23 June 2019

Julie Ekasari, Ph.D.
Muhammad Hanif Azhar, Ph.D.
Enang H. Surawidjaja, Ph.D.
Sri Nuryati, Ph.D.
Peter De Schryver, Ph.D.
Peter Bossier, Ph.D.

Nghiên cứu cho thấy các tác động tích cực đến phản ứng miễn dịch, khả năng kháng bệnh

Kết quả của nghiên cứu này cho thấy tiềm năng ứng dụng công nghệ biofloc (BFT) trong việc kiểm soát và quản lý bệnh tật trong ngành nuôi tôm.

Công nghệ biofloc đã được nghiên cứu nhiều và đóng góp vào việc duy trì chất lượng nước phù hợp trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản và dinh dưỡng cho động vật thủy sản nuôi. Đã chứng minh rằng các hệ thống BFT không chỉ giữ nồng độ amoni dưới mức độc hại và cải thiện hiệu quả sử dụng dinh dưỡng của động vật nuôi, mà còn cung cấp thêm dinh dưỡng và enzyme tiêu hóa ngoại sinh. Việc áp dụng BFT cũng có thể hỗ trợ tăng trưởng lớn hơn, tỷ lệ sống sót và hiệu suất sinh sản của các động vật nuôi.

Ít nghiên cứu đã điều tra tiềm năng miễn dịch của các hệ thống BFT, mặc dù đã được biết đến rộng rãi rằng các vi sinh vật, các thành phần tế bào của chúng hoặc các sản phẩm chuyển hóa của chúng có thể hoạt động như những chất kích thích miễn dịch giúp cải thiện hệ thống miễn dịch bẩm sinh của tôm và cung cấp sự bảo vệ tốt hơn chống lại các tác nhân gây bệnh. Do đó, kích thích miễn dịch có thể là một đặc tính rất quan trọng trong việc nuôi tôm với biofloc và góp phần vào việc kiểm soát bệnh tật. Ví dụ, điều này có thể phần nào giải thích cho sự giảm tỷ lệ mắc bệnh Viêm gan tụy cấp tính (AHPND) quan sát thấy ở các trại nuôi tôm áp dụng BFT. Bệnh này đã gây ra thiệt hại lớn cho ngành tôm nuôi ở nhiều quốc gia.

Bài viết này – được điều chỉnh và tóm tắt từ Aquacultura (Ecuador) Số 128, tháng 4 năm 2019 – báo cáo về một nghiên cứu với tôm nuôi trong các hệ thống biofloc được cung cấp các nguồn carbon hữu cơ khác nhau (mật đường, sắn, sản phẩm phụ sắn và cám gạo) để xác định khả năng kích thích hệ thống miễn dịch khác nhau và khả năng kháng bệnh.

Cài đặt nghiên cứu

Cài đặt văn hóa thử nghiệm bao gồm 20 bể kính (90 x 40 x 35 cm) chứa 100 lít nước biển và được sử dụng làm đơn vị nuôi thử nghiệm. Nước được sục khí liên tục, nhiệt độ được duy trì ở 27,3 đến 28,3 độ C, và chế độ ánh sáng là 12 giờ sáng-12 giờ tối. Tôm giống Pacific trắng (Litopenaeus vannamei) có trọng lượng trung bình ban đầu 2,02 ± 0,05 gram được phân phối ngẫu nhiên với 30 con mỗi bể (83 tôm mỗi mét vuông). Tôm được cho ăn bốn lần mỗi ngày bằng viên thức ăn thương mại chứa 30% protein thô trong 49 ngày, với mức cho ăn là 7% trọng lượng cơ thể ướt mỗi ngày và lượng thức ăn được điều chỉnh theo sinh khối trong bể.

