Thực hiện bởi: Rex Ferdinand M. Traifalgar, Rowena E. Cadiz, Emelyn Joy G. Mameloco, Fredson H. Huervana, Carmelo del Castillo, Mark R Napulan, Ramir Lee và Craig L. Browdy

[Tạp chí Người Nuôi Tôm] – Bổ sung chế độ ăn uống với hỗn hợp men vi sinh Bacillus có thể làm giảm quần thể V. harveyi và V. parahaemolyticus gây bệnh, làm giảm độc lực của mầm bệnh và/hoặc tăng cường sức đề kháng của tôm thẻ chân trắng.

Bổ sung chế độ ăn uống với hỗn hợp men vi sinh Bacillus giúp làm giảm quần thể vi khuẩn V. harveyi và V. parahaemolyticus gây bệnh trên tôm

Việc kiểm soát hiệu quả các vi khuẩn gây bệnh trên cá bằng việc áp dụng chế phẩm sinh học đã được thiết lập tốt. Tương tự, đã có một số báo cáo về việc áp dụng men vi sinh axit lactic để kiểm soát nhiễm APHND ở tôm. Tuy nhiên, thông tin về chế phẩm sinh học có hiệu quả trong việc kiểm soát cả V. harveyi và VpAPHND gây bệnh còn rất hạn chế hoặc không có. Ngoài ra, hiệu quả của các dòng probiotic được áp dụng để kiểm soát Vibrio gây bệnh ở tôm vẫn chưa được đánh giá đầy đủ.

Bài viết này được thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả của chế phẩm sinh học với hỗn hợp Bacillus trong việc ngăn ngừa nhiễm bệnh do V. harveyi và V. parahaemolyticus trên tôm thẻ chân trắng.

Thiết kế thí nghiệm

Hỗn hợp probiotic được đánh giá trong nghiên cứu này là một loại probiotic hỗn hợp được chọn lọc (Rescue TM Zeigler, từ USA) được biết là có đặc tính ức chế Vibrio. Tôm thử nghiệm có trọng lượng trung bình 1g, được lấy từ trại giống địa phương ở đảo Panay, Philippines. Thử nghiệm được thực hiện trên 5 nhóm và được lặp lại 3 lần. Tôm được phân bố ngẫu nhiên vào 15 bể nhựa dung tích 135L với mật độ 80 con/bể. Các nhóm thử nghiệm bao gồm nhóm đối chứng âm (một nhóm), nhóm đối chứng dương (gồm hai nhóm, một nhóm gây nhiễm V. harveyi và một nhóm gây nhiễm V. parahaemolyticus) và hai nhóm được cho ăn chế độ ăn bổ sung Rescue (nhóm gây nhiễm V. harveyi và nhóm gây nhiễm V. parahaemolyticus).

Nhóm đối chứng âm được duy trì với chế độ ăn không bổ sung men vi sinh và không tiếp xúc với mầm bệnh. Nhóm đối chứng dương được duy trì với chế độ ăn không bổ sung men vi sinh nhưng được công cường độc với V. harveyi và V. parahaemolyticus. Nhóm điều trị được duy trì chế độ ăn bổ sung men vi sinh và được công cường độc với các mầm bệnh vi khuẩn thử nghiệm.

Các nhóm thử nghiệm được cho ăn hàng ngày ở mức 10% trọng lượng cơ thể. Việc phân bổ thức ăn được chia đều thành 4 khẩu phần thức ăn và cho ăn vào 4 thời điểm: 8h, 11h, 14h và 18h. Trước khi bắt đầu gây công cường độc, các nhóm được điều trị (hai nhóm) được cho ăn bằng chế độ ăn bổ sung men vi sinh (liều 1g/kg, 10⁹ CFU/kg thức ăn) trong 6 ngày để men vi sinh thích nghi với hệ vi sinh đường ruột. Sau thời gian 6 ngày cho ăn chế độ vi sinh bổ sung, các nhóm được gây công cường độc với khẩu phần cho ăn lúc 8h sáng. Khẩu phần này có chứa V. harveyi và V. parahaemolyticus, mầm bệnh được áo vào viên thức ăn ở nồng độ LC50 là 10⁷ CFU/g thức ăn.

Trong quá trình thí nghiệm, tôm chết được ghi nhận lại và được thu thập hàng ngày ở mỗi nhóm thí nghiệm, tỷ lệ chết giữa nhóm đối chứng và nhóm điều trị đã được tính toán. Thí nghiệm kết thúc vào ngày 21, 15 ngày sau khi tiếp xúc với mầm bệnh.

