0931.460.886

TÌM HIỂU VỀ CHỦNG BACILLUS

Bacillus là một chi vi khuẩn Gram dương, hình que, hình trụ được tìm thấy rộng rãi trong đất, nước và không khí. Chi này bao gồm nhiều loài – một số hoặc thành viên có lợi của các hệ sinh thái trên cạn và dưới nước khác nhau, trong khi những loài khác có hại đối với các sinh vật khác.

Các thành viên của chi này có khả năng thích nghi cao do khả năng hình thành nội bào tử – cấu trúc bảo vệ chúng khỏi một loạt các điều kiện môi trường tiêu cực, bao gồm nhiệt độ rất cao và rất thấp, cực khô, bức xạ và hóa chất độc hại. Bacillus có thể không hoạt động trong nhiều năm ở dạng này và kích hoạt trở lại khi gặp điều kiện thuận lợi.

Ngoài nội bào tử, những vi khuẩn đáng kinh ngạc này có một loạt các khả năng sinh lý giúp chúng thích nghi với các môi trường khác nhau và chịu đựng các điều kiện gây chết người đối với nhiều sinh vật khác.

bacillus  Hình 1. Vi khuẩn probiotics

Bacillus trong nuôi trồng thủy sản

Dân số thế giới ngày càng tăng và những lo ngại về môi trường đã đặt ra những áp lực đáng kể đối với các nhà sản xuất lương thực toàn cầu trong việc cung cấp đủ lương thực chất lượng cao, hiệu quả về chi phí. Trong nuôi trồng thủy sản, mật độ thả nuôi cao hơn đã làm tăng sản lượng thức ăn nhưng cũng góp phần làm tăng dịch bệnh và nhu cầu thức ăn.

Trước đây, nuôi trồng thủy sản dựa vào việc sử dụng kháng sinh để kiểm soát dịch bệnh và thức ăn từ bột cá và dầu cá (FMFO) để đáp ứng hai thách thức này. Tuy nhiên, các nghiên cứu ngày càng cho thấy các vấn đề lớn đối với cả kháng kháng sinh và ảnh hưởng đến môi trường của FMFO .

Để giải quyết hai vấn đề này, các nhà khoa học ngày càng hướng đến đồng minh tự nhiên của hầu hết tất cả các sinh vật đa bào – vi khuẩn có lợi (thường được gọi là probiotics).

Bacillus là một vi khuẩn có lợi phổ biến cho các ứng dụng sức khỏe động vật do bốn đặc điểm chính:

  1. Độ bền đáng chú ý (do cấu trúc nội bào tử của nó)
  2. Khả năng sinh lý vượt trội
  3. Hoạt động mạnh mẽ của enzym
  4. Tốc độ tăng trưởng nhanh chóng

Nhưng chính xác thì làm thế nào mà những vi khuẩn đáng kinh ngạc này lại có tác động tích cực đến sự tăng trưởng và phát triển của cá và động vật giáp xác? Hãy cùng tìm hiểu.

Hình 2. Cơ chế hoạt động của Bacillus.

Bacillus mang lại lợi ích gì trong nuôi trồng thủy sản?

Được sử dụng như chế phẩm sinh học hoặc để xử lý sinh học nước, các loài Bacillus có tác dụng có lợi trên nhiều khía cạnh của quá trình nuôi trồng thủy sản mang tính bền vững.

Dưới đây là một số lợi ích chính và cơ chế mà các chủng vi khuẩn Bacillus sử dụng để thực hiện chúng:

  1. Cải thiện chất lượng nước 

Các ngành nuôi trồng thủy sản thâm canh rất dễ bị chất lượng nước kém do mật độ nuôi cao và tỷ lệ cho ăn quá nhiều. Sự tích tụ chất thải hữu cơ, nitơ và phốt pho đồng thời tạo ra điều kiện căng thẳng cho tôm cá (làm suy giảm hệ miễn dịch của chúng) và tạo môi trường thuận lợi cho mầm bệnh phát triển.

Bacillus có thể ổn định chất lượng nước bằng cách đẩy nhanh chu trình chất thải và tăng lượng dinh dưỡng sẵn có cho tôm cá. Những vi khuẩn gram dương này sử dụng nhiều loại carbohydrate khác nhau làm nguồn năng lượng chính. So với vi khuẩn gram âm, chúng có hiệu quả hơn trong việc chuyển hóa chất hữu cơ và biến nó thành CO2. Kết quả là, các loài Bacillus có thể giảm đáng kể sự tích tụ chất thải hữu cơ.

Sự tích tụ của thức ăn thừa, phân và tàn dư hữu cơ làm tăng mức nitrat và phốt phát trong cả nước ngọt và nước mặn. Điều này thường dẫn đến tỷ lệ mắc bệnh và tảo nở hoa cao hơn.