Nghiên cứu sử dụng năm phương pháp điều trị (bốn bể lặp lại cho mỗi phương pháp điều trị), bao gồm một phương pháp điều trị kiểm soát không bổ sung carbon hữu cơ và có 50% nước thay thế hàng tuần; và bốn phương pháp điều trị với các nguồn carbon hữu cơ khác nhau được thêm vào để phát triển biofloc (mật đường, sắn, sản phẩm phụ sắn và cám gạo, theo thứ tự). Nước ngọt chỉ được bổ sung thường xuyên để bù đắp cho sự mất nước do bay hơi. Tất cả các nguồn carbon hữu cơ đều được mua tại địa phương. Carbon hữu cơ được bổ sung hàng ngày hai giờ sau khi cho ăn với tỷ lệ C:N ước tính là 15. Chất lượng nước được theo dõi trong toàn bộ thời gian 49 ngày trong các hệ thống biofloc được cung cấp các nguồn carbon hữu cơ khác nhau (mật đường, sắn, sản phẩm phụ sắn và cám gạo). Hiệu suất tăng trưởng tôm, phản ứng miễn dịch và khả năng kháng virus myonecrosis truyền nhiễm (IMNV) cũng được xác nhận.

Để biết thêm thông tin về cài đặt thử nghiệm; chất lượng nước; sản xuất và hiệu suất tôm; hấp thu protein và lipid; thử nghiệm IMNV; các thông số miễn dịch; số lượng vi khuẩn; và phân tích thống kê, vui lòng tham khảo bài báo gốc.

Kết quả và thảo luận

Trong nghiên cứu này, chúng tôi cho thấy ứng dụng công nghệ biofloc để nuôi tôm Pacific trắng có ảnh hưởng đáng kể đến phản ứng miễn dịch của tôm, giúp tăng cường khả năng chống lại nhiễm trùng. Những tác động này dường như không phụ thuộc vào loại nguồn carbon được sử dụng để phát triển biofloc.

Mỗi loại biofloc được trồng với một nguồn carbon khác nhau (mật đường, sắn, sản phẩm phụ sắn, cám gạo) đều đủ để duy trì các thông số chung của chất lượng nước trong giới hạn bình thường cho sự phát triển của tôm. Mức độ nitơ vô cơ hòa tan thấp hơn thường thấy trong các bể điều trị bằng biofloc so với bể kiểm soát với việc thay nước thường xuyên đã xác nhận các báo cáo trước đây về tác động của ứng dụng BFT đến chất lượng nước trong nuôi tôm. Nghiên cứu khác ở nơi khác đã đánh giá các tác động khác nhau của carbohydrate đơn giản so với carbohydrate phức tạp hơn được áp dụng như một nguồn carbon trong các ao biofloc. Đường đơn giản, chẳng hạn như sucrose, dẫn đến việc loại bỏ amoni nhanh hơn, trong khi các carbohydrate phức tạp hơn cần nhiều thời gian hơn để phân giải thành đường đơn giản, dẫn đến việc loại bỏ amoni chậm hơn.

Điều này có thể giải thích cho mức độ TAN cao hơn trong một số thời điểm trong thời gian thử nghiệm của chúng tôi cho phương pháp điều trị cám gạo, nguồn carbon có chứa mức độ xơ cao nhất, so với các phương pháp điều trị nguồn carbon khác. Theo nghĩa này, quá trình lên men của các nguồn carbon phức tạp trước khi ứng dụng vào hệ thống biofloc có thể là một giải pháp thay thế và là một chủ đề thú vị để nghiên cứu thêm về việc sử dụng các nguồn carbon phức tạp hoặc xơ. Trong các nghiên cứu trước đây, đã cho thấy rằng việc áp dụng BFT nói chung dẫn đến hiệu suất tăng trưởng, FCR và tỷ lệ sống sót cao hơn của tôm nuôi. Trong nghiên cứu của chúng tôi, cũng có có xu hướng có tỷ lệ tăng trưởng và sống sót cao hơn một chút cho tôm trong các hệ thống biofloc, mặc dù không có sự khác biệt đáng kể được quan sát so với tôm từ phương pháp điều trị kiểm soát. Ngoài ra, không có sự khác biệt nào được quan sát giữa các phương pháp điều trị khác nhau của các nguồn carbon. Tuy nhiên, các nguồn carbon hữu cơ khác nhau dường như đã ảnh hưởng đến khả năng hấp thu protein và lipid của tôm.

