Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Cá rô phi (Oreochromis sp.) là một trong những đối tượng thủy sản nước ngọt được nuôi phổ biến hàng đầu tại Việt Nam và trên thế giới nhờ tốc độ tăng trưởng nhanh, hàm lượng dinh dưỡng cao và khả năng thích ứng tốt với nhiều loại hình thủy vực. Tuy nhiên, sự phát triển nhanh chóng của các mô hình nuôi thâm canh và bán thâm canh với mật độ cao đã làm suy giảm chất lượng nước và gia tăng áp lực dịch bệnh. Trong số các tác nhân vi sinh vật gây hại, vi khuẩn liên cầu thuộc chi Streptococcus — đặc biệt là Streptococcus agalactiae — là mối đe dọa nghiêm trọng nhất. Nhóm vi khuẩn này có thể gây tỷ lệ tử vong lên tới 70% ở cá rô phi chỉ trong vòng 7 ngày (Wongsathein, 2012), gây thiệt hại toàn cầu ước tính khoảng 150 triệu USD mỗi năm (Shoemaker và Klesius, 1997). Tại Việt Nam, tần suất xuất hiện S. agalactiae tại các vùng nuôi trọng điểm như An Giang và Vĩnh Long rất cao, với tỷ lệ cảm nhiễm dao động từ 95% đến 100% ở cá thương phẩm có khối lượng từ trên 100 g đến 1 kg, gây ra các triệu chứng điển hình như lồi phù mắt, xuất huyết nội tạng và chết hàng loạt (Đinh Thị Thủy, 2007; Lê Văn Hậu và ctv, 2022).

Thực tế sản xuất cho thấy người nuôi cá thường sử dụng kháng sinh để phòng trị bệnh, song phương pháp này bộc lộ nhiều hệ lụy nghiêm trọng: làm gia tăng các dòng vi khuẩn kháng thuốc (Smith và ctv, 1994), để lại dư lượng hóa chất trong mô cơ thủy sản gây nguy hại sức khỏe người tiêu dùng và làm mất cân bằng hệ vi sinh vật môi trường nước (Depaola và ctv, 1995). Do đó, xu hướng ứng dụng vi sinh vật có lợi (probiotic) nhằm đối kháng tự nhiên và kiểm soát sinh học mầm bệnh ngày càng nhận được sự quan tâm lớn (Gatesoupe, 1999; Irianto và Austin, 2002; Vine và ctv, 2006). Trong đó, các vi khuẩn thuộc chi Bacillus được xem là ứng viên probiotic hàng đầu nhờ khả năng sinh nha bào bền vững, tiết enzyme tiêu hóa và sản sinh các peptide kháng khuẩn tự nhiên. Nhằm tìm kiếm các dòng vi khuẩn tiềm năng phục vụ sản xuất chế phẩm sinh học xử lý bệnh trên cá rô phi, khóa luận được thực hiện với các định hướng cụ thể:

  • Mục tiêu nghiên cứu: Chọn lọc các chủng Bacillus spp. triển vọng từ bộ sưu tập giống chủng vi sinh có khả năng đối kháng Streptococcus agalactiae gây bệnh phù mắt, xuất huyết trên cá rô phi (Oreochromis sp.), hướng đến sản xuất chế phẩm sinh học probiotic phòng bệnh hiệu quả.
  • Nhiệm vụ nghiên cứu:
    1. Nội dung 1: Chọn lọc các chủng Bacillus spp. có tính đối kháng tốt với vi khuẩn Streptococcus agalactiae gây bệnh phù mắt, xuất huyết trên cá rô phi.
    2. Nội dung 2: Khảo sát điều kiện môi trường (pH và nồng độ NaCl) ảnh hưởng đến hoạt tính đối kháng của các chủng Bacillus spp. được chọn lọc.
    3. Nội dung 3: Đánh giá khả năng đối kháng in vitro khi đồng nuôi cấy chủng Bacillus spp. chọn lọc với chủng vi khuẩn Streptococcus agalactiae trong điều kiện môi trường lỏng.
  • Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
    • Đối tượng nghiên cứu: Bộ sưu tập 32 chủng Bacillus spp. (phân lập từ bùn đáy ao và nước ao nuôi, đã được định danh phân tử vùng gen 16S rRNA) và 3 chủng Streptococcus agalactiae kiểm định đại diện cho ba vùng địa lý gồm S.AG5 (An Giang), S.Q99 (TP. Hồ Chí Minh) và S.VL40 (Vĩnh Long).
    • Không gian nghiên cứu: Phòng Công nghệ Sinh học Thủy sản – Trung tâm Công nghệ Sinh học Thành phố Hồ Chí Minh.
    • Thời gian thực hiện: Từ tháng 12/2022 đến tháng 06/2023.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và sinh học thực nghiệm

