Phòng Ngừa Bệnh Trong Nuôi Tôm

Ngành sản xuất tôm He (Penaeid) đang bị đe dọa liên tục bởi các bệnh nhiễm trùng gây ra bởi vi khuẩn và đặc biệt là vi rút. Điều này dẫn đến sự sụp đổ nghiêm trọng của ngành này ở tất cả các nước sản xuất tôm chủ lực. Tiến sĩ Peter Coutteau, Tim Goossens, và Tiến sĩ Nutriad, cho biết: Bài viết này nhằm báo cáo về những tiến bộ gần đây trong việc phát triển các chất phụ gia thức ăn có khả năng giảm tác động của dịch bệnh đến năng suất và lợi nhuận trong nuôi tôm.

Các vấn đề về dịch bệnh trong sản xuất tôm thường rất phức tạp và vẫn chưa được hiểu rõ. Các quy định, nhu cầu của người tiêu dùng và chiến lược quản lý bền vững để hạn chế số lượng thuốc có sẵn để điều trị mầm bệnh. Vắc xin dường như không hiệu quả đối với động vật giáp xác thiếu hệ thống miễn dịch đặc hiệu, cũng tương tự như động vật có xương sống.

Vì vậy, người sản xuất tôm cần quan tâm về chất lượng con giống, quy trình chăm sóc và dinh dưỡng đầy đủ. Đây là những chìa khóa chính để kiểm soát dịch bệnh.

Mầm bệnh là mối đe dọa hàng đầu

Sản lượng các loài giáp xác có tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm đạt 18% trong giai đoạn 1970-2008, vượt xa tốc độ tăng trưởng của tất cả các loài nuôi trồng thủy sản khác (theo FAO, 2010). Ngành nuôi tôm trên thế giới hiện đang sản xuất hơn 4 triệu tấn tôm (theo Valderrama, 2011). Sự gia tăng nhanh chóng về sản lượng giáp xác này phần lớn phản ánh mức độ tăng mạnh của nghề nuôi tôm thẻ chân trắng ở Trung Quốc, Thái Lan, Việt Nam và Indonesia kể từ năm 2000. Bên cạnh câu chuyện thành công rõ ràng về việc mở rộng sản xuất, sản lượng tôm ở nhiều vùng vẫn tiếp tục chịu những thiệt hại kinh tế nghiêm trọng trước các ảnh hưởng của nhiều loại dịch bệnh.

Các sự kiện gần đây cho thấy tác động của việc bùng phát dịch bệnh đối với sản xuất tôm ở các nước sản xuất chính. Vi rút gây hội chứng đốm trắng (WSSV), một trong những nguyên nhân chính gây ra tình trạng đình trệ trong ngành nuôi tôm vào những năm 90, đang ảnh hưởng đáng kể đến sản lượng tôm trong những năm gần đây tại Mexico và Brazil. Hội chứng chết sớm hoặc bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (EMS / AHPND) hiện đang làm gián đoạn việc sản xuất ở ba quốc gia sản xuất tôm lớn là Trung Quốc, Thái Lan và Việt Nam. EMS lần đầu tiên được báo cáo ở Trung Quốc vào năm 2009, dần lan sang Việt Nam, Malaysia, Thái Lan gây thiệt hại hàng tỷ USD hàng năm.

Bệnh EMS thường xảy ra trong vòng 30 ngày đầu tiên sau khi thả và tỷ lệ chết có thể vượt 70%. EMS gây ra bởi tác nhân vi khuẩn, lây truyền qua đường miệng. Sau đó, bệnh xâm nhập vào đường tiêu hóa của tôm tạo ra một độc tố gây phá hủy mô và rối loạn chức năng cơ quan tiêu hóa của tôm, cụ thể là gan và tụy. Tác nhân gây bệnh EMS / AHPND bao gồm một số chủng nhất định của một loại vi khuẩn tương đối phổ biến. Ví dụ như: vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus có khả năng giải phóng độc tố mạnh.

