phân lập và tuyển chọn vi khuẩn sinh bacteriocin từ động vật thân mềm hai vỏ sống ở biển

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
***



HỒ THỊ HỒNG NHI



PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN VI KHUẨN SINH
BACTERIOCIN TỪ ĐỘNG VẬT THÂN MỀM
HAI VỎ SỐNG Ở BIỂN




LUẬN VĂN THẠC SĨ






Nha Trang - 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
***

HỒ THỊ HỒNG NHI


PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN VI KHUẨN SINH
BACTERIOCIN TỪ ĐỘNG VẬT THÂN MỀM
HAI VỎ SỐNG Ở BIỂN



Chuyên ngành: Nuôi trồng thủy sản
Mã số: 60 62 03 01


LUẬN VĂN THẠC SĨ


NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS. NGUYỄN VĂN DUY



Nha Trang - 2013
i

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan kết quả của luận văn “Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn sinh
bacteriocin từ động vật thân mềm hai vỏ sống ở biển” thuộc đề tài “Phân lập, tuyển
chọn và nghiên cứu đặc điểm sinh học của vi khuẩn biển sinh bacteriocin dùng làm
thuốc đa năng trong nuôi trồng thủy sản” (Mã số : 106.03 – 2011.34) do Quỹ phát

triển khoa học và công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) tài trợ - Trường Đại học Nha
Trang chủ trì - TS. Nguyễn Văn Duy làm chủ nhiệm, được thực hiện từ tháng 02 năm
2012 đến tháng 03 năm 2013 là chính xác. Các số liệu, kết quả trình bày trong luận
văn hoàn toàn trung thực và chưa được ai công bố trong bất cứ công trình khoa học
nào khác tới thời điểm này. Các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ
nguồn gốc.

Tác giả luận văn



HỒ THỊ HỒNG NHI











ii

Lời cảm ơn
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và sự kính trọng tới thầy hướng dẫn TS.
Nguyễn Văn Duy – Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường - Trường Đại học Nha
Trang, đã định hướng và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành luận văn này.
Xin chân thành cám ơn Ban Giám hiệu nhà trường, các thầy cô trong Khoa

Nuôi trồng thủy sản - Trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong
thời gian tham gia khóa học.
Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Viện, các cán bộ thuộc Viện Công nghệ Sinh
học và Môi trường đã nhiệt tình giúp đỡ trong thời gian thực hiện luận văn.
Xin cảm ơn Quỹ phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) đã
hỗ trợ kinh phí thuộc đề tài “Phân lập, tuyển chọn và nghiên cứu đặc điểm sinh học
của vi khuẩn biển sinh bacteriocin dùng làm thuốc đa năng trong nuôi trồng thủy sản”
(Mã số : 106.03 – 2011.34) giúp tôi thực hiện luận văn tốt nghiệp này.
Lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã luôn bên cạnh giúp đỡ, động viên tôi
trong suốt thời gian học tập cũng như thực hiện đề tài.
Một lần nữa, tôi xin cảm ơn tất cả sự giúp đỡ quý báu đó.

Tác giả luận văn




Hồ Thị Hồng Nhi








iii

MỤC LỤC

Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC HÌNH vii
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Tổng quan về bacteriocin 3
1.1.1. Khái niệm về bacteriocin 3
1.1.2. Phân loại bacteriocin 4
1.1.2.1. Bacteriocin của vi khuẩn 6
1.1.2.2. Bacteriocin từ sinh vật cổ (Archaea) 8
1.1.3. Một số tính chất hóa lý của bacteriocin 9
1.1.3.1. Độ bền enzyme 9
1.1.3.2. Độ bền nhiệt 10
1.1.3.3. Độ bền pH 10
1.1.4. Cơ chế hoạt động của bacteriocin 10
1.1.5. Ứng dụng của bacteriocin 12
1.1.5.1. Bảo quản thực phẩm 12
1.1.5.2. Bảo vệ sức khỏe con người và vật nuôi trên cạn 12
1.2. Triển vọng sử dụng vi khuẩn sinh bacteriocin làm thuốc đa năng trong nuôi
trồng thủy sản 14
1.2.1. Tình hình dịch bệnh trong nuôi trồng thủy sản 14
1.2.2. Những giải pháp mới phòng trừ dịch bệnh trong nuôi trồng thủy sản
bền vững 15
1.2.3. Triển vọng sử dụng vi khuẩn sinh bacteriocin dùng làm thuốc đa năng
trong nuôi trồng thủy sản 17
1.3. Tình hình nghiên cứu bacteriocin từ vi khuẩn biển 20
1.3.1. Trên thế giới 20
1.3.2. Tại Việt Nam 25

CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27
2.1. Đối tượng, thời gian và địa điểm nghiên cứu 27
iv

2.2. Nguyên vật liệu 27
2.2.1. Mẫu tu hài 27
2.2.2. Chủng vi khuẩn chỉ thị 27
2.2.3. Hóa chất, môi trường và thuốc thử 27
2.2.4. Thiết bị chuyên dụng 29
2.3. Phương pháp nghiên cứu 30
2.3.1. Phân lập vi khuẩn 30
2.3.2. Nuôi cấy và bảo quản chủng vi khuẩn 30
2.3.3. Xác định hoạt tính sinh bacteriocin 31
2.3.3.1. Xác định hoạt tính kháng khuẩn 31
2.3.3.2. Xác định bản chất của chất kháng khuẩn 32
2.3.4. Xác định một số tính chất của dịch bacteriocin thô 32
2.3.4.1. Thử độ bền với enzyme của dịch bacteriocin thô 32
2.3.4.2. Xác định độ bền với nhiệt của dịch bacteriocin thô 32
2.3.4.3. Xác định độ bền với pH của dịch bacteriocin thô 33
2.3.5. Xác định hình thái khuẩn lạc và tế bào vi khuẩn 33
2.3.5.1. Xác định hình thái khuẩn lạc 33
2.3.5.2. Nhuộm Gram tế bào vi khuẩn 33
2.3.6. Định danh vi khuẩn bằng phương pháp giải trình tự đoạn gen 16S
rDNA và rpoB 34
2.3.7. Phân tích quan hệ phát sinh loài 35
2.3.8. Xử lý thống kê 35
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37
3.1. Phân lập các chủng vi khuẩn từ thịt tu hài 37
3.2. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn có hoạt tính kháng khuẩn 37
3.3. Xác định bản chất bacteriocin của các chất kháng khuẩn 41

