49 Khoa học Nông nghiệp / Thủy sản 64(7) 7 2022 Đặt vấn đề Tôm biển, đặc biệt là tôm Sú chiếm tỷ trọng lớn trong ngành nuôi trồng giáp xác [1] Tuy nhiên, những năm gần đây dịch bệnh trên tôm xuất hiệ[.]
Khoa học Nông nghiệp / Thủy sản DOI: 10.31276/VJST.64(7).49-53 Nghiên cứu ảnh hưởng hợp chất cao phân tử ngoại bào từ vi khuẩn lactic lên đáp ứng miễn dịch tôm Sú (Penaeus monodon) Trương Tiến Công1*, Nguyễn Minh Chơn1, Nguyễn Hữu Thanh2, Nguyễn Phú Thọ2, Trịnh Thị Lan2, Nguyễn Hữu Yến Nhi2, Nguyễn Thị Thúy Hằng2 Viện Nghiên cứu Phát triển Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ Trường Đại học An Giang, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Ngày nhận 25/10/2021; ngày chuyển phản biện 28/10/2021; ngày nhận phản biện 7/12/2021; ngày chấp nhận đăng 10/12/2021 Tóm tắt: Các hợp chất cao phân tử ngoại bào (EPS - Extracellular polymeric substances) biết đến hợp chất có khả prebiotic để thúc đẩy phát triển vi khuẩn có lợi đường ruột người động vật Để chứng minh tiềm prebiotic EPS sản xuất từ vi khuẩn lactic, Lactobacillus plantarum Bifidobacterium bifidum, nghiên cứu đánh gia ảnh hưởng vi khuẩn với đáp ứng miễn dịch tôm lây nhiễm với vi khuẩn gây bệnh Vibrio parahaemolyticus Kết cho thấy, phần ăn có bổ sung loại EPS khác kích thích miễn dịch tơm Sú bệnh hoại tử gan tụy cấp (AHPND - Acute hepatopancreatic necrosis disease), hay gọi hội chứng chết sớm (EMS - Early mortality syndrome) tôm vi khuẩn V parahaemolyticus gây Việc bổ sung EPS vào thức ăn tôm làm tăng đáng kể tổng số lượng bạch cầu, hoạt tính suy hơ hấp cấp, hoạt tính phenoloxidase (PO) superoxide dismutase Kết nghiên cứu cho thấy, EPS vi khuẩn lactic sản xuất thể tiềm prebiotic, trở thành giải pháp thay việc sử dụng kháng sinh nuôi tôm nhằm gây ức chế phát triển mầm bệnh Từ khóa: Bifidobacterium bifidum, lactic, Lactobacillus plantarum, prebiotic, tôm Sú, Vibrio parahaemolyticus Chỉ số phân loại: 4.5 Đặt vấn đề Vật liệu phương pháp nghiên cứu Tôm biển, đặc biệt tôm Sú chiếm tỷ trọng lớn ngành nuôi trồng giáp xác [1] Tuy nhiên, năm gần dịch bệnh tôm xuất bùng phát ngày nghiêm trọng gây thiệt hại lớn kinh tế cho ngành nuôi tôm [2] Các EPS vi khuẩn với thành phần polysaccharide sử dụng chất thay tự nhiên cho thuốc kháng sinh lợi ích sức khỏe mà mang lại [3] Prebiotic thành phần khơng tiêu hóa có tác dụng thúc đẩy phát triển vi khuẩn đường ruột cách có chọn lọc có khả kích thích hệ thống miễn dịch động vật thủy sản [4] Prebiotic lên men vi khuẩn lactic tạo chất chuyển hóa khác axit béo mạch ngắn với hoạt động chống viêm điều hòa miễn dịch [5] Như vậy, EPS vi khuẩn lactic sản xuất có tiềm prebiotic [6] sử dụng cho ni tơm Sản xuất EPS vi khuẩn lactic kích thích điều kiện căng thẳng gây sốc môi trường khác phản ứng bảo vệ tế bào, tăng cường hình thành màng sinh học xung quanh tế bào [7] EPS vi khuẩn lactic thể hoạt tính sinh học đặc trưng khả chống ơxy hóa, kháng vi-rút, chống ung thư, chống viêm điều hòa miễn dịch [8] Với tiềm prebiotic EPS, nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng phần ăn chứa loại EPS sản xuất vi khuẩn lactic điều kiện sốc mơi trường khác nhằm kích thích miễn dịch bệnh vi khuẩn V parahaemolyticus gây tôm Sú Chuẩn bị EPS vi khuẩn Vi khuẩn Lactobacillus plantarum VAL6 Bifidobacterium bifidum VAR2 nuôi cấy môi trường de Man, Rogosa Sharpe (MRS broth) điều kiện sốc nhiệt tăng nồng độ CO2 Trong điều kiện, EPS chiết xuất theo phương pháp mô tả Salazar cs (2009) [9] Nguyen cs (2014) [10] Kết loại EPS thu thập từ điều kiện sốc mơi trường trình bày bảng Hai mẫu EPS thương mại sử dụng để so sánh 1,3-β glucan (Sigma-Aldrich) ImmunoLP20 (Japan), đặt tên Glucan LP20 Bảng EPS sản xuất từ điều kiện khác Vi khuẩn Điều kiện stress kích thích Loại EPS L plantarum 42°C, EPS L plantarum temperature (EPS LPn) L plantarum CO2, 24 EPS L plantarum CO2 (EPS LPc) B bifidum 42°C, EPS B bifidum temperature (EPS BFn) B bifidum CO2, 24 EPS B bifidum CO2 (EPS BFc) Chuẩn bị thức ăn thí nghiệm Bổ sung g BFc, BFn, LPc, LPn, Glucan, LP 20 kg thức ăn ban đầu (thành phần: 40% đạm, 4% chất béo, 11% độ ẩm, 13% tro, 3% xơ thô) Nghiền nát trộn để hỗn hợp thức ăn tơm có bổ sung 0,4% prebiotic Tác giả liên hệ: Email: truongtiencong68@gmail.com * 64(7) 7.2022 49 Khoa học Nông nghiệp / Thủy sản Effect of extracellular macromolecules from lactic acid bacteria on the immune response of black tiger shrimp (Penaeus monodon) Tien Cong Truong1*, Minh Chon Nguyen1, Huu Thanh Nguyen2, Phu Tho Nguyen2, Thi Lan Trinh2, Huu Yen Nhi Nguyen2, Thi Thuy Hang Nguyen2 Institute of Biotechnology Research and Development, Can Tho University An Giang University, Vietnam National University, Ho Chi Minh city Received 25 October 2021; accepted 10 December 2021 Abstract: Extracellular polymeric substances (EPS) are known as prebiotic-like compounds that promote the growth of beneficial bacteria in the intestinal tract of humans and animals To demonstrate the prebiotic potential of EPSs produced from lactic acid bacteria, Lactobacillus plantarum and Bifidobacterium bifidum, this study demonstrated the influence of these bacteria on the immune response in shrimp to infection with pathogenic bacteria Vibrio parahaemolyticus disease The results showed that the diet supplemented with different types of EPS stimulated immunity of black tiger shrimp against acute hepatopancreatic necrosis disease, also known as early mortality syndrome in shrimp caused by Vibrio parahaemolyticus The addition of EPS to shrimp feed significantly increased total white blood cell count, respiratory burst activity, phenoloxidase and superoxide dismutase activity The study results show that EPS produced by lactic acid bacteria shows potential as a prebiotic, which can become an alternative to the use of antibiotics in shrimp farming to inhibit the growth of pathogens Keywords: Bifidobacterium bifidum, Black tiger shrimp, lactic acid, Lactobacillus