nghiên cứu ảnh hưởng của thức ăn bổ sung fructo – oligosaccharide (fos) lên tăng trưởng, tỷ lệ sống và sức khỏe của tôm sú (penaeus monodon fabricius, 1798)

Vì thế, nghiên cứu nhằm tìm các giải pháp giúp tăng khả năng kháng bệnh của tôm nuôi đồng thời hạn chế việc sử dụng kháng sinh và hóa chất trong nuôi tôm là vấn đề đang được quan tâm tro

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

ĐẶNG TRẦN TÚ TRÂM

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA THỨC ĂN BỔ SUNG FRUCTO – OLIGOSACCHARIDE (FOS) LÊN TĂNG TRƯỞNG,

TỶ LỆ SỐNG VÀ SỨC KHỎE CỦA TÔM SÚ

(Penaeus monodon Fabricius, 1798)

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Nha Trang, tháng 8 năm 2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

ĐẶNG TRẦN TÚ TRÂM

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA THỨC ĂN BỔ SUNG FRUCTO – OLIGOSACCHARIDE (FOS) LÊN TĂNG TRƯỞNG,

TỶ LỆ SỐNG VÀ SỨC KHỎE CỦA TÔM SÚ

(Penaeus monodon Fabricius, 1798)

LUẬN VĂN THẠC SĨ

GV HƯỚNG DẪN : TS LỤC MINH DIỆP

TS HUỲNH MINH SANG

Nha Trang, tháng 8 năm 2013

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do tôi trực tiếp thực hiện, các

số liệu, kết quả trong luận án hoàn toàn trung thực và chưa được công bố trong bất

kì công trình nào khác

Học viên

Đặng Trần Tú Trâm

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ của TS Lục Minh Diệp, TS Huỳnh Minh Sang, tập thể cán bộ Phòng Công nghệ Nuôi trồng, Phòng Kỹ thuật & Truyền thông, Phòng Sinh thái- Môi trường, Trạm thực nghiệm của Viện Hải dương học Tôi cũng chân thành tri ân sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã ủng hộ và giúp đỡ tôi trong thời gian qua

Nha Trang, tháng 8 năm 2013

Đặng Trần Tú Trâm

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Một số đặc điểm sinh học của tôm sú 4

1.1.1 Vị trí phân loại 4

1.1.2 Vòng đời và phân bố 4

1.1.3 Đặc điểm sinh trưởng 5

1.1.4 Đặc điểm sinh sản 5

1.1.5 Đặc điểm dinh dưỡng 5

1.2 Tình hình nuôi tôm sú 5

1.2.1 Tình hình nuôi tôm sú trên thế giới 5

1.2.2 Tình hình nuôi tôm sú ở Việt Nam 7

1.3 Đặc điểm hệ thống miễn dịch của giáp xác 8

1.4 Tình hình nghiên cứu và sử dụng các prebiotic trong nuôi trồng thủy sản 12

1.4.1 Prebiotic 12

1.4.2 Fructooligosacharide (FOS): 15

1.4.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng FOS trong nuôi trồng thủy sản: 16

1.5 Các phương pháp đánh giá hiệu quả của prebiotic lên sức khỏe của giáp xác 18

1.5.1 Tốc độ tăng trưởng 18

1.5.2 Tổng số tế bào máu 19

1.5.3 Tỷ lệ các loại tế bào máu 19

1.5.4 Các chỉ tiêu sinh lý: 19

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.1 Địa điểm, thời gian và đối tượng nghiên cứu 20

2.1.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 20

2.1.2 Đối tượng nghiên cứu: 20

2.2 Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu: 20

2.3 Hệ thống bể nuôi thí nghiệm: 21

2.4 Nguồn tôm thí nghiệm: 21

2.5 Thức ăn dùng cho thí nghiệm: 21

2.6 Thiết kế thí nghiệm: 22

2.7 Phương pháp thu thập số liệu 24

2.7.1 Xác định một số yếu tố môi trường: 24

2.7.2 Tỷ lệ sống và tăng trưởng: 24

2.7.3 Xác định các chỉ tiêu sinh lý: 24

2.7.4 Thông số hệ miễn dịch: 25

2.8 Xử lý số liệu 25

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 26

3.1 Một số chỉ tiêu môi trường trong thời gian thí nghiệm: 26

3.2 Ảnh hưởng của FOS trên tôm sú 26

3.2.1 Tốc độ tăng trưởng và tỷ lệ sống 26

3.2.2 Các thông số sinh lý 29

3.3 Ảnh hưởng của thức ăn bổ sung FOS lên khả năng kháng lại vi khuẩn cảm nhiễm 31

3.3.1 Tỷ lệ sống 31

3.3.2 Một số thông số miễn dịch 32

3.4 Ảnh hưởng của thức ăn bổ sung FOS lên tôm sú khi bị sốc NH3 34

3.4.1 Tỷ lệ sống của tôm thí nghiệm 34

3.4.2 Một số thông số sinh lý 34

3.4.3 Tế bào máu tổng số 35

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 37

4.1 KẾT LUẬN 37

4.2. KIẾN NGHỊ 37

TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Tổng số tế bào máu (Total Haemocyte Count): THC

