Tinh dầu quế ức chế khả năng giao tiếp của vi khuẩn Vibrio

Nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam đã và đang phát triển mạnh trong những năm gần đây và trở thành ngành kinh tế quan trọng của đất nước.Tuy nhiên, người nuôi trồng thủy sản thường phải đối đầu với những tổn thất nặng nề do dịch bệnh gây ra. Trong số các nhóm vi sinh vật gây bệnh thủy sản thì các vi khuẩn thuộc chi Vibrio được biết đến nhiều nhất là nguyên nhân gây ra nhiều loại bệnh và gây chết cho thủy hải sản.

Trong những năm gần đây bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (Acute Hepatopancreatic Necrosis Disease - AHPND) hay thường gọi là EMS đã gây thiệt hại lớn cho nghề nuôi. Bệnh bắt đầu xuất hiện tại Việt Nam từ năm 2010 gây thiệt hại nghiêm trọng cả về sản lượng lẫn giá trị kinh tế. Tác nhân gây bệnh AHPND được xác định là V. parahaemolyticus (Tran et al., 2013), V. harveyi (Kondo et al., 2015) và V. campbellii (Han, 2017). Ba chủng vi khuẩn này đều chứa gen pirAB vp- một loại gen độc gây AHPND ở tôm. Điều đó cũng chỉ ra, gen sinh độc tố gây AHPND có thể lan truyền theo chiều ngang giữa các loài vi khuẩn (từ V. parahaemolyticus sang V. harveyi, V. campbellii) trong các ao nuôi tôm thông qua cơ chế QS của loài vi khuẩn gây bệnh.

Quorum Sensing (QS) là một hình thức giao tiếp của vi khuẩn, chúng có thể liên lạc và trao đổi thông tin để cộng tác thông qua các vật chất mang tín hiệu. Các tế bào vi khuẩn liên tục sản xuất ra các phân tử tín hiệu và nó được tích lũy ngày càng nhiều đạt đến một ngưỡng nhất định, sự thay đổi nồng độ biểu hiện gen được kích hoạt và dẫn đến sự thay đổi hành vi của cả cộng đồng vi khuẩn.

Quorum sensing là yếu tố quan trọng đối với độc tính của vi khuẩn, đặc biệt là các tác nhân gây bệnh có liên quan đến nuôi trồng thủy sản như Aeromonas, Vibrio, hoặc Yersinia. Vibrio harveyi, tác nhân gây bệnh phát sáng trên tôm, chúng sử dụng tín hiệu quorum sensing để điều chỉnh độc tính của nó tùy theo điều kiện môi trường và sức khỏe của vật chủ.

Hiện nay, nghiên cứu tập trung vào việc làm giảm hiệu suất QS, nghĩa là sử dụng các chất để ức chế hoặc cắt việc phát và thu nhận tín hiệu của vi khuẩn gây bệnh nhằm kiểm soát sự phát triển của chúng. Do đó, nhóm nghiên cứu Trần Thị Thúy Hà và ctv đã tiến hành đánh giá QS giữa Vibrio parahaemolyticus với Vibrio alginolyticus, đồng thời xác định vai trò của tinh dầu quế đối với QS giữa V. parahaemolyticus và V. alginolyticus. 

Phương pháp thí nghiệm

Sử dụng 5 ống eppendoft (1, 2, 3, 4 và 5): chứa 300 μL V. parahaemolyticus và 300 μL V. alginolyticus. 

- Ống 1 hỗn hợp vi khuẩn được cho vào 100 mL NB 2% NaCl nuôi lắc 200 vòng/phút trong 29^oC  sau 15 giờ trang vi khuẩn lên đĩa TCBS.

- Ống 2, 3, hỗn dịch được sốc nhiệt lần lượt 40^oC trong 5 phút, 3 lần và 70^oC trong 2 phút 3 lần.

- Ống 4, 5 được thực hiện tương tự ống 3,4 tuy nhiên có bổ sung 0,1 μL tinh dầu quế trước khi sốc nhiệt. 

Ống 2, 3, 4 và 5 tiếp tục nuôi ở 29^oC  trong 3 h trước khi trang trên đĩa thạch TCBS.

Kết quả

V. alginolyticus đã tiếp nhận gen toxin gây bệnh AHPND từ V. parahaemolyticus trong điều kiện nuôi cấy có sốc nhiệt 3 lần 40^oC trong 5 phút và 70^oC 3 lần trong 2 phút thông qua cơ chế QS (quorum sensing-giao tiếp của vi khuẩn).

Tinh dầu vỏ quế sử dụng với liều 0,1 μL/600 μL đã làm rối loạn hệ thống giao tiếp đặc hiệu QS của vi khuẩn làm cho V. alginolyticus không tiếp nhận được thông tin của gen toxin gây bệnh AHPND ở tôm nước lợ từ V. parahaemolyticus.

Điều đó chứng tỏ tinh dầu quế đã có ảnh hưởng tới hệ thống giao tiếp đặc hiệu QS của vi khuẩn làm V. alginolyticus, làm chúng không tiếp nhận được thông tin của gen pirABvp gây bệnh AHPND ở tôm nước lợ từ V. parahaemolyticus.

Kết quả có giá trị thực tiễn, là hướng gợi mở cho nghiên cứu tiếp về việc tạo sản phẩm có nguồn gốc thảo dược là quế có hiệu quả phòng bệnh AHPND ở tôm.

Điều kiện môi trường có vai trò quan trọng ảnh hưởng đến quá trình phát và nhận thông tin (QS) của vi khuẩn gây bệnh và ở mỗi loài, chủng vi khuẩn gây bệnh khác nhau chịu tác động của điều kiện môi trường khác nhau.

Do đó, để đối tượng nuôi sinh trưởng và phát triển tốt bà con nên duy trì các yếu tố môi trường ở mức thích hợp, đồng thời sử dụng tinh dầu vỏ quế 0,1 μL/600 μL dùng phòng bệnh để giảm thiểu dịch bệnh bùng phát là lây lan.

Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam