ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA STRESS pH DÀI HẠN ĐẾN TÔM THẺ CHÂN TRẮNG

  • Thứ bảy, 08/08/2020, 09:37 GMT+7
  • Lượt xem: 161

Kết quả cho thấy tác động không mong muốn đối với tăng trưởng, miễn dịch, chức năng của hệ vi sinh vật đường ruột

au_trung_tom

Giá trị pH (thước đo độ acid của chất lỏng) là một trong những yếu tố gây stress môi trường nhạy cảm nhất đối với động vật thủy sản và có thể dao động trong khoảng 6,6 - 10,2 do hoạt động quang hợp và hô hấp trong nước. Là một Euryhaline (một sinh vật có thể thích nghi với độ mặn rộng), các chức năng sinh lý thích hợp của tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) bị ảnh hưởng bởi stress pH, có thể gây ra stress oxy hóa, giảm khả năng chống oxy hóa và các thông số miễn dịch, phá hủy các mô ruột và thay đổi hệ vi sinh vật đường ruột.

Một phản ứng của động vật thủy sản đối với stress pH là một quá trình phức tạp bao gồm các điều chỉnh trong hệ miễn dịch, hệ thống chống oxy hóa và sức khỏe đường ruột. Ruột tôm là một cơ quan quan trọng để tiêu hóa, hấp thu và bảo vệ miễn dịch, và cấu trúc của nó đóng một vai trò quan trọng và liên quan chặt chẽ đến sức khỏe của vật chủ. Stress môi trường có thể ảnh hưởng đến chức năng của hàng rào ruột, làm suy yếu đáp ứng miễn dịch và tăng khả năng nhiễm bệnh.

Thiết lập nghiên cứu

Tôm thẻ chân trắng được lấy từ một trại ở Hải Nam, Trung Quốc và thích nghi với môi trường thí nghiệm - nước biển có pH từ 8,0 - 8,2, độ mặn 28 - 30‰ và nhiệt độ 28 ± 2°C trong 2 tuần, cho ăn (41% protein thô, 4% lipid thô) với 6% trọng lượng cơ thể hàng ngày.

Sau khi thích nghi, tôm thẻ chân trắng (trọng lượng trung bình 2,6 ± 0,4 gram) được chia ngẫu nhiên thành 3 nhóm để xử lý pH khác nhau: Nhóm đối chứng (pH 8,0), nhóm pH 6,5 và nhóm pH 9,5 thả trong bể mật độ 167 con/m2. Tôm được cho ăn theo cùng một giao thức như trong quá trình thích nghi và pH nước được theo dõi 3 lần/ngày trong 28 ngày thí nghiệm.

Tỷ lệ sống được đánh giá hàng ngày và chúng tôi cũng đã thu thập các mẫu cho các phân tích trong phòng thí nghiệm để xác định và đánh giá sự phát triển của tôm, chỉ số gan, khả năng chống oxy hóa, biểu hiện gen liên quan đến miễn dịch, mô học ruột và hệ vi sinh vật đường ruột.

Kết quả và thảo luận

Khả năng miễn dịch ở giáp xác là một trong những chức năng quan trọng nhất để ngăn chặn sự xâm nhập của mầm bệnh, và nghiên cứu trước đây đã báo cáo rằng stress môi trường có thể ảnh hưởng đến khả năng miễn dịch của L. vannamei. Kết quả của chúng tôi cho thấy sự biểu hiện miễn dịch ở cả nhóm pH 6,5 và pH 9,5 đều bị giảm (giảm số lượng thành phần tế bào, chẳng hạn như RNA hoặc protein, để phản ứng với kích thích bên ngoài), và gen Casp-3 (gen mã hóa protein) giảm đáng kể ở nhóm pH 9.5.

Dữ liệu của chúng tôi cũng chỉ ra rằng stress pH 6,5 và 9,5 ảnh hưởng đến khả năng kháng bệnh của tôm thẻ chân trắng, và thậm chí nồng độ pH cao hơn đã ức chế khả năng loại bỏ các tế bào bị tổn thương. Ngoài ra, khả năng chống oxy hóa của tôm ở pH 9,5 hoặc pH 6,5 đã giảm đáng kể so với tôm ở pH 8,0.

