Liên hệ chặt chẽ giữa vi sinh vật đường ruột và bệnh xanh thân

Bệnh xanh thân trên tôm thẻ chân trắng

Trong những năm gần đây, người nuôi tôm Trung Quốc đã mô tả một hiện tượng ở tôm thẻ chân trắng nuôi mà họ gọi là “bệnh xanh thân” dựa trên các dấu hiệu tổng quát cơ thể tôm có màu xanh (với gan tụy, mang và cơ). Tôm cũng có biểu hiện chậm lớn, giảm hoặc không ăn và gầy yếu. Hiện tượng bất thường này không gây tử vong nhưng là biểu hiện sức khỏe tôm kém.

Vì nguyên nhân chưa được biết rõ và không xác định chính xác, nó được gọi là “hội chứng cơ thể xanh” hoặc “BBS”. Ngoài ra, tôm thẻ bị xanh thân rất nhạy cảm với các tác nhân gây bệnh khác và các bệnh cơ hội này gây thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế.

Vai trò của hệ vi sinh vật đường ruột tôm đối với tình trạng sức khỏe tôm

Ruột là môi trường sống tốt nhất cho một loạt các cộng đồng vi sinh vật trong cơ thể động vật, nơi cộng đồng vi sinh vật tác động đến nhiều chức năng quan trọng, trong suốt cuộc đời con vật. Những chức năng này bao gồm tiêu hóa, hấp thụ chất dinh dưỡng, ngăn ngừa sự xâm nhập của mầm bệnh, tốc độ tăng trưởng và kích thích phản ứng miễn dịch trên vật chủ. Do đó, việc duy trì một quần thể vi sinh vật cân bằng trong đường ruột là rất quan trọng. Bởi sự mất cân bằng trong hệ vi sinh vật đường ruột có thể dẫn đến suy giảm khả năng miễn dịch của vật nuôi gây ra các vấn đề về tăng trưởng, phát triển và thậm chí là bệnh tật. Hệ vi khuẩn trong các mẫu tôm bị bệnh đã bị mất đi sự cân bằng giữa nhóm vi khuẩn có lợi và nhóm vi khuẩn có hại. Sự xuất hiện nhiều hơn của các nhóm vi khuẩn có khả năng gây bệnh được xem có sự liên quan tới sự mắc bệnh và gây chết trên tôm.

Nghiên cứu trước đây cho thấy rằng những thay đổi do căng thẳng gây ra trong hệ vi sinh vật đường ruột, sự suy giảm đáp ứng miễn dịch và mất cân bằng hệ vi sinh vật có thể là những yếu tố dự báo sự xuất hiện của mầm bệnh cơ hội.

Vi khuẩn đường ruột và hội chứng xanh thân trên tôm thẻ

Các bằng chứng khoa học đã cho thấy vi khuẩn đường ruột có liên quan mật thiết đến sức khỏe và khả năng miễn dịch của động vật. Đặc điểm của sự khác biệt trong quần thể vi sinh vật trong ruột giữa vật chủ khỏe mạnh và vật chủ bị bệnh cung cấp bước đầu để dự đoán và điều trị bệnh tốt hơn (Berry và Reinisch, 2013). Trong các báo cáo trước đây, thành phần của hệ vi sinh vật trong đường ruột tôm thẻ chân trắng bị hội chứng xanh thân bệnh xanh thân đã không được báo cáo. Trong nghiên cứu của Qing Jian Liang và cộng sự 2020 đã đánh giá sự khác biệt trong cộng đồng vi khuẩn giữa tôm khỏe mạnh và tôm thẻ bị xanh thân bệnh xanh thân. 

Các nhà khoa học đã thu thập các mẫu nước từ các ao có tôm khỏe mạnh và tôm bệnh để tìm hiểu cộng đồng vi khuẩn trong giai đoạn đầu của tôm khỏe mạnh hoặc bị bệnh từ cùng một môi trường sống. 

Kết quả cho thấy, mức độ biểu hiện của các chất kháng khuẩn penaeidin, lectin, crushtins và defensin ở tôm bị hội chứng xanh thân đã giảm so với tôm khỏe mạnh, điều này chứng minh rằng tôm bị hội chứng xanh thân có khả năng tự miễn dịch thấp hơn.. 

