Khảo sát, phân lập và lựa chọn chủng vi khuẩn Edwardsiella ictaluri có độc lực mạnh và mới nhất
TÓM TẮT
Từ 50 mẫu cá có biểu hiện bệnh gan thận mủ thu được ở các tỉnh ĐBSCL từ tháng 03/2010 đến
tháng 05/2013, nhóm nghiên cứu đã phân lập được bốn chủng vi khuẩn Edwardsiella ictaluri I, II,
III, IV có khả năng gây bệnh thực nghiệm trên cá tra. Qua khảo sát độc lực của bốn chủng vi khuẩn,
chủng Edwardsiella ictaluri I và IV có độc lực cao gấp đôi so với 2 chủng còn lại với LD50 khoảng
2x104 CFU/0,2 ml/cá. Với liều tiêm 106 CFU/cá, cá bắt đầu chết sau 2 ngày tiêm, chủng E. ictaluri I
gây chết sớm nhất và cho tỉ lệ chết cao nhất (99%) so với các chủng vi khuẩn còn lại. Chủng III có
tỉ lệ chết thấp nhất. Ở liều tiêm 105 CFU/cá, cá chết bắt đầu từ ngày thứ 3 sau khi tiêm và tập trung
nhiều nhất vào các ngày 3, 4 & 5 sau khi tiêm. So với các chủng vi khuẩn khác thì chủng I cho tỷ lệ
chết cao nhất (85%) và sớm nhất. Ở liều tiêm thấp nhất 104 CFU/cá, cá bắt đầu chết vào ngày thứ
4 và chết tập trung từ ngày 4-6 sau khi tiêm. Trong số các chủng vi khuẩn thử nghiệm có chủng IV
cho tỷ lệ chết cao nhất (50%) và chủng I gây chết sớm hơn so với các chủng còn lại. Kết quả này
cho thấy, vi khuẩn gây bệnh gan thận mủ trên cá tra gồm nhiều chủng có độc lực cao thấp khác nhau
tuy nhiên sự khác biệt này là không đáng kể.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tóm tắt nội dung tài liệu: Khảo sát, phân lập và lựa chọn chủng vi khuẩn Edwardsiella ictaluri có độc lực mạnh và mới nhất
ạch sau đó cho vào tủ ấm 28ºC và tiến hành đếm số lượng khuẩn lạc sau 36h nuôi cấy, tính mật độ vi khuẩn theo công thức: A (tế bào/ml) = (a + b)/2 x 10 x D Trong đó: A là mật độ vi khuẩn (tế bào/ml) a, b là số khuẩn lạc mọc trên đĩa 1 và đĩa 2 ứng với độ pha loãng đã được xác định. D = độ pha loãng 90 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 2.3. Bố trí thí nghiệm khảo sát độc lực của vi khuẩn Mục đích của thí nghiệm này là để so sánh độc lực của các chủng vi khuẩn E. ictaluri phân lập được . Thí nghiệm được bố trí trên bể kính. Mỗi bể kính chứa 20 cá có trọng lượng trung bình là 20 g. Cá thí nghiệm được tiêm canh khuẩn với liều 104, 105 và 106 CFU/0,2 ml/cá. Cá đối chứng được tiêm với nước muối sinh lý. Mỗi nghiệm thức thí nghiệm được lập lai 3 lần. Sau khi tiêm, cá được bố trí vào các bể kính và cho nhịn đói trong vòng 6 giờ. Sau đó, cá được cho ăn bình thường. Theo dõi cá chết hàng ngày sau khi tiêm và kết thúc thí nghiệm sau 2 tuần. Thu mẫu cá chết ở mỗi bể vào các ngày cá chết tập trung, thu ngẫu nhiên mỗi cá/bể cho phân tích vi khuẩn kiểm tra tác nhân gây bệnh. III. KẾT QUẢ 3.1. Kết quả phân lập, định danh vi khuẩn từ mẫu cá tra bệnh Kết quả phân lập E. ictaluri qua 4 đợt thu mẫu thu được 04 chủng E. ictaluri I, II, III và IV. Kết quả kiểm tra sinh hóa từ 4 chủng vi khuẩn này được trình bày ở bảng 2. Các chủng E. ictaluri này đều gây tan huyết trên môi trường thạch máu, khuẩn lạc nhìn rõ sau 36-48 giờ cấy trên đĩa thạch (Hình 1) và khi nhuộm Gram cho thấy vi khuẩn có dạng trực khuẩn Gram âm. Bảng 2. Kết quả kiểm tra sinh hóa của các chủng vi khuẩn E. ictaluri Phản ứng Chủng vi khuẩn E. ictaluri I E. ictaluri II E. ictaluri