  • Đặc điểm sinh học cá rô phi (Oreochromis sp.): Thuộc bộ Cá vược (Perciformes), họ Cá rô phi (Cichlidae). Cá thích nghi nhiệt độ 28 – 30°C, chịu được độ mặn tới 35‰, ngưỡng oxy hòa tan giới hạn trên 0,7 – 1,0 mg/L và dải pH tối ưu từ 6,5 – 8,5 (Balarin và Haller, 1982; Philipart và Ruwet, 1982). Cá ăn tạp, dễ nuôi nhưng nhạy cảm với các đợt bùng phát mầm bệnh vi khuẩn khi nuôi mật độ cao.
  • Tác nhân Streptococcus agalactiae: Thuộc liên cầu khuẩn nhóm B (GBS). Đây là vi khuẩn Gram dương, hình cầu hoặc chuỗi hạt, oxidase (-), catalase (-), không di động, không sinh nha bào, tạo khuẩn lạc tròn lồi màu trắng đục kích thước khoảng 1 mm trên môi trường thạch Tryptic Soy Agar (TSA) và gây tan huyết beta trên thạch máu (Barrow và ctv, 1993). Vi khuẩn phát triển tốt ở 30 – 37°C, gây xuất huyết mang, tụ huyết gan, thận, lách và viêm màng não, phù mắt ở cá (Phạm Hồng Quân và ctv, 2013).
  • Đặc tính của vi khuẩn Bacillus spp. có lợi: Trực khuẩn Gram dương, catalase dương tính, hiếu khí hoặc kỵ khí tùy nghi, kích thước tế bào 0,3 – 1,0 µm × 2,5 – 10,0 µm. Đặc điểm ưu việt của chi này là khả năng sinh nội bào tử dạng oval chịu nhiệt, bền với bức xạ, áp suất thẩm thấu và hóa chất khử trùng (Sargent, 1975; Trần Thị Thu Hiền, 2010). Chúng có khả năng tiết ra nhiều enzyme ngoại bào (amylase, cellulase, protease) cùng các chất biến dưỡng thứ cấp và peptide kháng khuẩn giúp cạnh tranh dinh dưỡng và ức chế mầm bệnh (Vaseeharan và ctv, 2003; Ziaei-Nejad và ctv, 2006).

Phương pháp nghiên cứu và vật liệu

  • Vật liệu và môi trường: Sử dụng môi trường khoáng kích thích sinh bào tử DSM, môi trường dinh dưỡng Tryptic Soy Broth (TSB), Tryptic Soy Agar (TSA), môi trường thạch Muller Hinton Agar (MHA) của hãng Himedia và Merck. Sử dụng kháng sinh Trimethoprim (2,5 µg/L) bổ sung vào môi trường TSA nhằm ức chế chọn lọc vi khuẩn Bacillus spp., cho phép đếm riêng biệt khuẩn lạc S. agalactiae trong thí nghiệm nuôi chung.
  • Phương pháp khuếch tán giếng thạch (Agar well diffusion): Hoạt hóa chủng vi khuẩn kiểm định S. agalactiae đến độ đục $OD_{620} = 0,5$ ($10^5 \text{ CFU/mL}$), trải đều 100 µL lên đĩa MHA. Dùng ống đục lỗ vô trùng tạo các giếng thạch đường kính 6 mm. Hút 30 µL dịch huyền phù Bacillus spp. ($OD_{620} = 1,2$, tương đương $10^8 \text{ CFU/mL}$) nhỏ vào giếng, ủ ở 28°C trong 24 giờ. Đánh giá tính kháng dựa trên đường kính vòng vô khuẩn $D$ (mm) theo tiêu chuẩn Faikoh và ctv (2014): không đối kháng ($D = 0 \text{ mm}$), đối kháng yếu ($D < 7,5 \text{ mm}$), đối kháng trung bình ($7,5 \le D \le 15 \text{ mm}$), đối kháng mạnh ($D > 15 \text{ mm}$). Đơn vị hoạt tính kháng khuẩn ($AU/\text{mL}$) được tính theo công thức Iyapparaj và cs. (2013):

$$\text{AU/mL} = \frac{D \times 1000}{V}$$

trong đó $V$ là thể tích dịch vi khuẩn nhỏ vào giếng (30 µL).

