English
Tóm tắt
Probiotic được coi là vi sinh vật bổ sung thông qua đường miệng có lợi sức khỏe, được sử dụng rộng rãi trong nuôi trồng thủy sản để kiểm soát dịch bệnh, đặc biệt là chống lại các bệnh do vi khuẩn. Trái ngược với việc sử dụng ở động vật trên cạn – nơi vi khuẩn sản xuất axit lactic chiếm ưu thế, một loạt các vi sinh vật bao gồm vi khuẩn Gram âm và Gram dương đã được xem xét trong nuôi trồng thủy sản. Nguồn gốc của các sinh vật này thường ở đường tiêu hóa của động vật chủ. Cơ chế hoạt động bao gồm loại trừ cạnh tranh và điều hòa miễn dịch. Probiotic cũng có thể cải thiện sự thèm ăn; nhờ đó tăng trưởng và chuyển đổi thức ăn tốt hơn.
1. Giới thiệu
Bệnh truyền nhiễm vẫn là một vấn đề lớn trong nuôi trồng thủy sản trên toàn thế giới và có nhiều cách tiếp cận để giảm thiểu tác động của mầm bệnh đối với động vật nuôi thủy sản (Bảng 1). Trong số này, chế phẩm sinh học đã được sử dụng rộng rãi để kiểm soát dịch bệnh ở nhiều nước đang phát triển. Theo lý thuyết, chế phẩm sinh học là sản phẩm nuôi cấy hoặc bổ sung thức ăn vi sinh vật sống, có ảnh hưởng đến vật chủ bằng cách cải thiện sự cân bằng đường ruột (vi khuẩn) và có tiềm năng thương mại hóa (Fuller, 1987). Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp (FAO) và Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã cải tiến định nghĩa này, và cho rằng chế phẩm sinh học là “vi sinh vật sống mà khi được sử dụng với số lượng thích hợp sẽ mang lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ” (Báo cáo của FAO/WHO, 2001). Cốt lõi của những định nghĩa này là chế phẩm sinh học còn sống, được dùng bằng đường miệng và có một số lợi ích sức khỏe có thể đo lường được. Trên thực tế, có rất ít bằng chứng từ các ấn phẩm xác nhận khả năng tồn tại của probiotic nuôi cấy được xác minh khi bổ sung vào thức ăn, và lợi ích sức khỏe kết quả có thể không rõ ràng. Có một giả định rằng việc nuôi cấy này vẫn tồn tại trên thức ăn trong suốt quá trình áp dụng cho vật chủ.
Đúng vậy, chế phẩm sinh học đã được sử dụng rộng rãi trong y học cho người và thú y (ví dụ Khuntia và Chaudhary, 2002) và nói chung có liên quan đến vi khuẩn axit lactic, giả định LactoBacillus spp. (Fuller, 1987; Lauzon và cộng sự, 2008; Smoragiewicz và cộng sự, 1993). Nhiều đánh giá chung đã được công bố tóm tắt việc sử dụng chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản (Aguirre-Guzmán và cộng sự, 2012; Balcázar và cộng sự, 2006a; Farzanfar, 2006; Gatesoupe, 1999; Gomez-Giletal., 2000; GramandRingø, 2005; Iriantoand Austin, 2002b; Kesarcodi-Watson và cộng sự, 2008; Merri field và cộng sự, 2010a; Mohapatra và cộng sự, 2013; Nayak, 2010; Ninawe và Selvin, 2009; Prado và cộng sự, 2010; Qi và cộng sự, 2009; Tinh và cộng sự, 2008; Verschuere và cộng sự, 2000; Vine và cộng sự, 2006; Wang và cộng sự, 2008; Yousefian và Amiri, 2009). Rõ ràng là việc sử dụng chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản có nguồn gốc không chắc chắn, nhưng bằng chứng cho thấy việc sử dụng rộng rãi cho nuôi cá và động vật không xương sống (Austin và Austin, 2012; Preetha và cộng sự, 2007) đặc biệt là ở Nam Mỹ, như ở Ecuador, và ở châu Á, đặc biệt là Trung Quốc và Ấn Độ. Rõ ràng là các ấn phẩm mô tả việc sử dụng chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản cho thấy việc mở rộng định nghĩa của FAO/WHO bao gồm một loạt các vi khuẩn Gram dương và Gram âm, thể thực khuẩn, vi tảo và nấm men với ứng dụng thông qua môi trường nước cũng như đường miệng. Các tài liệu có rất nhiều bằng chứng về lợi ích của việc sử dụng chế phẩm sinh học, đặc biệt là về lợi ích tăng trưởng (Boonthai và cộng sự, 2011; Brunt và Austin, 2005; El-Harounet cộng sự, 2006; Kumar và cộng sự, 2006; Macey và Coyne, 2005; Silva và cộng sự,2013) [mặc dù chậm phát triển cũng có thể xảy ra (Gunther và Jimenez Montealegre, 2004)], giảm tỷ lệ mắc bệnh (ví dụ: Irianto và Austin, 2002a; Newaj-Fyzul và cộng sự, 2007; Ran và cộng sự, 2012; Silva và cộng sự, 2013), và ít cần hóa trị hơn (Azad và Al-Mazouk, 2008; Hai và cộng sự, 2009; Irianto và Austin, 2002b). Ví dụ, sau khi cho ăn 58 ngày ở 2 × 108 tế bào/ g thức ăn, Enterococcus faecium đã cải thiện sự phát triển của cá nheo Âu, Silurus glanis, lên 11% (Bogut và cộng sự, 2000). Tăng trưởng của tôm có thể được tăng cường hơn nữa bằng cách bổ sung Bacillus với nguyên liệu thực vật y học (Yu và cộng sự, 2009). Những thiếu sót trong các ấn phẩm đôi khi phản ánh việc thiếu bằng chứng cho thấy chế phẩm sinh học thực sự vô hại đối với vật chủ, thứ hai, cơ chế hoạt động có khả năng nếu không phải lúc nào cũng được giải quyết, và thứ ba, thường có sự xem xét đầy đủ đối với việc sử dụng men vi khuẩn gram âm và khả năng thu được gen độc lực bởi chuyển gen theo chiều ngang trong môi trường nước.
2. Các sinh vật
2.1. Vi khuẩn gram âm
Một loạt các vi khuẩn gram âm đã được xem xét trong nuôi trồng thủy sản, bao gồm:
2.1.1. Aeromonas
Aeromonas hydrophila [đơn vị phân loại này chứa các phân lập gây bệnh cho cá; Austin và Austin, 2012] giảm nhiễm trùng khi cho cá hồi cầu vồng ăn Aeromonas salmonicida, Oncorhynchus mykiss (Walbaum) (Iriantoand Austin, 2002a, 2002b). Aeromonas media A199 kiểm soát nhiễm Vibriotubiashii ở hàu Thái Bình Dương, ấu trùng Crassostrea gigas, bởi các chất ức chế giống như bacteriocin, đối kháng với một số vi khuẩn gây bệnh trong nuôi cấy (Gibson, 1999; Gibson và cộng sự, 1998). Aeromonas sobria GC2 [một đơn vị phân loại khác có chứa mầm bệnh cá; Austin và Austin, 2012], được kết hợp vào thức ăn 5 × 107 tế bào/ g thức ăn và cho cá hồi cầu vồng ăn trong 14 ngày, được bảo vệ chống lại cảm nhiễm của Lactococcus garvieae và Streptococcusiniae (Brunt và Austin, 2005). GC2 được cho ăn ở 108 tế bào/ g thức ăn cũng trong 14 ngày bảo vệ cá hồi cầu vồng chống lại cảm nhiễm với Aeromonas bestiarum, một mầm bệnh gây thối vây, [tỷ lệ chết đã giảm từ 78% xuống 24%], và ký sinh trùng da, Ichthyophthirius multifiliis [tỷ lệ chết đã giảm từ 98% xuống 0%] (Pieters và cộng sự, 2008).
