[Người Nuôi Tôm] – Vibrio là một phần của hệ vi sinh vật đường ruột của tôm, nó có thể đóng vai trò biến đổi ngẫu nhiên, tham gia vào mối quan hệ cộng sinh giữa sinh vật và cộng đồng vi khuẩn của hệ vi sinh vật đường ruột, đồng thời hoạt động như một mầm bệnh cơ hội trong một số trường hợp nhất định.

Ảnh: Fernando Huerta

 

Thiết lập nghiên cứu

Tôm thẻ chân trắng post (PL5) từ trang trại nuôi trồng thủy sản thuộc Mexico, được vận chuyển trong các bể sục khí, nước được lấy trực tiếp tại ao để đảm bảo tôm không bị ảnh hưởng của sự thay đổi môi trường. Bắt đầu lựa chọn những con tôm khỏe mạnh tiến hành thử nghiệm, trọng lượng khoảng 10,5+-0,1 gam/con, hậu ấu trùng được phân phối ngẫu nhiên trong hệ thống tuần hoàn tại phòng thí nghiệm (RAS). Các đơn vị nuôi cấy RAS sử dụng sục khí cơ học và độ mặn duy trì ở mức 35 ppt, bổ sung nước vô trùng để tránh sự xâm nhập của vi khuẩn bên ngoài và bù lại sự bay hơi, nước biển sử dụng được lọc và khử trùng bằng tia UV.

Thử nghiệm bắt đầu bằng 40 con PL5 được thả ngẫu nhiên vào mỗi đơn vị nuôi, kéo dài 80 ngày. Trong suốt quá trình, tôm được cho ăn 2 lần/ngày, tỷ lệ sinh khối ướt 4%/ngày, sử dụng khay cho ăn và thức ăn tổng hợp. Thu thập mẫu nước và mẫu ruột để tiến hành phân tích bằng chuỗi phản ứng polymerase, đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi để tạo ra hàng triệu đến hàng tỷ bản sao của một mẫu axit deoxyribonucleic cụ thể một cách nhanh chóng, cho phép một mẫu DNA rất nhỏ được khuếch đại lên một lượng đủ lớn để nghiên cứu.

Tổng số quần thể Vibrio hoạt động chuyển hóa trong đường tiêu hóa của tôm trong quá trình phát triển sau khi nuôi, được phân tích bằng cách sử dụng PCR định lượng (qPCR để ước tính số lượng nguyên liệu ban đầu trong một mẫu), và phiên mã ngược qPCR (RT-PCR để đo lượng RNA cụ thể, nhắm mục tiêu vào trình tự gen 16S rRNA (được sử dụng trong việc tái tạo lại các loài thực vật do tốc độ tiến hóa chậm của vùng gen này).

 

Kết quả và thảo luận

Để đánh giá chính xác sự tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng, các phân tích sinh trắc học đã được thực hiện cho thấy sự khác biệt đáng kể dựa trên giai đoạn phát triển của tôm, với hai giai đoạn chính được quan sát. Giai đoạn đầu tiên từ 1- 40 ngày thử nghiệm, lúc này tôm phát triển với tốc độ nhanh. Giai đoạn 2, từ ngày tiếp theo đến lúc kết thúc thử nghiệm, lúc này tôm vẫn tiếp tục phát triển nhưng tốc độ chậm hơn, giai đoạn từ 60 – 80 ngày không ghi nhận thấy sự khác biệt đáng kể. Nhóm đầu tiên tương ứng với tôm trong giai đoạn phát triển hậu ấu trùng, trong khi nhóm thứ hai tương ứng với tôm vào ngày phát triển thứ 60, lúc tôm được coi là còn non.

Các nhà nghiên cứu ước tính tốc độ tăng trưởng cụ thể, để giải thích tốc độ tăng trưởng của quần thể tôm thẻ chân trắng giữa các khoảng thời gian lấy mẫu, mỗi khoảng thời gian thuộc một giai đoạn phát triển. Phát hiện có sự khác biệt đáng kể trong SGR (sự gia tăng khối lượng tế bào trên một đơn vị thời gian), giữa tất cả các giai đoạn hậu ấu trùng. Giai đoạn đầu tiên, SGR là 5,60%/ngày, giai đoạn 2 là 4,24%/ngày. Ở giai đoạn 3 và 4, SGR của tôm giảm xuống lần lượt là 1,36% và 0,33%/ ngày, với SGR tổng quát cho toàn bộ thí nghiệm là 2,88%/ngày. Về chất lượng nước, không tìm thấy sự khác biệt đáng kể giữa các giai đoạn phát triển, nhiệt độ từ 24,8 – 25,4^oC, độ mặn từ 35,36 – 36,25%, DO từ 6,4 – 6,9 mg/l và pH trong khoảng 8,1 – 8,4.

Nhu cầu dinh dưỡng của tôm thay đổi theo sự phát triển và hành vi sinh học của nó. Các báo cáo trước đây đã chứng minh rằng cấu trúc enzym đường ruột sẽ khác nhau giữa các giai đoạn, để đạt được sự hấp thu dinh dưỡng tốt nhất. Các nhà nghiên cứu khác cũng chỉ ra rằng, tốc độ tăng trưởng của cá thể tôm có thể liên quan đến hệ vi sinh vật của nó, vì các hệ vi sinh vật cùng độ tuổi và thời gian nuôi có thể có sự khác biệt về tốc độ tăng trưởng, chúng thể hiện sự tương đồng giữa các tổ hợp cộng đồng đường ruột tùy theo tốc độ tăng trưởng của chúng.

Dựa trên các phân tích qPCR và RT-qPCR, sự phong phú của cộng đồng vi khuẩn (16S rDNA và 16S RNA) trong ruột tôm được chứng minh là ổn định bắt đầu từ ngày nuôi thứ 20 trở đi. Các yếu tố bệnh tật, dinh dưỡng và môi trường có thể điều chỉnh, tác động đến hệ vi sinh vật đường ruột. Giai đoạn hậu ấu trùng trong tầm kiểm soát cho đến khi đạt đến sự ổn định trong giai đoạn con non đến giai đoạn trưởng thành, làm giảm nguy cơ mắc bệnh loạn khuẩn. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu đã chứng minh, sự hiện diện của vi khuẩn chuyển hóa giảm ở ngày nuôi thứ 40 – 60, số lượng vi khuẩn này tăng lên ở ngày nuôi thứ 80, không có sự khác biệt đáng kể nào ở giai đoạn từ 0 – 20 ngày nuôi.

Tốc độ phát triển của cộng đồng vi khuẩn trong các mẫu nước không thay đổi trong suốt quá trình thực hiện các xét nghiệm sinh học, ngoài trừ kết quả đối chứng (ngày 0) có độ phong phú cao hơn đáng kể. Mức độ phong phú của vi khuẩn hoạt động trao đổi chất cao nhất ở ngày thứ 80. Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng, cả tôm và nước nuôi của nó đều có chung thành phần vi khuẩn. Ngoài ra, độ phong phú của các loài có xu hướng cao hơn ở các mẫu nước so với trong hệ vi sinh vật đường ruột của tôm.

Các tác giả trước đây đã báo cáo rằng, sự gia tăng cộng đồng Vibrio, hoặc các biến thể vi khuẩn cụ thể trong ruột hoặc môi trường nước của tôm được coi là dấu hiệu của bệnh. Tuy nhiên, sự hiện diện của chúng cũng có liên quan đến hoạt động chuyển hóa của chúng. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh, tỷ lệ quần thể Vibrio trong hệ sinh vật đường ruột của tôm trong giai đoạn ương cao hơn (2,02%) so với giai đoạn thu hoạch (0,64%). Điều này đã cho thấy rằng, hệ vi sinh vật của tôm trưởng thành đa dạng hơn hệ sinh vật của ấu trùng tôm.

Kết quả của nghiên cứu này chứng minh rằng tổng số lượng Vibrio spp trong ruột tôm phong phú hơn hoạt động trao đổi chất của nó. Điều này trùng khớp với các nghiên cứu trước đây, trong đó sự hoạt hóa hệ thống miễn dịch bẩm sinh của tôm (Kuruma, Marsopenaeus japonicus và L.vannamei) được đánh giá để đáp ứng với các bệnh nhiễm trùng của vi khuẩn V.alginolyticus và V.parahaemolyticus, chứng minh rằng chúng có thể kích hoạt hệ thống phòng thủ của mình khi có sự hiện diện của các vi sinh vật có khả năng gây bệnh, kích hoạt các gen có hoạt động liên quan đến cơ chế đáp ứng miễn dịch. Do đó, một áp lực sinh học chọn lọc do vật chủ tác động lên hoạt động trao đổi chất của các vi khuẩn này có thể xảy ra, đồng thời kích thích hệ thống miễn dịch của tôm bằng cách hoạt động như một chế phẩm sinh học tự nhiên cần thiết cho vòng đời của vật chủ.

Kết quả nghiên cứu cũng chứng minh, phần còn lại của hệ vi sinh vật có thể điều chỉnh hoạt động của Vibrio, có thể thiết lập cơ chế chung sống không ảnh hưởng đến vật chủ, tạo điều kiện cho cộng đồng vi sinh vật phát triển. Ngược lại, mức độ phong phú của quần thể Vibrio hoạt động trao đổi chất mạnh hơn trong môi trường nước nuôi, mặc dù mức độ phong phú trung bình của nó thấp. Cuối cùng, kết quả thí nghiệm đã chứng minh, Vibrio có thể là một thành phần phổ biến, bao gồm việc trở thành nhân tố chính trong hệ sinh vật của tôm thẻ chân trắng, nhưng các hoạt động của chúng có thể được điều chỉnh bởi các thành phần còn lại của hệ sinh vật tôm thẻ chân trắng.

 

Tố Uyên (Lược dịch từ Aquaculture)