Stress pH Ảnh Hưởng Đến Sức Khỏe Tôm Như Thế Nào?

 

 

 

Giá trị pH [thước đo độ axit của dung dịch nước] là một trong những yếu tố căng thẳng môi trường nhạy cảm nhất đối với động vật nuôi trồng thủy sản và có thể dao động trong khoảng từ 6,6 đến 10,2 do các hoạt động quang hợp và hô hấp trong nước. Là một loài euryhaline [một sinh vật có thể thích nghi với nhiều loại độ mặn], các chức năng sinh lý thích hợp của tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương ( Litopenaeus vannamei ) bị ảnh hưởng bởi stress pH, có thể gây ra stress oxy hóa, giảm khả năng chống oxy hóa và các thông số miễn dịch, phá hủy các mô ruột và thay đổi hệ vi sinh vật đường ruột.

Phản ứng của động vật thủy sinh đối với stress pH là một quá trình phức tạp liên quan đến việc điều chỉnh hệ thống miễn dịch, hệ thống chống oxy hóa và sức khỏe đường ruột. Ruột tôm là cơ quan quan trọng trong việc tiêu hóa, hấp thu và bảo vệ miễn dịch, cấu trúc hệ vi sinh vật của nó đóng vai trò quan trọng và liên quan mật thiết đến sức khỏe của vật chủ. Căng thẳng môi trường có thể cản trở chức năng thích hợp của hàng rào ruột, làm suy yếu phản ứng miễn dịch và tăng khả năng nhiễm mầm bệnh.

Bài viết này – được điều chỉnh và tóm tắt từ ấn phẩm gốc (Qiuran Yu và cộng sự 2020. Phản ứng tăng trưởng và sức khỏe đối với stress pH lâu dài ở tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương, Litopenaeus vannamei. Báo cáo Nuôi trồng Thủy sản Tập 16, tháng 3 năm 2020, 100280) đã đánh giá tiềm năng tác động bất lợi của stress pH dựa trên tỷ lệ sống sót, tăng trưởng của động vật và các thông số khác.

Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi các khoản tài trợ từ Phòng thí nghiệm trọng điểm về nuôi trồng thủy sản nước ngọt lành mạnh của Bộ Nông nghiệp, Phòng thí nghiệm trọng điểm về sức khỏe và dinh dưỡng cá của tỉnh Chiết Giang, Phòng thí nghiệm trọng điểm về di truyền và nhân giống nuôi trồng thủy sản nước ngọt của tỉnh Chiết Giang thuộc Viện Thủy sản nước ngọt Chiết Giang (ZJK201911), Chương trình Nghiên cứu và Phát triển Trọng điểm của Tỉnh Hải Nam (ZDYF2019068), Chương trình R&D Trọng điểm Quốc gia của Trung Quốc (2018YFD0900400) và quỹ ban đầu của Đại học Hải Nam cho R&D (KYQD(ZR)1736).

Thiết lập nghiên cứu

Tôm thẻ L. vannamei vị thành niên được lấy từ một trang trại địa phương ở Hải Nam, Trung Quốc và thích nghi với môi trường thí nghiệm – nuôi nước biển có độ pH 8,0 đến 8,2, độ mặn 28 đến 30‰ và nhiệt độ 28 ± 2 độ C – trong hai tuần. Động vật được cho ăn thức ăn thương mại (41% protein thô, 4% lipid thô) ở mức 6% trọng lượng cơ thể hàng ngày.

Sau khi thích nghi, cá con (trọng lượng trung bình 2,6 ± 0,4 gam) được chia ngẫu nhiên thành ba nhóm với các mức xử lý pH khác nhau: nhóm đối chứng (pH 8,0), nhóm pH 6,5 (pH 6,5) và nhóm pH 9,5 (pH 9,5) và thả vào bể thủy sinh. ở mức 167 con tôm/m2. Tôm được cho ăn theo quy trình tương tự như trong quá trình thích nghi và độ pH của nước trong bể được theo dõi ba lần mỗi ngày trong suốt thí nghiệm kéo dài 28 ngày.

Tỷ lệ sống của động vật được đánh giá hàng ngày và chúng tôi cũng thu thập các mẫu để phân tích trong phòng thí nghiệm khác nhau nhằm xác định và đánh giá sự phát triển của tôm, chỉ số gan, khả năng chống oxy hóa, biểu hiện gen liên quan đến miễn dịch, mô học ruột và hệ vi sinh vật đường ruột.

Để biết thông tin chi tiết về thiết kế và bố trí thí nghiệm, động vật được sử dụng, độ pH tiếp xúc và lấy mẫu; phân tích biểu hiện sinh hóa và gen; phân tích chức năng của hệ vi sinh vật và đánh giá các thông số khác; và phân tích thống kê, vui lòng tham khảo ấn phẩm gốc.

kết quả và thảo luận

Khả năng miễn dịch bẩm sinh ở động vật giáp xác là một trong những chức năng quan trọng nhất để ngăn chặn sự xâm nhập của mầm bệnh và nghiên cứu trước đây đã báo cáo rằng căng thẳng môi trường cấp tính có thể ảnh hưởng đến khả năng miễn dịch của L. vannamei . Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng sự biểu hiện của một số con đường miễn dịch bẩm sinh ở cả hai nhóm pH 6,5 và pH 9,5 đều được điều chỉnh giảm [quá trình tế bào làm giảm số lượng thành phần tế bào, chẳng hạn như RNA hoặc protein, để đáp ứng với kích thích bên ngoài], và gen Casp-3 [gen mã hóa protein] được điều chỉnh giảm đáng kể ở nhóm pH 9,5.