Các phương pháp tiếp cận truyền thống để tăng cường sức khỏe tôm thông qua thức ăn

Cách tiếp cận truyền thống để giảm tác động của bệnh về tôm bao gồm: tang hàm lượng các chất dinh dưỡng quan trọng ảnh hưởng đến sức khỏe và miễn dịch của tôm như vitamin C và E, phospholipid, axit béo thiết yếu, khoáng vi lượng và carotenoids.

Những “thức ăn tăng cường” này thường được bổ sung các chất kích thích miễn dịch, chủ yếu có nguồn gốc từ vỏ tế bào của các vi sinh vật, chẳng hạn như polysaccharid, lipoprotein và lipopolysaccharid. Việc sử dụng liên tục các chất kích thích miễn dịch nói chung không được khuyến khích do các nguy cơ kích thích quá mức hệ thống phòng vệ.

Việc sử dụng luân phiên các chất phụ gia vào thức ăn chăn nuôi thường không thực tế trong các hoạt động của trang trại. Kết quả đáng quan tâm về sự cải thiện khả năng kháng bệnh có liên quan đến việc sử dụng liên tục thức ăn tăng cường sức khỏe, dựa trên việc lựa chọn thích hợp các chất kích thích miễn dịch, kết hợp với nguồn cung cấp và cân bằng các chất dinh dưỡng quan trọng để hỗ trợ tăng cường hệ thống miễn dịch (Bảng 1).

Tuy nhiên, hiệu quả của các chất kích thích miễn dịch khác nhau có bán trên thị trường nhằm cải thiện tình trạng căng thẳng, hoặc khả năng kháng bệnh của cá và tôm phụ thuộc mạnh mẽ vào loại sản phẩm và vào việc cung cấp các chất dinh dưỡng bổ trợ cần thiết để hỗ trợ sự hình thành của hệ thống miễn dịch.

Bảng 1: Ảnh hưởng của thức ăn tăng cường đến các thông số sản xuất trong một trang trại ở Đông Bắc Brazil trong giai đoạn tỷ lệ mắc bệnh tăng lên do tình trạng mưa nhiều và tỷ lệ nhiễm vi rút gây bệnh hoại tử cơ(IMNV) và  vi khuẩn NHP tăng lên. Thức ăn tăng cường dựa trên thông số kỹ thuật dinh dưỡng nâng cao và bổ sung chất điều hòa miễn dịch (AQUASTIM S, Nutriad) so với thức ăn tiêu chuẩn.

	Nhóm thức ăn đối chứng	Nhóm thức ăn tăng cường	% sự thay đổi giữa 2 loại thức ăn
Tổng diện tích ao (ha)	25	25
Thời gian nuôi (ngày)	107	111
Tỉ lệ sống (%)	77.1	80.7	+5%
Tổng cân nặng (g)	12.77	14.01	+10%
Lợi nhuận thu hoạch (kg/ha)	1771	2034	+15%
Hệ số chuyển đổi thức ăn FCR	1.86	1.85	-1%
Mức tăng trưởng trung bình theo tuần (g)	0.84	0.88	+6%
Chi phí sản xuất tương đối	100%	100%
Giá trị sản lượng tương đối	100%	119%	+19%

Phương án (1): tăng cường tình trạng dinh dưỡng và dự trữ lipid của gan tụy

Tôm không chịu được lượng chất béo quá cao trong khẩu phần ăn. Một số nghiên cứu cho thấy mức độ tăng trưởng bị giảm đối với khẩu phần có trên 10% lipid. Tuy nhiên, chất lượng và số lượng lipid trong khẩu phần đóng một vai trò quan trọng trong sự tăng trưởng và sức khỏe của tôm. Tôm không có hoặc rất hạn chế khả năng sinh tổng hợp một số phân tử lipid cần thiết cho sự phát triển bình thường, bao gồm cholesterol, axit béo không bão hòa cao và phospholipid. Bột cá và dầu cá thường là những nguồn cung cấp cholesterol và HUFA quan trọng nhất trong chế độ ăn uống. Việc tăng chi phí của các thành phần biển này đã buộc các nhà xây dựng công thức phải giảm các thông số kỹ thuật trong chế độ ăn đối với những chất béo thiết yếu này.

Mặc dù các mức dinh dưỡng này không thể hiện được sự khác biệt đáng kể về mặt tăng trưởng trong điều kiện được kiểm soát, nhưng chúng vẫn quan trọng trong việc duy trì sức khỏe và khả năng phòng vệ miễn dịch trước các thách thức về bệnh tật và điều kiện môi trường biến động có thể gặp phải trong quá trình sản xuất.

Hơn nữa, tình trạng năng lượng của tôm phần lớn được xác định bởi lượng lipid dự trữ được tích tụ trong gan tụy, nơi vừa có chức năng là tuyến tiêu hóa, vừa là kho dự trữ năng lượng.

Do đó, người nuôi thường xuyên xem xét gan tụy của tôm để đánh giá tình trạng dinh dưỡng. Đồng thời, việc dự trữ lipid dồi dào là một chỉ số cho thấy khả năng chống chọi tốt hơn đối với stress và các thách thức bệnh tật.

Hình 2: Gan tụy là cơ quan chính trong hệ tiêu hóa của tôm chịu trách nhiệm tiêu hóa, hấp thụ và lưu trữ các chất dinh dưỡng. Thực quản (E), dạ dày (GM), gan tụy (HP), ruột giữa (MG), ruột sau (HG) và hậu môn (A).

Quá trình tiêu hóa lipid ở tôm xảy ra với một tỷ lệ lớn nội bào trong biểu mô gan tụy; từ đó nó được vận chuyển đến các cơ quan đích thông qua haemolymphe dưới dạng lipoprotein (Hình 2). Do đó, sự hình thành và hấp thụ các mixen lipid từ lòng ống gan tụy là một bước hạn chế trong quá trình tiêu hóa lipid.

Các chất tăng cường khả năng tiêu hóa dựa trên các chất tạo nhũ tương tự nhiên, được lựa chọn để tương thích với hệ tiêu hóa của tôm, đã cho thấy có khả năng bổ sung cho quá trình nhũ hóa và hấp thụ chất béo trong chế độ ăn uống trong gan tụy (theo ông Coutteau và các cộng sự, 2012). Điều này sẽ cải thiện hiệu quả trong việc sử dụng chất béo như các thành phần thiết yếu và là nguồn năng lượng để tăng trưởng và sống sót qua các giai đoạn căng thẳng hoặc áp lực dịch bệnh.

Việc tăng cường dự trữ lipid trong gan tụy của tôm he Ấn Độ Penaeus indicus do bổ sung chất phụ gia tăng cường khả năng tiêu hóa cũng đã được chứng minh gần đây bởi ông van de Braak và các cộng sự (2012). Các phân tích mô học cho thấy tỷ lệ tôm có mức độ không bào lipid cao trong gan tụy tăng gấp ba lần sau khi bổ sung phụ gia thức ăn trong một tháng (Hình 3, 4).

Kết quả của một nghiên cứu ao song song cho thấy trọng lượng cơ thể trung bình (ABW) cao hơn 2%, tỷ lệ sống cao hơn 4% và sinh khối cao hơn 6% đối với các ao xử lý. Tuy nhiên, việc loại bỏ các yếu tố bất thường về tỷ lệ sống khỏi nhóm đối chứng và nghiệm thức cho thấy ABW cao hơn 8%, tỷ lệ sống cao hơn 12% và sinh khối cao hơn 23%.

Hình 3. Ảnh hưởng của việc bổ sung phụ gia tăng cường khả năng tiêu hóa (Aquagest®S, Nutriad) đến mức độ tiêu hóa lipid trong gan tụy của tôm được cho ăn các loại thức ăn khác nhau trong 30 ngày (van de Braak và các cộng sự, 2012).