Kết quả cho thấy tỷ lệ tăng trọng giảm đáng kể ở tôm pH 9,5 so với nhóm đối chứng ở pH 8,0. Gan tụy và ruột đóng vai trò quan trọng trong chức năng tiêu hóa, hấp thụ và chống oxy hóa ở tôm. Dữ liệu của chúng tôi cho thấy tỷ lệ tăng trọng (WGR) ở nhóm pH 9,5 thấp hơn đáng kể so với 2 nhóm còn lại, trong khi chỉ số gan, HSI (trọng lượng tương đối của gan) đã tăng lên. Nhóm 9.5 cho thấy stress pH cao có thể ảnh hưởng đến quá trình tiêu hóa và hấp thụ của tôm, đồng thời hạn chế đầu vào chất dinh dưỡng để tăng trưởng và chống stress.

bieu_do_1

Biểu đồ 1. Tỷ lệ sống (SR) (A), tỷ lệ tăng trọng (WGR) (B) và chỉ số gan (HSI) (C) của tôm thẻ chân trắng với pH 6,5 và pH 9,5 trong 28 ngày. Các chữ cái (a, b) biểu thị sự khác biệt đáng kể (p < 0,05) giữa các nhóm

Cấu trúc và sự đa dạng của hệ vi sinh vật đường ruột là một yếu tố quan trọng đối với sức khỏe của tôm, và stress môi trường có thể làm thay đổi sự cân bằng của hệ vi sinh vật đường ruột và làm tăng nguy cơ nhiễm bệnh. Trong nghiên cứu của chúng tôi, biểu mô ruột bị teo ở nhóm pH 6,5 và bị tổn thương ở nhóm pH 9,5. Phân tích mô học cho thấy các tế bào biểu mô ruột tôm ở pH 6,5 tách khỏi màng, còn nhóm pH 9,5 bị hoại tử tế bào biểu mô.

Chúng tôi quan sát thấy rằng trong điều kiện stress pH kéo dài, sự cân bằng của hệ vi sinh vật đường ruột ở tôm thẻ chân trắng bị phá vỡ và khả năng lọc vi khuẩn trong nước của ruột bị suy yếu, tạo cơ hội cho vi khuẩn gây bệnh xâm nhập. Sự mất cân bằng trong hệ vi sinh vật đường ruột này có thể ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống miễn dịch ở tôm, và sự thay đổi trong hệ vi sinh vật đường ruột có liên quan chặt chẽ đến môi trường.

bieu_do_2

Biểu đồ 2. Thành phần hệ vi sinh vật đường ruột của tôm thẻ chân trắng với stress pH trong 28 ngày. (A) Thành phần ở cấp độ ngành; (B) Thành phần ở cấp độ chi

Ruột không thể thực hiện các chức năng bình thường khi tôm bị stress pH, và thành phần của hệ vi sinh vật đường ruột có thể có các hình thái bất thường. Thành phần hệ vi sinh vật có thể bị ảnh hưởng bởi cả nước biển và lượng thức ăn, và các nghiên cứu khác đã báo cáo Proteobacteria là hệ vi sinh vật quan trọng nhất trong ruột, nhưng trong nghiên cứu của chúng tôi, cả Actinobacteria và Proteobacteria đều là ngành chính được quan sát thấy.

Ở pH 6,5, các chức năng của hàng rào ruột bị suy yếu đối với việc tiêu hóa và hấp thụ protein và carbohydrate. Ở pH 9.5, con đường sinh tổng hợp kháng sinh đối với một số hợp chất đã giảm đáng kể. Điều này có liên quan đến việc giảm tỷ lệ vi khuẩn Actinobacteria trong nhóm pH 9.5 và có khả năng thúc đẩy sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn trong ruột tôm và phá vỡ thành phần của hệ vi sinh vật đường ruột.

Quan điểm

Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng việc stress trong thời gian dài với pH quá thấp hoặc quá cao có thể ảnh hưởng xấu đến các chức năng của hệ vi sinh vật đường ruột tôm, do đó dẫn đến giảm khả năng tăng trưởng, khả năng miễn dịch và chống oxy hóa, và thậm chí là tổn thương mô học ruột.

Nguồn: www.aquaculturealliance.org

Dịch: Trần Thị Thúy Quyên

Ý kiến bạn đọc