3.4. Ảnh hưởng của enzyme, nhiệt độ và pH đến hoạt tính kháng khuẩn của các
chủng tuyển chọn 45
3.5. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc của các chủng nghiên cứu 50
3.6. Định danh các chủng vi khuẩn sinh bacteriocin dựa trên trình tự đoạn gen 16S
rDNA và rpoB 51
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT Ký hiệu Chữ viết tắt
1 ATP Adenosin triphosphat
2 BLIS Bacteriocin-like substance (chất tương tự bacteriocin)
3 CFU Colony Forming Unit (đơn vị hình thành khuẩn lạc)
4 DNA Deoxyribonucleotide Acid
5 FAO
Food and Agriculture Organization (Tổ chức LHQ về
lương thực và nông nghiệp)
6 FDA
Food and Drug Administration (Cục quản lý thực phẩm và
dược phẩm Hoa Kỳ)
7 GRAS
Generally recognized as safe (Được công nhận rộng rãi là
an toàn)
8 NTTS Nuôi trồng thủy sản
9 OD Optical Density (Mật độ quang)
10 TCBS Thiosulfate Citrate Bile Salts Sucrose

11 TSA Tryptone Soya Agar
12 TSB Tryptone Soya Broth
vi


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. So sánh giữa bacteriocin và kháng sinh 4
Bảng 1.2. Bacteriocin của vi khuẩn và sinh vật cổ 5
Bảng 1.3. Tính chất hóa lý của một số bacteriocin từ vi khuẩn 9
Bảng 1.4. Các chủng vi khuẩn biển sinh bacteriocin 22
Bảng 1.5. Bacteriocin từ vi khuẩn lactic được phân lập từ động vật biển 24
Bảng 2.1. Thu mẫu Tu hài phân lập vi khuẩn biển 27
Bảng 3.1. Số chủng vi khuẩn ở các lần phân lập 37
Bảng 3.2. Hoạt tính kháng khuẩn của của các chủng phân lập đối với ba chủng vi
khuẩn đích 38
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của trypsin và proteinase K đến hoạt tính kháng khuẩn của dịch
bacteriocin thô của các chủng tuyển chọn 44
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của một số enzyme thủy phân lên hoạt tính kháng khuẩn của
dịch bacteriocin thô từ các chủng tuyển chọn đối với vi khuẩn chỉ thị Entercoccus
faecalis B1.1 45
Bảng 3.5. Độ bền nhiệt của dịch bacteriocin thô từ các chủng tuyển chọn 46
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính kháng khuẩn của dịch bacteriocin thô từ
các chủng tuyển chọn 48
Bảng 3.7. Đặc điểm khuẩn lạc và tế bào của các chủng vi khuẩn sinh bacteriocin 51
Bảng 3.8. So sánh trình tự đoạn gen 16S rDNA của 5 chủng H9, H18, H51, H61 và
H108 với các trình tự tương đồng trên Genbank bằng công cụ BLAST 53
Bảng 3.9. So sánh trình tự đoạn gen 16S rDNA của chủng H77 (1064 nucleotide) với
các trình tự tương đồng trên Genbank bằng công cụ BLAST 55
Bảng 3.10. So sánh trình tự đoạn gen rpoB của chủng H108 (857 nuleotide) với các

trình tự tương đồng trên Genbank bằng công cụ BLAST 56
Bảng 3.11. So sánh trình tự đoạn gen rpoB của chủng H77 (904 nucleotide) với các
trình tự tương đồng trên Genbank bằng công cụ BLAST 56



vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc của một số bacteriocin đặc trưng 6
Hình 1.2. Cơ chế hoạt động của bacteriocin 11
Hình 1.3. Quy trình tuyển chọn một probiotic trong nuôi trồng thủy sản 19
Hình 1.4. Số lượng bài báo nghiên cứu về bacteriocin trong mỗi chu kỳ 10 năm từ
1949-2010 20
Hình 2.1. Sơ đồ các nội dung nghiên cứu chính của luận văn. 36
Hình 3.1. Khuẩn lạc trên đĩa thạch ở độ pha loãng 10
-6
sau 24 giờ nuôi cấy 37
Hình 3.2. Tỉ lệ các chủng vi khuẩn có hoạt tính kháng với vi khuẩn chỉ thị ở ba lần
phân lập 39
Hình 3.3. Vòng kháng khuẩn của các chủng vi khuẩn phân lập đối với chủng chỉ thị
Vibrio alginolyticus V3.3 trên môi trường TCBS 40
Hình 3.4. Vòng kháng khuẩn của các chủng vi khuẩn phân lập đối với chủng chỉ thị
Entercoccus faecalis B1.1 trên môi trường TSA 40
Hình 3.5. Vòng kháng khuẩn của các chủng vi khuẩn phân lập đối với chủng chỉ thị V.
parahaemolyticus C1 trên môi trường TCBS 41
Hình 3.6. Vòng kháng khuẩn của dịch bacteriocin của chủng H18 và H76 sau khi xử lý
với proteinase K và trypsin, vi khuẩn chỉ thị là Entercoccus faecalis B1.1 42
Hình 3.7. Vòng kháng khuẩn của dịch bacteriocin của hai chủng H18, X1.10 sau khi

xử lý với trypsin và proteinase K, vi khuẩn chỉ thị là V. alginolyticus V3.3 (A) và V.
parahaemolyticus C1 (B) 43
Hình 3.8. Ảnh hưởng của lipase và α-amylase hoạt tính kháng khuẩn của dịch
bacteriocin thô từ các chủng tuyển chọn 47
Hình 3.9. Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với hoạt tính của dịch bacteriocin thô của chủng
H108 và H18 47
Hình 3.10. Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính của dịch bacteriocin thô từ chủng H108 49
Hình 3.11. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc của chủng H77 và H108 49
Hình 3.12. Hình ảnh nhuộm Gram của các chủng sinh bacteriocin nghiên cứu 50
viii

Hình 3.13. Sản phẩm PCR của các chủng vi khuẩn phân lập trên gel agarose 1% 52
Hình 3.14. Cây phát sinh loài dựa trên trình tự đoạn gen 16S rDNA của các chủng H9,
H18, H51, H61, H108 và các chủng chuẩn (type strain) của các loài trong chi
Cronobacter 54
Hình 3.15. Cây phát sinh loài dựa trên trình tự đoạn gen 16S rDNA của chủng H77 và
các chủng chuẩn (type strain) của các loài trong chi Enterobacter 55
Hình 3.16. Cây phát sinh loài dựa trên trình tự đoạn gen rpoB của chủng H108, H77 và
các chủng có quan hệ gần gũi 57