Tỷ lệ các loại tế bào máu (Differentiate Haemocyte Count): DHC

Độ ẩm gan tụy (Hepatopancreas Moisture content): HM

Độ ẩm cơ thịt (Tail muscle Moisture content): TM

Chỉ số gan tụy (Hepatosomatic Index): HSI

Chỉ số cơ thịt (Tail muscle Index): TMI

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Các loại tế bào máu của tôm sú 10

Bảng 1.2: Tế bào máu của tôm sú 11

Bảng 1.3: Chức năng sinh học của các loại tế bào máu giáp xác 11

Bảng 1.4: Kết quả nghiên cứu bổ sung prebiotic ở một số đối tượng thủy sản 13

Bảng 1.5: Hàm lượng FOS trong một số rau quả (mg/g chất khô) 15

Bảng 3.1: Một số yếu tố môi trường trong hệ thống bể nuôi 26

Bảng 3.2: Tăng trưởng về khối lượng (g) của tôm sú 27

Bảng 3.3: Tăng trưởng và tỉ lệ sống của tôm sú sau 90 ngày nuôi 28

Bảng 3.4: Một số chỉ tiêu sinh lý của tôm sú nuôi sau 90 ngày thí nghiệm 30

Bảng 3.5: Số lượng vi khuẩn trong tôm 32

Bảng 3.6: Tổng số tế bào máu của tôm sau khi cảm nhiễm với V alginolyticus 33

Bảng 3.7: Một số chỉ tiêu sinh lý 34

Bảng 3.8: Tổng số tế bào máu 35

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Vòng đời tôm sú 4

Hình 1.2: Các nước nuôi tôm sú 5

Hình 1.3: Sản lượng tôm sú ở một số nước 6

Hình 1.4: Sản lượng toàn cầu của tôm sú 6

Hình 1.5: Sản lượng tôm thế giới 7

Hình 1.6: Các dạng của FOS 15

Hình 2.1: Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu 20

Hình 2.2: Bể thí nghiệm 21

Hình 3.1: Tỷ lệ sống của tôm sú 27

Hình 3.2: Hiệu quả bảo vệ của FOS 32

Hình 3.3: Tỷ lệ sống của tôm khi sốc với NH3 34

MỞ ĐẦU

Tôm he là mặt hàng xuất khẩu chủ lực của nhiều nước Châu Á [3] Sản lượng tôm nuôi tăng dần và chiếm vị trí rất quan trọng trong ngành nuôi thủy sản của nhiều nước như Ấn Độ, Trung Quốc, Thái Lan, Indonesia, Việt Nam… Tôm sú

(Penaeus monodon) là một những trong những loài thuộc họ tôm he được nuôi

nhiều nhất, không chỉ trên thế giới mà còn ở Việt Nam Ở Việt Nam năm 2012 có

30 tỉnh thành nuôi tôm nước lợ với tổng diện tích 657.523 ha, đạt sản lượng 476.424 tấn, trong đó diện tích nuôi tôm sú là 619.355 ha (chiếm 94,1%), sản lượng đạt 298.607 tấn (chiếm 62,7%), tổng kim ngạch xuất khẩu tôm đạt trên 2,2 tỷ USD, trong đó tôm sú đạt khoảng gần 1,16 tỷ USD chiếm 56,1% tổng giá trị xuất khẩu tôm [2]

Theo xu thế phát triển, các vùng nuôi tôm sú đang chuyển mạnh sang hình thức nuôi tôm thâm canh Tuy nhiên, do phương pháp, kỹ thuật nuôi tôm từng vùng khác nhau nên năng suất, sản lượng và chất lượng của tôm sú công nghiệp không ổn định Mặc khác, do ý thức bảo vệ môi trường trong quản lý nuôi còn hạn chế đã gây

ra ô nhiễm môi trường, mất cân bằng sinh thái, từ đó tạo điều kiện cho các dịch bệnh phát triển và lây lan mạnh ở các vùng nuôi tôm Vì thế, bệnh tôm đã xuất hiện với tần suất ngày càng gia tăng, gây ảnh hưởng đến sự phát triển của nghề nuôi tôm

cả về mặt số lượng cũng như chất lượng [5]

Tác nhân gây bệnh trên tôm sú khá phức tạp, trong đó bệnh do vi khuẩn gây ra thường chiếm tỷ lệ khá với những ổ dịch trên diện rộng Để xử lý vấn đề này, người nuôi đã sử dụng hoá chất và kháng sinh để điều trị cho tôm từ giai đoạn con giống đến nuôi thương phẩm [11, 17] Tuy nhiên, việc sử dụng nhiều loại kháng sinh không đúng cách đã tạo ra những chủng vi khuẩn kháng thuốc [11, 13, 31], tiêu diệt cả các sinh vật có ích [11], ảnh hưởng lớn tới sinh thái môi trường và sự phát triển bền vững của nghề nuôi [15] Bên cạnh đó, tồn dư lượng thuốc kháng sinh trong thịt thủy sản nói chung và trong tôm sú nói riêng còn ảnh hưởng tới chất lượng của sản phẩm thủy sản và đặc biệt là ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe người tiêu dùng [31] Vì thế, nghiên cứu nhằm tìm các giải pháp giúp tăng khả năng kháng bệnh của tôm nuôi đồng thời hạn chế việc sử dụng kháng sinh và hóa chất trong nuôi tôm là vấn đề đang được quan tâm trong nuôi tôm hiện nay [12, 15, 19, 32, 49]

