp vitamin B12, góp phần hỗ trợ các quá trình sinh lý ở cá (Tsuchiya và cộng sự, 2008b). Trong khi đó, Romboutsia có khả năng tham gia quá trình lên men carbohydrate và chuyển hóa các chất dinh dưỡng trong đường ruột (Gerritsen và cộng sự, 2017). Sự gia tăng tỷ lệ tương đối của các chi này ở nghiệm thức TA cho thấy mức bổ sung E. bulbosa thấp nhất có thể tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của một số nhóm vi khuẩn có tiềm năng hỗ trợ chuyển hóa dinh dưỡng. Tuy nhiên, do tác động sinh học của vi khuẩn phụ thuộc vào loài và chủng cụ thể, sự hiện diện của Mycobacterium cũng cần được diễn giải thận trọng, bởi chi này bao gồm cả những loài sống cộng sinh và những loài có khả năng gây bệnh.

Các chỉ số đa dạng alpha cung cấp thêm thông tin về những thay đổi trong cấu trúc quần xã vi sinh vật giữa các nghiệm thức. Cụ thể, các chỉ số OTU, ACE và Chao1 đạt giá trị cao nhất ở nhóm TA, cho thấy nghiệm thức này có độ phong phú vi sinh vật ước tính cao hơn so với các nhóm còn lại. Ngược lại, chỉ số Shannon và Simpson đạt giá trị cao nhất ở nhóm TC, được bổ sung E. bulbosa ở mức 25 g/kg thức ăn, cho thấy sự khác biệt về mức độ đa dạng và tính đồng đều của quần xã vi sinh vật giữa các nghiệm thức (Hình 6D). Trong khi các chỉ số ACE và Chao1 chủ yếu phản ánh độ phong phú của các đơn vị phân loại, Shannon và Simpson còn phản ánh mức độ đa dạng và sự phân bố tương đối của chúng. Do đó, sự khác biệt giữa các chỉ số cho thấy liều bổ sung có thể ảnh hưởng khác nhau đến độ phong phú và tính đồng đều của hệ vi sinh vật đường ruột.

Bên cạnh đó, phân tích tọa độ chính (PCoA) cho thấy các mẫu thuộc những nghiệm thức khác nhau có xu hướng phân cụm riêng biệt, phản ánh sự thay đổi trong cấu trúc tổng thể của quần xã vi sinh vật theo liều bổ sung E. bulbosa (Hình 6F). Những biến đổi tương tự về hệ vi sinh vật đã được ghi nhận ở tôm thẻ chân trắng được bổ sung E. bulbosa (Munaeni và cộng sự, 2020d), cho thấy phản ứng của hệ vi sinh vật đối với nguyên liệu này có thể phụ thuộc vào loài vật chủ và mức bổ sung. Mặc dù chỉ số Shannon và Simpson cao nhất ở nghiệm thức TC cho thấy quần xã vi sinh vật có mức đa dạng hoặc tính đồng đều cao hơn theo các chỉ số tương ứng, kết quả này không đủ để khẳng định hệ vi sinh vật ổn định hơn hoặc không xảy ra rối loạn. Để đưa ra kết luận như vậy, cần đánh giá thêm thành phần chức năng, sự hiện diện của các vi khuẩn có khả năng gây bệnh và tính ổn định của quần xã theo thời gian.

Đáng chú ý, mặc dù nghiệm thức TC thể hiện một số đặc điểm đa dạng vi sinh vật thuận lợi, nhóm này đồng thời ghi nhận nhiều đáp ứng bất lợi về sinh lý và hiệu suất nuôi. Cụ thể, nồng độ hemoglobin, protein tổng số, ALT, AST và MDA tăng, trong khi hoạt tính GPx và SOD, chỉ số thành thục sinh dục (GSI), các đặc điểm mô học gan và tuyến sinh dục, hiệu suất tăng trưởng và tỷ lệ sống đều cho thấy những thay đổi không thuận lợi so với các nghiệm thức bổ sung thấp hơn. Những kết quả này cho thấy sự đa dạng của hệ vi sinh vật không nhất thiết đồng nghĩa với tình trạng sức khỏe vật chủ được cải thiện. Mặc dù liều bổ sung cao có thể duy trì hoặc làm tăng một số chỉ số đa dạng alpha, những thay đổi đồng thời về sinh hóa, chống oxy hóa, mô học và hiệu suất sinh học cho thấy mức bổ sung 25 g/kg có thể vượt quá ngưỡng tối ưu đối với cá rô phi bố mẹ trong điều kiện thí nghiệm.