1

MỞ ĐẦU
Nuôi trồng thủy sản (NTTS) hiện là một trong những lĩnh vực sản xuất thực
phẩm phát triển mạnh nhất nước ta. Sự phát triển về qui mô và đa dạng loài trong
NTTS đã đem lại sự tăng vượt bậc về sản lượng nuôi trồng trên thế giới nói chung và
Việt Nam nói riêng. Tuy nhiên, do thiếu qui hoạch đồng bộ và phát triển quá nhanh
trong 5 - 6 năm gần đây, dịch bệnh đã xảy ra ở một số khu vực nuôi thủy sản tập trung

hoặc nuôi công nghiệp với tần suất khá thường xuyên. Trong các tác nhân gây bệnh thì
vi khuẩn, điển hình là các loài Vibrio, trong lĩnh vực nuôi biển được coi là một trong
những nguyên nhân chính [90]. Hơn nữa, cùng với biến đổi khí hậu toàn cầu, những
khó khăn đối với các vi khuẩn gây bệnh ngày càng tăng lên, bởi vì ở nhiệt độ cao hơn
thì khả năng gây bệnh và truyền nhiễm cũng tăng lên [16, 32].
Động vật thủy sản bị nhiễm bệnh thường phải dùng một số loại kháng sinh như
tetracycline, streptomycin, rifampicin, oxytetraxycline để điều trị. Những loại kháng
sinh này nếu sử dụng trong giai đoạn sản xuất giống thường làm cho ấu trùng chậm
lớn, còi cọc, các giai đoạn biến thái xảy ra không đều, dẫn đến tỷ lệ sống của ấu trùng
thấp. Sử dụng kháng sinh trong quá trình nuôi thương phẩm dẫn đến hiện tượng tích
lũy kháng sinh trong sản phẩm sau thu hoạch làm giảm chất lượng, chi phí sản xuất
tăng trong khi giá trị sản phẩm giảm. Việc lạm dụng kháng sinh trong nghề nuôi hiện
nay khá phổ biến nên hiện tượng kháng kháng sinh của nhiều chủng vi khuẩn đang là
vấn đề hết sức nan giải [55].
Chính vì vậy, một xu hướng mới hiện nay là việc thay thế sử dụng các chất
kháng sinh phổ rộng truyền thống bằng các chế phẩm sinh học (probiotic), chất kháng
sinh thế hệ mới hay các loại vaccine. Tuy nhiên việc sử dụng vaccine thường tốn kém
lớn về chi phí sản xuất, chi phí nhân công, hơn nữa các động vật bậc thấp chưa có hệ
miễn dịch đặc hiệu nên việc sử dụng vaccine rất khó khăn [13]. Do vậy sử dụng các
chế phẩm vi sinh có thể là một giải pháp hiệu quả, nhằm giúp kìm hãm sự phát triển
của các vi khuẩn có hại nhờ tính cạnh tranh của các chủng có lợi, nâng cao khả năng
chống chịu bệnh của vật nuôi, đồng thời còn có tác dụng cải thiện môi trường nuôi và
an toàn đối với sức khỏe con người [95]. Hiện nay, việc sử dụng chế phẩm probiotic từ
vi khuẩn sinh bacteriocin có thể là giải pháp thay thế phù hợp do khả năng kháng
khuẩn và tính an toàn của nó.
2

Trong nhiều năm qua bacteriocin thường được thu nhận từ vi khuẩn lactic có
nguồn gốc từ các loại thực phẩm nhằm ứng dụng trong bảo quản thực phẩm. Tuy
nhiên, để ứng dụng trong phòng và trị bệnh cho lĩnh vực nuôi trồng hải sản đòi hỏi vi

khuẩn sinh bacteriocin phải được phân lập từ các sinh vật biển hoặc môi trường nước
biển để thích nghi với điều kiện môi trường nuôi. Bên cạnh đó, vấn đề nghiên cứu vi
khuẩn biển sinh bacteriocin còn rất mới ở nước ta. Do đó, nhằm tìm ra cơ sở để phát
triển các chế phẩm vi sinh trong nuôi trồng hải sản, từ các vi khuẩn có khả năng sinh
bacteriocin, phù hợp với đặc điểm môi trường và điều kiện khí hậu ở Việt Nam, đề tài
“Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn sinh bacteriocin từ động vật thân mềm hai vỏ
sống ở biển” được thực hiện.
Mục tiêu của đề tài:
- Phân lập vi khuẩn tổng số từ một đối tượng nhuyễn thể hai mảnh vỏ (tu hài).
- Tuyển chọn chủng vi khuẩn có hoạt tính sinh bacteriocin làm nguồn nguyên
liệu sản xuất thuốc đa năng (kháng sinh thế hệ mới, probiotic) trong nuôi trồng thủy
sản.
Các nội dung của đề tài:
- Phân lập các chủng vi khuẩn từ thịt tu hài (Lutraria philippinarum).
- Tuyển chọn các chủng vi khuẩn có hoạt tính kháng khuẩn.
- Xác định bản chất bacteriocin của các chất kháng khuẩn.
- Xác định ảnh hưởng của enzyme, nhiệt độ và pH đến hoạt tính kháng khuẩn
của các chủng tuyển chọn.
- Xác định đặc điểm hình thái khuẩn lạc và tế bào của các chủng vi khuẩn sinh
bacteriocin.
- Định danh các chủng vi khuẩn sinh bacteriocin dựa trên trình tự đoạn gen 16S
rDNA và rpoB.



3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về bacteriocin
1.1.1. Khái niệm về bacteriocin

Bacteriocin là các peptide kháng khuẩn được tổng hợp trên ribosom của tế bào
vi khuẩn. Chúng có khả năng tiêu diệt các vi khuẩn có quan hệ họ hàng gần gũi với
chủng sinh bactriocin đó [15, 22, 32]. Bacteriocin được sản xuất ở hầu hết các nhóm vi
khuẩn và có thể là tất cả các nhóm cổ khuẩn [90]. Các bacteriocin rất đa dạng về kích
thước, vi khuẩn đích, cơ chế hoạt động, cơ chế tiết, cơ chế miễn dịch. Có thể chia
bacteriocin thành hai nhóm chính: nhóm sản xuất bởi vi khuẩn Gram âm và Gram
dương [51]. Hơn nữa một số nhỏ bacteriocin từ sinh vật cổ cũng đang được nghiên cứu
[90]. Một số loài vi khuẩn sản sinh độc tố có thể có nhiều tính chất giống như
bacteriocin, nhưng chưa có đầy đủ đặc tính của một bacteriocin, những độc tố này
được gọi là “chất ức chế kiểu bacteriocin” hoặc BLIS (Bacteriocin-like inhibitory
substance) [63].
Bacteriocin được Gratia tìm thấy đầu tiên năm 1925 trong quá trình nghiên cứu
tìm cách tiêu diệt vi khuẩn E. coli gây bệnh, kết quả của công trình này đã thúc đẩy
nghiên cứu về chất kháng khuẩn sinh ra từ vi khuẩn. Ông gọi chất phát hiện ra đầu tiên
là Colicin do E. coli sinh tổng hợp nên [36]. Cho đến nay, bacteriocin được sinh bởi cả
vi khuẩn Gram âm và vi khuẩn Gram dương với những đặc điểm khác biệt:
Bacteriocin của vi khuẩn Gram âm: gồm nhiều loại protein khác nhau về kích
thước, nguồn gốc chủng vi sinh vật sản xuất, kiểu tác động và cơ chế miễn dịch.
Bacteriocin của vi khuẩn Gram âm có khả năng kháng khuẩn yếu hơn bacteriocin của
vi khuẩn

Gram dương và bacteriocin được nghiên cứu nhiều nhất là Colicin [46, 90].
Bacteriocin của vi khuẩn Gram dương: các loại bateriocin này cũng đa dạng như
ở vi khuẩn Gram âm. Tuy nhiên chúng khác vi khuẩn Gram âm ở hai điểm sau: việc sản
sinh bacteriocin không nhất thiết làm chết vi sinh vật chủ và sự sinh tổng hợp
bacteriocin của vi khuẩn

Gram dương cần nhiều gen hơn ở vi khuẩn

Gram âm [46, 90].

