[Tạp chí Người Nuôi Tôm] – Nghiên cứu này đã đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của 5 chủng Bacillus được phân lập từ nước biển ở Jeju, Hàn Quốc chống lại 12 chủng Vibrio (10 chủng AHPND và 2 chủng không AHPND).

Cải thiện việc quản lý AHPND có thể làm tăng sản lượng tôm và giảm thiệt hại kinh tế cho người nuôi

Bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (AHPND) là một bệnh do vi khuẩn Vibrio spp. mang gen độc lực đặc hiệu gây ra. AHPND ảnh hưởng đến đường tiêu hóa của tôm và các tế bào ống gan tụy, làm rối loạn tiêu hóa và dẫn đến chết hàng loạt. V. parahaemolyticus chủ yếu liên kết với AHPND (Vp_AHPND), nhưng các loài Vibrio khác mang gen độc tố nhị phân, bao gồm V. campbellii (Vc_AHPND), V. owensii  (Vo_AHPND) và V. harveyi  (Vh_AHPND), đã được báo cáo gần đây.  AHPND được báo cáo lần đầu tiên ở Trung Quốc (2009), và nó đã lan rộng ra một số quốc gia, bao gồm Việt Nam (2010), Malaysia (2011), Thái Lan (2012), Mexico (2013), Philippines (2015), Mỹ (2019) và Hàn Quốc (2020) gây ra thiệt hại kinh tế rất lớn cho ngành nuôi tôm, ước tính lên đến hơn 1 tỷ USD mỗi năm ở châu Á.

Chế phẩm sinh học được lựa chọn thay thế kháng sinh thường xuyên sử dụng trong nuôi trồng thủy sản để kiểm soát các bệnh do vi khuẩn, đặc biệt là chống lại nhiễm khuẩn Vibrio gây bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (AHPND). Các nhà nghiên cứu trước đây đã báo cáo rằng tôm được điều trị bằng chế phẩm sinh học Bacillus dưới dạng bổ sung vào thức ăn cho thấy tỷ lệ sống cao hơn sau khi nhiễm bệnh hoại tử gan tụy cấp tính. Ngoài hoạt tính kháng khuẩn, chế phẩm sinh học có nhiều ưu điểm khác trong nuôi trồng thủy sản như thúc đẩy tăng trưởng, tăng cường khả năng miễn dịch và phục hồi chất lượng nước. Trong khi đó, Bacillus spp. có khả năng chịu nhiệt và áp suất và được sử dụng rộng rãi làm phụ gia thức ăn chăn nuôi. Mặc dù vi khuẩn V. parahaemolyticus là nguyên nhân của hầu hết các trường hợp gây bệnh hoại tử gan tụy cấp tính, các Vibrio spp khác như:  V. campbellii, V. harveyi và V. owensii cũng được biết là gây ra bệnh trên ao nuôi. Tuy nhiên, các phương pháp phòng ngừa và các nghiên cứu về AHPND chủ yếu tập trung vào Vp_AHPND, và hoạt tính kháng khuẩn chống lại Vc_AHPND, Vh_AHPND và Vo_AHPND còn ít được nghiên cứu.

Nghiên cứu thiết lập

Các chủng Bacillus cho thấy tác dụng ức chế mạnh nhất được tiến hành thử nghiệm. Tôm post PL15 – PL16 (Litopenaeus vannamei) được nuôi thuần trong 35 ngày với các điều kiện và cơ sở thí nghiệm. Sau đó, tôm có trọng lượng trung bình 0,2 ± 0,05g được phân bố ngẫu nhiên vào bể có sục khí 22 lít.

Đối với thử nghiệm hoạt động kháng khuẩn, tôm thí nghiệm (N=56) được chia thành 4 nghiệm thức:

+ Nghiệm thức 1: Tôm post (N=14) + dịch Bacillus (B1) + V. campbellii

+ Nghiệm thức 2: Tôm post (N=14) + dịch Bacillus (B3) + V. campbellii

+ Nghiệm thức 3: Tôm post (N=14) + Môi trường dinh dưỡng (TSB) + V. campbellii

+ Đối chứng: Tôm post (N=14) + Môi trường dinh dưỡng (TSB) không cảm nhiễm vi khuẩn V. campbellii

Đối với nghiệm thức 1 và 2 tiếp xúc với dịch Bacillus (B1) và (B3); nghiệm thức 3 và 4 tiếp xúc với môi trường dinh dưỡng (TSB) được thực hiện bằng phương pháp ngâm với nồng độ 1,0 × 10  6   CFU/mL trong 14 ngày. Sau đó cảm nhiễm vi khuẩn V. campbellii bằng phương pháp ngâm ở nồng độ 2,0 × 10 6  CFU/mL.

Để xác nhận sự hiện diện của AHPND, tôm chết được thu thập và kiểm tra bằng phương pháp PCR. Để định lượng AHPND, tôm sống được lấy mẫu ngẫu nhiên vào ngày kết thúc thí nghiệm (ngày 14).  Gan tụy của mỗi con tôm được thu thập và mô được sử dụng để tách chiết DNA. PCR được thực hiện để định lượng gen độc tố AHPND (pirA) trong gan tụy của các nhóm.

