Tóm tắt: Sự xuất hiện của virút hội chứng đốm trắng (WSSV) năm 1999 trên tôm thẻ chân trắng gây ra tỷ lệ chết cao tại các trang trại nuôi tôm ở Colombia. Để chống lại bệnh này, Trung tâm Nghiên cứu Thủy sản ở Colombia (CENIACUA) đã khởi xướng một chương trình lai giống chọn lọc để phát triển đề kháng virút đốm trắng (WSSV) trên tôm. Sau giai đoạn tỉ lệ sống kém và mức tăng trưởng chậm ở tôm kháng, nhiều thực nghiệm gần đây liên quan đến các quần thể tách riêng và pha trộn giữa tôm chọn lọc và không chọn lọc, CENIACUA có được các quần thể có khả năng kháng virút đốm trắng (WSSV) mạnh hơn các quần thể không được chọn lọc để kháng WSSV.
Trong tất cả các loại bệnh nghiêm trọng, hội chứng đốm trắng gây bệnh nhiều nhất cho ngành nuôi tôm toàn cầu. Virút đốm trắng (WSSV) lần đầu tiên được báo cáo ở Trung Quốc vào năm 1992, từ đó nó lan rộng đến tất cả các nước châu Á nuôi tôm Penaeid. Năm 1995, bệnh đốm trắng đã được báo cáo tại Hoa Kỳ ở tôm đông lạnh nhập khẩu từ châu Á. Đến năm 2000, bệnh đốm trắng đã hình thành ở hầu hết các quốc gia nuôi tôm chính ở châu Mỹ, gây thiệt hại lớn cho người nuôi tôm. Ở bờ biển Thái Bình Dương của Colombia, sự xuất hiện của WSSV trên tôm thẻ Litopenaeus vannamei năm 1999 gây ra tỷ lệ chết gần 100% ở các trang trại nuôi tôm.
Lai giống để kháng bệnh
Là bước đầu tiên để chống lại loại bệnh này ở Colombia, Corporacion Centro de Investigación de la Acuacultura de Colombia (Trung tâm Nghiên cứu Thủy sản của Colombia, CENIACUA) đã khởi xướng một chương trình chọn lọc lai giống để phát triển tôm kháng đốm trắng WSSV. Kinh nghiệm trước đây với các dòng có mức tăng trưởng nhanh kháng hội chứng Taura (TSV) đưa ra sẽ là một phương pháp khả thi.
Các quần thể ban đầu là các quần thể được phát triển khả năng kháng TSV và có tốc độ tăng trưởng cao trong một chương trình chọn lọc lai giống ở bờ biển Caribbean. Mỗi 7 lô thuộc khoảng 70 gia hệ đã được cảm nhiễm qua đường miệng với thức ăn có WSSV.
Khả năng di truyền kháng WSSV luôn quá thấp, do đó không thể sử dụng được một cách hiệu quả để đạt các quần thể kháng tương đối nhanh. Hơn nữa, có một mối tương quan nghịch giữa kháng WSSV và tốc độ tăng trưởng, cho thấy tăng khả năng kháng sẽ liên quan đến tốc độ tăng trưởng giảm.
Vấn đề xấu đi thêm khi cũng xuất hiện một mối quan hệ nghịch giữa sức đề kháng và khả năng sinh sản, sẽ dẫn đến mất khả năng kháng nhanh chóng khi các quần thể được sinh sản trong các cơ sở sạch bệnh đốm trắng, các tình trạng khác như nhau.
Không giống như trường hợp với TSV vài năm trước, tỷ lệ sống cực thấp trong nuôi thương phẩm. Điều này cho thấy động vật có mức độ kháng tiềm tàng hữu hiệu là cực hiếm và tần số của các gen kháng để kháng bệnh cũng rất thấp.
Áp lực chọn lọc số lượng nhiều
Căn cứ vào tình hình này, CENIACUA đã phát triển một chiến lược chọn lọc quần thể dựa trên áp lực chọn lọc số lượng cực nhiều về khả năng sống sót trong các bể có số lượng lớn động vật. Rất ít con sống sót từ các ao nuôi thương phẩm bị nhiễm WSSV, mà ban đầu thường được nuôi ở số lượng 100.000 con, được tập hợp và nuôi ở chi nhánh CENIACUA nằm tại Thái Bình Dương. Những đàn giống này được nuôi trong bể là nơi mà chúng tăng trưởng rất chậm để đạt đến cỡ trưởng thành.
