Kết quả cho thấy tác động của agavin tới hệ vi sinh vật đường ruột và hiệu suất tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng L. vannamei

Các tác giả đã nghiên cứu tác động của agavin - một loại đường tự nhiên được sản xuất từ ​​cây thùa - đối với hệ vi sinh vật tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương trong điều kiện nuôi. Bức ảnh trồng cây thùa ở Zacatecas, Mexico của Amante Darmanin, qua Wikimedia Commons.

Sự đa dạng của vi sinh vật sống trong đường tiêu hóa của bất kỳ sinh vật nào (microbiota), có ảnh hưởng sâu sắc đến sinh lý của vật chủ, từ chuyển hóa chất dinh dưỡng và phát triển hệ thống miễn dịch đến khả năng chống nhiễm trùng và tăng cường hiệu suất sinh trưởng. Một số nghiên cứu đã chỉ ra tầm quan trọng của hệ vi sinh vật trong vật chủ của chúng, ngay cả ở các sinh vật không theo mô hình nuôi như tôm.

Thành phần hệ vi sinh vật trong tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) phụ thuộc vào các yếu tố môi trường như độ mặn của nước và chế độ ăn, và các yếu tố sinh học như cơ quan liên quan và giai đoạn phát triển. Môi trường nuôi ảnh hưởng mạnh mẽ đến quá trình trao đổi vi sinh vật giữa nước, bùn cát và tôm. Sự trao đổi này là cần thiết để duy trì sự cân bằng đầy đủ giữa các vi khuẩn có lợi, vô hại và gây bệnh.

Có nhiều cách tiếp cận khác nhau để điều chỉnh hệ vi sinh vật của tôm thông qua chế độ cho ăn, cải thiện tốc độ tăng trưởng, khả năng kháng bệnh và năng suất. Một trong số đó là bổ sung chế độ ăn với chế phẩm sinh học, giúp thúc đẩy hoạt động của chúng trong đường tiêu hóa của tôm bằng cách ức chế sự gia tăng của mầm bệnh, kích thích phản ứng miễn dịch, thúc đẩy tôm tăng trưởng, tỷ lệ sống và hấp thụ chất dinh dưỡng. Chiến lược thứ hai là thông qua chế độ ăn bổ sung prebiotics để thúc đẩy tăng trưởng, khả năng sống sót và hoạt động miễn dịch tích cực, cũng làm giảm sự phong phú tương đối của các mầm bệnh tiềm ẩn.

Agavin là một loại đường tự nhiên được sản xuất từ ​​cây thùa, được trồng để sử dụng cho nhiều mục đích, bao gồm sản xuất chất xơ và thực phẩm, đồ uống và rượu tequila, v.v.

Tiềm năng của nó như một prebiotic trong nuôi trồng thủy sản hầu như chưa được khám phá, và chưa có báo cáo nào trước đây về ảnh hưởng của agavin đối với gan tụy và hệ vi sinh vật đường ruột của L. vannamei.

Thiết lập nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện trên một ao đất ở Mexico. Thử nghiệm thực hiện theo các điều kiện nuôi bán thâm canh với thay nước 20% mỗi ngày, cho ăn thủ công hai lần mỗi ngày và theo dõi mức tiêu thụ thức ăn bằng nhá cho ăn. Tất cả các yếu tố sinh học và phi sinh học đều giống nhau đối với tất cả tôm trong quá trình xét nghiệm sinh học vì tất cả các lồng đều được nhấn chìm trong cùng một ao.

Khẩu phần chứa khoảng 375 gam/kg protein thô và 95 gam/kg lipid thô với ba mức agavin; chế độ ăn cơ bản (BD) không có agavin; chế độ ăn uống AG2 chứa agavin 2%; và AG10 chứa 10% agavin.

Kết quả và thảo luận

Trong nghiên cứu này, việc áp dụng chế độ ăn có bổ sung 2% agavin cho thấy tác động thuận lợi đến các thông số tăng trưởng của tôm, như hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) và lượng thức ăn thấp hơn đáng kể. 

Việc bổ sung agavin liều thấp (2%) vào khẩu phần cho thấy xu hướng làm giảm sự đa dạng và phong phú của hệ vi sinh vật trong gan tụy và ruột của tôm khi so với chế độ ăn cơ bản. Sự suy giảm tính đa dạng và phong phú của hệ vi sinh vật đường ruột tôm cũng đã được quan sát thấy khi nghiên cứu các loại prebiotics thay thế trong khẩu phần ăn. Dữ liệu của chúng tôi bất ngờ cho thấy rằng liều lượng agavin cao hơn (10%) trong chế độ ăn uống dẫn đến sự phong phú và đa dạng hơn ở cả hai cơ quan. Tuy nhiên, sự khác biệt này không có ý nghĩa khi so sánh với chế độ ăn cơ bản. Tuy nhiên, sự gia tăng độ phong phú và đa dạng cũng đã được quan sát thấy trong ruột tôm sử dụng prebiotics khác trong khi tính đa dạng và phong phú của loài giảm ở nồng độ prebiotic cao hơn.