Nhiều người chọn cách điều chỉnh chất lượng nước bằng cách bổ sung thêm nước ngọt, nhưng thực tế đó ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường tự nhiên, vì nước thải thường được thải ngược trở lại sông và biển. Nhiều loài Bacillus có thể tạo ra các exo-enzym kích thích quá trình khoáng hóa và cho phép quá trình nitrat hóa và xử lý sinh học photphat đối với các vùng nước bị ô nhiễm. Bằng cách giảm mức độ ion amoniac, nitrit và photphat , các loài Bacillus có thể điều chỉnh chất lượng nước và cung cấp một môi trường lành mạnh cho cá, động vật có vỏ và tôm.

Các loài thường được sử dụng để cải thiện chất lượng nước bao gồm Bacillus amyloliquefaciens , B. licheniformis, B. subtilis, B. polymyxa, B. laterosporus và B. weekans .

Bacillus

Hình 3. Tóm tắt các cơ chế được sử dụng bởi Bacillus trong việc giảm thiểu mầm bệnh trong nuôi trồng thủy sản

  1. Ức chế mầm bệnh trực tiếp

Một số loài Bacillus (ví dụ, B. subtilis, B. mycoides, ) được tìm thấy tự nhiên trong hệ vi sinh vật đường ruột của một số loài cá và có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc chống lại mầm bệnh

Những loài này có thể tạo ra các hợp chất có đặc tính ức chế giúp chúng có lợi thế cạnh tranh chống lại các vi khuẩn có hại tiềm tàng khác. Bacteriocins là các peptit nhỏ thể hiện hoạt tính kháng sinh và có thể được sử dụng thành công để điều trị vi khuẩn kháng kháng sinh.

Ngoài vi khuẩn, Bacillus cũng có thể sản xuất kháng sinh; Sản xuất kháng sinh là một cơ chế rất quan trọng mà Bacillus sử dụng để chống lại các vi khuẩn khác – khoảng 4-5% bộ gen của B. subtilis chỉ được sử dụng để sản xuất kháng sinh. Bacillus có thể tạo ra nhiều loại kháng sinh có hiệu quả chống lại nhiều loại vi khuẩn khác nhau và thậm chí cả vi rút. Nhiều người sẽ hỏi liệu những hợp chất này có góp phần vào việc kháng thuốc kháng sinh hay không, và câu trả lời đơn giản là có. Tuy nhiên, xét đến việc Bacillus sử dụng kết hợp nhiều cơ chế khác nhau chứ không chỉ cơ chế này, tỷ lệ vi sinh vật kháng thuốc kháng sinh ít có khả năng xảy ra hơn đáng kể so với việc áp dụng các hợp chất này theo cách truyền thống.

Nhiều loài Bacillus cũng được biết đến với hoạt động ly giải mạnh mẽ, làm tăng sự sẵn có của các chất dinh dưỡng trong ruột, và cũng có đặc tính kháng khuẩn. Các enzym lytic có thể làm phân hủy thành tế bào của vi khuẩn gây bệnh, khiến chúng chết đi. Tuy nhiên, cần phải nghiên cứu thêm về chủ đề này, vì vi khuẩn có lợi cũng có thể bị ảnh hưởng bởi các enzym này do tính đặc hiệu thấp.

Các loài được sử dụng cho mục đích này bao gồm Bacillus subtilis , B. licheniformis , B. coagulansB. amyloliquefaciens .

  1. Kích thích miễn dịch / Ức chế bệnh tật gián tiếp

Ngoài các chất ức chế, Bacillus còn tạo ra các hợp chất có thể kích thích các phản ứng miễn dịch tự nhiên và gián tiếp ngăn chặn sự phát triển của bệnh về lâu dài.

Nhiều chủng Bacillus có những công cụ mạnh mẽ giúp chúng cạnh tranh thành công với các vi sinh vật khác. Một trong những công cụ đó là dập tắt số đại biểu – ức chế biểu hiện gen độc lực – nơi các hợp chất được tạo ra để chặn các phân tử tín hiệu cần thiết để kích hoạt gen độc lực ở vi khuẩn gây bệnh. Bằng cách này, ngay cả khi vi khuẩn gây bệnh có mặt, các chủng trực khuẩn này sẽ phá vỡ cơ chế truyền tín hiệu của chúng và ngăn chúng gây ra bất kỳ tác hại nào lớn hơn cho vật chủ của chúng. Cơ chế này giúp các loài trực khuẩn này vượt qua các vi khuẩn có hại và mang lại sự cân bằng cho hệ vi sinh vật đường ruột của tôm cá.