Hiện nay có nhiều tài liệu xếp bacteriocin thuộc một nhóm chất kháng sinh
(antibiotic) [49], đó là peptide antibiotic vì nó có bản chất là polypeptide, có khả năng
kháng khuẩn và do vi sinh vật tạo ra để chống lại các vi sinh vật cạnh tranh khác,
tương tự với hoạt tính của các chất kháng sinh khác [37]. Trong khi một số khác, để
phân biệt rõ sự khác nhau giữa bacteriocin và antibiotic trong điều trị và để tránh sự
4

nhầm lẫn giữa hai loại chất kháng khuẩn này, họ mới đặt tên cho các polypeptide mà
có khả năng kháng khuẩn và do vi khuẩn

sinh ra là bacteriocin, và xếp nó vào nhóm
peptide kháng khuẩn (antimicrobial peptide). Theo Cleveland và Tchikindas [27], có
sự khác nhau rõ giữa bacteriocin và antibiotic trong điều trị (Bảng 1.1).
Bảng 1.1. So sánh giữa bacteriocin và kháng sinh
Đặc điểm Bacteriocin Kháng sinh
Ứng dụng
Thực phẩm, y tế, triển vọng
trong NTTS
Y tế, nuôi trồng thủy sản
Sinh tổng hợp
Trên ribosom, do gen quy
định
Sản phẩm trao đổi chất
bậc II
Phạm vi hoạt động Phổ kháng khuẩn hẹp Phổ kháng khuẩn rộng
Khả năng gây đáp ứng miễn
dịch của sinh vật chủ
Có Không
Cơ chế kháng thuốc của tế
bào mục tiêu

Ảnh hưởng đến thành phần
cấu tạo màng tế bào
Liên quan đến gen
Cơ chế hoạt động
Tạo lỗ màng, sinh tổng hợp
thành tế bào
Tác động lên màng tế bào
hoặc các vi trí đích nội
bào
Độc tính/ Tác dụng phụ Chưa biết Có


Vì những điều nêu trên nên bacteriocin nên được xem là peptide kháng khuẩn,
không phải là kháng sinh.
Ngoài ra còn một sự khác nhau rõ rệt giữa bacteriocin và kháng sinh,
bacteriocin chỉ do vi khuẩn tạo ra và có phổ kháng khuẩn hẹp, chỉ kháng các chủng có
họ hàng gần. Trong khi kháng sinh có thể do các loại vi sinh vật tạo ra như vi khuẩn,
nấm mốc, nấm men và phổ kháng khuẩn của nó rộng cho nên nó cũng có thể tiêu diệt
cả các vi sinh vật có lợi.
Hiện nay nghiên cứu về bacteriocin đã và đang có tiềm năng ứng trong nhiều
lĩnh vực như bảo quản thực phẩm, cải thiện sức khỏe con người và động vật nuôi [1].
1.1.2. Phân loại bacteriocin
Cho đến nay có khoảng 200 loại bacteriocin được xác định, tuy nhiên việc phân
loại các bacteriocin vẫn chưa được xác định rõ ràng và nó vẫn đang là vấn đề tranh cãi.
5

Bacteriocin thường được phân loại dựa trên nhóm vi khuẩn sản sinh ra chúng
(Gram âm, Gram dương), ngoài ra còn có nhóm bacteriocin từ những loài sinh vật cổ
(Archaea) cũng đang được nghiên cứu.

Bảng 1.2 miêu tả tóm tắt các nhóm bacteriocin
của vi khuẩn và sinh vật cổ và các loại bacteriocin đại diện cho từng nhóm [90].
Bảng 1.2. Bacteriocin của vi khuẩn

và sinh vật cổ
Bacteriocin Loại/Lớp Ví dụ Nguồn
Tạo lỗ trên màng Colicin A, B
Colicin
Nuclease Colicin E2, E3
Giống colicin Chưa biết S-pyocin, Klebicin
Giống đuôi phage

Chưa biết R và F pyocin
Biến đổi sau dịch mã Microcin C7
Vi khuẩn Gram âm
Microcin
Không biến đổi
Microcin B17
Colicin V
[21, 47, 64]
Type A-dạng thẳng
tích điện dương
Nisin
Type B-hình cầu,
tích điện âm hoặc
không tích điện
Mersacidin
Lớp I

Type C-hỗn hợp Lacticin 3147

Class IIa-kháng
Listeria
Pediocin PA1
Lớp II
Class IIb-hỗn hợp Carnobacteriocin B2

Type IIIa-enzyme
phân giải
Lysostaphin
Lớp III
Type IIIb-peptide
không phân giải
Helveticin
Vi khuẩn Gram dương
Lớp IV Peptide vòng Enterocin AS-48
[35, 42, 51]
Microhalocin
Halocin A4, C8,
G1 Halocin
Protein halocin Halocin H1, H4
Sinh vật cổ
Sulfolobicin Chưa biết Sulfolobicin
[38, 84]
6

1.1.2.1. Bacteriocin của vi khuẩn
Bateriocin thường được phân loại dựa vào các đặc điểm: chủng vi khuẩn sản
xuất, trọng lượng phân tử của chúng, và tính tương đồng về các amino acid hoặc hệ
gen của nó [32]. Nhìn chung, bacteriocin được chia thành 4 lớp chính như sau:
a. Lớp I là những bacteriocin được gọi là lantibiotic [46]. Lantibiotic là những

peptide có kích thước nhỏ (<5 kDa) [42] và thường được chia thành 3 nhóm dựa trên
cấu trúc và phổ hoạt động của chúng [46].
Lantibiotic A, như là nisin, thường là những protein nhỏ (2-5 kDa), có hình ốc
vít, kéo dài và chứa những phân tử mang điện tích dương. Cơ chế kháng khuẩn của
chúng là hình thành những lỗ nhỏ dẫn đến làm tan màng tế bào và làm các chất chuyển
hóa đi giải phóng các tế bào nhạy cảm [50, 94].
Lantibiotic B, như là mersacidin. Cơ chế kháng của chúng là ức chế các phản
ứng enzyme các tế bào, như là tổng hợp thành tế bào [94].
Lantibiotic hai thành phần như là lacticin 3147 [102], chúng chứa hai chuỗi
peptide có hoạt tính kháng khuẩn bổ sung nhau [79].