Nhìn chung, kết quả nghiên cứu cho thấy tác động của E. bulbosa đối với hệ vi sinh vật đường ruột cần được đánh giá đồng thời với các chỉ tiêu sinh lý, sinh sản và tăng trưởng của vật chủ. Trong phạm vi nghiên cứu này, nghiệm thức TA nổi bật về độ phong phú vi sinh vật, trong khi nghiệm thức TC có giá trị Shannon và Simpson cao hơn nhưng đi kèm với nhiều đáp ứng bất lợi ở cá. Vì vậy, việc xác định liều bổ sung phù hợp cần dựa trên sự kết hợp giữa các chỉ số đa dạng vi sinh vật và hiệu quả sinh học tổng thể, thay vì chỉ dựa vào một chỉ số riêng lẻ.

4.6. Sức đề kháng của ấu trùng đối với các tác động từ môi trường và nhiễm trùng hydrophila

Nghiên cứu này cung cấp những hiểu biết quan trọng về ảnh hưởng của việc bổ sung E. bulbosa vào khẩu phần ăn của cá rô phi bố mẹ, đặc biệt là đối với khả năng chống chịu của cá con. Kết quả cho thấy việc bổ sung bột E. bulbosa giúp cải thiện đáng kể khả năng chống chịu của ấu trùng trước các tác nhân gây stress từ môi trường và sự nhiễm khuẩn A. hydrophila Rf, đồng thời ức chế sự phát triển của vi khuẩn này so với nhóm ấu trùng có bố mẹ không được bổ sung. Những kết quả tương tự cũng được ghi nhận trong các nghiên cứu trước đây, cho thấy việc bổ sung các chất phụ gia có nguồn gốc thảo dược có thể cải thiện chất lượng sinh sản, góp phần nâng cao tỷ lệ nở và hiệu suất phát triển của ấu trùng (Dhas và cộng sự, 2015).

Mặc dù liều bổ sung cao nhất (TC) làm giảm hiệu suất tăng trưởng, tỷ lệ sống và một số chỉ số chống oxy hóa ở cá bố mẹ, ấu trùng thuộc nhóm này vẫn có tỷ lệ sống cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng (P < 0,05; Hình 7A và B). Kết quả này gợi ý rằng các hợp chất hoạt tính sinh học trong E. bulbosa có thể tác động thông qua những đích phân tử chưa được xác định. Vì vậy, cần tiến hành các nghiên cứu tiếp theo nhằm phân lập những hợp chất có hoạt tính và làm rõ cơ chế tác động, qua đó xác định các phân tử cũng như con đường sinh hóa tham gia vào những hiệu ứng bảo vệ này.

Bên cạnh đó, việc bổ sung E. bulbosa còn làm giảm sự phát triển của A. hydrophila Rf trong ấu trùng so với nhóm đối chứng (Hình 7C). Một số nghiên cứu đã chứng minh rằng các hợp chất hoạt tính sinh học có nguồn gốc thảo dược, đặc biệt là những hợp chất giàu flavonoid, sở hữu đặc tính chống viêm, chống oxy hóa và kháng khuẩn (Bartoskova và cộng sự, 2013; Oliveira và cộng sự, 2004; Sutthi và cộng sự, 2025). Các nghiên cứu này cũng cho thấy những hợp chất hoạt tính sinh học trong cây B. pilosa có khả năng tăng cường chức năng miễn dịch và ức chế sự phát triển của vi khuẩn sau khi cơ thể vật chủ tiếp xúc với tác nhân gây bệnh.

Nhìn chung, những kết quả trên ủng hộ giả thuyết rằng bột E. bulbosa có tiềm năng hoạt động như một chất kích thích miễn dịch tự nhiên, góp phần truyền các lợi ích bảo vệ từ cá mẹ sang cá con. Nhờ đó, ấu trùng có thể được tăng cường khả năng bảo vệ đặc hiệu và không đặc hiệu trước các tác nhân gây stress từ môi trường cũng như sự nhiễm khuẩn A. hydrophila. Nhận định này phù hợp với kết quả nghiên cứu của Mainassy và cộng sự (2022), trong đó việc bổ sung thảo dược vào khẩu phần ăn được ghi nhận có khả năng kích thích quá trình tổng hợp vitellogenin tại gan. Vitellogenin là tiền chất quan trọng cung cấp dưỡng chất cho sự phát triển của phôi và ấu trùng, qua đó có thể góp phần nâng cao chất lượng ấu trùng.