Vị trí kết dính là các bề mặt trên mô của vật chủ, nơi vi khuẩn có thể bám vào và thiết lập các khuẩn lạc. Để lây nhiễm cho vật chủ, vi khuẩn gây bệnh cần bám vào các vị trí này. Bacillus , cùng với các nền văn hóa probiotic khác, có thể ngăn ngừa điều này ở một số loài thủy sản nhất định. Trong khi các bằng chứng vẫn đang được xây dựng dựa trên các ứng dụng cụ thể, người ta tin rằng những chủng này cư trú trong ruột, không để lại khoảng trống cho mầm bệnh, do đó vô hiệu hóa chúng về mặt vật lý.

Cuối cùng, Bacillus và vi khuẩn gây bệnh sử dụng các nguồn dinh dưỡng tương tự nhau. Xét thấy Bacillus có tốc độ phát triển nhanh hơn hầu hết các mầm bệnh, chúng thường vượt trội hơn chúng và giảm lượng thức ăn có sẵn cho chúng. Thiếu chất dinh dưỡng, mầm bệnh phát triển yếu và trở nên nhạy cảm hơn với tác động của các hợp chất và enzym mà Bacillus sản xuất.

  1. Cải thiện tốc độ tăng trưởng và sử dụng thức ăn

Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất trong nuôi trồng thủy sản ngày nay là giảm việc sử dụng FMFO.

Thức ăn là phần tốn kém nhất của quá trình sản xuất thủy sản, cả về mặt kinh tế và môi trường. Hầu hết thức ăn được sử dụng trong nuôi trồng thủy sản được thu thập bằng cách rút cạn nguồn tài nguyên biển và khai thác quá mức cá tự nhiên, điều này có nguy cơ làm suy giảm nghiêm trọng đa dạng sinh học và phá vỡ toàn bộ hệ sinh thái. Với gần 1/5 tổng sản lượng đánh bắt cá tự nhiên trên thế giới chỉ được sử dụng để sản xuất FMFO , ngành sản xuất bột cá chủ yếu dựa vào thu hoạch ở những khu vực có mức độ quản lý thấp (Châu Á, Châu Phi, Châu Mỹ Latinh) và có rất ít quy định liên quan đến việc khai thác cá và giáp xác.

Sự suy giảm dân số thường xuyên của cá nhỏ và động vật giáp xác có ảnh hưởng bất lợi đến các loài phụ thuộc vào chúng – chim biển, động vật có vú biển, cá lớn hơn và nhiều loài khác. Các hệ sinh thái biển rất phức tạp và đã chỉ ra rằng các hệ sinh thái địa phương có thể bị tổn hại nghiêm trọng do sản xuất FMFO và khai thác quá mức .

Tương tự như việc sử dụng chế phẩm sinh học ở người, chế phẩm sinh học nuôi trồng thủy sản đã được nghiên cứu để phân lập khả năng giúp động vật thủy sản sử dụng chất dinh dưỡng hiệu quả hơn . Bằng cách cho phép sử dụng hiệu quả hơn các chất dinh dưỡng, một số chủng Bacillus có thể làm giảm nhu cầu thức ăn, cải thiện tỷ lệ chuyển hóa thức ăn và hạ giá thành sản phẩm.

Ngoài việc trực tiếp làm tăng sự sẵn có của các chất dinh dưỡng với hoạt động trao đổi chất của nó, khả năng tăng cường miễn dịch và xử lý sinh học nước của nó có thể làm tăng sự phát triển của cá trưởng thành và tỷ lệ sống sót của ấu trùng, dẫn đến cải thiện Tỷ lệ chuyển đổi thức ăn.

Kết luận

Bacillus sử dụng một loạt các cơ chế để mang lại lợi ích đáng kể cho sản xuất nuôi trồng thủy sản – một cách bền vững, tự nhiên. Các vi khuẩn này kích thích chu kỳ dinh dưỡng, làm tăng chất lượng nước và dinh dưỡng sẵn có cho tôm cá. Bằng cách cạnh tranh không gian và chất dinh dưỡng, đồng thời sản sinh ra nhiều loại enzym, vi khuẩn và kháng sinh khác nhau, Bacillus có thể vượt qua vi khuẩn gây bệnh và mang lại lợi ích sức khỏe cho nhiều loài thủy sản. Cuối cùng, chúng có lợi thế là sinh vật sống; do đó, chúng có thể tự thiết lập và sinh sản và bảo vệ lâu dài.

Các sản phẩm sử dụng vi sinh Bacillus:

AQUA LAC (Men tiêu hóa cao cấp):Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus coagulans, Bacillus polymyxa, Bacillus pumilus

BIOLAC (Men tiêu hóa dạng nước): Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus coagulans, Bacillus polymyxa, Bacillus pumilus

VS BZT 454 (Vi sinh BZT 2 trong 1): Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus pumilus

BIO MAX 68 (Tẩy nhớt bạt bằng vi sinh): Bacillus megaterium, Bacillus coagulans, Bacillus pumilus

    Hỗ trợ giải đáp




    Trả lời

    Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *