Chia sẻ nội dung:
Ảnh hưởng của Probiotic lên hệ miễn dịch tự nhiên và sức đề kháng của cá Tra kháng bệnh gan thận mủ gây ra bởi Edwardsiella ictaluri
Sản lượng cá tra tăng rất nhanh chóng trong những năm gần đây. Cùng với sản lượng tăng, ô nhiễm môi trường và dịch bệnh bùng phát đã gây thiệt hại kinh tế cho người nuôi. Có nhiều bệnh được phát hiện trên cá tra như bệnh do nấm Achlya sp. (Lý Thị Thanh Loan et al., 2007), bệnh nhiễm trùng máu (MAS) do vi khuẩn Aeromonas hydrophila (Crumlish et al., 2010; Subagja et al., 1999), và bệnh gan thận mủ (BNP) gây ra bởi Edwardsiella ictaluri (Crumlish et al., 2002; Ferguson et al., 2001). Trong đó bệnh gan thận mủ (BNP) xảy ra ở hầu hết các giai đoạn phát triển của cá tra. Trong một vụ nuôi, bệnh có thể xuất hiện 3-4 lần, đặt biệt ở giai đoạn cá giống gây thiệt hại rất lớn, tỉ lệ hao hụt lên đến 90% nếu không chữa trị kịp thời (Dung et al., 2003; Nguyễn Văn Hảo et al., 2000-2003). Phương pháp phòng và trị bệnh truyền thống đã lạm dụng sử dụng thuốc kháng sinh và hóa chất diệt khuẩn đã gia tăng những chủng vi khuẩn gây bệnh kháng kháng sinh đặc biệt là vi khuẩn gây bệnh gan thận mủ (E. ictaluri) trên cá tra (Dung et al., 2008; Nguyễn Hữu Thịnh và Trương Thanh Loan, 2007).
Để thay thế dần dần phương pháp phòng bệnh truyền thống, phương pháp phòng và trị bệnh bằng liệu pháp sinh học ngày càng được ưa chuộng như vaccine, các chất tăng cường hệ miễn dịch (immunostimulants), chế phẩm sinh học (probiotic). Nghiên cứu về vaccine ứng dụng trên cá tra vẫn đang được nhiều nhà khoa học quan tâm. Vaccine được cho là phương pháp hiệu quả nhất trong phòng ngừa một số bệnh gây ra bởi vi khuẩn và virus, nhưng chưa được sử dụng phổ biến có thể là do giá thành quá cao, thời gian nghiên cứu lâu và thường gây sốc cho cá (Ellis, 1988). Nhiều nghiên cứu và ứng dụng thành công việc sử dụng các chất tăng cường hệ miễn dịch tự nhiên và có phổ phòng ngừa bệnh rộng trên các động vật thủy sản (Bricknell and Dalmo, 2005; Sakai, 1999). Hơn thế nữa, phương pháp trị liệu sinh học bằng vi sinh vật có lợi (probiotic) được mong đợi và trở thành công cụ phòng ngừa, điều trị nhiều bệnh hiệu quả trong nuôi trồng thủy sản (Balcázar et al., 2006; Gatesoupe, 1999; Irianto and Austin, 2002; Vine et al., 2006). Probiotic bao gồm nhóm như tảo (Tetraselmis), nấm men (Debaryomyces, Phaffia, và Saccharomyces), vi khuẩn gram dương (Bacillus, Carnobacterium, Enterococcus, Lactobacillus, Lactococcus, Micrococcus, Streptococcus và Weissella) và gram âm (Aeromonas, Alteromonas, Photorhodobacterium, Pseudomonas, và Vibrio) đã được sử dụng thành công trên các đối tượng giáp xác, cá, và động vật thân mềm (Irianto and Austin, 2002). Các vi khuẩn thuộc nhóm vi khuẩn lactic, Bacillus, Pseudomonas, Vibrio, … có khả năng tiết ra các hợp chất kháng khuẩn như acid hữu cơ, hydrogen peroxide, carbon dioxide, siderophore và bacteriocin ứng chế sự phát triển của các vi sinh vật gây bệnh (A. hydrophila, A. salmonicida, V. anguillarium, V. ordalii, Pasteurella piscida, Edwardsiella tarda, Flavobacterium psychrophilum, Photobacterium damselae piscicida, …) (Gatesoupe, 1999; Verschuere et al., 2000; Vine et al., 2006). Nhóm vi khuẩn Bacillus ngày nay được được sử dụng phổ biến do có chúng có nhiều đặc tính ưu việt như có khả năng chịu dựng pH thấp trong dạ dày, điều hòa miễn dịch, tiết ra các chất kháng khuẩn (Hong et al., 2005). Gần đây có nhiều nghiên cứu nhóm Bacillus spp. có khả năng tiết ra enzyme N-acyl-homoserine lactonase phân cắt phân tử tín hiệu quorum sensing (Defoirdt et al., 2011; Dong et al., 2000; Lee et al., 2002) nhằm làm giảm độc lực của các vi khuẩn gram âm gây bệnh cho động vật thủy sản. Nhiều nghiên cứu ứng dụng thành công các chủng vi khuẩn lactic và Bacillus spp. có khả năng tăng cường tỉ lệ sống nhiều loài cá như cá hồi (Oncorhynchus mykiss), cá rô phi (Oreochromis niloticus), cá hồi Đại tây dương (Salmo salar), cá bơn (Paralichthys olivaceus) (Balcázar et al., 2007; Pirarat et al., 2006; Robertson et al., 2000; Taoka et al., 2006).