2.1.2. Agarivorans
Agarivorans albus F1-UMA làm tăng đáng kể tỷ lệ sống của bào ngư, Haliotis rufescens, khi được bổ sung vào khẩu phần ăn tự nhiên, tức là lá của tảo Imacrocystis integrifolia (Silva-Aciares và cộng sự, 2011).
2.1.3. Alteromonas
Giả định Alteromonas CA2 làm tăng tỷ lệ sống của hàu Thái Bình Dương khi bổ sung vào nước (Douillet và Langdon, 1994). Alteromonas macleodii 0444, được xác định là kết quả của việc giải trình tự gen 16SrRNA, được xác định là có giá trị như một chế phẩm sinh học để kiểm soát nhiễm Vibrio splendidus ở vẹm xanh, ấu trùng Pernacanaliculus, giúp tăng tỷ lệ sống (Kesarcodi-Watson và cộng sự, 2010), chống lại cảm nhiễm với Vibrio coralliilyticus và V. splendidus inscallop, Pecten maximus, và V. coralliilyticus và Vibrio pectenicida trong hàu dẹt, ấu trùng Ostrea edulis (Kesarcodi-Watson và cộng sự, 2012).
2.1.4. Bdellovibrio
BdelloVibrios đã được mô tả là tác nhân kiểm soát sinh học chứ không phải là men vi sinh, với việc sử dụng chúng chống lại A. hydrophila (Cao và cộng sự, 2012). Bdellovibrio bacteriovorus SRA9 và Bdellovibrio F16, được phục hồi từ ruột cá tầm, cho thấy sự phân giải vi khuẩn đối với A. hydrophila (Cao và cộng sự, 2012).
2.1.5. Burkholderia
Burkholderia cepacia Y021 có liên quan đến hoạt động của lợi khuẩn ở hàu Cortez, ấu trùng Crassostrea corteziensis (Campa-Cordova và cộng sự,2011). Ngoài ra, B. cepacia kết hợp với Pseudomonas aeruginosa có lợi trong việc lưu loát sự phát triển và tỷ lệ sống của sò điệp Sư tử, Nodipecten subnodosus trong mùa sinh sản (Granados-Amores và cộng sự, 2012). Hơn nữa, B. cepacia có thể cải thiện tỷ lệ sống và tăng trưởng của hàu ngọc trai, Pinctadamazatlanica (Aguilar-Macias và cộng sự, 2010).
2.1.6. Citrobacter
Citrobacter freundii [loài này có liên quan đến bệnh cá; Austin và Austin, 2012] đã được báo cáo là ức chế A. hydrophila, và có một số tiềm năng probiotic trong cá rô phi Oreochromis niloticus (Aly và cộng sự, 2008a, 2008c).
2.1.7. Enterobacter
Enterobacter amnigenus và Enterobacter sp., có danh tính được xác nhận bằng kết quả giải trình tự gen 16S rRNA, đã ức chế và tăng cường sức đề kháng đối với nhiễm Flavobacterium psychrophilum ở cá hồi cầu vồng khi dùng làm phụ gia thức ăn ở 106 đến 108 tế bào/ g thức ăn (Burbank và cộng sự, 2011).
2.1.8. Neptunomonas
Neptunomonas 0536 được xác định là kết quả của việc giải trình tự gen 16S rRNA, mang lại giá trị như một chế phẩm sinh học để kiểm soát nhiễm V. splendidus ở vẹm xanh, Perna P. canaliculus, và V. coralliilyticus và cảm nhiễm V. splendidus trong sò điệp, ấu trùng Pecten P. maximus, và V. pectenicida trong ấu trùng hàu dẹt, O. edulis, làm tăng tỷ lệ sống và ức chế Vibrios tự nhiên trong môi trường nuôi cấy (Kesarcodi-Watson và cộng sự, 2010, 2012).
2.1.9. Phaeobacter
Phaeobacter gallaeciensis bảo vệ ấu trùng sò điệp, Pecten P. maximus chống lại V. coralliilyticus và V. splendidus, ấu trùng hàu dẹt chống lại V. coralliilyticus và V. pectenicida, và ấu trùng hàu Thái Bình Dương, C. gigas, chống lại V. coralliilyticus nhưng không phải V. pectenicida (Kesarcodi-Watson và cộng sự, 2012).
2.1.10. Pseudoalteromonas
Việc sử dụng Pseudoalteromonas C4 như một chất bổ sung trong khẩu phần ăn tảo bẹ đã dẫn đến tăng trưởng bào ngư, Haliotismidae, nhưng không có bất kỳ ảnh hưởng nào được báo cáo đối với sức khỏe (ten Doeschate và Coyne, 2008). Cụ thể, Pseudoalteromonas sp., chống lại Vibrio anguillarum, đã được báo cáo là cải thiện tỷ lệ sống của ấu trùng cá tuyết Đại Tây Dương, Gadus morhua (Fjellheim và cộng sự, 2010). Pseudoalteromonas D41 bảo vệ ấu trùng sò điệp khỏi nhiễm V.splendidus và hàu Thái Bình Dương chống lại V.coralliilyticus nhưng không chống lại V. pectenicida (Kesarcodi-Watson và cộng sự, 2012).
2.1.11. Pseudomonas
Pseudomonas aeruginosa và Pseudomonas synxantha đã cải thiện sức khỏe và khả năng miễn dịch của tôm vua phương Tây, Penaeus latisulcatus, khi được cho ăn ở 105 đơn vị hình thành khuẩn lạc (CFU)/ ml (Hai và cộng sự, 2009). P. aeruginosa YC58 cũng có liên quan đến hoạt động của probiotic ở ấu trùng Cortezoyster, C. Corteziensis (Campa-Cordova và cộng sự, 2011) và cải thiện tỷ lệ sống và phát triển của hàu ngọc, Pinctada P. mazatlanica (Aguilar-Macias và cộng sự cộng sự, 2010). Ngoài ra, P. aeruginosa kết hợp với B. cepacia có ảnh hưởng có lợi đến sự tăng trưởng và tỷ lệ sống của Sò điệp sư tử, N. Subnodosus trong mùa sinh sản (Granados-Amores và cộng sự, 2012). Pseudomonas fluorescens [loài này được xác định là mầm bệnh cho cá; Austinand Austin, 2012] được báo cáo là ức chế Saprolegnia và A.salmonicida (Bly và cộng sự, 1997; Smith và Davey,1993), và ở cá hồi vân làm giảm tỷ lệ chết do V.anguillarum từ 47 xuống 32% (Gram và cộng sự, 1999), mặc dù chủng AH2, kiểm soát bệnh Vibriosis, không có lợi cho cá hồi Đại Tây Dương, Salmo salar, trong việc kiểm soát A. salmonicida (Gram và cộng sự, 2001). Pseudomonas chlororaphis [đây là một mầm bệnh khác cho cá; Austin và Austin, 2012] đã kiểm soát tình trạng nhiễm A. sobria ở cá rô, Perca fluviatilis L. (Gobeli và cộng sự, 2009). Pseudomonas I-2 được mô tả là có hại cho tôm, gây bệnh Photobacter damselae, Vibrio harveyi, Vibrio fluvialis, Vibrio parahaemolyticus và Vibrio vulnificus (Chythanya và cộng sự, 2002). Pseudomonas MCCB 102 và MCCB 103 cho thấy tính kháng V.harveyi ở Penaeus monodon (Pai và cộng sự, 2010). Pseudomonas M174 và M162 chống lại với F. psychrophilum và là chất phụ gia thức ăn bảo vệ cá hồi vân trước cảm nhiễm cảm nhiễm (Korkea-Aho và cộng sự, 2011, 2012).