Nghiên cứu cũng chỉ ra, các vi khuẩn thuộc ngành Proteobacteria (55,7%), Cyanobacteria (30,5%), Bacteroides (5. 4%), Actinomycetes (1,1%) và Trichomes (0,9%) chiếm ưu thế trong hệ vi khuẩn đường ruột của tôm thẻ chân trắng. 

Sự khác biệt trong cộng đồng vi khuẩn đường ruột có liên quan chặt chẽ với mức độ nghiêm trọng của bệnh tôm. Cấu trúc cộng đồng vi khuẩn trong đường ruột tôm bị bệnh bệnh xanh thân sẽ khác biệt đáng kể so với cấu trúc ở tôm khỏe mạnh và sự khác biệt này ở tôm bệnh xanh thân sẽ đi kèm với sự suy giảm chức năng miễn dịch bẩm sinh.

Tôm thẻ chân trắng bị bệnh xanh thân toàn cơ thể với gan tuy, mang và cơ có màu xanh lam (Hình trên); tôm bình thường (Hình dưới).

Đặc biệt, Rhodobacter là một vi sinh vật cộng sinh có lợi được tìm thấy trong đường tiêu hóa của động vật. Nghiên cứu gần đây cho thấy Roseobacter được phát hiện trong ruột tôm khỏe mạnh (Wang và cộng sự, 2014). Ở ấu trùng cá bơn đại tây dương (Scophthalmus maximus), Roseobacter có khả năng làm giảm tỷ lệ chết (Bruhn và cộng sự, 2005). Bổ sung Rhodobacter gallaeciensis có thể tăng cường khả năng sống sót của ấu trùng sò điệp (Pecten maximus) (Ruiz-Ponte et al., 1999) và Rhodobacter sphaeroides cũng có thể hạn chế sự tồn tại của vi khuẩn gây bệnh và cải thiện khả năng miễn dịch (Hjelm et al., 2004). Trong nghiên cứu này, đã thấy sự phong phú Rhodobacter tăng lên trong tôm nhiễm bệnh xanh thân bệnh xanh thân so với các nhóm tôm khác. Điều thú vị là khi Rhodobacter dồi dào hơn (≥ 5,5%) có thể gây ra bệnh xanh thân trên tôm thẻ chân trắng. 

Những vi khuẩn thuộc chi Pseudomonas và Ralstonia, được coi là những vi sinh vật gây bệnh. Do đó, khi sự phong phú tương đối của Pseudomonas và Ralstonia tăng nhanh chóng sẽ dẫn đến sự xuất hiện của dịch bệnh.

Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, sự phong phú của chi Shewanella đã giảm đáng kể trong đường ruột của nhóm tôm bị xanh thân BBS. Shewanella là một chủng lợi khuẩn được tìm thấy để thúc đẩy tăng trưởng và cải thiện khả năng chống chịu với căng thẳng ở cá (Varela và cộng sự, 2010). 

Ngoài ra, áp lực môi trường có thể tạo ra những thay đổi đáng kể trong cộng đồng thực vật phù du, do đó phá hủy sự cân bằng nội môi ban đầu của đường ruột tôm và cuối cùng dẫn đến bệnh tật. 

Năng suất vật nuôi có mối liên hệ mật thiết với sức khỏe, và hệ vi sinh vật đường ruột ngày càng được công nhận là động lực quan trọng dẫn đến thành công trong canh tác. Các vi khuẩn sống trong ruột đóng góp vào một số quá trình quan trọng của vật chủ, bao gồm tiêu hóa và miễn dịch. Do đó, cải thiện hệ vi sinh vật đường ruột đã được đề xuất như một giải pháp thay thế khả thi cho việc sử dụng kháng sinh phổ rộng trong quản lý dịch bệnh. Việc bổ sung vi sinh vật có lợi cũng đã chứng minh những tác động tích cực đến sự tăng trưởng và tỷ lệ sống của một số loài thương mại khác nhau, bao gồm cả tôm.

Những kết quả này cho thấy, cộng đồng vi khuẩn đường ruột có liên quan chặt chẽ với mức độ nghiêm trọng của bệnh tôm. Sự rối loạn thành phần và suy giảm khả năng miễn dịch của hệ vi sinh vật đường ruột có liên quan chặt chẽ với hội chứng xanh thân ở tôm. Bổ sung vi sinh vật đường ruột có thể có tác động tích cực đến sự tăng trưởng và sức khỏe của tôm nuôi.