Tài liệu giảng dạy vi sinh vật ứng dựng trong nuôi trồng thủy sản

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG TÀI LIỆU GIẢNG DẠY VI SINH VẬT ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Người biên soạn: Ths Trần Kim Hồng Tài liệu chưa cơng bố, lưu hành nội Chương I MỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ SỞ VỀ VI SINH VẬT I ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA VI SINH VẬT Vi sinh vật giới sinh vật vô nhỏ bé mà ta quan sát thấy mắt thường Nó phân bố khắp nơi, đất, nước, khơng khí, thực phẩm Nó có mặt độ sâu tăm tối đại dương Bào tử tung bay tầng cao bầu khí quyển, chu du theo đám mây Nó sống kính, da, giấy, thiết bị kim loại Vi sinh vật đóng vai trị vơ quan trọng thiên nhiên sống người Nó biến đá mẹ thành đất trồng, làm giàu chất hữu đất, tham gia vào tất vịng tuần hồn vật chất tự nhiên Nó khâu quan trọng chuỗi thức ăn hệ sinh thái Nó đóng vai trị định q trình tự làm môi trường tự nhiên Vi sinh vật nhóm riêng biệt sinh giới Chúng chí thuộc nhiều giới (kingdom) sinh vật khác Giữa nhóm khơng có quan hệ mật thiết với Chúng có chung đặc điểm sau đây: Kích thước nhỏ bé Mắt người khó thấy rõ vật nhỏ m, micrometre), virut1mm Vậy mà vi sinh vật thường đo micromet ( thường đo nanomet (nm, nanometre) m = 10-3 mm; nm = 10-6 mm, 1A (angstrom) =1 10-7 mm Vì vi sinh vật có kích thước nhỏ bé diện tích bề mặt tập đoàn vi sinh vật lớn Chẳng hạn số lượng cầu khuẩn chiếm thể tích cm3 có diện tích bề mặt 6m2 Hấp thu nhiều, chuyển hố nhanh Vi sinh vật nhỏ bé sinh giới lực hấp thu chuyển hoá chúng vượt xa sinh vật bậc cao Chẳng hạn vi khuẩn lactic (Lactobacillus) phân giải lượng l O2đường lactozơ nặng 1000 - 10000 lần khối lượng chúng Nếu tính số mà mg chất khô thể sinh vật tiêu hao (biểu thị - QO2) mơ mơ rễ thực vật 0,5 - 4, tổ chức gan thận động vật 10 - 20, nấm men rượu (Sacharomyces cerevisiae) 110, vi khuẩn thuộc chi Pseudomonas 1200, vi khuẩn thuộc chi Azotobacter 2000 Năng lực chuyển hoá sinh hoá mạnh mẽ vi sinh vật dẫn đến tác dụng lớn lao chúng thiên nhiên hoạt động sống người Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh So với sinh vật khác vi sinh vật có tốc độ sinh trưởng sinh sôi nảy nở lớn Vi khuẩn Escherichia coli điều kiện thích hợp khoảng 12 - 20 phút lại phân cắt lần Nếu lấy thời gian hệ (generation time) 20 phút phân cắt lần, 24 phân cắt 72 lần, từ tế bào ban đầu sinh 4.722.366.500.000.000.000.000 tế bào (nặng 4711 tấn!) Tất nhiên thực tế tạo điều kiện sinh trưởng lý tưởng số lượng vi khuẩn thu 1ml dịch nuôi cấy thường đạt tới mức độ 108 - 109 tế bào Thời gian hệ nấm men Saccharomyces cerevisiae 120 phút Khi nuôi cấy để thu nhận sinh khối (biomass) giàu protein phục vụ chăn nuôi người ta nhận thấy tốc độ sinh tổng hợp (biosynthesis) nấm men cao bò tới 100.000 lần Thời gian hệ tảo Chlorella giờ, vi khuẩn lam Nostoc 23 Năng lực thích ứng mạnh dễ phát sinh biến dị Năng lực thích ứng vi sinh vật vượt xa so với động vật thực vật Trong q trình tiến hố lâu dài vi sinh vật tạo cho chế điều hồ trao đổi chất để thích ứng với điều kiện sống bất lợi Người ta nhận thấy số lượng enzim thích ứng chiếm tới 10% lượng chứa protein tế bào vi sinh vật Sự thích ứng vi sinh vật nhiều vượt trí tưởng tượng người Phần lớn vi sinh vật giữ nguyên sức sống nhiệt độ nitơ lỏng (1960C), chí nhiệt độ hydro lỏng (- 2530C) Một số vi sinh vật sinh trưởng nhiệt độ 2500C, chí 3000C Một số vi sinh vật thích nghi với nồng độ 32% NaCl (muối ăn) Vi khuẩn Thiobacillus thioxidans sinh trưởng pH = 0,5 vi khuẩn Thiobacillus denitrificans sinh trưởng pH = 10,7 Vi khuẩn Micrococus radiodurans chịu cường độ xạ tới 750.000 rad Ở nơi sâu đại dương (11034 m) nơi có áp lực tới 1103,4 atm thấy có vi sinh vật sinh sống Nhiều vi sinh vật thích nghi với điều kiện sống hồn tồn thiếu oxi (vi sinh vật kị khí bắt buộc - obligate anaerobes) Một số nấm sợi phát triển thành váng dày bể ngâm xác có nồng độ phenol cao Vi sinh vật dễ phát sinh biến dị thường đơn bào, đơn bội, sinh sản nhanh, số lượng nhiều, tiếp xúc trực tiếp với môi trường sống Tần số biến dị vi sinh vật thường 10-5 - 10-10 Hình thức biến dị thường gặp đột biến gen (genemutation) dẫn đến thay đổi hình thái, cấu tạo, kiểu trao đổi chất, sản phẩm trao đổi chất, tính kháng nguyên, tính đề kháng Phân bố rộng, chủng loại nhiều Vi sinh vật phân bố khắp nơi trái đất Chúng có mặt thể người, động vật, thực vật, đất, nước, khơng khí, đồ dùng, vật liệu, từ biển khơi đến núi cao, từ nước ngọt, nước ngầm nước biển Trong đường ruột người thường có khơng 100 - 400 lồi sinh vật khác nhau, chúng chiếm tới 1/3 khối lượng khơ phân II CÁC NHĨM VI SINH VẬT CHÍNH Vi sinh vật vô phong phú thành phần số lượng Chúng bao gồm nhóm khác có đặc tính khác hình dạng, kích thước, cấu tạo đặc biệt khác đặc tính sinh lý, sinh hố Dựa vào đặc điểm cấu tạo tế bào, người ta chia làm nhóm lớn: - Nhóm chưa có cấu tạo tế bào bao gồm loại virus - Nhóm có cấu tạo tế bào chưa có cấu trúc nhân rõ ràng (cấu trúc nhân nguyên thuỷ) gọi nhóm Prokaryotes, bao gồm vi khuẩn, xạ khuẩn tảo lam - Nhóm có cấu tạo tế bào, có cấu trúc nhân phức tạp gọi Eukaryotes bao gồm nấm men, nấm sợi (gọi chung vi nấm) số động vật nguyên sinh tảo đơn bào Virus 1a Đặc điểm chung Virus nhóm vi sinh vật chưa có cấu tạo tế bào, có kích thước vơ nhỏ bé, chui qua màng lọc vi khuẩn Nhờ có phát triển nhanh chóng kỹ thuật hiển vi điện tử, siêu ly tâm, nuôi cấy tế bào thành tựu nghiên cứu virus đẩy mạnh, phát triển thành ngành khoa học gọi virus học Virus khơng có khả sống độc lập mà phải sống ký sinh tế bào khác từ vi khuẩn tế bào động vật, thực vật người, gây loại bệnh hiểm nghèo cho đối tượng mà chúng ký sinh Virus nhóm vi sinh vật phát sau nhóm vi sinh vật kích thước nhỏ bé cách sống ký sinh chúng Người phát virus lần nhà bác học người Nga - Ivanơpski Ơng chun gia nghiên cứu bệnh khảm thuốc Khi nghiên cứu bệnh ông phát rằng: Dịch lọc bị bệnh cho qua màng lọc vi khuẩn có khả gây bệnh Từ ông rút kết luận: Nguyên nhân gây bệnh đốm thuốc phải loại sinh vật nhỏ vi khuẩn Phát công bố năm 1892, năm sau, năm 1898, nhà khoa học người Hà Lan Beijerinck nghiên cứu bệnh khảm thuốc có kết tương tự, ơng đặt tên mầm gây bệnh khảm thuốc virus Tiếp người ta phát số virus khác gây bệnh cho động vật người Đến năm 1915 phát virus ký sinh vi khuẩn, gọi thực khuẩn thể (Bacteriophage) 1b Hình thái cấu trúc virus Hình thái kích thước Virus có kích thước nhỏ bé, lọt qua màng lọc vi khuẩn, quan sát chúng qua kính hiển vi điện tử Kích thước từ 20 x 30 đến 150 x 300 nanomet (1 nm = 10-6 mm) Nhờ kỹ thuật hiển vi điện tử, người ta phát loại hình thái chung virus Đó hình cầu, hình que hình tinh trùng Hình que điển hình virus đốm thuốc (virus VTL), chúng có hình que dài với cấu trúc đối xứng xoắn Các đơn vị cấu trúc xếp theo hình xoắn quanh trục, đơn vị gọi capxome Loại hình cầu điển hình số virus động vật Các đơn vị cấu trúc xếp teo kiểu đối xứng mặt, mặt 20 mặt Loại có hình dạng tinh trùng phổ biến virus ký sinh vi khuẩn gọi thực khuẩn thể Phage Loại hình dạng phần đầu có cấu trúc đối xứng khối phần có cấu trúc đối xứng xoắn Cấu trúc điển hình thực khuẩn thể T4 Kiểu cấu trúc phức tạp virus cấu trúc thực khuẩn thể (Phage) Sau ta nghiên cứu cấu trúc thực khuẩn thể T4 ký sinh vi khuẩn E Coli Thực khuẩn thể T4 có phần: đầu, cổ Đầu có dạng lăng kính cạnh, đường kính 65 nm dài 95 nm, cấu tạo protein tạo thành capsit, vỏ capsit cấu tạo 212 đơn vị capsome Bên phần đầu có chứa phân tử AND sợi có phân tử lượng 1,2.108 Cổ đĩa cạnh đường kính 37,5 nm có sợi tua gọi tua cổ Đuôi ống rỗng bao bọc bao đuôi, bao đuôi có cấu tạo protein tạo thành vỏ Capxit, kích thước x 95 nm Phần rỗng đuôi gọi trụ có đường kính 2,5 3,5 nm Phần cuối đĩa gốc hình cạnh giống đĩa cổ từ mọc sợi gai gọi chân bám Dựa cấu trúc đó, thiên nhiên tạo hàng trăm hàng nghìn loại virus khác Ví dụ phần lõi khơng phải tất virus chứa AND, có nhiều loại chứa ARN, chủ yếu virus thực vật Chính từ loại người ta phát q trình chép ngược thơng tin di truyền : ARN - ADN Bảng: Đặc điểm kích thước cấu trúc số virus điển hình Virus Axit nucleic Kiểu đối xứng Kích thước (nm) VR đậu mùa AND Khối 230 x 300 VR cúm ARN Xoắn 80 x 200 VR đốm thuốc ARN Xoắn 200 x 300 VR khoai tây ARN Xoắn 480 x 500 TKT T4 AND Khối xoắn Đầu : 65 x 95Đuôi : x 95 1c Ý nghĩa khoa học thực tiễn virus - Ý nghĩa khoa học Virus có cấu tạo vơ đơn giản, điển hình cho sống mức độ tế bào Bởi mà trở thành mơ hình lý tưởng sinh học phân tử di truyền học đại Rất nhiều thành tựu sinh học phân tử di truyền học đại dựa mơ hình virus Ví dụ việc dùng virus để chuyển gen cần thiết từ tế bào sang tế bào khác, tạo nên đặc tính di truyền mong muốn - Ý nghĩa thực tiễn Rất nhiều bệnh tật người, động vật, thực vật mà nguyên nhân gây virus Đặc điểm sống virus ký sinh tế bào, chữa bệnh virus gây khó khăn phức tạp Đối với người bệnh nguy hiểm AIDS virus HIV gây Loại virus làm suy giảm khả miễn dịch làm cho người bị bệnh AIDS chết bệnh thơng thường khác mà bình thường thể chống chịu Đối với nơng nghiệp, hầu hết bệnh nguy hiểm cho trồng virus gây làm giảm suất mùa màng, nhiều bị thất thu hoàn toàn Tuy nhiên, ứng dụng tượng Interference để chế vacxin chống virus gây bệnh Vacxin ưu việt vacxin chế từ vi khuẩn chỗ loại vacxin phịng nhiều bệnh virus khác Ngồi ra, người ta cịn dùng virus gây bệnh trùng để tiêu diệt trùng có hại mà giữ loại côn trùng khác mối cân sinh thái Đó ưu điểm đáng kể so với thuốc hố học diệt trùng có khả tiêu diệt nhiều loại côn trùng lúc, có ích lẫn có hại Điều ảnh hưởng khơng nhỏ đến cân sinh thái thiên nhiên Vi khuẩn (Bacteria) Vi khuẩn nhóm vi sinh vật có cấu tạo tế bào chưa có cấu trúc nhân phức tạp, thuộc nhóm Prokaryotes Nhân tế bào gồm chuỗi AND khơng có thành phần protein khơng có màng nhân 2a Hình thái kích thước Vi khuẩn có nhiều hình thái khác nhau: hình cầu, hình que, hình xoắn, hình dấu phẩy, hình sợi Kích thước thay đổi tuỳ theo loại hình loại hình kích thước khác So với virus, kích thước vi khuẩn lớn nhiều, quan sát vi khuẩn kính hiển vi quang học Dựa vào loại hình chia số nhóm sau: - Cầu khuẩn (Coccus - từ tiếng Hy Lạp Kokkos - hạt quả): loại vi khuẩn có hình cầu Nhưng có nhiều loại khơng hẳn hình cầu thí dụ hình nến phế cầu khuẩn - Diplococcus pneumoniae hạt cà phê (lậu cầu khuẩn Neisseria gonorrhoeae) - Trực khuẩn Là tên chung tất vi khuẩn có hình que Kích thước chúng thường từ 0,5 - 1,0 x - m - Phẩy khuẩn: Là tên chung vi khuẩn hình que uốn cong giống dấu phẩy Giống điển hình giống Vibro (Từ chữ La tinh Vibrare - dao động nhanh) Một số