“Chất kích thích hệ miễn dịch” là một hợp chất tự nhiên có thể điều chỉnh hệ thống miễn dịch của vật nuôi nhờ đẩy nhanh phản ứng miễn dịch, tăng cường sức khỏe, cải thiện tỷ lệ sống của đối tượng nuôi và gia tăng khả năng kháng lại sự cảm nhiễm của vi sinh vật gây hại Prebiotic đã được xem là chất kích thích hệ miễn dịch

tự nhiên, giúp kích thích tăng trưởng, tăng cường khả năng kháng bệnh cho một số đối tượng thủy sản một cách hiệu quả, thân thiện với môi trường [19, 58], có thể thay thế cho kháng sinh và hóa chất trong nuôi cá và giáp xác [52] Prebiotic được định nghĩa “là thành phần lên men có chọn lọc làm thay đổi tính đặc trưng về thành phần và hoạt động của hệ vi sinh vật đường ruột nhằm tăng sức khoẻ cho vật chủ một cách gián tiếp” [27] Thông qua việc cung cấp dinh dưỡng một cách có chọn lọc cho một hoặc một số vi sinh vật trong đường ruột, prebiotic làm thay đổi có chọn lọc hệ vi sinh vật đường ruột của vật chủ [53] Trong các loại prebiotic thông dụng hiện nay được sử dụng trong nông nghiệp và thủy sản thì Inulin, Fructo-oligosaccharides (FOS), Galacto-oligosaccharides (GOS), và Mannan-oligosaccharide (MOS) đang được chú ý nhiều nhất Trong nuôi trồng thủy sản, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để đánh giá hiệu quả của FOS như các nghiên cứu trên cá hồi [44], cá tầm [10], cá bơn [40], cá Hồng Mỹ [9], cá hồi Đại Tây Dương [28], cá tầm Siberia [41] Tuy nhiên, thông tin về hiệu quả của FOS trong nuôi các loài giáp xác còn rất hạn chế, đặc biệt, hiểu biết về hiệu quả của FOS trong nuôi tôm sú chưa được biết đến

Xuất phát từ thực tế trên, tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của thức ăn bổ sung Fructo-oligosaccharide (FOS) lên tăng trưởng, tỉ lệ sống và sức

khỏe của tôm sú (Penaeus monodon Fabricius, 1798)”

Mục tiêu nghiên cứu: Đánh giá hiệu quả của FOS khi bổ sung vào thức ăn cho tôm

sú nuôi

Nội dung nghiên cứu:

 Xác định hàm lượng FOS thích hợp bổ sung vào thức ăn cho tôm sú

 Nghiên cứu ảnh hưởng của FOS bổ sung vào thức ăn lên khả năng kháng lại

vi khuẩn Vibrio alginolyticus của tôm sú

 Nghiên cứu hiệu quả việc bổ sung FOS vào thức ăn lên khả năng kháng lại

sự gia tăng độc tố NH3 trong môi trường nuôi của tôm sú

Ý nghĩa khoa học:

 Góp phần tăng thêm hiểu biết về vai trò của FOS nói riêng và prebiotic nói chung trong nuôi tôm sú

 Góp phần tăng thêm hiểu biết về sinh lý và miễn dịch của tôm sú

 Đánh giá hiệu quả sử dụng FOS trong nuôi tôm sú

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Một số đặc điểm sinh học của tôm sú

Loài: Penaeus monodon Fabricius, 1798

Tên tiếng Anh: Black tiger shrimp Tên tiếng Việt: tôm sú, tôm cỏ

1.1.2 Vòng đời và phân bố

Hình 1.1: Vòng đời tôm sú (theo Motoh, 1981)

Tôm sú là loài rộng muối nên chúng có mặt rộng khắp ở Ấn Ðộ Dương và Tây Thái Bình Dương từ đông và đông nam châu Phi và Pakistan đến Nhật Bản Phía nam đến Indonesia và bắc Australia Chúng sống ở độ sâu 0-162m, chất đáy là

bùn và cát [3] Ở nước ta, tôm sú xuất hiện dọc theo bờ biển Ðông và vùng đảo Phú Quốc Tôm bột (postlarvae), tôm giống (juvenile) và tôm gần trưởng thành có tập tính sống gần bờ biển và rừng ngập mặn ven bờ, khi tôm trưởng thành di chuyển xa

bờ ở vùng nước sâu hơn [7]

1.1.3 Đặc điểm sinh trưởng

Ở tôm he nói chung, tôm sú nói riêng sự tăng trưởng về kích thước có dạng bậc thang, không liên tục Kích thước cơ thể tôm tăng vọt sau mỗi lần lột xác, trong khi đó sự tăng trưởng về khối lượng lại có tính liên tục Tôm he có tốc độ tăng trưởng tương đối nhanh, tôm non có tăng trưởng nhanh hơn, càng về sau tăng trưởng giảm dần [3] Tôm sú có kích thước lớn nhất trong họ tôm he với chiều dài toàn thân của con đực tới 24,7 cm và con cái có thể đạt 26,6 cm Từ ấu trùng tới đầu thời kỳ ấu niên không có sự khác biệt về tốc độ tăng trưởng giữa tôm đực và tôm cái, tuy nhiên cuối thời kỳ thiếu niên thì tôm cái lớn nhanh hơn tôm đực [3]

1.1.4 Đặc điểm sinh sản

Tôm sú là loài phân tính rõ ràng nên khi trưởng thành có thể phân biệt tôm đực

và tôm cái dựa vào hình dạng bên ngoài của cơ quan sinh sản Hoạt động giao vĩ của tôm sú diễn ra khi tôm cái vừa lột xác xong và tôm cái sẽ giữ túi tinh trong thelecum để sử dụng trong các lần đẻ sau cho đến lần lột xác kế tiếp [3]

1.1.5 Đặc điểm dinh dưỡng

Cũng như các loài thuộc họ tôm he khác, tôm sú là động vật ăn tạp thiên về động vật Tôm tích cực bắt mồi vào ban đêm, tính ăn của chúng thay đổi tùy theo giai đoạn phát triển và có thể ăn thịt lẫn nhau khi lột xác hoặc thiếu thức ăn [3]

1.2 Tình hình nuôi tôm sú

1.2.1 Tình hình nuôi tôm sú trên thế giới

Tôm sú được nuôi ở hơn 30 quốc gia trên thế giới (kể cả những nơi loài này không phân bố tự nhiên) nhờ vào tốc độ tăng trưởng nhanh của nó [3] (Hình 1.2 )

Hình 1.2: Các nước nuôi tôm sú

(Nguồn FAO, 2013)

Nghề nuôi tôm trên thế giới đã xuất hiện cách đây hàng thế kỷ nhưng nghề nuôi tôm công nghiệp chỉ mới bắt đầu từ những thập niên cuối thế kỷ XX Hiện nay trên thế giới có hai khu vực nuôi tôm chính, bao gồm vùng Đông Nam Á (chiếm khoảng 80% sản lượng) gồm các nước Trung Quốc, Indonesia, Thái Lan, Philippine, Nhật Bản, Bangladet, Việt Nam và các nước thuộc khu vực Nam Mỹ (chiếm 20% sản lượng) gồm Peru, Panama, Braxin, Guatenama

Hình 1.3: Sản lượng tôm sú ở một số nước

(Nguồn FAO, 2011) Tổng sản lượng của tôm sú gia tăng nhanh chóng từ 21 nghìn tấn (năm 1981) lên 200 nghìn tấn (năm 1988) và gần 500 nghìn tấn với giá trị khoảng 3,2 tỉ USD (năm 1993) và khoảng 800 nghìn tấn (năm 2010) (Hình1.4)

Hình 1.4: Sản lượng toàn cầu của tôm sú

(Nguồn FAO, Fisher statistic)

Tuy nhiên trong những năm gần đây do sự bùng nổ của bệnh dịch và sự suy thoái môi trường làm sản lượng tôm sú nuôi đang có xu hướng giảm

Hình 1.5: Sản lượng tôm thế giới

(Theo vasep.com.vn) (Nguyên Bích)

1.2.2 Tình hình nuôi tôm sú ở Việt Nam

Việt Nam có vị trí địa lý và điều kiện khí hậu thích hợp cho nghề nuôi thủy sản nói chung và nuôi tôm sú nói riêng Nghề nuôi tôm xuất hiện ở Việt Nam khoảng 100 năm trước Công nghệ nuôi tôm ở Việt Nam trong 20 năm qua cũng đã

có những tiến bộ đáng kể Hệ thống nuôi tôm quảng canh dựa vào con giống tự nhiên của thập niên 70 được thay thế bằng nuôi quảng canh cải tiến có bổ sung giống vào cuối thập niên 80 Sang những năm 90, phong trào nuôi tôm sú phát triển mạnh và đang trở thành ngành kinh tế quan trọng, tạo công ăn việc làm, tăng thu nhập cho hàng triệu người dân ven biển và tạo nguồn thu ngoại tệ đáng kể Hiện nay, Việt Nam trở thành một trong 5 nước có sản lượng tôm nuôi cao nhất trên thế giới [8] với tổng diện tích nuôi khoảng 622.118 ha, sản lượng đạt 339.473 tấn vào năm 2010 [6]

Tuy nhiên, vì lợi nhuận đem lại từ nuôi tôm lớn so với nuôi các loài thủy hải sản khác nên người dân tự phát mở rộng diện tích nuôi trong khi đầu tư cho cơ sở

hạ tầng còn thấp, đặc biệt hệ thống xử lý nước thải chưa đáp ứng với mô hình nuôi Mặt khác, hệ thống quan trắc, cảnh báo dịch bệnh còn nhiều hạn chế nên công tác thông tin, dự báo, ngăn ngừa và xử lý tôm nuôi bị dịch bệnh gặp nhiều khó khăn, công tác xét nghiệm mẫu dịch bệnh còn chậm, chưa có mạng lưới quản lý thủy sản

ở cấp cơ sở, hơn nữa sự đa dạng hóa đối tượng nuôi và việc thâm canh hóa của nghề nuôi tôm, sử dụng giống sinh sản nhân tạo ở mật độ cao, sử dụng nhiều loại thức ăn công nghiệp, sự di nhập tôm giống và tôm bố mẹ chưa có sự kiểm soát chặt chẽ,…nên vấn đề ô nhiễm môi trường, dịch bệnh thường xảy ra, đặc biệt khi tôm nuôi bị dịch bệnh chưa được xử lý kịp thời đã dẫn đến sự xuất hiện và lây lan của nhiều bệnh nguy hiểm [5]

