[Người Nuôi Tôm] – Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ vi sinh đường ruột của P. monodon và cộng đồng vi khuẩn trong nước ao nuôi ghép có mối liên hệ chặt chẽ nhưng vẫn khác biệt rõ rệt.

Mối tương tác giữa hệ vi sinh đường ruột và vi sinh môi trường được xem là yếu tố then chốt trong nuôi tôm 

 
Mối tương tác giữa hệ vi sinh đường ruột và hệ vi sinh môi trường ngày càng được xác định là yếu tố then chốt trong nuôi tôm. Tuy nhiên, các nghiên cứu đánh giá đồng thời hệ vi sinh đường ruột và hệ vi sinh nước ao trong mô hình nuôi ghép tôm sú vẫn còn rất hạn chế. Việc làm rõ mối quan hệ này có ý nghĩa quan trọng trong việc hiểu sinh thái vi sinh ao nuôi và xây dựng các chiến lược quản lý dựa trên microbiome, hướng tới nâng cao sức khỏe vật nuôi và tính bền vững của mô hình nuôi.

 

Thiết kế nghiên cứu

Mẫu nước và mẫu tôm được thu thập từ các ao nuôi ghép tại thị trấn Jingwu, quận Xiqing, thành phố Thiên Tân (Trung Quốc). Các ao nuôi dòng tôm sú thương mại “Nanhai số 1” kết hợp với cá chép Koi (Cyprinus carpio), có diện tích khoảng 800 m² mỗi ao, độ sâu trung bình 1,8 m, được sục khí liên tục và thay nước định kỳ 10% mỗi tuần nhằm duy trì chất lượng môi trường.

Tôm được thả với mật độ 20 con/m², cá chép Koi 1,5 con/m². Tôm được cho ăn thức ăn viên thương mại chứa 38% protein thô, với khẩu phần tương đương 5% trọng lượng thân mỗi ngày. Toàn bộ ao nuôi được quản lý theo quy trình thâm canh tiêu chuẩn tại khu vực Thiên Tân.

Mẫu tôm và nước được thu tại bốn thời điểm trong suốt chu kỳ nuôi. Đồng thời, các chỉ tiêu chất lượng nước được theo dõi và cấu trúc cộng đồng vi sinh vật được phân tích bằng giải trình tự gen 16S rRNA độ phân giải cao, cho phép đánh giá và so sánh đa dạng vi khuẩn trong các hệ vi sinh phức tạp mà các phương pháp truyền thống khó tiếp cận.

 

Phân tích chất lượng nước

Từ tháng 7 đến tháng 9, ao nuôi xuất hiện rõ hiện tượng tích tụ dinh dưỡng, dù pH vẫn ổn định trong khoảng 7,5 – 8,1, phù hợp cho nuôi tôm. Nồng độ nitơ (N) và phốt pho (P) tăng cao, trong đó phốt pho tổng (TP) cuối vụ vượt ngưỡng khuyến nghị 0,03 – 0,05 mg/L, cho thấy nguy cơ phú dưỡng gia tăng.

Hàm lượng N và P cao thúc đẩy bùng phát thực vật phù du, gây dao động oxy hòa tan (DO), khiến tôm sú bị stress, giảm tăng trưởng và tăng nguy cơ nhiễm bệnh, đặc biệt là Vibrio spp., đồng thời làm biến đổi cấu trúc cộng đồng vi khuẩn. Kết quả phù hợp với các nghiên cứu nuôi thâm canh, khẳng định tích tụ dinh dưỡng là nguyên nhân chính làm suy giảm chất lượng nước và gia tăng rủi ro dịch bệnh vào cuối vụ. Vì vậy, cần đồng bộ các giải pháp như quản lý đáy ao, sử dụng chế phẩm sinh học và tối ưu cho ăn để ổn định hệ sinh thái ao nuôi.

 

Phân tích cụm OTU (Operational Taxonomic Unit)

OTU là đơn vị phân loại vi sinh vật dựa trên mức độ tương đồng di truyền. Ở cấp độ OTU, kết quả phân tích cho thấy hệ vi sinh đường ruột tôm và hệ vi sinh nước ao hình thành các cụm tách biệt rõ rệt. Sự khác biệt về số lượng OTU giữa các giai đoạn nuôi nhiều khả năng phản ánh đồng thời biến động của hệ vi sinh đường ruột và động thái dinh dưỡng của môi trường ao. Các nghiên cứu ở những hệ thống khác cũng ghi nhận vai trò của NH₃-N⁺, tổng nitơ và phốt pho tổng trong việc định hình cấu trúc cộng đồng vi sinh. Tình trạng dư thừa N/P không chỉ làm thay đổi hệ vi sinh mà còn gây stress oxy hóa và biến đổi đáp ứng miễn dịch của tôm, cho thấy tác động gián tiếp của dinh dưỡng lên tương tác vật chủ – vi sinh.

Biểu đồ tần suất thể hiện mức độ phong phú tương đối của 10 loài hàng đầu ở cấp độ ngành (phylum)

 

Mặc dù có sự phân tách, hai hệ vi sinh vẫn chia sẻ một số OTU chung, với các chi vi khuẩn chiếm ưu thế xuất hiện ở cả ruột tôm và nước ao. Điều này cho thấy môi trường ao là nguồn cung vi sinh cho đường ruột, song chỉ một phần được vật chủ sàng lọc và định cư thành công. Kết quả cho thấy các giai đoạn đầu của Penaeus monodon chia sẻ nhiều chi vi khuẩn chính theo thời gian, đồng thời tồn tại các nhóm đặc trưng cho từng loại mẫu.

