MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Việt Nam có tiềm năng lớn về nuôi trồng thủy sản trên biển, diện tích có khả năng sử dụng phát triển nuôi cá biển bao gồm các vùng vịnh kín, bãi triều ven biển và một phần ở các hải đảo, vùng biển hở. Biển Việt Nam có nhiều loài cá phân bố tự nhiên có thể đưa vào nuôi biển như nhóm cá mú, cá hồng, cá cam, cá tráp, cá giò, cá vược. Trong chương trình nuôi, đến năm 2020 Việt Nam dự kiến đạt sản lượng 200.000 tấn cá biển nuôi trong đó 50.000 tấn là nuôi theo quy mô lớn [16].
Hiện tại, mô hình nuôi cá lồng bè có giá trị kinh tế cao trên biển đang được áp dụng phổ biến ở nhiều vùng ven biển nước ta. Tuy nhiên, việc phát triển mô hình nuôi nhanh về số lượng cũng như về mức độ thâm canh ngày càng cao, tình hình dịch bệnh gây chết cá hàng loạt cũng đã được ghi nhận ngày càng nhiều với tỉ lệ hao hụt cao. Vi khuẩn ưa mặn Photobacterium damselae gây bệnh Photobacteriosis hay Pasteurellosis còn được gọi là xuất huyết nhiễm trùng, hoặc bệnh đốm trắng ở thận trên cá biển [5]. damselae có thể tấn công và gây bệnh trên cá biển nuôi ở tất cả các giai đoạn phát triển của cá từ giai đoạn ấu trùng, cá giống đến cá nuôi thương phẩm.
Khi bị bệnh cá có thể biểu hiện ở dạng mãn tính và cấp tính, biểu hiện bệnh Photobacteriosis như: gây loét trên da, xuất hiện các nốt kem trắng hoặc u hạt tubercules màu trắng ở một số cơ quan nội tạng, gây hoại tử trong nội tạng, hoại tử tập trung ở thận và lá lách, gây nhiễm trùng và hoại tử rộng rãi [146], [41]. Cá bệnh có thể chết sau 5-10 ngày với tỷ lệ chết cao từ 80-100% gây thiệt hại kinh tế ở các nước như: Nhật, Mỹ, Pháp, Tây Ban Nha, Hy Lạp, Thổ Nhĩ Kỳ,. Ở Việt Nam, theo báo cáo của các tác giả Đỗ Thị Hòa và cs năm 2008, cho thấy các loài cá biển nuôi tại Khánh Hòa, 1 Kiên Giang và các tỉnh phía Bắc đều bị bệnh do vi khuẩn P. damselae và gây thiệt hại lớn cho người nuôi [5].
Hiện nay, người nuôi cá biển sử dụng vắc xin để phòng bệnh còn rất ít do các nghiên cứu và sản xuất còn hạn chế, trên thị trường khan hiếm vắc xin thương mại. Vắc xin phòng bệnh do vi khuẩn P. damselae chủ yếu là ở dạng vô hoạt, sử dụng bằng cách tiêm cho cá, giá thành cao, khó sử dụng cho cá giống kích thước bé. Người nuôi cá biển, chủ yếu sử dụng kháng sinh để trị bệnh do vi khuẩn P.
damselae dẫn đến sự kháng thuốc, tồn dư kháng sinh trong sản phẩm. Nhằm giảm thiểu việc sử dụng kháng sinh, thì nghiên cứu tạo vắc xin phòng bệnh là rất cần thiết. Hiện tại, có nhiều phương pháp để tạo vắc xin, trong đó phương pháp tạo vắc xin nhược độc từ chủng vi khuẩn nhược độc bằng kỹ thuật gây đột biến thực nghiệm là phương pháp phổ biến và rất hữu hiệu khắc phục được các hạn chế của vắc xin vô hoạt. Xuất phát từ lý luận và thực tiễn trên, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu đặc tính sinh học của vi khuẩn Photobacterium damselae gây bệnh trên một số loài cá biển nuôi lồng tại Việt Nam và tạo chủng đột biến giảm độc lực phục vụ sản xuất vắc xin phòng bệnh” làm cơ sở ban đầu hướng đến việc sản xuất vắc xin phòng bệnh Photobacteriosis ở cá biển trên quy mô công nghiệp.