Nghề nuôi tôm sú đang đối mặt với nhiều tổn thất do sự bùng nổ của dịch bệnh [5] Bệnh dịch xảy ra khó kiểm soát ở hầu hết các vùng nuôi tôm sú trên cả nước, do việc quản lý chất lượng tôm giống gặp nhiều khó khăn, môi trường nuôi bị

ô nhiễm do tình trạng nước thải không qua xử lý, mặt khác việc sử dụng hóa chất chưa được quản lý chặt chẽ, đặc biệt là sự lạm dụng thuốc kháng sinh đã ảnh hưởng lớn đến chất lượng môi trường nuôi [5] Hơn nữa, một số người nuôi chưa tuân thủ lịch thời vụ nên khi thời tiết không thuận lợi thì dịch bệnh thường xảy ra Liên tục

từ năm 1999 đến nay, hiện trạng tôm sú nuôi bị chết đã xảy trên diện tích rộng ở nhiều vùng nuôi tôm trọng điểm [5] Diện tích nuôi tôm sú bị thiệt hại do dịch bệnh năm 2012 là 91.714 ha (trong tổng diện tích tôm nuôi bị thiệt hại là 100.776 ha) [6]

Hiện trạng tôm sú chết trên diện tích rộng ở Đồng bằng Sông Cửu Long trong nhiều năm qua được xác định là do bệnh đốm trắng và bệnh đầu vàng Thời gian gần đây, dịch bệnh xảy ra ngày càng nhiều và trên diện rộng đã gây thiệt hại ngày càng nghiêm trọng; trong đó đáng quan tâm nhất là hội chứng hoại tử gan tụy cấp tính (acute hepatopancreatic necrosis syndrome - AHPNS) hay còn gọi là hội chứng chết sớm (early mortality syndrome – EMS) mà chưa rõ nguyên nhân Ngoài

ra, còn có bệnh phân trắng ở tôm sú cũng đã gây thiệt hại đáng kể cho nghề nuôi

tôm trong vùng [5]

1.3 Đặc điểm hệ thống miễn dịch của giáp xác

Hệ miễn dịch của giáp xác còn ở mức tiến hóa thấp Trong hệ miễn dịch của giáp xác thiếu những yếu tố cần thiết cho đáp ứng miễn dịch như tế bào lympho T, phân tử MHC và Ig cho nên sự đề kháng của cơ thể ở giáp xác chủ yếu dựa vào các

cơ chế đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu (còn gọi là miễn dịch tự nhiên) Đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu ở giáp xác được thực hiện chủ yếu bởi các tế bào máu chuyên hóa như thực bào, quá trình phong tỏa và sự sản sinh các chất kháng khuẩn

[4] Điều này có hạn chế so với động vật có xương sống, hệ thống miễn dịch của giáp xác không có và không tạo ra được kháng thể đáp ứng lại kháng nguyên lạ xâm nhập [5, 15] Tuy nhiên, tôm cũng sử dụng nhiều cơ chế khác nhau để chống lại các tác động không phù hợp từ môi trường và dịch bệnh

Thực bào là phản ứng phòng vệ phổ biến và rất quan trọng ở các loài động vật

Ở giáp xác chức năng này do các tế bào không hạt và tế bào hạt nhỏ đảm nhiệm Tuy nhiên, cũng có quan điểm cho rằng tế bào hạt lớn mới là tế bào có vai trò tiên phong trong hoạt động thực bào

Cơ chế đông máu có thể xem là hệ thống hàng rào bảo vệ quan trọng của giáp xác, cơ chế này giúp làm giảm sự mất máu tại các vùng thương tổn, ngăn chặn sự lưu thông của các tác nhân gây bệnh trong cơ thể sinh vật nhằm ngăn bất cứ tác nhân cơ hội nào khác tấn công cơ thể chúng và tế bào máu đóng vai trò chính chống lại sự xâm nhập các tác nhân gây bệnh [15, 33] và cũng là nhân tố quyết định chính trong các phản ứng miễn dịch

Tuy nhiên, các tế bào máu của giáp xác chưa đạt đến mức độ biệt hoá rõ rệt

và chưa thể xếp thành các nhóm tế bào máu như ở cá và động vật có xương sống khác nên chưa thể phân biệt thành các dạng tế bào như hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu Các loại tế bào máu khác nhau của giáp xác được phân biệt dựa vào chức năng hình thái học và sinh học của chúng [16] Mặc dù có nhiều nghiên cứu nhưng vẫn chưa có sự thống nhất về các dạng tế bào máu của giáp xác [16] Khi nghiên cứu

trên cua biển Carcinus maenas thì phân biệt có 3 loại tế bào máu là tế bào không

hạt (hyaline cell), tế bào bán hạt (semigranula cell) và tế bào có hạt (granular cell)

[34], nhưng ở cua nước ngọt Potamon fluviatilis thì tế bào hạt nhỏ chiếm tỉ lệ

54,25%; tế bào không hạt là 15% còn lại là tế bào không hạt chiếm 30,75% [57]

Nghiên cứu trên tôm hùm Mỹ (Homarus americanus), Cornick và Stewart (1973)

cho rằng tôm có 4 loại tế bào máu bao gồm prohyalocytes, hyalinocytes, eosinophilic granulocytes và chromophobic granulocytes [21], tuy nhiên Japo Jussila và cộng tác viên lại cho rằng tôm hùm chỉ có 3 loại tế bào máu là 29,1- 31% hyaline (hyalinocytes); 5,1- 13,1% tế bào hạt (granulocytes) và 51,1- 62,9% tế bào bán hạt semigranulocytes [35]

