Sự tăng trưởng và phản ứng hình thành lipid ở tôm giống nuôi độ mặn thấp

  • Thứ hai, 05/07/2021, 15:38 GMT+7
  • Lượt xem: 61

Tổng quan

Kết quả của nghiên cứu này cho thấy tôm giống L. vannamei nuôi ở độ mặn 3 ppt chậm phát triển và cấu trúc lipid khác so với tôm nuôi ở độ mặn 30 ppt. Những phát hiện này giúp giải thích các khả năng sinh lý của L. vannamei để thích nghi với các vùng nước có độ mặn thấp và cung cấp những hiểu biết mới về tầm quan trọng của lipid đối với quá trình điều hòa thẩm thấu của tôm.

Tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương (Litopenaeus vannamei) được coi là loài điều hòa thẩm thấu hiệu quả cao [điều chỉnh cân bằng ion bên trong] có thể chịu được độ mặn rộng từ 0,5 đến 50 ppt. Động vật thủy sinh cần nhiều năng lượng hơn để điều hòa thẩm thấu ở mức độ mặn thấp và L. vannamei được báo cáo cần thêm năng lượng đáng kể (20 đến 50% tổng năng lượng trao đổi chất) cho các quá trình điều hòa thẩm thấu bao gồm tăng tốc độ trao đổi chất, thay đổi các thành phần màng tế bào, thay đổi enzym vận chuyển ion hoạt động, nồng độ axit béo không bão hòa cao (HUFAs), nồng độ axit amin tự do (FAAs), tính thấm nước của mang và tổng hợp một số axit amin không thiết yếu trong điều kiện căng thẳng ở độ mặn thấp

Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tăng hàm lượng lipid trong khẩu phần ăn từ 6-9% có thể làm giảm áp suất điều hòa thẩm thấu của tôm thẻ chân trắng khi bị stress ở độ mặn thấp. Tuy nhiên, vẫn còn hạn chế thông tin về các chức năng sinh lý của các chất chuyển hóa lipid và axit béo cụ thể trong việc cải thiện hiệu quả điều hòa thẩm thấu của tôm trong điều kiện độ mặn thấp.

Lipidomics là một lĩnh vực khoa học khám phá cấu trúc, thành phần và thậm chí số lượng của lipid trong các hệ thống sinh học như tế bào, cơ quan và cơ thể. Ở tôm, mang là cơ quan chịu trách nhiệm chính trong việc điều hòa hemolymph [một chất lỏng tương tự như máu ở động vật có xương sống và lưu thông bên trong cơ thể của côn trùng và động vật giáp xác] và cơ là kho nguyên liệu hoặc nguồn dinh dưỡng. Tuy nhiên, người ta còn biết rất ít về phản ứng lipid trong mang hoặc cơ ở tôm thẻ chân trắng dưới độ mặn thấp.

Thiết lập nghiên cứu

Tôm giống L. vannamei khỏe mạnh được mua từ trại giống ở Đan Châu (Hải Nam, Trung Quốc) và được nuôi trong phòng thí nghiệm trong một tuần ở độ mặn 30 ppt. Sau đó, tôm thích nghi (0,75 ± 0,03 gam) được thả ngẫu nhiên vào các bể riêng biệt với 4 lần lặp lại cho mỗi nhóm độ mặn (3 và 30 ppt), với 20 con mỗi bể. Trong giai đoạn thích nghi và thử nghiệm, tôm được cho ăn 3 lần mỗi ngày bằng thức ăn công nghiệp và khẩu phần ăn hàng ngày được điều chỉnh để mức cho ăn nhiều hơn một chút so với trạng thái no. Chu kỳ chiếu sáng là 12 giờ sáng và 12 giờ tối. Độ pH của nước (7,5 đến 7,9), nhiệt độ (26 đến 28 độ C), oxy hòa tan (4,8 đến 6,4 mg mỗi lít) và tổng nồng độ nitơ amoniac (<0,02 mg mỗi lít) được theo dõi hai lần một tuần và duy trì trong suốt thí nghiệm .

Sau 8 tuần, tất cả tôm được nhịn ăn trong 24 giờ trước khi lấy mẫu. Tôm trong mỗi bể được cân và đếm số lượng lớn, và các mẫu gan tụy, mang và mô cơ được thu thập. Gan tụy được cân để xác định chỉ số gan tụy. Mang và cơ của bốn cá thể trong mỗi bể được gộp lại thành một mẫu và đông lạnh trong nitơ lỏng ngay lập tức, sau đó được giữ ở -80 độ C để phân tích lipidomics.

Kết quả và thảo luận

Đây là nghiên cứu đầu tiên kiểm tra ảnh hưởng của stress do độ mặn thấp đối với tôm thẻ chân trắng bằng cách sử dụng phân tích lipidomics. Trong nghiên cứu này, tôm giống L. vannamei được nuôi ở hai độ mặn khác nhau, 3 và 30 ppt (đối chứng) trong 8 tuần, và sau đó, phân tích lipidomics để phát hiện sự khác nhau về cấu trúc lipid của mang và cơ trong 2 nhóm.

