TÁC DỤNG HIỆP ĐỒNG CỦA TẢO SPIRULINA PLATENSIS VÀ VI SINH BACILLUS AMYLOLIQUEFACIENS ĐỐI VỚI HIỆU SUẤT TĂNG TRƯỞNG, VẤN ĐỀ ĐƯỜNG RUỘT VÀ ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH TRÊN CÁ RÔ PHI SÔNG NILE (OREOCHROMIS NILOTICUS)

  • Monday, 06/07/2020, 15:51 GMT+7
  • Views: 138

Giới thiệu

Do khả năng sinh học hạn chế của tài nguyên và tài nguyên thiên nhiên trong hệ sinh thái nuôi trồng thủy sản, nhiều vấn đề liên quan đến các yếu tố gây stress môi trường đã xuất hiện. Thông thường, bệnh có thể bị nhiễm do sự suy giảm miễn dịch do mật độ tăng, chất lượng nước thấp và điều kiện thời tiết thay đổi bất thường. Hầu hết các loại thuốc kháng sinh được sử dụng để điều trị các bệnh truyền nhiễm, nhưng việc sử dụng hóa chất thường xuyên gây ra nhiều vấn đề liên quan đến sức khỏe con người và hệ thống. Do đó, nhiều quốc gia đã cấm sử dụng kháng sinh trong các lĩnh vực chăn nuôi, gia cầm và thủy sản. Do đó, nhu cầu về các lựa chọn thay thế tự nhiên có thể giúp giảm việc sử dụng kháng sinh mà không có tác dụng phụ đối với động vật thủy sản đã tăng lên. Các chất thay thế có thể được sử dụng một cách hiệu quả bằng cách đưa vào khẩu phần ăn trong suốt vụ nuôi. Nhiều loại đã được sử dụng thành công, bao gồm cả men vi sinh và thực vật.

Sự đa dạng, khả năng hấp thu và khả năng tiêu hóa của men vi sinh dẫn đến cải thiện khả năng miễn dịch đối với đường ruột. Vi khuẩn Bacillus là một trong những loài vi khuẩn sinh học quan trọng nhất vì bào tử của vi khuẩn này dễ dàng bổ sung trong môi trường nước, với khả năng tồn tại tương đối dài trong thức ăn. Ở cá rô phi sông Nile (Oreochromis niloticus), các lợi ích của Bacillus spp. có liên quan đến việc tăng cường khả năng tiêu hóa, miễn dịch đường ruột và đáp ứng miễn dịch ở thể dịch, cũng như tăng sức đề kháng chống lại sự bùng phát và các tác nhân gây ô nhiễm môi trường. Có một loại thức ăn bổ sung khác, đó là các chất chiết xuất để cải thiện tình trạng tăng trưởng và sức khỏe của động vật thủy sản. Spirulina platensis là một trong những loài quan trọng nhất được sử dụng để điều chế thuốc cho người và động vật. Vì nó có chứa nhiều hoạt chất, bao gồm phenol, acid amin, vitamin và khoáng chất, có thể làm tăng khả năng miễn dịch và chống oxy hóa. Kết quả của nhiều nghiên cứu được thực hiện trên cá rô phi được bổ sung tảo xoắn cho thấy sự cải thiện đáng kể về tốc độ tăng trưởng, khả năng miễn dịch và khả năng kháng bệnh.

Cá rô phi sông Nile chiếm vị trí quan trọng đối với động vật thủy sản do nhu cầu cao, tăng trưởng nhanh và giá cả hợp lý. Thông thường, chỉ có một loại thức ăn bổ sung được sử dụng khi cho ăn nhưng hỗn hợp nhiều loại dường như hiệu quả hơn. Do đó, mục tiêu chính của nghiên cứu này là đảm bảo hiệu quả của việc sử dụng Bacillus và tảo xoắn làm thức ăn bổ sung trong khẩu phần ăn của cá rô phi.