Tuy nhiên có rất ít nghiên cứu ứng dụng probiotic cho cá da trơn (catfish). Shelby và đồng tác giả (2007) đã thử nghiệm sử dụng các loại chế phẩm vi sinh như Biomate ST-20 (Enterococcus faecium), Bioplus 2B (B. subtilis, B. licheniformis), Bactocell PAMD (Pediococcus acidilactici), LA-51 (Lactobacillus spp.), Clear-Flo 1002 (11 loài Bacillus spp.), Clear-Flo 1005 (14 vi khuẩn gram dương và 8 vi khuẩn gram âm), Clear-Flo 1006 (6 vi khuẩn gram dương và 10 vi khuẩn gram âm) bổ sung vào thức ăn của cá nheo Mỹ (Ictalurus punctatus, cá giống) và cho ăn trong vòng 5-8 tuần. Kết quả cho thấy sản phẩm probiotic Biomate ST-20 và Bactocell PAMD có tỉ lệ bảo hộ RPS đạt từ 30%-68%, tuy nhiên tỉ lệ sống không có sự khác biệt giữa lô thí nghiệm và đối chứng. Một nghiên cứu gần đây nhất chứng tỏ probiotic (Bacillus spp.) có tác dụng tăng cường tỉ lệ sống cá nheo Mỹ (Ictalurus punctatus) và cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) với tỉ lệ bảo hộ ðạt 13,5%-15,2% ðối với cá nheo Mỹ và 19,6% ðến 86,3% ðối với cá tra sau khi gây nhiễm với E. ictaluri (Ran et al., 2012). Hệ miễn dịch tự nhiên ðóng vai trò quan trọng trong cõ chế bảo vệ của cá chống lại các mầm bệnh. Mục đích của nghiên cứu ngày nhằm đánh giá các thông số miễn dịch tự nhiên nhý hoạt ðộng thực bào, sản sinh oxy hoạt hoá, hoạt tính lysozyme của cá tra và sức đề kháng của chúng sau khi cảm nhiễm với Edwardsiella ictaluri Gly09M sau khi cho ãn thức ãn trộn vi khuẩn ðõn chủng Bacillus circulans B3, B. subtilis N26.3, và Pediococcus acidilactici LA61 và hỗn hợp 3 chủng.
Kết quả nghiên cứu
1. Hoạt tính kháng khuẩn: Các chủng vi khuẩn Bacillus spp. và P. acidilactici LA61 có khả năng ức chế vi khuẩn gây bệnh gan thận mủ E. ictaluri Gly09M, tương ứng với vòng vô khuẩn theo thứ tự 22,5 ± 0,7 mm, 20,3 ± 0,6 mm, 17,7 ± 1,5 mm.
2. Xác định liều gây chết LD50: Kết quả khảo sát LD50 bằng phương pháp ngâm cho thấy ở mật độ 2,92x105 cfu/ml E. ictaluri gây tỉ lệ chết 50% cho cá tra (trung bình 18,5g/con) (Bảng 2). Do đó liều sử dụng cho thí nghiệm cảm nhiễm bằng 2 lần LD50, tức là 5,83x105 cfu/ml E. ictaluri Gly09M.
3. Khả năng bảo vệ cá tra kháng bệnh gan thận mủ: Tất cả cá ở nghiệm thức đối chứng âm (ngâm với môi trường BHI) có tỉ lệ sống 100%. Các nghiệm thức còn lại, cá bắt đầu chết vào ngày thứ 6. Sau 9 ngày cảm nhiễm, tỉ lệ sống của cá ở nghiệm thức LA61 và hỗn hợp cao khác biệt có ý nghĩa (p<0,05) so với đối chứng, và tăng 22,2% và 42,2% so với đối chứng theo thứ tự. Trong các nghiệm thức trộn vi khuẩn, nghiệm thức hỗn hợp vi khuẩn cho tỉ lệ cao khác biệt có ý nghĩa (p<0,05) so với các nghiệm thức đối chứng và nghiệm thức bổ sung vi khuẩn đơn lẻ.