A: Nisin, B: microcin B17, C: pediocin PA-1. D: patellamide A
(Desrias et al, 2010) [32]
Hình 1.1. Cấu trúc của một số bacteriocin đặc trưng
b. Lớp II bao gồm các loại bacteriocin bền nhiệt, rất ít bị biến đổi [46].
Bacteriocin lớp II từ vi khuẩn lactic cũng là những peptide chứa nonlanthiomine nhỏ
7

[35, 68]. Đại đa số bacteriocin trong lớp này thể hiện tính kháng bằng sự thấm qua
màng tế bào và sau đó tấn công vào các phân tử của vi khuẩn đích. Lớp II được chia
thành các phân lớp nhỏ:
Lớp IIa là nhóm lớn nhất và các loại bacteriocin trong lớp này được phân biệt
nhờ vào hoạt tính Listeria và sự gắn kết với bề mặt vi khuẩn đích nhờ vào một đoạn
amino (YGNGVXaaC). Cũng giống với loại lantibiotic A, lớp này có cơ chế kháng
nhờ tạo các lỗ nhỏ trên bề màng tế bào chất. Các ví dụ thuộc nhóm này là bacteriocin
pediocin, sakacin A và leucocin A [35, 50, 68].
Lớp IIb như là laticin F và lactococcin G có khả năng tạo lỗ nhỏ trên màng tế
bào đích, chúng bao gồm hai loại protein riêng biệt [44, 50]. Trong nhóm này điển
hình là lactococcin G, plantaricin EF và plantaricin JK
Lớp IIc bao gồm các peptide nhỏ, bền nhiệt. Tiêu biểu trong nhóm này là

divergicin A và acidocin B.
c. Lớp III bao gồm những loại bacteriocin có kích thước lớn hơn, không bền
nhiệt, như là helveticin J hoặc lactacin B [34, 55].
d. Lớp IV là các bacteriocin phức hợp, chúng mang một nửa là lipit hoặc
carbohydrate [36]. Cấu trúc và chức năng của nhóm này chưa được biết nhiều, bao
gồm các bacteriocin như leuconocin S và lactocin 27 [23, 99].
Trong các lớp trên thì lớp I và II được tập trung nghiên cứu để ứng dụng làm
probiotic hơn cả.
Bên cạnh đó, bacteriocin còn được phân thành 4 lớp chính: colicin, bacteriocin
có cấu trúc giống colicin, bacteriocin có cấu trúc giống đuôi phage và microcin (Bảng
1.2). Trong đó các loại colicin từ E.coli được nghiên cứu nhiều nhất [21]. Hơn nữa
chúng còn được sử dụng như là mô hình mẫu để nghiên cứu về cấu trúc, chức năng và
sự tiến hóa của bacteriocin [75, 77].
Colicin
Nhìn chung, các loại colicin là những protein, nhạy cảm với protease và nhiệt.
Chúng có kích thước dao động từ 25 - 90 kDa [73]. Colicin được chia thành hai loại
dựa vào kiểu hoạt động của chúng:
Colicin tạo lỗ màng như là colicin A, B, E1, Ia, Ib, K, E1, 5, chúng kháng các
chủng vi khuẩn nhạy cảm với chúng nhờ vào phương thức tạo các lỗ nhỏ trên màng tế
bào [47].
8

Colicin nuclease bao gồm colicin E2, E3, E4, E5, E6, E7, E8, E9 hoạt động
kháng của chúng dựa vào khả năng phân cắt DNA/ RNA do có hoạt tính của các
enzyme DNAse, RNAse, hoặc tRNAse [47].
Các loại bacteriocin có cấu trúc giống colicin
Các loại bacteriocin giống colicin (pyocin S5) có những đặc điểm tương đồng
với colicin về cấu trúc và chức năng, do đó chúng cũng có kiểu hoạt động tạo lỗ trên
màng tế bào hoặc chúng là những nuclease [64]. Trong nhóm này, Klebicin từ các loài
Klebsiella, S-pyocin của loài Pseudomonas aeruginosa và alveicins của loài Hafnia

alvei đang được nghiên cứu nhiều.
Bacteriocin giống đuôi Phage
Các loại bacteriocin thuộc nhóm này thường có cấu trúc phân tử lớn hơn các
loại khác, chúng có sự tương đồng về cấu trúc với bacteriophage. Có một số ý kiến cho
rằng chúng là những thể thực khuẩn chưa hoàn chỉnh [17]. Pyocin R và F của P.
aeruginosa là một trong những loài được nghiên cứu kỹ trong nhóm này.
Microcin
Microcin là những bateriocin có chuỗi peptide rất ngắn (<10 kDa), chúng có
chung đặc tính với các loại bacteriocin của vi khuẩn

Gram dương, bao gồm tính chịu
nhiệt, kháng được một số loại protease, tính không ưa nước tương đối và tính bền ở các
ngưỡng pH cao hay thấp [13, 47]. Hiện nay đã có báo cáo về 14 loại microcin, trong đó
7 loại được tập trung nghiên cứu do có tính đa dạng về hoạt tính kháng khuẩn.
Nhìn chung, chúng được chia thành 2 loại: microcin bị biến đổi sau quá trình
dịch mã (bao gồm microcin B17, C7, J27, và D93); và microcin không bị biến đổi (bao
gồm microcin E492, V, L, H47 và 24) (Bảng 1.2) [47].
1.1.2.2. Bacteriocin từ sinh vật cổ (Archaea)
Archaea cũng sản sinh ra một số chất có hoạt tính kháng khuẩn giống
bacteriocin, được gọi là archaeocin [84]. Hiện nay, nhóm này chưa được nghiên cứu
nhiều như các loại bacteriocin từ vi khuẩn, nhưng trong số đó hai loại bacteriocin
halocin của Halobacteria và sulfolobicin của các loài Sulfolobus đã được xác định.
Halocin có thể là những peptide (<10 kDa) hoặc là những protein (>10 kDa)
[84]. Theo Toreblanca và Meseguer [98] sản sinh Halocin là một nét đặc trưng tiêu
biểu của Halobacteria. Halocin thường được mã hóa bởi các gen nằm trên
megaplasmid. Sulfolobicin vẫn chưa được biết nhiều, chúng được phân lập tử vi khuẩn
9