Karin van de Braak lại phân loại tế bào máu của tôm sú (Penaeu monodon)

theo 2 cách Cách thứ nhất dựa vào hình dạng và tính chất bắt màu của tế bào máu khi nhuộm Giemsa và quan sát bằng kính hiển vi quang học với độ phóng đại 1000x thì phân biệt được 5 loại tế bào (Bảng 1.1)

Bảng 1.1: Các loại tế bào máu của tôm sú [33]

Loại

tế bào Hình dạng nhân

Màu sắc nhân Hình dạng tế bào

Màu sắc của tế bào chất

Không màu hoặc đỏ nhạt

Tuy nhiên, dựa vào số lượng và kích thước hạt của tế bào máu, tác giả cho rằng tôm sú có 3 loại tế bào máu (Bảng 1.2) giống như hầu hết các nghiên cứu khác trên giáp xác khác gồm tế bào hyaline, tế bào bán hạt (semigranocytes) và tế bào hạt (granulocytes) [33] Tuy nhiên, thực ra loại tế bào 1 là các tế bào có hạt, loại 2 và 3

là các tế bào hạt nhỏ, loại 5 là tế bào không hạt, còn loại 4 có thể là những tế bào có hạt nhưng không có nhân [34]

Như vậy, cách gọi tên các tế bào máu là dựa vào sự có hay không có mặt của các hạt trong tế bào chất Do đó, các nghiên cứu gần đây hầu hết dựa trên quan điểm phân chia tế bào máu giáp xác thành 3 nhóm: là nhóm tế bào không hạt (hyaline cell), nhóm tế bào hạt nhỏ hay tế bào bán hạt (semigranula cell, small granular cell)

và nhóm tế bào hạt lớn (large granular cell), thông thường ở máu của giáp xác các tế bào hạt nhỏ thường chiếm tỉ lệ lớn so với 2 dạng tế bào còn lại [16]

Bảng 1.2: Tế bào máu của tôm sú [34]

Các loại tế bào máu khác nhau tham gia vào chức năng sinh học khác nhau của giáp xác [16] (Bảng 1.3) Trong đó, tế bào không hạt (hyaline cell) thực hiện chức năng thực bào nhằm loại bỏ các tác nhân lạ xâm nhập bao gồm virút, vi khuẩn

và các tế bào nấm, sự thực bào có thể xảy ra tại nơi bị tổn thương, thậm chí trong các mô và cơ quan lọc của hệ thống tuần hoàn và đôi khi cả chính trong thể dịch của vật chủ Hiệu quả của sự thực bào phụ thuộc vào tác nhân xâm nhập, cũng như các yếu tố sinh lý của ký chủ và môi trường Tế bào hạt nhỏ (hay tế bào bán hạt, semi granular cell) là dạng trung gian giữa tế bào không hạt và tế bào hạt lớn lại đóng vai trò đầu tiên trong việc phát hiện và bao vây các thể lạ có kích thước lớn và trợ giúp cho hoạt động thực bào thông qua sự hoạt hoá của hệ thống Pro-phenoloxydase Tế bào hạt lớn (granular cell) lại có vai trò chủ yếu trong quá trình đông máu, thực bào

và hoạt hóa hệ thống phenoloxydaza Kết quả của quá trình hoạt hoá này là các sản phẩm oxy hoá được hình thành có hoạt tính cao nên rất độc đối với vi sinh vật [49]

Bảng 1.3: Chức năng sinh học của các loại tế bào máu giáp xác [34]

Hyaline

Semi-granular

Granular

Thực bào Bao vây tế bào Thực bào (có giới hạn) Lưu trữ và hoạt hóa hệ thống proPO Lưu trữ và hoạt hóa hệ thống proPO

Như vậy, cũng như những giáp xác khác, tôm cũng có đáp ứng miễn dịch tế bào và dịch thể đối với tác nhân gây bệnh (nhưng không có tế bào tạo ra kháng thể

và không có sự bảo vệ đặc hiệu chống lại tác nhân lạ), do đó nếu sử dụng chất kích thích miễn dịch trong nuôi tôm thì có thể kích thích hoạt động của hệ miễn dịch

không đặc hiệu nên sẽ tăng cường sức khỏe và tỷ lệ sống của tôm nuôi

1.4 Tình hình nghiên cứu và sử dụng các prebiotic trong nuôi trồng thủy sản 1.4.1 Prebiotic

Prebiotic được định nghĩa “là thành phần lên men có chọn lọc làm thay đổi tính đặc trưng về thành phần và hoạt động của hệ vi sinh vật đường ruột nhằm tăng sức khoẻ cho vật chủ một cách gián tiếp” [27] Prebiotic được xem là chất kích thích

hệ miễn dịch tự nhiên có thể thay thế kháng sinh để phòng trị bệnh cho tôm cá nuôi nhờ kích thích tăng trưởng, tăng cường khả năng kháng bệnh cho một số đối tượng nuôi thủy sản một cách hiệu quả và thân thiện với môi trường [45]