Mục tiêu đề tài luận án - Xác định được một số đặc tính sinh học của chủng vi khuẩn P.damselae phân lập từ cá biển Việt Nam. - Tạo được chủng đột biến giảm độc lực phục vụ sản xuất vắc xin phòng bệnh Photobacteriosis ở cá biển nuôi lồng. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng: Vi khuẩn Photobacterium damselae, một số loài cá biển nuôi lồng (cá mú, cá hồng mỹ, cá bớp (cá giò). 2 - Phạm vi nghiên cứu: Các vùng ven biển miền Bắc Việt Nam.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học: - Các kết quả nghiên cứu trong luận án đã xác định được các đặc tính sinh học của các chủng vi khuẩn P. damselae gây bệnh Photobacteriosis ở cá là cơ sở khoa học trong nghiên cứu dịch tễ và xây dựng các giải pháp phòng trị bệnh. - Kết quả tạo vi khuẩn P. damselae giảm độc lực bằng kỹ thuật gây đột biến là cơ sở cho các nghiên cứu tạo các dòng vi khuẩn đột biến phục vụ cho định hướng sản xuất vắc xin nhược độc phòng bệnh cho cá đạt hiệu quả cao.
Ý nghĩa thực tiễn: Đề tài đã tạo được chủng vi khuẩn P. damselae giảm độc lực, an toàn, có khả năng tạo đáp ứng miễn dịch bảo hộ làm nguyên liệu để sản xuất vắc xin phòng bệnh Photobacteriosis cho cá góp phần tăng sản lượng cá nuôi và phát triển bền vững nghề nuôi cá biển ở nước ta. Đóng góp mới của đề tài luận án - Ở Việt Nam đây là công trình nghiên cứu đầu tiên, toàn diện về vi khuẩn P. damselae gây bệnh trên cá biển nuôi lồng, đã phân lập và xác định được 07 chủng vi khuẩn, xác định một số đặc tính sinh học của vi khuẩn gây bệnh.
- Luận án là công trình đầu tiên tại Việt Nam nghiên cứu tạo chủng vi khuẩn P.damselae giảm độc lực làm nguyên liệu sản xuất vắc xin phòng bệnh Photobacteriosis ở cá biển. Thành công của nghiên cứu sẽ góp phần giải quyết vấn đề một cách đáng kể việc sử dụng kháng sinh dẫn đến hiện tượng nhờn thuốc và giảm sự tồn dư kháng sinh trong sản phẩm, nâng giá trị sản phẩm cá biển, tăng năng suất cá biển nuôi lồng. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tình hình nuôi cá biển trên thế giới và ở Việt Nam 1.
Tình hình nuôi cá biển trên thế giới Theo số liệu của FAO, 2016, tổng sản lượng nuôi trồng thủy sản toàn cầu năm 2014 là 73,8 triệu tấn, trong đó 26,7 triệu tấn nuôi biển (Bảng 1. Đối với sản xuất thủy sản biển, Trung Quốc vẫn là nước sản xuất chính tiếp theo là Ấn Độ và Việt Nam. Sản lượng đánh bắt và nuôi trồng thủy hải sản trên thế giới Đơn vị: Triệu tấn Năm Sản lượng 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Đánh bắt Nội địa 10,5 11,3 11,1 11,6 11,7 11,9 Biển 79,7 79,7 82,6 79,7 81,0 81,5 Tổng sản lượng đánh bắt 90,2 89,1 93,7 91,3 92,7 93,4 Nuôi trồng Nội địa 34,3 36,9 38,6 42,0 44,8 47,1 Biển 21,4 22,1 23,2 24,4 25,5 26,7 Tổng sản lượng nuôi trồng 55,7 59,0 61,8 66,5 70,3 73,6 Tổng 145,9 148,1 155,5 157,8 162,9 167,2 Nguồn: FAO 2016 Ở Trung Quốc, việc nuôi lồng bắt đầu vào cuối những năm 1970, ban đầu là nuôi trồng thủy sản nội địa và sau đó nuôi biển. Vào cuối những năm 1970, tỉnh Quảng Đông đã thành công trong việc nuôi cá biển bao gồm cá mú và cá chẽm trong lồng.