Sulfolobus islamdicus ở miệng núi lửa tại Iceland. Hoạt động kháng của chúng là liên
kết với màng tế bào chứ không phải được phóng ra từ tế bào. Sulfolobicin cũng liên

kết với những túi giống màng tế bào có kích thước đường kính từ 90 - 80 nm [90].
Cũng giống với một số loại bacteriocin khác, chúng có khả năng bền nhiệt ở nhiệt độ
cao và ít bền khi xử lý với enzyme. Phổ hoạt động của chúng vẫn chưa được biết đến [38].
1.1.3. Một số tính chất hóa lý của bacteriocin
1.1.3.1. Độ bền enzyme
Mỗi loại bacteriocin có thành phần cấu tạo hóa học khác nhau nên sẽ chịu sự
phân cắt đặc hiệu của các enzyme khác nhau. Khi bị phân cắt bởi các enzyme đặc hiệu
này, bacteriocin sẽ bị mất hoạt tính kháng khuẩn. Đây có thể coi là một dấu hiệu xác
định chất kháng khuẩn có phải là bacteriocin hay không [96].
Bảng 1.3. Tính chất hóa lý của một số bacteriocin từ vi khuẩn
Tên bacteriocin Nhiệt độ xử lý Khoảng pH bền Enzyme thủy phân
Megacin A – 216 60°C/30 phút 2 - 7 Chymotripsin, Pepsin, Trypsin
Clostocin A 100°C/30 phút 4 - 9
Trypsin, Chymotripsin,
Pronase P, Rnase, Dnase
Clostocin B 80°C/10 phút 4 - 9
Trypsin, Chymotripsin,
Pronase P, RNAse, DNAse
Clostocin C 80°C/10 phút 4 - 9
Trypsin, Chymotripsin,
Pronase P, RNAse, DNAse
Clostocin D 100°C/30 phút 4 - 9
Trypsin, Chymotripsin,
Pronase P, RNAse, DNAse
Boticin E – S5 100°C/10 phút 1,1 - 9,5
Trypsin, Chymotripsin,
Pronase P, RNAse, DNAse
Boticin P 60°C/30 phút 6,5 - 7,5
Trypsin, RNAse, DNAse,
Alkaline phosphotase,

Phospholipase C, D
Butyricin 7423 100°C/10 phút 2 - 12 Trypsin
Perfreingocin
11105
100°C/30 phút 2 - 12 Trypsin
(Tài liệu tham khảo: [96])

10

1.1.3.2. Độ bền nhiệt
Hiện nay, một số nghiên cứu cho thấy các loại bacteriocin của những loại vi
khuẩn

khác nhau thì có khả năng chịu nhiệt khác nhau. Mỗi loại bacteriocin có khả
năng chịu nhiệt ở một khoảng nhất định nhưng những loại bacteriocin chịu nhiệt chủ
yếu thuộc Lớp I và Lớp II. Ví dụ loại bacteriocin ST28MS và ST26MS được sinh ra
bởi Lactobacillus plantarum có khả năng kháng khuẩn

không giảm sau khi xử lý 90
phút tại điều kiện 100
o
C hay 20 phút ở 121
o
C [96]. Khả năng chịu nhiệt của
bacteriocin có thể liên quan đến cấu trúc phân tử của bacteriocin.
1.1.3.3. Độ bền pH
Một số bacteriocin có thể hoạt động tốt dưới những điều kiện pH nhất định. Ví
dụ SR28MS và ST26MS [96], bên cạnh có độ bền nhiệt cao, chúng còn có thể hoạt
động ổn định trong 2 giờ tại những giá trị pH từ 2 - 12. Đặc tính này khác nhau ở các
loại bacteriocin khác nhau và được quy định bởi thành phần cấu trúc và cấu tạo hóa

học của mỗi bacteriocin. Độ bền nhiệt độ và pH rất quan trọng trong quá trình sản xuất
và sử dụng bacteriocin, tùy vào từng loại bacteriocin khác nhau mà người ta lựa chọn
điều kiện nhiệt độ, pH thích hợp sao cho hiệu quả sản xuất và hoạt tính kháng khuẩn
mạnh nhất.
1.1.4. Cơ chế hoạt động của bacteriocin
Cho đến nay thì cơ chế hoạt động của bacteriocin đã được các nhà khoa học
nghiên cứu và công bố.
Bacteriocin có khả năng tiêu diệt các vi khuẩn khác có thể do sự tạo thành các
kênh làm thay đổi tính thấm của màng tế bào. Nhiều loại bacteriocin còn có khả năng
phân giải DNA, RNA và tấn công vào peptidoglycan để làm suy yếu thành tế bào [2].
Các cơ chế hoạt động khác cũng đã được phát hiện đối với các bacteriocin như thay
đổi hoạt động enzyme, ức chế sự nảy mầm của bào tử và ức chế hoạt động của các
chất mang điện tích âm thông qua sự hình thành của các lỗ [12, 94]. Hoạt tính kháng
khuẩn chịu ảnh hưởng rất nhiều bởi một số yếu tố như lượng bacteriocin và độ tinh
khiết của nó, tình trạng sinh lý của các tế bào chỉ thị và các điều kiện thí nghiệm [24].
Có khả năng là lớp I và II sử dụng cùng các cơ chế hoạt động giống nhau.
Các cơ chế hoạt động của các nhóm bacteriocin đã được nghiên cứu:
Lớp I - điển hình là nisin: các bacteriocin khác nhau thì cơ chế tác động có thể
là lên thành peptidoglycan hoặc màng nguyên sinh, hoặc kết hợp cả hai cơ chế. Ví dụ,
11

nisin có cả hai cơ chế trong khi đó thì lacticin thì chỉ có khả năng tác động lên thành
peptidoglycan.
Đối với thành peptidoglycan: lipid II giữ vai trò quan trọng trong quá trình vận
chuyển các đơn vị tổng hợp nên thành peptidoglycan từ trong tế bào chất. Bacteriocin
thuộc nhóm này có khả năng liên kết với lipid nằm trên màng nguyên sinh, sự liên kết
này được giải thích rằng do phần lớn bacteriocin mang điện tích dương và lipid màng
mang điện tích âm vì thế sự liên kết được dễ dàng tạo ra trên màng. Sau khi tạo liên
kết, bacteriocin sẽ khóa lipid làm chúng mất khả năng vận chuyển các tiểu đơn vị cấu
tạo nên thành peptidoglycan.

Đối với màng sinh chất, bacteriocin liên kết và sử dụng lipid trên màng nguyên
sinh thực hiện quá trình oxi hóa khử, lúc này lipid có tác dụng như những con dao cắt
tạo nên những lổ hỏng trên màng nguyên sinh. Những lỗ hỏng này làm thất thoát nhiều
các ion, các chất hòa tan trong nguyên sinh chất (muối khoáng, acid amin, acid
nucleic…), làm thủy phân và thất thoát nhiều ATP dẫn đến tế bào chết nhanh chóng
hơn [50].