Hình 4: Xác định mô học về mức độ không bào lipid của gan tụy ở tôm thẻ Ấn Độ (Penaeus indicus) cho thấy mức độ không bào lipid cao (hình bên trái) và thấp (hình bên phải) (độ phóng đại 100 lần; van de Braak và các cộng sự vào năm 2012)

Phương án (2): Công nghệ cảm biến mật độ vi khuẩn Quorum Sensing (QS)

Quorum Sensing (QS) là một “dạng giao tiếp” của vi khuẩn. Trong thập kỷ qua, nhiều loài vi khuẩn đã được ghi nhận là có thể sản xuất và tiết ra các phân tử tín hiệu nhỏ, chẳng hạn như acyl homoserine lactones hoặc một số oligopeptide nhất định, có thể được phát hiện bởi các vi khuẩn lân cận của cùng một loài hoặc các loài khác biệt. Khi mật độ quần thể tăng lên, các phân tử này sẽ tích tụ trong môi trường ngoại bào, do đó cung cấp phương tiện để vi khuẩn có thể giám sát định lượng sự hiện diện của các vi khuẩn khác. Các phân tử tín hiệu này, khi đạt đến một nồng độ ngưỡng nhất định, sẽ bắt đầu truyền tín hiệu xâm nhập mà đỉnh điểm là kích hoạt các gen cụ thể. Do đó, giao tiếp QS được vi khuẩn sử dụng để đồng bộ hóa các thay đổi biểu hiện gen và điều phối các phản ứng sinh hóa trong toàn bộ quần thể.

Trong hầu hết các vi khuẩn gây bệnh đã được hệ thống QS nghiên cứu, QS có liên quan đến khả năng gây bệnh, chẳng hạn như sự hình thành màng sinh học và sản xuất protease, các yếu tố xâm nhập hoặc các yếu tố độc lực khác (theo Defoirdt và các cộng sự vào năm 2011). Trong những năm gần đây, nghiên cứu tập trung vào các cách làm nhiễu tín hiệu QS (hay còn gọi là quorum quenching) đang được đặc biệt quan tâm (Hình 5). Điều này đặc biệt đúng trong lĩnh vực y học con người, nơi các chất ức chế QS được nghiên cứu như là những lựa chọn thay thế tiềm năng cho kháng sinh trong việc giải quyết các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn gây bệnh (theo Sintim và các cộng sự vào năm 2010).

Điều thú vị là khả năng vi khuẩn xây dựng sức đề kháng chống lại các chất gây rối loạn QS được dự đoán là thấp, do đó giúp làm hạn chế áp lực chọn lọc chống lại các chất gây rối loạn này trong các phân tử không gây tử vong. Điều này hoàn toàn trái ngược với những gì được thấy trong các loại chất kháng sinh thông thường (theo Defoirdt và cộng sự vào năm 2010).

Hình 5: Cảm biến Quorum (QS), một cơ chế cải tiến để giải quyết khả năng gây bệnh

Các nghiên cứu ban đầu về cảm biến đại số ở các sinh vật nuôi trồng thủy sản còn rất hạn chế nhưng cũng đã cho ra những kết quả đầy thú vị. Ví dụ như furanones halogen hóa được phân lập từ tảo biển đỏ, đã được chứng minh là làm giảm sự biểu hiện gen do QS điều chỉnh vi khuẩn Vibrio và bảo vệ tôm và cá khỏi bệnh gây ra bởi Vibrio (theo Rasch và các cộng sự vào năm 2004; theo Defoirdt và các cộng sự vào năm 2006).

Tại Trung tâm Công nghệ Nutriad, công nghệ QS đang được ứng dụng trong một công nghệ tạo phụ gia thức ăn tự nhiên mới có khả năng điều chỉnh hệ vi sinh vật đường ruột. Các hợp chất được kiểm tra có khả năng ức chế tín hiệu QS bằng cách sử dụng một loạt các cảm biến sinh học vi khuẩn biến đổi gen và các giao thức lây nhiễm phụ thuộc QS trong các sinh vật mô hình đơn giản. Sử dụng các xét nghiệm nhạy cảm này, các bộ điều biến QS mạnh, có thể ngắt tín hiệu QS ở nồng độ thấp hơn nhiều so với nồng độ ức chế tối thiểu, đang được xác định.

