Đặc tính đối kháng của chủng Lactobacillus L756 với vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus gây bệnh hoại tử gan tụy cấp trên tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)
TÓM TẮT
Bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (AHPND) là nguyên nhân dẫn đến việc tổn thất đáng kể đối với nền
công nghiệp nuôi tôm toàn cầu với tỷ lệ chết của tôm gần 100% ở các ao nhiễm nặng. Bệnh do chủng
vi khuẩn V. parahaemolyticus chứa plasmid pVPA3 - 1 và mang 2 gen gây độc PirA và PirB gây ra.
Việc lạm dụng hóa chất cũng như kháng sinh đã không còn hiệu quả, bên cạnh đó còn làm ô nhiễm
môi trường nuôi trồng thủy sản. Vì thế, sử dụng biện pháp sinh học như dùng vi khuẩn có lợi có khả
năng đối kháng với vi khuẩn gây bệnh là hướng tiếp cận nhằm giảm thiểu thiệt hại do AHPND gây
ra. Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá hiệu quả của Lactobacillus L756 ức chế sự phát triển của V.
parahaemolyticus gây bệnh AHPND. Kết quả cho thấy chủng Lactobacillus plantarum L756 có khả
năng tạo vòng đối kháng V. parahaemolyticus với đường kính là 14 mm bằng phương pháp giếng
khếch tán và ổn định trong 24 giờ. Ngoài ra, phương pháp đồng nuôi cấy cho thấy chủng L756 với
mật độ ban đầu 107, 108 CFU/mL có thể ức chế hoàn toàn V. parahaemolyticus ở mật độ 105, 106
CFU/mL. Bên cạnh đó, khi phối trộn L756 vào thức ăn với mật độ 108 CFU/g cho ăn liên tục 14
ngày, cho tỷ lệ bảo hộ tôm (RPS) trên 50% sau 10 ngày gây nhiễm V. parahaemolyticus. Hơn nữa,
L756 còn có các đặc tính khác như khả năng bám dính, sinh axit lactic, nhạy cảm với kháng sinh và
chịu được độ rộng muối, pH và nhiệt độ môi trường. Vì vậy L756 có tiềm năng sử dụng sản xuất
probiotic bổ sung vào thức ăn nhằm hạn chế V. parahaemolyticus gây AHPND.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Tóm tắt nội dung tài liệu: Đặc tính đối kháng của chủng Lactobacillus L756 với vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus gây bệnh hoại tử gan tụy cấp trên tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)
ây nhiễm với V. parahaemolyticus (mật độ 106 CFU/mL) bằng phương pháp ngâm. Sau 14 ngày theo dõi, tôm ở các nghiệm thức có tỷ lệ sống lần lượt là 73,37%, 79,97% và 73,33% khi được ăn thức ăn phối trộn LAB1, LAB2 và LAB5 khi so sánh với nghiệm thức đối chứng dương 54,43%. 3.3. Các đặc tính khác của Lactobacillus L756 Kết quả đánh giá đặc tính ở Bảng 3 cho thấy L756 không phát triển được ở pH 9 và pH 4, phát triển ở pH tối ưu là 6. Các chỉ số này khá tương đồng với các nghiên cứu trước. Theo Yang và ctv., (2018), pH 6,2 là điều kiện tối ưu để vi khuẩn LAB sinh bacteriocin và phát triển. Lactobacillus plantarum có khả năng sản sinh các hợp chất kháng khuẩn tốt nhất ở pH 6 (Lê Ngọc Thùy Trang và Phạm Minh Nhựt, 2014). Bên cạnh đó, chủng L756 phát triển khá ổn định và đồng đều ở các nồng độ muối từ 0,5- 3%. Theo Vuyst và ctv., (2003), Lactobacillus amylovorus tạo ra lượng bacteriocin cao nhất khi thêm NaCl 1% và nồng độ NaCl tối ưu cho sự phát triển của chủng này là 0,5%. Ngoài ra, Lactobacillus L756 có khả năng bám dính tương đối khá với dung môi xylene là 31%. Chen và ctv., (2010) công bố khả năng bám dính với dung môi xylene của các chủng Lactobacillus dao động lớn (0-59,27%), với các chủng vi khuẩn bám dính với xylene cao nhất gồm L. gasseri (59,3%); L. rhamnosus (45,5%) và L. casei (47,6%). Chủng L756 có khả năng sinh hàm lượng