Khả năng phân hủy Quorum sensing của một số chủng vi sinh vật phân lập từ môi trường ao nuôi tôm

VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2

KHẢ NĂNG PHÂN HỦY QUORUM SENSING CỦA MỘT SỐ CHỦNG
VI SINH VẬT PHÂN LẬP TỪ MÔI TRƯỜNG AO NUÔI TÔM
Nguyễn Thị Ngọc Tĩnh1*, Nguyễn Thảo Sương1, Nguyễn Đình Song Trỗi2

TĨM TẮT
“Quorum sensing” là q trình giao tiếp trong thế giới vi khuẩn, thơng qua việc tiết ra và dị tìm
các phân tử tín hiệu phụ thuộc vào mật độ quần thể. Hệ thống quorum sensing đã được chứng minh
là có liên quan đến các yếu tố độc lực ở một số loài vi khuẩn gây bệnh trong ni trồng thủy sản,
trong đó có Vibrio harveyi và Edwardsiella ictaluri, hai loài vi khuẩn gây bệnh trên tôm nước lợ
và trên cá da trơn. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng khả năng bất hoạt phân tử AHL (N-acyl
homoserine lactone), một loại phân tử tín hiệu quorum sensing ở nhóm vi khuẩn Gram âm, có thể
hữu ích trong việc kiểm sốt các yếu tố độc lực được điều khiển bởi quorum sensing ở các loài vi
khuẩn gây bệnh Gram âm. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đánh giá khả năng phân hủy phân tử
N-hexanoyl homoserine lactone (một loại phân tử AHL) bởi 9 chủng Bacillus và 5 chủng vi khuẩn
sinh acid lactic phân lập từ hệ tiêu hóa tơm và mơi trường ao ni tơm ở Cà Mau. Kết quả cho thấy
sau thời gian khảo sát 6 giờ, có 4 chủng thể hiện khả năng phân hủy mạnh, trong đó có 3 chủng
thuộc nhóm Bacillus và 1 chủng thuộc nhóm vi khuẩn sinh acid lactic (tốc độ phân hủy 0,78 mg/l/
giờ). Kết quả đạt được trong nghiên cứu này là những kết quả bước đầu trong việc ứng dụng những
chủng vi khuẩn đã phân lập để kiểm sốt các tác nhân gây bệnh trong ni trồng thủy sản mà độc
lực của chúng được điều khiển bởi hệ thống quorum sensing.
Từ khóa: Bacillus, Chromobacterium violaceum, HHL, quorum sensing, tốc độ phân hủy.

I. ĐẶT VẤN ĐỀ
“Quorum sensing” là quá trình giao tiếp
trong thế giới vi khuẩn, khi việc biểu hiện thơng
tin di truyền được kiểm sốt thơng qua việc sản
xuất và dị tìm các phân tử tín hiệu phụ thuộc
vào mật độ quần thể (Schauder và Bassler,
2001). Ở nhóm vi khuẩn Gram âm, q trình

quorum sensing được điều khiển bởi phân tử
N-acyl homoserine lactones (AHLs). Quá trình
quorum sensing đã được phát hiện ở nhiều loài
vi khuẩn gây bệnh Gram âm trong ni trồng
thủy sản, trong đó có Vibrio harveyi, tác nhân
gây bệnh phát sáng trên tôm ở cả giai đoạn tôm
giống (PL) và tôm thương phẩm (Manefield
et al., 2000). Hệ thống quorum sensing ở V.
harveyi điều khiển một số yếu tố độc lực ở loài
vi khuẩn này như quá trình phát sáng sinh học
(Bassler et al., 1993, 1994; Henke và Bassler,

2004), khả năng sinh metalloprotease (Mok
et al., 2003), siderophore, và exopolysaccharide (Lilley và Bassler, 2000). Gần đây, hệ
thống quorum sensing cũng được tìm thấy ở
E. ictaluri, tác nhân gây bệnh nhiễm khuẩn ở
cá da trơn nói chung và bệnh gan-thận-mủ trên
cá tra ni ở Việt Nam. Nhóm tác giả Yang và
ctv., (2012) đã phát hiện ba loại phân tử AHL
khác nhau (3-oxo-C6-HSL, C4-HSL và một
loại phân tử AHL chưa được mô tả) ở chủng
E. ictaluri Ei-151, phân lập từ cá tra bệnh gan
thận mủ ở tỉnh Đồng Tháp, Việt Nam.
Các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên
cứu những cách tiếp cận trong việc bẻ gãy phân
tử tín hiệu AHL như là biện pháp hữu hiệu để
kiểm sốt độc lực ở nhóm vi khuẩn gây bệnh
Gram âm, đặc biệt là nhóm vi khuẩn gây bệnh
trong ni trồng thủy sản (Defoirdt et al., 2008).

1. Phòng Sinh học Thực nghiệm, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2.
* Email:
2. Trường Đại học Mở thành phố Hồ Chí Minh

TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ 7 - THÁNG 01/2016

49


VIỆN NGHIÊN CỨU NI TRỒNG THỦY SẢN 2
Trong đó, q trình phân hủy sinh học đối với
phân tử tín hiệu AHL được xem là cách tiếp
cận được ứng dụng phổ biến nhất. Q trình
này có thể được thực hiện bằng phương pháp
phân lập các chủng vi khuẩn có khả năng sinh
enzyme phân hủy quorum sensing. Có khá
nhiều nghiên cứu liên quan đến việc phân lập
các hỗn hợp vi khuẩn có khả năng phân hủy
quorum sensing và ứng dụng trong nuôi trồng
thủy sản. Tinh và ctv., (2008) phân lập hai hỗn
hợp vi sinh vật (ký hiệu EC3 và EC5) từ hệ tiêu
hóa của tơm thẻ chân trắng Penaeus vannamei.
Hỗn hợp EC5 khi được bổ sung vào nước bể
ương và bổ sung vào thức ăn thơng qua ln
trùng, đã có khả năng nâng cao tỉ lệ sống của
ấu trùng cá bơn 7 ngày tuổi (đạt 94,3%) so với
nghiệm thức đối chứng không bổ sung EC5
(chỉ đạt 10,4%). Một vài nghiên cứu khác liên
quan đến ứng dụng hỗn hợp vi sinh vật có đặc
tính phân hủy quorum sensing trên tơm càng

xanh. Cam và ctv., (2009) phân lập hai hỗn hợp
vi sinh vật phân hủy quorum sensing EC5(D)
and EC5(L), tương ứng từ cá chẽm châu Âu
Dicentrarchus labrax và cá chẽm châu Á Lates
calcarifer. Hiệu quả bảo vệ đối với ấu trùng
tôm càng xanh bởi hai hỗn hợp này được thể
hiện thông qua giá trị tỉ lệ sống của ấu trùng 10
ngày tuổi đạt 73,6% và 72,8% khi có sự hiện
diện của EC5(D) và EC5(L) tương ứng; trong
khi đó ở điều kiện khơng bổ sung các hỗn hợp
EC5 mà chỉ có hỗp hợp các phân tử AHL được
bổ sung với nồng độ 1 mg/l, tỉ lệ sống của ấu
trùng giảm đáng kể và chỉ đạt 64,5%.

50

Trong nghiên cứu này, chúng tôi khảo sát
khả năng phân hủy quorum sensing bởi 14
chủng vi khuẩn thuộc hai nhóm Bacillus và vi
khuẩn sinh acid lactic (LAB) được phân lập từ
môi trường ao nuôi tôm. Các chủng này trước
đây đã được khảo sát một số đặc tính probiotic
như khả năng sinh enzyme ngoại bào và khả
năng đối kháng với nhóm Vibrio gây bệnh.
II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu
2.1.1. Phân tử tín hiệu quorum sensing:
N-hexanoyl homoserine lactone (HHL)
(Sigma), là một loại phân tử AHL phổ biến ở

nhiều loài vi khuẩn gây bệnh Gram âm trên
động vật thủy sản.
2.1.2. Chủng vi khuẩn
a. Chủng vi khuẩn chỉ thị:
Chủng CV026 là thể đột biến từ chủng vi
khuẩn Chromobacterium violaceum (Mc Clean
et al., 1997). Chủng này được sử dùng làm vi
khuẩn chỉ thị để phát hiện nồng độ dư lượng của
phân tử AHL cịn lại trong mơi trường, chủng
này khơng có khả năng sinh AHL nhưng có khả
năng tạo sắc tố màu tím violacein khi có sự hiện
diện của AHL trong mơi trường.
b. Chủng vi khuẩn khảo sát: 14 chủng vi
khuẩn được phân lập từ hệ tiêu hóa tơm hoặc từ
mơi trường ao ni tơm ở tỉnh Cà Mau, bao gồm
hai nhóm, Bacillus và vi khuẩn sinh acid lactic
(LAB) (Bảng 1).

TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 7 - THÁNG 01/2016


VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
Bảng 1. Các chủng VSV được khảo sát khả năng phân hủy phân tử tín hiệu quorum sensing.
Ký
hiệu
chủng
B1.1
B6.1
B17.1
B24.1

B3.2
B1.2
B8.2
B20.2
B21.2

Nhóm Bacillus
Nguồn gốc
Đặc tính

Bùn ao ni
tơm
Nước ao
ni tơm
Hệ tiêu hóa
tơm
Nước ao
ni tơm
Hệ tiêu hóa
tơm
Hệ tiêu hóa
tơm
Hệ tiêu hóa
tơm
Nước ao
ni tơm
Bùn ao ni
tơm

Đối kháng nhóm Vibrio

gây bệnh
Đối kháng nhóm Vibrio
gây bệnh
Đối kháng nhóm Vibrio
gây bệnh
Đối kháng nhóm Vibrio
gây bệnh
Đối kháng nhóm Vibrio
gây bệnh
Sinh 4 loại enzyme ngoại
bào
Sinh 4 loại enzyme ngoại
bào
Sinh 4 loại enzyme ngoại
bào
Sinh 4 loại enzyme ngoại
bào

2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Xây dựng đường chuẩn thể hiện
mối tương quan giữa nồng độ HHL và đường
kính vòng tròn violacein (tạo ra bởi chủng vi
khuẩn chỉ thị CV026 khi có sự hiện diện của
phân tử HHL trong mơi trường)
Chủng vi khuẩn CV026 được hoạt hóa
trong mơi trường Nutrient Broth (NB) có bổ
sung Kanamycin với nồng độ 20 mg/l. Đồng
thời, dung dịch HHL chuẩn ở 4 nồng độ 10
ppm, 5 ppm, 2,5 ppm và 1,25 ppm được chuẩn
bị trong các ống nghiệm thể tích 5 ml. Sau đó

hút 3 lần 10 µl từ mỗi nồng độ và nhỏ lên đĩa
Nutrient Agar (NA) đã được tráng sẵn bởi 100
µl dịch khuẩn CV026. Các đĩa NA được ủ ở
30oC trong 24 giờ. Sau đó tiến hành đo đường
kính các vịng trịn violacein màu tím xuất hiện

Ký hiệu
chủng
LA11.1
LA12.1
LA15.1
LA17.1
LA30.2

Nhóm vi khuẩn LAB
Nguồn gốc
Đặc tính

Hệ tiêu hóa
tơm
Hệ tiêu hóa
tơm
Hệ tiêu hóa
tơm
Hệ tiêu hóa
tơm
Hệ tiêu hóa
tơm

Đối kháng nhóm

Vibrio gây bệnh
Đối kháng nhóm
Vibrio gây bệnh
Đối kháng nhóm
Vibrio gây bệnh
Đối kháng nhóm
Vibrio gây bệnh
Đối kháng nhóm
Vibrio gây bệnh

trên đĩa và xác định đường chuẩn tương quan
giữa ln[HHL] và đường kính vịng trịn sắc tố
violacein (cm).
Đường tương quan tuyến tính có dạng
y = ax + b
trong đó: x = ln[HHL];
y: đường kính vịng trịn violacein (cm)
2.2.2. Khảo sát khả năng phân hủy HHL
của 14 chủng vi khuẩn khảo sát
Đối với mỗi chủng vi khuẩn khảo sát, chọn
một khuẩn lạc thuần và cấy tăng sinh trong ống
falcon chứa 10 ml môi trường NB hoặc môi
trường MRS Broth, ủ lắc ở 30oC (đối với các
chủng Bacillus) hoặc 37oC (đối với các chủng
LAB), tốc độ lắc 150 vòng/phút trong 24 giờ.
Sau đó xác định mật độ vi khuẩn sau 24 giờ
ni cấy đối với mỗi chủng, tính tốn thể tích

TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ 7 - THÁNG 01/2016

51


VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
dịch khuẩn cần thiết bổ sung vào các ống falcon
chứa 10 ml môi trường NB hoặc môi trường
MRS để đạt được mật độ 106 (CFU/ml). Bố
trí 3 ống falcon cho mỗi chủng vi khuẩn khảo
sát. Sau đó bổ sung dung dịch HHL stock vào
các ống falcon trên để đạt nồng độ là 5 ppm.
Nghiệm thức đối chứng bao gồm 3 ống falcon
chỉ chứa môi trường NB và 5 ppm dung dịch
HHL mà không bổ sung vi khuẩn. Tất cả các
ống falcon được đặt trong tủ ấm lắc ở 30oC (đối
với các chủng Bacillus) hoặc 37oC (đối với các
chủng LAB), tốc độ lắc 150 vòng/phút trong 6
giờ. Thời gian 6 giờ là khoảng thời gian thích
hợp tại đó đa số hoạt động phân hủy quorum
sensing (nếu có) xảy ra, khoảng thời gian này
được xác định trong các thí nghiệm thăm dị
trước đây. Ngồi ra cịn bố trí một nghiệm thức
“blank”, gồm ống falcon chứa môi trường NB
(hoặc MRS) và HHL ở nồng độ 5 ppm, được
chuẩn bị tại thời điểm sau 6 giờ. Mục đích của
nghiệm thức blank là để đánh giá mức độ phân
hủy hóa học (phân hủy tự nhiên) của phân tử
HHL trong môi trường NB. Theo Yates và ctv.,