Phương pháp nghiên cứu

THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM

Cá rô phi sông Nile được thu thập từ một trang trại địa phương và vận chuyển đến Khoa Khoa học và Thủy sản, Đại học Kafrelsheikh, Ai Cập. Cá được giữ trong bể thủy tinh (60 L) và cho ăn chế độ ăn đối chứng trong 2 tuần để thích nghi trong phòng thí nghiệm. Cá có trọng lượng cơ thể ban đầu là 24,95 ± 1,12g được phân bổ đều vào 12 bể thủy tinh (mỗi bể 10 cá thể).

Chế độ ăn dạng viên ép đùn (30% protein thô) được coi là cơ sở (Bảng 1). 1 chế độ ăn đối chứng và 3 chế độ ăn thử nghiệm đã được bổ sung SP (S. platensis) 1g/kg, BA (Bacillus amyloliquefaciens) 100 mg/kg, và SP/BA ở chế độ ăn 1 g/kg + 100 mg/kg. SP và BA được trộn với nguồn dầu thực vật. Máy xay được sử dụng để sản xuất các viên (2 mm). Các viên được sấy khô và niêm phong trong túi đóng gói chân không và đặt vào tủ lạnh (4°C). Các chế độ ăn thử nghiệm mới đã được chuẩn bị 2 tuần/lần để đảm bảo số lượng men vi sinh thực tế. Cá được cho ăn chế độ ăn tương ứng hai lần (08:00, 16:00) hàng ngày trong 60 ngày. Cá được cho ăn đến mức bão hòa và thức ăn tiêu thụ trong mỗi hồ cá đã được ghi lại. Chu kỳ sáng tối (12h:12h). Nhiệt độ nước là 26,1 ± 1,2 ° C, pH 7,7 ± 0,43, TAN 0,05 ± 0,01mg, DO < 5 mg/L.

Bảng 1. Phân tích công thức trong khẩu phần ăn

Thành phần

%

Thành phần hóa học

%

Bột đậu nành (47% CP)

38.66

Đạm thô

30.02

Cám lúa mì

26.04

Chiết suất Ether

7.0

Cám gạo

14.82

Tổng tro

5.14

Bột gia cầm (60% CP)

5.87

Chất xơ

3.47

Bắp vàng

7.5

Tổng năng lượng (KJ/g)

16.4

Bột cá (65% CP)

2.32

 

 

Gluten

2.0

 

 

Dầu đậu nành

1.0

 

 

Dầu cá

1.0

 

 

Hỗn hợp vitamin và khoáng chất

0.4

 

 

Dicalcium Phosphate

0.2

 

 

Choline

0.16

 

 

STAY c-35

0.03

 

 

 

KẾT THÚC THÍ NGHIỆM VÀ LẤY MẪU

Vào cuối thử nghiệm, tất cả các mẫu được thu hoạch bằng cách sử dụng lưới phù hợp và nhanh chóng được chuyển vào các thùng chứa bằng polypropylen riêng biệt chứa nước và MS222 (150 mg/L), được tính và cân để đưa ra các thông số hiệu suất tăng trưởng. Sau đó, máu được thu thập bằng cách sử dụng ống tiêm không có chất chống đông máu được sử dụng để thu thập huyết thanh, tách ra bằng cách ly tâm máu đông 3000 rpm/15 phút ở 4°C và được lưu trữ ở −20°C. Các gan của 5 cá thể ngẫu nhiên đã được thu thập trong các ống Eppendorf di động trong nitơ lỏng và sau đó được lưu trữ ở -20oC để phân tích biểu hiện gen. Ruột được mổ và giữ trong formalin cho nghiên cứu mô học.

ĐÁNH GIÁ HÌNH THÁI RUỘT

Các mô được thu thập và ngâm trong 10% formalin trong 3 ngày để phân chia mô. Sau đó, các mẫu được khử nước và rửa nhiều lần trong cồn, sau đó được nhúng vào paraffin. Các mặt cắt dọc nối tiếp 5 μm đã được cắt trên Leica Rotary Microtome (RM 2145, Leica microsystems, Wetzlar, Đức) và gắn trên các phiến kính. Sau đó được nhuộm bằng hematoxylin và eosin (H & E) (Feldman và Wolfe, 2014). Phân tích mô học được thực hiện bằng phần mềm phân tích Image J (Viện sức khỏe quốc gia, MD, Hoa Kỳ), toàn bộ chiều dài niêm mạc (từ đầu của lông nhung đến lớp cơ), chiều cao của lông nhung (được đo từ đầu của lông nhung). Mật độ của các tế bào được tính bằng số lượng tế bào trên một đơn vị diện tích bề mặt (mm2).

