Kỹ Thuật Nuôi, Tin tức

Phần 2: Probiotic Lactobacillus pentosus BD6 Thúc Đẩy Tăng Trưởng Và Tình Trạng Sức Khỏe Của Tôm Thẻ Chân Trắng Litopenaeus vannamei Qua Đường Miệng

3. Kết quả

3.1. Hoạt tính kháng khuẩn

Đường kính vùng ức chế của Lactobacillus pentosus BD6 chống lại mầm bệnh được trình bày trong Bảng 3. Nhìn chung, Lactobacillus pentosus BD6 có nhiều hoạt tính kháng khuẩn chống lại tất cả các mầm bệnh được thử nghiệm. Sau 24 giờ ủ, vùng ức chế lớn nhất được ghi nhận ở V. vulnificus (2,8 ± 0,12 cm), và vùng hẹp nhất được tìm thấy ở Streptococcus sp. (1,7 ± 0,06 cm).

Bảng 3 Sự ức chế tăng trưởng của các mầm bệnh thủy sinh khác nhau nhờ chất nổi trên bề mặt của Lactobacillus pentosus BD6. Kết quả được trình bày dưới dạng đường kính vùng ức chế tính bằng cm. Đường kính đĩa là 6 mm.

3.2. Hiệu suất tăng trưởng

Hiệu suất tăng trưởng của tôm được cho ăn trong 60 ngày khẩu phần ăn thử nghiệm có chứa men vi sinh Lactobacillus pentosus BD6 khác nhau từ 107−10 cfu/ kg được thể hiện trong Bảng 4. Không có sự khác biệt đáng kể về tỷ lệ sống của tôm giữa các nghiệm thức được phát hiện trong thử nghiệm cho ăn 60 ngày. Lactobacillus pentosus BD6 đã đẩy nhanh tốc độ tăng trưởng của tôm. Tôm được nuôi bằng khẩu phần ăn có chứa men vi sinh ở mức 109-10 cfu/ kg trong 60 ngày có trọng lượng cuối cùng, SGR và PWG cao hơn đáng kể so với tôm được nuôi bằng khẩu phần ăn đối chứng và khẩu phần ăn có chứa men vi sinh ở mức 109-10 cfu/ kg lên tới 108 cfu/ kg. Tương tự, FE được cải thiện đáng kể ở nhóm được điều trị bằng 109−10 cfu/ kg men vi sinh khi so sánh với nhóm đối chứng và 107−8 cfu/ kg men vi sinh.

Bảng 4 Hiệu suất tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng (trọng lượng ban đầu trung bình: 1,57 ± 0,05 g) sau khi được cho ăn các khẩu phần ăn thử nghiệm khác nhau trong 60 ngày. Giá trị có nghĩa là ± S.E. từ ba lần lặp lại của tôm (n = 3). Trong các hàng, các giá trị theo sau bởi các chữ cái khác nhau khác nhau đáng kể (p < 0,05, ANOVA một chiều, thử nghiệm đa phạm vi của Duncan).

WG: tăng trọng; SGR: tốc độ tăng trưởng cụ thể; FE: hiệu quả sử dụng thức ăn; và PWG: phần trăm tăng trọng.

3.3. Thử nghiệm cảm nhiễm

Tỷ lệ chết tích lũy của tôm bị nhiễm V. alginolyticus được thể hiện trong Hình 1A. Tất cả tôm đối chứng đều sống. Ngược lại, tôm chết sau 12 giờ cảm nhiễm ngoại trừ tôm được cho ăn bằng khẩu phần ăn có chứa men vi sinh ở mức 1010 cfu /kg. Sau 24 giờ cảm nhiễm, cái chết xảy ra ở tất cả các nhóm cảm nhiễm. Khi kết thúc cảm nhiễm, tỷ lệ chết tích lũy của tôm được cho ăn khẩu phần ăn có chứa men vi sinh ở mức 1010 cfu /kg đã giảm đáng kể so với tôm ở nhóm đối chứng và các nhóm chế phẩm sinh học khác ngoại trừ tôm được cho ăn khẩu phần ăn có chứa men vi sinh ở mức 109 cfu /kg (Hình 1A). Tỷ lệ chết tích lũy của tôm khi được cảm nhiễm bằng miệng với V. parahaemolyticus và được cho ăn bằng khẩu phần ăn probiotic đồng thời được thể hiện trong Hình 1B. Không có tôm nào chết trong nhóm đối chứng không bị phản đối trong quá trình thử nghiệm. Tỷ lệ tôm chết trong nghiệm thức thấp hơn đáng kể so với tôm đối chứng (Hình 1B).