axit lactic cao (260°T), khi so sánh với kết quả axit lactic sản sinh từ các chủng vi khuẩn lactic phân lập là 50-263°T của Nguyễn Thị Lâm Đoàn và Lưu Thị Thùy Dương (2017). Bên cạnh đó, với hàm lượng axit lactic thu được trong thí nghiệm của Ao và ctv., (2012) là 63,4 - 87,63°T thì L. plantarum sản sinh lượng axit lactic cao nhất (>80°T). Vi khuẩn lactic giúp làm giảm pH trong đường ruột vì chúng tạo ra các axit hữu cơ như axit lactic; vi khuẩn lactic còn có khả năng ức chế và chống lại các vi khuẩn gây bệnh như Escherichia coli, Salmonnella và nhóm Vibrio spp nhờ vào khả năng sinh hợp chất kháng khuẩn, đặc biệt là bacteriocin (Biospring, 2016). Bảng 3. Khả năng bám dính, tạo axit lactic; khả năng chịu độ mặn và pH của chủng L756. Các đặc tính Giá trị pH 5-8 Độ muối (%) 0,5 - 3,0 Bám dính (%) 31 ± 0,01 Độ axit lactic tính theo độ Therner (°T) 260 ± 10 49TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 14 - THÁNG 10/2019 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Theo tài liệu hướng dẫn sử dụng kháng sinh của Bộ Y tế thì các kháng sinh trong Bảng 4 chủ yếu là các loại kháng sinh có phổ kháng khuẩn rộng đối với vi khuẩn Gram âm và Gram dương. Vi khuẩn L756 là vi khuẩn Gram dương và chúng đều nhạy với hầu hết kháng sinh có phổ kháng khuẩn rộng, với vòng kháng khuẩn từ 20-40 mm (Bảng 4). Một trong những tiêu chí lựa chọn một chủng vi sinh vật để làm probiotic là chủng này phải có khả năng nhạy cảm với kháng sinh, điều đó đồng nghĩa chủng được lựa chọn sẽ an toàn về mặt sinh học vì nó không chứa yếu tố di truyền di động và khả năng tiếp hợp trao đổi plasmid hoặc các gen kháng kháng sinh nằm trên nhiễm sắc thể quy định. Điều này làm giảm tối thiểu khả năng truyền gen kháng kháng sinh sang chủng vi khuẩn gây bệnh khác trên vật chủ và cả con người (Gueimonode và ctv., 2013; Dung và ctv., 2009; Phạm Thanh Hương và ctv., 2011). Bảng 4. Thử khả năng nhạy cảm của chủng L756 với các loại kháng sinh Loại kháng sinh Vòng kháng khuẩn (mm) Kết quả Loại kháng sinh Vòng kháng khuẩn (mm) Kết quả Gentamicin (Ge) 30 Nhạy Neomicin (Ne) 27 Nhạy Doxycycline (Dx) 37 Nhạy Tetracycline (Te) 30 Nhạy Kanamycin (Kn) 30 Nhạy DKS Cefotaxime (Ct) 37 Nhạy Streptomycin (Sm) 20 Nhạy Ciprofloxacin (Ci) 40 Nhạy Ampicillin (Am) 40 Nhạy Trimethoprime Sulfamethoxazol (Bt) 40 Nhạy IV. KẾT LUẬN Ngoài đặc tính bám dính tốt, khả năng nhạy với kháng sinh và khả năng sinh axit lactic, chủng Lactobacillus L756 còn có khả năng đối kháng với V. parahaemolyticus gây bệnh hoại tử gan tụy cấp (AHPND) bằng phương pháp khuếch tán đĩa với đường kính vòng kháng khuẩn là 20 mm. Ngoài ra với phương pháp đồng nuôi cấy, chủng L756 ở mật độ 107 hoặc 108 CFU/ml có thể ức chế hoàn toàn sự phát triển của V. parahaemolyticus ở mật độ ban đầu 105 hoặc 106 CFU/mL. Bên cạnh đó, khi phối trộn chủng L756 vào thức ăn với liều lượng 108 CFU/g liên tục trong 14 ngày, giúp làm giảm tỉ lệ chết cấp tính trên tôm khi gây nhiễm với V. parahaemolyticus, với tỷ lệ bảo hộ đạt trên 50% sau 10 ngày thí nghiệm. LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban điều hành Chương trình công nghệ sinh học nông nghiệp thủy sản, Bộ Nông Nghiêp và Phát Triển Nông Thôn; Trung tâm quan trắc môi trường và bệnh thủy sản Nam Bộ, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II đã tạo điều kiện tốt để chúng tôi có thể thực hiện các nghiên cứu này. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt BioSpring, 2016. Đặc điểm vi sinh Lactobacillus trong chế phẩm sinh học. vn/kien-thuc-chuyen-nganh/dac-diem-vi-sinh- lactobacillus-trong-che-pham-sinh-hoc.html Trịnh Hùng Cường, 2011. Phân lập vi khuẩn Lactobacillus sp. trên tôm sú nuôi công nghiệp 50 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 14 - THÁNG 10/2019 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II có khả năng kháng vi khuẩn gây bệnh Vibrio sp., Luận văn Cao học. Đại học Cần Thơ. Đỗ Thị Thanh Dung, Võ Đình Quang, Phan Thị Phượng Trang, 2017. Phân lập và tuyển chọn Lactobacillus spp. kháng Vibrio parahaemolyticus gây hội chứng chết sớm trên tôm tại Sóc Trăng. Tạp chí phát triển KH&CN, tập 20, số T3-2017. Nguyễn Thị Lâm Đoàn, Lưu Thị Thùy Dương, 2017. Tuyển chọn vi khuẩn Lactic có một số hoạt tính sinh học để ứng dụng trong xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp làm thức ăn chăn nuôi cho gia súc nhai lại. Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam 2017, 15(11): 1556-1564. Phạm Thanh Hương, Nguyễn Thiện Nam, Từ Thanh Dung và Nguyễn Anh Tuấn, 2011. Sự kháng kháng sinh của vi khuẩn Edwardsiella ictaluri và Aeromonas hydrophila gây bệnh trên cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) ở Đồng bằng sông Cửu Long. Kỷ yếu Hội nghị khoa học thủy sản lần 4: 250-261. Nguyễn Thị Trúc Linh, Nguyễn Trọng Nghĩa, Đặng Thị Hoàng Oanh và Trương Quốc Phú, 2017. Ảnh hưởng của vi khuẩn lactic bổ sung vào thức ăn lên khả năng kháng bệnh hoại tử gan tụy cấp tính trên tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei). Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ., 52b(122-130). Nguyễn Thị Trúc Linh, 2018. Tuyển chọn vi khuẩn lactic kháng với vi khuẩn gây bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (Vibrio parahaemolyticus) trên tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei). Luận văn tiến sĩ. Đại Học Cần Thơ. Lê Ngọc Thùy Trang, Phạm Minh Nhựt, 2014. Phân lập và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sản sinh hợp chất kháng khuẩn của Lactobacillus plantarum. Tạp Chí Sinh Học 2014. 36(1se): 97-106. Tài liệu tiếng Anh Balcazar, J., De Blas, I., Ruiz-Zarzuela, I., Vendrell, D. và Muzquiz, J., 2004. Probiotics: a tool for the future of fish and shellfish health management. Bierbaum, G., and Sahl, H. G., 2009. Lantibiotics: mode of action, biosynthesis and bioengineering. Curr Pharm Biotechnol 10, 2-18. Chen X., Tian F, Liu X, Zhao J, Zhang HP, Zhang H, Chen W., 2010. In vitro screening of Lactobacilli with antagonistic activity against Helicobacter pylori from traditionally fermented foods. Journal of Dairy Science Collado Maria Carmen, Meriluoto Jussi, Salminen Seppo, 2008. Adhesion and aggregation properties of probiotic and pathogen strains. European Food Research and Technology 226 (2008), 1065-1073. Dung, T.T., Haesebrouck, F., Sorgeloos, P., Tuan, N.A. and Pasmans, F., 2009. IncK plasmid mediated tetracyclin resistance in Edwardsiella ictaluri isolates from diseased freshwater catfish in Vietnam. Aquaculture. 295: 157-159. Gueimonde, M., Sasnchez, B., G de Los Reyes- Gavilán, C., Margolles, A., 2013. Antibiotic resistance in probiotic bacteria. Front Microbiol. 18(4): 202. Guerra, P., N, Bernárdez, F., P,., Méndez, J., Cachaldora, P., . và Castro, L., P,. 