plantarum, prebiotic, Vibrio parahaemolyticus Classification number: 4.5 lần, Các thí nghiệm cho ăn bao gồm đối chứng âm (khẩu phần không cảm nhiễm vi khuẩn gây bệnh), đối chứng dương (khẩu phần cảm nhiễm vi khuẩn gây bệnh), nhóm phần bổ sung Glucan (khẩu phần có bổ sung 1,3-β glucan với lượng g/kg thức ăn cảm nhiễm vi khuẩn gây bệnh), nhóm phần bổ sung LP20 (khẩu phần có bổ sung LP20 với lượng g/kg thức ăn cảm nhiễm vi khuẩn gây bệnh) nhóm phần bổ sung EPS (khẩu phần bổ sung LPn, LPc, BFn, BFc với lượng g/kg thức ăn cảm nhiễm vi khuẩn gây bệnh) Trong trình thử nghiệm, tơm cho ăn với phần thí nghiệm 5-6% trọng lượng thể, lần ngày vào lúc 7, 10, 13, 17 21 Nhiệt độ nước trì 29±1°C, độ mặn 25±0,5‰, hàm lượng NH4+ 0,05±0,005 mg/l độ pH 8,0±0,2 Cảm nhiễm V parahaemolyticus Cảm nhiễm V parahaemolyticus thực sau tuần thử nghiệm cho ăn V parahaemolyticus nuôi cấy qua đêm 28°C môi trường Thiosulfate citrate bile salts sucrose (TCBS broth) Vi khuẩn định lượng cách trải đĩa thạch chứa môi trường TCBS, sau dịch ni cấy đến mật số 107 CFU/ ml Quá trình cảm nhiễm V parahaemolyticus thực cách bổ sung trực tiếp vi khuẩn vào bể nuôi tôm mật số 5,0x104 CFU/ml, bể nuôi lấy thức ăn thừa nước làm phân ngày Nhóm nghiên cứu khảo sát bể nuôi thực nghiệm bổ sung lượng vi khuẩn V parahaemiolyticus tương ứng vớc nồng độ 5x103, 5x104 5x105 CFU/ml, quan sát, ghi nhận lượng tôm Sú chết theo thời gian Kết nghiên cứu cho thấy, nồng độ vi khuẩn V parahaemolyticus gây cảm nhiễm cao 5x105 CFU/ml lượng tôm Sú chết nhanh chết hết 24 sau gây cảm nhiễm, tỷ lệ tơm cịn sống giảm dần sau 24 gây cảm nhiễm Ngược lại, nồng độ vi khuẩn V parahaemolyticus gây cảm nhiễm 5x103 CFU/ml tỷ lệ tơm Sú cịn cao trì mức 100% sau 16 đầu, sau tỷ lệ sống có giảm trì tỷ lệ tơm cịn sống mức 70% Trong đó, nồng độ vi khuẩn V parahaemolyticus gây cảm nhiễm 5x104 CFU/ml làm tỷ lệ tô sống giảm cịn 20% sau 60 gây cảm nhiễm Qua cho thấy, V parahaemolyticus chủng có khả gây bệnh cho tôm mật số cảm nhiễm khác ảnh hưởng đến tỷ lệ sống thời gian trì số lượng sống sót làm sở cho thí nghiệm Bố trí thí nghiệm xác định tiêu miễn dịch tôm Sú Tơm Sú thử nghiệm có trọng lượng trung bình 5,45±0,02 g thu mua từ trại sản xuất giống Kiên Giang, Việt Nam Tơm thích nghi cho ăn với phần lần/ngày ngày bể ni composite điều kiện phịng thí nghiệm (độ mặn 25‰ nhiệt độ 27±2oC) Sau thích nghi, tơm bố trí ngẫu nhiên vào 24 bể ni (500 l, diện tích đáy tròn m2) với mật số ban đầu 30 con/bể Thí nghiệm bố trí hồn tồn ngẫu nhiên với nghiệm thức, nghiệm thức lặp lại 64(7) 7.2022 Phân tích miễn dịch tơm Để tiến hành phân tích miễn dịch tơm, thí nghiệm tiến hành thu con/bể/nghiệm thức Các thông số miễn dịch tôm xác định trước gây nhiễm 1, 3, ngày sau cảm nhiễm với V parahaemolyticus Tổng số bạch cầu đếm theo phương pháp mô tả Chiu cs (2007) [11] Hoạt tính PO xác định dựa theo phương pháp Hernández-López cs (1996) [12] sử dụng l-3,4dihydroxyphenylalanine (L-DOPA) với có mặt cacodylate 50 thống kê (p