Kết quả cho thấy những lợi ích tiềm năng của việc quản lý hệ vi sinh vật trong môi trường nước và thức ăn

                

Hệ vi sinh vật có liên quan mật thiết đến tình trạng sức khỏe, chuyển hóa chất dinh dưỡng và hệ miễn dịch của động vật nuôi. Sau khi động vật được sinh ra, da, hệ vi sinh vật đường ruột của chúng dần dần được tập hợp lại. Sự tập hợp hệ vi sinh vật trong giai đoạn đầu đời có thể có tác động lâu dài đến sức khỏe vật chủ. Và có nhiều quan tâm đến mối quan hệ giữa hệ vi sinh vật đường ruột và sự tăng trưởng hoặc sức khỏe của động vật không xương sống dưới nước.

Sản lượng ấu trùng của nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) bị ảnh hưởng bởi nhiều loại bệnh khác nhau, tác động đến tỷ lệ sống và chất lượng của ấu trùng, có liên quan chặt chẽ đến sự tăng trưởng, phát triển, khả năng chống lại stress và dịch bệnh.

Hiện tại, nghiên cứu về hệ vi sinh vật (tất cả các vi khuẩn, cả vi khuẩn hữu ích và gây hại) của L. vannamei chủ yếu tập trung vào các giai đoạn tăng trưởng khác (ấu trùng, vị thành niên hoặc trưởng thành) về mối liên hệ của chúng với sự bùng phát dịch bệnh, tăng trưởng và chống stress. Một số nghiên cứu đã báo cáo những thay đổi về cấu trúc và chức năng của hệ vi sinh vật đường ruột của tôm. Sự hiểu biết về cách thức hoạt động của hệ vi sinh vật trong thời kỳ đầu của dựa trên việc biết cơ chế kế thừa và tập hợp của hệ vi sinh vật.

Hiểu cơ chế tập hợp của hệ vi sinh vật có thể giúp giải quyết tranh luận về việc liệu chúng ta có thể cải thiện tỷ lệ thành công trong nuôi tôm thông qua việc điều khiển hệ vi sinh vật hay không. Tuy nhiên, người ta biết rất ít về động lực học và phân loại của các quá trình tập hợp vi khuẩn trên ấu trùng tôm.

Bài viết này thảo luận về kết quả của một nghiên cứu sử dụng giải trình tự Amplicon gen 16S rRNA (kỹ thuật được sử dụng để tái tạo lại Phylogenies - mối quan hệ tiến hóa giữa các loài, do tốc độ tiến hóa chậm của vùng gen này) để điều tra các quy trình kế thừa và tập hợp của hệ vi khuẩn trên ấu trùng tôm thẻ chân trắng trong nuôi trồng thủy sản thực tế.

Thiết lập nghiên cứu

Nghiên cứu này được thực hiện ở Văn Xương, tỉnh Hải Nam, Trung Quốc, ấu trùng tôm thẻ chân trắng được lấy từ cùng một cặp bố mẹ để giảm thiểu sự khác biệt về gen và khác biệt giữa các cá thể. Ấu trùng được nuôi trong bể 13 m3 trong điều kiện sản xuất tôm tiêu chuẩn, bao gồm nhiệt độ 30 - 32 °C; pH 8,0 - 8,3, độ mặn 30 - 33‰ và oxy hòa tan 5 - 8 mg/L. Tôm được thả với mật độ ở 3,5 triệu Nauplii trong mỗi bể.

Cho ăn 6 lần/ngày; ở giai đoạn Zoea I - II, cho ăn vi tảo sống Chaetoceros sp. và Thalassiosira sp. (3 – 3 lần/ngày). Ở giai đoạn Zoea III và Mysis, cho ăn Artemia 3 lần/ngày và sau đó dần thay thế bằng thức ăn tươi sống ở giai đoạn tiếp theo.

Cả ấu trùng và mẫu nước nuôi được thu thập ở các giai đoạn Nauplius, Zoea I, Zoea II, Zoea III, Mysis và hậu ấu trùng trong 15 ngày (chính xác là 350 giờ). Các giai đoạn phát triển của ấu trùng đã được xác nhận bằng kính hiển vi. 26 thời điểm lấy mẫu được sử dụng để thu thập cả ấu trùng tôm và mẫu nước, ngoại trừ giờ thứ 31, 206 và 254 khi chỉ lấy mẫu ấu trùng. Tôm lấy mẫu được xử lý, tách chiết DNA để phân tích và các quy trình phòng thí nghiệm khác.

