MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
Tỉnh Thừa Thiên Huế (TT Huế), với 126 km đường bờ biển, có diện tích
vùng đầm phá chiếm 34 % diện tích toàn tỉnh. Trong đó, hệ Tam Giang - Cầu Hai
với diện tích 22,000 ha được xem là hệ đầm phá lớn nhất Đông Nam Á [22]. Hệ
sinh thái nước mặn, nước lợ đặc thù ở đây đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát
triển nghề nuôi trồng thủy sản (NTTS) ở tỉnh TT Huế đặc biệt là nghề nuôi tôm.
Tuy nhiên từ năm 2002 đến nay, việc phát triển các đầm, hồ, ao nuôi tôm một cách
ồ ạt, tùy tiện, không theo quy hoạch và thiếu khoa học đã khiến cho môi trường bị ô
nhiễm nghiêm trọng. Dịch bệnh tôm thường xuyên xảy ra gây thiệt hại nghiêm
trọng về kinh tế - xã hội và gây suy thoái hệ sinh thái vùng đầm phá. Hậu quả là
chính nghề nuôi tôm làm cho nhiều gia đình lao đao, nhiều hộ tái nghèo, làm tăng
số hộ nghèo trên toàn tỉnh [19].
Với thực tế đó, việc sử dụng các chế phẩm trợ sinh ngày càng trở nên phổ
biến trong nuôi tôm không chỉ nhằm mục đích phòng bệnh và cải thiện dinh dưỡng
mà còn vì nhu cầu ngày càng cao về nuôi tôm thân thiện với môi trường. Ở Châu Á
đã có nhiều nghiên cứu sử dụng các probiotic trong nuôi tôm. Theo Maeda và
Nagami (1989), việc sử dụng các loại vi khuẩn trợ sinh không những đã ức chế
được sự phát triển của Vibrio spp., giúp duy trì môi trường ao nuôi tôm tốt hơn, mà
còn tạo điều kiện thuận lợi cho sự sinh trưởng của ấu trùng tôm [72]. Ở Trung
Quốc, nghiên cứu men vi sinh trong nuôi thủy sản được tập trung vào vi khuẩn
quang hợp. Qiao Zhenguo và cs. (1992) nghiên cứu 3 chủng vi khuẩn quang hợp sử
dụng cho nuôi tôm thẻ Trung Quốc (Penaeus chinensis) dùng cải thiện chất lượng
môi trường nước [88]. Cui Jingjin và cs. (1997) đã báo cáo về việc sử dụng các vi
khuẩn quang hợp Rhodomonas sp trong sản xuất tôm giống Penaeus chinensis. Các
kết quả đạt được cho thấy chất lượng nước trong ao nuôi được bổ sung vi khuẩn đã
được cải thiện đáng kể, ô nhiễm trên vỏ của ấu trùng đã được giảm xuống, thời gian
biến thái của ấu trùng là một ngày hoặc thậm chí sớm hơn [46]. Theo Graslund và cs.
(2003) thì 86 % người nuôi tôm ở Thái Lan sử dụng probiotic để cải thiện chất lượng
nước và bùn đáy ao nuôi [39].
1
- Mẫu nước và mẫu trầm tích các ao nuôi tôm ở Phú Lộc - TTHuế.
2
• Phạm vi nghiên cứu
- Các ao nuôi tôm ở Phú Lộc- tỉnh TT Huế.
Phương pháp nghiên cứu
• Nhân sinh khối chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. A1 trên máy lắc (Jeiotech
SI-600R, Korea) và nhân giống cấp 2 trong hệ lên men 10 L (Infors Labfors
HT, Switzerland)
• Các thông số chất lượng nước như nhiệt độ, độ dẫn điện, độ đục, độ mặn,
pH, DO và TDS được đo tại hiện trường bằng máy đo HORIBA U-52 (Mỹ).
• Tổng chất rắn (TSS) được xác định theo phương pháp khối lượng.
• BOD
5
được xác định bằng đo DO trước và sau khi ủ 5 ngày ở 20 ± 1
o
C.
• COD được xác định theo phương pháp hồi lưu kín-đo quang.
• Phosphate (PO
4
)
3-
; nitrite (NO
2
-
) được xác định theo phương pháp đo quang
• Nitrate (NO
3
_
) được xác định theo phương pháp khử bằng cadmium (Cd) và
đo quang.
Chương 3: Trình bày những kết quả đã đạt được trong quá trình nghiên cứu
trong đó có sự so sánh với các công trình nghiên cứu liên quan khác, đồng thời nêu
lên các kết luận rút ra từ những kết quả đã đạt được và kiến nghị cho hướng phát
triển của đề tài.
4
Chương 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TỔNG QUAN VỀ NUÔI TÔM Ở VIỆT NAM NÓI CHUNG VÀ VÙNG
VEN ĐẦM PHÁ TỈNH THỪA THIÊN HUẾ NÓI RIÊNG
1.1.1. Tổng quan về nuôi tôm ở Việt Nam
Nghề nuôi tôm Việt Nam thực sự phát triển từ sau năm 1987 và nuôi tôm
thương phẩm phát triển mạnh vào những năm đầu thập kỷ 90 của thế kỷ trước [6].
