Sàng lọc vi khuẩn lactic có khả năng kháng vi khuẩn Aeromonas hydrophila gây bệnh xuất huyết trên cá tra (Pangasianodon hypophthalmus)
TÓM TẮT
Nghiên cứu được thực hiện nhằm phân lập vi khuẩn lactic từ đường ruột cá da trơn tự nhiên và sàng lọc
các chủng có khả năng kháng với vi khuẩn Aeromonas hydrophila gây bệnh xuất huyết trên cá tra. Kết
quả cho thấy, 96 chủng vi khuẩn lactic có khả năng đối kháng với vi khuẩn chỉ thị Escherichia coli được
chọn, với 29 chủng phân lập từ cá tra (Pangasianodon hypophthalmus (Sauvage, 1878)), 24 chủng từ
cá lăng (Mystus nemurus (Valenciennes, 1839)), 21 chủng từ cá vồ đém (Pangasius larnaudii (Bocourt,
1866)), 12 chủng từ cá trê (Clarias macrocephalus (Gunther, 1864)) và 8 chủng từ cá hú (Pangasius
larnaudii (Bocourt, 1866)). Kết quả nhuộm Gram và kiểm tra sinh hóa cho thấy hầu hết các chủng vi
khuẩn lactic được chọn đều là vi khuẩn Gram dương, không sinh bào tử, hình cầu, hình oval, que ngắn
hay que dài, oxidase và catalase âm tính. Kết quả xác định tính đối kháng và khả năng sinh bacteriocin,
thu được 46 chủng thể hiện tính đối kháng và 3 chủng vi khuẩn thể hiện khả năng kháng khuẩn (sinh
bacteriocin thô).
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: Sàng lọc vi khuẩn lactic có khả năng kháng vi khuẩn Aeromonas hydrophila gây bệnh xuất huyết trên cá tra (Pangasianodon hypophthalmus)
i khuẩn lactic còn sinh H2O2 có khả năng diệt khuẩn Gram âm và cả Gram dương với cơ chế sinh ra supeoxide (O2-) và các gốc hydroxyl (OH-) tự do phá hủy DNA tạo hiệu quả diệt khuẩn (Dilek, 2014). Bên cạnh đó, A. hydrophila và E. ictaluri đều là vi khuẩn Gram âm cho thấy các chủng vi khuẩn phân lập được có nhiều khả năng đối kháng được với hai chủng vi khuẩn gây bệnh trên. Thực tế từ nghiên cứu này đã cho thấy, trong 96 chủng vi khuẩn lactic chọn lọc được, có 46 chủng thể hiện tính đối kháng và 3 chủng có khả năng sinh bacteriocin. Trong đó, các chủng vi khuẩn lactic phân lập từ cá tra chiếm số lượng nhiều nhất với 22 chủng, 15 chủng phân lập từ cá lăng. Vi khuẩn lactic phân lập từ cá vồ đém có 7 chủng, từ cá trê chỉ có 2 chủng thể hiện tính đối kháng và vi khuẩn phân lập từ cá hú không thể hiện tính đối kháng với A. hydrophila. Hầu hết các chủng vi khuẩn lactic đều thể hiện tính kháng trung bình (với đường kính vùng vô trùng trung bình (d) từ 4,5mm đến 9,5mm) và yếu (d= 2mm ÷ 4mm) (Aslim và ctv., 2005) (Hình 2). Hình 2: Đường tròn vô trùng tạo ra bởi vi khuẩn lactic có khả năng sinh bacteriocin đối với vi khuẩn Aeromonas hydrophila. (+): đối chứng dương (kháng sinh Doxycycline 100ppm); (-): đối chứng âm (môi trường MRS lỏng); 1.1, 2.1: dung dịch ly tâm từ vi khuẩn lactic không xử lý; 1.2, 2.2: dung dịch ly tâm từ vi khuẩn lactic chuẩn pH (6,5-7) bằng dung dịch NaOH 1M. Ngoài acid hữu cơ và H2O2, vi khuẩn lactic còn có khả năng sinh bacteriocin, bacteriocin là những chuỗi peptide hay protein được sinh ra bởi một vài chủng vi khuẩn, hầu hết bacteriocin diệt những tế bào đích bằng tính thấm của màng tế bào và hoạt động đặc hiệu vì chúng yêu cầu những chất thụ cảm đặc hiệu trên bề mặt tế bào đích. Bacteriocin được phân loại theo đặc điểm sinh hóa và đặc điểm di truyền, trong đó Nisin (L. lactis) và Pediocin (Pediococcus acidilactici) là những bacteriocins phổ biến và được sử dụng nhiều nhất trong các sản phẩm lên men (Dilek, 2014). Nhiều báo cáo đã chứng minh dòng Lactobacillus có khả năng sinh bacteriocins “lactocidin”. Thực tế, nghiên cứu đã tìm ra được 3 chủng CL2, CL10.20 (phân lập từ cá lăng) và CT3.7 (phân lập từ cá tra) có khả năng sinh bacteriocin trung bình và yếu với đường kính vòng vô trùng lần lượt là 9mm, 4mm và 2mm (Bảng 2). 61TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 9 - THÁNG 02/2017 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Bảng 2: Bảng đường kính vòng vô trùng gây ra bởi hoạt động kháng khuẩn của các chủng vi khuẩn chỉ kháng với Aeromonas hydrophila A.hydrophila Nguồn phân lập Tên chủng Khả năng đối kháng Khả năng sinh bacteriocin Đường kính vòng vô trùng (mm) Độ nhạy(*) Đường kính vòng vô trùng (mm) Độ nhạy(*) Cá tra CT8.3 8 (++) 0 (-) CT7.3 7 (++) 0 (-) CT8.7 7 (++) 0 (-) CT8.15 7 (++) 0 (-) CT3.6 6 (++) 0 (-) 3. CT3.7 4. 6 5. (++) 6. 2 7. (+) CT4.4 6 (++) 0 (-) CT8.11 6 (++) 0 (-) CT8.16 6 (++) 0 (-) CT10.8 6 (++) 0 (-) CT7.1 5 (++) 0 (-) CT8.6 5 (++) 0 (-) CT10.2 5 (++) 0 (-) CT3.8 4 (+) 0 (-) CT4.9 4 (+) 0 (-) CT4.10 4 (+) 0 (-) CT2.8 3 (+) 0 (-) CT2.1 2 (+) 0 (-) CT2.9 2 (+) 0 (-) CT3.3 2 (+) 0 (-) CT3.4 2 (+) 0 (-) CT7.2 2 (+) 0 (-) 62 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 9 - THÁNG 02/2017 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Cá lăng CL2 13 (++) 9 (++) CL10.20 6 (++) 4 (+) CL8.20 3 (+) 0 (-) CL8.21 3 (+) 0 (-) CL9.3 3 (+) 0 (-) CL9.6 3 (+) 0 (-) CL10.14 3 (+) 0 (-) CL10.22 3 (+) 0 (-) CL10.29 3 (+) 0 (-) CL3 2 (+) 0 (-) CL8.26 2 (+) 0 (-) CL10.7 2 (+) 0 (-) CL10.10 2 (+) 0 (-) CL10.23 2 (+) 0 (-) CL10.37 2 (+) 0 (-) Cá trê TV3 4 (+) 0 (-) TV4 4 (+) 0 (-) Cá vồ đém VD4.8 10 (++) 0 (-) VD4.11 9 (++) 0 (-) VD5.3 9 (++) 0 (-) VD1.5 5 (++) 0 (-) VD4.6 5 (++) 0 (-) VD4.7 5 (++) 0 (-) VD1.6 2 (+) 0 (-) Đối chứng DC(+) 14 (++) DC(-) 0 (-) (*) (+): khả năng kháng khuẩn yếu (d=2÷4mm), (++) khả năng kháng khuẩn trung bình (d=4÷14mm), (+++) khả năng kháng khuẩn mạnh (d=14÷24mm), (-) Không nhạy (d=0) 3.4. Định danh các chủng vi khuẩn lactic có khả năng sinh bacteriocin thô Sau khi đã tìm được 3 chủng vi khuẩn lactic (CL2, CL20 và CL3.7) có khả năng sinh bacteriocin thô, các chủng này được phục hồi và tách ròng trên đĩa thạch MRS. Sau đó gửi mẫu đến Công ty TNHH Thương mại và Dịch vụ Nam Khoa, thực hiện định danh, giải trình tự gen 16S rRNA và được tra cứu trên BLAST SEARCH Kết quả, 2 chủng CL2 và CL10.20 phân lập từ cá lăng xác định là chủng Lactobacillus reuteri HFI-LD5 có độ tương đồng theo thứ tự 100% (548/548bp) và 99% (551/552bp), chủng CT3.7 phân lập từ cá tra xác định là chủng Lactobacillus fermentum JCM- 1173 với độ tương đồng 100% (539/539bp). Trình tự gen của các chủng vi khuẩn này được trình bày ở Bảng 4. 63TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 9 - THÁNG 02/2017 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Bảng 4: Trình tự gen của Lactobacillus fermentum JCM- 1173 và Lactobacillus reuteri HFI- LD5 Chủng Trình tự gen Lactobacillus fer- mentum JCM- 1173 AT C C T G G C T C A G G AT G A A C G C C G G C G G T- GTGCCTAATACATGCAAGTCGAACGCGTTG - GCCCAATTGATTGATGGTGCTTGCACCTGATT- GATTTTGGTCGCCAACGAGTGGCGGACGGGT- G A G TA A C A C G TA G G TA A C C T G C C C A G A A G - CGGGGGACAACATTTGGAAACAGATGCTAATAC- CGCATAACAACGTTGTTCGCATGAACAACGCT- TAAAAGATGGCTTCTCGCTATCACTTCTGGATG- GACCTGCGGTGCATTAGCTTGTTGGTGGGGTAAC- GGCCTACCAAGGCGATGATGCATAGCCGAGTT- GAGAGACTGATCGGCCACAATGGGACTGAGA- CACGGCCCATACTCCTACGGGAGGCAGCAG - TAGGGAATCTTCCACAATGGGCGCAAGCCTGATG- GAGCAACACCGCGTGAGTGAAGAAGGGTTTCG- GCTCGTAAAGCTCTGTTGTTAAAGAAGAACACG- TATGAGAGTAACTGTTCATACGTTGACGGTATTTA- ACCAGAAAGTCACGGCTAACTACGTGCCAG Lactobacillus reuteri HFI-LD5 GGAGAGTTTGATCCTGGCTCAGGATGAACGC- CGGCGGTGTGCCTAATACATGCAAGTCGTACG- CACTGGCCCAACTGATTGATGGTGCTTGCACCT- GATTGACGATGGATCACCAGTGAGTGGCGGAC- GGGTGAGTAACACGTAGGTAACCTGCCCCGGAGC- GGGGGATAACATTTGGAAACAGATGCTAATACCG- CATAACAACAAAAGCCACATGGCTTTTGTTTGAAA- GATGGCTTTGGCTATCACTCTGGGATGGACCT- GCGGTGCATTAGCTAGTTGGTAAGGTAACGGCT- TACCAAGGCGATGATGCATAGCCGAGTTGAGAGA- CTGATCGGCCACAATGGAACTGAGACACGGTC- CATACTCCTACGGGAGGCAGCAGTAGGGAATCTTC- CACAATGGGCGCAAGCCTGATGGAGCAACACCGC- GTGAGTGAAGAAGGGTTTCGGCTCGTAAAGCTCT- GTTGTTGGAGAAGAACGTGCGTGAGAGTAACT- GTTCACGCAGTGACGGTATCCAACCAGAAAGT- CACGGCTAACTACGTGCCAG Lactobacillus fermentum là vi khuẩn Gram dương, thuộc loài Lactobacillus, được tìm thấy trong quá trình lên men nguyên liệu động vật và thực vật. L. fermentum được xác định như 64 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 9 - THÁNG 02/2017 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II probiotic tiềm năng với khả năng làm giảm cholesterol tốt hơn hẳn các loài Lactobacillus khác bằng việc hấp thụ cholesterol, thúc đẩy quá trình chuyển hóa cholesterol. Một nghiên cứu khác của Allameh và ctv., 2013, đã xác định L. fermentum HM579790, được phân lập từ dạ dày cá lóc (Channa striatus) sống tự nhiên, có tiềm năng làm probiotic trong nuôi cá lóc khi cho thấy khả năng ức chế A. hydrophila cao nhất trong 13 chủng vi khuẩn phân lập được trong điều kiện in vitro với đường kính vùng vô trùng 8mm và khả năng cải thiện tỉ lệ sống của cá lóc (Channa striatus) có ý nghĩa thống kê khi bổ sung 2x106CFU/g vi khuẩn L. fermentum vào khẩu phần. Trong nghiên cứu này, chủng L. fermentum JCM-1173 được sàng lọc từ đường ruột cá tra, tuy khả năng đối kháng (sử dụng dịch huyền phù được lọc vô trùng) của L. fermentum JCM-1173 (6mm) nhỏ hơn L. fermentum HM-579790 (8mm) nhưng nghiên cứu đã xác định được khả năng sinh bacteriocin đối với A.hydrophila. Lactobacillus reuteri được ghi nhận vào phân loại khoa học của vi khuẩn lactic vào đầu thế kỉ 20, mặc dù vào thời điểm này, loài này bị nhầm lẫn với nhóm vi khuẩn Lactobacillus fermentum. Đến những năm 60 của thế kỉ 20, nhà vi sinh học người Đức Gerhard Reuter đã phân biệt L. reuteri và L. fermentum và phân loại vào loài L. fermentum dạng sinh học II. Đến năm 1980, Kandler và cộng sự đã xác định sự khác biệt rõ giữa L. reuteri và những dạng sinh học khác của L. fermentum, từ đó tên khoa học “reuteri” đã được chọn theo tên của nhà khoa học Gerhard Reuter để phân biệt với L. fermentum. L. reuteri được phân lập từ nhiều nguồn thực phẩm, đặc biệt là các sản phẩm từ thịt và sữa. L. reuteri là vi khuẩn lên men dị hình, Gram dương, hình que cong với đầu tròn đơn, theo cặp hoặc những cụm nhỏ, hoạt động probiotic của loài này được thể hiện qua khả năng ức chế