Hình 1.2. Cơ chế hoạt động của bacteriocin
Lớp II - điển hình là Sakacin: do thuộc nhóm kỵ nước sau khi tạo ra kênh dẫn
trong màng, bacteriocin thuộc nhóm này sẽ liên kết với lipid trong thành phần
phospholipid màng, chúng sẽ gắn trực tiếp vào màng như một thành phần của màng,
sau đó thực hiện các phản ứng oxi hóa khử tạo nên những lỗ hỏng và tác động như
nhóm I [50].
12

Lớp III - điển hình lysostaphin: tác động trực tiếp lên thành tế bào, làm phân
hủy tan thành tế bào và phá vỡ tính thẩm thấu [50].
Lớp IV- hiện nay các nhà khoa học vẫn chưa đưa ra một kết luận cụ thể rõ ràng
nào cho cơ chế tác động của nhóm này. Theo sự giả định của các nhà khoa học, họ cho
rằng nhóm này tác động chủ yếu lên DNA, RNA và sự tổng hợp protein. Các
bacteriocin nhóm này có thể tạo phức hợp không tan với DNA ngăn cản DNA tổng
hợp nên RNA và protein, hoặc liên kết với DNA làm dịch mã ra các protein không
bình thường, cũng có thể nó liên kết trực tiếp và ức chế hoạt động của protein [50].
1.1.5. Ứng dụng của bacteriocin
1.1.5.1. Bảo quản thực phẩm
Một trong những thách thức chính của ngành thực phẩm là việc bảo quản sản
phẩm không sử dụng các hóa chất độc hại gây ảnh hưởng đến người tiêu thụ. Do đó,
bacteriocin đang được nghiên cứu và ứng dụng nhiều trong bảo quản thực phẩm. Tuy
nhiên, hiện nay chỉ có nisin và pediocin PA1/ AcH là hai nhóm được sử dụng rộng rãi

trong thực phẩm.
Ứng dụng bacteriocin trong thực phẩm có thể qua các cách như: sản xuất tại chổ
(in situ) bởi những vi khuẩn

trong các thực phẩm lên men tinh chế hoặc tinh chế một
phần sau rồi đuợc bổ sung vào thực phẩm hoặc sử dụng các vi khuẩn

sinh bacteriocin
như là một thành phần trong quá trình lên men. Bên cạnh đó, bacteriocin có thể được sử
dụng kết hợp với chất mang cellulose vi khuẩn

nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng [6].
Nisin và bacteriocin của vi khuẩn Gram dương đã được FAO đảm bảo an toàn
thực phẩm. Nghiên cứu trước đây khi bổ sung nisin có thể giảm sự phát triển của L.
monocytogenes trong thịt cá hồi xông khói. Đặc biệt khi bổ sung C0
2
trong quá trình
đóng gói đã làm tăng tác dụng của nisin kháng lại Listeria [90]. Có những nghiên cứu
đang được khuyến khích để tráng thêm một lớp nisin trong quá trình đóng gói.
1.1.5.2. Bảo vệ sức khỏe con người và vật nuôi trên cạn
Hiện nay, bacteriocin và ứng dụng của chúng ở động vật trên cạn là rất lớn. Đặc
biệt là các bacteriocin từ vi khuẩn Gram âm như là colicin và microcin của vi khuẩn
đường ruột, pyocin của P.aeruginosa có sự hứa hẹn lớn cho thuốc của con người và
thú y [90].
Trong tuyến tiêu hóa của con người có sự tồn tại cân bằng giữa hệ vi sinh vật
đường ruột và vật chủ. Vi sinh vật đường ruột đóng vai trò quan trọng cho sự phát
13

triển hệ miễn dịch niêm mạc. Phần lớn vi khuẩn lactic chiếm ưu thế trong hệ đường
ruột, đặc biệt chúng thể hiện hoạt tính sinh bacteriocin trong nghiên cứu in vitro. Một

nghiên cứu trước đây của Claesson và cộng sự [25] đã chứng minh bacteriocin Abp
118 từ chủng Lactobacillus valivarius UCC 118 kháng lại tác nhân gây bệnh truyền
nhiễm qua thực phẩm (Listeria monnocytogenes). Helicobacter pylori, một tác nhân
gây bệnh tá tràng, bị kháng bởi bacteriocin sản sinh từ chủng Lactobacillus johnsonii
LA1 và Lactobacillus acidophilus LB [28].
Tuy nhiên, bacteriocin sản sinh từ vi khuẩn Gram dương có nhược điểm trong
việc sử dụng làm chế phẩm probiotic, đó là chúng ít ức chế vi khuẩn gây bệnh đường
ruột thông thường như là Enterobacter, Klebsiella hoặc Samonella. Trong khi đó
bacteriocin được sinh ra từ vi khuẩn Gram âm có khả năng ức chế các loại vi khuẩn này.
Như chủng E.coli H22 có thể ức chế sinh trưởng của 7 chi trong họ Enterobacteriaceae
(đó là Enterobacter, Escherichia, Klebsiella, Morganella, Salmonella, Shigella và
Yersinia). Khả năng ức chế này được cho là do sự sản sinh ra microcin C7 [86] và
colicin E1 và Ib [29].
Đối với gia súc và gia cầm, vấn đề quản lý sự phát triển quá mức của các tác
nhân gây bệnh cơ hội trong nguyên liệu sản xuất thức ăn là rất quan trọng. Đặc biệt là
chúng có thể bị nhiễm trong khâu sản xuất và ngay cả quá trình tiêu thụ. Do đó, việc
bổ sung probitotic trong quá trình nuôi là một việc làm thiết yếu. Nghiên cứu của
Carina Audisio và cộng sự [18] khi bổ sung bacteriocin sản xuất từ Enterococcus
faecium J96 có khả năng kháng tác nhân gây bệnh Salmonella pullorum, và nâng cao
tỷ lệ sống của gà con [18]. Trong gia súc, dạ cỏ bò là nơi trú ẩn của tác nhân gây bệnh
khó có thể kiểm soát bởi kháng sinh như là E. coli O157:H7 [54]. Bên cạnh đó, khi sử
dụng kháng sinh còn làm tăng tính độc của những tác nhân gây bệnh này. Một số công
trình nghiên cứu gần đây về bổ sung colicin từ các chủng E.coli vào dạ cỏ của bò đã
làm giảm số lượng tác nhân gây bệnh một cách rõ rệt [33] như coicin E7 [83]. Bảy
chủng sản sinh colicin phân lập từ gia súc mang bệnh có kết quả kháng lại
enterohemorrhagic E.coli [82]. Khi phối trộn các chủng sinh colicin với nhau kết quả
cho thấy giảm mật độ các chủng E.coli trong các con bò cái nghiên cứu [83]. Ngoài ra
microcin B17 của chủng E.coli cũng có khả năng hạn chế vi khuẩn gây bệnh tiêu chảy
ở bê con [100].
14