Trong nghiên cứu này, việc bổ sung E. bulbosa ở mức liều phù hợp có thể mang lại lợi ích thông qua cơ chế tác động tổng hợp, bao gồm điều hòa hệ vi sinh vật, tăng cường khả năng chống oxy hóa, điều chỉnh hoạt động hormone và cải thiện chức năng miễn dịch. Những phát hiện này cho thấy E. bulbosa là một ứng viên tiềm năng để phát triển thành phụ gia thức ăn có nguồn gốc tự nhiên trong nuôi trồng thủy sản bền vững. Tuy nhiên, hiệu quả của phụ gia phụ thuộc vào liều lượng sử dụng. Mặc dù mức bổ sung cao nhất (25 g/kg) vẫn mang lại một số lợi ích nhất định, hiệu quả tổng thể thấp hơn so với các mức liều thấp đến trung bình. Đồng thời, mức liều này có xu hướng làm tăng tính đa dạng của hệ vi sinh vật, nhưng sự gia tăng đa dạng không nhất thiết đồng nghĩa với việc cải thiện chức năng sinh lý hoặc hiệu suất sinh sản của cá bố mẹ. Do đó, cần xác định liều bổ sung tối ưu nhằm cân bằng giữa hiệu quả sinh học, sức khỏe cá bố mẹ và chất lượng đàn cá con.

Mặc dù thời gian nuôi tương đối ngắn được áp dụng trong nghiên cứu này, cả ở giai đoạn cá bố mẹ và cá bột, các nghiên cứu trong tương lai nên kết hợp thêm các thông số khác, bao gồm chất lượng trứng và cá bột, hiệu suất tăng trưởng của cá bột và sự duy trì tác động qua các thế hệ. Hơn nữa, các phân tích ở cấp độ phân tử, đặc biệt là phân tích biểu hiện gen, là cần thiết để làm sáng tỏ các cơ chế cơ bản của tác động của các hợp chất hoạt tính sinh học từ E. bulbosa lên hệ thống sinh sản của cá và vai trò tiềm năng của chúng trong miễn dịch của cá mẹ.

5. Kết luận

Tóm lại, việc bổ sung bột E. bulbosa ở mức liều thấp đến trung bình đã cải thiện đáng kể hiệu quả sinh sản của cá rô phi bố mẹ, thể hiện qua sự gia tăng chỉ số thể trọng tuyến sinh dục (GSI), khả năng sinh sản, nồng độ estradiol-17β trong huyết tương và vitellogenin, cùng với những cải thiện về đặc điểm mô học tuyến sinh dục. Bên cạnh đó, việc bổ sung này còn góp phần tăng cường khả năng chống oxy hóa, cải thiện hiệu suất tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và tỷ lệ sống của cá bố mẹ, đồng thời điều hòa hệ vi sinh vật đường ruột và nâng cao khả năng chống chịu của ấu trùng. Ngược lại, mức bổ sung quá cao (25 g/kg thức ăn) mang lại hiệu quả kém thuận lợi hơn so với các mức liều thấp đến trung bình. Kết quả phân tích hồi quy bậc hai đối với các chỉ tiêu tăng trưởng và tỷ lệ sống xác định khoảng liều bổ sung tối ưu nằm trong khoảng 10,2–13,8 g/kg thức ăn. Nhìn chung, E. bulbosa cho thấy tiềm năng ứng dụng như một phụ gia thức ăn có nguồn gốc tự nhiên nhằm cải thiện các chỉ tiêu sinh lý, sinh trưởng và sinh sản ở cá rô phi bố mẹ. Tuy nhiên, các kết quả cần được diễn giải thận trọng do thời gian thí nghiệm còn hạn chế. Cần tiến hành thêm các nghiên cứu dài hạn để xác nhận tính ổn định của những tác động này trong suốt một chu kỳ sinh sản hoàn chỉnh.

Theo Waode Munaeni, Nursanti Abdullah, Muhammad Gustilatov

Nguồn: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468550X26000936

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

Xem thêm:

1. Phần 1: Cao Lương Có Thể Thay Thế Hoàn Toàn Ngô Trong Khẩu Phần Ăn Của Cá Rô Phi
2. Phần 2: Cao Lương Có Thể Thay Thế Hoàn Toàn Ngô Trong Khẩu Phần Ăn Của Cá Rô Phi
3. Ứng Dụng Siêu Âm Để Xác Định Giới Tính Và Đánh Giá Khả Năng Sinh Sản Ở Cá Rô Phi