Để xác nhận cơ chế hoạt động ức chế Vibrio của probiotic, một xét nghiệm ức chế in vitro trên đĩa cũng được thực hiện để đánh giá hoạt tính diệt khuẩn đối với V. parahaemolyticus và V. harveyi. Hoạt tính diệt khuẩn trực tiếp của chế phẩm sinh học đã được chứng minh thông qua vòng vô khuẩn trên đĩa thạch đã cấy vi khuẩn gây bệnh.

Hình 1. Hoạt tính diệt khuẩn Vibrio harveyi (A) và Vibrio parahaemolyticus (B) của men vi sinh RescueTM. Spot trong Lawn Asay, Mueller Hinton Agar với 2% NaCl, ủ trong 24 giờ

Từ kết quả thí nghiệm này đã xác nhận rằng chế phẩm sinh học Rescue có hoạt tính diệt khuẩn mạnh đối với các mầm bệnh thử nghiệm là V. parahaemolyticus và V. harveyi. Hoạt tính diệt khuẩn trực tiếp của chế phẩm sinh học được biểu hiện dưới dạng vòng vô khuẩn rõ ràng khi chế phẩm sinh học được phát hiện trên đĩa thạch chứa mầm bệnh đã được nuôi cấy trên đĩa thạch (Hình 1A và 1B).

Tổng số vi khuẩn Bacillus trong ruột

Kết quả chỉ ra rằng, bổ sung hỗn hợp Bacillus ảnh hưởng đến tổng số lượng Bacillus trong ruột ở nhóm tôm điều trị so với nhóm đối chứng (Hình 2). Tổng số lượng Bacillus trong ruột tôm ở nhóm điều trị Rescue cho thấy sự gia tăng đáng kể bắt đầu từ ngày thứ 3. Sự gia tăng đáng kể hàm lượng Bacillus trong ruột giai đoạn đầu của quá trình nuôi cho thấy sự xâm nhập hiệu quả của men vi sinh trong ruột tôm. Các loài Bacillus được biết đến là loài xâm chiếm bề mặt và cũng được biết là có khả năng xâm chiếm hiệu quả đường tiêu hóa của động vật thủy sản.

Hình 2: Số lượng Bacillus spp. trong ruột tôm thẻ chân trắng với thức ăn bổ sung men vi sinh RescueTM

Tuy nhiên, trong nghiên cứu hiện tại mức độ vi khuẩn Bacillus trong ruột được phát hiện là tương tự nhau ở tất cả các nhóm điều trị trong những tuần cuối cùng của thí nghiệm. Dữ liệu cho thấy, Bacillus nội sinh cũng hiện diện trong ruột tôm đặc biệt ở nhóm đối chứng âm. Các loài Bacillus được biết đến bao gồm hệ vi sinh vật đường ruột tự nhiên của động vật thủy sản và đã được ghi nhận là cũng có mặt trong ruột tôm. Sự gia tăng số lượng Bacillus trong ruột của nhóm đối chứng có thể là do sự phát triển của hệ vi khuẩn bình thường này để đáp ứng với các chất dinh dưỡng đến từ thức ăn.

Tổng số lượng V. harveyi và VpAHPND thấp hơn

Tổng số lượng khuẩn lạc V. harveyi trong ruột của nhóm được điều trị bằng men vi sinh thấp hơn số lượng ở nhóm đối chứng dương tính trong tất cả các giai đoạn lấy mẫu. Tuy nhiên, sự khác biệt về số lượng không có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức. Sự gia tăng số lượng của Bacillus trong ruột ở nhóm được cho ăn khẩu phần bổ sung chủng probiotic hỗn hợp có thể giải thích nguyên nhân làm giảm số lượng V. harveyi phát sáng trong ruột tôm. Không quan sát thấy V. harveyi trong ruột của nhóm đối chứng âm tính.

Ngược lại với số lượng khuẩn lạc V. harveyi trong ruột, số lượng khuẩn lạc V. parahaemolyticus trong ruột tôm là tương tự nhau ở tất cả các nhóm điều trị và không thấy ảnh hưởng rõ ràng của việc bổ sung men vi sinh. Tuy nhiên, khi đánh giá số lượng khuẩn lạc V. parahaemolyticus trong gan tụy cho thấy nhóm được điều trị bằng men vi sinh có số lượng khuẩn lạc V. parahaemolyticus thấp hơn đáng kể trong hầu hết các giai đoạn lấy mẫu.