2.1.12. Rhodopseudomonas
Rhodopseudomonas palustris GH642 đã được đề cập như một loại probiotic dùng làm chất bổ sung vào nước nuôi tôm, mặc dù bằng chứng thực nghiệm về hiệu quả của nó không thuyết phục (Wang và Gu, 2010). Chủng G06 có kết quả tốt về tăng trọng và chức năng miễn dịch ở cá rô phi, O. niloticus (Zhou và cộng sự, 2010).
2.1.13. Roseobacter
Roseobacter BS 107 trong môi trường nuôi kết hợp với V. anguillarum đã nâng cao tỷ lệ sống của ấu trùng sò điệp (Ruiz-Ponte và cộng sự, 1999). Roseobacter 27-4 kiểm soát nhiễm trùng V. anguillarum ở cá bơn, ấu trùng Scphthalmus maximus L., (Planas và cộng sự, 2006).
2.1.14. Shewanella
Shewanella putrefaciens [một đơn vị phân loại liên quan đến bệnh lý cá; Austin và Austin, 2012] đã được sử dụng làm chế phẩm sinh học ở cá tráp đầu vàng, Sparus aurata L., và cá bơn Senegal, Solea senegalensis Kaup 1858, (Dela Banda và cộng sự, 2012; Tapia-Paniagua và cộng sự, 2012). Khi sử dụng 109 tế bào/ g thức ăn trong 2 tháng, S. putrefaciens Pdp11 đã cải thiện sự tăng trưởng và bảo vệ cá bơn Senegal chưa trưởng thành (giai đoạn juvenile) khỏi cảm nhiễm P. Damselae subsp. piscicida (De la Banda và cộng sự, 2012).
2.1.15. Synechococcus
Cho tôm post P. monodon ăn Synechococcus đã làm tăng tỷ lệ sống sau cảm nhiễm với V. harveyi (Preetha và cộng sự, 2007).
2.1.16. Thalassobacter
Ninawe và Selvin (2009) đã đề cập đến vi khuẩn Thalassobacterutilis như một chế phẩm sinh học để sử dụng cho tôm.
2.1.17. Vibrio
Vibrio alginolyticus, được phân lập từ các bãi biển ở Ecuador và trên thạch thiosulphate citrate bilesalts sucrose, được xác định bằng hệ thống nhận dạng nhanh API 20E (Garriques và Arevalo, 1995) và sau đó được xác nhận bằng một nghiên cứu phân loại chi tiết hơn (Vandenberghe và cộng sự, 1999). Sự ức chế đối với Vibrio ordalii, V.anguillarum, A. salmonicida và Yersinia ruckeri đã được quan sát thấy, và cá hồi Đại Tây Dương được bảo vệ sau khi bổ sung sinh vật này qua thức ăn, sau đó là cảm nhiễm với A. salmonicida và ở mức độ thấp hơn là V. anguillarum và V. ordalii (Austin và cộng sự, 1995). Kiểm soát lây nhiễm V. fluvialis bằng A. salmonicida ở cá hồi vân (Irianto và Austin, 2002a). Ngoài ra, V. fluvialis còn tăng cường tỷ lệ sống của ấu trùng Penaeus japonicus (El-Sersy và cộng sự, 2006), và chủng PM17 được coi là chế phẩm sinh học để sử dụng cho tôm sú P. monodon (Alavandi và cộng sự, 2004). Vibrio gazogenes NCIMB 2250 với bổ sung chitin được cho ăn để giảm mức độ Vibrios ở ruột trước và ruột sau của tôm thẻ chân trắng Litopenaeus vannamei, và được coi là cải thiện sức khỏe và phúc lợi của động vật (Thompson và cộng sự, 2010). Vibriomidae được mô tả là một loại probiotic sống trong đường tiêu hóa của bào ngư H. midae (Macey và Coyne, 2006). Vibrio proteolyticus đã được báo cáo là cải thiện quá trình tiêu hóa protein khi đặt nội khí quản sau miệng cho cá bơn non (DeSchrijver và Ollevier, 2000). Vibrio NE17 được cho là có tác động tích cực đến sự tăng trưởng, tỷ lệ sống và trạng thái miễn dịch của tôm nước ngọt Macrobrachium rosenbergii (Rahiman và cộng sự, 2010). Vibrio C21-UMA và F15-UMA làm tăng đáng kể tỷ lệ sống của bào ngư, H. rufescens, khi được bổ sung vào khẩu phần ăn tự nhiên, tức là lá của loài tảo lớn M. integrifolia (Silva-Aciares và cộng sự, 2011).
2.1.18. Zooshikella
Kim và cộng sự (2010) đã ghi nhận rằng Khẩu phần ăn giàu chủng Zooshikella sp. JE-34 có thể được sử dụng để tăng cường phản ứng miễn dịch bẩm sinh và khả năng kháng bệnh của cá bơn ôliu, Paralichthys olivaceus, chống lại S. iniae.
2.2. Vi khuẩn gram dương
Trong nông nghiệp trên cạn và sử dụng của con người, chế phẩm sinh học tập trung vào vi khuẩn axit lactic trong khi trong nuôi trồng thủy sản, nhiều loại vi khuẩn gram dương tiếp tục được sử dụng.
2.2.1. Arthrobacter
Đã có một số quan tâm đến việc sử dụng Arthrobacter (Plante và cộng sự, 2007), và MCCB104 có hoạt tính chống lại V. harveyi ở ấu trùng P. monodon (Pai và cộng sự,2010). Arthrobacter XE-7 đã điều chỉnh hệ vi sinh vật đường ruột và tăng cường đáng kể các thông số miễn dịch ở tôm thẻ chân trắng L. vannamei. Các thí nghiệm cảm nhiễm tiếp theo đã chứng minh rằng Arthrobacter XE-7 làm giảm đáng kể tỷ lệ chết của V. parahaemolyticus (Li và cộng sự, 2008).
2.2.2. Bacillus
Việc sử dụng các thành phần hình thành nội bào tử của Bacillus đã thành công đáng kể (Hong và cộng sự, 2005) khi làm phụ gia thức ăn (Bagheri và cộng sự, 2008; Kumar và cộng sự, 2006; Newaj-Fyzul và cộng sự, 2007) và bằng cách cải thiện chất lượng nước (Nimrat và cộng sự, 2012; Wang và cộng sự, 1999) cho cá và động vật không xương sống, ví dụ: tôm post L. vannamei (Nimrat và cộng sự, 2012). Bandyopadhyay và Das Mohapatra (2009) báo cáo rằng Bacillus circlens PB7, được phân lập từ ruột của Catlacatla, là một chất kích thích miễn dịch quan trọng giúp tăng tỷ lệ sống khi chống lại nhiễm trùng A. hydrophila. Hơn nữa, Raida và cộng sự (2003) quan sát thấy rằng việc sử dụng thức ăn cho cá hồi có bổ sung bào tử Bacillus subtilis và Bacillus licheniformis (BioPlus2B) đã cải thiện khả năng chống nhiễm Y. ruckeri. Hơn nữa, B. subtilis và B. licheniformis cho cá hồi vân được cho ăn cho thấy sự cải thiện đáng kể về tỷ lệ trao đổi thức ăn (FCR), tốc độ tăng trưởng cụ thể (SGR) và tỷ lệ hiệu quả protein (PER) (Bagheri và cộng sự, 2008; Merri field và cộng sự, 2010b).
