Tiềm năng thức ăn có chứa melanin bảo vệ tôm thẻ khỏi virus WSSV

Thức ăn được sử dụng trong thí nghiệm.

Nghiên cứu mới đây của Nguyen Dinh Thang và cộng sự 2019, lần đầu tiên đã phát hiện ra rằng thức ăn có bổ sung melanin giúp bảo vệ tôm thẻ chân trắng khỏi virus gây hội chứng đốm trắng (WSSV). Báo cáo được đăng trên International Aquatic Research.

Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) là loài nuôi chủ yếu ở các nước Nam Phi và châu Á, đặc biệt là Brazil, Ecuador, Mexico, Trung Quốc, Thái Lan, Indonesia và Việt Nam. Tuy nhiên bệnh do virus đang là một vấn đề nghiêm trọng đối với ngành tôm các nước này. Virus hội chứng đốm trắng (WSSV) đã được coi là một trong những mầm bệnh nguy hiểm nhất lây nhiễm trên tôm nuôi, gây ra tỷ lệ chết cao tới 100% trong vòng 7 - 10 nhiễm virus.

Miễn dịch tôm phụ thuộc rất nhiều vào hệ thống miễn dịch bẩm sinh bao gồm rào cản tế bào và miễn dịch humoural … những rào cản này đóng vai trò quan trọng để bảo vệ tôm khỏi sự tấn công của mầm bệnh. Ngoài ra, melanization cũng là một cơ chế miễn dịch quan trọng ở tôm. 

Melanin là một loại polymer tự nhiên có độc tính rất thấp (Garcia Borron et al. 2014). Melanin có nhiều vai trò quan trọng trong cơ thể con người bao gồm hấp thụ bức xạ UV, chất chống oxy hóa và hấp thụ kim loại nặng. Melanization và bài tiết melanin giúp tôm tự bảo vệ mình bằng cách đóng gói mầm bệnh và bài tiết chúng ra môi trường. Tuy nhiên, không có nghiên cứu nào kiểm tra vai trò của melanin như một chất bổ sung trong việc bảo vệ tôm khỏi các cuộc tấn công của mầm bệnh. Do đó, trong nghiên cứu này, lần đầu tiên đã tạo ra thức ăn có chứa melanin và áp dụng chúng cho tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei )nuôi để điều tra khả năng bảo vệ tôm chống lại WSSV.

Thức ăn có chứa melanin bảo vệ tôm thẻ khỏi virus WSSV

Chuẩn bị thức ăn

Melanin tự nhiên được chiết xuất từ Mực ống (Loligo formosana). Thức ăn thương mại ở dạng hạt có đường kính 2 mm được sử dụng làm thức ăn chính để sản xuất thức ăn có chứa melanin với các công thức khác nhau. 

Công thức 1 ( F1 ): Melanin được phủ lên bề mặt của các hạt thức ăn thương mại sử dụng dầu cá tuyết làm tác nhân liên kết. Lúc đầu, bột melanin (có kích thước <150m) được phân phối vào dầu cá tuyết và phủ đều trên các hạt thức ăn thương mại ở các tỷ lệ khác nhau (w / w) 1/500, 1/200 và 1/50. 

Công thức 2 ( F2): Melanin được trộn đều với bột thương mại và dung dịch tinh bột (3%) được sử dụng làm chất kết dính. Đầu tiên, các hạt thức ăn thương mại được nghiền thành bột. Sau đó, bột thức ăn thương mại và bột melanin được trộn đều ở các tỷ lệ khác nhau 1/500, 1/200 và 1/50 (w / w) và phân bố đều trong dung dịch tinh bột 3%. Tiếp theo, hỗn hợp được ép đùn để tạo thành các hạt có đường kính 2 mm. 

Công thức 3 ( F3): Hạt thức ăn thương mại được nhúng trực tiếp vào chất lỏng mực ở tỷ lệ 1/1 (w/v).

Mặc dù thức ăn  F1, F2 và F3 ban đầu được tạo ra với các tỷ lệ melanin/thức ăn khác nhau, bao gồm 1/500, 1/200 và 1/50, kết quả sơ bộ của các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng tỷ lệ 1/200 là phù hợp nhất và do đó các nhà nghiên cứu đã sử dụng thức ăn với tỷ lệ này cho các thí nghiệm tiếp theo.