Hình 1. (A) Tỷ lệ chết tích lũy (%) của tôm được cho ăn các khẩu phần ăn thử nghiệm khác nhau trong 60 ngày và sau đó được tiêm mầm bệnh Vibrio alginolyticus trong 96 giờ. Dữ liệu (trung bình ± S.E.) từ các nhóm tôm (n = 30) vào cuối thí nghiệm với các chữ cái khác nhau có sự khác biệt đáng kể giữa hoặc giữa các nghiệm thức (p < 0,05). (B) Tỷ lệ chết tích lũy của tôm được cho ăn đồng thời men vi sinh và mầm bệnh V. parahemolyticus và sau đó được cho ăn khẩu phần ăn chứa men vi sinh (1010 cfu /kg) trong 7 ngày. Dữ liệu (trung bình ± S.E.) từ các nhóm tôm (n = 30) khi kết thúc thí nghiệm với ngôi sao khác biệt đáng kể so với nhóm đối chứng (p < 0,05).

3.4. Phản ứng miễn dịch

Phản ứng miễn dịch của tôm được nuôi bằng khẩu phần ăn thử nghiệm trong 60 ngày được thể hiện trong Bảng 5. Không tìm thấy sự khác biệt đáng kể nào về hoạt động THC, RB và SOD. Tôm được nuôi bằng chế phẩm sinh học với liều 109−10 cfu/ kg có hoạt tính PO tăng đáng kể so với tôm được nuôi bằng khẩu phần ăn đối chứng, trong khi không có sự khác biệt đáng kể so với tôm được cho ăn khẩu phần ăn chứa men vi sinh khác (107−8 cfu/ kg). Tôm ăn Lactobacillus pentosus BD6 (108−10 cfu/ kg) có thể tăng cường hoạt động LYS của chúng so với khẩu phần đối chứng và khẩu phần probiotic 107 cfu /kg. PA cũng được tìm thấy cao đáng kể ở tôm được nuôi bằng khẩu phần ăn có chứa men vi sinh ở mức 108-10 cfu/kg so với tôm được nuôi bằng khẩu phần ăn đối chứng. Tuy nhiên, không có sự khác biệt đáng kể về PA được tìm thấy ở tôm được điều trị bằng men vi sinh.

Bảng 5 Các thông số miễn dịch của tôm thẻ chân trắng sau khi được cho ăn với các khẩu phần ăn thử nghiệm khác nhau trong 60 ngày. Các kết quả đại diện cho giá trị trung bình (±S.E.) của 6 con tôm/nghiên cứu. Trong các hàng, các giá trị theo sau bởi các chữ cái khác nhau khác nhau đáng kể (p < 0,05, ANOVA một chiều, thử nghiệm đa phạm vi của Duncan).

THC: tổng số lượng tế bào máu; PO: phenoloxydase; RB: các cơn hô hấp; SOD: superoxide oxydase; LYS: lysozyme; và PA: hoạt động thực bào.

3.5. Các gen liên quan đến miễn dịch

Sau khi ăn Lactobacillus pentosus BD6 được thu nhận, biểu hiện các gen liên quan đến miễn dịch ở tôm được thể hiện ở Bảng 6. ProPO I trong tế bào máu của tôm được nuôi bằng men vi sinh ở nồng độ 1010 cfu/ kg tăng đáng kể so với tôm được cho ăn với thức ăn đối chứng và tôm được nuôi bằng khẩu phần ăn có chứa men vi sinh ở mức 107 cfu/ kg. Tuy nhiên, biểu hiện proPO I ở tôm không khác biệt đáng kể giữa các nhóm sử dụng men vi sinh ở mức 108−10 cfu/ kg. Không có sự khác biệt đáng kể được tìm thấy trong các biểu hiện của proPO II, LGBP và PEN4 ở tôm được nuôi bằng khẩu phần ăn thử nghiệm trong 60 ngày.

Bảng 6 Biểu hiện gen liên quan đến miễn dịch của tôm thẻ chân trắng sau khi được cho ăn các khẩu phần ăn thử nghiệm khác nhau trong 60 ngày. Các kết quả đại diện cho giá trị trung bình (±S.E.) của 6 con tôm/lần điều trị. Trong các hàng, các giá trị theo sau bởi các chữ cái khác nhau khác nhau đáng kể (p < 0,05, ANOVA một chiều, thử nghiệm đa phạm vi của Duncan).

ProPO I: prophenoloxidase 1; ProPO II: prophenoloxidase 2; LGBP: lipopolysaccharide và protein gắn với β-1,3-glucan; và PEN4: penaeidin 4.

3.6. Phân tích hệ vi sinh vật đường ruột

Tổng trung bình tổng cộng lần lượt là 411.401 và 383.480 trình tự không dư thừa ở nhóm đối chứng và nhóm lợi khuẩn. Trình tự của các nhóm đối chứng và nhóm lợi khuẩn được nhóm lần lượt thành 1370 và 1406 OTU, với mức giới hạn nhận dạng là 97%. OTU được gán cho 14 ngành, 19 lớp, 39 bộ, 64 họ và 94 chi với tên phân loại (Hình 2). Biểu đồ Venn được sử dụng để xác định các chi cốt lõi và các chi khác nhau ở tôm được nuôi bằng các khẩu phần ăn khác nhau. Các chi cốt lõi trong số các bản sao đối chứng (Hình 3A) và các bản sao probiotic (Hình 3B) lần lượt là 63 và 74. Các mẫu ruột tôm từ cả nhóm đối chứng và nhóm probiotic đều có tổng cộng 58 chi. Trong số tất cả các mẫu ruột, 5 chi và 16 chi lần lượt là duy nhất thuộc nhóm đối chứng và nhóm lợi khuẩn (Hình 3C). Năm chi đại diện trong nhóm đối chứng là Halobacteriovorax, Neptumonas, Candidatus_Campbellbacteria, Fusibacter và Arcobacter, trong khi thuộc nhóm probiotic Coxiella, Halioglobus, Oceanirhabdus, Iamia, Nitrosomonas, Hahella, Hanstruepera, Halodesulfovibrio, Woeseia, Bauldia, Desulfobulbus, Maritalea, Arenibacter, và Vermiphilaceae được xác định.

Hình 2. Xác định phân loại vi sinh vật trong ruột tôm được cho ăn khẩu phần có chứa probiotic Lactobacillus pentosus BD6 hoặc khẩu phần đối chứng.

Hình 3. Phân tích sơ đồ Venn thể hiện số lượng hệ vi sinh vật chung và duy nhất giữa các lần lặp lại của mỗi nhóm (A và B) và giữa khẩu phần ăn probiotic (BD6) hoặc nhóm đối chứng (C).

Phân tích thành phần chính (PCA) cho thấy hệ vi sinh vật đường ruột của tôm được nuôi bằng khẩu phần ăn bổ sung men vi sinh có cấu trúc khác biệt đáng kể so với hệ vi sinh vật đường ruột của tôm được nuôi bằng khẩu phần ăn đối chứng. Ở cấp độ ngành, Proteobacteria vẫn là nhóm vi khuẩn chiếm ưu thế nhất trong cả hai nhóm, nhưng mức độ phong phú của Proteobacteria thấp hơn đáng kể ở nhóm được bổ sung men vi sinh. Tại cấp độ chi, sự phong phú tương đối của các chi vi khuẩn có lợi, chẳng hạn như Lactobacillus và Bacillus, tăng lên đáng kể ở nhóm được bổ sung men vi sinh, trong khi sự phong phú tương đối của các chi vi khuẩn gây bệnh, chẳng hạn như Vibrio và Photobacter, giảm xuống đáng kể.

Hình 4. So sánh PCA ở mức độ chung giữa các vi khuẩn đường ruột của tôm được cho ăn khẩu phần ăn đối chứng (C) hoặc khẩu phần ăn probiotic (BD6).

Hình 5. Sự phong phú về thành phần ở cấp độ ngành trong quần thể vi sinh vật đường ruột của tôm được cho ăn khẩu phần ăn đối chứng (A), hoặc khẩu phần ăn probiotic (BD6) (B).

Hình 6. Sự phong phú của thành phần vi khuẩn ở mức độ chung trong ruột tôm được cho ăn khẩu phần ăn đối chứng, hoặc khẩu phần ăn probiotic (BD6). Các chi được biểu thị bằng các màu khác nhau được hiển thị ở phía bên phải của hình. (Để giải thích các tham chiếu đến màu sắc trong chú giải hình này, người đọc có thể tham khảo phiên bản Web của bài viết này.)

Các sơ đồ vectơ riêng PCA chỉ ra rằng tôm ở nhóm đối chứng có sự tích lũy Vibrio và Photobacter trong đường ruột cao hơn so với tôm ở nhóm dùng men vi sinh. Ngoài ra, sự tích lũy Lactobacillus cao hơn trong đường ruột của tôm được cho ăn khẩu phần ăn probiotic so với tôm được cho ăn khẩu phần ăn đối chứng (Hình 7).

Hình 7. Sơ đồ vectơ riêng PCA của hệ vi sinh vật (A), Lactobacillus (B), và mầm bệnh tiềm ẩn, Vibrio (C) và Photobacter trong ruột tôm được cho ăn khẩu phần ăn đối chứng hoặc khẩu phần ăn probiotic (BD6)

Chỉ số đa dạng alpha, bao gồm các giống quan sát được, độ đồng đều của Pielou (J), chỉ số đa dạng Shannon và độ phong phú loài của Margalef (d), được tính toán để đánh giá tính đa dạng và phong phú của hệ vi sinh vật trong ruột tôm giữa khẩu phần ăn đối chứng và khẩu phần ăn probiotic. Tôm được cho ăn khẩu phần ăn probiotic chứa 85 chi. Số lượng chi (81) thấp hơn một chút được phát hiện trong ruột của tôm đối chứng. Các chi được quan sát, độ đồng đều của Pielou (J), chỉ số đa dạng Shannon và độ phong phú loài của Margalef (d) trong nhóm chế phẩm sinh học cao hơn nhóm đối chứng nhưng không khác biệt đáng kể giữa nhóm đối chứng và nhóm chế phẩm sinh học (Bảng 7).

Bảng 7 α-Đa dạng của hệ vi sinh vật đường ruột của tôm. Các giá trị đại diện cho độ đa dạng trung bình của các lần lặp ba lần trong mỗi nhóm.

4. Thảo luận

Lactobacillus pentosus là một ứng cử viên tiềm năng cho nuôi trồng thủy sản, có khả năng ức chế sự phát triển của mầm bệnh, bao gồm cả Vibrio. Trong một nghiên cứu gần đây, Lactobacillus pentosus BD6 đã được chứng minh là có thể làm giảm nguy cơ mắc bệnh và tỷ lệ chết của tôm nhiễm V. parahaemolyticus. Nó có khả năng ức chế sự phát triển của mầm bệnh bằng cách tạo ra các chất ức chế khác nhau, chẳng hạn như bacteriocin, axit hữu cơ, hydro peroxide, diacetyl, carbon dioxide và peptide kháng khuẩn. Một nghiên cứu gần đây cho thấy Lactobacillus pentosus BD6 có thể ức chế hiệu quả nhiều loại mầm bệnh, bao gồm cả V. parahaemolyticus. Kết quả thử nghiệm cảm nhiễm cho thấy đây là chủng vi khuẩn Lactobacillus pentosus BD6 có thể làm giảm nguy cơ mắc bệnh cho động vật nuôi trồng thủy sản. Ngoài ra, tôm chết tích lũy đồng thời được cho ăn Lactobacillus pentosus BD6 và V. parahaemolyticus thấp hơn đáng kể so với tôm ở nhóm đối chứng. Điều này cho thấy rằng Lactobacillus pentosus BD6 có tiềm năng điều trị làm giảm tỷ lệ chết của tôm nhiễm V. parahaemolyticus. Vì vậy, cần nghiên cứu bổ sung để xác định tiềm năng điều trị của Lactobacillus pentosus BD6 trong tương lai.