Kết quả và thảo luận

Kết quả cho thấy hệ vi khuẩn có nguồn gốc chủ yếu từ siêu cộng đồng ấu trùng (một tập hợp các cộng đồng tương tác được liên kết bởi sự phân tán của nhiều loài có khả năng tương tác), trong khi hệ vi sinh vật phù du chỉ xuất hiện ở các giai đoạn phụ của động vật. Kết quả này cho thấy sự tập hợp của hệ vi khuẩn phụ thuộc vào sự trao đổi giữa các cá thể, có thể là thông qua phân sau khi cho ăn hoặc Biofloc.

Ấu trùng tôm (đặc biệt là ở giai đoạn Zoea) thường có hệ thống miễn dịch kém và dễ mắc Hội chứng Zoea - II, có thể dẫn đến tỷ lệ chết cao. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự đa dạng của hệ vi sinh vật đường ruột động vật có liên quan chặt chẽ đến tính toàn vẹn và ổn định chức năng của chúng. Mặc dù có ý kiến cho rằng sự đa dạng vi sinh vật cao hơn không nhất thiết phải tương ứng với một hệ sinh thái ổn định hơn và khỏe mạnh hơn, nhưng sự đa dạng cao thường được coi là giúp duy trì sự ổn định và chức năng sinh thái của hệ vi sinh vật, do đó là một chỉ số quan trọng về tình trạng sức khỏe của vật chủ. Sự đa dạng vi sinh cao là mong muốn để duy trì sự tăng trưởng, sức khỏe và khả năng chống stress của tôm.

Thành phần hệ vi sinh vật thay đổi theo sự phát triển của vật chủ, và chiến lược lấy mẫu tần suất cao đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc định danh. Cả thành phần phân loại và loài của hệ vi sinh đều cho thấy việc phụ thuộc vào giai đoạn ấu trùng, ngay cả giữa các giai đoạn phụ của Zoea. Ngoài ra, chúng tôi đã tìm thấy các thành phần khác biệt giữa các hệ vi sinh vật trong nước và ấu trùng. Các kết quả tương tự đã được báo cáo trước đây đối với tôm càng xanh Macrobrachium nipponense.

Kết quả cho thấy họ vi khuẩn Rhodobacteraceae có ưu thế vượt trội so với các nhóm vi khuẩn khác. Có những thay đổi trong cộng đồng vi khuẩn, thể hiện bằng sự biến động mạnh mẽ về sự phong phú tương đối của họ Rhodobacteraceae, Cyclobacteriaceae và Flavobacteriaceae (Biểu đồ 1). Có thể là do sự khác biệt về điều kiện môi trường của các hệ thống ương dẫn đến sự khác biệt trong hệ vi sinh vật của ấu trùng.

                   

Biểu đồ 1. Thành phần của hệ vi khuẩn trên ấu trùng tôm thẻ chân trắng

Nghiên cứu cho thấy sự thay đổi trạng thái sinh lý, chế độ dinh dưỡng có thể dẫn đến sự khác biệt đáng kể trong hệ vi khuẩn ở ấu trùng. Nhiều nghiên cứu đã phát hiện ra vi khuẩn Rhodobacteraceae chiếm ưu thế trong đường ruột tôm, đây có thể là một nhóm vi sinh vật đường ruột cốt lõi của tôm thẻ chân trắng.

Rhodobacteraceae là vi khuẩn dị dưỡng có tính đa dạng và tính linh hoạt cao trong phân giải chất hữu cơ và phân bố rộng rãi trên các hệ sinh thái biển khác nhau. Và hầu hết các đơn vị phân loại thuộc họ Rhodobacteraceae đều có thể tổng hợp Vitamin B12, một chất dinh dưỡng cần thiết cho tôm. Hơn nữa, họ này có thể đóng góp đáng kể vào tiềm năng sinh tổng hợp và chuyển hóa nhiều loại chất hữu cơ, tham gia vào quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ trong đường tiêu hóa của ấu trùng và cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của vật chủ.

Ngoài ra, sự phong phú của Rhodobacteraceae trong hệ vi khuẩn đường ruột của những cá thể khỏe mạnh thường cao hơn những cá thể bị bệnh và cho thấy mối quan hệ đối kháng với các mầm bệnh tiềm ẩn như Vibrio. Và họ Rhodobacteraceae có thể là nguồn cung cấp Probiotics tiềm năng cho quá trình ương ấu trùng.

Nguồn Copy.