THÔNG SỐ SINH HÓA MÁU

Xét nghiệm sinh hóa huyết thanh được thực hiện trên các mẫu máu thu thập từ tĩnh mạch đuôi của cá. Tổng protein và albumin huyết thanh được xác định theo Doumas et al. (1981) và Dumas và Bigss, năm 1972. Hàm lượng Globulin được tính toán bằng toán học. Hoạt động của aspartate amino transferase (AST) và alanine aminotransferase (ALT) được xác định bằng nhiệt lượng kế ở bước sóng 540nm. Creatinine huyết thanh được xác định bằng nhiệt lượng theo Heinegård và Tiderström, 1973. Nồng độ glucose (MG/100mL) được xác định bằng cách sử dụng bộ dụng cụ PAP enzyme glucose thu được từ Bio-Merieux (Pháp) (Trinder, 1969). Tổng lượng cholesterol trong máu (T−CHO) và triglyceride (TG) đã được phát hiện bằng cách sử dụng bộ dụng cụ được cung cấp bởi Công ty Chẩn đoán Sinh học (Dokki, Cairo, Ai Cập) theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Globulin miễn dịch M (IgM) (mg/dl) được đo bằng ELISA bằng bộ dụng cụ thương mại (Cusabio; Vũ Hán, Hồ Bắc, Trung Quốc).

CHIẾT RNA, cDNA và qRT - PCR

Tổng RNA được chiết xuất từ ​​100 mg mô gan bằng cách sử dụng Trizol (iNtRON Biotech, Inc., Hàn Quốc). Sau khi xác định chất lượng và số lượng RNA được chiết xuất bằng Nanodrop (Máy quang phổ kế visv Q5000 / Quawell, Hoa Kỳ). Sau đó, DNA bổ sung (cDNA) đã được tổng hợp bằng bộ tổng hợp SensiFAST ™ cDNA (Bioline, Vương quốc Anh).

Các mồi TNF-a, SOD và HSP70 đã được sử dụng, trong khi b-actin được sử dụng làm gen (Al-Deriny et al., 2020) (Bảng 2). Phương pháp xanh SYBR đã được sử dụng để định lượng biểu hiện gen bằng RT-PCR (Agilent Technologies, USA), sử dụng hỗn hợp chính TOPPC ™ SYMI Green SYPC Green (Enzynomics, cat. RT 500). Các điều kiện nhiệt độ cho phản ứng là 95°C trong 30 giây, sau đó là 45 chu kỳ biến tính ở 63°C trong 60 giây và ủ ở 60°C trong 60 giây. Đối với mỗi mRNA, biểu hiện gen đã được hiệu chỉnh bởi hàm lượng b-actin trong mỗi mẫu. Sau khi xác định PCR hiệu suất khoảng 100%, dữ liệu biểu hiện gen được tính theo phương pháp 2 ^ −ΔΔCT (Pfa, 2001).

bang_2

Kết quả

HIỆU SUẤT TĂNG TRƯỞNG

Các kết quả thu được cho thấy trọng lượng cơ thể cao hơn ở nhóm được cho ăn cả SP và BA so với các nhóm khác, trong khi mức tăng cân (WG) và tốc độ tăng trưởng cụ thể (SGR) được tăng lên khi chỉ cho ăn BA hoặc cả SP và BA (P < 0,05 ). WG và SGR cũng cao hơn khi cho ăn cả SP và BA so với chỉ cho ăn BA (Bảng 3). Tỷ lệ sống không cho thấy sự thay đổi đáng kể giữa các nhóm (P> 0,05).

bang_3

HÌNH THÁI RUỘT

Ở ruột trước và sau, chiều dài niêm mạc, mật độ và số lượng tế bào cao hơn trong khẩu phần chứa SP, BA so với nhóm đối chứng (P < 0,05). Ở ruột giữa, số lượng tế bào cũng ghi nhận mức cao nhất bằng cách cho ăn SP hoặc SP/BA (P < 0,05).