  • Phương pháp khảo sát ảnh hưởng của pH và độ mặn (NaCl): Nuôi cấy các chủng Bacillus được tuyển chọn trong bình chứa TSB lỏng với dải pH điều chỉnh từ 4, 5, 6, 7, 8 đến 9 và dải nồng độ NaCl bổ sung gồm 0%, 1%, 2% và 3%. Ủ lắc 37°C, 200 vòng/phút trong 18 – 24 giờ. Xác định mật độ tế bào vi khuẩn bằng đo quang phổ ($OD_{620}$) và đếm khuẩn lạc cấy trải trên TSA, sau đó kiểm tra đường kính vòng kháng khuẩn $D$ (mm) đối kháng với 3 chủng S. agalactiae.
  • Phương pháp đồng nuôi cấy in vitro trong môi trường lỏng: Phối trộn dịch nuôi cấy của từng chủng Bacillus tuyển chọn và S. agalactiae VL40 theo tỷ lệ thể tích tương ứng để đạt mật độ ban đầu cân bằng 1:1 trong 100 mL TSB (đã tối ưu pH 7 và 2% NaCl). Nuôi lắc ở 28°C, 200 vòng/phút. Thu mẫu tại các thời điểm 0, 12, 24, 36, 48, 60 và 72 giờ. Mật độ S. agalactiae được xác định bằng phương pháp nhỏ giọt pha loãng trên đĩa thạch TSA chứa Trimethoprim (2,5 µg/L); mật độ Bacillus được xác định trên đĩa TSA thường. Các nghiệm thức nuôi cấy đơn lẻ từng chủng được vận hành song song làm đối chứng.
  • Phương pháp xử lý số liệu: Dữ liệu từ 3 lần lặp lại được biểu diễn dưới dạng giá trị trung bình $\pm$ độ lệch chuẩn ($X \pm SD$). Xử lý thống kê bằng phần mềm Minitab 18 thông qua phân tích phương sai một yếu tố (One-way ANOVA) và kiểm định so sánh đa biến Tukey (Tukey's Multiple Comparison Test) ở mức ý nghĩa $p < 0,05$.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương này nêu bật thực trạng nghề nuôi cá rô phi tại Việt Nam, sự suy thoái môi trường do nuôi thâm canh và tác hại nghiêm trọng của dịch bệnh xuất huyết, phù mắt do liên cầu khuẩn Streptococcus agalactiae. Tác giả phân tích những hạn chế của việc lạm dụng hóa chất kháng sinh, khẳng định tính cấp thiết của hướng tiếp cận probiotic vi sinh vật an toàn sinh học. Từ đó, chương đề ra mục tiêu tổng quát, 3 nội dung thực hiện cụ thể và phạm vi giới hạn của đề tài tại TP. Hồ Chí Minh.

Chương 2: Tổng quan tài liệu

Tác giả hệ thống hóa các tư liệu khoa học trong và ngoài nước liên quan đến đề tài:

  • Đặc điểm phân loại, sinh lý, dinh dưỡng và điều kiện môi trường sống của cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus) và cá điêu hồng (Oreochromis sp.).
  • Tình hình nghiên cứu dịch bệnh liên cầu khuẩn trên thế giới (Thái Lan, Indonesia, Malaysia, Trung Quốc) và tại Việt Nam (các đợt bùng phát lớn năm 2009 tại miền Bắc và dịch bệnh tại An Giang, Vĩnh Long).
  • Đặc tính sinh học, cơ chế xâm nhiễm, độc lực và tổn thương mô bệnh học (gan, lách, thận, màng não) của Streptococcus agalactiae.
  • Tổng quan về chi Bacillus: hình thái, cấu trúc nha bào, cơ chế tổng hợp kháng sinh sinh học, enzyme tiêu hóa và các nghiên cứu ứng dụng loài B. subtilis, B. pumilus, B. licheniformis, B. amyloliquefaciens làm probiotic đường ruột và cải thiện môi trường nước thủy sản.