 

Cấu trúc hệ vi sinh đường ruột tôm và nước ao

Phân tích giải trình tự 16S rRNA độ phân giải cao cho thấy cộng đồng vi sinh trong ruột Penaeus monodon và nước ao nuôi có mối liên hệ sinh thái chặt chẽ. Sự gia tăng dinh dưỡng, thể hiện qua nồng độ nitơ và phốt pho cao, không chỉ làm tăng nguy cơ phú dưỡng và tảo nở hoa mà còn tác động dây chuyền đến động thái cộng đồng vi sinh. Tích tụ chất hữu cơ và điều kiện phú dưỡng thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn, làm thay đổi cấu trúc phân loại của hệ vi sinh trong nước và đường ruột, qua đó tăng cường sự trao đổi vi sinh giữa hai môi trường.

Các chi vi khuẩn phổ biến xuất hiện đồng thời trong mẫu ruột và mẫu nước gồm Vibrio, Shewanella, Aeromonas, Pseudomonas và Actinobacteria, cùng với các chi chung như Hydrogenophaga, Photobacterium và Brevinema. Trong số này, Vibrio có mức độ phong phú cao nhất và giữ vai trò sinh thái nổi bật. Trong điều kiện bình thường, Vibrio có thể tồn tại như vi khuẩn cộng sinh, được duy trì bởi áp lực chọn lọc của vật chủ liên quan đến dinh dưỡng và khả năng dung nạp miễn dịch. Nước ao là nguồn cung vi sinh ban đầu, nhưng các yếu tố của vật chủ quyết định cấu trúc cuối cùng của hệ vi sinh ruột, tương tự ghi nhận ở nhiều loài giáp xác khác.

Biểu đồ tần suất thể hiện mức độ phong phú tương đối của 30 loài hàng đầu ở cấp độ chi (genus)

 

Tuy nhiên, khi tôm chịu stress hoặc suy giảm miễn dịch, Vibrio cộng sinh có thể chuyển sang dạng gây bệnh, liên quan đến các bệnh nghiêm trọng như AHPND và WSSV, với tỷ lệ chiếm ưu thế vượt 90% trong trạng thái mất cân bằng hệ vi sinh. Các yếu tố như độ mặn thấp, tích tụ dinh dưỡng và thiếu oxy thúc đẩy sự phát triển và độc lực của Vibrio, trong khi hệ vi khuẩn có lợi và đáp ứng miễn dịch của vật chủ có thể kìm hãm chúng. Do đó, Vibrio được xem là tác nhân gây bệnh có điều kiện, chỉ trở nên nguy hiểm khi sự ổn định sinh thái bị phá vỡ. Việc duy trì chất lượng nước và cân bằng hệ vi sinh đường ruột vì vậy là chìa khóa để giảm rủi ro bệnh do Vibrio trong các hệ thống nuôi thủy sản.

 

Đa dạng vi sinh (Microbial diversity)

Đa dạng alpha phản ánh mức độ phong phú và phân bố của các loài vi sinh trong một hệ sinh thái. Ở tôm, đa dạng alpha của hệ vi sinh đường ruột chịu ảnh hưởng mạnh bởi giai đoạn phát triển và điều kiện môi trường. Nhiều nghiên cứu cho thấy hệ vi sinh ruột biến động mạnh ở giai đoạn sớm, sau đó tăng dần độ phong phú và ổn định khi tôm trưởng thành; tôm sú trưởng thành thường có hệ vi sinh đa dạng hơn tôm non, phản ánh trạng thái sinh thái bền vững hơn. Ngược lại, stress hoặc bệnh có thể làm suy giảm nhanh đa dạng vi sinh, kéo theo giảm ổn định sinh thái và khả năng chống chịu của vật chủ trước mầm bệnh và biến động môi trường.

Hệ vi sinh có đa dạng cao cung cấp phổ chức năng rộng, giúp ổn định hệ sinh thái, ức chế vi khuẩn cơ hội và hỗ trợ trao đổi chất cho vật chủ. Vì vậy, duy trì đa dạng vi sinh là yếu tố then chốt đối với sức khỏe và khả năng kháng bệnh của tôm. Việc hạn chế biến động môi trường đột ngột, kết hợp sử dụng probiotics và prebiotics, có thể góp phần bảo tồn và ổn định hệ vi sinh đường ruột.

Tổng hợp kết quả cho thấy đa dạng alpha của ruột Penaeus monodon tăng theo quá trình phát triển nhưng giảm mạnh khi xuất hiện stress hoặc bệnh, nhấn mạnh vai trò của đa dạng vi sinh trong nâng cao sức chống chịu và tính bền vững của nuôi tôm. Nhìn rộng hơn, các phát hiện này làm nổi bật tầm quan trọng của tương tác giữa hệ vi sinh đường ruột và hệ vi sinh nước ao trong hệ thống nuôi.

Hà My (Lược dịch)

Nguồn: Aqua Culture Asia Pacific: November/December 2025