giống phẩy khuẩn có khả phân giải xenluloza (Cellvibrio, Cellfalcicula) có khả khử sunfat (Desulfovibrio) - Xoắn khuẩn Spirillum - Từ chữ Spira - Hình cong, xoắn gồm tất vi khuẩn có hai vịng xoắn trở lên Là loại gram dương, di động nhờ có hay nhiều tiên mao mọc đỉnh Đa số chúng thuộc loại hoại sinh, số có khả gây bệnh, có kích thước thay đổi 0,5 - 3,0 - - 40m 2c Ý nghĩa thực tiễn vi khuẩn Vi khuẩn chiếm đa số vi sinh vật, có mẫu đất vi khuẩn chiếm tới 90%, đóng vai trị định q trình chuyển hố vật chất Vi khuẩn tham gia vào hầu hết vịng tuần hồn vật chất đất thiên nhiên Tuy vậy, nhiều vi khuẩn gây bệnh cho người động vật, thực vật, gây nên tổn thất nghiêm trọng sức khoẻ người sản xuất nông nghiệp Ngày với thành tựu khoa học đại, người ta tìm biện pháp hạn chế tác hại vi khuẩn gây ra, ví dụ việc chế vacxin phòng bệnh, sử dụng chất kháng sinh v.v Xạ khuẩn (Actinomycetes) Xạ khuẩn thuộc nhóm Prokaryotes, có cấu tạo nhân đơn giản giống vi khuẩn Tuy vậy, đa số tế bnào xạ khuẩn lại có cấu tạo dạng sợi, phân nhánh phức tạp có nhiều màu sắc giống nấm mốc 3a Hình thái kích thước Đa số xạ khuẩn có cấu tạo dạng sợi, sợi kết với tạo thành khuẩn lạc có nhiều màu sắc khác nhau: trắng, vàng, nâu, tím, xám v.v Màu sắc xạ khuẩn đặc điểm phân loại quan trọng Đường kính m Có thể phân biệt hai loại sợi khác sợi xạ khuẩn khoảng từ 0,1 - 0,5m Sợi khí sinh hệ sợi mọc bề mặt môi trường tạo thành bề mặt khuẩn lạc xạ khuẩn Từ phát sinh bào tử Sợi chất sợi cắm sâu vào môi trường làm nhiệm vụ hấp thu chất dinh dưỡng Sợi chất sinh sắc tố thấm vào môi trường, sắc tố thường có màu khác với màu sợi khí sinh Đây đặc điểm phân loại quan trọng Một số xạ khuẩn khơng có sợi khí sinh mà có sợi chất, loại sợi làm cho bề mặt xạ khuẩn nhẵn khó tách cấy truyền Loại có sợi khí sinh ngược lại, dễ tách tồn khuẩn lạc khỏi mơi trường Khuẩn lạc xạ khuẩn thường rắn chắc, xù xì, có dạng da, dạng phấn, dạng nhung, dạng vơi phụ thuộc vào kích thước bào tử Trường hợp khơng có sợi khí sinh khuẩn lạc có dạng màng dẻo Kích thước khuẩn lạc thay đổi tuỳ lồi xạ khuẩn tuỳ điều kiện nuôi cấy Khuẩn lạc thường có dạng phóng xạ (vì mà gọi xạ khuẩn), số có dạng vịng trịn đồng tâm cách khoảng định Nguyên nhân tượng vòng tròn đồng tâm xạ khuẩn sinh chất ức chế sinh trưởng, sợi mọc qua vùng chúng sinh trưởng yếu đi, qua vùng có chất ức chế chúng lại sinh trưởng mạnh thành vòng tiếp theo, vòng lại sinh chất ức chế sinh trưởng sát với khiến khuẩn ty lại phát triển yếu Cứ tạo thành khuẩn lạc có dạng vịng trịn đồng tâm - Ý nghĩa thực tiến xạ khuẩn Xạ khuẩn nhóm vi sinh vật phân bố rộng rãi đất, chúng tham gia vào trình phân giải hợp chất hữu đất xenluloza, tinh bột v.v góp phần khép kín vịng tuần hồn vật chất tự nhiên Đặc tính cịn ứng dụng trình chế biến phân huỷ rác v.v Nhiều xạ khuẩn có khả sinh chất kháng sinh Đặc điểm sử dụng nghiên cứu sản xuất chất kháng sinh dùng y học, nông Vi nấm Vi nấm nhóm nấm có kích thước hiển vi Vi nấm khác với vi khuẩn xạ khuẩn, chúng có cấu tạo nhân điển hình, chúng xếp vào nhóm Eukaryotes Vi nấm gồm nhóm lớn - Nấm men nấm sợi, nấm men có cấu trúc đơn bào, nấm sợi có cấu trúc đa bào Nấm sợi gọi nấm mốc Vi nấm xếp loại giới nấm (Fungi) bao gồm nấm lớn 4a Nấm men - Hình thái kích thước Nấm men thường có hình cầu hình bầu dục, số loại có hình que số hình dạng khác Kích thước trung bình nấm men - x - 10 m Một số loài nấm men sau phân cắt phương pháp nảy chồi, tế bào không rời khỏi tế bào mẹ lại tiếp tục mọc chồi Bởi có hình thái giống xương rồng quan sát kính hiển vi - Ý nghĩa thực tiễn nấm men Nấm men nhóm vi sinh vật phân bố rộng rãi thiên nhiên, tham gia vào q trình chuyển hố vật chất, phân huỷ chất hữu đất Hoạt tính sinh lý nhiều loài nấm men ứng dụng công nghiệp thực phẩm, nông nghiệp ngành khác Đặc biệt trình sản xuất loại rượu, cồn, nước giải khát lên men, làm thức ăn gia súc Ngồi hoạt tính sinh lý, thân tế bào nấm men có nhiều loại vitamin axit amin, đặc biệt axit amin không thay Đặc tính dùng để chế tạo thức ăn gia súc từ nấm men, chí thức ăn dùng cho người chế tạo từ nấm men 4b Nấm mốc (nấm sợi) Nấm mốc thuộc nhóm vi nấm, có kích thước hiển vi Khác với nấm men, có khơng phải tế bào riêng biệt mà hệ sợi phức tạp, đa bào có màu sắc phong phú Hình thái kích thước Nấm mốc có cấu tạo hình sợi phân nhánh, tạo thành hệ sợi chằng chịt phát triển nhanh gọi khuẩn ti thể hay hệ sợi nấm Chiều ngang khuẩn ti thay đổi từ - 10m Nấm mốc có loại khuẩn ti: khuẩn ti khí sinh mọc bề mặt mơi trường, từ sinh quan sinh sản Khuẩn ti chế mọc sâu vào môi trường Khuẩn lạc nấm mốc có nhiều màu sắc khuẩn lạc xạ khuẩn Khuẩn lạc nấm mốc khác với xạ khuẩn chỗ phát triển nhanh hơn, thường to xạ khuẩn chỗ phát triển nhanh hơn, thường to khuẩn lạc xạ khuẩn nhiều lần Dạng xốp kích thích khuẩn ti to Thường khuẩn lạc sau ngày phát triển có kích thước - 10 mm, khuẩn lạc xạ khuẩn khoảng 0,5 - mm - Ý nghĩa thực tiễn nấm mốc Nấm mốc (hay nấm sợi) nhóm vi sinh vật phân bố rộng rãi thiên nhiên Chúng tham gia tích cực vào q trình chuyển hố vật chất, khép kín vịng tuần hoàn vật chất tự nhiên Khả chuyển hoá vật chất chúng ứng dụng nhiều ngành, đặc biệt chế biến thực phẩm (làm rượu, làm tương, nước chấm v.v ) Mặt khác, có nhiều loại nấm mốc mọc nguyên, vật liệu, đồ dùng, thực phẩm phá hỏng làm giảm chất lượng chúng Một số lồi cịn gây bệnh cho người, động vật thực vật (bệnh lang ben, vẩy nến người, nấm rỉ sắt thực vật v.v ) Ngồi nhóm vi sinh vật mơ tả trên, thuộc vi sinh vật có kích thước hiển vi xếp vào đối tượng vi sinh vật học cịn có nhóm tảo đơn bào gọi vi tảo, nhóm nguyên sinh động vật trùng roi, amip v.v Tất sinh vật nhỏ bé nói tạo thành giới vi sinh vật vô phong phú, chúng phân bố khắp nơi hành tinh Chúng tham gia vào q trình chuyển hố vật chất, khép kín vịng tuần hồn vật chất thiên nhiên, làm cho cân vật chất ổn định từ bảo vệ cân sinh thái Người ta sử dụng nhiều nhóm vi sinh vật vào mục đích bảo vệ mơi trường Ví dụ nhóm vi sinh vật phân huỷ chất hữu rác thải, nhóm vi sinh vật phân huỷ chất độc hại thành chất không độc Trong công nghệ xử lý chất thải phương pháp sinh học có sử dụng nhiều nhóm vi sinh vật khác Vi sinh vật ứng dụng nhiều ngành sản xuất chế tạo phân bón sinh học, thuốc bảo vệ thực vật sinh học nhằm mục đích thay chất hố học độc hại với môi trường Sự phân bố rộng rãi vi sinh vật mơi trường tự nhiên đóng vai trị định vào khả tự làm môi trường đó, với yếu tố lý học, hố học sinh học khác Vi sinh vật đóng vai trị quan trọng việc làm nên khả chịu tải mơi trường, đánh bắt hay vận chuyển xây xát, vết thương da ký sinh trùng vi khuẩn gây tạo điều kiện cho nấm gây bệnh A- Khuẩn lạc nấm Fusarium sp.; B,C- Bào tử đính nấm Fusarium sp d Bệnh Virus * Bệnh hoại tử thần kinh  Tác nhân gây bệnh: Virus VNN (Viral Nervous Necrosis) có tên khác VER (Viral Encephalopathy and Retinopathy)  Đặc điểm vi rút gây bệnh: - Gây bệnh virus thuộc giống Betanodavirus, họ Nodaviridae có dạng hình cầu khơng có vỏ, đường kính 26-32nm - Virus có cấu trúc vật chất di truyền dạng ARN Virus VNN (ảnh chụp kính hiển vi điện tử) - Virus ký sinh tế bào chất tế bào thần kinh não võng mạc mắt Não thường quan đích lựa chọn cho phân lập xác định có mặt vi rút  Dấu hiệu bệnh lý: - Cá bơi khơng định hướng (bơi quay trịn), ăn bỏ ăn, thân đen xẫm, đặc biệt đuôi vây chuyển màu đen, mắt đục phồng to - Cá bệnh nặng hoạt động yếu, đầu “treo” mặt nước nằm đáy bể đáy lồng  Phân bố mùa vụ xuất bệnh - Thường bắt gặp cá song nuôi lồng: cá song điểm đai, cá song mỡ, cá song vân mây, cá song chấm đỏ cá song bảy sọc - Tỷ lệ chết 70-100% cá hương 2,5-4,0cm, cá lớn (15cm) tỷ lệ chết giảm 20% - Bệnh xuất từ tháng 5-10, đặc biệt mưa nhiều - Nhiệt độ thích hợp cho bệnh phát triển 25-300C Chương CÁC ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG NTTS Khái niệm probiotics Khái niệm “probiotic” Parker đề xuất năm 1974 Theo định nghĩa gốc ông, probiotic “Những sinh vật chất trì cân hệ vi sinh vật ruột” (Ali, 2000) Đến năm 1989, Fuller chỉnh sửa lại định nghĩa “Chất bổ sung vào thức ăn chứa vi sinh vật sống có ảnh hưởng có lợi vật nuôi cách nâng cao cân hệ vi sinh vật đường ruột” (Ali, 2000; Irianto and Austin, 2002) Chính định nghĩa Fuller nêu lên vai trò quan trọng tế bào sống thành phần quan trọng chế phẩm probiotic định nghĩa loại bỏ yếu tố mà Parker nhầm lẫn gọi “cơ chất” (Ali, 2000) Trong vài thập niên gần với khả phát triển ứng dụng mạnh mẽ probiotic nhiều lĩnh vực, định nghĩa probiotic bổ sung nhiều so với định nghĩa ban đầu Đó định nghĩa Gram (1999) cho probiotic hình thức bổ sung vi sinh vật sống có lợi thể vật chủ cách nâng cao cân hệ vi sinh vật đường ruột vật chủ Trong định nghĩa này, tác giả không đề cập đến vai trò thức ăn, Hay định nghĩa Salmien (1999) probiotic vi sinh vật (nhưng không cần thiết phải sống) hay thành phần tế bào vi sinh có lợi cho sức khỏe vật ni Ở định nghĩa này, vai trò tế bào sống không đề cập đến (Irianto Austin, 2002) Trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản, định nghĩa probiotic mở rộng Theo đó, probiotic bổ sung chất có chứa vi sinh vật sống có lợi vật nuôi cách biến đổi hệ vi sinh vật xung quanh liên quan đến vật chủ, cách nâng cao khả sử dụng thức ăn hay nâng cao giá trị dinh dưỡng thức ăn, nâng cao đáp ứng vật nuôi mầm bệnh hay cải thiện chất lượng môi trường xung quanh thơng qua q trình phân hủy chất hữu nước nhanh (Moriarty, 1999; Tinh et al, 2007) Các thành phần probiotic Các chủng loại vi sinh vật sử dụng probiotics xác định có diện vi khuẩn gram âm, vi khuẩn gram dương, bacteriophages, nấm men nấm đơn bào (Irianto Austin, 2002) a Vi khuẩn gram dương Các vi sinh vật gram dương, hiếu khí sinh bào tử chủng Bacillus spp sử dụng probiotics nhằm mục đích nâng cao chất lượng nước ao nuôi ức chế hệ vi sinh vật gây hại nước làm giảm số lượng mầm bệnh Một lợi ích trực tiếp việc sử dụng trực khuẩn làm giảm việc sử dụng kháng sinh, hóa chất việc nuôi trồng thủy sản nâng cao tỷ lệ sống lồi ni trồng thủy sản (Irianto Austin, 2002) Ngoài chủng Bacillus, vi khuẩn lactic chế phẩm probiotics ứng dụng nhiều nuôi trồng thủy sản sử dụng chế phNm chứa Lactobacillus bulgaricus, L acidophillus, L sporogenes, L casei, L plantarum, Streptococcus thermophillus (Venkat et al, 2004) Lợi ích việc sử dụng vi khuẩn lactic chế phNm probiotics làm giảm tỷ lệ chết ấu trùng cá (Irianto Austin, 2002) đồng thời làm tăng hiệu hấp thu thức ăn (Venkat et al, 2004) b Vi khuẩn gram âm Pseudomonas fluorescens chứng minh có khả ức chế Saprolenia A salmocinida lồi cá có vây ngăn chặn mầm bệnh tơm từ Vibrio spp, đồng