Sự bùng nổ của nghề nuôi tôm thương phẩm được đánh dấu vào năm 2000, khi
Chính phủ ban hành Nghị quyết 09, cho phép chuyển đổi một phần diện tích trồng
lúa, làm muối năng suất thấp, đất hoang hoá sang NTTS. Chỉ trong vòng một năm
sau đó, đã có 235,000 ha gồm 232,000 ha ruộng lúa, 1,900 ha ruộng muối và 1,200
ha diện tích đất hoang hoá ngập mặn được chuyển đổi thành ao nuôi tôm. Theo số
liệu của Tổng cục Thống kê Việt Nam, ngành tôm nuôi đã phát triển rất mạnh trong
giai đoạn từ năm 2000 cho đến nay. Diện tích mặt nước nuôi tôm nước mặn, lợ năm
2005 đã đạt đến 616,9 ngàn ha, tăng 1,9 lần so với năm 2000 [15]. Phần lớn diện
tích nuôi tôm ở Việt Nam tập trung ở đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), rải rác
dọc các cửa sông, kênh, rạch ven biển miền Trung, đồng bằng sông Hồng và sông
Thái Bình ở miền Bắc [6].
Song song với việc mở rộng diện tích, sản lượng tôm nuôi cũng tăng mạnh từ
những năm 90 và đặc biệt là từ sau năm 2000 (Bảng 1.1), Việt Nam đã trở thành
một trong 5 nước có sản lượng tôm nuôi cao nhất trên thế giới. Các loài tôm nuôi
chính ở Việt Nam gồm tôm sú (Penaeus monodon), tôm he mùa (Penaeus
merguiensis), tôm nương (P. orientalis), tôm đất/rảo (Metapenaeus ensis), trong đó
tôm sú là loài nuôi chủ đạo, đóng góp sản lượng cao nhất (Bảng 1.2 và 1.3).
Bảng 1.1. Sản lượng tôm nuôi ở Việt Nam
(Nguồn: Báo cáo của Bộ Thuỷ sản từ 1990-2003)
tổng giá trị xuất khẩu thuỷ sản. Năm 2002, giá trị xuất khẩu thủy sản đạt hơn 2 tỷ
USD trong đó xuất khẩu tôm đông lạnh chiếm 47 %, đứng thứ 2 sau xuất khẩu dầu
khí. Năm 2004, giá trị xuất khẩu thủy sản đạt 2,4 tỷ USD chiếm 8,9 % tổng giá trị
xuất khẩu cả nước, trong đó tôm đông lạnh chiếm 53 % tổng giá trị xuất khẩu thuỷ
sản [6]. Trong năm 2008, Việt Nam đã xuất khẩu tổng cộng 191,553 tấn tôm, thu về
hơn 1,6 tỷ USD, làm cho tôm trở thành mặt hàng thủy sản có giá trị xuất khẩu nhất
của Việt Nam. Đến năm 2011, kim ngạch xuất khẩu thủy sản đạt 6,1 tỷ USD, trong
đó mặt hàng tôm chiếm 39 % [110].
Tuy vậy, nghề nuôi tôm ở Việt Nam đang phải đối mặt với nhiều thách thức,
ảnh hưởng đến tính bền vững của ngành. Đó là các tác động kinh tế, xã hội, môi
trường của ngành nuôi tôm và gần đây là các vấn đề về rào cản chất lượng sản
phẩm và tranh chấp thương mại giữa các nước xuất khẩu và nhập khẩu. Nuôi tôm ở
Việt Nam chủ yếu vẫn do các nông hộ thực hiện ở quy mô sản xuất nhỏ. Chuỗi thị
trường từ khâu sản xuất đến khâu chế biến và tiêu thụ chưa được thiết lập chặt chẽ,
làm cho nghề nuôi tôm mang tính nhỏ lẻ và manh mún, kém hiệu quả, rủi ro cao,
chất lượng không ổn định dẫn đến giảm khả năng cạnh tranh với các nước khác
6
trong khu vực. Hơn nữa, việc chuyển đổi quá nhanh một diện tích lớn ruộng lúa,
ruộng muối năng suất thấp và đất hoang hoá ven biển sang nuôi tôm kéo theo một
loạt các vấn đề bất cập về cung ứng vốn đầu tư, giống, kỹ thuật công nghệ, quản lý
môi trường, kiểm soát dịch bệnh, quy hoạch và phát triển cơ sở hạ tầng. Ngoài ra,
sự phát triển nhanh chóng của nghề nuôi tôm đã và đang đặt ra những vấn đề môi
trường bức xúc trước mắt và lâu dài như suy thoái rừng ngập mặn, mất cân bằng
sinh thái, ô nhiễm môi trường và sự phát triển của dịch bệnh [6]; [17]; [28].