Dữ liệu này chỉ ra rằng, việc áp dụng hỗn hợp probiotic vào chế độ ăn đã thúc đẩy sự xâm nhập tích cực của probiotic Bacillus trong ruột tôm và trên thực tế có thể ức chế quần thể V. harveyi và V. parahemolyticus gây bệnh trong ruột tôm.

Hiệu quả của hỗn hợp chế phẩm sinh học Bacillus trong việc ngăn ngừa tỷ lệ chết

Hình 3. Tỷ lệ sống của tôm thẻ chân trắng được cho ăn chế độ ăn có bổ sung men vi sinh RescueTM và tiếp xúc với V. harveyi (A) và V. parahaemolyticus (B) trong thử nghiệm thử thách lây nhiễm trong 21 ngày.

Kết quả thử nghiệm công cường độc chỉ ra rằng, nhóm được điều trị cho ăn chế phẩm vi sinh Rescue, cho thấy tỷ lệ sống được cải thiện 33% (nhóm điều trị 60%) so với nhóm đối chứng (46%) khi tiếp xúc với V. harveyi. Tương tự, việc bổ sung hỗn hợp men vi sinh Bacillus cho thấy tỷ lệ sống được cải thiện 40% (nhóm điều trị 66%) so với nhóm đối chứng (47%, Hình 3) sau khi gây nhiễm với V. parahaemolyticus.

Sự cải thiện khả năng sống sót này có thể là do sự xâm nhập hiệu quả vào ruột của các chủng Bacillus trong hỗn hợp men vi sinh, điều này giúp ức chế sự xâm nhập của V. harveyi và AHPND vào mô ruột, giảm sự lây nhiễm và/hoặc khả năng gây bệnh V. parahaemolyticus trên tôm.

Tỷ lệ sống cao hơn đáng kể quan sát thấy ở các nhóm được điều trị có thể liên quan đến số lượng vi khuẩn gây bệnh trong ruột tôm thấp hơn. Những kết quả này có thể hỗ trợ thêm cho giả thuyết rằng việc ngăn chặn khả năng gây bệnh của V. harveyi và V. parahaemolyticus do bổ sung Rescue có thể liên quan đến hoạt động xâm chiếm ruột cao, được biểu thị bằng số lượng Bacillus cao hơn trong ruột tôm. Sự xâm chiếm hiệu quả của Rescue Bacillus có thể làm giảm quần thể V. harveyi và V. parahaemolyticus trong ruột, ức chế sự lây nhiễm và/hoặc khả năng gây bệnh ở gan tụy.

Gan tụy được coi là mô mục tiêu chính của V. harveyi và V. parahaemolyticus. Khoa học đã biết rằng V. parahaemolyticus biểu hiện khả năng gây bệnh bằng cách lây nhiễm và làm tổn thương tế bào gan tụy của tôm. Việc xâm chiếm hiệu quả men vi sinh Rescue có thể đã ngăn chặn sự xâm nhập của các mầm bệnh này vào gan tụy và/hoặc làm giảm khả năng gây bệnh của chúng, do đó mang lại tỷ lệ sống cao hơn đáng kể ở nhóm điều trị so với nhóm đối chứng dương.

Nhìn chung, các phát hiện hiện tại cho thấy rằng việc bổ sung chế độ ăn uống với hỗn hợp men vi sinh Bacillus có thể làm giảm quần thể V. harveyi và V. parahaemolyticus gây bệnh, làm giảm độc lực của mầm bệnh và/hoặc tăng cường sức đề kháng của tôm thẻ chân trắng chống lại các tác nhân lây nhiễm vi khuẩn này. Cần có nghiên cứu bổ sung để làm sáng tỏ thêm phương thức tác động của việc giảm tỷ lệ chết trên tôm. Việc bổ sung chế phẩm sinh học Rescue vào chế độ ăn đã được chứng minh là một phương pháp kiểm soát sinh học hiệu quả nhằm giảm thiểu tỷ lệ chết và thiệt hại kinh tế liên quan do bệnh Vibriosis phát sáng và AHPND gây ra trong nuôi tôm thẻ chân trắng thương phẩm.

Trudy Nguyễn (Theo Aquaculture Asia Pacific)