SINH HÓA VÀ MIỄN DỊCH

Protein tổng số trong máu cao hơn đáng kể khi cho ăn BA hoặc cả SP và BA so với cho ăn chế độ ăn đối chứng và SP (P < 0,05). Tổng số immunoglobulin M (IgM) trong máu cũng cao hơn khi cho ăn BA hoặc cả SP và BA so với ăn chế độ ăn đối chứng (P < 0,05) (Hình 1).

hinh_1

BIỂU HIỆN GEN

Mức độ mRNA của gen TNF-α đã tăng đáng kể nhờ SP và BA so với nhóm đối chứng (P < 0,05) (Hình 2). Sự phiên mã của SOD cao hơn khi được cho ăn cả SP/BA so với các nhóm khác (P < 0,05) (Hình 3). Tuy nhiên, sự phiên mã của HSP70 đã bị giảm khi cho ăn SP và BA so với nhóm đối chứng (P < 0,05) (Hình 4).

hinh_2
hinh_3
hinh_4

Thảo luận

Mặc dù nhiều nghiên cứu đã đề cập đến việc sử dụng tảo xoắn hoặc men vi sinh trong nuôi cá rô phi, tuy nhiên nghiên cứu này là đầu tiên trong việc mô tả tầm quan trọng của việc sử dụng cả tảo xoắn và Bacillus đối với tốc độ tăng trưởng và hiệu suất của cá rô phi. Kết quả cho thấy các chỉ số hiệu suất tăng trưởng đã bị ảnh hưởng rõ rệt khi bổ sung cả SP và BA trong khẩu phần ăn. Hỗn hợp SP/BA được kết hợp tảo xoắn và Bacillus, có liên quan đến việc tăng cường tốc độ tăng trưởng, tình trạng sinh lý và phản ứng miễn dịch của động vật thủy sản. Tác động của SP và BA trong việc cải thiện hiệu suất tăng trưởng của cá rô phi trong nghiên cứu hiện nay là do vai trò của BA trong việc tăng sự đa dạng của vi khuẩn có lợi trong GIT (Dawood et al., 2020b; Elsabagh et al., 2018). Tác động của hệ vi sinh vật đường ruột là tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiêu hóa và hấp thu chất dinh dưỡng qua các tế bào biểu mô. Ngoài ra, các vi khuẩn có lợi trong GIT làm giảm bớt tác động của vi khuẩn gây bệnh lên hệ miễn dịch đường ruột. Do đó, hệ thống miễn dịch cơ thể nói chung có tương quan với miễn dịch đường ruột. Các dẫn xuất thảo dược cũng bao gồm tảo xoắn được biết đến bởi hàm lượng cao các acid amin thiết yếu, vitamin, khoáng chất, phenol, polyphenol và carotenoids, làm cho tảo xoắn hoạt động theo cách trực tiếp như chất kích thích tăng trưởng và kích thích miễn dịch hoặc theo cách gián tiếp như một chất dinh dưỡng cần thiết đối với các vi sinh vật có lợi trong GIT. Dựa trên giả thuyết này, cả SP và BA đều có tác động hiệp đồng đến hiệu suất tăng trưởng của cá rô phi sông Nile.

Kết luận

Việc áp dụng cả SP và BA là một chiến lược thiết yếu để tăng hiệu quả trong nuôi cá rô phi sông Nile. Kết quả cho thấy hiệu suất tăng trưởng, khả năng tiêu hóa, đáp ứng miễn dịch và tình trạng chống oxy hóa khi cho ăn cả SP và BA.

Nguồn: Aquaculture Reports

Lược dịch: Trần Thị Thúy Quyên

Reviews