Theo ước tính của Bộ Thuỷ sản (1996), nạn dịch bệnh tôm ở các tỉnh đồng
bằng sông Cửu Long trong các năm 1994-1995 đã ảnh hướng tới 85,000 ha và gây
thiệt hại 294 tỷ đồng. Và trong các năm 2001, 2002 dịch bệnh tôm tiếp tục đe doạ
và gây ảnh hưởng lớn ở khu vực ĐBSCL. Năm 2003, cả nước có 546,757 ha nuôi
tôm nước lợ thương phẩm, trong đó diện tích có tôm nuôi bị bệnh và chết là 30,083
ha. Riêng các tỉnh ven biển từ Đà Nẵng đến Kiên Giang có tới 29,200 ha tôm nuôi
chảy, ngăn chặn sự xâm nhập mặn, ngoài ra nó còn được khai thác phục vụ giao
thông thủy, đánh bắt và NTTS. Nhìn chung, môi trường nước lợ của đầm phá đã tạo
điều kiện thuận lợi cho sự phân bố và phát triển đa dạng của các sinh vật thủy sinh,
mang lại một nguồn lợi thủy sản đáng kể cho cộng đồng 300.000 cư dân sinh sống
ven bờ [62].
Từ năm 1994, tỉnh TT Huế đã xác định NTTS như một ngành kinh tế mũi
nhọn của vùng [83]. Phát triển NTTS, đặc biệt là hoạt động nuôi tôm đã mang lại
diện mạo mới cho vùng đầm phá. Từ các cơ chế, chính sách thông thoáng của Nhà
nước và chính quyền địa phương, người dân TT Huế đã phát triển NTTS một cách ồ
ạt trên các vùng đất ven đầm phá, diện tích nuôi tôm tăng đột biến từ 1,800 ha năm
1999 lên đến 3,200 ha năm 2001 (Sở Thủy sản TT Huế, 2002). Diện tích NTTS của
tỉnh hiện nay là 5,800 ha, trong đó diện tích ao nuôi tôm nước lợ và nước mặn là
3,900 ha, nuôi tôm nước ngọt là 1,900 ha, diện tích nuôi trong năm 2011 ước tính
đạt 5,910 ha [111]. Về sản lượng tôm, năm 2007 ước tính đạt 7,800 tấn trong đó
tôm sú đạt 3,360 tấn. Ngành thuỷ sản đóng vai trò kinh tế-xã hội quan trọng đối với
tỉnh TT Huế với tổng doanh thu xuất khẩu năm 2005 lên đến 6 triệu USD, chiếm
0,23 % của tổng kim ngạch toàn quốc (2,65 tỉ USD).
Tuy nhiên việc quản lý và sử dụng tài nguyên đầm phá chưa hợp lý và sự phát
triển NTTS thiếu quy hoạch đã làm môi trường nước bị ô nhiễm, tôm bị dịch bệnh,
nuôi tôm bị mất mùa, thua lỗ trong những năm gần đây. Tình hình dịch bệnh trên tôm
8
diễn ra và lây lan trên diện rộng làm ảnh hưởng đến kinh tế-xã hội và ô nhiễm nghiêm
trọng môi trường đầm phá (Bảng 1.4). Theo Báo cáo của Sở Thủy sản TT Huế năm
2007, ước tính có 1.052,98 ha ao nuôi tôm bị nhiễm bệnh (chiếm 36,91%), năm 2010,
889,7 ha ao nuôi tôm đã mất trắng do dịch bệnh. Từ chỗ xuất khẩu thủy sản đạt 27 triệu
USD vào năm 2002 thì đến năm 2003 chỉ còn 5 triệu USD, năm 2004 còn 3 triệu USD
[112]. Mãi đến năm 2009, kim ngạch xuất khẩu thủy sản của tỉnh mới tăng lên được
6,3 triệu USD và chỉ chiếm 5% tổng kim ngạch toàn tỉnh [22]; [34].
Bảng 1.4. Diện tích nuôi tôm đến năm 2007 ở các huyện thuộc tỉnh TT Huế
Tên huyện Diện tích nuôi trồng thủy sản (ha)
dùng thuật ngữ này để mô tả những chất được tiết ra bởi một loại vi sinh vật (VSV)
nào đó mà có thể kích thích sự phát triển của sinh vật khác [69]. Parker (1974) lại
cho rằng probiotic là những vi sinh vật (VSV) như vi khuẩn hay nấm men mà có thể
thêm vào thực phẩm giúp cân bằng quần thể VSV trong ruột của sinh vật chủ [85].
