[Người nuôi tôm] – Nghiên cứu gần đây của Đại học Đại dương Đại Liên đã phân tích bộ gen Vibrio trong cơ sở dữ liệu NCBI, cung cấp cái nhìn sâu sắc về sự phân bố và đa dạng di truyền của yếu tố gây bệnh vhvp-2 liên quan đến TPD. Nghiên cứu cũng xem xét các gen kháng thuốc kháng sinh (ARG) và các yếu tố độc lực của vi khuẩn vhvp-2. Kết quả nghiên cứu này tạo nền tảng cho việc phát triển các chiến lược phòng ngừa và kiểm soát bệnh hiệu quả, nhằm giảm thiểu tác động của TPD trong ngành nuôi trồng thủy sản. 

 

Từ đầu năm 2020, bệnh mờ đục trên ấu trùng (Translucent Post – Larvae Disease – TPD) do Vibrio spp. gây ra đã nổi lên như một mối nguy tiềm ẩn cao với nghề nuôi tôm (Zou & cs, 2020). Ban đầu được xác định ở tôm thẻ chân trắng Penaeus vannamei trong các vùng nuôi của Trung Quốc, căn bệnh này đã gây ra thiệt hại kinh tế đáng kể cho ngành tôm quốc gia này (Zou & cs, 2020). Ấu trùng tôm thẻ chân trắng bị nhiễm bệnh này biểu hiện các triệu chứng lâm sàng cụ thể, đáng chú ý nhất là tình trạng trắng bệch hoặc trong suốt của gan tụy và đường tiêu hóa, khiến toàn bộ cơ thể trông trong suốt hoặc bán trong suốt như thủy tinh (Zou & cs, 2020). Kiểm tra mô bệnh học thường cho thấy tình trạng hoại tử và bong tróc các tế bào biểu mô ở gan tụy và ruột giữa (Yang & cs, 2022). Ấu trùng bị ảnh hưởng có thể biểu hiện những thay đổi về hành vi như giảm hoạt động, chán ăn và chậm phát triển. Các triệu chứng này tương tự như AHPND, nhưng chủ yếu ảnh hưởng đến các giai đoạn đầu của tôm, thường được quan sát thấy ở ấu trùng post, với tỷ lệ tử vong cực kỳ cao (Wang & cs, 2021, Yang & cs, 2022, Zou & cs, 2020).

Trong nghiên cứu về TPD, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy một gen độc lực quan trọng, gen protein độc lực cao Vibrio 2 (vhvp-2), trong bộ gen của V. parahaemolyticus, mã hóa cho một protein, protein độc lực cao Vibrio 2 (VHVP-2), gần đây được xác định là một yếu tố độc lực có liên quan chặt chẽ đến mức độ gây chết ở tôm (Liu và cộng sự, 2023). VHVP-2 chứa các vùng tương tự như các miền bảo tồn của protein plasmid B độc lực Salmonella (SpvB), vùng giữa/đầu C của độc tố thuốc trừ sâu TcdB và vùng giữa/đầu N của độc tố thuốc trừ sâu TcdB (Liu & cs, 2023). Đáng chú ý, gen vhvp-2 không nằm trên nhiễm sắc thể của V. parahaemolyticus mà nằm trên một plasmid có kích thước khoảng 187.791 cặp bazơ, có thể đóng vai trò quan trọng trong khả năng lây lan và thích nghi với môi trường vật chủ của mầm bệnh. Trong các thử nghiệm cảm nhiễm, VHVP-2 đã cho thấy tác dụng gây chết tương tự đối với ấu trùng tôm thẻ như chủng TPD, qua đó khẳng định thêm vị trí cốt lõi của gen vhvp-2 trong quá trình sinh bệnh của TPD (Liu & cs, 2023).

