Tài liệu BÙ ĐẮP SINH HỌC TRONG HỆ THỐNG NUÔI TÔM pdf

BÙ ĐẮP SINH HỌC TRONG HỆ THỐNG NUÔI TÔM Tóm tắt : Hoạt động nuôi trồng thủy sản đã tạo ra một số lượng đáng kể chứa những sản phẩm phụ của trao đổi chất , thức ăn thừa , phân , những thuốc phòng bệnh được đưa vào dẫn đến sự xuống cấp của chất lượng nước và bùng phát dịch bệnh . Phương pháp bù đắp sinh học ( bioremediation ) , qua việc sử dụng vi sinh vật hay enzyme để sử lý ao hồ , là phương pháp hiện thời được sử dụng để cải thiện chất lượng nước , duy trì tính ổn định của hệ thống nuôi trồng thủy sản . Bù đắp sinh học liên quan đến việc khoáng hóa các vật chất hữu cơ để tạo ra CO2 , tối ưu hóa sự phát triển của tôm , sự nitrat hóa và khử nitrat để : - Loại trừ sự gia tăng quá mức nitrogen trong hồ - Duy trì sự ổn định và đa dạng trong hồ - Loại trừ những loài gây hại và củng cố những loài có lợi - Ngoài ra những vi khuẩn dị dưỡng phân hủy chất hữu cơ , nitrat hóa , khử nitrat , vi khuẩn quang hợp thường được sử dụng trong bù đắp sinh học Nội dung : Giải pháp hiện thời để duy trì chất lượng nước là ứng dụng vi sinh vật hay enzyme được biết như là bioremediation để giảm sự tích lũy chất nhờn hay vật chất hữu cơ ở đáy hồ , oxy có thể thẩm thấu tốt hơn vào lớp cặn và môi trường tốt hơn cho những loài thủy sản . - Sự phân lập và phát triển các vi sinh vật bản địa là đòi hỏi cho sự thành công của bioremediation . Một sự bù đắp sinh học thành công bao gồm : tối ưu hóa tốc độ nitrate hóa để giữ nồng độ amonia thấp trong hồ , tối ưu hóa sự khử nitrate để loại trừ nitrogen ra khỏi hồ dưới dạng khí nitơ , tối ưu hóa sự oxi hóa sulphide để giảm sự tích lũy hydrogen sulphide , tối ưu hóa sự khoáng hóa carbon thành CO2 để giảm tối thiểu sự tích lũy bùn đáy , tối ưu hóa khả năng sản xuất , duy trì quần thể sinh vật trong ao được đa dạng và ổn định nơi mà những loài gây hại không được trở nên vượt trội . - NH3 thấm qua mang cá gây rối loạn pH trong máu , gây mất cân bằng thẩm thấu qua da cá , gây bệnh . - Sulphur được quan tâm vì nó gây thiếu oxy huyết . Trong điều kiện hiếu khí sulphur hữu cơ bị phân hủy thành sulphide , sau đó sulphide sẽ bị oxy hóa thành sulphate . Sulphate hòa tan nhiều trong nước và được giải phóng dần từ lớp cặn . Sự oxy hóa sulphide được thực hiện bởi các vi sinh vật có trong lớp cặn bởi tiến trình hóa học đơn thuần . Đưới điều kiện yếm khí sulphate được dùng để thay thế oxygen trong quá trình trao đổi chất của vi sinh vật . Quá trình này dẫn đến sự tạo thành hydrosulphide . H2S hòa tan trong nước gây ra sự tổ thương mang cá và các bệnh khác ở cá . H2S liên kết thì cực kì độc đối với cá tại những nồng độ kể cả trong tự nhiên cũng như là trong hồ nuôi . Những phân tích sinh học ở một vài loài cá cho thấy rằng bất cứ nồng độ có thể phát hiện nào của H2S nên được coi như là sự thiệt hại đối với việc sản xuất cá . - Những vi sinh vật quang tự dưỡng sống ở đáy phân hủy H2S đã được sử dụng rộng rãi trong nuôi trồng thủy sản để duy trì môi trường ưa thích . Những vi khuẩn này chứa bacterial-chlorophyl hấp thụ ánh sáng ( quang phổ từ xanh đến hồng ngoại , tùy thuộc vào loại bacterial-chlorophyl ) và tiến hành quang hợp trong điều kiện yếm khí .Chúng là những vi khuẩn lưu huỳnh xanh và tía mọc ở nơi tiếp giáp giữa nước và bùn . Những vi khuẩn không sulphur màu tía quang tự dưỡng có thể phân hủy vật chất hữu cơ , H2S, CO2 và chất thải độc hại của hồ . Vi khuẩn lưu huỳnh xanh và tía cắt H2S để sử dụng bước sóng ánh sáng mà không bị hấp thụ bởi những phiêu sinh thực vật bên trên . Những vi sinh vật này lấy electron khử từ H2S ở một mức năng lượng thấp hơn là phân cắt nước và do đó đòi hỏi cường độ ánh sáng thấp hơn cho việc tiến hành quang tổng hợp VAI TRÒ CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Tóm tắt : an toàn lương thực sẽ là vấn đề chủ yếu mà loài người phải đối mặt trong những thập niên tới . Sản phẩm của ngành nuôi trồng thủy sản cũng cần được tăng cường để đáp ứng được với nhu cầu về cá ngành càng gia tăng trong những năm sắp tới . Công nghệ sinh học có thể cung cấp những điều kiện để gia tăng cường độ và khả năng trong quá trình sản xuất . Một số những kỹ thuật nền tảng bao gồm : DNA vaccine , DNA chip , proteomic , kỹ thuật chuyển gen sẽ được miêu tả . Phương pháp chuyển gen , đặc biệt có thể làm cho tiến trình nuôi trồng được hiệu quả hơn . - Sự đóng góp của những kĩ thuật cơ bản chủ chốt + Kĩ thuật biểu hiện protein : sản xuất những protein tái tổ hợp dựa vào nhiều hệ thống biểu hiện như vi khuẩn , nấm men , tế bào côn trùng và các giải pháp chuyển gen . Nhiều phân tử có hoạt tính sinh học như là hormon , gonadotropin đã được sản xuất và sử dụng trong nuôi trồng thủy sản . Việc sử dụng vaccine tiêu biểu cho sự phát triển những ứng dụng chủ chốt trong lĩnh vực này . + Microsatellite , Những phân tích QTL và RFLP : Kĩ thuật DNA fingerprinting và kĩ thuật lập bản đồ được sử dụng chủ yếu trong việc xác định giống , chọn lọc trong tạo giống và xác định các marker di truyền cho những tính trạng quan trọng như là sự tăng cường chiều cao và tính kháng bệnh trong bộ gen . + Gene maping và genomics : việc lập bản đồ những gen mới ban đầu trên cá ngựa , cá hồi đại tây dương , cá nóc đã được bắt đầu . Đối tượng lâu dài của những nghiên cứu này là xác định và phân loại nhựng trình tự gen , những marker di truyền đối với những tính trạng quan trọng và việc khám phá thuốc … + Vaccine DNA : liên quan đến việc sử dụng DNA để biểu hiện kháng nguyên trong chính vật chủ như là một phần của tiến trình vaccine . Kĩ thuật này đã được sử dụng thử nghiệm ở cá và cung cấp sự bảo vệ gần như 100% trong khi 80-90% cá đối chứng đã chết sau khi nhiễm virus IHNV . + DNA chips : là kĩ thuật mới mạnh mẽ có khả năng phân tích đạc tính biểu hiện của hàng chục ngàn gen trên một micro chip , đã cách mạng hóa ngành công nghiệp về kĩ thuật sinh học . Kĩ thuật DNA chip là những ứng dụng và những tiến bộ nhanh chóng trong việc chuẩn đoán ( xác định đột biến và đa hình ) , khám phá và sàng lọc gen , việc lập bản đồ và biểu hiện gen đã được mô tả . + Proteomics : là lĩnh vực trễ nhất trong công nghệ sinh học , là sự nghiên cứu thuộc tính của các protein ( mức độ biểu hiện , sự thay đổi sau quá trình dịch mã , sự tương tác … ) + Kĩ thuật chuyển gen và kĩ thuật tế bào gốc phôi : kĩ thuật chuyể gen được báo cáo vào đầu những năm 80 và hiện nay được sử dụng để tạo ra những động vật và cây trồng chuyển gen với kiểu hình được xác định cũng như là thiết bị phản ứng sinh học (bioreactor) để tạo ra những protein trị liệu cho con người . Những dòng tế bào gốc phôi (ES) được lấy từ phôi ở giai đọan sớm cung cấp một hệ thống in vitro để nghiên cứu cơ chế phân tử của sự quy định , sự xác định và sự biệt hóa của tế bào trong suốt quá trình phát sinh phôi . Những dòng tế bào này cung cấp 1 công cụ duy nhất cho gene targeting , gene trapping và những đột biến do sự chèn vào . - Kĩ thuật chuyển gen : Trên nguyên tắc , kĩ thuật chuyển gen có thể được dùng để : + Cải thiện mức độ tăng trưởng của cá + Kiểm soát sự trưởng thành về giới tính , sự phân hóa giới tính và sự vô sinh + Tăng cường khả năng sống sót của cá qua việc gia tăng khả năng kháng bệnh cho cá + Tăng khả năng thích ứng với môi trường cho cá như là khả năng chịu lạnh + Biến đổi đặc tính hóa học của thịt để cải thiện hàm lượng dinh dưỡng + Thay đổi đặc tính hóa học của con đường trao đổi chất để cải thiện việc sử dụng thức ăn SỬ DỤNG PROBIOTIC TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Nghiên cứu về probiotic cho những động vật thủy sinh đang gia tăng cùng với đòi hỏi phải có một ngành nuôi trồng thủy sản thân thiện với môi trường . Probiotic được định nghĩa như là những vi sinh vật sống được cung cấp để cải thiện sức khỏe cho con người và động vật nuôi trên cạn . Những vi sinh vật có trong dạ dày ruột của cá và nhuyễn thể thì phụ thuộc đặc biệt vào môi trường bên ngoài tương ứng với dòng nước chảy qua đường tiêu hóa . Hầu hết những loài vi khuẩn lưu trú một thời gian ngắn trong ruột , tiếp sau đó là sự xâm nhập của những vi khuẩn đến từ thức ăn và dòng nước . Một vài sản phẩm thương mại được nói đến như là những probiotic mặc dù chúng được dùng để sử lý môi trường nước chứ không dùng trong khẩu phần của tôm cá . Sự mở rộng này đối với khái niệm probiotic thì thích hợp khi những vi sinh vật được cung cấp có khả năng sống sót trong ống tiêu hóa của tôm cá . Mặt khác , có nhiều thuật ngữ chung đực đề cập hơn , như là biocontrol khi việc sử lý thì đối lập với mầm bệnh ( pathogen ) , hay bioremediation khi chất lựong nước được cải thiện . Tuy vậy , những công thức probiotic đầu tiên được thử nghiệm ở cá được làm giống như là cho những động vật trên cạn . Mặc dù một vài hiệu quả đã được quan sát ở những công thức như vậy , song sự sống sót của các vi khuẩn này không rõ ràng trong môi trường nước . Hầu hết những thử nghiệm để đề xuất những probiotic đã đưa đến một sự nhất trí là phải trải qua việc phân lập và chọn lọc những giống có trong môi trường nước . Những vi sinh vật này là Vibrionaceae, pseudomonads, lactic acid bacteria, Bacillus spp. và nấm men . Ba đặc điểm chính của vi sinh vật được tìm thấy có thể cải thiện sức khỏe của vật chủ là : - Sự đối kháng lại mầm bệnh trên môi trường in vitro ở đa số các trường hợp. - Khả năng nhân lên của chúng - Những thử nghiệm phức tạp đã chứng minh được rằng một vài dòng có thể gia tăng sự kháng lại các bệnh cho vật chủ , cạnh tranh với mầm bệnh về dinh dưỡng và về chỗ bám , kích thích hệ thống miễn dịch Hầu hết các triển vọng hứa hẹn đã được phác họa nhưng còn cần phải có những nỗ lực đáng kể của việc nghiên cứu để phát triển những ứng dụng đối với nuôi trồng thủy sản . BỆNH ĐỐM TRẮNG * Thiệt hại về kinh tế :  China vào năm 1994: 400,000 USD  Thailand vào năm 1996: 500,000 USD  Ecuador vào năm 1999: 580,000 USD * Những tác nhân gây ra bệnh đốm trắng :  Hypodermal Haematopoietic Necrosis Baculovirus (HHNBV)  Shrimp Explosive Epidemic Disease (SEED)  China virus disease  Rod-shaped nuclear virus of P. japonicus (RV_PJ)  Systemic ectodermal and mesodermal baculovirus (SEMBV) * Virus gây hội chứng đốm trắng :  Một virus DNA mạch đôi  Giống whispovirus, họ nimaviridea  Virus có vỏ , dạng que  Kích thước: 80 – 120 nm x 250 – 380 nm  Kích thước Genome : 300,000 bp (292,967 -307,287)  Có ở châu Á , Mỹ và Nam Mỹ * Những thay đổi liên quan đến bệnh lý : - Phá vỡ cấu trúc mô bên ngoài và ở giữa của mang tôm và mô dưới cuticun (mô sừng) - Tạo ra những hình thể tròn dạng trái xoan trong tế bào * Phương pháp phát hiện :  PCR: 1 bước & 2 bước (nested PCR) - Độ nhạy cao và đặc hiệu - Trong 3-6 giờ - Hóa chất và dụng cụ mắc tiền  Kỹ thuật dựa trên kháng thể - Độ nhạy cao (ngang với PCR 1 bước) - Thời gian tiến hành 30 phút - Rất dễ thực hiện (không cần đào tạo) - Khá mắc tiền  Nhân virus trên môi trường in vitro - Chỉ dùng cho mục đích nghiên cứu PCR (Polymerase chain reaction)  2 steps PCR . BÙ ĐẮP SINH HỌC TRONG HỆ THỐNG NUÔI TÔM Tóm tắt : Hoạt động nuôi trồng thủy sản đã tạo ra một số lượng đáng. của hệ thống nuôi trồng thủy sản . Bù đắp sinh học liên quan đến việc khoáng hóa các vật chất hữu cơ để tạo ra CO2 , tối ưu hóa sự phát triển của tôm ,