Theo Fuller (1989), probiotic là những VSV được sử dụng làm thức ăn bổ sung gây
ra những ảnh hưởng hữu ích lên vật chủ bằng cách ổn định hệ VSV đường ruột
[55]. Năm 1992, Havenaar đã mở rộng định nghĩa về probiotic: Probiotic được định
nghĩa như là sự nuôi cấy riêng lẻ hay hỗn hợp các VSV sống mà có ảnh hưởng có
lợi cho sinh vật chủ bằng cách cải thiện những đặc tính của VSV bản địa. Trên cơ
sở những nghiên cứu gần đây, Salminen và cs. (1999) cho rằng probiotic là các chế
phẩm hay các thành phần có nguồn gốc từ tế bào VSV có tác động có lợi lên vật chủ
[90]. Theo tổ chức Lương Nông Liên Hiệp Quốc/Tổ chức Y tế Thế giới
(FAO/WHO, 2001): “Probiotic là các VSV sống khi được đưa một lượng cần thiết
vào cơ thể sẽ đem lại hiệu quả có lợi cho cơ thể vật chủ” [51]. Một cách tổng quát,
theo Phạm Thị Tuyết Ngân (2007): “Probiotic là hỗn hợp bổ sung mang bản chất
của các VSV sống tác động có lợi đối với vật chủ nhờ cải thiện hệ vi sinh liên kết
với vật chủ hoặc sống tự do trong môi trường, nó giúp cải thiện việc sử dụng thức
ăn hoặc tăng cường giá trị dinh dưỡng của thức ăn, ngoài ra probiotic còn giúp tăng
khả năng đề kháng của vật chủ đối với mầm bệnh hoặc nhờ vào sự cải thiện chất
lượng của môi trường sống” [18].
Thông thường, các chủng VSV có thể sử dụng làm probiotic đã được phân
lập từ VSV bản địa và ngoại sinh của các loài động vật thủy sản. Các loại vi khuẩn
Gram (-), kỵ khí tùy nghi như Vibrio và Pseudomonas tạo thành hệ VSV bản địa
chiếm ưu thế của một loạt các loài cá biển. Ngược với các loài cá nước mặn, hệ
VSV bản địa của các loài cá nước ngọt có xu hướng bao gồm các loài thuộc giống
10
Aeromonas, Plesiomonas, thuộc họ Enterobacteriaceae, và các vi khuẩn kỵ khí bắt
buộc như Bacteroides, Fusubacterium và Eubacterium. Vi khuẩn sản sinh acid
lactic mà phổ biến ở các loài động vật có vú hoặc ruột gia cầm (Bifidobacterium ở
người, Lactobacillus ở động vật gặm nhấm, lợn và gia cầm, Enterococcus ở động
sp., Pseudomonas sp., Brevibacterium sp., Microbacterium sp., và Staphylococus
sp. cũng đóng góp vào quá trình hấp thu chất dinh dưỡng ở cá hồi Bắc cực
(Salvelinus alpinus L.). Ngoài ra, một số vi khuẩn cũng tham gia vào quá trình tiêu
hóa của động vật hai mảnh vỏ bằng cách sản xuất ra các enzyme ngoại bào như
protease, lipase cũng như cung cấp nhiều yếu tố tăng trưởng cần thiết khác. Các
nghiên cứu tương tự cũng được thực hiện đối với quần thể VSV ở tôm trưởng thành
(Penaeus chinensis), cho thấy có sự bổ sung các enzyme thiết yếu cho tiêu hóa và
tổng hợp các chất tương tự như ở động vật. VSV có thể cung cấp nguồn vitamin hay
amino acid cho bộ máy tiêu hóa của vật chủ [74].
1.2.2.5. Tăng cường đáp ứng miễn dịch
Hệ thống đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu có thể được kích thích bởi
probiotic. Các nhà khoa học đã chứng minh được rằng nếu bổ sung bằng cách uống
vi khuẩn Clostridium butyricum cho cá hồi cầu vồng (Oncorhynchus mykiss) sẽ
giúp tăng cường sức đề kháng của cá đối với phẩy khuẩn bằng cách tăng cường hoạt
động thực bào của bạch cầu. Rengpipat và cs. (2000) nhận thấy khi sử dụng
Bacillus sp. (chủng S11) giúp giảm tỷ lệ tôm nhiễm bệnh do khả năng kích hoạt các
tế bào cũng như các đáp ứng miễn dịch dịch thể. Balcazar (2003) cho rằng bổ sung
hỗn hợp vi khuẩn (Bacillus và Vibrio sp.) có ảnh hưởng tích cực đến sự sinh trưởng
và tỷ lệ sống của ấu trùng tôm chân trắng cũng như khả năng chống chịu với các tác
nhân gây bệnh Vibrio harveyi và bệnh đốm trắng do virus gây nên. Hiệu quả bảo vệ
này có được là do tăng cường hoạt động thực bào và hoạt tính kháng khuẩn, dẫn
đến kích thích hệ thống miễn dịch. Ngoài ra, Nikoskelainen và cs. (2003) đã sử
dụng vi khuẩn sinh lactic Lactobacillus rhamnosus (chủng ATCC 53103) với mật
độ 10
5
CFU/g thức ăn, nhận thấy gia tăng khả năng hô hấp ở cá hồi cầu vồng
(Oncorhynchus mykiss) [74].
1.2.2.6. Cải thiện chất lượng nước
Probiotic cũng góp phần cải thiện chất lượng nước trong NTTS. Điều này là
do các vi khuẩn hữu ích trong probiotic có khả năng tham gia vào chu trình tuần
1.2.3. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng probiotic trong nuôi tôm
1.2.3.1. Tình hình sử dụng và hiệu quả của probiotic trong nuôi tôm trên thế giới
Vào những năm cuối của thập kỷ 80, những công bố đầu tiên về kiểm soát
sinh học trong NTTS đã được công nhận và từ đó nhiều nghiên cứu về vấn đề này
không ngừng phát triển. Tuy vậy, cho đến nay, nghiên cứu về sử dụng probiotic
trong NTTS vẫn còn đang ở trong giai đoạn mới mẻ và có nhiều vấn đề cần phải
đầu tư. Những dòng vi khuẩn cơ bản như Vibrio, Pseudomonas, Bacillus và
13
Lactobacillus đã được kiểm chứng và được xem như như những dòng vi sinh hữu
ích trên các đối tượng tôm, cua, nhuyễn thể và cá [59].
Maeda và Nagami (1989) báo cáo về việc sử dụng chế phẩm trợ sinh đã làm
suy giảm mật độ vi khuẩn Vibrio trong ao nuôi do sự cạnh tranh sinh học giữa nhóm
vi khuẩn có lợi và nhóm gây bệnh, tạo điều kiện thuận lợi cho sự sinh trưởng của ấu
trùng tôm, cua [72].
Trong một công trình nghiên cứu khác, Maeda và Liao (1992) đã sử dụng
chủng vi khuẩn PM-4 phân lập từ đất bổ sung vào môi trường ương, nhận thấy có
ảnh hưởng tốt đối với tỷ lệ sống của ấu trùng tôm sú (Penaeus monodon), do chúng
có thể ức chế mầm bệnh [73].
Garriques và Arevalo (1995) đã thí nghiệm bổ sung vi khuẩn Vibrio
alginolyticus vào bể ương ấu trùng tôm (Litopenaeus vannamei) mỗi ngày. Kết quả
cho thấy tỷ lệ sống trung bình và trọng lượng tôm cao nhất trong bể có sử dụng vi
khuẩn hữu ích, tiếp theo là bể được xử lý bằng kháng sinh oxytetracyline, thấp nhất
ở bể đối chứng. Các bể có bổ sung vi khuẩn Vibrio alginolyticus, không thấy xuất
hiện vi khuẩn gây bệnh V. parahaemolyticus, trong khi các nghiệm thức còn lại có
khoảng 10% mẫu có mặt vi khuẩn này [59].
Jiravanichpaisal và Chuaychuwong (1997) sử dụng Lactobacillus sp. trong
nuôi tôm sú để hạn chế bệnh gây ra bởi nhóm Vibrio và bệnh đốm trắng. Các tác giả
đã xác định được hoạt động ức chế của Lactobacillus sp. trên nhóm Vibrio, E. coli
và Staphylococcus sp. [65].
Rengpipat và Rukpratanporn (1998) cho rằng Bacillus S11 là vi khuẩn hữu ích
ao đã chỉ ra rằng một số sản phẩm VSV có tiềm năng để tăng cường môi trường ao
nuôi và sản lượng tôm [75].
Wang và cs. (2005) đã nghiên cứu ảnh hưởng của các chế phẩm trợ sinh
thương mại đến chất lượng nước trong các ao nuôi tôm và kết quả đã cho thấy rằng
các chế phẩm có thể làm giảm đáng kể nồng độ nitrogen và phosphorus trong nước
ao nuôi so với đối chứng [101].
Yanbo Wang và cs. (2006) đã khảo sát tác dụng của các chế phẩm trợ sinh đến
trầm tích của ao nuôi tôm trong suốt 117 ngày của quá trình nuôi. Kết quả đã cho thấy
chế phẩm trợ sinh có thể làm giảm sự tích lũy các chất dinh dưỡng (nitrogen,
15
phosphate và lưu huỳnh) và cải thiện thành phần của các quần thể vi khuẩn trong trầm
tích ao nuôi, và do đó, cung cấp một môi trường trầm tích tốt cho việc nuôi tôm [104].
Lakshmanan R. và P. Soundarapandian (2008) đã đánh giá hiệu quả của các
chế phẩm sinh học thương mại đến việc nuôi tôm sú Penaeus monodon (Fabricius)
ở quy mô lớn. Kết quả đã cho thấy các chế phẩm này đã đóng một vai trò quan
trọng trong tỉ lệ sống sót, phát triển và kháng bệnh của tôm bằng cách bảo đảm các
thông số chất lượng nước tốt trong suốt thời gian nuôi [71].
Xu-xia Zhou và cs. (2009) đã nghiên cứu tác dụng của chế phẩm trợ sinh đến
ấu trùng tôm dựa trên chất lượng nước, tỷ lệ sống sót và hoạt động enzyme tiêu hóa.
Kết quả cho thấy việc bổ sung chế phẩm trợ sinh ở một nồng độ nhất định có thể
làm tăng đáng kể tỷ lệ sống sót và hoạt động của một số enzyme tiêu hóa của ấu
trùng tôm [99].
1.2.3.2. Tình hình sử dụng và hiệu quả của probiotic trong nuôi tôm ở Việt Nam
Ở Việt Nam, hiện có khoảng 150 thương hiệu chế phẩm sinh học đang được
bán với các tên thương mại như Power Pack, Envi Bacillus, Bio Waste…. Các sản
phẩm này chủ yếu là có nguồn gốc từ nước ngoài, một số có nguồn gốc xuất xứ
không rõ ràng [37].
