Bacillus velezensis: Giải Pháp Sinh Học Kiểm Soát AHPND Trong Nuôi Tôm

Bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (Acute Hepatopancreatic Necrosis Disease - AHPND) là một trong những thách thức nghiêm trọng đối với ngành nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là nuôi tôm. Bệnh này do các loài Vibrio spp., mà chủ yếu là Vibrio parahaemolyticus mang plasmid độc lực, gây ra. Kể từ khi được phát hiện lần đầu vào năm 2009 tại Trung Quốc, AHPND đã lan rộng sang nhiều quốc gia sản xuất tôm lớn như Việt Nam, Thái Lan, Mexico, và các nước ở Mỹ Latinh, gây thiệt hại kinh tế đáng kể.

Triệu chứng chính của AHPND bao gồm sự teo nhỏ của gan tụy, màu nhợt nhạt, và tôm chết hàng loạt trong giai đoạn đầu của chu kỳ nuôi. Điều này không chỉ làm giảm năng suất mà còn đẩy chi phí sản xuất tăng cao, làm mất cân bằng hệ sinh thái trong ao nuôi.

Bacillus velezensis: Tiềm năng kiểm soát Vibrio spp. và AHPND

Nghiên cứu tại Jeju, Hàn Quốc, đã mang đến bước đột phá trong việc sử dụng chế phẩm sinh học Bacillus để kiểm soát Vibrio spp. và phòng ngừa AHPND. Đặc biệt, các chủng Bacillus velezensis (B1 và B3) được phân lập từ nước biển đã chứng minh hiệu quả cao trong việc ức chế Vibrio spp., bao gồm cả chủng Vibrio parahaemolyticus mang độc lực gây AHPND.

Hoạt tính kháng khuẩn của Bacillus

Các thử nghiệm cảm nhiễm đã chỉ ra rằng B1 và B3 có khả năng ức chế mạnh mẽ 12 chủng Vibrio khác nhau, bao gồm 10 chủng gây AHPND và 2 chủng không gây AHPND. Điều này cho thấy tiềm năng ứng dụng rộng rãi của Bacillus velezensis trong việc quản lý Vibrio spp. không chỉ tại Hàn Quốc mà còn tại các khu vực khác như Mỹ Latinh, Việt Nam, Thái Lan và Hoa Kỳ.

Tăng cường tỷ lệ sống và sức khỏe của tôm

Khi thử nghiệm trên tôm, nhóm điều trị sử dụng Bacillus (đặc biệt là chủng B1) cho thấy tỷ lệ sống cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng. Bacillus không chỉ giảm tỷ lệ chết khi tôm bị nhiễm Vibrio parahaemolyticus AHPND, mà còn giúp duy trì sức khỏe tổng thể của tôm.

An toàn sinh học của Bacillus đối với tôm

Một trong những mối quan ngại lớn khi ứng dụng chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản là đảm bảo an toàn sinh học. Nghiên cứu cho thấy các chủng Bacillus không gây hại đến tôm, minh chứng qua mô bệnh học của gan tụy, nơi không có thay đổi đáng kể nào giữa nhóm xử lý Bacillus và nhóm đối chứng. Điều này làm tăng niềm tin vào việc sử dụng Bacillus velezensis trong nuôi tôm thương phẩm.

Cơ chế hoạt động của Bacillus trong phòng ngừa AHPND

Ức chế Vibrio thông qua sự cạnh tranh sinh học

Bacillus velezensis là vi khuẩn Gram dương, tạo ra nhiều hợp chất kháng khuẩn tự nhiên như bacillomycin, fengycin, và iturin. Những hợp chất này giúp Bacillus cạnh tranh với Vibrio spp., ức chế sự phát triển của chúng bằng cách phá hủy màng tế bào và ngăn chặn sự tăng sinh.