Thuật ngữ prebiotic chỉ mới xuất hiện giữa thế kỷ 19 [26] và bất kỳ nguồn thực phẩm nào có tác động lên ruột kết bao gồm cả thành phần carbohydrate không tiêu hóa được, một số protein, peptide, lipid đều được xem là các prebiotic [58] Thông qua việc cung cấp dinh dưỡng một cách có chọn lọc cho một hoặc một số vi sinh vật trong đường ruột nên prebiotic có khả năng làm thay đổi có chọn lọc hệ vi

sinh vật đường ruột của vật chủ [53] nên đóng vai trò quan trọng trong gia tăng tỷ lệ

sống, cải thiện hệ miễn dịch thông qua khả năng gia tăng số lượng vi khuẩn có lợi trong ruột vật chủ [58] vì thế góp phần cải thiện sức khỏe vật nuôi Nhờ những lợi ích trên, prebiotic ngày càng được áp dụng rộng rãi trong việc phòng bệnh và nâng cao sức khỏe gia súc, gia cầm Trong vài năm gần đây có nhiều nghiên cứu thành công khi sử dụng prebiotic cho động vật thủy sản [14, 28] Tuy nhiên liều lượng bổ sung các prebiotic là yếu tố cần thiết phải nghiên cứu, bổ sung liều lượng dưới mức nhu cầu cần thiết của đối tượng nuôi sẽ không mang lại hiệu quả tác dụng, ngược lại mức bổ sung quá cao vượt nhu cầu của đối tượng nuôi thì nâng cao giá thành sản xuất trong khi đối tượng nuôi lại không sử dụng hoàn toàn [14], ngoài ra hiệu quả

cụ thể của từng loại prebiotic lên các đối tượng nuôi thay đổi phụ thuộc vào hàm lượng sử dụng, giai đoạn nuôi và phương pháp bổ sung [58]

Bảng 1.4 : Kết quả nghiên cứu bổ sung prebiotic ở một số đối tượng thủy sản [25]

Prebiotic

Liều thử

nghiệm

(g/ kg thức ăn)

Thời gian thử nghiệm

Đối tượng nghiên cứu

Kết quả Tên Tiếng

Anh Tên khoa học

charr

Salvelinus alpines

Tổn thương tế bào đường

ruột

5 và 10 1 tuần Gilthead

seabream Sparus aurata

Ức chế thực bào và ngăn cản sự gia tăng bạch cầu

larvae

Psetta maxima

Tăng tốc độ tăng trưởng, ảnh hưởng hệ vi khuẩn đường ruột

10 4 tháng Atlantic

salmon Salmo salar

Giảm tiêu thụ oxy, giảm protein, tăng tích lũy năng lượng toàn bộ cơ thể

catfish

Ictalurus punctatus

Không thay đổi tốc độ tăng trưởng, tế bào máu và chức năng miễn dịch

20 và 40 67 ngày

European sea bass Dicentrarchus

labrax

Tăng tốc độ tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn không đổi, giảm sự hiện diện

của vi khuẩn Vibrio alginolyticus trong gan tụy

Rainbow trout Oncorhynchus

mykiss

Tăng khối lượng và tỷ lệ sống, tăng kháng thể và hoạt động của lysozyme

0,3 42 ngày

White seabream larvae

Diplodous sargus

Tăng chiều dài nhung mao ruột

40 12 tuần Rainbow

trout

Oncorhynchus mykiss

Tăng khối lượng, tăng số lượng tế bào máu và tăng thực bào, tăng tỷ lệ sống

khi cảm nhiễm với Vibrio

anguillarum

2, 6 58 ngày Hybrid

tilapia

Oreochromis niloticus và

salmon Salmo salar

Không thay đổi tốc độ tăng trưởng và khả năng tiêu

Không thay đổi tốc độ tăng trưởng, tăng tỷ lệ sống và miễn dịch không đặc hiệu

larvae

Psetta maxima

Tăng tốc độ tăng trưởng, ảnh hưởng vi khuẩn đường

ruột (Bacillus và Vibrio)

20 7 tuần Beluga Huso huso Tăng tỷ lệ sống, gia tăng vi

Oreochromis niloticus

Tăng tốc độ tăng trưởng, tăng hiệu quả sử dụng thức

ăn, cải thiện tỷ lệ sống

0,1 và

0,8 6 tuần

White shrimp

Litopenaeus vannamei

Không cải thiện tốc độ tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và tỷ lệ sống

Bảng 1.5: Hàm lượng FOS trong một số rau quả (mg/g chất khô)

Loại cây quả 1 – Kestose

(GF2)

Nystose (GF3)

Fructofuranosylnystose

(GF4)

Tổng FOS (GFn) Chuối

0,1 0,0 0,0 0,0 0,2 0,0 0,0 0,0

0,0 1,11 0,0 0,0 0,0 0,1 0,0 0,0

6,0 2,8 3,5 0,8 2,0 2,9 0,3 0,1

0,0 0,3 0,0 0,0 1,2 94,3 6,7

0,4 0,4 0,0 0,4 0,4 98,1 4,2

0,6 1,1 0,5 0,6 10,3 286,3 26,4

Cách sử dụng FOS phụ thuộc đối tượng nuôi, giai đoạn nuôi và môi trường nuôi Trong nuôi trồng thủy sản FOS được trộn vào thức ăn [28, 39, 41, 43, 52] hoặc làm giàu thức ăn sống [40]