1.2. Triển vọng sử dụng vi khuẩn sinh bacteriocin làm thuốc đa năng trong nuôi
trồng thủy sản
1.2.1. Tình hình dịch bệnh trong nuôi trồng thủy sản
Một thách thức lớn trong NTTS hiện nay là vấn đề dịch bệnh và sự thay đổi khí
hậu toàn cầu [16]. Vi khuẩn thường phát triển và thể hiện khả năng gây bệnh cao hơn ở
nhiệt độ cao, dẫn đến dịch bệnh càng lớn và nguy hiểm hơn [32]. Hệ vi sinh vật của cá
có thể bao gồm những tác nhân gây bệnh cơ hội trong điều kiện stress như là thay đổi
nhiệt độ đột ngột, mật độ cao và chất lượng nước xấu và do đó gây ra dịch bệnh ở các
đối tượng nuôi. Nguyên nhân gây ra bệnh trong nuôi trồng cá biển bao gồm: bệnh do
nấm, ký sinh trùng, do virus, do vi khuẩn. Hiện nay, bệnh do vi khuẩn gây thiệt hại rất
lớn cho nghề ương nuôi cá thương phẩm. Nhiều bệnh trên cá nuôi lồng bè trên biển do
vi khuẩn đã được ghi nhận: bệnh đốm trắng ở thận trên cá giò nuôi thương phẩm, bệnh
Vibriosis, bệnh mòn vây cụt đuôi và bệnh xuất huyết nhiễm trùng máu ở cá mú, cá
chẽm, cá giò [4]. Trong các bệnh do vi khuẩn gây ra thì nhóm Vibrio spp. gây bệnh đang
được chú ý hơn cả vì tốc độ lây lan và mức độ ảnh hưởng nghiêm trọng của chúng.
Vibrio- vi khuẩn gây bệnh điển hình ở động vật thủy sản
Bệnh vibriosis là tên gọi chung cho các bệnh khác nhau ở động vật thủy sản do
vi khuẩn Vibrio spp. gây ra. Trong bệnh vibriosis, vi khuẩn Vibrio có thể là tác nhân
sơ cấp hoặc tác nhân thứ cấp (tác nhân cơ hội, cùng với ký sinh trùng hay các tác động
môi trường như cơ học, hóa học) ở động vật thủy sản [3].
Vibrio là tác nhân gây bệnh nguy hiểm đối với động vật thủy sản. V.
anguillarum, V.salmonicida, và V.vulnificus là ba trong số những loài gây bệnh chính
cho vài loài cá [7, 77]. Số lượng chết gây ra bởi Vibrio trên cá và các loài sò hến là rất
phổ biến trong giai đoạn ấu trùng sớm và có thể xuất hiện đột ngột, đôi khi dẫn đến
chết toàn bộ.
Trong những năm gần đây, nghề nuôi cá lồng trên biển phát triển mạnh, bệnh
vibiosis đã trở thành các bệnh thường gặp và gây nhiều tác hại cho nghề nuôi thủy sản
[3]. Bệnh do Vibrio gây ra có thể quan sát được ở khắp mọi nơi có nghề nuôi động vật
thủy sản nước lợ và nước mặn, sự phân bố bệnh này rộng khắp thế giới, tập trung ở

châu Á, Phi và Mỹ [90].
Nhiều loài cá biển có giá trị kinh tế cao đang được nuôi phổ biến ở nhiều quốc
gia châu Á, như cá mú (Epinephelus spp.), cá chẽm (Lates calcarifer) thường bị bệnh
15

này, đặc biệt là hình thức nuôi lồng bè trên biển [90]. Bệnh thường thể hiện các dấu
hiệu: xuất hiện các đốm đỏ nhỏ trên thân, tại đó vẩy cá bị tróc và rụng đi, sau một thời
gian tạo nên các vết loét nhỏ và sâu. Giải phẫu bên trong cho thấy hiện tượng xuất
huyết nội tạng, và xuất huyết trong cơ của cá. Cá bị bệnh có thể gây chết hàng loạt khi
bị cấp tính, gây chết rải rác khi ở các thể thứ cấp tính [3]. Từ cá bệnh ở Việt Nam
người ta đã phân lập được một số loài vi khuẩn như Vibrio parahaemolyticus, V.
alginolyticus, và V. anguillarum. Ngoài ra có những báo cáo khác về bệnh do Vibrio ở
cá như vi khuẩn V. anguillarum, V. vulnificus gây bệnh nhiễm khuẩn máu ở cá trình,
V. salmonicida gây bệnh ở cá vùng nước lạnh [3].
1.2.2. Những giải pháp mới phòng trừ dịch bệnh trong nuôi trồng thủy sản
bền vững
a) Vaccine
Vaccine là một chế phẩm được làm từ vi sinh vật gây bệnh đã được tiêu hủy
độc tính, khi tiêm truyền vào cơ thể động vật có xương sống, làm cơ thể sản sinh
kháng thể, tạo sự miễn dịch cho động vật dùng vaccine [26].
Ngày nay, vaccine đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới, đặc biệt ở các vùng
nuôi cá hồi công nghiệp của các nước Bắc Âu, Chile, Canada, Mỹ, Nhật hay các trang
trại nuôi cá da trơn ở Mỹ, mô hình nuôi cá chẽm, cá rô phi ở Châu Âu hay các mô hình
nuôi nhỏ ở Trung Quốc, Nga, Tây Ban Nha và Đức. Cho đến tháng 7 năm 2005, đã có
35 loại vaccine phòng bệnh vi khuẩn và 2 loại vaccine phòng bệnh virus được đăng ký
bản quyền và sử dụng cho 6 đối tượng nuôi phổ biến trên 41 quốc gia trên thế giới bao
gồm cá hồi, cá chẽm châu Âu, cá chẽm châu Á, cá rô phi, cá bơn và cá bơn đuôi vàng.
Bên cạnh đó 5 loại vaccine phòng bệnh virus trên động vật thủy sản khác đang được
nghiên cứu và phát triển [26].
Việc sử dụng vaccine có những ưu điểm sau:

- Vaccine sống có tác dụng làm kích thích đáp ứng miễn dịch của cơ thể động vật
[26]. Nó còn có thể duy trì và gia tăng cùng với vật chủ, đó là kết quả của sự phản ứng
mạnh của tế bào nhằm bảo vệ nó trong thời gian dài.
- Vaccine có thể dễ dàng đưa vào cơ thể vật nuôi bằng nhiều con đường như
nhúng, ngâm, tiêm [26].