Tăng cường miễn dịch cho tôm

Bacillus không chỉ ức chế mầm bệnh mà còn kích thích hệ thống miễn dịch tự nhiên của tôm. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng Bacillus có khả năng kích hoạt phản ứng miễn dịch, bao gồm việc tăng cường hoạt động của các tế bào máu (hemocyte) và cải thiện khả năng thực bào, Cải thiện chất lượng nước và quản lý chất thải

Một lợi ích quan trọng khác của Bacillus là khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ trong ao nuôi, làm giảm sự tích tụ chất thải và hạn chế sự phát triển của Vibrio spp. Bacillus velezensis có thể làm giảm hàm lượng ammonia, nitrite và hydrogen sulfide trong nước, giúp duy trì môi trường ao nuôi ổn định hơn.

Ứng dụng thực tiễn và chiến lược triển khai Bacillus trong nuôi tôm

Ứng dụng trong quản lý ao nuôi

• Sử dụng trực tiếp Bacillus velezensis trong ao: Bacillus có thể được bổ sung trực tiếp vào nước ao hoặc trộn vào thức ăn để tăng cường hiệu quả.
• Duy trì mật độ vi khuẩn có lợi: Đảm bảo một mật độ Bacillus đủ lớn trong ao để cạnh tranh hiệu quả với Vibrio spp.

Kết hợp với các biện pháp khác

• Quản lý chất lượng nước: Kết hợp Bacillus với việc kiểm soát các yếu tố môi trường như pH, nồng độ oxy hòa tan và nhiệt độ.
• Chương trình phòng ngừa tổng hợp: Kết hợp Bacillus với các chế phẩm sinh học khác hoặc phương pháp vật lý như tuần hoàn nước và xử lý đáy ao.

Lợi ích kinh tế và tiềm năng phát triển bền vững

Giảm thiệt hại kinh tế

Việc ứng dụng Bacillus velezensis giúp giảm tỷ lệ chết của tôm do AHPND, từ đó tăng sản lượng và giảm thiệt hại kinh tế. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các quốc gia phụ thuộc vào ngành xuất khẩu tôm như Việt Nam và Ecuador.

Đóng góp vào phát triển bền vững

Bacillus velezensis là một giải pháp thân thiện với môi trường, thay thế việc sử dụng kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản. Điều này không chỉ giúp bảo vệ hệ sinh thái mà còn đáp ứng yêu cầu ngày càng khắt khe của thị trường quốc tế về sản phẩm thủy sản an toàn, không kháng sinh.

Thách thức và hướng nghiên cứu tương lai

Thách thức trong việc duy trì hiệu quả

Việc duy trì hiệu quả của Bacillus velezensis trong các môi trường ao nuôi khác nhau đòi hỏi sự nghiên cứu sâu hơn, đặc biệt về cách tối ưu hóa liều lượng và thời gian bổ sung.

Nghiên cứu dài hạn

Cần có các nghiên cứu dài hạn để đánh giá tác động của Bacillus lên hệ sinh thái và sức khỏe tôm trong các điều kiện nuôi trồng khác nhau.

Phát triển sản phẩm thương mại

Phát triển các chế phẩm sinh học Bacillus velezensis dạng bột hoặc viên nang, dễ bảo quản và sử dụng, sẽ là một hướng đi tiềm năng để mở rộng ứng dụng của vi khuẩn này trên quy mô 

Nghiên cứu tại Jeju, Hàn Quốc, đã chứng minh tiềm năng to lớn của Bacillus velezensis trong việc kiểm soát Vibrio spp. và phòng ngừa AHPND trên tôm. Bacillus không chỉ mang lại hiệu quả trong việc giảm tỷ lệ chết do bệnh mà còn góp phần cải thiện chất lượng nước và môi trường ao nuôi.

Việc ứng dụng Bacillus velezensis không chỉ giúp ngành nuôi tôm vượt qua thách thức lớn từ bệnh AHPND mà còn định hướng phát triển bền vững, giảm phụ thuộc vào kháng sinh và bảo vệ môi trường. Với tiềm năng này, Bacillus velezensis hứa hẹn trở thành một giải pháp sinh học chủ lực trong quản lý dịch bệnh thủy sản toàn cầu.