Hấp thu protein của tôm trong các phương pháp điều trị biofloc cao hơn so với tôm kiểm soát, nhưng chỉ đáng kể trong các phương pháp điều trị sắn và cám gạo. Một quan sát tương tự đã được thực hiện đối với hấp thu lipid, cao hơn đáng kể đối với phương pháp điều trị mật đường và sắn. Vì tôm trong tất cả các phương pháp điều trị đều nhận được cùng một bổ sung dinh dưỡng protein và lipid có trong chế độ ăn thương mại, và vì chỉ có sự tương quan nhỏ giữa hấp thu protein và lipid của tôm và hàm lượng protein và lipid trong các nguồn carbon, các giá trị hấp thu khác nhau là kết quả của việc hấp thu protein và lipid dưới dạng sinh khối biofloc.

Một trong những nghiên cứu gần đây của chúng tôi cho thấy rằng, tùy thuộc vào thành phần axit amin thiết yếu, biofloc có thể được coi là một nguồn protein chất lượng tốt. Một số tác giả đã gợi ý rằng việc cải thiện sự hấp thu protein bởi động vật nuôi trong các hệ thống BFT cũng liên quan đến sự tăng cường hoạt động của protease tiêu hóa trong ruột do sự đóng góp của cả enzyme tiêu hóa ngoại sinh từ vi sinh vật trong biofloc và sản xuất enzyme tiêu hóa nội sinh được kích thích bởi biofloc.

Việc cải thiện hấp thu protein và lipid trong các phương pháp điều trị biofloc rõ ràng cho thấy sự đóng góp tích cực của sinh khối biofloc được tạo ra từ các dư lượng dinh dưỡng như một nguồn thức ăn cho động vật nuôi. Điều này, đến lượt nó, có thể dẫn đến hệ số chuyển đổi thức ăn thấp hơn trong các hệ thống BFT, điều này cũng đã được quan sát trong nghiên cứu của chúng tôi. Ngoài ra, mối quan hệ đầu vào-đầu ra phản ánh mức tăng sinh khối tôm so với tổng hợp đầu vào của thức ăn và nguồn carbon cho thấy hiệu quả của nguồn carbon hữu cơ liên quan đến sự tăng trưởng sinh khối. Trong nghĩa này, có thể thấy rằng việc sử dụng cám gạo như một nguồn carbon hữu cơ là ít hiệu quả hơn so với các nguồn carbon khác trong nghiên cứu của chúng tôi.

Hình 1: Giá trị trung bình về tỷ lệ sống sót (phần trăm) của tôm Pacific trắng được nuôi trong các hệ thống biofloc có cung cấp các nguồn carbon khác nhau sau thử nghiệm với Virus myonecrosis truyền nhiễm (IMNV). Các giá trị được đánh dấu bằng chữ cái khác nhau là khác biệt có ý nghĩa (P

Biofloc rõ ràng đã ảnh hưởng đến phản ứng miễn dịch bẩm sinh của tôm. Đối với tôm nuôi trong hệ thống BFT, tổng số tế bào hemocyte và hoạt động phenoloxidase trước khi thử nghiệm cho thấy giá trị cao hơn so với kiểm soát. Hiệu ứng kích thích này dường như là một đặc điểm chung của biofloc, mặc dù mức độ kích thích dường như phụ thuộc vào nguồn carbon. Các hemocyte tuần hoàn của động vật giáp xác và các động vật không xương sống khác rất quan trọng cho miễn dịch, vì chúng thực hiện các chức năng như thực bào, bao bọc và lưu trữ cũng như giải phóng hệ thống prophenoloxidase.