Kết quả nghiên cứu

Trong nghiên cứu này đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của 5 chủng  Bacillus  phân lập đối với 12 chủng Vibrio ở tôm (10 chủng Vibrio AHPND [9 V. parahaemolyticus  và 1 V. campbellii] và 2 chủng  Vibrio  không AHPND [1 V. parahaemolyticus  và 1 V. harveyi]). Các chủng Bacillus trong nghiên cứu này được phân lập từ nước biển và phát triển tốt ở 28–370 C. Ngoài ra, tất cả Bacillus phát triển ở cả hai môi trường dinh dưỡng TSA và TSA + (bổ sung 2% NaCl), cho thấy rằng các chủng này phát triển với độ mặn có hoạt phổ rộng.

Trong thử nghiệm, chủng Bacillus B1, B3, B5, B7 và B8 có tác dụng ức chế ít nhất một trong số các chủng Vibrio được thử nghiệm. Ngoài ra, các chủng này cho thấy tác dụng ức chế đối với các chủng phân lập từ cả Hàn Quốc và một số quốc gia khác (Mexico và các nước khác ở Mỹ Latinh, Việt Nam, Thái Lan và Hoa Kỳ).  Điều này chỉ ra rằng các chủng Bacillus được sử dụng trong nghiên cứu này có thể được sử dụng trên toàn cầu ở các quốc gia nuôi tôm khác nhau để kiểm soát AHPND. Cải thiện việc quản lý AHPND, một bệnh gây chết tôm trên diện rộng, có thể làm tăng sản lượng tôm và giảm thiệt hại kinh tế trong nuôi tôm.

Kết quả nghiện cứu cho thấy nhóm điều trị B1 (100%) có tỷ lệ sống cao hơn đáng kể so với nhóm điều trị không dùng Bacillus (64,3%) ở 60 giờ. Trong một nghiên cứu trước đây, Vc_AHPND có khả năng gây bệnh cao cho tôm, tương tự như Vc _AHPND, và tỷ lệ chết tích lũy ở tôm cao tới 100% trong vòng 2 ngày kể từ khi nhiễm Vc_AHPND trong phòng thí nghiệm. Trong nghiên cứu này, 2 chủng Bacillus (B1 và B3) thể hiện tác dụng kháng khuẩn nổi bật trong vòng 2-3 ngày (48 đến 60 giờ) khi nhiễm Vc_AHPND so với nhóm nghiệm thức 3 (Vc_AHPND ngâm không có xử lý B1 và B3); do đó, cả hai chủng này được cho là lựa chọn thay thế cho thuốc kháng sinh để kiểm soát Vc_AHPND.

Hơn nữa, dựa trên kết quả giữa những con tôm sống được thu thập vào ngày kết thúc thí nghiệm, 2 chủng  Bacillus  được xác định trong nghiên cứu này thể hiện hoạt tính kháng khuẩn chống lại Vc_AHPND  gây bệnh. Ngoài ra, mô bệnh học của gan tụy được kiểm tra sau khi tiếp xúc với Bacillus spp. trong 14 ngày thử nghiệm. Cấu trúc của gan tụy được phát hiện là giống nhau giữa các nhóm xử lý Bacillus và nhóm đối chứng (không tiếp xúc với Vc_AHPND và Bacillus), cho thấy rằng các chủng Bacillus vô hại đối với tôm.

Hai chủng (B1 và B3), cho thấy hoạt tính kháng khuẩn bằng cách sử dụng thử nghiệm (in vitro), cuối cùng được phân loại là B. velezensis  dựa trên toàn bộ hệ gen. Một số nghiên cứu đã kiểm tra tác dụng probiotic của B. velezensis đối với các sinh vật khác nhau. Các nghiên cứu khác đã mô tả hoạt động kháng khuẩn của B. velezensis chống lại V. parahaemolyticus phân lập từ tôm và V. anguillarum phân lập từ cá vược. Những kết quả này cho thấy rằng các chủng B1 và B3 mới được phân lập sẽ có thêm các đặc điểm thuận lợi về khả năng sử dụng chúng trong ngành nuôi trồng thủy sản.

 Quan điểm

Kết quả nghiên cứu cho thấy 2 chủng Bacillus được phân lập từ nước biển ở Hàn Quốc có hoạt tính kháng khuẩn đối với các chủng Vibrio ở tôm bằng các thử nghiệm cảm nhiễm, và các chuyển hóa thứ cấp có nguồn gốc từ chủng B1 và B3 nhiều hơn so với các chất được báo cáo trước đây đối với Bacillus spp., cả hai dòng đều có thể được sử dụng như những ứng cử viên tiềm năng để quản lý Vibrio spp và AHPND, bao gồm cả Vc_AHPND, trong nuôi tôm.

Ngọc Anh (Lược dịch)