thời có tác dụng làm giảm tỷ lệ chết cá hồi (Irianto Austin,2002) Một vi khuẩn gram (-) khác có tác dụng cải thiện chất lượng ấu trùng cua, hàu cá bơn, V proteolyticus Chủng cải thiện q trình tiêu hóa protein cá bơn cung cấp qua đường cho ăn, Alteromonas làm tăng tỷ lệ sống ấu trùng pacific oyster (Irianto Austin, 2002) c Bacteriophages Hiện có nhiều tranh cãi vai trò bacteriophages chế phẩm probiotics Tuy nhiên, số nghiên cứu, nhà khoa học nuôi cấy bacteriophages từ cá thơm, Plecoglossus altivelis thông qua đường choăn, người ta nhận thấy bacteriophages chống lại nhiễm P plecoglossicida cá thơm từ họ đến kết luận bacteriophages làm giảm nhanh chóng số lượng tế bào vi khuẩn P plecoglossicida thận cá thơmvàtrong môi trường nước (Irianto Austin,2002) d Nấm men Nấm men ứng dụng probiotic phổ biến chủng Saccharomyces cerevisiae Với diện nấm men, bám dính vào ruột, làm nâng cao tiết enzyme amylase kích thích enzyme màng ấu trùng sau 27 ngày tuổi (Irianto Austin, 2002) Nấm đa bào Tetraselmis suecica, sử dụng làm thức ăn cho lồi tơm thuộc họ tơm he lồi cá thuộc họ cá hồi phát loài nấm làm giảm mật độ bệnh vi khuẩn Trên sở đó, số tác giả đưa phương thức hoạt động vi nấm chống lại tác nhân gây bệnh dựa vào diện hợp chất kháng khuẩn không chuyên biệt tế bào vi nấm (Iriantovà Austin, 2002) Cơ chế hoạt động probiotic a Cạnh tranh vị trí gắn kết Một chế ngăn ngừa hình thành tập đoàn vi khuẩn gây bệnh cạnh tranh vị trí gắn kết ruột hay bề mặt mô khác (Verschuere et al, 2000; Gullian et al, 2003; Tinh et al, 2007) Nên nhớ khả gắn kết ruột bề mặt thành ruột trình cần thiết cho vi khuẩn cư trú ruột giai đoạn đầu trình xâm nhiễm vi khuẩn (Verschuere et al,2000) Do đó, việc cạnh tranh vị trí gắn kết xem hàng rào hệt hống phòng vệ chống lại xâm nhiễm vi khuẩn gây bệnh (Tinh et al, 2007) b Sản xuất chất ức chế Mỗi quần thể vi sinh vật tạo chế hóa học có khả tiêu diệt ức chế quần thể vi sinh vật khác Vì thế, việc chọn lựa vi sinh vật vô hại vật ni có khả tổng hợp nên chất ức chế có vai trị quan trọngtrong probiotic Chính diện vi khuẩn có khả sản xuất chất ức chế ruột vật chủ tạo nên hàng rào bảo vệ chống lại bệnh hội(Verschuere et al, 2000; Tinh et al, 2007) Các nhân tố ức chế vi khuẩn probiotic sản xuất bao gồm: kháng sinh, bacteriocin, siderophore, lysozyme, protease, hydroperoxide, thay đổi giá trị pH cách tạo acid hữu (Verschuere et al, 2000) d Cạnh tranh nguồn lượng Cạnh tranh nguồn lượng đóng vai trò quan trọng kết cấu hệ vi sinh vật ruột môi trường nước nuôi thủy sản (Tinh et al, 2007) Sự cạnh tranh diễn vi sinh vật probiotic vi khuẩn gây bệnh chủ yếu cạnh tranh ion sắt tất vi sinh vật cần sắt để phát triển (Verschuere et al, 2000) Siderophore tác nhân giữ ion sắt chuyên biệt có trọng lượng phân tử thấp có khả phân hủy sắt kết tủa biến thành sắt mà visinh vật sử dụng Do đó, chủng vi khuẩn vơ hại sản xuất siderophore sử dụng probiotic cạnh tranh với vi khuẩn gây bệnh sản xuất siderophore đồng thời cạnh tranh ion sắt môi trường ion sắt diện hạn chế (Verschuere et al, 2000; Tinh et al,2007) Hiệu vi sinh vậ tprobiotic làm tăng tính kháng Vibrio kiểm chứng ấu trùng cá bơn (Verschuere et al,2000) Cơ chế vận chuyển sắt siderophore sau: Phức Siderophore-Fe kết hợp với receptor đặc hiệu màng VK gram - Protein TonB and ExbB cung cấp lượng cho receptor để vận chuyển dễ dàng Fe3+ vào chất bao Phức chất bao với protein kết hợp Fe mang Fe xuyên qua chất bao đến màng tế bào chất Protein kết hợp ATP vận chuyển Fe3+vào tế bào chất – nơi cần thiết cho VK phát triển trao đổi chất e Tăng cường hấp thu dinh dưỡng Hệ vi sinh vật đường ruột đóng vai trị quan trọng khả hấp thu chất dinh dưỡng vật chủ Do đó, để tăng cường khả hấp thu chất dinh dưỡng vật chủ đòi hỏi hệ vi sinh vật đường ruột phải hoạt động tích cực Trong số nghiên cứu tác dụng tăng cường hấp thu chất dinh dưỡng vi sinh vật probiotic ruột vật chủ, nấm men nâng cao ổn định hệ vi sinh vật đường ruột chúng hoạt động nhà sản xuất polyamine (Tinh et al, 2007) Theo cơng trình nghiên cứu Tovar-Ramirez (2002), cho ấu trùng cá chẽm ăn phần có bổ sung Saccharomyces cerevisiae Debaryomyces hansenii tỷ lệ tăng trưởng sống sót cao đối chứng theo tác giả tế bào nấm men kích thích tiết enzyme tiêu hóa nên tăng cường khả hấp thu chất dinh dưỡng ấu trùng cá chẽm (Tinhet al, 2007) f Ảnh hưởng đến hệ thống “nước xanh” Vi nấm xem có ảnh hưởng kết cấu vi khuẩn môi trường nước nuôi tỷ lệ tăng trưởng lẫn sống sót ấu trùng cá Sự bổ sung vi nấm nhằm mục đích chuyển đổi ổn định chất lượng dinh dưỡng rotifer bổ sung vàothức ăn ấu trùng Các ấu trùng cá cho ăn vi nấm giai đoạn sớm khởiđộngq trình tiêu hóa hay đóng góp vào q trình hình thành hệ vi sinhvật có lợi ruột sớm (Tinh et al,2007) Sự bổ sung chế phẩm probiotic có diện vi nấm, bổsung vi nấm Isochrysis galbana vào mơi trường nước q trình ni cá chẽm làm giảm tỷ lệ chết ấu trùng cá chẽm Một số tác giả cho vi nấm có khả nâng cao tỷ lệ sống ấu trùng kích thích thể vật chủ tiết đẩy mạnh hoạt động enzyme tiêu hóa tăng cường hoạt động trypsin, tiết alkaline phosphatase maltase … (Tinh et al., 2007) Ở ấu trùng tơm, vi nấm có khả kháng khuẩn hoạt tính chống lại chủng Vibrio spp gây bệnh tôm Và số nghiên cứu chứng minh khả cải thiện môi trường nước vi nấm, nhiên, chế