hoạt động của tác nhân gây bệnh, kết hợp nhiều cơ chế bao gồm sản sinh acid lactic, H2O2 và bacteriocin. Bacteriocin sinh ra bởi loài này là reuterin. Reuterin là hợp chất trung tính của các phân tử nhẹ, tan trong nước, hoạt động trong khoảng pH rộng và kháng với enzyme phân giải protein và lipid, có khả năng ức chế sự phát triển của một số vi khuẩn gây hại gram dương và Gram âm, các loài thuộc nấm và động vật nguyên sinh. Đã có những nghiên cứu tìm thấy L. reuteri có thể sinh đủ lượng reuterin để gây ra những hiệu quả diệt khuẩn đáng mong đợi (Lei et al., 2011). Nghiên cứu này được xem như nghiên cứu khởi phát cho việc phát hiện L. reuteri tồn tại trong ruột động vật thủy sản, cụ thể là cá lăng sống tự nhiên với khả năng đối kháng và sinh bacteriocin đối với A. hydrophila. Kết quả này có ý nghĩa rất lớn cho những nghiên cứu về vi khuẩn có tiềm năng làm probiotic trong phòng bệnh gan thận mủ và bệnh xuất huyết trên cá tra khi mà việc sử dụng sinh vật đối kháng và bacteriocin để ức chế lại A.hydrophila là vấn đề tương đối mới vì hiện nay chưa tìm thấy nghiên cứu nào được thực hiện trong và ngoài nước sử dụng Lactobacillus spp. hay bacteriocin do vi khuẩn sinh ra để ức chế lại. IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận: Trong nghiên cứu này đã thực hiện phân lập được 96 chủng vi khuẩn lactic từ ruột cá da trơn tự nhiên, trong đó có 46 chủng thể hiện tính đối kháng vi khuẩn gây bệnh A.hydrophila. Từ nghiên cứu, đã tìm được 3 chủng vi khuẩn có khả năng sinh bacteriocin thô, có tiềm năng sử dụng làm probiotic. Kết quả định danh đã xác định 2 chủng sinh bacteriocin phân lập từ cá lăng là Lactobacillus reuteri, chủng phân lập từ cá tra là Lactobacillus fermentum. Đề nghị: Tiếp tục nghiên cứu về tối ưu hóa điều kiện môi trường nuôi đối với khả năng đối kháng và sinh bacteriocin của L. reuteri và L. fermentum, tiếp tục nghiên cứu hợp chất bacteriocin sinh ra bởi L. fermentum, thực hiện nghiên cứu khả năng đối kháng và sinh bacteriocin của hai chủng vi khuẩn này đối với các chủng vi khuẩn gây bệnh khác trên động vật thủy sản, thực hiện thí nghiệm trong điều kiện in vivo, 65TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 9 - THÁNG 02/2017 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Dương Thị Kim Loan, 2013. Phân lập và đánh giá khả năng kháng khuẩn của vi khuẩn lactic đối với vi khuẩn Edwardsiella ictaluri gây bệnh gan thận mủ trên cá tra (Pangasius hypothalamus). Luận văn cao học ngành nuôi trồng thủy sản, 2013, Trường Đại học Cần Thơ. Nguyễn Văn Thành và Nguyễn Ngọc Trai, 2012. Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn Lactobacillus sp. có khả năng ức chế vi khuẩn gây bệnh gan thận mủ và đốm đỏ trên cá tra. Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ, 2012:23a 224-234. Quách Văn Cao Thi, Từ Thanh Dung và Đặng Phạm Hòa Hiệp, 2014. Hiện trạng kháng thuốc kháng sinh trên hai loài vi khuẩn Edwardsiellaictaluri và Aeromonashydrophila gây bệnh trên cá tra (Pangasianodonhypophthamus) ở Đồng bằng sông Cửa Long. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Số chuyên đề: Thủy Sản (2014) (2): 7-14. Tài liệu tiếng Anh Allameh, S.K., F.M. Yusoff, H.M. Daud, E. Ringø, A.Ideris and C. R.Saad, 2013. Characterization of probiotic Lactobacillus fermentum isolated from snakehead, Channa striatus, stomach. Journal of the World Aquaculture Society. Volume 44, Issue 6, pages 835–844, December 2013. Aslim, B., Z. N. Yuksekdag, E. Sarikaya and Y. Beyatli, 2005. Determination of the bacteriocin-like substances produced by some lactic acid bacteria isolated from Turkish dairy products. LWT. 38: 691-694. Barrow, G.I. and Feltham, R.K.A. (1993). Cowan and steel’s manual for the identification of medical bacteria. 3rd Edition, Cambridge University Press, Cambridge, 331. Chen, H. and Hoover, D., 2003. Bacteriocins and their Food Applications. Compr. Rev. Food Science. Food Safety, 2: 82-89. Dilek Heperkan, 2014. Antimicrobial activity of lactic acid bacteria on pathogens in foods – Why successful? How successful?. Food Technology 2014, 21-23 July, Las Vegas. Lei, B., A. L. Molan, L. S. Maddox, Q. Shu, 2011. Antimicrobial activity of Lactobacillus reuteri DPC16 supernatants against selected food borne pathogens. World Journal of Microbiology and Biotechnology (Impact Factor: 1.78). 04/2011; 27(4):991-998. Nirunya, B., C. Suphitchaya and H. Tipparat, 2008. Screening of lactic acid bacteria from gastrointestinal tracts of marine fish for their potential use as probiotics. Songklanakarin J. Sci. Technol.30 (Suppl.1), 141-148, April 2008. 66 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 9 - THÁNG 02/2017 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II SCREENING OF LATIC ACID BACTERIA FOR THEIR ANTIMICROBIAL ACTIVITY AGAINST Aeromonas hydrophila CAUSING HEMORRHAGIC DISEASE IN TRA CATFISH (Pangasianodon hypophthalmus) Tran Thi Ngoc Phuong1*, Dang Thi Hoang Oanh1 ABSTRACT The research was conduted to isolate acid lactic bacteria from the gastroinstestinal tracts of wild freshwater catfish and then screen for their antimicrobial activity against Aeromonas hydrophila causing Hemorrhagic disease in cultured Tra catfish. As the result, 96 strains of lactic acid bac- teria which had inhibitory activity against indicator bacteria Escherichia coli were selected with 29 strains isolated from stripped catfish (Pangasianodon hypophthalmus (Sauvage, 1878)), 24 strains from Mystus nemurus (Valenciennes, 1839), 21 strains from Pangasius larnaudii (Bocourt, 1866), 12 strains from Clarias macrocephalus (Gunther, 1864) and 8 strains from Pangasius larn- audii (Bocourt, 1866). The result of Gram staining and biochemical characteristic tests illustrated most of selected strains of lactic acid bacteria were Gram-positive; nonsporulating; spherical, oval, short rod or long rod shape; negative oxidase and negative catalase. The result of antagonistic activ- ity determination indicated that 46 LAB strains exhibited their inhibitory activity and three of them presented the ability to produce bacteriocin-like substances. Keywords: Aeromonas hydrophila, antimicrobial activity, lactic acid bacteria, probiotic. Người phản biện: TS. Lê Hồng Phước Ngày nhận bài: 25/11/2016 Ngày thông qua phản biện: 13/12/2016 Ngày duyệt đăng: 05/01/2017 1 College of Aquacutulre and Fisheries, Cantho University. * Email: phuongb1206814@student.ctu.edu.vn
File đính kèm:
- sang_loc_vi_khuan_lactic_co_kha_nang_khang_vi_khuan_aeromona.pdf