Chương 3: Vật liệu và phương pháp

Trình bày chi tiết cơ sở vật chất, trang thiết bị phòng thí nghiệm (tủ đông âm 80°C, máy ly tâm lạnh Eppendorf 5415R, máy đo quang phổ Thermo, tủ an toàn sinh học cấp 2) và thành phần hóa chất các môi trường nuôi cấy (DSM, TSA, TSB, MHA). Mô tả quy trình thực nghiệm chuẩn hóa của 3 thí nghiệm chính: (1) Sàng lọc đối kháng bằng phương pháp khuếch tán giếng thạch; (2) Khảo sát ảnh hưởng của dải pH (4 – 9) và nồng độ muối NaCl (0 – 3%); (3) Khảo sát động thái sinh trưởng đồng nuôi cấy vi khuẩn đối kháng trong môi trường lỏng từ 0 đến 72 giờ; cùng phương pháp xử lý thống kê bằng Minitab 18.

Chương 4: Kết quả và thảo luận

Chương tập trung toàn bộ dữ liệu thực nghiệm qua ba giai đoạn nghiên cứu:

  • Thí nghiệm 1: Sàng lọc 32 chủng Bacillus spp., phát hiện 13 chủng có hoạt tính đối kháng với 3 chủng S. agalactiae. Tuyển chọn được 3 chủng có hoạt tính ức chế mạnh nhất gồm BS2, RP16 và B21 ($D > 15 \text{ mm}$). Chủng BS2 tạo vòng ức chế lớn nhất đối với chủng S.VL40 ($22,50 \pm 0,50 \text{ mm}$).
  • Thí nghiệm 2: Xác định điều kiện môi trường ảnh hưởng đến hoạt tính đối kháng:
    • Ảnh hưởng của pH: Tại pH 4, cả 3 chủng đều mất hoạt tính kháng khuẩn ($D = 0 \text{ mm}$). Đường kính vòng vô khuẩn phát triển mạnh ở dải pH 6 – 8, đạt giá trị cực đại tại pH 7 (chủng B21 đạt $D$ từ 15,16 đến 23,16 mm; mật độ đạt $5,16 \times 10^7 \text{ CFU/mL}$).
    • Ảnh hưởng của NaCl: Các chủng duy trì khả năng sinh trưởng và tạo hoạt tính đối kháng tốt ở nồng độ NaCl từ 1% đến 2%, trong đó bổ sung 2% NaCl giúp chủng B21 đạt mật độ tế bào cao nhất ($8,46 \times 10^7 \text{ CFU/mL}$) và đường kính vòng vô khuẩn từ 16,5 đến 21,5 mm.
  • Thí nghiệm 3: Đánh giá động thái đồng nuôi cấy trong môi trường lỏng TSB (pH 7; 2% NaCl) với chủng kiểm định S.VL40. Cả 3 chủng Bacillus đều thể hiện khả năng cạnh tranh dinh dưỡng và ức chế mầm bệnh rõ rệt: sau 12 giờ, mật độ S.VL40 bắt đầu giảm sâu; sau 24 – 36 giờ, số lượng vi khuẩn gây bệnh giảm từ $10^6 \text{ CFU/mL}$ xuống dưới $10^2 \text{ CFU/mL}$ hoặc $1 \text{ CFU/mL}$; và đến mốc 48 giờ, vi khuẩn S. agalactiae bị tiêu diệt hoàn toàn (mật độ đạt 0 CFU/mL) và không còn khả năng tái sinh trưởng đến 72 giờ.
Nghiệm thức chủng Đường kính vòng vô khuẩn cực đại trên đĩa thạch ($D$, mm) Mật độ tế bào tối ưu tại pH 7 ($CFU/mL$) Thời điểm ức chế hoàn toàn S.VL40 trong môi trường lỏng (Giờ)
Bacillus BS2 $22,50 \pm 0,50$ (đối kháng S.VL40) $3,85 \times 10^7$ 48 giờ
Bacillus RP16 $21,33 \pm 3,22$ (đối kháng S.VL40) $7,42 \times 10^7$ 48 giờ
Bacillus B21 $23,16 \pm 1,01$ (đối kháng S.VL40) $5,16 \times 10^7$ 36 – 48 giờ

Chương 5: Kết luận và đề nghị

Đưa ra kết luận tổng hợp về 3 chủng Bacillus có triển vọng cao nhất (BS2, RP16, B21), xác định thông số môi trường nuôi cấy tối ưu (pH 7, 2% NaCl) và thời gian ức chế mầm bệnh (36 – 48 giờ). Đề xuất tiếp tục nghiên cứu thử nghiệm in vivo trên mô hình cá nuôi thực tế, tối ưu hóa công nghệ lên men thu sinh khối và bào tử để phát triển chế phẩm probiotic hoàn chỉnh.


Kết quả và đóng góp

Kết quả định lượng chi tiết

  1. Sàng lọc hoạt tính đối kháng chủng giống: Từ bộ sưu tập 32 chủng Bacillus spp. ban đầu, tác giả sàng lọc được 13 chủng có khả năng đối kháng với S. agalactiae. Phân loại mức độ cho thấy có 10 chủng kháng trung bình ($9,83 \pm 0,76 \text{ mm} \le D \le 16,83 \pm 1,76 \text{ mm}$) và 3 chủng đối kháng mạnh ($D > 15 \text{ mm}$) gồm BS2, RP16 và B21. Hoạt tính kháng khuẩn của chủng B21 đạt 666,67 AU/mL.
Chủng vi khuẩn kiểm định Đường kính vòng vô khuẩn của chủng BS2 (mm) Đường kính vòng vô khuẩn của chủng RP16 (mm) Đường kính vòng vô khuẩn của chủng B21 (mm)
S.AG5 (An Giang) $19,33 \pm 1,00$ $17,00 \pm 1,00$ $21,33 \pm 0,57$
S.Q99 (TP. Hồ Chí Minh) $20,33 \pm 0,76$ $19,67 \pm 0,58$ $20,33 \pm 0,76$
S.VL40 (Vĩnh Long) $22,50 \pm 0,50$ $21,33 \pm 3,22$ $18,33 \pm 0,58$
  1. Thông số môi trường thích hợp: Hoạt tính kháng khuẩn của các chủng Bacillus phụ thuộc chặt chẽ vào pH và độ mặn. Tại pH 4, vi khuẩn không thể hiện tính kháng ($D = 0 \text{ mm}$). Hoạt tính đối kháng biểu hiện mạnh nhất ở dải pH 6 – 8 và đạt tối ưu tại pH 7. Đối với nồng độ muối, vi khuẩn sinh trưởng và ức chế tốt nhất ở nồng độ bổ sung 1% – 2% NaCl, tối ưu tại 2% NaCl (mật độ tế bào của chủng B21 đạt mức cực đại $8,46 \times 10^7 \text{ CFU/mL}$).
  2. Động thái ức chế trong môi trường lỏng: Trong điều kiện đồng nuôi cấy với tỷ lệ ban đầu 1:1, cả 3 chủng Bacillus ức chế hoàn toàn sự phát triển của chủng vi khuẩn gây bệnh S.VL40 sau 36 đến 48 giờ nuôi cấy.
Thời gian (Giờ) Mật độ S.VL40 đối chứng (Log CFU/mL) Đồng nuôi cấy: S.VL40 + BS2 (Log CFU/mL) Đồng nuôi cấy: S.VL40 + RP16 (Log CFU/mL) Đồng nuôi cấy: S.VL40 + B21 (Log CFU/mL)
0 $4,10 \times 10^4$ $1,84 \times 10^4$ $2,06 \times 10^4$ $2,00 \times 10^3$
12 $6,87 \times 10^6$ $4,28 \times 10^6$ $2,22 \times 10^5$ $2,00 \times 10^6$
24 $1,62 \times 10^8$ $6,01 \times 10^2$ $1,02 \times 10^3$ $3,00 \times 10^2$
36 $1,72 \times 10^7$ $3,00 \times 10^2$ $9,00 \times 10^2$ $1,00 \times 10^0$
48 $1,41 \times 10^8$ 0 0 0
60 $7,88 \times 10^7$ 0 0 0
72 $7,88 \times 10^7$ 0 0 0