xác q trình chưa nghiên cứu kỹ (Tinh et al 2007) g Nâng cao đáp ứng miễn dịch Các chất kích thích miễn dịch hợp chất hóa học hoạt hóa hệ thống miễn dịch vật nuôi để chống lại xâm nhiễm virus, vi khuẩn, nấm pararsite (Verschuere, 2000) Sự kích thích miễn dịch phương pháp hữu hiệu để cảnh báo để tăng cường hệ thống phòng vệ vật chủ chống lại vi khuẩn gây bệnh Các hợp chất vi khuẩn có tác dụng kích thích miễn dịch β-glucan, lipopolysaccharide có tế bào nấm men peptidoglican có vách tế bào vi khuẩn Các hợp chấtnàyđược nghiên cứu hữu dụng việc chống lại Vibrio spp WSSV (Gullian et al, 2004) h Can thiệp vào hệ thống quorum sensing vi khuẩn gây bệnh Trong thập kỷ gần đây, cụm từ “quorum sensing” nhắc đến q trình thơng tin tế bào với tế bào vi khuẩn Các phân tử dấu hiệu quorum sensing AHL (N-acyl homoserin lactone) có liên quan đến q trình điều hòa nhân tố gây độc nhiều vi khuẩn gây bệnh Sự phá vỡ hệ thống quorum sensing đượcxemlà liệu pháp chống lại xâm nhiễm ni trồng thủy sản Furanone bị halogen hóa tạo tảo biển đỏ Delisea pulchra xem chất ức chế quorum sensing đầy hứa hẹn Khi bổ sung hợp chất với nồng độ đầy đủ bảo vệ Branchionus, Artemia không bị ảnh hưởng Vibrio (Tinh et al, 2007) k Nâng cao chất lượng nước ao ni Các chế phẩm probiotic có tác dụng cải thiện môi trường nước ao nuôi trồng thủy sản (Verchuere et al., 2000; Sahu et al., 2008) Trong nhiều nghiên cứu, chất lượng môi trường nước ao nuôi cải thiện bổ sung probiotic, đặc biệt bổ sung chế phẩm có chứa chủng Bacillus sp Bacillus vi khuẩn gram dương hiệu việc biến đổi chất hữu thành CO2 so với vi khuẩn gram âm (Verschuere et al., 2000) Hơn nữa, chế phẩm probiotic có khả tạo nên cân NH3/NO2/NO3 nước với diện vi khuẩn nitrate hóa Nitrosomonas sp Nitrobacter sp Trong điều kiện môi trường nước ao ni có nồng độ NH3 cao, Nitrosomonas sp chuyển đổi NH3 thành NO2, sau Nitrobacter sp chuyển đổi NO2 thành NO3, hợp chất không gây độc cho vật nuôi (Sahu et al., 2008) Các chủng vi khuẩn nitrate hóa tiết polymer cho phép chúng gắn kết bề mặt hình thành nên biofilm Và biofilm làm giảm đến 50% tỷ lệ ammonia nitrite môi trường ao ni (Sahuet al., 2008) Ngồi vi khuẩn nitrate hóa, chủng vi khuẩn phân hủy sulfur, methane có tác dụng cải thiện mơi trường nước ao nuôi trồng thủy sản (Sahu et al., 2008) Phương pháp chọn lọc tạo chế phẩm probiotic Để sản xuất chế phẩm probiotic có đầy đủ tính chất đáp ứng tốt lồi ni trồng thủy sản việc phịng chống lại bệnh vi sinh vật gây khơng chuyện đơn giản Đó q trình trải qua nhiều bước thử nghiệm phức tạp a Thu thập thông tin xung quanh Trước thực hoạt động nghiên cứu phát triển chế phNm probiotic, cần phải tiến hành khảo sát khoanh vùng hoạt động nuôi trồng hay phát triển kinh tế trang trại thủy sản Một nhìn tổng quát kết hợp với tư khoa học kiến thức sâu sắc hoạt động nuôi trồng thủy sản tảng để xác định bước tiếp cận khả thi đến probiotic Cần phải xác định xác môitrường sống sinh vật nuôi cùng, hệ vi sinh vật, mối quan hệ hệ vi sinh vật (mầm bệnh, vi sinh vật khác) vật chủ, mối quan hệ hệ vi sinh vật môi trường b Phân lập vi sinh vật probiotic giả định Phân lập chủng probiotic từ ao nuôi tốt giai đoạn quan trọng tiến trình Giai đoạn quan trọng dịng chọn lọc biểu chức probiotic, khơng có dấu hiệu rõ rệ tnào chứng tỏ việc phân lập chủng probiotic từ vật nuôi hay từ môi trường nuôi tốt tốt việc phân lập từ loài hay điều kiện ngoại cảnh khác Tuy nhiên, có logic việc phân lập chủng probiotics nơi vật nuôi tăng trưởng tốt điều kiện ao ni tốt chủng probiotic có hiệu Chính điều chứng minh chủng lấn át chủng khác ruột củacá tác nhân tốt để ngăn chặn mầm bênh từ vị trị gắn kết thành ruột Tương tự,sự diện dòng vi khuẩn ưu mật độ cao môi trường nuôichứng minh khả tăng rưởng thành công điều kiện thông thường vàcạnhtranh hiệu dinh dưỡng với dòng gây hại d Sàng lọc tuyển chọn chủng probiotic giả định Sau phân lập chủng vi sinh vật probiotic, giai đoạn sàng lọc tiền chọn lọc từ chủng giả định bước quan trọng để giới hạn lại số lượng số lượng vi sinh vật phân lập * Thử nghiệm tính đối kháng điều kiện in vitro Phương thức chung để sàng lọc probiotic quan tâm thực thử nghiệm tính đối kháng điều kiện in vitro mầm bệnh thuốc thử để xác định probiotic hay sản phẩm ngoại bào Dựa vào xếp xác thứ tự thử nghiệm, probiotic tuyển chọn chọn lọc dựa vào khả sản xuất hợp chất ức chế, siderophore hay cạnh tranh mặt dinh dưỡng Việc tiền chọn lọc probiotic quan tâm dựa vào thử nghiệm tính đối kháng điều kiện in vitro chọn chủng probiotics hiệu Tuy nhiên, liên kết trình xác định probiotic tốt tiêu chuẩn tiền chọn lọc chưa rõ ràng Mặt khác, điều không chứng minh chủng phân lập không ức chế mầm bệnh thử nghiệm tính đối kháng in vitro hiệuquảhơn việc bảo vệ vật chủ chống lại mầm bệnh điều kiện in vivo Nócũngkhơng chứng minh rõ ràng q trình thực thử nghiệm in vitro cung cấp thêm tiêu chuẩn quy trình chọn lọc Theo Ringo Gatesoupe,các thử nghiệm in vitro âm tính lẫn dương tính khơng dự đốn ảnh hưởng điều kiện in vivo * Sự hình thành tập đoàn vi khuẩn khả gắn kết Khả dịng vi khuẩn probiotic hình thành tập đồn vi khuẩn ruột hay quan ngoại bào vật chủ khả gắn kết lớp tiêu chuẩn tốt cho cơng tác tiền chọn lọc số chủng vi khuẩn probioticgiảđịnh Điều liên quan đến khả tồn probiotic tuyển chọnđốivớivật chủ môi trường nuôi, gắn kết bề mặt vật chủ, khả ngănchặncácvikhuẩngâybệnh * Thử nghiệm quy mô nhỏ liên quan đến hệ thống nuôi đơn vật chủ Các thử nghiệm quy mô nhỏ: Ấu trùng cá từ đến ngày tuổi ni mơi trường có diện vi khuẩn phân lập Sau ngày, kiểm tra sức khỏe ấu trùng cách so sánh kính thước chúng, khả bơi lội mức độ thèm ăn Từ đó, vi khuẩn xác định mầm bệnh tiềm hay chủng probiotic Việc nuôi ấu trùng cá biển thân mềm quy mô nhỏ cho phép sàng lọc nhiều chủng probiotics quan tâm diện thể vật chủ Monoxenic culture (Nuôi cấy đơn vật chủ: Để xác định hiệu chủng vi khuẩn chuyên biệt cho sinh vật nuôi loại trừ vi khuẩn khác từ hệ thống nuôi trồng cần thiết để tránh tương tác vi khuẩn Sự chọn lọc chủng probiotic tuyển chọn thực cách nuôi vật chủ điều kiện đơn vật chủ (monoxenic) tức có sựhiện diện chủng probiotic giả định Hướng tiếp cận sử dụng để nghiên cứu ảnh hưởng nhiều chủng vi khuẩn lênmôi trường nấm đơn bào, rotifer Các thí nghiệm thực điều kiện quy mô nhỏ nên tất yếu tố đầu vào (nước, thức ăn …) vô trùng trứng, ấu trùng hay tảo đơn bào thu hoạch điều kiện vơ trùng trước thí nghiệm Yếu tố giới hạn giai đoạn thích hợp số lượng lớn sinh vật khiết Do đó, giai đoạn sử dụng với sinh vật sống làm thức ăn tảo đơn bào, rotifer, artemia) hay ấu trùng thân mềm hay cá d Ước lượng khả gây bênh chủng chọn lọc Trước đưa probiotic vào sử dụng, bước cần thiết cần phải xác định tính an tồn vật chủ Do đó, vật chủ cảm nhiễm với chủng probiotic chọn lọc điều kiện bình thường hay điều kiện stress Điều thực cách tiêm, tắm vật chủ dịch có chứa vi khuẩn probiotic bổ sung vào môi trường nuôi Giai đoạn nghiên cứu kết hợp với giai đoạn trước thử nghiệm quy mô nhỏ tiến hành tốt hết thực điều kiện đơn vật chủ Các nồng độ chất dinh dưỡng liên quan đến trình ni vật chủ xác định thơng qua q trình nghiên cứu phát triển e Ước lượng ảnh hưởng probiotic lên vật chủ điều kiện in vivo Ảnh hưởng chủng probiotic tuyển chọn phải kiểm tra điều kiện in vivo Nếu probiotic tác động phương diện dinh dưỡng probiotic tuyển chọn bổ sung vào mơi trường ni có ảnh hưởng đến tăng trưởng hay tỷ lệ sống Tuy nhiên, quan tâm đến kiểm soát sinh học hệ vi sinh vậtthì thử nghiệm in vivo cơng cụ thích hợp để ước lượng ảnh hưởng chủng probiotic quan tâm lên vật chủ Cách thức ứng dụng probiotic giả định: Các probiotic giả định bổ sung vào vật chủ môi trường xung quanh theo nhiều phương án: (i) bổ sung vào thức ăn nhân tạo, (ii) thêm vào môi trường nước nuôi (iii) tắm (iv) thêm vào qua đường thức ăn sống Gây nhiễm thực nghiệm – Thủ nghiệm tính đối kháng in vivo Bước quan trọng thử nghiệm cảm nhiễm in vivo liên quan đến gây nhiễm thực nghiệm với bệnh đặc trưng Các mầm bệnh hay bênh hội bổ sung thơng qua khuẩn phần ăn (thức ăn sống hay nhân tạo), thông qua ngâm vật chủ môi trường chứa mầm bệnh, hay thông qua môi trường nước nuôi với cách thức thực tương tự probiotic Thử nghiệm gây nhiễm in vivo để phát ảnh hưởng probiotic nên thực với cẩn trọng lớn Những ảnh hưởng lâu dài nên nghiên cứu để xác định mầm bệnh tiến triển Rất quan trọng để theo dõi trình tăng trưởng hay hoạt động mầm bệnh vị trí mà trung hịa mầm bệnh probiotic biểu bị kìm hãm đơn giản cạnh tranh mặt dinh dưỡng f Phát triển công cụ kiểm tra Một yếu tố định ứng dụng probiotic quy mô lớn, phát triển cơng cụ kiểm tra để kiểm soát việc sản xuất ứng dụng việc nuôi cấy vi khuẩn Việc sản xuất số lượng lớn sinh khối vi khuẩn yêu cầu việc kiểm soát chất lượng thích hợp để tránh nhiễm vi khuẩn khác Cần phải quan tâm đến ổn định di truyền trình sản xuất sinh khối vi khuẩn đột biến tự nhiên hay kích thích ảnh hưởng đến hoạt tính probiotic chủng vi khuẩn Việc kiểm tra thực với quản lý ni cấy probiotic đến lồi thủy sản nuôi trồng Sự kiểm tra hệ vi sinh vật hệ thống nuôi trở thành phần kiểm tra định kỳ trang trại Các công cụ phân tử thích hợp với ứng dụng Sử du ̣ng chủng vi sinh vật hữu ích quản lý chất lượng môi trường ao nuôi thuỷ sản a Vi khuẩn lactic * Đặc điểm chung vi khuẩn lactic Vi khuẩn lactic có đặc điểm chung vi khuẩn Gram dương, thử nghiệm oxydase catalase âm tính, hình que hay hình cầu, khơng tạo bào tử, khơng di động, kỵ khí tùy nghi lên men carbohydrate tạo sản phẩm cuối acid lactic (Abee ctv, 1999) Ngồi ra, cịn sản sinh acid acetic, ethanol, hợp chất thơm, bacteriocin, exopolysaccharide số enzyme quan trọng khác (De Vuyst Leroy, 2007) Lactobacillus plantarum Lactobacillus lactis Vi khuẩn lactic phát triển nhiệt độ khác nhau, hầu hết chúng phát triển nhiệt độ tối ưu 20 – 300C, số loài ưa nhiệt phát triển nhiệt độ cao 50 – 550C Vi khuẩn lactic có khả chịu nồng độ muối cao, pH tối ưu cho hầu hết vi khuẩn lactic gần điểm trung tính (pH 7,0) * Khả ức chế vi khuẩn gây bệnh thông qua việc sản xuất hợp chất kháng khuẩn vi khuẩn lactic Vi khuẩn lactic biểu thị loạt hoạt động kháng khuẩn Trong số hoạt động đó, việc sản xuất acid lactic acid acetic quan trọng Ngoài ra, số chủng vi khuẩn lactic biết đến để sản xuất hợp chất kháng khuẩn ethanol, acid formic, acid béo, hydrogen peroxide, diacetyl, reuterin, reutericyclin đặc biệt bacteriocin Bên cạnh việc sản xuất hợp chất bacteriocin, số vi khuẩn lactic cịn tổng hợp peptide kháng khuẩn khác góp phần vào việc bảo quản thực phẩm cách an toàn Một đặc điểm hợp chất kháng khuẩn khả chống lại vi khuẩn gây bệnh đường ruột Escherichia coli, Salmonella nhóm Vibrio spp (De Vuyst Leroy, 2007) Hầu hết vi khuẩn lactic tổng hợp bacteriocin hay chất gần giống bacteriocin nên chủng loại hợp chất kháng khuẩn đa dạng lactacin, nisin, acidolin,… Các chất có khả ức chế tế bào họ hay khác họ Do đó, việc sử dụng vi khuẩn lactic có khả sản sinh bacteriocin mạnh ức chế hiệu vi khuẩn gây bệnh Đồng thời, sản phẩm từ vi khuẩn lactic không ảnh hưởng đến sức khỏe sinh trưởng vật nuôi nên an toàn * Cách sử dụng chế phẩm chứa vi khuẩn lactic Đối với chế phẩm chứa vi khuẩn lactic, cách trộn chung vào thức ăn cho hiệu cao Hai chủng vi khuẩn lactic có hiệu cao nghiên cứu nhiều nuôi trồng thủy sản Lactobacillus plantarum Lactobacillus lactis Các sản phẩm chứa vi khuẩn L plantarum Sitto LB-2; chứa vi khuẩn L lactis Sitto LB-1 trộn trực tiếp vào thức ăn với liều lượng thích hợp Tuy nhiên, để tăng hiệu sử dụng chế phẩm, nên ủ hay tăng sinh vi khuẩn chế phẩm trước sử dụng Vì chế phẩm vi khuẩn dạng chưa hoạt động nên trộn với thức ăn cung cấp cho tôm, hiệu không cao Khi tiến hành tăng sinh, vi khuẩn chuyển từ dạng chưa hoạt động sang trạng thái hoạt động nên hiệu tăng lên đáng kể Bacillus subtilis bacillus licheniformis * Vai trò chế phẩm vi sinh nâng cao khả tiêu thụ thức ăn Khả tiêu thụ thức ăn động vật dựa vào chức chính: thủy phân nguồn thức ăn khả hấp thu chất dinh dưỡng Các vi sinh vật có khả phân hủy nguồn thức ăn chủng có khả sản xuất hệ enzyme tiêu hóa để phân hủy thành phần có thức ăn, giúp vật ni dễ hấp thu Ví dụ vi sinh vật sản xuất enzyme a - amylase thủy phân tinh bột tạo thành đường glucose – nguồn đường dễ hấp thu giúp tăng cường lượng cho vật nuôi; enzyme protease thủy phân protein tạo thành amino acid – vật liệu để giúp cho vật nuôi tạo thịt; enzyme lipase thủy phân lipid thành thành acid béo – nguồn giúp cho vật nuôi tăng cường lượng xây dựng tế bào Do đó, việc sử dụng chế phẩm vi sinh chứa vi sinh vật có khả sản sinh enzyme tiêu hóa có hoạt tính cao Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis… giúp đẩy nhanh khả phân hủy hấp thu thức ăn, giúp vật nuôi tăng trưởng nhanh a Đặc điểm chung B subtilis Bacillus subtilis trực khuẩn, ngắn, nhỏ, kích thước (3 – 5) x 0,6 µm, Gram (+), nhiều tế bào nối với thành chuỗi dài ngắn khác tế bào đứng riêng rẽ Vi khuẩn có khả di động, có đến 12 lơng, sinh bào tử hình bầu dục, có kích thước từ 0,6 – 0,9 µm, phân bố lệch tâm, gần tâm khơng tâm, kích thước từ 0,8 – 1,8 µm Vi khuẩn B subtilis quan sát kính hiển vi Nhiệt độ thích hợp cho vi khuẩn phát triển 30 – 500C Vi khuẩn B subtilis có khả sinh số enzyme như: α - amylase, protease, lipase … đặc biệt có khả sinh tổng hợp riboflavin (tiền vitamin B2) b B licheniformis B licheniformis vi khuẩn ưa ấm, Gram dương, có nhiệt độ phát triển tối ưu khoảng 300C nhiệt độ tối ưu để vi khuẩn sản xuất hợp chất kháng khuẩn 370C Chúng có khả hình thành bào tử để chống lại điều kiện bất lợi mơi trường Vi khuẩn B licheniformis kính hiển vi * Lợi ích Bacillus subtilis Bacillus licheniformis - Tăng cường khả tiêu hóa thức ăn cách sản xuất hợp enzyme tiêu hóa: Vi khuẩn B subtilis B licheniformis có khả sản xuất nhiều enzyme tiêu hóa dựa vào nguồn chất khác nhau, bao gồm enzyme: amylase, protease, lipase - Ức chế vi khuẩn gây bệnh Vi khuẩn B subtilis B licheniformis có khả tổng hợp chất ức chế ngăn chặn phát triển vi khuẩn gây bệnh Theo nghiên cứu Vaseeharan Ramasamy (2003), vi khuẩn B subtilis có khả ức chế phát triển vi khuẩn Vibrio harveyi gây bệnh phát sáng tôm Các chất ức chế lyzozyme enzyme ngoại bào - Nâng cao chất lượng nước ao nuôi: nhiều nghiên cứu, chất lượng môi trường nước ao nuôi cải thiện bổ sung vi khuẩn có lợi, đặc biệt bổ sung chế phẩm có chứa chủng Bacillus sp Bacillus vi khuẩn gram dương hiệu việc biến đổi chất hữu thành CO2 so với vi khuẩn gram âm (Verschuere et al., 2000) Từ đó, làm giảm hàm lượng chất hữu làm giảm khí độc nước * Cách sử dụng chế phẩm chứa Bacillus subtilis Bacillus licheniformis - Đối với chế phẩm cho ăn Có thể trộn trực tiếp vào thức ăn với liều lượng thích hợp Tuy nhiên, để tăng hiệu sử dụng chế phẩm, nên ủ hay tăng sinh vi khuẩn chế phẩm trước sử dụng Vì chế phẩm vi khuẩn dạng chưa hoạt động nên trộn với thức ăn cung cấp cho tôm, hiệu không cao Khi tiến hành tăng sinh, vi khuẩn chuyển từ dạng chưa hoạt động sang trạng thái hoạt động nên hiệu tăng lên đáng kể - Đối với chế phẩm xử lý nước Tương tự chế phẩm cho ăn, chế phẩm chứa vi khuẩn B subtilis dạng xử lý nước pha nước với liều lượng thích hợp tạt xuống ao nuôi Để tăng hiệu sử dụng, nên tiến hành ủ tăng sinh vi khuẩn trước sử dụng ... rãnh từ vi sinh vật chết - Vi sinh vật ký sinh (parasites): Các vi sinh vật vừa lấy C từ chất hữu thể sinh vật cịn sống lấy C từ sinh vật cịn sống mà thơi Trong bệnh học, vi sinh vật ký sinh nguyên... giống vi sinh vật: Desulfovibrio; Desulfovibrio; Desulfotomaculum III Vi sinh vật nước Vi sinh vật gây bệnh nước Một số vi sinh vật gây bệnh cho người, động vật thực vật Những vi sinh vật gây... xác mơitrường sống sinh vật nuôi cùng, hệ vi sinh vật, mối quan hệ hệ vi sinh vật (mầm bệnh, vi sinh vật khác) vật chủ, mối quan hệ hệ vi sinh vật môi trường b Phân lập vi sinh vật probiotic giả