III E. ictaluri IV ONPG + + + - ADH - - - - LDC - + + + ODC - - - - CIT + + + d H 2 S - - - - URE - - - - TDA - - - - VP + + + d GEL + + + - GLU + + + + MAN - d d - INO - - - - SOR - - - - RHA - - - - SAC - d d - MEL + - - - AMY - d d - ARA + d d - NIT + + + - O/F +/+ +/+ +/+ +/+ LAC + + + + NO3 + + + + ESCULIN + + + - Ghi chú: (-): âm tính, (+) dương tính, d: dương tính không rõ. 91TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Hình 1. Các chủng vi khuẩn E. ictaluri I, II, II, IV trên môi trường thạch máu Kết quả kiểm tra bằng PCR 16S rRNA của E. ictaluri (Panangala và cvt., 2007) cho thấy cả 4 chủng E. ictaluri cho sản phẩm khuếch đại có kích thước 407 bp, tương ứng với chủng chuẩn E. ictaluri LMG7860 (Hình 2). Hình 2. Điện di sản phẩm PCR. M: DNA 100bp plus (ABM, Canada), chứng âm (-) sử dụng nước cất, chứng dương (+) DNA vi khuẩn E. ictaluri LMG7860 (Đại học Ghent, Bỉ) 3.2. Kết quả khảo sát độc lực của các chủng vi khuẩn E. ictaluri Ở thí nghiệm này, với liều tiêm 106 CFU/ cá, cá bắt đầu chết sau 2 ngày tiêm. Chủng E. ictaluri I cho tỷ lệ chết sớm nhất và cao nhất so với các chủng vi khuẩn còn lại (Đồ thị 1). Chủng E. ictaluri III cho tỉ lệ chết thấp có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với các chủng còn lại (phương pháp Ducan). Ở liều tiêm 105 CFU/cá cho tỷ lệ chết chậm hơn, cá chết bắt đầu từ ngày thứ 3 sau khi tiêm và tập trung nhiều nhất vào các ngày 3, 4 & 5 sau khi tiêm. So với các chủng vi khuẩn khác thì chủng I cho tỷ lệ chết cao nhất và sớm nhất so với các chủng còn lại (Đồ thị 2), tuy nhiên không khác biệt có ý nghĩa (p<0,05) khi sử dụng phương pháp thống kê Duncan. Đồ thị 1. Tỷ lệ chết cộng đồn trên cá tra sau khi gây nhiễm với 04 chủng Edwardsiella ictaluri liều 106 CFU/cá 92 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Đồ thị 2. Tỷ lệ chết cộng đồn trên cá tra sau khi gây nhiễm với 04 chủng Edwardsiella ictaluri liều 105 CFU/cá Ở liều gây nhiễm 104 CFU/cá, cá bắt đầu chết vào ngày thứ 4 và chết tập trung từ ngày 4-6 sau khi tiêm. Trong số các chủng vi khuẩn thử nghiệm có chủng IV cho tỷ lệ chết cao nhất (50%) so với các chủng còn lại và chủng I cho tỷ lệ chết sớm hơn so với các chủng còn lại. Tỉ lệ chết giữa các chủng E. ictaluri cũng không cho khác biệt có ý nghĩa (p<0,05) khi dùng so sánh Duncan (Đồ thị 3). Kết quả kiểm tra LD 50 của các chủng vi khuẩn thử nghiệm cho thấy độc lực nằm trong khoảng 1,9-3,8 x104 (CFU/0,2 ml/cá) (Bảng 3). Đồ thị 3. Tỷ lệ chết cộng đồn trên cá tra sau khi gây nhiễm với 04 chủng Edwardsiella ictaluri liều 104 CFU/cá 93TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Bảng 3. Giá trị LD 50 của các chủng E. ictaluri Chủng vi khuẩn LD 50 Edwardsiella ictaluri I 1,9 x104 (CFU/0,2 ml/cá) Edwardsiella ictaluri II 3,8 x104 (CFU/0,2 ml/cá) Edwardsiella ictaluri III 3,4 x104 (CFU/0,2 ml/cá) Edwardsiella ictaluri IV 2 x104 (CFU/0,2 ml/cá) Ngoài ra, khi kiểm tra cá chết sau khi gây bệnh thực nghiệm bằng cách thu ngẫu nhiên mỗi bể một con để cấy vi khuẩn từ thận cá lên môi trường BA, kết quả sau 48 giờ cấy ủ ở 30°C chỉ có thuần một loại vi khuẩn E. ictaluri với kiểu tan huyết đặc trưng trên BA. IV. THẢO LUẬN Theo mô tả của Austin (2007), E. ictaluri có thể được phân lập từ thận, gan, lách, não và các vết thương trên da hay cơ của cá trên môi trường BHIA, thạch máu hay môi trường chọn lọc đối với E. ictaluri (EIM). Sau khi ủ ở 26°C trong 48 giờ, các khuẩn lạc của E. ictaluri có dạng tròn bóng, đường kính khoảng 2 mm, hơi cong, vành đầy đặn và không có sắc tố. Khi kiểm tra các đặc tính sinh hóa thì E. Ictaluri được xác đinh là vi khuẩn Gram âm, hình que, lên men và di chuyển bằng lông mao. E. Ictaluri có khả năng sản xuất các enzyme như catala- se, P-galactosidase, lysine và ornithine decar- boxylase nhưng không tạo H 2 S, indole, oxida- se hay phenylalanine deaminase (Waltman và ctv., 1986). Qua phân tích 119 chủng E. ictaluri thu trong suốt 7 năm ở các bang của Mỹ, cho thấy các chủng này có độ tương đồng về đặc tính sinh hóa rất cao. Tất cả các chủng đều có khả năng phân hủy chondroitin sulfate, là thành phần chính của sụn, đây có thể là một yếu tố gây độc quan trọng trong việc hình thành nên tổn thương lỗ trên đầu đặc trưng của cá bệnh (Waltman và ctv., 1986; Cooper và ctv., 1996). Sự khác biệt về kiểu gene của 20 chủng E. ic- taluri, 19 chủng thu từ cá nheo Mỹ và 1 chủng thu từ cá trê (Clarias batrachus) ở Thái Lan có đặc tính sinh hóa giống nhau, xác định bằng kỹ thuật arbitrary primed PCR (AP-PCR) kết hợp với mồi phát hiện vùng bảo tồn nằm trong vùng lặp lại của vi khuẩn đường ruột (ERIC II) cho thấy vi khuẩn này gồm 4 nhóm dưới loài (Ba- der và ctv., 1998). Trong nghiên cứu này, cả bốn chủng mà chúng tôi phân lập đươc đều cho phản ứng dương tính với Citrate và VP. Kết quả này tương ứng với nghiên cứu của Thy và ctv., 2008 khi phân lập E. ictaluri từ cá tra Việt Nam ở 5 tỉnh An Giang, Đồng Tháp, Cần Thơ, Vĩnh Long và Bến Tre nhưng lại khác với mô tả của Hawke (1979) (Citrate và VP âm tính với E. ictaluri). Ngoài ra, bốn chủng E. ictaluri phân lập được cũng cho phản ứng dương tính với Lysine, âm tính với Arginine giống với các đặc tính của E. ictaluri mà Hawke (1979) mô tả. Cũng theo Hawke các phản ứng đường hầu hết là âm tính. Tuy nhiên, trong nghiên cứu này, một vài chủng cho dương tính nhẹ với amylase, arabinose và manitol. Sự khác biệt về một vài phản ứng sinh hóa này có thể là do sự khác biệt về các chủng vi khuẩn được phân lập từ các vùng địa lý khác nhau và sự biến chủng của vi khuẩn trong quá trình gây bệnh. Ngoài ra, nghiên cứu này đã gây bệnh thành công trên cá tra bằng 04 chủng E. ictaluri I, II, III, IV đã phân lập được. Cá được gây bệnh có biểu hiện bệnh lý giống cá bệnh ngoài tự nhiên như màu sắc cá nhợt nhạt, mắt lồi, đôi khi xuất huyết bên ngoài cơ thể ở các gốc vây, quanh mắt, miệng, đuôi, hậu môn. Bên trong cơ thể có vô số đốm trắng với kích thước khác nhau từ 1-3 mm xuất hiện đầu tiên trên thận, sau đó đến lách và gan. Qua khảo sát về độc lực của 4 chủng E. ictaluri phân lập được có thể thấy rằng vi 94 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 khuẩn gây bệnh gan thận mủ trên cá tra gồm nhiều chủng có độc lực cao thấp khác nhau, tuy nhiên sự khác biệt này là không đáng kể. Nếu xét về thời gian thì chủng E. ictaluri I gây chết cá sớm hơn các chủng còn lại (cá bắt đầu chết từ ngày thứ 2 sau khi tiêm