Việc bổ sung Bacillus megaterium vào thức ăn có ảnh hưởng đáng kể đến quần thể vi khuẩn đường ruột, phản ứng miễn dịch và khả năng kháng bệnh đối với virus hội chứng đốm trắng ở tôm (L.vannamei) (Li và cộng sự, 2009). Việc sử dụng các chế phẩm sống của Bacillus pumilus đã làm tăng tỷ lệ sống của ấu trùng P. japonicus (El-Sersy và cộng sự, 2006). Ngoài ra, B. pumilus được cho ăn ở mức 106 và 1012 tế bào/ g được đánh giá là một chế phẩm sinh học cho cá rô phi O. niloticus với kết quả cho thấy sự tăng trọng và tăng các đặc điểm miễn dịch, cụ thể là hematocrit, số lượng tế bào lympho và bạch cầu đơn nhân, cũng như tỷ lệ sống để cảm nhiễm với A. hydrophila (Aly và cộng sự, 2008b, 2008c). Hơn nữa, việc sử dụng B. pumilus đã giúp ấu trùng ‘ Loco ‘ Concholepas concholepas có tỷ lệ sống cao nhất (Leyton và cộng sự, 2012). B.subtilis đã đặc biệt thành công và liên tục thành công, và việc áp dụng ở mức 1,5 × 107 CFU/ g vào thức ăn trong 2 tuần đã kiểm soát nhiễm A.hydrophila ở cá chép lớn Ấn Độ, Labeo rohita (Kumar và cộng sự, 2006 ). Cụ thể, B. subtilis đã được báo cáo là một chế phẩm sinh học để sử dụng với cá tráp vàng, S. aurata L. (Salinas và cộng sự, 2005), và giúp cải thiện sự tăng trưởng của cá rô phi sông Nile và điều hòa miễn dịch liên quan đến sự kết dính của bạch cầu trung tính và hoạt tính lysozyme. (Aly và cộng sự, 2008a). Tương tự, hai chủng B. subtilis được báo cáo là cải thiện sự tăng trưởng, hoạt tính của enzyme tiêu hóa, khả năng kháng V. harveyi và điều chỉnh tăng biểu hiện gen miễn dịch khi cho tôm thẻ chân trắng chưa trưởng thành ăn với tỷ lệ bằng nhau trong 8 tuần ở 108 tế bào/ g thức ăn chăn nuôi (Zokaeifar và cộng sự, 2012). Một ví dụ khác, B. subtilis BT23 và Bacillus S11 đã kiểm soát nhiễm V. harveyi ở tôm sú P.monodon (Rengpipat và cộng sự, 2003; Vaseeharan và Ramasamy, 2003). B. subtilis AB1 được cho cá hồi vân ăn trong 14 ngày ở mức 107 tế bào/ g ở dạng tế bào sống, được công thức hóa hoặc được sonic hóa hoặc ở dạng chất nổi phía trên không có tế bào, làm tăng tỷ lệ sống trước cảm nhiễm với Aeromonas (Newaj-Fyzul và cộng sự, 2007). Hơn nữa, B. subtilis được sử dụng với liều lượng 8 × 107 CFU/ g thức ăn và được dùng cho cá mèo Ictalurus punctatus và cá trê sọc Pangasianodon hypophthalmus, trong 14 ngày đã làm giảm tỷ lệ chết do Edwardsiella ictaluri (Ran và cộng sự, 2012). Bacillus P64 được mô tả là có tác dụng ức chế và điều hòa miễn dịch đối với tôm thẻ chân trắng L.vannamei (Gullian và cộng sự, 2004). Chắc chắn việc sử dụng Bacillus đã làm tăng tỷ lệ sống và tăng trưởng của các giai đoạn zoea và mysis của tôm thẻ chân trắng, đặc biệt là khi chế phẩm sinh học chỉ được thêm vào trong nước chứ không phải trên thức ăn vi tảo (Silva và cộng sự, 2013). Bacillus spp đối kháng được sử dụng để kiểm soát nhiễm trùng V. harveyi phát sáng độc lực ở tôm con, P. monodon (Janarthanam và cộng sự, 2012). Bacillus 48 đã nâng cao tỷ lệ sống của ấu trùng, tăng hấp thu thức ăn và cải thiện tốc độ tăng trưởng ở loài Centropomus undecimalis (Kennedy và cộng sự, 1998). Ngược lại, sử dụng Bacillus S11 không thành công trong thức ăn dưới dạng tế bào ướt hoặc đông khô trong suốt 100 ngày, hoặc dưới dạng huyền phù nước muối đối với tôm He (Rengpipat và cộng sự, 1998). Nuôi cấy hỗn hợp với Bacillus đã cải thiện năng suất của luân trùng Brachionus plicatilis trong nước (Hirata và cộng sự,1998). 4 chủng Bacillus thu được từ đường tiêu hóa của tôm thẻ chân trắng khỏe mạnh được đưa vào nước với nồng độ 1 × 105 CFU/ ml mỗi ngày và giúp cải thiện sức khỏe của ấu trùng tôm thẻ chân trắng (Luis-Villasenor và cộng sự, 2011). Đã có bằng chứng về việc thương mại hóa các chế phẩm có chứa Bacillus, được sử dụng trên cá da trơn (Queiroz và Boyd, 1998) và tôm (Moriarty, 1998).
2.2.3. BreviBacillus
BreviBacillus brevis, có tác dụng ức chế Vibrios và các đặc điểm bám dính được chứng minh, được sử dụng để cải thiện sự phát triển của ấu trùng cá chẽm Dicentrarchus labrax (Mahdhi và cộng sự, 2012).
2.2.4. Brochothrix
Brochothrix thermosphacta BA211, được cho ăn ở mức 1010 tế bào/ g thức ăn trong 14 ngày, cá hồi vân được bảo vệ chống lại cảm nhiễm với A.bestiarum [tỷ lệ chết giảm từ 78% xuống 12%] (Pieters và cộng sự, 2008).
2.2.5. Clostridium butyricum
C. butyricum tăng cường sức đề kháng của cá hồi vân đối với bệnh Vibriosis (Sakai và cộng sự, 1995). Sau đó, Pan và cộng sự (2008a) báo cáo rằng C. butyricum CB2 thể hiện đặc tính bám dính mạnh và khả năng đối kháng cao hơn với A. hydrophila và V. anguillarum.
Cụ thể, C. butyricum CB2 ảnh hưởng đến hệ thống miễn dịch và tăng cường khả năng kháng bệnh sau khi tiêm vào Chinesedrum, Miichthysmiiuy (Basilewsky) (Pan và cộng sự, 2008b).
2.2.6. Carnobacterium
Ở cá tuyết Đại Tây Dương, G.morhua, cá bột, Carnobacteria divergens làm giảm vibriosis do V. anguillarum gây ra (Gildberg và cộng sự, 1997). Carnobacteria inhibins K1 đã được phân lập từ đường tiêu hóa của cá hồi Đại Tây Dương, S. salar, và ức chế vi khuẩn gây bệnh trên cá in vitro, với các thí nghiệm in vivo chứng minh rằng sinh vật này hoạt động trong chất nhầy và phân đường ruột (Jöborn và cộng sự, 1997, 1999). Cho cá hồi ăn K1 giúp tăng cường sự thèm ăn, giảm các vấn đề sức khỏe nhỏ như thối vây và đuôi, đồng thời giảm đáng kể tỷ lệ chết do A. salmonicida, V. ordalii và Y. ruckeri gây ra (Robertson và cộng sự, 2000). Tương tự, Carnobacteria maltaromaticum B26 và C. divergens B33, được phân lập từ ruột của cá hồi vân khỏe mạnh, đã chứng minh hiệu quả chống lại A. salmonicida và Y. ruckeri (Kimand Austin, 2006).