Kết quả cho thấy tôm thẻ chân trắng nuôi ở độ mặn 30 ppt có tốc độ tăng trưởng tốt hơn so với tôm nuôi ở độ mặn 3 ppt (Hình 1). Là loài rộng muối [có khả năng thích nghi với độ mặn rộng], tuy nhiên L. vannamei sinh trưởng tốt nhất ở có độ mặn tối ưu từ 20 đến 25 ppt. Tôm trong thí nghiệm này nuôi trong điều kiện độ mặn thấp có tăng trọng và hệ số chiều dài/trọng lượng thấp hơn so với tôm đối chứng ở 30 ppt, nhưng không có sự khác biệt nào về tỷ lệ sống và chỉ số gan tụy. Ngoài ra, tôm nuôi ở độ mặn 3 ppt cần nhiều năng lượng hơn ở 30 ppt.

YY_mYn_thYp

Hình 1. Tăng trọng (weight gain) (%), tỷ lệ sống (survival) (%), chỉ số gan tụy (hepatosomatic index) (%) và tỉ lệ chiều dài/ trọng lượng (condition factor) (%) của L. vannamei ở độ mặn 30 và 3 ‰. Dữ liệu được trình bày dưới dạng giá trị trung bình ± SEM (n = 4). Hai dấu hoa thị (∗∗) biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa lớn (P <0,01) giữa hai độ mặn

Dữ liệu từ nghiên cứu chỉ ra rằng tôm có hiệu suất tăng trưởng tốt hơn ở độ mặn 30 ppt gần hơn với điểm đẳng trương hemolymph của chúng [nơi có sự cân bằng giữa nồng độ nước bên trong và bên ngoài động vật], đồng thời cũng khẳng định thêm rằng nước có độ mặn xung quanh 3 ppt chắc chắn gây stress cho tôm .

Các thành phần lipid trong mô mang thu được từ tôm thí nghiệm rất giống với thành phần của cơ, bất kể độ mặn của môi trường xung quanh và phospholipid là lipid chính. Nhưng số lượng các chất chuyển hóa lipid trong mang khác biệt cao hơn trong cơ ở độ mặn 3 ppt so với tôm đối chứng ở độ mặn 40 ppt; các chất chuyển hóa lipid này thuộc một số lớp lipid. Và trong số những lipid này, phosphatidylcholine (PC), phosphatidylinositol (PI), phosphatidic acid (PA), phosphatidylethanolamine (PE) và triglyceride (TG) là những chất béo chính trong cả mang và cơ của tôm, bất kể độ mặn.

Quá trình điều hòa là một quá trình phụ thuộc vào năng lượng và các động vật thủy sinh buộc phải dành nhiều năng lượng bổ sung hơn cho các cơ chế vận chuyển điều biến và kích thích các ion khi bị thử thách với căng thẳng về độ mặn. Nhiều nhà nghiên cứu khác nhau đã báo cáo mức tiêu thụ oxy và các chỉ số hô hấp [tỷ lệ khí carbon dioxide do cơ thể tạo ra với lượng oxy mà cơ thể tiêu thụ] là những chỉ số tốt để đánh giá việc sử dụng năng lượng; đối với tôm của chúng tôi, các chỉ số này ở mức 3 ppt cao hơn đáng kể so với tôm ở 30 ppt.

Dữ liệu của nghiên cứu cũng cho thấy rằng thành phần và sự phong phú tương đối của các axit béo ở cùng một vị trí của lớp lipid cụ thể là tương tự ở L. vannamei bất kể độ mặn hoặc mô xung quanh, cho thấy rằng sự phân bố của các axit béo trong lipid là không ngẫu nhiên, và việc sử dụng các lớp lipid rất đặc hiệu ở L. vannamei . Và các axit béo quan trọng như axit eicosapentaenoic (EPA) và axit docosahexaenoic (DHA) cho thấy mối tương quan di truyền tích cực đáng kể, cho thấy rằng giá trị cao của chúng có tiềm năng cải thiện di truyền.

Nhìn chung, kết quả nghiên cứu của thí nghiệm trên cho thấy rằng các biến thể lipid được xác định có liên quan chặt chẽ đến một số quá trình sinh lý (cấu trúc màng sinh học, chức năng ti thể, cung cấp năng lượng và các quá trình khác) có thể cải thiện khả năng điều hòa thẩm thấu của tôm thẻ chân trắng trong điều kiện độ mặn thấp.

Quan điểm

Kết quả cho thấy hiệu suất tăng trưởng ở L. vannamei chậm hơn khi tôm được nuôi ở độ mặn 3 ppt. Những thay đổi đáng kể trong cấu trúc lipid mà chúng tôi xác định có liên quan đến việc sử dụng axit béo, cung cấp năng lượng và các quá trình khác có thể cải thiện khả năng điều hòa thẩm thấu của tôm. Sự thay đổi đáng chú ý này trong thành phần lipid là một quá trình sinh lý quan trọng được tôm L. vannamei phát triển và sử dụng để đối phó với stress ở độ mặn thấp.

Nghiên cứu này giúp giải thích các quá trình sinh lý của tôm thẻ chân trắng được sử dụng để thích nghi với các vùng nước có độ mặn thấp và cung cấp những hiểu biết mới về tầm quan trọng của lipid đối với quá trình điều hòa thẩm thấu ở loài tôm này.

Tác giả : Huang, M. và cộng sự, 2019

Ý kiến bạn đọc