Trong những năm gần đây Bộ Thủy sản (2002a, 2002b) đã cho phép lưu hành
sử dụng nhiều chế phẩm vi sinh và nhiều nơi đã làm quen với việc sử dụng các chế
phẩm vi sinh này và có kết quả khá tốt. Tuy nhiên, cần có một sự đánh giá toàn diện
Ở Sóc Trăng, mô hình nuôi tôm sú bằng chế phẩm vi sinh ES-01 và BS-01 của
Trung tâm nghiên cứu ứng dụng sinh học phục vụ NTTS đã góp phần đưa năng suất
tôm nuôi nhiều trang trại đạt tới 12 tấn/ha/vụ. Nhiều hộ nuôi tôm có xử lý chế phẩm vi
sinh cho thấy môi trường nước luôn ổn định, tôm phát triển nhanh khắc phục được
nhiều khó khăn về thời tiết, môi trường, chi phí đầu tư, dịch bệnh, tăng năng suất [109].
Ở Cà Mau, việc áp dụng mô hình nuôi tôm bằng chế phẩm EM.ZEO bước đầu
mang lại hiệu quả khả quan, giữ cho môi trường của ao luôn sạch, tôm khoẻ mạnh
mà hoàn toàn không sử dụng các loại hoá chất độc hại, kháng sinh. Trong suốt quá
trình nuôi, tôm phát triển tốt và không bị nhiễm bệnh [108].
Nghiên cứu của Nguyễn Thanh Phương (2007), sử dụng kết hợp 3 loại men vi
sinh Ecomarine, Bio-dream, BZT trong ương nuôi ấu trùng tôm càng xanh theo mô
hình nước xanh cải tiến, cho thấy các yếu tố môi trường phù hợp cho sự phát triển
của ấu trùng, men vi sinh góp phần hạn chế số lượng vi khuẩn Vibrio spp trong môi
trường bể ương, với tỷ lệ sống của ương ấu trùng tôm càng xanh khá cao, dao động
từ 59,1-76,6 % [25].
17
Riêng ở TT Huế, theo điều tra của Lê Thị Nam Thuận và cs. (2007), việc sử dụng
chế phẩm sinh học trong nuôi tôm còn rất hạn chế. Chỉ có 10 loại chế phẩm sinh học
được sử dụng, trong đó có tới 90% chế phẩm có nguồn gốc nước ngoài. Hiện nay, chế
phẩm sinh học Bokashi trầu của Trường Đại học Nông Lâm Huế đã được người dân
nuôi tôm địa phương xác nhận có hiệu quả bước đầu. Nhưng các VSV được sử dụng
có nguồn gốc từ chế phẩm EM của Nhật Bản. Đa phần các loại chế phẩm sinh học chỉ
được sử dụng trong các ao nuôi quy mô lớn hay ở các Trung tâm thuộc Sở Thủy sản.
Nguyên nhân của tình trạng này là giá thành của các chế phẩm sinh học còn quá cao so
với mức thu nhập của người dân [37]. Vì vậy, việc tìm ra những VSV bản địa có khả
năng trợ sinh cao cho nuôi tôm là một vấn đề cấp thiết, góp phần quan trọng trong
hướng phát triển bền vững nghề nuôi tôm của tỉnh TT Huế.
Trước thực trạng này, với nỗ lực tìm ra giải pháp khắc phục dịch bệnh trên tôm ở
TT Huế, Ngô Thị Tường Châu và Nguyễn Thị Ngọc Thanh (2007) đã tiến hành phân
lập và tuyển chọn các chủng VSV có khả năng phân giải chất hữu cơ cao từ nước thải
giữ vai trò quan trọng trong quá trình tiêu hóa ở mối [30].
1.3.1.2. Đặc điểm hình thái và sự hình thành bào tử của xạ khuẩn
* Khuẩn lạc
Đặc điểm nổi bật của xạ khuẩn là có hệ sợi phát triển, phân nhánh mạnh và
không có vách ngăn (chỉ trừ cuống bào tử khi hình thành bào tử). Đường kính hệ sợi
của xạ khuẩn khoảng từ 0,1-0,5 µm.
Khuẩn lạc của xạ khuẩn thường chắc, xù xì có dạng da, dạng vôi, dạng
nhung tơ hay dạng màng dẻo. Khuẩn lạc xạ khuẩn có màu sắc khác nhau: đỏ, da
cam, vàng, nâu, xám, trắng…tuỳ thuộc vào loài và điều kiện ngoại cảnh. Kích thước
và hình dạng của khuẩn lạc có thể thay đổi tuỳ loài và tuỳ vào điều kiện nuôi cấy
như thành phần môi trường, nhiệt độ, độ ẩm…Đường kính mỗi khuẩn lạc chỉ chừng
0,5-2 mm nhưng cũng có khuẩn lạc đạt tới đường kính 1cm hoặc lớn hơn.
* Khuẩn ty
Trên môi trường đặc, hệ sợi của xạ khuẩn phát triển thành 2 loại: một loại
cắm sâu vào môi trường gọi là hệ sợi cơ chất (khuẩn ty cơ chất) làm nhiệm vụ hấp
thu chất dinh dưỡng. Một loại phát triển trên bề mặt thạch gọi là hệ sợi khí sinh
(khuẩn ty khí sinh) với chức năng chủ yếu là sinh sản [10].