Phenoloxidase (PO) là một enzyme của các cơ chế phòng thủ của động vật giáp xác dẫn đến sự chuyển hóa melanin của các tế bào ngoại lai để làm bất hoạt chúng và ngăn chặn sự lây lan của chúng khắp cơ thể. Enzyme này được kích thích mạnh bởi các thành phần của màng tế bào vi khuẩn, chẳng hạn như lipopolysaccharides (LPS) và b-1,3-glucans. Với tôm được nuôi trong các hệ thống dựa trên BFT, chúng tiêu thụ biofloc vi sinh ngay tại chỗ, làm tăng tổng số hemocyte và hoạt động PO, và gợi ý một hiệu ứng kích thích của biofloc tiêu thụ lên miễn dịch của tôm. Khi xem xét kích thích hoạt động PO dựa trên biofloc, các tác giả đã chứng minh rằng mức độ diễn đạt của nhiều gen điều hòa các hệ thống kích hoạt PO cao hơn một cách đáng kể ở tôm nuôi với biofloc so với tôm trong phương pháp điều trị kiểm soát.

Sự vắng mặt của các tác động đáng kể về hoạt động bùng nổ hô hấp (RB) – một biện pháp để xác định sự hình thành các hợp chất oxy phản ứng liên quan đến thực bào bởi các hemocyte tôm – cho thấy rằng thực bào có thể không diễn ra nhiều lần hơn khi so với kiểm soát. Do đó, có thể rằng hệ thống miễn dịch bị kích thích bởi một loại vật chất màng vi sinh chưa được xác định dẫn đến khả năng phản ứng miễn dịch cao hơn. Các tác giả khác đã báo cáo những quan sát tương tự, mô tả các tác động của biofloc kích thích sự giải phóng hemocyte trong hệ tuần hoàn, nhưng cũng cho rằng các phản ứng kháng khuẩn và diệt khuẩn không bị ảnh hưởng đáng kể.

Sau thử nghiệm IMNV, sự giảm hoạt động của tổng số hemocyte, PO và RB được quan sát ở kiểm soát dương tính, điều này là một phản ứng sinh lý bình thường trong trường hợp nhiễm trùng. Sự phục hồi của hệ thống miễn dịch của tôm từ các nhiễm trùng virus, nếu không chết người, có thể mất nhiều thời gian. Mặc dù mức tổng số hemocyte trong tất cả các phương pháp điều trị thử nghiệm tương tự nhau sau sáu ngày nhiễm trùng, nhưng các mức PO và hoạt động RB cao hơn trong các phương pháp điều trị biofloc so với kiểm soát dương tính cho thấy sự phục hồi nhanh hơn, hoặc hiệu suất hoạt động của hệ thống miễn dịch ổn định hơn trong các phương pháp điều trị này. Sự tăng cường hoạt động hoặc hiệu quả của hệ thống miễn dịch của tôm từ các phương pháp điều trị biofloc cũng được minh họa bằng tỷ lệ sống sót của tôm sau nhiễm trùng, cao hơn đáng kể so với trong kiểm soát thách thức dương tính.

Cũng thú vị để quan sát rằng việc sử dụng BFT trong nuôi tôm mang lại các tác động tương tự về tăng trưởng, hiệu suất thực phẩm, ức chế vi khuẩn gây bệnh và phản ứng miễn dịch giống như ứng dụng probiotic. Nhiều tác giả đã báo cáo rằng việc bổ sung Bacillus subtilis vào nước (hoặc thức ăn) nuôi tôm trắng đã mang lại sự tăng trưởng và tỷ lệ sống sót tốt hơn cho tôm, ức chế sự phát triển của Vibrio trong ruột tôm, tăng cường hoạt động protease và amylase, cũng như điều hòa tích cực các gen liên quan đến hệ thống miễn dịch. Và các cơ chế mà qua đó vi khuẩn probiotic ảnh hưởng đến hiệu suất của tôm đã được nhiều tác giả xem xét.