Men vi sinh là một phương pháp tiếp cận thân thiện với môi trường, hiệu quả để cải thiện tăng trưởng, khả năng miễn dịch và khả năng kháng bệnh của tôm thẻ chân trắng. Cụ thể, men vi sinh có những tác dụng sau:

  • Thúc đẩy tăng trưởng: Men vi sinh có thể cải thiện quá trình tiêu hóa, hấp thu và đồng hóa các chất dinh dưỡng, dẫn đến tăng trọng lượng, tốc độ tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn của tôm.
  • Cải thiện khả năng kháng bệnh: Men vi sinh có thể giúp tôm tăng cường khả năng miễn dịch, chống lại các tác nhân gây bệnh như Vibrio parahaemolyticus, V. alginolyticus, AHPND,…
  • Cải thiện sức khỏe tổng thể: Men vi sinh có thể giúp tôm khỏe mạnh hơn, ít mắc bệnh hơn.

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng men vi sinh có thể được sử dụng hiệu quả trong nuôi trồng tôm thẻ chân trắng. Các phát hiện báo cáo rằng chế phẩm sinh học có thể góp phần cân bằng nội môi và ngăn chặn sự bùng phát của các loài gây bệnh cơ hội. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy rằng dựa trên PO, LYS và PA, và biểu hiện gen của proPO, sức đề kháng tăng lên của tôm có thể liên quan đến sự điều hòa miễn dịch của men vi sinh Lactobacillus pentosus BD6.

Hệ thống miễn dịch bẩm sinh đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ tôm khỏi các tác nhân gây bệnh. Một số thông số, chẳng hạn như tổng số lượng tế bào máu, hoạt động PO, hoạt động LYS, hoạt động PA và biểu hiện gen proPO, có thể được sử dụng để đánh giá tình trạng sức khỏe của tôm. Trong nghiên cứu này, kết quả cho thấy tôm sau khi được bổ sung men vi sinh (1010 cfu /kg) trong 60 ngày đã tăng đáng kể hoạt động PO, hoạt động LYS và PA, cũng như các biểu hiện gen proPO I. Nhờ đó, tôm có khả năng kháng bệnh tốt hơn trước tình trạng nhiễm Vibrio. Hoạt động LYS và PA là hai yếu tố quan trọng giúp tôm chống lại các tác nhân gây bệnh. Men vi sinh có thể giúp tăng cường hoạt động LYS và PA của tôm. Do đó, tôm được nuôi bằng men vi sinh đã tăng PA do sự điều hòa tăng lên do hệ thống LYS hoặc proPO tăng lên.

Men vi sinh Lactobacillus pentosus BD6 có thể tăng cường hoạt động PO, hoạt động LYS và hoạt động PA của tế bào máu tôm, giúp tôm chống lại các tác nhân gây bệnh. Men vi sinh Lactobacillus pentosus BD6 có thể sản xuất các hợp chất kháng khuẩn, cạnh tranh các chất dinh dưỡng và vị trí gắn kết với vi khuẩn gây bệnh, từ đó ức chế sự phát triển của các vi khuẩn này. Men vi sinh Lactobacillus pentosus BD6 có thể làm tăng số lượng vi khuẩn có lợi, chẳng hạn như Lactobacillus và Bacillus, trong đường ruột của tôm. Đồng thời, nó có thể làm giảm số lượng vi khuẩn gây bệnh, chẳng hạn như Vibrio, Photobacter và Candidatus_Bacilloplasma.

Trong nghiên cứu này, Men vi sinh Lactobacillus pentosus BD6 là một giải pháp hiệu quả để cải thiện khả năng kháng bệnh của tôm thẻ chân trắng. Men vi sinh này có thể được sử dụng để giảm tỷ lệ chết của tôm nhiễm mầm bệnh Vibrio, tăng hiệu suất tăng trưởng và tăng cường khả năng miễn dịch của tôm. Dựa trên kết quả về hiệu suất tăng trưởng và tình trạng sức khỏe, 1010 cfu /kg được khuyến nghị mạnh mẽ trong khẩu phần ăn của tôm.

Theo Shieh-Tsung Chiu, Tah-Wei Chu, Tohap Simangunsong, Rolissa Ballantyne, Chiu-Shia Chiu, Chun-Hung Liu

Nguồn: https://www.academia.edu/106466370/Probiotic_Lactobacillus_pentosus_BD6_boost_the_growth_and_health_status_of_white_shrimp_Litopenaeus_vannamei_via_oral_administration

Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Bình Minh Capital

Xem thêm:

You cannot copy content of this page