* Sự hình thành bào tử của xạ khuẩn
Xạ khuẩn sinh sản sinh dưỡng bằng bào tử. Bào tử được hình thành trên các
nhánh phân hóa từ khuẩn ty khí sinh được gọi là cuống sinh bào tử. Cuống sinh bào
tử ở các loài xạ khuẩn có kích thước và hình dạng khác nhau. Có loài dài tới 100-
19
200 nm, có loài chỉ khoảng 20-30 nm. Có loài cấu trúc theo hình lượn sóng, có loài
lò xo hay xoắn ốc. Sắp xếp của cuống sinh bào tử cũng khác nhau. Chúng có thể sắp
xếp theo kiểu mọc đơn, mọc đôi, mọc vòng hoặc từng chùm. Đặc điểm hình dạng
của cuống sinh bào tử là một tiêu chuẩn phân loại xạ khuẩn [26].
1.3.2. Xạ khuẩn thuộc giống Streptomyces
Giống Streptomyces là một giống xạ khuẩn bậc cao được Wakman và
Henrici đặt tên năm 1943. Đây là giống có số lượng loài được mô tả lớn nhất. Các
đại diện cho giống này có hệ sợ khí sinh và hệ sợi cơ chất phát triển phân nhánh.
chất chống ký sinh trùng [27].
Xạ khuẩn sản sinh một lượng lớn kháng sinh với những cấu trúc hóa học đa
dạng. Tuy nhiên, không phải tất cả các chủng xạ khuẩn đều sinh kháng sinh và vai
trò của kháng sinh trong chu trình sống của xạ khuẩn cũng chưa được hiểu rõ.
Kháng sinh là sản phẩm cuối cùng của quá trình chuyển hóa, được tích lũy bên
trong tế bào hay được phóng thích ra ngoài môi trường. Các chủng xạ khuẩn thuộc
cùng một loài có thể sản sinh các loại kháng sinh khác nhau; mặt khác, các chủng
thuộc các loài khác nhau có thể sản sinh cùng loại kháng sinh. Có nhiều quan điểm
khác nhau về khả năng hình thành chất kháng sinh (CKS). Một số tác giả cho rằng
sự hình thành CKS là do cơ chế giúp cho VSV tồn tại trong môi trường tự nhiên. Số
khác cho rằng, sự hình thành CKS là do sự cạnh tranh trong môi trường dinh dưỡng.
Hầu hết các tác giả cho rằng kháng sinh là sản phẩm chuyển hóa thứ cấp được hình
thành vào cuối pha lũy thừa, đầu pha cân bằng của chu kỳ sinh trưởng [10]; [30].
Ngoài ra, xạ khuẩn cũng sản sinh nhiều loại enzyme ngoại bào như amylase,
protease và lipase, góp phần quan trọng trong vòng tuần hoàn chuyển hóa các hợp
chất hữu cơ nhằm cải thiện chất lượng nước trong các ao nuôi tôm, tạo điều kiện
thuận lợi cho tôm sinh trưởng nhanh và hạn chế dịch bệnh xảy ra.
Hơn nữa, một số loài xạ khuẩn biển có khả năng tổng hợp các hợp chất
siderophore để thu hút sắt vốn rất ít trong nước biển. Đặc điểm này giúp xạ khuẩn
chiếm ưu thế trong cuộc cạnh tranh sắt với các VSV gây bệnh [18].
1.3.4. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng xạ khuẩn trong nuôi tôm
Surajit và cs. (2006) cho biết xạ khuẩn phân bố rộng rãi trong đại dương và
các hệ sinh thái nước mặn. Xạ khuẩn có khả năng chịu nhiệt, chịu hạn do có thể tồn
21
tại lâu trong môi trường nhờ khả năng hình thành bào tử. Đây là một đặc điểm quan
trọng góp phần đảm bảo sự thành công khi áp dụng xạ khuẩn vào mục đích trợ sinh
trong NTTS nói chung và nuôi tôm nước lợ nói riêng [96].
Xạ khuẩn biển đặc biệt là giống Streptomyces thường tồn tại rất phổ biến
trong môi trường nước biển, được xem là VSV có tiềm năng trợ sinh cao. Nghiên
cứu sử dụng xạ khuẩn biển là một hướng mới, trong đó sử dụng xạ khuẩn biển làm
(phổ biến là urea và formamide). Khi dsDNA bị biến tính, tinh linh động của phân
tử chậm hơn đáng kể so với các phân tử DNA xoắn kép [76]. Tuy rằng tốc độ dịch
chuyển khác nhau của phân tử DNA trong gel biến thiên nồng độ chất biến tính
được cho là liên quan đến hàm lượng GC, nhưng thực tế có thể phức tạp hơn nhiều.