Nói chung, đối với các sinh vật khác nhau, sự đa dạng của hệ vi sinh vật cao hơn có liên quan đến tình trạng vật chủ khỏe mạnh hơn, vì số lượng loài toàn diện hơn thường liên quan đến sự ổn định mạnh mẽ hơn, khả năng chống chịu và khả năng chống chịu với áp lực môi trường do dư thừa chức năng. Tuy nhiên, ở người và chuột, sự gia tăng tính đa dạng và phong phú của hệ vi sinh vật đường ruột có liên quan đến các trạng thái bệnh lý như sự phát triển của bệnh Alzheimer và các biến chứng chuyển hóa liên quan đến béo phì hoặc lão hóa.

Tương tự, các quan sát mâu thuẫn về mối liên hệ giữa sự phong phú và đa dạng của loài với sức khỏe vật chủ cũng đã được báo cáo đối với tôm, trong đó sự đa dạng vi sinh vật lớn hơn không nhất thiết đồng nghĩa với tình trạng khỏe mạnh hơn. Ví dụ, ruột của tôm nuôi khỏe mạnh có độ đa dạng và phong phú thấp hơn so với tôm bị ảnh hưởng bởi bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (AHPND). Nhưng các nghiên cứu đã được công bố khác đã báo cáo rằng AHPND có liên quan đến việc giảm đáng kể tính đa dạng của vi khuẩn trong dạ dày so với những người khỏe mạnh. Ngược lại, sự đa dạng vi sinh vật đường ruột của tôm bị Hội chứng phân trắng (WFS) giảm đáng kể so với những cá thể không có triệu chứng.

Nghiên cứu này chứng minh rằng những thay đổi trong hệ vi sinh vật của tôm phụ thuộc vào nồng độ agavin trong khẩu phần ăn. Sự phong phú và đa dạng tổng thể của vi sinh vật tăng lên khi sử dụng agavin liều cao (10%). Ngược lại, sự phong phú, đa dạng và sự phong phú của vi khuẩn probiotic giảm xuống khi dùng liều agavin thấp (2%). Những thay đổi trong hệ vi sinh vật đường ruột của tôm đã được quan sát thấy phụ thuộc vào liều lượng của prebiotic. Và tác động của prebiotic trong việc làm giảm sự đa dạng và phong phú của hệ vi sinh vật có thể là kết quả của việc tổng hợp các axit béo chuỗi ngắn, đã cho thấy tác động tương tự đối với chỉ số đa dạng ở L. vannamei.

Nhìn chung, kết quả của chúng tôi cho thấy agavin có thể là một prebiotics tuyệt vời cho các bệnh liên quan đến gan tụy do tác động quyết định trong cấu trúc hệ vi sinh vật của cơ quan này. Hành vi này cũng chỉ ra rằng cấu trúc hệ vi sinh vật của gan tụy có thể bị ảnh hưởng bởi prebiotics nhiều hơn là hệ vi sinh vật của ruột. Điều thú vị là một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng hệ vi sinh vật của gan tụy có tính ổn định lớn hơn hệ vi sinh vật đường ruột vì nó đóng một vai trò quan trọng trong quá trình đồng hóa năng lượng và chất dinh dưỡng của vật chủ.

Bổ sung agavin 2% đã cải thiện hiệu suất tăng trưởng của tôm, mặc dù lượng vi sinh vật có lợi dồi dào cao hơn đáng kể ở mức 10% so với đối chứng. Tuy nhiên, hiệu suất tăng trưởng ở mức 10% là tương tự đối với chế độ ăn cơ bản. Điều này có thể dẫn đến việc xem xét rằng thức ăn được bổ sung 10% agavin sẽ bảo vệ tốt hơn 2% chống lại các mầm bệnh có thể xảy ra mà không làm giảm hiệu suất tăng trưởng của tôm. Những phát hiện này làm rõ rằng nồng độ prebiotic là rất quan trọng khi thực hiện chiến lược prebiotic trong nuôi tôm.

Tiềm năng probiotic của vi khuẩn Bacillus, một loại vi khuẩn probiotic đa chức năng với khả năng đã được thử nghiệm để tăng lợi nhuận nuôi trồng thủy sản, đã được nhiều người biết đến. Có rất nhiều bài báo đề cập đến lợi thế của Bacillus như một chế phẩm sinh học trong nuôi tôm. Gần đây, tác dụng probiotic của các chủng Bacillus được phân lập trực tiếp từ các trang trại nuôi tôm đã được chứng minh thành công. Nghiên cứu này cho thấy rằng sự kết hợp của các loài Bacillus với 10% agavin có thể mang lại những lợi ích trong nuôi tôm.

Quan điểm

Nghiên cứu này đã chứng minh ảnh hưởng phụ thuộc vào liều lượng agavin lên thành phần hệ vi sinh vật và hiệu suất tổng thể của L. vannamei. Mặc dù mục tiêu của nghiên cứu này không phải là làm sáng tỏ các cơ chế mà agavin tham gia vào quá trình trao đổi chất của L. vannamei, nhưng việc đưa agavin vào chế độ ăn sẽ thúc đẩy một hệ vi sinh vật khỏe mạnh thông qua việc tăng lượng vi sinh vật có lợi.

Cần có những nghiên cứu sâu hơn để làm sáng tỏ vai trò của agavin trong việc cải thiện tốc độ tăng trưởng của tôm và sự phong phú của các vi khuẩn có lợi thông qua các cuộc điều tra giải quyết sự biểu hiện của các gen liên quan đến hệ thống miễn dịch, bị ảnh hưởng bởi agavin.

Tiến sĩ Adrian Ochoa-Leyva