vi khuẩn) và nếu xét về LD 50 thì chủng này cũng có giá trị thấp nhất mặc dù sự khác biệt với các chủng khác không có ý nghĩa thống kê (1,9 x104 CFU/0,2 ml/cá). Theo giá trị LD 50 , hai chủng E. ictaluri I và IV có độc lực tương đương nhau khoảng 2x104 CFU/0.2 ml/cá và cao hơn gần hai lần so với hai chủng E. ictaluri còn lại. Kết quả này khá tương đồng với các nghiên cứu khác ở Việt Nam. Như nghiên cứu của Đặng Thị Hoàng Oanh và ctv., (2009) khi kiểm tra độc lực của 9 chủng vi khuẩn E. ictaluri cũng cho thấy các chủng có độc lực cao thấp khác nhau. Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Quốc Bình và ctv., (2010) cho thấy E. iclaturi có LD 50 khoảng từ 104-105 CFU/cá. Nguyễn Hữu Thịnh và ctv., (2009) nghiên cứu gây bệnh thực nghiệm bằng phương pháp tiêm với liều tiêm từ dãy nồng độ 5,5 x103 đến 5,5 x 106 (mỗi nồng độ pha loãng 10 lần) cho tỷ lệ chết từ 93-99,3% và đối với gây bệnh bằng phương pháp ngâm cho tỷ lệ chết 66% ở liều 5,5 x 106 CFU/ml. V. KẾT LUẬN Trong năm 2012 và 2013 nhóm nghiên cứu đã cập nhật được 04 chủng vi khuẩn E. ictaluri I, II, III, IV từ cá tra bệnh gan thận mủ thu tại các tỉnh thuộc Đồng bằng sông Cửu long. Các chủng vi khuẩn này có khả năng gây bệnh trên cá tra với biểu hiện bệnh lý giống cá bệnh ngoài tự nhiên. Đồng thời, nhóm cũng đã xác định được độc lực của các chủng E. ictaluri này. Trong đó, chủng E. ictaluri I và IV có độc lực cao hơn gần hai lần so với hai chủng E. ictaluri II và III. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Đặng Thị Hoàng Oanh và Nguyễn Thanh Phương, 2009. Độc lực của vi khuẩn Edwardsiella ictaluri phân lập từ cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) bệnh mủ gan, Hội thảo nghiên cứu tác nhân gây bệnh gan thận mủ ở cá tra 11/08/2009. Nguyễn Quốc Bình, Nguyễn Trọng Bình, Vũ thị Thanh Hương, Dương Vân Anh, Trần Hạnh Triết, Trần Thị Thanh Xuân, Đinh Thị Cao Khánh, Võ Hy Lan Anh, Văn Xuân Thành, Trần Thị Thanh Thanh, 2010. Các hướng nghiên cứu về vaccine phòng bệnh gan thận mủ cho cá Tra đang được triển khai tại Trung tâm Công Nghệ Sinh Học Thành phố Hồ Chí Minh. Hội nghị Công Nghệ Sinh Học toàn quốc, Tp.HCM ngày 02/12/2010. Tạp chí Thương Mại Thủy sản, số 131. Tháng 02/2013, ISSN 1859-1175 Từ Thanh Dung, M. Crumlish, Nguyễn Thị Như Ngọc, Nguyễn Quốc Thịnh và Đặng Thị Mai Thy, 2004. Xác định vi khuẩn gây bệnh trắng gan trên cá tra (Pangasius hypophthalmus). Tạp chí khoa học Đại học Cần Thơ 2004, tr. 137 – 142. Tài liệu tiếng Anh Austin, B., and Austin, D.A., 2007. Bacterial Fish Pathogens: Diseases of Farmed and Wild Fish, 4th. Springer and Praxis Publishing, Chichester, UK. Bader, J.A., Shoemaker, C.A., Klesius, P.H., Connolly, M.A., and Barbaree, J.M., 1998. Genomic subtyping of Edwardsiella ictaluri isolated from diseased channel catfish by arbitrary primed polymerase chain reaction. Journal of Aquatic Animal Health 10, 22-21. Cooper, R.K., Shotts, E.B. and Nolan, L.K., 1996. Use of a mini-transposon to study chondroitinase activity associated with Edwardsiella ictaluri. Journal of Aquatic Animal Health 8:319-324. 95TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Crumlish, Dung, M., Turnbull, T.J., Ngoc, N., and Ferguson, H., 2002. Identification of E. ictaruli from the diseased freshwater catfish Pangasius hypophthalmus Sauvage, cultured in the Mekong Delta, Vietnam. Journal of Fish Diseases 25: 733- 736. Hawke, J. P., McWhorter, A. C., Steigerwalt, A. G., and Brenner, D. J., 1981. Edwardsiella ictaluri sp. Nov., the causative agent of enteric septicemia of catfish. International Journal of Systematic Bacteriology 31 (4): 396-400. Panangala, V. S., Craig, A.S., Vicky, L.V., Kevin, D., and Phillip, H.K., 2007. Multiplex-PCR for Simultaneous Detection of 3 Bacterial Fish Pathogens, Flavobacterium Columnare, Edwardsiella Ictaluri and Aeromonas hydrophila. Diseases of aquatic organisms 74(3):199–208. Reed, M.J., and Muench, M., 1938. A simple method for estimating fifty percent endpoints. American Journal of hygiene 27: 493-497. Thinh, N.H., Kuob, T.Y., Hung, L.T., Loc, T.H., Chen, S.C., Evensen, O., Schuurman, H.J., 2009. Combined immersion and oral vaccination of Vietnamese catfish (Pangasianodon hypophthalmus) confers protection against mortality caused by Edwardsiella ictaluri. Fish & Shellfish Immunology 27: 773-776. Waltman, W.D., Shotts, E.B., and Hsu, T.C., 1986. Biochemical characteristics of Edwardsiella ictaluri. Applied and Environmental Microbiology 51:101-4. 96 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 inVesTigaTion, isolaTion and selecTion oF The mosT UPdaTed and ViRUlenT sTRains oF Edwardsiella ictaluri Le Hong Phuoc1*, Nguyen Thi Hien1, Nguyen Hong Loc1, Vo Hong Phuong1, Trinh Quoc Trong2 ABSTRACT In this study, 4 strains of bacteria E. ictaluri, namely I, II, III and IV were isolated and characterized from 50 diseased fish samples collected from culture farms in Mekong Delta from March, 2010 to May, 2013. Through the challenge tests using those E. ictaluri strains, the same bacillary necrosis pathology was reproduced in experimental fish. Among 4 strains of E. ictaluri, strain I and II ap- pear to be the most virulent with the LD 50 is approximately 2x104 CFU/0.2 ml/fish which is double the LD 50 of strain II and III. At the dose of 106 CFU/fish, the experimental fish started to die in the second day post injection with the E. ictaluri I caused more than 99% mortality. In the challenge test with the dose of 105 CFU/fish, majority of the fish died after 3 days post injection. The E. ictaluri I caused 85% mortality. At the lowest dose, 104 CFU/fish, after 4 days post injection, the fish started to die. The E. ictaluri IV induced mortality the most with more than 50% of mortality. Generally, the virulence of E. ictaluri strains causing bacillary necrosis pathology in trafish might vary but not significant. Keywords: bacteria, challenge, injection. Người phản biện: TS. Đinh Thị Thủy Ngày nhận bài: 29/5/2015 Ngày thông qua phản biện: 10/6/2015 Ngày duyệt đăng: 15/6/2015 1 Southern Monitoring Center for Aquaculture Environment and Epidemic, Research Institute for Aquaculture No2. * Email: lehongphuoc@yahoo.com 2 National Breeding Center for Southern Freshwater Aquaculture, Research Institute for Aquaculture No.2
File đính kèm:
- khao_sat_phan_lap_va_lua_chon_chung_vi_khuan_edwardsiella_ic.pdf