1.4.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng FOS trong nuôi trồng thủy sản:

Các nghiên cứu bổ sung FOS vào thức ăn cho đối tượng nuôi chủ yếu được

thực hiện trên một số loài cá kinh tế như cá rô phi (Oreochromis niloticus) [14], cá hồi vân (Onchorhynchus mykiss) [44], cá tầm (Huso huso) [10]… Tuy nhiên, các

kết quả thu được rất khác nhau, thậm chí trái ngược nhau

Nghiên cứu bổ sung FOS vào thức ăn thực hiện trên cá hồi vân

(Onchorhynchus mykiss) trong 105 ngày đã cho thấy không có sự sai khác giữa cá

được cho ăn thức ăn có bổ sung FOS (EG) và cá cho ăn thức ăn đối chứng (CG) Tuy nhiên, cá thí nghiệm có tốc độ tăng trưởng tốt nhất ở ngày nuôi thứ 42 và 63 của quá trình nuôi; tốc độ tăng trưởng, hệ số sử dụng thức ăn và tỉ lệ sống của cá hồi vân thí nghiệm sử dụng thức ăn EG và CG lần lượt là 0,69%, 0,82% , 99% và 0,7%, 0,86%, 98% [44] Kết quả này phù hợp với thí nghiệm bổ sung 1, 2 và 3%

inulin vào thức ăn cho cá tầm (Huso huso) vì cũng không có sự sai khác về khối

lượng (WG), tốc độ tăng trưởng (SGR), hiệu suất sử dụng protein (PER), năng lượng sử dụng (ER), hiệu suất sử dụng thức ăn (FE) [10] Khi bổ sung 10% FOS vào thức ăn cho cá hồi Đại Tây Dương, tốc độ tăng trưởng và khả năng tiêu hóa không thay đổi đáng kể [30] Tuy nhiên, khi bổ sung 75% inulin vào thức ăn trong 3 tuần, hệ tiêu hóa của cá hồi Đại Tây Dương được cải thiện nhưng cũng không tạo ra

sự tăng trưởng về khối lượng cơ thể đáng kể [43]

Những thử nghiệm bổ sung 1%, 2%, 3% FOS vào thức ăn thực hiện trên cá

bột Rutilus rutilus sau 7 tuần cũng cho thấy khả năng đáp ứng miễn dịch của lô thí

nghiệm cho ăn thức ăn có bổ sung 2% và 3% FOS cao hơn lô bổ sung 1% FOS và đối chứng Hơn nữa tất cả các lô thí nghiệm có bổ sung FOS đều có khả năng chịu sốc độ mặn cao hơn lô đối chứng và tỷ lệ sống cao nhất ở lô 3% FOS Kết quả cũng ghi nhận hoạt động của enzime tiêu hóa và tốc độ tăng trưởng của cá cũng gia tăng

ở lô cá sử dụng thức ăn có bổ sung FOS so với cá đối chứng [52] Với thí nghiệm

bổ sung các nồng độ FOS 0; 0,5; 1; 2; 4 và 8% vào thức ăn cho cá Megalobrama amblycephala, sau 8 tuần trong hệ thống nuôi tuần hoàn trong phòng, khối lượng,

tốc độ tăng trưởng đặc trưng (SGR), tỷ lệ sống của tất cả cá trong lô có bổ sung FOS đều được cải thiện, gia tăng nồng độ FOS bổ sung sẽ làm tăng lipid và giảm độ

ẩm, trong khi tro và protein không có sai khác giữa các nghiệm thức thí nghiệm Mặc dù vậy amylase, protease đường ruột, Na+, K+-ATPase, alkaline phosphatase, γ-glutamyl transpeptidase và creatine kinase đều cao ở nghiệm thức bổ sung 4%

FOS [55] Các kết quả trên cho thấy FOS có hiệu quả nhất định đối với tăng trưởng, miễn dịch và hệ vi sinh vật đường ruột của cá

Tuy nhiên, hiệu quả của FOS bổ sung vào thức ăn được thể hiện rõ rệt khi sử

dụng kết hợp với probiotic Nghiên cứu trên cá Larimichthys crocea nuôi trong lồng

nổi trong 10 tuần, sử dụng thức ăn có bổ sung FOS (hàm lượng 0, 0,2% và 0,4%)

kết hợp Bacillus subtilis (0,0; 0,42 × 107 cfu g−1 và 1,35 × 107 cfu g−1) đã giúp gia tăng tốc độ tăng trưởng, hệ số chuyển đổi thức ăn, khả năng miễn dịch, khả năng

kháng lại vi khuẩn Vibrio harveyi [9] Đối với cá Labeo rohita, sau 30 ngày nuôi,

khối lượng cá và tốc độ tăng trưởng cao nhất khi bổ sung 1% FOS kết hợp 106 cfu

tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) và hiệu quả cao nhất khi bổ sung 0,4g

ScFOS/kg thức ăn [59] Theo Gatlin và cs (2006) cho rằng khẩu phần thức ăn có bổ sung Grobiotic®-A đã cải thiện tỷ lệ sống của tôm chân trắng khi nuôi trong điều kiện độ mặn giảm 2 ‰ mặc dù cơ chế của khả năng nâng cao tỉ lệ sống trong điều kiện độ mặn thấp vẫn chưa được xác định [58]