4. Hoạt động thực bào và chỉ số thực bào: Hoạt động thực bào (A) và chỉ số thực bào (B) của cá tra P. hypophthalmus được cho ăn thức ăn đối chứng, B3, N26.3, LA61, và hỗn hợp ở mật độ 1x107 cfu/g trong 4 tuần. Số liệu (trung bình ± SE, n=3) tại cùng thời điểm với chữ cái khác nhau biểu thị khác biệt có ý nghĩa (p<0,05) giữa các nghiệm thức. Hoạt động thực bào (PA) của tế bào bạch cầu của cá tra được cho ăn thức ăn trộn vi khuẩn B3, N26.3, LA61, và hỗn hợp cao khác biệt có ý nghĩa (p<0,05) so với đối chứng và tăng gấp 3,3-; 3,1-; 4,0-; và 4,6 lần so với đối chứng theo thứ tự sau 4 tuần cho ăn. Hoạt động thực bào của tế bào bạch cầu của cá tra giữa các nghiệm thức cho ăn thức ăn trộn vi khuẩn khác biệt không có ý nghĩa (p>0,05) và trong đó nghiệm thức bổ sung hỗn hợp vi khuẩn có hoạt động thực bào cao nhất. Tuy nhiên chỉ số thực bào (PI) khác biệt không có ý nghĩa (p>0,05) giữa các nghiệm thức.
5. Sản sinh oxy hoạt hoá: Sản sinh oxy hoạt hoá của tế bào bạch của cá tra được cho ăn thức ăn trộn với B3, N26.3, LA61 và hỗn hợp cao khác biệt có ý nghĩa (p<0,05) so với đối chứng và tăng gấp 3,4-, 3,5-, 3,3-, và 4,1 lần so với đối chứng, theo thứ tự. Tuy nhiên, sản sinh oxy hoá của cá tra ở các nghiệm thức bổ sung vi khuẩn khác biệt không có ý nghĩa (p>0,05).
6. Hoạt tính lysozyme: Hoạt tính lysozyme của cá tra P. hypophthalmus được cho ăn thức ăn đối chứng, B3, N26.3, LA61, và hỗn hợp ở mật độ 1x107 cfu/g trong 4 tuần. Số liệu (trung bình ± SE, n=3) tại cùng thời điểm với chữ cái khác nhau biểu thị khác biệt có ý nghĩa (p<0,05) giữa các nghiệm thức. Hoạt tính lysozyme trong huyết thanh của cá tra được cho ăn thức ăn trộn với LA61 và hỗn hợp tăng cao khác biệt có ý nghĩa so với đối chứng và tăng 1,6 và 2,3 lần so với đối chứng sau 4 tuần cho ăn, theo thứ tự. Trong đó hoạt tính lysozyme ở nghiệm thức hỗn hợp (7,14 ± 0,17 μg/ml) tăng cao khác biệt có ý nghĩa (p<0,05) so với nghiệm thức bổ sung LA61 (5,03 ± 0,57 μg/ml).
Dietary Administration of The Probiotic Enhanced Innate Immune Responses and Disease Resistance of The Striped Catfish Against Edwardsiella ictaluri
Antagonistic activity of Bacillus circulans B3 (B3), Bacillus subtilis N26.3 (N26.3), Pediococcus acidilactici LA61 (LA61) with Edwardsiella ictaluri were evaluated, and non-specific immune parameters of the striped catfish (Pangasianodon hypophthalmus), and its susceptibility to Edwardsiella ictaluri Gly09M were determined when the fish fed diets containing single strains of B3, N26.3, LA61, and mixed strains (B3, N26.3, LA61) at 1x10 7 cfu/g of feed for 4 weeks. The results showed that B3, N26.3, and LA61 bacteria inhibited to E. ictaluri with the clear zone 22.5 ± 0.7mm, 20.3 ± 0.6 mm, , and 17.7 ± 1.5 mm, respectively. Fish fed a diet containing LA61 and mixed strains at 10 7 cfu g-1 had significantly higher survival rates than those fed the control diet after challenge with E. ictaluri Gly09M, causing increases in the survival rates of 22.2% and 42,2%, respectively, compared to the control group. The phagocytic activity (PA) and respiratory burst of head kidney leucocytes of fish fed single strain diets and mixed strain diet at 10 7 cfu g-1 were significantly higher than those of fish fed the control diet after 4 weeks of feeding. However, phagocytic index (PI) had no significant difference between groups. Lysozyme activity of fish serum of fish fed LA61 and mixed strain diet at 10 7 cfu/g significantly increased compared to those of fish fed control diet, and had increased by 1,6- and 2,3-fold, respectively compared to control group. We therefore recommend dietary administration of mixed strains (B3, N26.3, and LA61) at 10 7cfu g-1 to enhance innate immunity and disease resistance of Pagasianodon hypophthalmus against Bacillary Necrosis of Pangasius (BNP) causing by E. ictaluri.
Nguồn tin: Võ Minh Sơn và ctv. 2013. Ảnh hưởng của Probiotic lên hệ miễn dịch tự nhiên và sức đề kháng của cá Tra kháng bệnh gan thận mủ gây ra bởi Edwardsiella ictaluri.