Giải pháp và kiến nghị của tác giả

  • Tuyển chọn 3 chủng vi khuẩn Bacillus BS2, RP16 và B21 làm nguồn giống sản xuất probiotic.
  • Ứng dụng chế độ nuôi cấy tại điều kiện pH trung tính (pH = 7) và độ mặn nhẹ (bổ sung 2% NaCl) để tối ưu hóa khả năng nhân sinh khối và hoạt tính tiết chất kháng sinh sinh học của vi khuẩn.

Đóng góp so với các nghiên cứu trước

Hoạt tính đối kháng của các chủng Bacillus trong khóa luận có đường kính vòng vô khuẩn ($18,33 – 22,50 \text{ mm}$) cao hơn đáng kể so với kết quả của Lê Thị Ánh Hồng và ctv (2021) khi thử nghiệm chủng Bacillus subtilis L7 đối kháng S. agalactiae chỉ đạt vòng vô khuẩn trung bình 9,3 mm (và 12 chủng khác dưới 5 mm). Kết quả này cũng vượt trội hoặc tương đương khi so sánh với nghiên cứu của Ngô Thị Ngọc Trân và ctv (2016) trên vi khuẩn lactic kháng S. agalactiae ($6 – 20 \text{ mm}$), nghiên cứu của Gopalakrishnan và ctv (2013) trên B. licheniformis ($12 – 20 \text{ mm}$) và nghiên cứu của Võ Minh Sơn và Văn Thị Thúy trên Bacillus circulans B3 ($22,5 \pm 0,7 \text{ mm}$).


Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của nghiên cứu:
    • Thí nghiệm 3 (khảo sát động thái đồng nuôi cấy trong môi trường lỏng) mới được thực hiện với 01 lần lặp lại theo ghi nhận trong văn bản, cần bổ sung thêm số lần lặp lại độc lập để gia tăng độ tin cậy thống kê.
    • Toàn bộ đánh giá mới dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm (in vitro), chưa tiến hành thử nghiệm cảm nhiễm thực nghiệm trên động vật sống (in vivo) để kiểm tra tỷ lệ sống và mức độ bảo hộ của probiotic trên cá rô phi khi tiếp xúc với mầm bệnh.
    • Đề tài chưa phân tích cấu trúc hóa học hoặc cơ chế phân tử của các hợp chất kháng khuẩn (bacteriocin/peptide ngoại bào) do các chủng Bacillus tiết ra.
  • Hướng nghiên cứu tiếp theo:
    • Thực hiện các thử nghiệm in vivo bổ sung chủng vi khuẩn Bacillus BS2, RP16, B21 vào thức ăn của cá rô phi thương phẩm nhằm đánh giá khả năng định cư đường ruột, hệ số chuyển hóa thức ăn và khả năng kháng bệnh khi công cường độc S. agalactiae.
    • Tối ưu hóa quy trình công nghệ lên men, tạo màng bao sinh học hoặc kích thích tạo nội bào tử bền vững để sản xuất chế phẩm sinh học thương mại phục vụ ngành nuôi trồng thủy sản.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng tham khảo: Khóa luận là tài liệu hữu ích cho sinh viên, học viên cao học, giảng viên và nghiên cứu viên thuộc các chuyên ngành Công nghệ Sinh học, Bệnh học Thủy sản, Nuôi trồng Thủy sản và Vi sinh vật học ứng dụng.
  • Các nội dung có giá trị ứng dụng cao:
    • Quy trình chuẩn bị dịch huyền phù, cân chỉnh độ đục quang học ($OD_{620}$) và kỹ thuật đục lỗ thạch kiểm tra đối kháng vi sinh vật.
    • Phương pháp sử dụng môi trường chọn lọc chứa kháng sinh Trimethoprim (2,5 µg/L) để phân tách và định lượng chính xác mật độ tế bào của từng loài vi khuẩn trong thí nghiệm đồng nuôi cấy hỗn hợp.
    • Dữ liệu thực nghiệm về mối quan hệ giữa các yếu tố môi trường (pH, độ mặn NaCl) đến khả năng ức chế mầm bệnh của vi khuẩn Bacillus.