Dữ liệu của chúng tôi cũng chỉ ra rằng stress ở pH 6,5 và 9,5 ảnh hưởng đến khả năng loại bỏ mầm bệnh và quá trình nhận dạng mẫu của tôm thẻ L. vannamei , và thậm chí mức pH cao hơn đã ức chế khả năng loại bỏ các tế bào bị hư hỏng. Ngoài ra, khả năng chống oxy hóa của tôm ở pH 9,5 hoặc pH 6,5 giảm đáng kể so với tôm ở pH 8,0 đối chứng.

Kết quả cho thấy tốc độ tăng trọng giảm đáng kể ở tôm ở pH 9,5 so với tôm đối chứng ở pH 8,0. Gan tụy và ruột đóng vai trò quan trọng trong chức năng tiêu hóa, hấp thu và chống oxy hóa ở tôm. Dữ liệu của chúng tôi cho thấy tốc độ tăng cân (WGR) ở nhóm pH 9,5 thấp hơn đáng kể so với WGR ở hai nhóm còn lại, trong khi chỉ số gan, HSI [đo trọng lượng tương đối của gan] tăng đáng kể ở độ pH. 9.5, cho thấy rằng stress pH cao có thể ảnh hưởng đến quá trình tiêu hóa và hấp thu của tôm, đồng thời hạn chế chất dinh dưỡng đầu vào cho sự tăng trưởng và khả năng chống chịu stress.

 

 

Cấu trúc và sự đa dạng của hệ vi sinh vật đường ruột là yếu tố quan trọng đối với sức khỏe tôm và căng thẳng môi trường có thể làm thay đổi sự cân bằng của hệ vi sinh vật đường ruột và làm tăng nguy cơ nhiễm mầm bệnh. Trong nghiên cứu của chúng tôi, mô biểu mô ruột bị teo ở nhóm pH 6,5 và bị tổn thương ở nhóm pH 9,5. Phân tích mô học cho thấy tế bào biểu mô ruột tôm ở pH 6,5 tách ra khỏi màng đáy, trong khi tôm bị hoại tử tế bào biểu mô ở pH 9,5.

Chúng tôi quan sát thấy rằng dưới áp lực pH mãn tính, sự cân bằng của hệ vi sinh vật đường ruột ở L. vannamei bị phá vỡ và khả năng sàng lọc vi khuẩn trong nước của ruột bị suy yếu, tạo cơ hội cho vi khuẩn gây bệnh xâm nhập. Sự mất cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột này có thể ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống miễn dịch ở tôm và sự thay đổi hệ vi sinh vật đường ruột có liên quan chặt chẽ đến môi trường.

 

 

Ruột không thể thực hiện các chức năng bình thường khi tôm bị căng thẳng về độ pH và thành phần của hệ vi sinh vật đường ruột có thể biểu hiện không đều. Thành phần hệ vi sinh vật có thể bị ảnh hưởng bởi cả nước biển và lượng thức ăn ăn vào, và các nghiên cứu khác đã báo cáo rằng Proteobacteria là vi khuẩn quan trọng nhất trong ruột của L. vannamei, nhưng trong nghiên cứu của chúng tôi, cả Actinobacteria và Proteobacteria đều là ngành chính được quan sát thấy.

Ở độ pH 6,5, chức năng hàng rào ruột bị suy yếu để tiêu hóa và hấp thu protein và carbohydrate. Ở pH 9,5, con đường sinh tổng hợp kháng sinh đối với một số hợp chất đã giảm đáng kể. Điều này có liên quan đến việc giảm tỷ lệ Actinobacteria trong nhóm pH 9,5 và có khả năng thúc đẩy sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn trong ruột tôm và phá vỡ thành phần của hệ vi sinh vật đường ruột.

Quan điểm

Chúng tôi đã đánh giá tác động đối với tôm thẻ L. vannamei non khi tiếp xúc với độ pH cao hơn 9,5 hoặc độ pH thấp hơn 6,5 so với độ pH bình thường là 8,0 trong bốn tuần và đánh giá hiệu suất tăng trưởng của tôm, khả năng chống oxy hóa, chức năng miễn dịch, tổn thương mô học đường ruột và hệ vi sinh vật.

Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng việc tiếp xúc lâu dài với stress pH thấp hơn hoặc cao hơn có thể ảnh hưởng xấu đến chức năng của hệ vi sinh vật đường ruột tôm, do đó dẫn đến giảm tốc độ tăng trưởng, khả năng miễn dịch và khả năng chống oxy hóa, thậm chí là tổn thương mô học ở ruột.

Tài liệu tham khảo có sẵn từ ấn phẩm gốc.