Khi chúng cuối cùng đạt cỡ trưởng thành thì năng suất sinh sản của chúng kém. Để cải thiện sinh sản, các con cái đã thành thục được cắt mắt cho thụ tinh nhân tạo với một hoặc hai bó sinh tinh.
Mỗi lô con sinh ra từ các cá thể sống sót cho cảm nhiễm với WSSV ở giai đoạn PL 40. Tỷ lệ chết khá cao, đưa ra áp lực chọn lọc với tỉ lệ ít nhất là 1: 10.000.
Những cá thể sống sót từ mỗi lô được nuôi đến cỡ tôm bố mẹ để sinh ra thế hệ tiếp theo. Sau 5 thế hệ được sinh sản từ chương trình này, quan sát mức độ tăng ở tỉ lệ sống cuối cùng khi có sự hiện hiện của bệnh đốm trắng WSSV.
Nghiên cứu lai giống
Trong một số thử nghiệm, các tác giả đã so sánh năng suất của các dòng được chọn lọc với các dòng không được chọn lọc để chứng minh hiệu quả của phương pháp lai giống. Thí nghiệm cảm nhiễm tiêu chuẩn giữ tách riêng các dòng dễ mắc và các dòng kháng. Một thử nghiệm thứ hai đã cho cảm nhiễm một quần thể pha trộn động vật dễ mắc và động vật kháng.
Thử nghiệm đầu tiên được triển khai tại Phòng Thí nghiệm Bệnh học Nuôi trồng Thủy sản Đại học Arizona. Tôm ấu niên mỗi cá thể nặng 1-2 g được nuôi trong các bể riêng và cho cảm nhiễm với bệnh đốm trắng (WSSV) qua thức ăn. 3 bể chứa dòng CENIACUA 1 (CNK1) và 3 bể chứa dòng CENIACUA 2 (CNK2). 3 bể được sử dụng làm đối chứng, tôm từ dòng sạch bệnh (SPF) Kona, trong đó có thêm 3 bể nữa được sử dụng làm đối chứng âm với 1 bể cho mỗi nhóm.
Các quần thể đối chứng bị cảm nhiễm đều đã chết sau 6 ngày. Không có cá thể nào trong số động vật không bị cảm nhiễm chết trong các bể đối chứng.
Trái ngược hoàn toàn với các dòng sạch bệnh (SPF), tỉ lệ sống của dòng được chọn lọc sau 17 ngày là 36% đối với dòng CNK1 và 47% với dòng CNK2 (Hình 1).
Hình 1: Tỉ lệ sống cộng dồn của 3 quần thể tôm thẻ Litopenaeus vannamei bị nhiễm đốm trắng WSSV (P <0,001).
Cảm nhiễm nuôi chung
Dựa trên những kết quả này, các đàn giống CNK sẽ sống ra sao khi được trộn với đàn dễ mắc là khả năng có thể xảy ra trong hoạt động nuôi thương phẩm?
Thử nghiệm nuôi chung được triển khai tại phòng thí nghiệm thử sinh học thực nghiệm của CENIACUA. Cùng các dòng CNK1 và CNK2 như nhau được pha trộn với đàn High Health (HH), vốn chưa từng bao giờ được chọn để kháng đốm trắng (WSSV). Ba dòng được gắn thẻ có chất đàn hồi huỳnh quang khác nhau, sau đó cho làm quần thể hỗn hợp vào 2 bể tương tự. Ở đó chúng được cho cảm nhiễm bằng loại thức ăn duy nhất của mô băm nhiễm đốm trắng (WSSV) với tỷ lệ 5% trọng lượng cơ thể. Một bể chứa quần thể hỗn hợp không bị nhiễm bệnh được thiết lập làm thử nghiệm đối chứng âm.
Tỉ lệ sống cuối cùng ở nhóm HH không được chọn lọc là 2,5% vào ngày thứ 13 sau cảm nhiễm.
Đồng thời, 30,0% dòng CNK1 và 39,0% dòng CNK2 vẫn còn sống. Tỉ lệ sống cuối cùng của cả hai dòng được chọn lọc và không được chọn lọc là 100% trong các bể không bị nhiễm bệnh (Hình 2).
Hình 2: Tỉ lệ sống cộng dồn ở 2 bể tôm thẻ Litopenaeus vannamei bị nhiễm đốm trắng WSSV (P <0,001).
Xác nhận bằng nghiên cứu bệnh học
Theo Tiến sĩ Don Lightner, nhà nghiên cứu bệnh học nổi tiếng về tôm và cá vây nuôi thuộc Khoa Vi Sinh và Khoa học Thú y của Đại học Arizona, các thử nghiệm cảm nhiễm đốm trắng WSSV được thực hiện tại Đại học Arizona thường dẫn đến tỉ lệ chết gần 100%. Tỉ lệ sống của các dòng CENIACUA được chọn lọc cao hơn nhiều ở các thử nghiệm khác và nhiều hơn các dòng không được chọn lọc có tỉ lệ tôm chết hết.
Tôm sống sót ở cả hai thử nghiệm được phân tích bằng phản ứng chuỗi polymerase (PCR) và mô học. Tất cả các con sắp chết được phân tích đã hiển thị các thể vùi nội nhân ưa kiềm điển hình của đốm trắng WSS. Ngoài ra, các chân bơi của tất cả tôm sắp chết dương tính với WSSV. Ngược lại, những cá thể sống sót không hiển thị các thể vùi cũng như các kết quả dương tính bằng phương pháp PCR. Điều này cho thấy tôm đã kháng nhiễm đốm trắng (WSSV) hơn là sống sót qua nhiễm.
Tỉ lệ sống cuối cùng của các dòng kháng WSSV tương tự nhau ở cả 2 thử nghiệm: 41,0% và 34,7%. Với việc nuôi chung tôm kháng và tôm dễ mắc trong cùng chỗ thử nghiệm, lượng virút đốm trắng (WSSV) có khả năng nhiều hơn trong các bể chỉ có các dòng kháng, bởi tôm dễ mắc là vật chủ tốt hơn cho virút. Ngoài ra, khi chúng chết, chúng đưa thêm chủng vào các bể.
Ở tình hình nuôi thương phẩm thực tế, kịch bản này có khả năng nhiều nhất, bởi vì trong một quần thể nhất định, chỉ có một phần nhỏ sẽ sở hữu kháng di truyền với một mầm bệnh, trong trường hợp này là đốm trắng (WSSV). Tuy nhiên, ngay cả ở những điều kiện này, các tỷ lệ sống đều tương tự như trong các bể tách biệt.
Các triển vọng
Nghiên cứu này khẳng định các chương trình lai giống của Colombia đã sản xuất các quần thể tôm có khả năng kháng đốm trắng (WSSV) mạnh hơn các quần thể không được chọn lọc để kháng với WSSV. Khó khăn vẫn còn vì liệu rằng có thể duy trì khả năng kháng với bệnh đốm trắng mà không cần liên tục phơi nhiễm tôm với WSSV.
Các tác giả cho rằng do tỷ lệ sinh sản của tôm kháng thấp và thực tế là vẫn chưa thể tạo ra quần thể kháng 100%, mức độ kháng của tôm được lựa chọn sẽ nhanh chóng giảm xuống nếu chúng không được phơi nhiễm với WSSV theo hệ thống. Điều này khiến không chắc lắm sẽ có thể sản xuất ra các đàn giống vừa sạch bệnh (SPF) và kháng bệnh (SPR).
Công ty BioAqua.vn
Nguồn: Tiến sĩ LF Aranguren, JH Cock, Tiến sĩ T. Gitterle, L. Vasquez, CA Suarez, G. Parra, Corporacion Centro de Investigación de la Acuacultura de Colombia, M. Salazar, Corporacion Centro de Investigación de la Acuacultura de Colombia, Carrera 70 F 78 A-84, Bogotá, Colombia – Theo Advocate Global Aquaculture – Tháng 11-12/2014.