Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) đang được nuôi thâm canh rộng rải trên thế giới do có năng suất cao và có thể nuôi ở khu vực có độ mặn thấp. Cùng với việc mở rộng qui mô nuôi tôm thẻ chân trắng, rất nhiều mầm bệnh do virus và vi khuẩn mới xuất hiện và gây thiệt hại nặng nề cho người nuôi tôm như bệnh virus đốm trắng (WSSV), bệnh hoại tử cơ do virus (IMNV – infectious myonecrosis virus), bệnh hoại tử cơ trên tôm thẻ chân trắng do nodavirus (PvNV – Penaeus vannamei nodavirus), và gần đây nhất là sự xuất hiện của bệnh hoại tử gan tụy cấp tính trên tôm EMS/AHPND.
Trong số các bệnh trên, hai loại virus IMNV và PvNV có nhiều đặc điểm giống với nodavirus gây bệnh trắng đuôi (WTD – white tail disease) trên tôm càng xanh (MrNV – Macrobrachium rosenbergii nodavirus). Cả hai loại virus này đầu tiên đều tấn công vào phần cơ tôm và có biểu hiện lâm sàng giống nhau là làm trắng hoặc đục ở đốt cơ đuôi trên họ tôm he. Virus IMNV thường gây tỷ lệ tôm chết cao hơn PvNV do nó có độc lực cao hơn PvNV. Bệnh do virus thường ảnh hưởng nghiêm trọng đến ngành công nghiệp nuôi trồng thủy sản nên có nhiều nghiên cứu tập trung vào các nhóm virus gây bệnh hơn là các mầm bệnh do vi khuẩn. Tuy nhiên, cùng với sự nóng lên toàn cầu và mức độ thâm canh hóa trong nuôi trồng thủy sản ngày càng cao, bệnh do vi khuẩn đặc biệt là nhóm Vibrio ngày càng trở nên nguy hiểm và ảnh hưởng đến ngành công nghiệp nuôi tôm he trên thế giới. Bệnh “trắng đuôi” xuất hiện ngày càng nhiều trong thời gian gần đây và gây thiệt hại nặng nề trên tôm thẻ chân trắng giống và tiền trưởng thành ở các tỉnh nuôi tôm ở Trung Quốc. Nghiên cứu này báo cáo về một chủng vi khuẩn V. harveyi mới: Không phát sáng và có độc lực cao và là tác nhân gây bệnh “trắng đuôi” trên tôm thẻ chân trắng.
Hình 1: Cấu trúc hình thái dòng vi khuẩn V. harveyi HLB0905 (bar = 2 µm).
Vi khuẩn được phân lập từ tôm thẻ chân trắng có dấu hiệu bệnh trắng đuôi bằng cách cắt và chạm đốt cơ đuôi vào môi trường TSA agar 2% muối NaCl, sau đó ủ ở 29oC trong 24h. Năm khuẩn lạc được chọn ngẫu nhiên từ đĩa thạch để tiến hành các bước kiểm tra bằng phương pháp sinh hóa, mô bệnh học, PCR dựa trên hemolysin gene của vi khuẩn V. harveyi và kính hiển vi điện tử. Các khuẩn lạc được xác định là V. harveyi được nuôi tăng sinh bằng môi trường TSA agar 2% muối NaCl. Thí nghiệm gây cảm nhiễm nhằm khẳng định dòng vi khuẩn V. harveyi không phát sáng là tác nhân gây bệnh trắng đuôi trên tôm thẻ chân trắng. Tôm thẻ chân trắng tiền trưởng thành (trọng lượng trung bình 10 g/con) khỏe mạnh được kiểm tra bệnh IMNV và PvNV bằng phương pháp RT-PCR được dùng cho thí nghiệm này. Mỗi con tôm được tiêm 50 µl dung dịch vi khuẩn, tương đương với 38 CFU/con; nhóm đối chứng được tiêm 50 µl dung dịch PBS 0.01 M. Tôm được theo dõi tỷ lệ chết và các dấu hiệu của bệnh trắng đuôi sau khi tiêm.