Các hoạt động Qourum quenching khác nhau được lựa chọn cho các loài nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản dựa trên công việc sàng lọc bằng cách sử dụng cảm biến sinh học vi khuẩn cụ thể và các sinh vật mô hình. Sự kết hợp đồng thời của các hợp chất tự nhiên khác nhau dẫn đến hoạt động Quorum quenching cực kỳ hiệu quả chống lại tín hiệu của vi khuẩn Vibrio harveyi (Hình 6).

Hình 6: Liều lượng – phản ứng của sự pha trộn hiệp đồng của các hợp chất thực vật (SANACORE GM, Nutriad) đối với hoạt động tín hiệu cảm biến số lượng của Vibrio harveyi. Đồ thị cho thấy hoạt động tín hiệu trong hệ thống cảm biến sinh học QS Vibrio harveyi BB170, liên quan đến đối chứng, tiếp xúc với các độ pha loãng khác nhau của chiết xuất sản phẩm (Trung tâm Công nghệ Nutriad, kết quả trong nhà).

Áp dụng công nghệ ức chế cảm biến QS vào thực tế: tác dụng tối ưu hóa sức khỏe đường ruột đối với năng suất và tính kinh tế trong nuôi tôm bán thâm canh.

Tôm là loài “ăn cỏ” trên nền đáy ao và cột nước, do đó sự trao đổi của hệ vi sinh giữa môi trường và hệ tiêu hóa xảy ra khá nhiều. Điều này làm tăng nguy cơ tăng sinh hệ vi sinh đường ruột có hại hoặc thường xuyên làm mất ổn định hệ vi sinh, có thể ảnh hưởng đến hoạt động tối ưu của hệ tiêu hóa.

Hơn nữa, hệ thống tiêu hóa của tôm là cổng xâm nhập chính của các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn và vi rút gây ra. Điều này vẫn là mối nguy cơ chính đối với lợi nhuận của sản xuất tôm.

Các phương pháp tiếp cận bền vững để điều chỉnh hệ vi sinh đường ruột ở động vật nuôi bao gồm việc sử dụng các vi khuẩn được chọn để cấy vào ruột (chế phẩm sinh học), các chất dinh dưỡng cụ thể thúc đẩy sự phát triển của các chủng vi khuẩn được chọn (prebiotics) và các hợp chất tự nhiên cụ thể (chủ yếu có nguồn gốc từ men và chiết xuất thảo mộc, được gọi là “phytobiotics”) có khả năng điều chỉnh hệ vi sinh theo hướng thành phần có lợi, tạo điều kiện cho sự phát triển của vi khuẩn có lợi và ức chế vi sinh vật có khả năng gây bệnh. Các phương pháp này có ưu điểm là dễ dàng áp dụng tại xưởng sản xuất thức ăn chăn nuôi với khối lượng thức ăn lớn và tránh được những thay đổi lớn của quy trình sản xuất tại trang trại.

Một hỗn hợp tổng hợp của các chất chiết xuất từ ​​thực vật (Sanacore® GM, Nutriad) ban đầu được chọn cho các đặc tính kìm khuẩn và diệt khuẩn chống lại vi khuẩn gây bệnh và có khả năng gây bệnh trong ống nghiệm bằng phương pháp khuếch tán đĩa. Hơn nữa, hỗn hợp chiết xuất thực vật này đã được chứng minh là một chất can thiệp mạnh mẽ tín hiệu QS của vi khuẩn ở nồng độ thấp hơn rất nhiều so với nồng độ ức chế tối thiểu (xem ở trên), cho phép nó điều chỉnh hiệu quả hệ vi khuẩn đường ruột theo một chế phẩm tương thích hơn.

Việc bổ sung Sanacore GM thúc đẩy tăng trưởng đáng kể ở tôm khỏe mạnh phát triển trong điều kiện phòng thí nghiệm được kiểm soát; cho thấy sự gia tăng đáng kể 20% về trọng lượng hàng tuần và cải thiện 4% về chuyển hóa thức ăn (Coutteau et al., 2010). Hiệu quả của sản phẩm thực vật này cho thấy các hoạt động kết hợp trong việc ức chế QS và diệt khuẩn chống lại một loạt các vi khuẩn gây bệnh đã được xác minh trong một trang trại nuôi tôm bán thâm canh ở Panama.