2.2.7. Enterococcus
Một sản phẩm thương mại có chứa E. faecium SF 68 làm giảm bệnh Edwardsiella siellosis, xuất hiện Edwardsiella tarda, ở lươn châu Âu, Anguilla anguilla (Chang và Liu, 2002). Hơn nữa, cho tôm post P. monodon ăn E. faecium MC13, có thể chống lại cảm nhiễm từ V. harveyi và V. parahaemolyticus (Swain và cộng sự, 2009).
2.2.8. Kocuria
Kocuria SM1, được phân lập từ đường tiêu hóa của cá hồi vân, được cho cá hồi vân ăn trong 2 tuần ở mức 108 tế bào/ g thức ăn dẫn đến bảo vệ chống lại cảm nhiễm với V. anguillarum và V. ordalii, tức là giảm tỷ lệ chết đến 15 – 20% so với 74 – 80% của đối chứng (Sharifuzzaman và Austin, 2010a).
2.2.9. LactoBacillus
LactoBacillus delbrueckii, LactoBacillus plantarum và LactoBacillus helveticus đã được sử dụng rộng rãi trong nuôi trồng thủy sản (Carnevali và cộng sự, 2004; Gatesoupe, 1991; Gildberg và Mikkelsen, 1998; Salinas và cộng sự, 2005) khi hiệu suất tăng trưởng tăng lên (Gatesoupe, 1991). LactoBacillus acidophilus đã giúp cải thiện sự tăng trưởng của cơ chế điều hòa miễn dịch ở cá rô phi liên quan đến sự kết dính của bạch cầu trung tính và hoạt tính của lysozyme cũng như khả năng chống lại cảm nhiễm của P. fluorescens và S. iniae (Aly và cộng sự, 2008a). LactoBacillus rhamnosus ATCC 53101 được cho ăn ở mức 109 tế bào/ g thức ăn cho cá hồi vân trong 51 ngày dẫn đến giảm tỷ lệ chết do A. salmonicida từ ~53 xuống ~19% (Nikoskelainetal., 2001). Hơn nữa, liều lượng này mang lại khả năng bảo vệ tốt hơn so với việc sử dụng 1012 tế bào/ g thức ăn. Hơn nữa, L. rhamnosus chống lại nhiễm trùng E.tardaintilapia, O.niloticus (Pirarat và cộng sự, 2006). LactoBacillus fructivorans và L. plantarum, được phân lập lần lượt từ cá tráp biển, S. aurata, ruột và phân người, được cho cá tráp biển B. plicatilis và/hoặc Artemia ăn làm vật trung gian kích thích protein sốc nhiệt (HSP) 70 và do đó là dấu hiệu cho thấy khả năng chịu đựng stress đã được cải thiện (Carnevali và cộng sự, 2004; Rollo và cộng sự, 2006). Việc sử dụng LactoBacillus fructivorans và L.plantarum đã làm giảm đáng kể tỷ lệ chết của ấu trùng và cá tráp biển (Carnevali và cộng sự, 2004). L. plantarum CLFP 238 được cho cá hồi vân ăn trong 30 ngày với liều lượng 107 CFU/ g thức ăn và sau đó gây cảm nhiễm với L. garvieae với tỷ lệ chết giảm đáng kể so với đối chứng (Vendrell và cộng sự, 2008). Theo báo cáo, hỗn hợp L. plantarum, L.salivarius và L. rhamnosus đã được sử dụng trong nước giúp cải thiện tỷ lệ sống của ấu trùng cá (Talpur và cộng sự, 2012). LactoBacillus DS-12 có lợi cho cá bơn (Byun và cộng sự, 1997), và chế phẩm thương mại của LactoBacillus cho thấy giá trị như một chất phụ gia cho thức ăn sống, ví dụ như Artemia và luân trùng, nhưng không được sử dụng trong nước đối với cá tráp vàng (S. aurata) làm tăng hàm lượng enzyme tiêu hóa và tỷ lệ sống so với đối chứng (Suzer và cộng sự, 2008). Sử dụng LactoBacillus sp. giúp cải thiện tỷ lệ sống và tăng trưởng của hàu ngọc, P. mazatlanica (Aguilar-Macias và cộng sự, 2010). Một loại LactoBacillus khác rất hữu ích cho nuôi cá rô phi (Suyanandana và cộng sự, 1998). Ngoài ra, giá trị của LactoBacillus sakei đã được xem xét (Balcázar và cộng sự, 2006b, 2007a, 2007b).
2.2.10. Lactococcus
Việc sử dụng Lactococcuslactis subsp. lactis đã được thảo luận (Balcázar và cộng sự, 2006b, 2007a, 2007b). Tuy nhiên, L. lactis AR21 đã kích thích sự phát triển của luân trùng và ức chế V. anguillarum (Harzevili và cộng sự, 1998).
2.2.11. Leuconostoc
Giá trị của Leuconostoc mesenteroides đã được xem xét (Balcázar và cộng sự, 2006b, 2007a, 2007b). L. mesenteroides CLFP 196 và L. plantarum CLFP 238 được cho cá hồi vân ăn ở mức 107 CFU/ g thức ăn trong 30 ngày và sau khi cảm nhiễm với L. garvieae, tỷ lệ chết giảm đáng kể từ 78% ở nhóm đối chứng xuống 46 – 54% ở nhóm bổ sung men vi sinh (Vendrell và cộng sự, 2008).
2.2.12. Microbacterium
Hai chủng vi khuẩn Microbacteria từ ấu trùng cá tuyết Đại Tây Dương, G. morhua, đã được báo cáo là cải thiện tỷ lệ sống của ấu trùng (Fjellheim và cộng sự, 2010).
2.2.13. Micrococcus
Micrococcus luteus làm giảm nhiễm trùng A. salmonicida ở cá hồi vân, O. mykiss (Irianto và Austin, 2002a). Hơn nữa, M. luteus được cho cá rô phi sông Nile ăn 6 ngày/tuần trong 90 ngày và được cảm nhiễm với A. hydrophila dẫn đến tốc độ tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn vượt trội, tỷ lệ chết giảm tới 25% so với 80 – 90. % trường hợp chết trong số đối chứng (Abd El-Rhman và cộng sự, 2009). Hơn nữa, Micrococcus MCCB 104 còn ức chế nhiều loại vi khuẩn khác nhau và được cho là có ích với ấu trùng tôm nước ngọt M. rosenbergii (Jayaprakash và cộng sự, 2005).
2.2.14. Pediococcus acidilactici
Aubin và cộng sự (2005) báo cáo rằng có thể hạn chế đáng kể sự phát triển của hội chứng chèn ép cột sống (VCCS) ở cá hồi vân bằng cách bổ sung P. acidilactici vào thức ăn.
2.2.15. Rhodococcus
Sharifuzzaman và cộng sự (2011) đã báo cáo rằng việc sử dụng các thành phần tế bào của Rhodococcus SM2, được phân lập từ ruột cá hồi vân, đã kích thích phản ứng miễn dịch và dẫn đến sức đề kháng đáng kể trước cảm nhiễm với V. anguillarum. Đặc biệt, việc sử dụng protein toàn tế bào (WCP) và protein thành tế bào (CWP) đã chứng minh khả năng bảo vệ tốt hơn đáng kể (P < 0,05) chống lại V. anguillarum cho đến khi tỷ lệ chết giảm xuống còn 11 – 14% [tỷ lệ sống sót tương đối ( RPS) =84 – 87%], so với tỷ lệ chết 86% của đối chứng.
2.2.16. Streptococcus
Cho tôm post P. Monodon ăn Streptococcus phocae P180 [đơn vị phân loại này đã được báo cáo là mầm bệnh cho cá; Austinand Austin, 2012] đã giúp tăng cường sự tăng trưởng và bảo vệ tôm trước cảm nhiễm của V. harveyi (Swain và cộng sự, 2009).
2.2.17. Streptomyces
Sau khi cho P. Monodon ăn Streptomyces trong 25 ngày với với liều lượng 10g tế bào/ kg thức ăn, cho thấy tăng trưởng được cải thiện (cả chiều dài và trọng lượng) và kết quả chất lượng nước tốt hơn (Das và cộng sự, 2006). Marine Streptomyces đã được sử dụng để xâm chiếm ấu trùng Artemia trước khi cảm nhiễm với V. harveyi và V. proteolyticus, và đã làm giảm đáng kể tỷ lệ chết (Das và cộng sự, 2010). Sau đó, thức ăn cho tôm được bổ sung tế bào Streptomyces ở mức 1% và cho tôm post P. Monodon ăn trong 15 ngày với cảm nhiễm của V. harveyi. Kết quả là tỷ lệ sống và tăng trưởng vượt trội so với đối chứng (Das và cộng sự, 2010).
2.2.18. Vagococcus
Vagococcus fluvialis được sử dụng để bảo vệ cá vược khỏi bệnh Vibriosis do V. anguillarum gây ra. Chủng này bị ức chế, bám dính và phát triển trong chất nhầy ruột (Sorroza và cộng sự, 2012).
2.2.19. Weissella
Weissella hellenica DS-12 có tác dụng ức chế một số vi khuẩn gây bệnh cho cá và được coi là có tiềm năng làm probiotic (Byun và cộng sự, 1997; Cai và cộng sự, 1998).
2.3. Các ứng cử viên không phải vi khuẩn
Ngoài một loạt các phân loại vi khuẩn, các ứng cử viên khác bao gồm thực khuẩn, tảo đơn bào và nấm men. Các thực khuẩn từ các họ Myoviridae và Podoviridae, thu được từ ayu bị bệnh, Plecoglossus altivelis, được dùng thông qua đường uống dẫn đến khả năng bảo vệ chống lại Pseudomonas plecoglossicida và làm giảm số lượng mầm bệnh trong nước (Park và cộng sự, 2000). Tăng trưởng, cải thiện sức khỏe và tỷ lệ sống của ấu trùng biển nhờ vi tảo, Dunaliella salina, Dunaliella tertiolecta, Isochrysis galbana, Phaeodactylum tricornutum và Tetraselmis suecica (Cahu và cộng sự, 1998; Marques và cộng sự, 2006; Nass và cộng sự, 1992; Reitan và cộng sự, 1997; Supamattaya và cộng sự, 2005). T. suecica sấy khô được nuôi dị dưỡng rất hữu ích làm thức ăn cho tôm He và làm chất phụ gia thức ăn cho cá hồi với kết quả cho thấy mức độ bệnh do vi khuẩn giảm (Austin và Day, 1990; Austin và cộng sự, 1992). Sau đó, Marques và cộng sự (2006) ghi nhận rằng D. tertiolecta tăng cường khả năng bảo vệ gnotobiotic Artemia chống lại Vibrio campbellii và V. proteolyticus. Việc sử dụng men đã làm tăng trọng lượng và tỷ lệ sống của catla, C. catla (Mohanty và cộng sự, 1996). Các tế bào và β-glucan của Phaffia rhodozyma, Saccharomyces cerevisiae và Saccharomy cesexiguus có chứa xeaxanthin (HPPR1) đã cải thiện khả năng kháng bệnh vibriosis của tôm He chưa trưởng thành (Scholz và cộng sự, 1999). Một loại nấm men biển, Yarrowia lipolytica, đã cải thiện tỷ lệ sống và phát triển của ngọc trai P. mazatlanica (Aguilar-Macias và cộng sự, 2010). Hơn nữa, việc sử dụng khẩu phần có P. rhodozyma giúp cải thiện tỷ lệ sống của ấu trùng S. cerevisiae đã được ghi nhận bởi Meurer và cộng sự (2006) và Faramarzi và cộng sự (2011) làm chế phẩm sinh học cho cá rô phi sông Nile O. niloticus và cá chép thông thường Cyprinus carpio. Ngoài ra, nấm men sản xuất polyamine (spermine và spermidine), Debaryomyces hansenii, đã cải thiện tỷ lệ sống nhưng làm giảm sự phát triển của ấu trùng cá vược, D. labrax (L.), sau khi dùng thông qua đường uống (Tovar và cộng sự, 2002).
3. Nguồn men vi sinh
Có thể khó khăn để phân biệt logic liên quan đến việc tìm nguồn nuôi cấy vi sinh vật. Probiotic giả định được lấy từ môi trường nước, cụ thể là nước hoặc cát (ví dụ: Garriques và Arevalo, 1995; Preetha và cộng sự, 2007), từ chất nhầy da cá (ví dụ: Tapia-Paniagua và cộng sự, 2012) và đặc biệt từ đường tiêu hóa của động vật thủy sinh (ví dụ: Cao và cộng sự, 2012; Jöborn và cộng sự, 1997, 1999; Luis-Villasenor cộng sự, 2011; Nayak và Mukherjee, 2011; Newaj-Fyzul và cộng sự, 2007). Đôi khi các bộ sưu tập nuôi (ví dụ: Hjelm và cộng sự, 2004; Thompsonet cộng sự, 2010) và các sản phẩm thương mại (ví dụ: Chang và Liu, 2002; Suzer và cộng sự, 2008) đều có nguồn gốc. Lý do lựa chọn một chế phẩm sinh học tiềm năng thường phản ánh việc xác định ban đầu về hoạt tính ức chế chống lại mầm bệnh mục tiêu in vitro (ví dụ Bourouni và cộng sự, 2007; Cao và cộng sự, 2012; Jöborn và cộng sự,1997,1999) mặc dù đây chỉ là mối liên hệ yếu ớt với probiosis hiệu quả trong cơ thể (Verschuere và cộng sự, 2000). Ngược lại, việc không có sự ức chế là không đủ để loại trừ các loài khỏi danh sách ứng cử viên (ví dụ: Rico Mora và cộng sự, 1998). Các tiêu chí khác đã được áp dụng bao gồm độ bám dính của chất nhầy (ví dụ Balcázar và cộng sự, 2006b; Vine và cộng sự, 2004). Chỉ số xếp hạng dựa trên thời gian nhân đôi và thời gian trễ của quá trình nuôi cấy đã được đề xuất (Vine và cộng sự, 2004).