Câu hỏi thường gặp

1. Bộ sưu tập chủng vi khuẩn Bacillus spp. ban đầu có bao nhiêu chủng và nguồn gốc từ đâu?
Nghiên cứu sử dụng bộ sưu tập gồm 32 chủng vi khuẩn Bacillus spp. được phân lập từ mẫu bùn đáy ao và mẫu nước ao nuôi thủy sản, đã được định danh sinh học phân tử bằng giải trình tự vùng gen 16S rRNA do Phòng Công nghệ Sinh học Thủy sản – Trung tâm Công nghệ Sinh học TP. Hồ Chí Minh cung cấp.

2. Ba chủng vi khuẩn gây bệnh Streptococcus agalactiae dùng làm chỉ thị đại diện cho các địa phương nào?
Ba chủng S. agalactiae kiểm định đại diện cho ba vùng địa lý khác nhau gồm: chủng S.AG5 (phân lập tại An Giang), chủng S.Q99 (phân lập tại TP. Hồ Chí Minh) và chủng S.VL40 (phân lập tại Vĩnh Long). Cả 3 chủng đều được phân lập từ mẫu cá bệnh và định danh bằng cặp mồi đặc hiệu.

3. Những chủng Bacillus nào có hoạt tính đối kháng mạnh nhất và đường kính vòng kháng khuẩn đạt được là bao nhiêu?
Trong 32 chủng sàng lọc, có 3 chủng đối kháng mạnh ($D > 15 \text{ mm}$) với cả 3 chủng vi khuẩn gây bệnh là BS2, RP16 và B21. Đường kính vòng vô khuẩn dao động từ 17,00 mm đến 22,50 mm, trong đó chủng BS2 tạo vòng ức chế lớn nhất ($22,50 \pm 0,50 \text{ mm}$) khi đối kháng với chủng S.VL40.

4. Điều kiện pH và nồng độ NaCl nào là tối ưu cho hoạt tính kháng khuẩn của các chủng Bacillus tuyển chọn?
Các chủng Bacillus BS2, RP16 và B21 sinh trưởng và tạo hoạt tính đối kháng tốt nhất ở dải pH 6 – 8, đạt tối ưu tại pH = 7 (tại pH = 4 vi khuẩn mất hoàn toàn hoạt tính đối kháng). Về nồng độ muối, vi khuẩn thích nghi và đối kháng tốt ở dải bổ sung 1% – 2% NaCl, đạt hiệu quả tối ưu khi bổ sung 2% NaCl.

5. Trong thí nghiệm đồng nuôi cấy in vitro, mất bao lâu để các chủng Bacillus tiêu diệt hoàn toàn vi khuẩn gây bệnh S.VL40?
Khi đồng nuôi cấy với tỷ lệ ban đầu 1:1 trong môi trường lỏng TSB (pH 7; 2% NaCl), mật độ của chủng gây bệnh S.VL40 bắt đầu giảm mạnh sau 24 giờ, giảm xuống mức rất thấp sau 36 giờ và bị ức chế, tiêu diệt hoàn toàn (mật độ đạt 0 CFU/mL) sau 48 giờ nuôi cấy. Trạng thái ức chế này duy trì ổn định đến 72 giờ.


Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Trương Thúy Vi đã sàng lọc thành công 3 chủng vi khuẩn tiềm năng gồm Bacillus BS2, RP16 và B21 từ 32 chủng ban đầu, thể hiện hoạt tính đối kháng mạnh đối với vi khuẩn Streptococcus agalactiae gây bệnh phù mắt, xuất huyết trên cá rô phi. Nghiên cứu đã xác định được điều kiện môi trường tối ưu cho sinh trưởng và hoạt tính kháng khuẩn của các chủng là pH = 7 và nồng độ bổ sung 2% NaCl. Kết quả đồng nuôi cấy in vitro khẳng định cả 3 chủng có khả năng tiêu diệt hoàn toàn vi khuẩn gây bệnh trong vòng 36 đến 48 giờ, cung cấp cơ sở khoa học thực nghiệm quan trọng để phát triển các chế phẩm sinh học probiotic thay thế kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản.