Một dòng vi khuẩn Arthrobacter sp, được phân lập từ nước nuôi tôm he Ấn Độ Penaeus indicus đã được đánh giá tiềm năng và sử dụng như một chế phẩm sinh học cho tôm so với β-1, 3 glucan, lá cây chùm ngây Moringa oleifera bảo vệ Penaeus indicus chống lại tác nhân gây bệnh vibrios.
Nghiên cứu trong ống nghiệm (in vitro) đã cho thấy có sự đối kháng chống lại vi khuẩn V. harveyi. Tôm he Ấn Độ (Penaeus indicus) được bố trí 4 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức 150 con, với 3 lần lặp lại, thời gian thí nghiệm 4 tuần. Ba nghiệm thức đầu tiên bổ sung lần lượt Arthrobacter sp. (1×10^8 CFU/mL), β glucan -1,3 (10 mg/kg thức ăn) và lá Moringa oleifera (10 mg/kg thức ăn) vào thức ăn của tôm. Trong khi đó nghiệm thức 4 chỉ cho ăn thức ăn như bình thường mà không thêm bất kỳ chất phụ gia nào. Trong suốt 5 ngày sau khi thí nghiệm ổn định thì tôm được nuôi trong nước có bổ sung vi khuẩn V. harveyi. Tỷ lệ chết tích lũy đã được ghi nhận cho toàn bộ thí nghiệm.
Kết quả cho thấy cả hai nghiệm thức bổ sung Arthrobacter sp. và β -1,3 glucan vào thức ăn có thể bảo vệ tôm từ mầm bệnh vibrios, lá Moringa oleifera cũng có thể bảo vệ tôm nhưng Arthrobacter sp. và β -1,3 glucan cải thiện hệ miễn dịch không đặc hiệu, tăng trưởng, chỉ tiêu miễn dịch học và tình trạng sinh lý của tôm tốt hơn. Về mặt này, Arthrobacter sp. có thể được coi như một loại vi khuẩn có lợi trong nuôi tôm trong khi β-1,3 glucan và lá Moringa oleifera được coi là chất kích trong nuôi tôm he Ấn Độ (Penaeus indicus) đối kháng lại với vi khuẩn vibrios gây bệnh.
Kết quả và thảo luận
a. Kết quả
– Thí nghiệm trong ống nghiệm (in vitro)
Arthrobacter globiformis IFO 12.137 được nuôi tăng sinh trên môi trường MA (marine agar) và có những vùng xung quanh các điểm của Arthrobacter globiformis IFO 12.137. Đường kính của vòng kháng vi khuẩn V. harveyi là 3,67 cm. Kết quả cho thấy Arthrobacter globiformis IFO 12.137 ức chế vi khuẩn vibrios gây bệnh trong ống nghiệm.
Bảng 1: Cho thấy % tỷ lệ sống, tăng trưởng, nồng độ lysozyme,, hoạt động thực bào, kháng khuẩn và chỉ số thực bào của tôm
– Tỷ lệ sống của tôm
Như đã trình bày trong bảng 1, tỷ lệ sống giữa các nghiệm thức khác biệt có ý nghĩa thống kê (anova, p<0.05) trong suốt 5 ngày thí nghiệm. Nghiệm thức bổ sung Arthrobacter globiformis IFO 12137 (G1) có tỷ lệ sống cao nhất 94,7%, nghiệm thức bổ sung β 1,3-glucan (G2) có tỷ lệ sống 89,3%, và nghiệm thức bổ sung lá Moringa oleifera (G3) trong khẩu phần ăn có tỷ lệ sống (86,4%). Trong khi đó nghiệm thức đối chứng (G4) có tỷ lệ sống thấp nhất (46,9%). Tăng trưởng, tỷ lệ phần trăm ức chế, nồng độ lysozyme, hoạt động thực bào và chỉ số thực bào được trình bày trong Bảng 1 và Hình 1; 2; 3.
