I. Giới thiệu về Aeromonas hydrophila và bệnh nhiễm khuẩn huyết ở cá tra
Aeromonas hydrophila là vi khuẩn gram âm gây bệnh nghiêm trọng ở cá tra, đặc biệt là bệnh nhiễm khuẩn huyết. Bệnh này có thể gây tỷ lệ chết lên đến 90% trong các trang trại nuôi cá tra. Vi khuẩn này sản sinh độc tố LPS, đặc biệt là O-antigen, gây tổn thương nghiêm trọng đến sức khỏe cá. Nghiên cứu này tập trung vào việc tạo chủng Aeromonas hydrophila đột biến bằng kỹ thuật knockout gen Wzz để phát triển vaccine phòng bệnh. Việc loại bỏ gen Wzz giúp giảm độc tính của vi khuẩn, tạo ra chủng nhược độc có tiềm năng sử dụng trong phòng bệnh thủy sản.
1.1. Tác động của Aeromonas hydrophila lên ngành nuôi cá tra
Bệnh nhiễm khuẩn huyết do Aeromonas hydrophila gây ra là một trong những thách thức lớn nhất đối với ngành nuôi cá tra. Khi bệnh bùng phát, nó có thể gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng do tỷ lệ chết cao. Việc sử dụng kháng sinh để điều trị bệnh đã dẫn đến tình trạng kháng thuốc và dư lượng kháng sinh trong sản phẩm, ảnh hưởng đến chất lượng và thị trường xuất khẩu. Do đó, việc phát triển vaccine là giải pháp bền vững để quản lý dịch bệnh trong ngành thủy sản.
1.2. Vai trò của gen Wzz trong độc tính của Aeromonas hydrophila
Gen Wzz mã hóa protein Wzz, có vai trò quy định chiều dài của O-antigen trên bề mặt màng tế bào vi khuẩn. O-antigen là thành phần chính của độc tố LPS, gây ra phản ứng miễn dịch mạnh ở vật chủ. Bằng kỹ thuật knockout gen, việc loại bỏ gen Wzz giúp giảm độc tính của Aeromonas hydrophila, tạo ra chủng đột biến có tiềm năng sử dụng làm vaccine nhược độc.
II. Kỹ thuật knockout gen Wzz và quy trình tạo chủng đột biến
Nghiên cứu sử dụng kỹ thuật knockout gen để tạo hai chủng Aeromonas hydrophila đột biến bằng cách loại bỏ đoạn DNA dài 528 bp và toàn bộ locus AHA-2877 chứa gen Wzz. Quy trình bao gồm tạo dòng các đoạn DNA, sử dụng plasmid pGP704 và chủng vi khuẩn E.coliSM10λpir để thực hiện tiếp hợp. Kết quả thu được hai chủng đột biến: A.hydrophila M13-Wzz và A.hydrophila MA8-Wzz, có tiềm năng sử dụng làm vaccine.
2.1. Thiết kế và tạo dòng các đoạn DNA
Quy trình bắt đầu bằng việc tạo dòng các đoạn DNA HWZZ, TWZZ và TAHA. Sau đó, các đoạn cassette HKTWZZ và HKTAHA được tạo dòng bằng cách kết hợp với gen kháng Kanamycin (KmR). Các đoạn này được nhân dòng vào plasmid pGP704, tạo điều kiện cho quá trình tiếp hợp với Aeromonas hydrophila hoang dại.
2.2. Quá trình tiếp hợp và chọn lọc chủng đột biến
Sau quá trình tiếp hợp, hai chủng đột biến được chọn lọc: A.hydrophila M13-Wzz (loại I) và A.hydrophila MA8-Wzz (loại II). Các chủng này được kiểm tra bằng PCR để xác nhận sự loại bỏ thành công gen Wzz. Kết quả cho thấy các chủng đột biến không còn khả năng sản xuất O-antigen, giảm đáng kể độc tính của vi khuẩn.
III. Ứng dụng và tiềm năng của vaccine nhược độc
Các chủng Aeromonas hydrophila đột biến được tạo ra có tiềm năng sử dụng làm vaccine phòng bệnh nhiễm khuẩn huyết ở cá tra. Việc loại bỏ gen Wzz giúp giảm độc tính của vi khuẩn mà vẫn duy trì khả năng kích thích hệ miễn dịch của cá. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới trong việc phát triển công nghệ vaccine hiệu quả và an toàn cho ngành thủy sản.
3.1. Hiệu quả của vaccine nhược độc
Các chủng đột biến không còn khả năng sản xuất O-antigen, giảm đáng kể độc tính nhưng vẫn kích thích hệ miễn dịch của cá. Điều này giúp cá tra tăng cường khả năng kháng bệnh mà không gây ra các tác dụng phụ nghiêm trọng.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn trong ngành thủy sản
Việc phát triển vaccine từ chủng đột biến Aeromonas hydrophila giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào kháng sinh, cải thiện chất lượng sản phẩm và tăng cường khả năng cạnh tranh trên thị trường xuất khẩu. Đây là bước tiến quan trọng trong việc quản lý dịch bệnh và phát triển bền vững ngành thủy sản.
