Facebook 
Youtube PGS.TS. Phạm Thị Tuyết Ngân - Khoa Thủy sản - Đại học Cần Thơ
Giới thiệu
Trong bốn thập kỷ qua, ngành nuôi trồng thủy sản đã phát triển nhanh chóng. Tuy nhiên, ô nhiễm hữu cơ và dịch bệnh đã trở thành một vấn đề cấp bách. Kháng sinh đã được sử dụng như một chiến lược kiểm soát bệnh truyền thống để hạn chế bệnh do vi khuẩn. Tuy nhiên, việc sử dụng kháng sinh gây ra dư lượng thuốc và sự kháng kháng sinh (Wattset al. 2017, trích dẫn bởi Zhou et al. 2018).
Để phát triển bền vững ngành nuôi trồng thủy sản, cần có các chiến lược mới để kiểm soát các chất ô nhiễm và nhiễm khuẩn. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng probiotic thay thế kháng sinh giúp nuôi trồng thủy sản bền vững (Hossainet al. 2017, trích dẫn bởi Zhou et al. 2018). Probiotic có thể tăng cường khả năng chịu stress và đáp ứng miễn dịch, cũng như cải thiện tiêu hóa thức ăn và chất lượng nước ao trong nuôi trồng thủy sản. Các cơ chế của Probiotic bao gồm sản xuất các hợp chất đối kháng ức chế mầm bệnh, cạnh tranh với vi khuẩn gây bệnh về các chất dinh dưỡng thiết yếu, năng lượng và các vị trí gắn kết, kích thích hệ thống miễn dịch của vật chủ và cải thiện chất lượng nước.
Một số vi khuẩn Bacillus sp. có thể tạo ra các chất kháng khuẩn lấn át vi khuẩn gây bệnh cho cá và kích thích phản ứng miễn dịch của cá (Banerjeeet al. 2017).
Một báo cáo cho thấy vi khuẩn B. subtilis E20 có thể sản xuất các peptide kháng khuẩn hiệu quả hạn chế Vibrio alginolyticus và V. parahaemolyticus (Cheng et al. 2017 trích dẫn bởi Zhouet al. 2018). Vi khuẩn B. amyloliquefaciens FPTB16 có thể tăng cường khả năng miễn dịch của cá chép Ấn độ Catla (Singhet al. 2017, trích dẫn bởi Zhouet al. 2018).
Do đó, bài viết dưới đây sẽ lược trích một số kết quả nghiên cứu tìm ra được các chủng vi có khả năng đối kháng một số vi khuẩn gây bệnh trên tôm, cá nhằm ứng dụng trong NTTS.
Ứng dụng vi khuẩn Bacillus spp. kiểm soát vi khuẩn gây bệnh trên tôm
Vi khuẩn Bacillus phân bố rộng rãi trong tự nhiên, nó là loài vi khuẩn hữu ích được sử dụng trong nông nghiệp và công nghiệp. Nhiều loài Bacillus đã được chứng minh là an toàn ở người và được sử dụng làm chủng lên men để sản xuất thực phẩm hoặc làm men vi sinh để tiêu thụ. Việc sử dụng một số chủng Bacillus phân lập làm tác nhân kiểm soát sinh học cũng được báo cáo trong các nghiên cứu trước đây, điều này cho thấy vi khuẩn thuộc Bacillus phải là nguồn cung cấp men vi sinh tiềm năng. Để phát triển các sản phẩm có thể kiểm soát một số loài vi khuẩn gây bệnh (V. parahaemolyticus) bằng biện pháp sinh học, Mengfan et al. (2019) đã phân lập một số chủng vi khuẩn sản sinh kháng sinh từ các ao nuôi tôm. Một trong những chủng phân lập được gọi tắt là chủng G thể hiện hoạt tính kháng lại nhiều loài thuộc giống Vibrio gây bệnh cho cá. Ngoài ra vi khuẩn Bacillus spp. cũng đã được sử dụng để kiểm soát các bệnh gây ra bởi vi khuẩn ảnh hưởng đến tôm nuôi, mang lại hiệu quả có lợi bằng cách thay đổi cân bằng hệ vi sinh vật và cải thiện các chỉ số kỹ thuật ao nuôi.
Vi khuẩn Bacillus spp.
Một nghiên cứu đánh giá hiệu quả của chế độ ăn có bổ sung B. cereus trên tôm thẻ giống trong qui mô phòng thí nghiệm đã được thực hiện với 6 thử nghiệm: đối chứng (T1); bổ sung B. cereus (T2); V. parahaemolyticus (VP) (T3); B. cereus + VP (T4); V. alginolyticus (VA) (T5) và B.cereus + VA (T6). Kết quả cho thấy không có sự khác biệt đáng kể (p> 0,05) về tỷ lệ sống giữa các nghiệm thức. Tuy nhiên các nghiệm thức có bổ sung vi khuẩn gây bệnh và không bổ sung vi khuẩn hữu ích B. cereus thì tăng trọng tôm thấp hơn. Ngoài ra B. cereus xâm nhập và chiếm ưu thế trong đường ruột trong tôm ở các nghiệm thức có bổ sung Probiotic khác nhau có ý nghĩa thống kê (p <0,05). Nghiệm thức bổ sung vi khuẩn B. cereus có mật độ vi khuẩn gây bệnh giảm rõ rệt (p<0.05). Vì vậy nuôi tôm bổ sung chế phẩm sinh học sẽ làm giảm mật độ vi khuẩn gây bệnh so với không sử dụng chế phẩm sinh học (p <0,05). Tôm nuôi không tổn thương mô bệnh học nếu sử dụng vi khuẩn hữu ích. Như vậy B. cereus phân lập từ hệ tiêu hóa của tôm thẻ có thể bổ sung và chiếm ưu thế được trong đường ruột tôm thí nghiệm và giảm mầm bệnh V. parahaemolyticus và V. alginolyticus trong môi trường và trong tôm nuôi.
Bổ sung chế phẩm sinh học sẽ làm giảm mật độ vi khuẩn gây bệnh
Bổ sung vi khuẩn Bacillus thuringiensis G5-8-3T02 trên tôm sú cũng đem lại kết quả tốt về tăng trọng lượng và chiều dài của tôm thí nghiệm. Các thông số chất lượng nước cũng ở mức tối ưu trong suốt thời gian nuôi. Đặc biệt B. thuringiensis bản địa G5-8-3T02 có thể kháng lại vi khuẩn Vibrio mimicus trong quá trình nuôi (Anyanwu và Ariole, 2019).
Tác giả Nguyễn Văn Duy và Du Thi Luu (2011) đã chọn 18 chủng Bacillus và 6 chủng Vibrio để thử nghiệm đối kháng với 2 chủng V. parahaemolyticus gây bệnh. Kết quả đã xác nhận hoạt tính đối kháng mạnh của 4 chủng Bacillus với tất cả 8 chủng Vibrio. Do vậy Bacillus có thể sử dụng kiểm soát Vibrio trong nuôi trồng hải sản.
Ứng dụng vi khuẩn Bacillus spp. kiểm soát vi khuẩn gây bệnh trên cá biển
Vibrio gây bệnh là một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến sự phát triển nuôi trồng thủy sản, trong đó có cá nuôi. Trong một nghiên cứu của Mengfan et al. (2019), 9 chủng vi khuẩn đã được phân lập có hoạt tính kháng vi khuẩn V. parahaemolyticus Vp1 gây bệnh đã được chọn làm thử nghiệm. Chủng Bacillus (G) có hoạt tính kháng khuẩn và không tán huyết, đã được chọn để thử nghiệm trong 9 chủng phân lập có đặc tính kháng V. parahaemolyticus Vp1 có nguồn gốc từ ao tôm. Kết quả phân tích sinh hóa và định danh bằng trình tự 16S rRNA, chủng G được định danh là Bacillus licheniformis. Tiếp theo nghiên cứu đánh giá tác dụng đối kháng in vitro và in vivo của chủng G đối với Vibrio cũng cho thấy chủng G kháng Vibrio fluvialis FX-2, V. parahaemolyticus K và V. parahaemolyticus Vp1 in vitro. Đường kính ức chế của chủng G kháng Vibrio spp. dao động từ 16 đến 20 mm trên Nutrient Agar. Trong điều kiện in vivo, chủng G không gây độc đối với cá ngựa vằn và kháng hiệu quả V. parahaemolyticus Vp1. Tỷ lệ sống sót của cá là 100% ở sau khi ngâm cá với vi khuẩn G ở mật độ 5,6 × 1010 CFU/ml trong 96 giờ. Tỉ lệ cá chết giảm đáng kể (P <0,001) khi bổ sung vi khuẩn G với mật độ 1,5×108 CFU/mL hoặc 1,5×107 CFU/mL trước khi cảm nhiễm với V.parahaemolyticus trong thử nghiệm nuôi cá ngựa vằn.
Một nghiên cứu khác của Zidour et al. (2017) cũng đã phân lập được 5 chủng vi khuẩn, định danh là Bacillus pumilus (18 COPS, 35A COPS, 35R COPS, 38 COPS, và 40A COPS), có khả năng kháng vi khuẩn gây bệnh trên cá bao gồm vi khuẩn Vibrio alginolyticus, V. anguillarum, Listeria monocytogenesvà Staphylococcus aureus.
Ứng dụng vi khuẩn Bacillus spp. kiểm soát vi khuẩn gây bệnh trên cá nước ngọt
Hiệu quả kháng vi khuẩn Gram âm (Aeromonas hydrophila KJ459001 (CAHHI), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 35072), Edwardsiella tarda JX280148 (CETMTI), Vibrio parahaemolyticus JF966211 (CPVP7) Flavobacterium columnare KF051085 (CFCCO41)) và Gram dương (Staphylococcus aureus (ATCC6538)) của B. subtilis AN11 cũng đã được nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu này cho thấy B. subtilis AN11 kháng tất cả các vi khuẩn đã đề cập sau 96h cảm nhiễm (Das et al. 2019).
Một nghiên cứu khác của nhóm tác giả Hồ Thị Trường Thy và ctv. (2011) ở Viện NCNTTS2 đã cho kết quả như sau: chủng vi khuẩn B. subtilis B 20.1 đã được chọn phát triển tốt nhất và đối kháng mạnh nhất trong điều kiện pH=6, nồng độ muối 3%, nhiệt độ 35oC; có khả năng chịu pH thấp (2 và 3) ở dạ dày và nồng độ muối mật 2%; có khả năng sinh các loại enzyme; có khả năng phân hủy phân tử tín hiệu HHL trong quá trình quorum sensing của vi khuẩn; và cạnh tranh sinh dưỡng mạnh mẽ cũng như ức chế sự phát triển của Ewardseilla ictaluri phòng bệnh gan thận mủ trên cá tra.
Như vậy, hầu hết các nghiên cứu đã chứng minh rằng một số loài vi khuẩn Bacillus được phân lập từ nhiều môi trường khác nhau có thể kiểm soát được sự phát triển của một số loài vi khuẩn gây bệnh trên tôm cá trong điều kiện phòng thí nghiệm. Các loài này đã được các tác giả đề xuất có thể sử dụng để làm chế phẩm vi sinh nhằm ứng dụng rộng rải trong điều kiện ngoài ao nuôi góp phần nuôi trồng thủy sản bền vững.
Bài viết đã được UV-Việt Nam mua tác quyền từ tác giả. Bất cứ hình thức sao chép nào đều phải có trích dẫn nguồn từ UV-Việt Nam.
---anh-bia-01-3867.png)