Fischer và Lerman (1980) cho rằng phân tử dsDNA dịch chuyển trong gel gradient
biến tính cho đến điểm nóng chảy ổn định của nó [53]. Do đó, sự thay đổi trình tự
nucleotide trong vùng nóng chảy ảnh hưởng đáng kể đến khả năng di của toàn thể
phân tử DNA đó. Hơn nữa, một trình tự dài giàu GC có thể được gắn vào với một
trong số các mồi cho phản ứng PCR [78]. Trình tự dài khoảng 40-60 cặp base này
được gọi là “kẹp GC” và gắn tại vị trí 5’ của mồi xuôi và cũng được khuếch đại lên
cùng với các bản sao trong suốt phản ứng PCR. PCR với “kẹp GC” sẽ giúp tạo ra
các sản phẩm có 1 đầu có nhiệt độ biến tính rất cao. Sản phẩm PCR chạy qua gel do
đó sẽ chỉ biến tính một phần. Kẹp GC có tác dụng ngăn cản sự biến tính hoàn toàn
của sản phẩm PCR, giữ cho chúng vẫn ở dạng sợi đôi. Các đoạn DNA có dạng hình
chữ “Y” sẽ bị giữ lại tại vị trí mà chúng bắt đầu bị biến tính ở trên gel [60]; [64].
Muyzer và cs. (1993) là những người tiên phong trong việc ứng dụng DGGE
vào lĩnh vực sinh thái VSV. Trong nghiên cứu này, ông đã mô tả đặc điểm của một
quần thể VSV phức tạp bằng phản ứng PCR-DGGE dựa trên các gen của ribosome
(rRNA). Kỹ thuật DGGE sử dụng các gen 16S rRNA vì chúng hiện diện trong bộ
gen của tất cả các vi sinh vật, đây là một cấu trúc bảo tồn cao, và có sự kết hợp xen
kẽ giữa các cấu trúc bảo tồn cao và vùng biến động cao. Việc thiết kế mồi cho phản
ứng PCR chủ yếu dựa trên các vùng bảo tồn, trong khi các vùng biến động cung cấp
trình tự tiến hóa cho việc phân tích phát sinh loài và cho sự phân tách bởi DGGE.
Đầu tiên, Muyzer và cs. (1993) tiến hành khuếch đại vùng biến động thứ 3 (V3) của
23
tiểu đơn vị nhỏ gen mã hóa rRNA 16S vi khuẩn từ vị trí 341 đến 534 (dựa theo trình
tự E. coli). DNA tổng số được tách chiết từ mẫu môi trường được khuếch đại bằng
PCR với mồi đặc hiệu cho hầu hết gen 16S rRNA của vi khuẩn. Sản phẩm khuếch
đại sau đó được sử dụng cho phân tích DGGE, kết quả cho thấy các băng của vi
khuẩn tại chỗ chiếm ưu thế [60]. Khuếch đại PCR vùng V3 và V5 của gen 16S
Kỹ thuật DGGE được sử dụng cho nhiều mục đích trong lĩnh vực sinh thái
VSV. Ứng dụng đầu tiên và phổ biến nhất là phát hiện và so sánh mức độ đa dạng
của quần thể VSV trong các môi trường khác nhau. Ngoài ra, các nhà khoa học
cũng ứng dụng kỹ thuật này để phân tích sự biến động trong cấu trúc quần thể VSV
theo thời gian [97].
Muyzer và cs. (1993) đã sử dụng kỹ thuật DGGE để nghiên cứu đa dạng di
truyền quần thể VSV trong môi trường. Qua nghiên cứu này, các tác giả đã tìm ra
chủng vi khuẩn khử sulfate kị khí mà không phát triển khi nuôi trong điều kiện hiếu
khí. Năm 1994, Muyzer cùng với De Wall đã tiếp tục nghiên cứu và cải tiến kỹ
thuật này, hai ông đã cắt các băng DNA sau điện di DGGE ra khỏi gel và đem đi
phân tích trình tự [21]. Từ đó, kỹ thuật DGGE ngày càng hoàn thiện hơn và trở
thành một quy trình chuẩn để nghiên cứu đa dạng VSV.
Zhang và cs. (2009) đã nghiên cứu cấu trúc quần thể vi khuẩn và mối quan
hệ giữa các biến động của môi trường đến quần thể này trong các mẫu trầm tích thu
được từ các hệ sinh thái rừng ngập mặn nhiệt đới ở Tam Á thuộc đảo Hải Nam,
Trung Quốc. Dữ liệu về quần thể vi khuẩn ở nơi đây được tạo ra nhờ nuôi cấy,
PCR-DGGE và kết quả thống kê cho thấy sự đa dạng trong thành phần loài ở các
địa điểm và thời gian thu mẫu khác nhau. Người ta cũng nhận thấy nồng độ carbon
hữu cơ trong mẫu trầm tích ảnh hưởng đáng kể đến sự biến động trong thành phần
các loài ưu thế. Kết quả giải trình tự 17 băng dại diện sau DGGE và so sánh trên
BLAST đã xác định các loài vi khuẩn chiếm ưu thế với các nhóm phân loại khác
nhau, có thể kể đến như Proteobacteria, Bacteroidetes, Gemmatimonadetes,
Actinobacteria và Firmicutes [103].
25
Copyright: Tài liệu đại học ©