Do đó, các biện pháp phòng ngừa và kiểm soát dịch bệnh không chỉ tập trung vào việc duy trì môi trường an toàn sinh học mà phải dựa trên phương pháp tiếp cận toàn diện, cùng với các biện pháp khác, đảm bảo dinh dưỡng đầy đủ và sức khỏe tốt của tôm và duy trì chất lượng nước tối ưu.
Sản xuất tôm trong hệ thống biofloc làm tăng khả năng sử dụng thức ăn, tốc độ tăng trưởng và tỷ lệ sống. Biofloc cũng có thể hoạt động như một chất kích thích miễn dịch để tăng cường hệ thống miễn dịch bẩm sinh của tôm và bảo vệ chống lại các mầm bệnh do vi sinh vật gây ra, bao gồm cả V. parahaemolyticus gây AHPND. Biofloc có thể làm giảm tác động của thách thức AHPND V. parahaemolyticus; tuy nhiên, tiềm năng bảo vệ của nó phụ thuộc vào các thông số hoạt động của hệ thống biofloc. Trong bối cảnh này, cần hiểu rõ hơn về các cơ chế bảo vệ của môi trường biofloc và phát triển một hệ thống biofloc có thể giúp kiểm soát nhiễm AHPND trong nuôi tôm.
Dựa trên những quan sát về sự chuyển đổi kiểu hình của V. parahaemolyticus (sự thay đổi hoặc chuyển đổi giữa nhiều hình thái tế bào) trong điều kiện môi trường bị thay đổi và kết quả được các nhà nghiên cứu khác báo cáo về tiềm năng bảo vệ của hệ thống biofloc chống lại V. parahaemolyticus gây AHPND, chúng tôi đã đưa ra giả thuyết rằng một môi trường biofloc liên quan đến việc thiết lập tình trạng kiểu hình của V. parahaemolyticus gây AHPND trong cả điều kiện in vitro và in vivo, do đó làm thay đổi độc lực của nó. Chúng tôi đã kiểm tra giả thuyết này bằng cách sử dụng mô hình dựa trên biofloc cho V. parahaemolyticus và hậu ấu trùng tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương (Litopenaeus vannamei), hoặc PLs.
Bài báo này - được điều chỉnh và tóm tắt từ bản gốc (Kumar V, Wille M, Lourenço TM và Bossier P. 2020. Khả năng sống sót tăng cường dựa trên Biofloc của Litopenaeus vannamei khi thử thách Vibrio parahaemolyticus gây AHPND được giảm biểu hiện các gien độc lực của nó. Front. Microbiol. 11: 1270. Doi: 10.3389 / fmicb.2020.01270) - báo cáo về một nghiên cứu đánh giá tiềm năng của môi trường biofloc trong việc thay đổi độc lực của dòng V. parahaemolyticus gây AHPND trên tôm thẻ L. vannamei PL.
Thiết lập nghiên cứu
Các thí nghiệm được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Trung tâm Tham khảo Nuôi trồng Thủy sản & Artemia, Đại học Ghent, Bỉ, sử dụng bể thủy tinh 20 lít chứa đầy nước biển (độ mặn 30 gam/lít) làm đơn vị nuôi thử nghiệm. Quang kỳ được duy trì với chế độ 12 giờ ánh sáng và 12 giờ bóng tối, và nhiệt độ nước được duy trì ở 27,5 đến 28,5 độ C trong phòng nhiệt độ được kiểm soát.
L. vannamei PLs (trọng lượng cơ thể trung bình ban đầu (0,31 ± 0,02 gam) từ nhà cung cấp thương mại (Hệ thống Cải tiến Tôm, SIS, Florida, Hoa Kỳ) - trước đó đã được điều hòa và thích nghi với điều kiện thí nghiệm trong một tuần - được phân phối ngẫu nhiên trong các bể nuôi với mật độ 30 con/bể (366 con/mét vuông). Tất cả tôm được cho ăn bốn lần mỗi ngày với chế độ ăn viên thương mại (CreveTec Grower 2, Bỉ) với 35% protein thô và 10% mỡ thô trong 28 ngày. Lượng cho ăn được ước tính dựa trên 7% trọng lượng cơ thể ướt của động vật mỗi ngày và lượng thức ăn hàng ngày được điều chỉnh theo sinh khối trong bể.