Vụ sản xuất thứ hai ở Panama, được thả nuôi từ tháng 8 đến tháng 9, có đặc trưng là điều kiện khí hậu không ổn định, dẫn đến biến động nhiệt độ mạnh, do đó ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của tôm và làm tăng tác động của sự bùng phát của vi rút đốm trắng (WSSV).

Chu kỳ sản xuất đầu tiên, thả giống từ tháng 1-4, được cung cấp các điều kiện sinh trưởng phù hợp hơn và thường dẫn đến tỷ lệ sống và năng suất tốt hơn. Hai nghiệm thức được so sánh chỉ khác nhau về việc bổ sung hay không bổ sung chất kích thích tăng trưởng phytobiotic (Sanacore® GM) vào thức ăn tiêu chuẩn được sử dụng tại trang trại.

Việc bổ sung phụ gia thức ăn thực vật đã cải thiện đáng kể tỷ lệ sống, tăng tương đối với 24% và 18% so với nhóm đối chứng trong chu kỳ khô và ướt (Hình 7). Dịch bệnh đốm trắng tự nhiên đã được quan sát thấy trong quá trình nuôi tôm ở cả hai nghiệm thức với tần suất và mức độ nghiêm trọng như nhau; Vi rút WSSV đã được xác nhận bằng các xét nghiệm sắc ký miễn dịch và PCR.

Sự hiện diện của hỗn hợp chiết xuất thực vật trong phytobiotics đã cung cấp một loạt các hoạt động kháng khuẩn trong hệ tiêu hóa của tôm. Điều này cung cấp khả năng bảo vệ bổ sung chống lại sự đồng nhiễm với các vi khuẩn cơ hội như bệnh Vibriosis, thường là nguyên nhân chính gây tử vong ở tôm nhiễm WSSV (Phuoc et al., 2009).

Việc đánh giá trong chu kỳ thứ hai trên 8 lần lặp lại cho mỗi nghiệm thức cho phép đánh giá tốt sự thay đổi giữa các ao đối với các thông số sản xuất khác nhau. Việc bổ sung phytobiotic làm giảm đáng kể sự khác biệt của kết quả sản xuất giữa các ao được cho ăn cùng một loại thức ăn (hệ số biến động trung bình giữa các ao đối với 6 thông số sản xuất: đối chứng 18% so với nhóm Sanacore 10%; Bảng 2). Điều này càng cho thấy tầm quan trọng của việc tăng cường kiểm soát hệ vi sinh đường ruột đối với khả năng tái sản xuất trong môi trường ao nuôi bán thâm canh.

Hình 7: Tỷ lệ sống sót khi thu hoạch đối với ao đối chứng và ao xử lý được bổ sung phytobiotic trong hai chu kỳ sản xuất trong sản xuất bán thâm canh tôm thẻ chân trắng L. vannamei (độ lệch chuẩn và trung bình của 8 và 5 ao lặp lại, tương ứng là 3ha mỗi nghiệm thức ; dữ liệu từ Vaca và cộng sự, 2010, 2011).

Bảng 2: Kết quả sản xuất tôm thẻ chân trắng ở Panama trong chu kỳ sản xuất thứ hai đối với ao đối chứng và ao xử lý được bổ sung phytobiotic sau 141 ngày nuôi (độ lệch chuẩn và trung bình của 8 ao lặp lại là 3 ha mỗi nghiệm thức).

Theo The Fish Site

Biên dịch: Huỳnh Thùy – Công ty TNHH PTTS Bình Minh

Nguồn: https://thefishsite.com/articles/disease-prevention-in-shrimp-farming

Xem thêm:

• Khai Thác Tối Đa Artemia Trong Nuôi Tôm
• Virus Gây Ánh Kim Trên Hồng Cầu Tôm SHIV
• Đánh Giá Ảnh Hưởng Của Bốn Loại Tảo Biển Trong Khẩu Phần Ăn Của Tôm Thẻ Chân Trắng Thái Bình Dương