Năm 1984, số lượng lồng cá biển ở ba tỉnh Quảng Đông, Phúc Kiến và Chiết Giang đã đạt trên 57000. Đến năm 2005, tổng số lồng biển của các mô hình khác nhau đã đạt đến một triệu, sản lượng nuôi lồng là khoảng 200000 tấn/năm với hơn 40 loài cá (Bảng 1. Trong 5 năm gần đây, nghề nuôi cá biển của Trung Quốc phát triển đều theo từng năm, số lượng báo cáo về tổng sản lượng cá biển nuôi từ năm 2010 - 2015 của Cục thủy sản, Bộ Nông nghiệp cho thấy năm 2010 đạt 0,8082 triệu tấn, năm 2011 đạt 0,9642 triệu tấn, năm 2012 đạt 1,0284 triệu tấn, năm 2013 đạt 1,1236 triệu tấn, năm 2014 đạt 1,1897 triệu tấn, năm 2015 đạt 1,3076 triệu tấn [49]. Các loài cá biển nuôi chủ yếu ở Trung Quốc Vùng nuôi Loài cá Miền Bắc Miền Nam Cá đù vàng (Larmichthys crocea) Cá đù đỏ (Sciaenops ocellatus) Cá giò (Rachycentron canadum) Cá mú (Epinephelus spp.) Cá vược (Lateolabrax japonicus) Cá đá (Sebastodes fuscescens) Cá tráp đỏ (Pagrus major) Cá tráp đen (Acanthopagrus schlegelii schelgelii) Cá chim vây ngắn (Trachinotus ovatus) Cá nóc hố (Takifugu rubripes) Cá bơn (Paralichthys olivaceus) Cá lưỡi trâu (Cynoglossus semilaevis) Ấn Độ triển khai nuôi cá biển từ năm 1950 bao gồm các loài cá da trơn, cá mú, cá chẽm và cá điểm ngọc trai.
Trong những năm đó, hầu hết các trang trại nuôi cá đều ở quy mô nhỏ và bán tập trung. Theo số lượng thống kê của Cục Chăn nuôi và Nghề cá, sản lượng nuôi cá biển của Ấn Độ tăng khá đều đặn kể từ năm 1950-2014, sản lượng năm 1950 là 534.000 tấn, mặc dù tốc độ tăng trưởng không cao, nhưng nuôi cá biển tận dụng tối ưu tài nguyên biển và đã đóng góp đáng kể cho nền kinh tế. Tình hình nuôi cá biển ở Việt Nam Trong giai đoạn 2005 - 2010, nuôi trồng hải sản trên biển và hải đảo đã có những bước phát triển đáng kể, diện tích và sản lượng tăng không ngừng. Sản lượng nuôi trồng hải sản trên biển và hải đảo trong giai đoạn năm 2005- 2010 đạt tốc độ tăng trưởng bình quân năm về sản lượng 5,1%/năm, trong đó cá biển tăng 38,1%/năm.
Tổng diêṇ tích nuôi trồng hải sản trên biển và hải đảo Việt Nam năm 2005 là 34.174 ha, đến năm 2010 tăng lên đaṭ 38.800 ha, 5 trong đó: tốc độ tăng trưởng nuôi vùng biển hở là 15,4%/năm, diện tích nuôi vịnh, đảo và eo ngách tăng bình quân là 4,86%/năm; diện tích nuôi bãi triều ven biển là 1,8%/năm [22]. Các loài cá biển được nuôi chủ hiêṇ nay bao gồm cá song, cá giò, cá cam, chép biển, tráp đỏ, hồng mỹ, cá vược, đối mục, cá dìa, cá chim vây vàng, trong đó cá song, cá giò, cá vược được xem là một trong những đối tượng được nuôi phố biến nhất. Riêng khu vực Quần đảo Trường Sa chủ yếu nuôi cá chim trắng, cá hồng và cá vược mõn nhọn. Trong giai đoạn năm 2005 - 2010, số lượng lồng, bè nuôi cá lồng liên tục tăng.
Tổng số ô lồng năm 2005 là 13.172 ô lồng, đến năm 2010 đạt 30.031 ô lồng; số ô lồng tăng bình quân năm trong giai đoạn năm 2005-2010 đạt 17,92%/năm. Số bè nuôi năm 2005 là 1.461 bè, tăng lên 2.142 bè năm 2010, đạt tốc độ tăng trưởng bình quân là 7,96%/năm (bảng 1.019 bè cá nuôi ở khu vực vùng biển vịnh Bắc bộ (chủ yếu ở Hải Phòng, Quảng Ninh, Thanh Hóa và Nghệ An), 630 bè ở vùng biển miền Trung (Chủ yếu Phú Yên, Khánh Hòa và Ninh Thuận), 140 bè ở vùng biển Đông Nam Bộ (chủ yếu ở Bình Thuận và Bà Rịa-Vũng Tàu) và 353 bè ở Tây Nam Bộ (chủ yếu ở Kiên Giang).