Chú thích: Hình 1. Ảnh hưởng của việc bổ sung Arthrobacter globiformis IFO 12.137, β 1,3 –glucan và lá Moringa oleifera trong khẩu phần ăn lên tỷ lệ sống của tôm P. indicus sau khi cảm nhiễm với vi khuẩn Vibrios.
Hình2. Ảnh hưởng của việc bổ sung A. globiformis, β-glucan 1,3 và Moringa oleifera trong khẩu phần ăn lên tăng trưởng của tôm (mg).
Hình 3. Ảnh hưởng của việc bổ sung A. globiformis, β-glucan và 1,3 và lá M. oleifera trong khẩu phần ăn đến nổng độ lysozyme và chỉ số thực bào trong huyết tương của tôm P. indicus
– Tổng vi khuẩn trong các mẫu tôm sau khi gây cảm nhiễm
Tổng vi khuẩn (CFU) trong tôm mẫu tôm sau khi gây cảm nhiễm để xác định lượng vi khuẩn V. harveyi được mang theo tôm. Ở nghiệm thức đối chứng số lượng vi khuẩn nhiều nhất tiếp theo là nghiệm thức bổ sung β-1.3, nghiệm thức bổ sung lá M. oleifera trong khi số lượng vi khuẩn thấp nhất được ghi nhận trong nghiệm thức bổ sung Arthrobacter globiformis IFO 12.137.
Thảo luận
Các miễn dịch có tác dụng kích thích miễn dịch như vi khuẩn, glucans, peptidoglycans, lipopolysaccharides (LPS) và các polysaccharides đã được nghiên cứu rộng rãi trong cá và động vật giáp xác (Smith et al., 2003). Nghiên cứu hiện tại đã tiến hành nghiên cứu so sánh giữa Arthrobacter globiformis IFO 12.137. β-1,3 Glucan được xem như là chất kích thích miễn dịch quan trọng đối với tôm và lá M. oleifera như cây thuốc và kháng vi khuẩn bảo vệ tôm P. indicus từ vi khuẩn V. harveyi.
Nghiên cứu này đã cho thấy một kết quả đầy hứa hẹn để nâng cao tỷ lệ sống trong nuôi tôm P. indicus bằng cách sử dụng chế phẩm sinh học và chất kích thích miễn dịch với các mức độ khác nhau. Nghiệm thức G1 (chỉ bổ sung Arthrobacter globiformis IFO 12.137) đã cho kết quả tỷ lệ sống cao hơn đáng kể so với nghiệm thức đối chứng. Có một số bài báo cáo về vi khuẩn Arthrobacters đã sản xuất các hợp chất kháng khuẩn (Hentschel et al., 2001; Jayanth et al., 2001). Kết quả nghiên cứu gần đây được thực hiện từ Li et al., (2006) đã báo cáo rằng dòng vi khuẩn có lợi Arthrobacter XE-7 được phân lập từ hệ vi sinh tự nhiên là chế phẩm sinh học. Họ cũng nói thêm rằng kết quả của thí nghiệm cho thấy Arthrobacter XE-7 có khả năng ức chế vi khuẩn vibrios gây bệnh (V. parahaemolyticus, V. anguillarum và V. nereis). Song song với thí nghiệm ức chế, thí nghiệm cho tôm cảm nhiễm đã khẳng định rằng Arthrobacter XE-7 không chỉ có thể ức chế với vi khuẩn vibrios gây bệnh mà còn làm giảm nồng độ N-NH3. Do đó, ảnh hưởng của vi sinh vật hữu ích tự nhiên Arthrobacter XE-7 dựa trên cả hai cơ chế loại trừ cạnh tranh với tác nhân gây bệnh và cải thiện chất lượng nước.
Kết quả tỷ lệ sống của tôm cho thấy rõ ràng rằng Arthrobacter globiformis IFO 12.137 không gây bệnh cho tôm P. indicus đặc biệt nó được bổ sung vào khẩu phần ăn với mật số rất cao (1×10^8 CFU/ml), Arthrobacter globiformis cũng bảo vệ tôm giống (Pl) từ vi khuẩn gây bệnh (V. harveyi) (Li et al., 2006).
Nhiều nghiên cứu liên quan đến việc bảo vệ chống lại vi khuẩn gây bệnh bằng chế phẩm sinh học trên tôm he và các động vật giáp xác khác (Nogami and Maeda, 1992; Garri-ques and Arevalo, 1995), và tận dụng chế phẩm sinh học ngoài kháng sinh đã được thảo luận bởi Moriarty (1998), nhưng chỉ có một vài báo cáo đã công bố so sánh giữa các chế phẩm sinh học và thuốc kháng sinh (Li et al., 2006).
Loại trừ cạnh tranh là một trong những yếu tố quan trọng của Arthrobacter globiformi làm tăng tỷ lệ sống của tôm. Trong thử nghiệm in vitro. Nó được đã sinh vùng kháng khuẩn rộng chống lại vi khuẩn gây bệnh Vibrio harveyi. Kết quả được khẳng định bởi Carnio et al., (1999), người đã báo cáo rằng có hoạt động đối kháng của vi khuẩn Arthrobacter sp. chống lại tác nhân gây bệnh như Listeriosis.
Khẩu phần cho ăn bổ sung β-glucans trong thức ăn của tôm Penaeus indicus cũng đã nâng cao tỷ lệ sống đáng kể (89.3%), cải thiện sự tăng trưởng (4.1 mg), nồng độ lysozyme (23 ± 1.15), phần trăm ức chế (28.9), hoạt động thực bào (43) và chỉ số thực bào (7.15) so sánh với nghiệm thức đối chứng.
β-glucans là các đường polymers, là thành phần cấu trúc chính của thành tế bào nấm men, nấm và vi khuẩn, ngoài ra còn các loại ngũ cốc như yến mạch và lúa mạch. Có nhiều cấu trúc khác nhau trong β-glucans từ các nguồn khác nhau, nó có thể ảnh hưởng đến chức năng sinh lý của nó. β-glucans có nguồn gốc từ nấm, nấm men và alginate có đặc tính điều chỉnh miễn dịch. Hầu hết các đánh giá những tác động về kích hoạt đại thực bào và trên lysozyme, và hoạt động của bạch cầu, đã được đề xuất để góp phần vào việc tăng sức đề kháng chống lại bệnh nhiễm trùng, kết quả của nghiên cứu này cũng được khẳng định bởi các kết quả thu được của Thanardkit et al. (2002), Lopez et al. (2003) và Felix et al. (2008).
Đây là lần đầu tiên trong nuôi trồng thủy sản lá Moringa oleifera được sử dụng như chất kháng khuẩn, kích thích miễn dịch và cải thiện tăng trưởng trên tôm Penaeus indicus. Nghiên cứu này còn cho thấy rằng khẩu phần ăn có bổ sung lá Moringa oleifera có ảnh hưởng đáng kể đến sự phát triển, kich thích tăng trưởng, tỷ lệ sống nhưng không ảnh hưởng đến phần trăm ức chế, hoạt động của emzym lysozyme, hoạt động và chỉ số thực bào, kết quả cũng chỉ ra rằng lá Moringa oleifera trong nuôi trồng thủy sản được sử dụng thành công như là nguồn dinh dưỡng như một chất phụ gia cần thiết thêm vào trong khẩu phần ăn của tôm bởi vì nó có chứa một lượng lớn vitamin, khoáng chất và axit amin quan trọng cho sự trao đổi chất và tăng trưởng của tôm P. indicus. Dầu thực vật từ hạt và lá của Moringa oleifera đang có nhu cầu cao và là thuốc có giá trị. Ngoài việc sử dụng thuốc, Moringa oleifera còn được báo cáo là một nguồn tốt để cung cấp vitamin và acid amin (Olugbemi et al., 2010). Moringa oleifera còn có tác dụng tăng cường miễn dịch hệ thống (Fuglier,1999;. Olugbemi et al., 2010). Lá và quả tươi Moringa oleifera được sử dụng như rau cho con người và rất giàu carotene và acid ascorbic (Vitamin C) với đầy đủ các axit amin (Makkar and Becker, 1996). Cây Moringa oleifera cũng được sử dụng trong thức ăn chăn nuôi và các cành cây được báo cáo là rất tốt đối với động vật nhai lại (Kimoro, 2002; Kakengi et al., 2007). Lá của Moringa oleifera chứa nhiều chất dinh dưỡng và được sử dụng rộng rải ở Nigeria. Dầu hạt giống Moringa chứa một lượng lượng lớn acid béo không bão hòa (80,4%) (Anwar and Rashid, 2007; Ogbunugafor et al., 2011). Chất chiết xuất từ Moringa oleifera được báo cáo có khả năng kháng khuẩn (Patel, 2011). Hầu hết các bộ phận của cây được sử dụng trong y học dân gian ở châu Phi và Nam Á (Fahey,2005). Các hiệu quả chữa bệnh của cây như một chất chống oxy hóa, được biết đến để ngăn chặn sự hình thành phản ứng oxy hóa (ROS) và các gốc tự do (Sofidiya et al, 2006, Olugbemi et al., 2010; Ogbunugafor et al., 2011, Ogbe and Affiku, 2011).
Trong nghiên cứu này, có thể kết luận rằng vi khuẩn có lợi Arthrobacter globiformis IFO 12.137 được phân lập từ môi trường sống tự nhiên (nước nuôi tôm) là một vi khuẩn có lợi trong nuôi trong thủy sản cho nuôi tôm P. indicus. Kết quả của thí nghiệm ức chế trong ống nghiệm (in vitro) cho thấy Arthrobacter globiformis IFO 12.137 có tác dụng đối kháng chống lại vi khuẩn. Nó có khả năng ức chế vi khuẩn vibrios (V. harveyi). Song song với thí nghiệm ức chế, thí nghiệm gây cảm nhiễm tôm đã khẳng định Arthrobacter globiformis không chỉ có thể gây ức chế với vi khuẩn vibrios gây bệnh mà nó còn có tác dụng kích thích tăng trưởng. Do đó, nghiên cứu này đề xuất rằng bản chất của chế phẩm sinh học tự nhiên Arthrobacter globiformis IFO 12.137 dựa trên cả hai cơ chế cạnh tranh loại trừ mầm bệnh và thúc đẩy tăng trưởng. Ngoài ra, còn giảm tỷ lệ chết trong thí nghiệm gây cảm nhiễm trên đối tượng nuôi.
Nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng khẩu phần ăn có bổ sung β-1,3 glucan như là chất kích thích miễn dịch lựa chọn của tôm P. indicus ảnh hưởng đến tỷ lệ sống, tăng trưởng, nồng độ lysozme, hoạt động và chỉ số thực bào, cũng như kháng khuẩn và thúc đẩy tăng trưởng. Nghiên cứu này cũng khảo sát ảnh hưởng của khẩu phần ăn có bổ sung lá Moringa oleifera lần đầu tiên trong nuôi trồng thủy sản như thảo dược bảo vệ tôm P. indicus từ vi khuẩn gây bệnh V. harveyi. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng lá Moringa oleifera chứa một lượng đáng kể carbohydrate, protein và khoáng, trong đó có nhu cầu dinh dưỡng của gia cầm. Có thể, những chiếc lá từ cây này có thể được sử dụng hữu ích làm thức ăn bổ sung và làm thuốc ở gia cầm nhằm cải thiện sức khỏe và hiệu suất tăng trưởng. Vì vậy, cần nghiên cứu sâu hơn để tìm hiểu ảnh hưởng của Arthrobacte globiformis trên các loài tôm và cá khác, các chỉ tiêu sinh lý và các thông số miễn dịch và cũng cần chỉ ra Moringa oleifera phải được tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng nó trong thức ăn của động vật thủy sản.
Phó Văn Nghị, trieutuan.blog
Source: Rayes A. A. H., 2013. Study on the effect of dietary probiotic bacteria Arthrobacter species, β – 1,3 glucan and Moringa oleifera leaf on protection of Penaeus indicus Juvenile from pathogenic Vibrio harveyyi. Researcher 2013, 5.