 

Kết quả về phân bố gen vhvp-2

Bảng 1. Phân tích BLAST về sự phân bố gen vhvp-2 trong số các loài Vibrio từ cơ sở dữ liệu NCBI (Truy vấn: CP152366)

 

Cuộc sàng lọc toàn diện các bộ gen Vibrio spp. từ cơ sở dữ liệu NCBI đã xác định gen vhvp-2 trong 30 trường hợp thuộc 26 chủng khác nhau, bao gồm 21 V. parahaemolyticus, 4 V. campbellii

và 1 V. owensii. Đặc biệt, bốn chủng V. parahaemolyticus chứa nhiều bản sao gen vhvp-2 nằm trong các plasmid khác nhau, trong khi các chủng khác chỉ có một bản sao. Gen vhvp-2 được tìm thấy trong 16 plasmid khác nhau, bao gồm 15 bản sao dạng vòng và một bản sao dạng tuyến tính. Ngoài ra, 5 bản sao riêng biệt của gen này cũng đã được xác định trên nhiễm sắc thể của 5 chủng Vibrio khác nhau. Do hạn chế về độ sâu giải trình tự, 9 bản sao bổ sung được xác định trên các contig hoặc khung. Đặc biệt, các thành phần riêng lẻ của gen vhvp-2 như SpvB, TcdB_toxin_midC và TcdB_toxin_midN không được phát hiện tồn tại riêng biệt trong Vibrio. 

 

So sánh bộ gen và plasmid

Phân tích ANI trên 26 chủng vi khuẩn đã xác định ba cụm tương ứng với V. parahaemolyticus, V. campbellii và V. owensii. Đối với 25 trình tự vhvp-2 +, không có mối tương quan rõ ràng với loài vi khuẩn. Phân tích BRIG cho thấy gen vhvp-2 được bảo tồn trong 15 plasmid vòng, trong khi phân tích clinker chỉ ra sự chèn và xóa gen khác nhau. Tóm lại, có hai lớp plasmid chính: lớp đầu tiên gồm CP150905, CP114197, CP150912, CP152365, CP020080 và CP019296; lớp thứ hai gồm CP119304, CP047988, CP114198, CP150913, CP152366, CP150906, CP150950, CP034292 và CP097871.

 

Sự đa dạng di truyền của vhvp-2

Hình 1. Mối quan hệ giữa các gen vhvp-2. (A) Bản đồ nhiệt của ANI (%) của các gen vhvp-2. (B) Cây phát sinh loài của các gen vhvp-2. Nguồn gốc của các plasmid và vật chủ tương ứng của chúng ở các vị trí tương ứng. Có gốc với gen vhvp-2 trong Aliivibrio fischeri để làm nhóm ngoài. Các chủng V. parahaemolyticus được tô sáng màu xanh lam, các chủng V. campbellii màu xanh lá cây và chủng V. owensii màu hồng.

 

Phân tích ANI của gen vhvp-2 từ 26 chủng Vibrio cho thấy phổ sự đa dạng di truyền trong gen vhvp-2, tất cả đều thể hiện mức độ tương đồng cao hơn 94,9%. Cây phát sinh loài chứng minh rằng các gen vhvp-2 từ V. campbellii được phân bố trên hai dòng dõi riêng biệt. Tương tự như vậy, các gen vhvp-2 được tìm thấy trong V. parahaemolyticus cũng được quan sát thấy ở các nhánh khác nhau, có thể là do đột biến gen, tái tổ hợp và các sự kiện chuyển gen theo chiều ngang.

Nghiên cứu này đã cung cấp những hiểu biết mới về cơ chế gây bệnh của TPD ở tôm thẻ chân trắng thông qua phân tích chuyên sâu về sự phân bố và tính đa dạng di truyền của gen vhvp-2 trên các chủng Vibrio. Sự phân bố của gen vhvp-2 trong V. parahaemolyticus, V. campbellii và V. owensii rất đa dạng, với gen được xác định trong cả plasmid và nhiễm sắc thể.

Nghiên cứu đã tiết lộ sự tồn tại của ít nhất hai loại plasmid mang gen vhvp-2. Hơn nữa, sự hiện diện của nhiều ARG và các yếu tố độc lực trong các chủng vhvp- 2 + Vibrio đã được quan sát thấy, điều này làm tăng tính gây bệnh của chúng và gây ra những rủi ro tiềm ẩn đối với sức khỏe cộng đồng. Những phát hiện này nhấn mạnh sự cần thiết phải nghiên cứu sâu hơn về gen vhvp-2 và các gen liên quan của nó trong các chủng Vibrio để hiểu rõ hơn về cơ chế lây truyền, con đường tiến hóa và khả năng thích nghi của chúng với áp lực môi trường.

ThS. Lê Xuân Chinh

Học viện Nông nghiệp Việt Nam