2007. Production of four potentially probiotic lactic acid bacteria and their evaluation as feed additives for weaned piglets, Animal Feed Science and Technology 134(1-2): 89-107. Le, T, X and Munekage, Y., 2004. Residues of selected antibiotics in water and mud from shrimp ponds in mangrove areas in Viet Nam. Mar. Pollut. Bull. 49, 922-929 Le, B. và Yang, S. H., 2018. Probiotic potential of novel Lactobacillus strains isolated from salted- fermented shrimp as antagonists for Vibrio parahaemolyticus, J Microbiol, 56(2): 138-144. Lightner D. V., 2014. Documentation of a unique strain of Vibrio parahaemolitycus as the agent of Early Mortality Syndrome (EMS) or Acute Hepatopancreatic Necrosis Disease (ANPHD) affecting Penaeid shrimp with note on the putative toxins. Paper presented at the 9th Symposium on Diseases in Asian Aquaculture (DAA9), Ho Chi Minh city, Vietnam, 24-28 November, 2014. Book of abstract, 71pp. Madigan, T., M., John M Martinko, M., J; và Brock, D., T., 2006. Biology of Microorganisms, Upper Saddle River, NJ : Pearson Prentice Hall, 2006.968. Makras, L., Triantafyllou, V., Fayol-Messaoudi, D., Adriany, T., Zoumpopoulou, G., Tsakalidou, E., Servin, A. và De Vuyst, L., 2006. Kinetic analysis of the antibacterial activity of probiotic lactobacilli towards Salmonella enterica serovar Typhimurium reveals a role for lactic acid and other inhibitory compounds, Res Microbiol, 157(3): 241-247. 51TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 14 - THÁNG 10/2019 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Newaj-Fyzul, A. và Austin, B., 2015. Probiotics, immunostimulants, plant products and oral vaccines, and their role as feed supplements in the control of bacterial fish diseases, J Fish Dis, 38(11): 937-55 Nunan, L., Lightner, D., Pantoja, C. và Gomez- Jimenez, S., 2014. Detection of acute hepatopancreatic necrosis disease (AHPND) in Mexico, Disease of aquatic orhanisms 111(81- 86). Perez, R. H., Zendo, T. và Sonomoto, K., 2014. Novel bacteriocins from lactic acid bacteria (LAB): various structures and applications, Microbial cell factories, 13 Suppl 1(Suppl 1): S3-S3. Vine, N. G., Leukes, W. D. và Kaiser, H., 2004. In vitro growth characteristics of five candidate aquaculture probiotics and two fish pathogens grown in fish intestinal mucus, FEMS Microbiol Lett, 231(1): 145-52. Pinoargote G và S, R., 2018. Evaluation of the Efficacy of Probiotics in vitro Against Vibrio parahaemolyticus, Causative Agent of Acute Hepatopancreatic Necrosis Disease in Shrimp., J Prob Health 6(193). Sivakumar, N., Sundararaman, M., . và Selvakumar, G., 2012. Probiotic effect of Lactobacillus acidophilus against vibriosis in juvenile shrimp (Penaeus monodon), African Journal of Biotechnology, 11(99): 15811-15818. Sumathi V. and Reetha D., 2012. Screening of Lactic Acid Bacteria for Their Antimicrobial Activity against Pathogenic Bacteria. International Journal of Pharmaceutical & Biological Archives, 3(4): 802-808. Vaseeharan and Ramsamy Gueimonde, M., Sasnchez, B., G de Los Reyes-Gavilán, C., Margolles, A., 2013. Antibiotic resistance in probiotic bacteria. Front Microbiol. 18(4): 202. Vuyst, L. D., Patricia Neysens, Winy Messens, 2003. Effect of sodium chloride on growth and bacteriocin production by Lactobacillus amylovorus DCE 471. International Journal of Food Microbiology 88 (2003) 29-39. Walker, 2018. Infuence of culture media, pH and temperature on growth and bacteriocin production of bacteriocinogenic lactic acid bacteria. AMB Express 8:10 Wohlgemuth, S., Loh, G. và Blaut, M., 2010. Recent developments and perspectives in the investigation of probiotic effects, Int J Med Microbiol, 300(1): 3-10. En Yang, Lihua Fan, Jinping Yan, Yueming Jiang, Craig Doucette, Sherry Fillmore and Bradley Walker, 2018. Infuence of culture media, pH and temperature on growth and bacteriocin production of bacteriocinogenic lactic acid bacteria. AMB Express 8:1 Zorriehzahra, M. J., Delshad, S. T., Adel, M., Tiwari, R., Karthik, K., Dhama, K., and Lazado, C. C., 2016. Probiotics as beneficial microbes in aquaculture: an update on their multiple modes of action: a review. Vet Q 36, 228-241. 52 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 14 - THÁNG 10/2019 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II 1 Research Institute for Aquaculture No.2. 2 School of Biotechnology, International University – Vietnam National University in HCMC 3 Nong Lam University, HCMC. * Email: vohongphuong@yahoo.com ANTIBACTERIAL PROPERTIES OF Lactobacillus plantarum (L756) AGAINST Vibrio parahaemolyticus CAUSING ACUTE HEPATOPANCREATIC NECROSIS DISEASE IN WHITE LEG SHRIMP (Litopenaeus vannamei) Vo Hong Phuong1*, Le Hoang Nhu2, Le Thi Thuy Trang3, Tran Minh Trung1, Nguyen Thi Minh Hien3, Dang Ngoc Thuy1, Vo Bich Xoan1 ABSTRACT Acute Hepatopancreatic Necrosis Disease (AHPND) is one of the main causes leading to a significant loss for the global shrimp farming industry, with almost 100% mortality in heavy infected pond. AHPND is caused by Vibrio parahaemolyticus containing plasmid pVPA3 – 1 and toxic genes PirA and PirB. The uses of chemicals and antibiotics did not show any good effect on treating of this disease and leading pollution . For these reasons, the most effective method is the use of biological products, in other words, the use of beneficial bacteria which are able to antagonize harmful bacteria, in order to reduce the risk of AHPND. The aim of this study is to evaluate the efficiency of a lactic acid bacteria (LAB) strain, Lactobacillus L756, in inhibiting the growth of V. parahaemolyticus causing AHPND. Lactobacillus L756 strain can antagonize V. parahaemolyticus causing AHPND with the diameter of inhibition zone being 16mm in average by spot test method, which can be stabilized in 24 hours. Moreover, the co-culture method illustrates L756 at 107, 108 CFU/mL can able to inhibit completely V. parahaemolyticus at 105, 106 CFU/mL. Furthermore, shrimps were continuously fed with L756 at a density of 108 CFU/g feed in 14 days showed a relative percentage survival (RPS) of higher than 50% could be achieved after 10 days of challenging V. parahaemolyticus. In addition, L756 also has some beneficial properties such as adhesion capacity, lactic acid and bacteriocin production, salinity and pH tolerance. Thus, L756 has a potential to be used as probiotics in shrimp culture. Keywords: AHPND, antibacterial property, Lactobacillus plantarum (L756), inhibition zone, RPS (%) Người phản biện: TS. Nguyễn Thị Ngọc Tĩnh Ngày nhận bài: 16/9/2019 Ngày thông qua phản biện: 08/10/2019 Ngày duyệt đăng: 27/10/2019 Người phản biện: PGS. TS. Đặng Thị Hoàng Oanh Ngày nhận bài: 16/9/2019 Ngày thông qua phản biện: 08/10/2019 Ngày duyệt đăng: 27/10/2019
File đính kèm:
- dac_tinh_doi_khang_cua_chung_lactobacillus_l756_voi_vi_khuan.pdf