Dựa trên các số liệu phân tích bằng các phương pháp PCR, giải trình tự gen 16S và kính hiển vi điện tử đã xác định được một chủng vi khuẩn Vibrio harveyi mới (mã số HLB0905) là tác nhân gây bệnh trắng đuôi trên tôm. Kết quả thí nghiệm gây cảm nhiễm cho thấy dòng vi khuẩn Vibrio harveyi này không gây phát sáng nhưng độc tính rất cao. Với liều lượng 38 CFU/con tôm, tỷ lệ chết của tôm sau 1 ngày tiêm là 30%, sau 2 ngày tiêm là 60% và tôm chết 100% sau 4 ngày tiêm. Không có tôm chết trong nhóm đối chứng. Kết quả phân tích bằng mô bệnh học và kính hiển vi điện tử cho thấy dòng vi khuẩn này gây tổn thương trên tế bào sợi (fiber cell) và gây hoại tử cơ vân ở phần cơ đuôi của tôm gây nên hiện tượng đục cơ hoặc trắng cơ ở đốt đuôi. Dấu hiệu lâm sàng của bệnh trắng đuôi do vi khuẩn Vibrio harveyi rất giống với các tác nhân gây bệnh virus như bệnh hoại tử cơ do IMN, bệnh trắng đuôi WTD hoặc bệnh trắng đuôi trên tôm he PWTD. Điểm khác biệt là bệnh trắng đuôi do virus không có nguồn gốc vi khuẩn. Bệnh trắng đuôi do Vibrio harveyi được đặt tên là “bệnh trắng đuôi do vi khuẩn” (BWTD – bacterial white tail disease).
Hình 2: Dấu hiệu lâm sàng của bệnh trắng đuôi trên tôm thẻ chân trắng. (A) Dấu hiệu tôm bệnh trắng đuôi từ ao nuôi tự nhiên; (B) Dấu hiệu tôm bệnh trắng đuôi sau khi gây cảm nhiễm bằng vi khuẩn V. harveyi HLB0905 phân lập được trong phòng thí nghiệm.
Nghiên cứu này cho thấy, cũng giống như các bệnh IMN và WTD, bệnh BWTD cũng có thể gây chết tôm với tỷ lệ lên đến 100% trong các ao nuôi. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, nhiều dòng vi khuẩn đã thay đổi từ tác nhân gây bệnh cơ hội sang tác nhân gây bệnh chính bằng cách gia tăng độc lực của nó trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản hiện nay.
A Nonluminescent and Highly Virulent Vibrio harveyi Strain Is Associated with “Bacterial White Tail Disease” of Litopenaeus vannamei Shrimp
Recurrent outbreaks of a disease in pond-cultured juvenile and subadult Litopenaeus vannamei shrimp in several districts in China remain an important problem in recent years. The disease was characterized by “white tail” and generally accompanied by mass mortalities. Based on data from the microscopical analyses, PCR detection and 16S rRNA sequencing, a new Vibrio harveyi strain (designated as strain HLB0905) was identified as the etiologic pathogen. The bacterial isolation and challenge tests demonstrated that the HLB0905 strain was nonluminescent but highly virulent. It could cause mass mortality in affected shrimp during a short time period with a low dose of infection. Meanwhile, the histopathological and electron microscopical analysis both showed that the HLB0905 strain could cause severe fiber cell damages and striated muscle necrosis by accumulating in the tail muscle of L. vannamei shrimp, which led the affected shrimp to exhibit white or opaque lesions in the tail. The typical sign was closely similar to that caused by infectious myonecrosis (IMN), white tail disease (WTD) or penaeid white tail disease (PWTD). To differentiate from such diseases as with a sign of “white tail” but of non-bacterial origin, the present disease was named as “bacterial white tail disease (BWTD)”. Present study revealed that, just like IMN and WTD, BWTD could also cause mass mortalities in pond-cultured shrimp. These results suggested that some bacterial strains are changing themselves from secondary to primary pathogens by enhancing their virulence in current shrimp aquaculture system.
Triệu Tuấn, trieu tuan blog
Source: Junfang Zhou et al. PLoS ONE 7(2): e29961. Doi:10.1371/journal.pone.0029961.