A) Liều của WSSV gây ra 75% tôm chết. Tỷ lệ tử vong của tôm bị thử thách với các liều WSSV khác nhau; B) Hình thái của tôm đối chứng âm tính (NC) và tôm nhiễm WSSV (PC) vào ngày 1 (D1), ngày 4 (D4), ngày 7 (D7), ngày 10 (D10) và ngày 14 (D14) ; C) Biểu hiện của gen VP28 ở tôm PC và NC sau khi lây nhiễm virus. Vòng tròn màu xanh và đỏ cho thấy đầu hoại tử và đuôi đỏ xảy ra trên tôm bị nhiễm WSSV.

Tôm được nuôi và cho ăn bằng thức ăn F1, F2 hoặc F3, sau đó thử thách với WSSV trong 3 ngày. Tôm chết được thu thập và đếm.

Kết quả chứng minh rằng công thức chuẩn bị thức ăn có chứa melanin ảnh hưởng đến khả năng bảo vệ của việc bổ sung melanin trên tôm nuôi. Thức ăn hỗn hợp F2 có tỷ lệ bảo vệ cao hơn đáng kể so với thức ăn được phủ melanin (F1 và F3). Dạng F2 được trộn đều có thể thu được melanin bên trong các hạt thức ăn, trong khi các công thức phủ bên ngoài F1 và F3, không giữ được melanin khi đưa vào nước; Do vậy, lượng melanin tiêu thụ khi nuôi tôm F2 cao hơn nhiều so với tôm được nuôi F1 hoặc F3. Kết quả này có thể dẫn đến sự khác biệt trong khả năng bảo vệ của các dạng thức ăn. Kết quả nghiên cứu này cho thấy tỷ lệ bảo vệ phụ thuộc vào lượng melanin mà tôm đã tiêu thụ; do đó, việc cung cấp hỗn hợp thức ăn F2 và F3 cho tôm dường như không có tác dụng hiệp đồng đối với tốc độ bảo vệ.

Lượng melanin tiêu thụ của tôm phụ thuộc vào loại thức ăn. Tôm bị nhiễm WSSV được nuôi bằng thức ăn NC1, F1 và F2 tương ứng. Các vòng tròn màu đỏ chỉ ra lượng melanin khác nhau trong ruột tôm. D) Melanin được giải phóng từ thức ăn vào môi trường.

Kết quả của nghiên cứu này chỉ ra rằng tỷ lệ bảo vệ đối với tôm được cho ăn thức ăn F2 là khoảng 60, 65%. Kết quả này là rất ấn tượng, nhưng hợp lý; Bổ sung melanin chỉ có thể giúp một phần tôm bắt và đóng gói các vi-rút xâm nhập qua hệ thống tiêu hóa, nhưng nó không thể giúp loại bỏ vi-rút gây bệnh cho tôm bằng các phương thức xâm nhập khác. Do đó, việc sử dụng đồng thời các chất khác có thể kích thích hoạt động của hệ thống miễn dịch có thể là cần thiết. Hơn nữa, nghiên cứu này đã sử dụng melanin tự nhiên chiết xuất từ túi mực, được coi là chất thải từ các nhà máy chế biến hải sản. Do đó, sử dụng nguồn chất thải này để sản xuất melanin sẽ mang lại lợi ích lớn vì chi phí thấp.

Kết quả thu được cho thấy F2 có tỷ lệ bảo vệ 64% vào ngày thứ 7 và 62% vào ngày thứ 10 sau thử thách virus. Khả năng bảo vệ của thức ăn phụ thuộc vào lượng melanin được tiêu thụ bởi tôm. Hơn thế nữa,Gen VP28 , VP28 (28 kDa) là một protein cấu trúc quan trọng của WSSV có thể được sử dụng làm chất đánh dấu để xác định sự hiện diện của WSSV trong các mẫu nước hoặc / và tôm, đã cho sự hiện diện của WSSV, đã giảm đáng kể ở tôm được nuôi F2.

Nguyen Dinh Thang, Le Dinh Tu, Nguyen Thi Le Na, Ngo Thi Trang, Phan Tuan Nghia.