4. Ứng dụng chế phẩm sinh học
Hầu hết các nghiên cứu đều tập trung vào việc sử dụng các loài đơn lẻ và phần lớn mang tính suy đoán liệu hai hoặc thậm chí nhiều sự kết hợp của chế phẩm sinh học có mang lại lợi ích hay không. Tuy nhiên, Aly và cộng sự (2008a) đã ghi nhận rằng hỗn hợp của L. plantarum và B. subtilis đã kích thích giá trị hematocrit cao hơn và hoạt tính diệt khuẩn trong huyết thanh ở cá rô phi sông Nile so với việc sử dụng nuôi cấy đơn lẻ hoặc đối chứng, và được bảo vệ chống lại cảm nhiễm với nhiều loại mầm bệnh hơn, bao gồm A. hydrophila và P. fluorescens. Vẫn chưa rõ khi nào thì thích hợp nhất để sử dụng men vi sinh xét theo vòng đời của cá – chúng có nên được sử dụng cho cá bột hay không, điều này có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của cộng đồng vi khuẩn đường ruột, đến tất cả các giai đoạn phát triển hay chỉ sử dụng khi nào nghi ngờ mắc bệnh? Có vấn đề về việc kết hợp men vi sinh với prebiotic, chất kích thích miễn dịch hoặc các sản phẩm thực vật tự nhiên (ví dụ Salminen và cộng sự, 1998). Hiệu quả của việc bao bọc S. putrefaciens Pdp11 đã được chứng minh (Rosas-Ledesma và cộng sự, 2012). Có thể giả định rằng men vi sinh vẫn tồn tại trong thức ăn trong suốt thời gian sử dụng, mặc dù rõ ràng là không phải tất cả công nhân đều kiểm tra khả năng tồn tại của chế phẩm sau khi tế bào vi sinh vật được thêm vào thức ăn. Về mặt này, người ta đã xác định rằng đôi khi các tế bào bất hoạt cũng có hiệu quả như các chế phẩm sống (Irianto và Austin, 2003) mặc dù điều ngược lại cũng đúng (ví dụ Taoka và cộng sự, 2006). Các thành phần dưới tế bào và các sản phẩm ngoại bào hoạt động đã được chứng minh là có hiệu quả như các tế bào nguyên vẹn (Brunt và Austin, 2005), mặc dù các nghiên cứu khác đã mâu thuẫn với quan điểm này (Taoka và cộng sự, 2006). Chắc chắn, các chế phẩm bất hoạt sẽ loại bỏ những mối lo ngại tiềm ẩn về an toàn liên quan đến việc thu nhận các gen độc lực.
5. Cơ chế hoạt động
Ở động vật trên cạn, giả định là chế phẩm sinh học hoạt động bằng cách loại trừ cạnh tranh, nhờ đó sinh vật sống xâm nhập vào đường tiêu hóa và cản trở hoạt động của các mầm bệnh tiềm ẩn bằng cách sản sinh ra các phân tử ức chế và/hoặc cạnh tranh trực tiếp về không gian, chất dinh dưỡng hoặc oxy (Fuller, 1987). Với động vật thủy sinh, có một số bằng chứng cho quá trình này, theo đó probiotic được coi là vị trí chiếm giữ và xâm chiếm trong đường tiêu hóa, đặc biệt là biểu mô niêm mạc dạ dày- ruột (Jöborn và cộng sự, 1997; Korkea-Aho và cộng sự, 2012; Lazado và cộng sự, 2011; Macey và Coyne, 2006; Merri field và cộng sự, 2010a), bao gồm sự tuân thủ (B. brevis; Mahdhi và cộng sự, 2012 và vi khuẩn axit lactic; Sugimura và cộng sự, 2011) và sự phát triển của chất nhầy trong ruột (V. fluvialis; Sorroza và cộng sự, 2012). Điều này phù hợp với việc giảm khả năng hoạt động của mầm bệnh, ví dụ: V. harveyi (Chabrillon và cộng sự, 2005), bám vào chất nhầy đường ruột và có khả năng chống lại mầm bệnh (Jöborn và công sự,1997; Luis-Villasenor và cộng sự, 2011). Nhiều ấn phẩm thảo luận về khả năng ức chế mầm bệnh của men vi sinh, với các ví dụ bao gồm B. brevis, chất ức chế vi khuẩn Vibrios (Mahdhi và cộng sự, 2012), Pseudomonas M162 và M174 chống lại với F. psychrophilum (Korkea-Aho và cộng sự, 2011, 2012) và V. fluvialis có tác dụng ức chế V. anguillarum (Sorroza và cộng sự, 2012). Tuy nhiên, không phải tất cả các chế phẩm sinh học đều tồn tại trong đường tiêu hóa và có bằng chứng cho thấy LactoBacillus cũng không tồn tại (Ridha và Azad, 2012).
Cơ chế hoạt động có thể phản ánh hoạt động của men vi sinh trong việc cải thiện khả năng tiêu hóa thức ăn (Deschrijver và Ollevier, 2000; ten Doeschateand Coyne, 2008), cụ thể là bằng các enzyme bao gồm alginate lyase, amy-lases và protease (Fuller và Turvy, 1971; Hoshino và cộng sự, 1997; Suzer và cộng sự, 2008; Yu và cộng sự, 2009; Zokaeifar và cộng sự, 2012). Ngoài ra, các chất dinh dưỡng thiết yếu cũng có thể được tạo ra, ví dụ: axit béo (Vine và cộng sự, 2006), biotin và vitamin B 12 (Sugita và cộng sự, 1991, 1992), có thể tác động tích cực đến sức khỏe của vật nuôi.
B. bacteriovorus ăn mồi sống đã được báo cáo (Cao và cộng sự, 2012). Ngoài ra, chắc chắn có vai trò của các nhà sản xuất bacteriocin (Desriac và cộng sự, 2010; Gillor và cộng sự, 2008). Ví dụ, A. media A199 kiểm soát sự lây nhiễm V.tubiashii ở ấu trùng hàu Thái Bình Dương bằng các chất ức chế giống bacteriocin (Gibson, 1999; Gibson và cộng sự, 1998).
Nhiều chế phẩm sinh học đã được công nhận có chức năng điều hòa miễn dịch ở cá có vây (Aly và cộng sự, 2008a; Newaj-Fyzul và cộng sự, 2007; Pai và cộng sự, 2010) và động vật có vỏ, ví dụ: tôm (Antony và cộng sự, 2011; Gullian và cộng sự, 2004; Rahimanet cộng sự, 2010). Ở cá có vây, thường có sự kích thích miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch tế bào, bao gồm cả tăng hematocrit (Aly và cộng sự, 2008b, 2008c), tăng cường thực bào, lysozyme (Aly và cộng sự, 2008a; Balcázar và cộng sự, 2006b, 2007a, 2007b; Brunt và Austin, 2005; Gibson và cộng sự, 1997; Irianto và Austin, 2002b; Kim và Austin, 2006 ; Mandiki và cộng sự, 2011; Newaj-Fyzul và cộng sự, 2007; Pieters và cộng sự, 2008; Ridha và Azad, 2012; Salinas và cộng sự, 2005; Sharifuzzaman và Austin, 2010a, 2010b; Sun và cộng sự, 2010), bùng nổ hô hấp (Korkea-Aho và cộng sự, 2011; Newaj-Fyzul và cộng sự, 2007; Pieters và cộng sự, 2008; Sharifuzzaman và Austin, 2010a, 2010b; Chu và cộng sự, 2010), superoxide effutase (Ridha vàAzad, 2012; Sun và cộng sự, 2010; Chu và cộng sự, 2010), antiprotease (Newaj-Fyzul và cộng sự, 2007) và hoạt tính của peroxidase (Newaj-Fyzul và cộng sự, 2007; Salinas và cộng sự,2006; Sharifuzzaman và Austin, 2010a, 2010b), số lượng bạch cầu tăng lên (Brunt và Austin, 2005; Korkea-Aho và cộng sự, 2012; Merri field và cộng sự, 2010b; Sharifuzzaman và Austin, 2010a, 2010b), tế bào lympho (Aly và cộng sự, 2008b, 2008c; Newaj-Fyzul và cộng sự, 2007), bạch cầu đơn nhân (Aly và cộng sự, 2008b, 2008c) và hồng cầu (Abd El-Rhman và cộng sự, 2009; Sharifuzzaman và Austin, 2010a, 2010b), sự bám dính của bạch cầu trung tính (Aly và cộng sự, 2008a), sự di chuyển của bạch cầu trung tính và hoạt động diệt khuẩn huyết tương (Taoka và cộng sự, 2006), hoạt động bổ thể (Panigrahi và cộng sự, 2004; Sharifuzzaman và Austin, 2010a, 2010b; Sun và cộng sự, 2010) và độc tế bào (Salinas và cộng sự, 2005). Ngoài ra, có thể có sự gia tăng về tổng số [immuno]globulin [= miễn dịch dịch thể] (Korkea-Aho và cộng sự, 2012; Mandiki và cộng sự, 2011; Ridha và Azad, 2012; Sharifuzzaman và Austin, 2010a, 2010b; Sun và cộng sự, 2010) và nồng độ albumin (Sharifuzzaman và Austin, 2010a, 2010b) và hiệu giá ngưng kết vi khuẩn trong huyết thanh (Ridha và Azad, 2012). Với động vật có vỏ, đặc biệt là tôm, những thay đổi về chỉ số gan (Thompson và cộng sự, 2010) và hoạt tính của phenoloxidase và superoxide dismutase (Wang và Gu, 2010) đã được mô tả.