Hình 2: Giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn của (A) tổng số vi khuẩn sống (TBC) và (B) số lượng Vibrio ước tính (TCBS) trong nước và trong ruột của tôm Pacific trắng được nuôi trong các hệ thống biofloc với các nguồn carbon khác nhau. Các thanh của cùng một chuỗi (nước và ruột, tương ứng) với các chữ cái khác nhau ở trên đều khác biệt có ý nghĩa.

Các tác động mà biofloc có thể có đối với nuôi tôm như đã được chỉ ra trong nghiên cứu này, cũng như trong các nghiên cứu gần đây khác, mạnh mẽ gợi ý rằng các tác động tích cực liên quan đến biofloc ít nhất một phần tương đồng với những gì quan sát được với việc bổ sung probiotics.

Triển vọng

Nghiên cứu này đã cung cấp thông tin về tính chất kích thích miễn dịch của biofloc đối với tôm, và cách điều này thay đổi tùy theo nguồn carbon được cung cấp. Nó cho thấy rằng biofloc có tác động tích cực đến phản ứng miễn dịch của tôm Pacific trắng và có thể dẫn đến khả năng kháng virus IMNV cao hơn. Chỉ có những khác biệt nhỏ được quan sát giữa các phương pháp điều trị carbon hữu cơ khác nhau. Tổng thể, nghiên cứu này cho thấy tiềm năng ứng dụng BFT trong việc kiểm soát và quản lý bệnh tật trong ngành nuôi tôm.

Bây giờ bạn đã đến cuối bài viết …

… xin vui lòng xem xét việc hỗ trợ sứ mệnh của GSA trong việc thúc đẩy các thực hành thủy sản có trách nhiệm thông qua giáo dục, vận động và đảm bảo bên thứ ba. The Advocate nhằm mục đích ghi lại sự tiến hóa của các thực hành thủy sản có trách nhiệm và chia sẻ kiến thức phong phú từ mạng lưới rộng lớn của chúng tôi.

Bằng cách trở thành thành viên của Global Seafood Alliance, bạn đang đảm bảo rằng tất cả những công việc tiền cạnh tranh mà chúng tôi thực hiện thông qua các lợi ích, tài nguyên và sự kiện dành cho thành viên có thể tiếp tục. Chi phí thành viên cá nhân chỉ 50 USD một năm.

Không phải là thành viên GSA? Tham gia cùng chúng tôi.

Ủng hộ GSA và Trở thành Thành viên

$_Related Posts_

Aquafeeds
Biofloc và hệ thống RAS nước sạch: một so sánh
Nghiên cứu này đã so sánh hai loại hệ thống nuôi tôm trong nhà: RAS nước sạch và hệ thống biofloc. RAS nước sạch có ưu thế về chất lượng nước, nhưng tôm trong phương pháp điều trị biofloc có tỷ lệ chuyển đổi thức ăn cao hơn.

Health & Welfare
Công nghệ biofloc có tiềm năng cho các loài cá ăn thịt
Tôm giống ăn thịt Mozambique đã hoạt động tốt trong các hệ thống dựa trên biofloc, điều này có thể giúp sản xuất giống cá có chất lượng tốt hơn và kháng bệnh hơn cho loài nuôi thủy sản quan trọng này, đồng thời hỗ trợ sự mở rộng ngành nuôi cá Mozambique.

Responsibility
Sửa đổi vi khuẩn trong ao nuôi tôm
Cộng đồng vi sinh vật trong ao nuôi tôm là một thành phần quan trọng và thường bị bỏ qua trong hệ sinh thái nuôi trồng thủy sản. Các vi sinh vật như probiotics cung cấp hỗ trợ đáng kể cho người nuôi tôm trên toàn thế giới.

Nguồn : https://www.globalseafood.org/advocate/shrimp-grown-in-biofloc-systems-with-different-carbon-sources/