Để phát triển biofloc, nuôi cấy khởi động biofloc từ một hệ thống lọc sinh học đã được thiết lập đã được sử dụng để làm giống cho các bể xử lý và kiểm soát. Trong thời gian thử nghiệm 28 ngày, glucose (nguồn carbon) được bổ sung hàng ngày để hỗ trợ biofloc trong nhóm thử nghiệm. 60% nước nuôi ở nhóm đối chứng được thay nước hàng ngày, trong khi ở nhóm đối chứng, nước biển được bổ sung thường xuyên chỉ để bù lại lượng nước bị mất do bay hơi.
Để xác định tác dụng bảo vệ của biofloc đối với tôm thẻ chân trắng L. vannamei, một khảo nghiệm thử thách đã được thực hiện với bốn nhóm tôm riêng biệt. Tôm giống được nuôi trong hệ thống biofloc hoặc hệ thống nước trong trong 28 ngày và sau đó được chuyển sang các thùng nhựa 2 lít. Trong nhóm thứ nhất và thứ hai, 30 con tôm giống từ nhóm kiểm soát nước trong đã được thu thập và nhóm 5 con tôm giống mỗi lần lặp lại được chuyển vào thùng nhựa 2 lít chứa đầy 1 lít nước biển trong (SW) hoặc 1 lít nước biofloc (BFW). Tương tự, ở nhóm thứ ba và thứ tư, 30 con tôm giống được thu thập từ hệ thống biofloc được chuyển vào các thùng nhựa 2 lít và chứa đầy nhiệt 1 lít SW hoặc BFW. Tất cả các thùng chứa đều có sục khí và được duy trì ở 27,5 đến 28,5 độ C trong phòng nhiệt độ được kiểm soát.
 |
 |
Sau khi bổ sung BFW, PLs được thử thách bằng cách ngâm với chủng V. parahaemolyticusM0904 ở mật độ 106 tế bào/ml. Tỷ lệ sống của tôm PL được ghi nhận ở 12, 24, 36 và 48 giờ sau khi bổ sung mầm bệnh. Các PL không bị thử thách với V. parahaemolyticus được duy trì ở dạng đối chứng âm tính.
Kết quả và thảo luận
Kết quả của nghiên cứu này đã chứng minh rằng một hệ thống biofloc được duy trì ở tỷ lệ cacbon-nitơ 15:1 giúp tăng cường sự sống sót của L. vannamei khi thử thách với dòng V. parahaemolyticus AHPND. Những kết quả này nhấn mạnh rằng trong hệ thống biofloc, V. parahaemolyticus gây ra AHPND có thể chuyển từ kiểu hình sống tự do, độc lực, phù du sang kiểu hình không có độc lực, màng sinh học, được chứng minh bằng sự giảm phiên mã của một số gien, bao gồm cả những gien liên quan đến sự sản sinh độc tố và sự biểu hiện gia tăng của gien chuyển kiểu hình trong cả điều kiện in vitro và in vivo. Chủng AHPND V. parahaemolyticus được đánh giá chuyển sang kiểu hình cũng ít độc lực hơn đối với các loài tôm. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng biofloc kích thích khả năng miễn dịch bẩm sinh và giảm tác động của thách thức AHPND V. parahaemolyticus ở tôm.
Hệ thống biofloc đã cải thiện đáng kể năng suất sinh trưởng và khả năng chống chịu với chủng V. parahaemolyticus gây AHPND của L. vannamei PLs. Hệ thống biofloc thường được hình thành do sự kết hợp của vi sinh vật, vi tảo, các phần tử hữu cơ hoặc chất rắn từ thức ăn thừa. Đối với tôm trong hệ thống biofloc, lượng kết tủa keo tụ flocs tiêu thụ có thể chiếm tới 29% lượng thức ăn hàng ngày. Do đó, biofloc được tiêu thụ có thể điều chỉnh về mặt dinh dưỡng đối với tình trạng sức khỏe của tôm, dẫn đến cải thiện hiệu suất tăng trưởng và tăng khả năng bảo vệ chống lại chủng V. parahaemolyticus AHPND được thử nghiệm.
Căng thẳng tuyệt đối hoặc sự di chuyển của vi khuẩn là một yếu tố quan trọng điều chỉnh sự phát triển của vi khuẩn, ở dạng sinh vật phù du sống tự do hoặc trong các cộng đồng như màng sinh học. Do đó, để hiểu rõ hơn về tình trạng kiểu hình V. parahaemolyticus trong hệ thống biofloc, chúng tôi đã sử dụng kỹ thuật qPCR [một phản ứng chuỗi polymerase thời gian thực, còn được gọi là phản ứng chuỗi polymerase định lượng (qPCR), một kỹ thuật phòng thí nghiệm sinh học phân tử dựa trên phản ứng chuỗi polymerase, PCR giám sát sự khuếch đại của phân tử AND mục tiêu trong quá trình PCR, không phải ở phần cuối của nó, như trong PCR thông thường] để đánh giá biểu hiện thời gian trong ống nghiệm của các gien khác nhau, bao gồm cả các gien độc lực VPAHPND. Kết quả chỉ ra rằng sự biểu hiện của một số gien đã giảm đáng kể trong nhóm biofloc khi so sánh với nhóm SW đối chứng.
Do có mối tương quan giữa khả năng vận động của trùng roi (bào quan dạng sợi xoắn được vi khuẩn sử dụng để di chuyển) và độc lực của mầm bệnh vi khuẩn, sự điều hòa theo thời gian (quá trình tế bào giảm số lượng thành phần tế bào, chẳng hạn như ARN hoặc protein, để đáp ứng đối với một kích thích bên ngoài) của các gien di động trùng roi ở V. parahaemolyticus cho thấy sự giảm độc lực của nó trong điều kiện biofloc.
Ngoài ra, quá trình phiên mã (quá trình sao chép một đoạn ADN thành ARN) của các gien khác, bao gồm PirBVP (chịu trách nhiệm tạo ra độc tố PirBVP của AHPND) và những gien khác làm trung gian độc lực của V. parahaemolyticus cũng được điều chỉnh giảm đáng kể ở nhóm biofloc, so với với nhóm SW kiểm soát. Những kết quả này cho thấy V. parahaemolyticus trong hệ thống biofloc chuyển sang kiểu hình không độc lực, như được suy ra từ sự biểu hiện gia tăng của gien đánh dấu chuyển kiểu hình, đồng thời với sự giảm biểu hiện của tính di động liên quan đến trùng roi và các gien độc lực khác.
 |
 |
Gan tụy tôm (HP) được coi là mô đích chính của vi khuẩn AHPND, và chúng tôi đã sử dụng nó để nghiên cứu ảnh hưởng in vivo của việc bổ sung biofloc lên tình trạng kiểu hình và độc lực của vi khuẩn AHPND. Kết quả cho thấy trong nhóm đối chứng, nhóm SW, V. parahaemolyticus sản sinh độc tố AHPND trong gan tụy, và do đó dường như áp dụng phương thức sinh trưởng phù du. Tuy nhiên, ở nhóm xử lý biofloc, sự biểu hiện của các gien di động và độc tố trong gan tụy được điều chỉnh giảm đáng kể.
Nhìn chung, kết quả của chúng tôi cho thấy rằng biofloc thực sự gây ra chuyển đổi kiểu hình ở V. parahaemolyticus ở cả điều kiện in vitro và in vivo, dẫn đến tăng sức đề kháng của L. vannamei đối với chủng V. parahaemolyticus AHPND được thử nghiệm.
Triển vọng
Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cung cấp cái nhìn mới về hoạt động bảo vệ của hệ thống biofloc chống lại chủng V. parahaemolyticus AHPND. Những kết quả này cho thấy rằng hiệu quả bảo vệ của hệ thống biofloc ít nhất một phần nhờ sự chuyển đổi kiểu hình trong đó V. parahaemolyticus gây AHPND có thể chuyển sang kiểu hình màng sinh học không độc lực.
Khả năng của hệ thống biofloc trong việc tăng cường chất lượng nước, hiệu suất tăng trưởng và khả năng đề kháng của L. vannamei chống lại chủng V. parahaemolyticus AHPND đã được thử nghiệm làm cho nó trở thành một công nghệ nuôi trồng thủy sản mạnh có giá trị để ngăn ngừa nhiễm vi sinh vật, bao gồm cả AHPND và hỗ trợ tăng sản xuất tôm mật độ cao ít hoặc không thay nước.
HNN (Theo GAA)