Các loại men vi sinh khác nhau có thể gây ra loại phản ứng miễn dịch sinh khác nhau. Ví dụ, A. sobria GC2 thúc đẩy hoạt động thực bào cao hơn, trong khi B. thermosphacta BA211 dẫn đến tăng cường hoạt động bùng nổ hô hấp (Pieters và cộng sự, 2008).
Có thể việc kích thích miễn dịch có thể được điều chỉnh ở các hợp chất cụ thể của tế bào lợi khuẩn. Do đó, lipopolysacarit (LPS) từ vi khuẩn gram âm có thể kích thích miễn dịch ở cá (Sakai, 1998) dẫn đến điều hòa miễn dịch, cụ thể là tăng thực bào, sản xuất kháng thể và tăng cường phản ứng phát quang hóa học và sản xuất anion superoxide (Sakai, 1998). Sử dụng LPS, protein màng ngoài, protein toàn bộ tế bào và tế bào sống của GC2 và JB-1, sau đó là cảm nhiễm vào ngày thứ 8 với Y. ruckeri biotype 2 có tỷ lệ sống 80 – 100% so với tỷ lệ sống 10% ở nhóm đối chứng (Abbass và cộng sự, 2010).
Cuối cùng, cần lưu ý rằng một số chế phẩm sinh học có thể hiệu quả như giả dược trong đó lợi ích quan sát được phản ánh các biện pháp can thiệp tổng thể mà người nuôi trồng thủy sản có thể áp dụng. Cụ thể, chế phẩm sinh học có thể tạo ra nhiều phản ứng của vật chủ. Hơn nữa, các chế phẩm sinh học khác nhau có thể dẫn đến những tác dụng khác nhau.
Các phương pháp tiếp cận Omics đã được sử dụng để nghiên cứu Phản ứng pha cấp tính (APR) trong cá teleosts (Gerwick và cộng sự, 2000). APR là một phản ứng nhanh chóng, do sinh lý gây ra đối với nhiễm trùng, tái sinh, tổn thương mô, căng thẳng và chấn thương (Baumann và Gauldie, 1994; Jensen và cộng sự, 1997). Điều này liên quan đến các protein giai đoạn cấp tính (APP) và các chức năng bằng cách hạn chế sự phát tán của các tác nhân lây nhiễm, tiêu diệt vi sinh vật, sửa chữa tổn thương mô và khôi phục trạng thái khỏe mạnh (Gerwick và cộng sự, 2000, 2002; Larsen và cộng sự, 2001). Brunt và cộng sự (2008) đã sử dụng proteomics để nghiên cứu các protein huyết thanh có mức độ thay đổi khi tiếp xúc với thức ăn bằng A. sobria GC2 và Bacillus JB-1. Điện di 2 chiều đồng thời với phép đo phổ khối đã được sử dụng để phát hiện các protein huyết thanh liên quan đến APR. NADH dehydrogenase, dystrophin và mKIAA0350, tăng sau khi cho ăn bằng GC2. Transferrin được tạo ra sau khi sử dụng JB-1 (Brunt và cộng sự, 2008). Điều thú vị là Carnevali và cộng sự (2004) và Rollo và cộng sự (2006) đã báo cáo rằng L. fructivorans và L. plantarum được cho cá tráp biển ăn đã tạo ra sự kích thích protein sốc nhiệt (HSP) 70 và do đó là dấu hiệu cho thấy khả năng chịu đựng căng thẳng được cải thiện. Phương pháp PCR thời gian thực xác định rằng biểu hiện gen IL-1 β IL-10 và TNF-α được điều chỉnh tăng đáng kể ở thận đầu sau khi cho ăn L. plantarum (Perez-Sanchez và cộng sự, 2011).
6. Kết luận
Một loạt các vi sinh vật đã được xác định là có tiềm năng làm chế phẩm sinh học cho nuôi trồng thủy sản với một số vi sinh vật có tác dụng có lợi chống lại nhiều mầm bệnh (Brunt và cộng sự, 2007). Probiotic chủ yếu được sử dụng đơn lẻ nhưng đôi khi ở dạng hỗn hợp và ngày càng có nhiều bằng chứng chỉ ra rằng điều hòa miễn dịch là cơ chế hoạt động chủ yếu. Sự cần thiết của các tế bào sống hoặc không thể tồn tại đã được đặt câu hỏi (ví dụ: Irianto và Austin, 2003), và người ta đã nhận ra rằng đôi khi các thành phần dưới tế bào của men vi sinh sẽ tạo ra tác dụng có lợi trong vật chủ (ví dụ: Abbass và cộng sự, 2010). Điều này đặt ra câu hỏi quan trọng là liệu men vi sinh nên được coi là phụ gia thức ăn chăn nuôi hay thuốc thú y; sự khác biệt trong đó có thể có ý nghĩa pháp lý ở nhiều quốc gia. Nếu điều hòa miễn dịch thực sự được xác nhận là cơ chế hoạt động chủ yếu thì vẫn còn nghi vấn về điểm khác biệt giữa chế phẩm sinh học và vắc xin sống qua đường miệng. Có phải một số loại vắc xin khác loại có chế phẩm sinh học có hiệu quả không? Một điểm khác biệt quan trọng giữa chế phẩm sinh học và vắc xin uống là chế phẩm sinh học có vẻ mang lại khả năng bảo vệ nhanh hơn [thường không quá 2 tuần] so với chế phẩm sinh học sau [thường là 4 tuần trở lên; Austin và Austin, 2012]. Tuy nhiên, tác dụng lâu dài của men vi sinh đối với sức khỏe thường không chắc chắn. Quay trở lại chủ đề trước đó, sự hiện diện của probiotic sống trong môi trường nước là không chắc chắn và mối lo ngại của chúng vẫn là các sinh vật gram âm có thể thu được các gen độc lực bằng cách chuyển gen theo chiều ngang. Các sản phẩm sống được thương mại hóa có thể bị các đối thủ cạnh tranh vô đạo đức khai thác. Tuy nhiên, có đủ bằng chứng cho thấy chế phẩm sinh học có vai trò quan trọng trong nuôi trồng thủy sản.
Theo A. Newaj-Fyzul, A.H. Al-Harbi, B. Austin
Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Tôm Giống Gia Hóa Bình Minh
TÔM GIỐNG GIA HÓA – CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG
Xem thêm:
- Quan Tâm Đến Hệ Vi Sinh Vật: Giải Trình Tự Hệ Vi Sinh Vật Như Một Bước Chuẩn Bị Ban Đầu Của Việc Quản Lý Sản Xuất Thích Ứng
- Tác Dụng Của Artemia Giàu HUFA Đến Năng Suất Của Hậu Ấu Trùng Tôm Thẻ Chân Trắng
- Trí Tuệ Nhân Tạo Cho Nuôi Tôm Có Đạo Đức Và Bền Vững