(2002), phân tử AHL có thể bị phân hủy hóa học
ở một số điều kiện nhất định như pH > 6,5, nhiệt

độ > 30oC.
Sau thời gian ủ, hút 1ml từ mỗi ống falcon
(kể cả các ống đối chứng và blank) cho vào các
eppendorf tương ứng, ly tâm ở 10.000 rpm trong
10 phút. Sau khi ly tâm, hút 10 µl của dịch nổi
từ mỗi eppendorf nhỏ lên đĩa NA tương ứng đã
được tráng sẵn bởi 100 µl dịch khuẩn CV026.
Sau thời gian ủ ở 30oC trong 24 giờ, đo đường
kính các vịng trịn violacein màu tím (nếu có)
xuất hiện trên đĩa. Từ phương trình tương quan
tuyến tính đã xây dựng, xác định nồng độ HHL
cịn lại trong mơi trường.
Xác định tốc độ phân hủy HHL (mg/l/giờ)
theo công thức: R = ([HHL]ĐC – [HHL]NT) / t
Trong đó, [HHL]ĐC: nồng độ HHL cịn lại
trong mơi trường ở nghiệm thức đối chứng;
[HHL]NT: nồng độ HHL còn lại trong mơi
trường ở nghiệm thức có bổ sung vi khuẩn;
t: thời gian khảo sát (6 giờ).
Đánh giá mức độ phân hủy phân tử HHL
theo 3 mức như sau:

Bảng 2. Đánh giá mức độ phân hủy phân tử HHL
Nồng độ HHL cịn lại trong
mơi trường

Tốc độ phân hủy (mg/l/giờ)

Mức độ phân hủy

[HHL] < 0,5 mg/l

R ≥ 0,70 mg/l/giờ

Phân hủy mạnh

0,5 mg/l ≤ [HHL] < 2,0 mg/l

0,47 mg/l/giờ ≤ R < 0,70 mg/l/giờ

Phân hủy trung bình

2,0 mg/l ≤ [HHL] < 4,0 mg/l

0,14 mg/l/giờ ≤ R < 0,47 mg/l/giờ

Phân hủy yếu

[HHL] ≥ 4,0 mg/l

R < 0,14 mg/l/giờ

Không phân hủy

III. KẾT QUẢ
3.1. Kết quả xác định phương trình tương
quan tuyến tính giữa ln[HHL] trong mơi trường
và đường kính vịng trịn sắc tố violacein
Phương trình tương quan tuyến tính có
dạng như sau: y = 0,7978x + 1,745, với hệ số

tương quan R2 = 0,9918.

52

3.2. Kết quả khảo sát khả năng phân
hủy phân tử HHL bởi các chủng vi khuẩn
tuyển chọn
Dựa vào phương trình tương quan tuyến
tính đã xây dựng, kết quả khảo sát nồng độ HHL
cịn lại trong mơi trường sau 6 giờ và tốc độ
phân hủy HHL bởi các chủng vi khuẩn tuyển
chọn được trình bày trong Bảng 3.

TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ 7 - THÁNG 01/2016


VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
Bảng 3. Nồng độ HHL cịn lại trong mơi trường (mg/l) và tốc độ phân hủy HHL (mg/l/giờ) bởi
các chủng vi khuẩn khảo sát. Giá trị trung bình của 3 lần lập lại.
Nghiệm thức

Đường kính
(cm)

Blank
Đối chứng
B1.1
B6.1
B17.1
B24.1

B1.2
B3.2
B8.2
B20.2
B21.2

3,03
3,0
0,0
2,68
2,73
2,78
0,0
2,73
0,0
2,82
2,10

Blank
Đối chứng
LA10.1
LA12.1
LA15.1
LA17.1
LA30.2

3,02
3,0
1,42
2,63

0,0
1,50
1,75

[HHL]

Tốc độ phân
hủy (mg/l/giờ)

Nhóm Bacillus
5,0
4,81
0,03
0,11
0,78
3,25
0,26
3,46
0,23
3,67
0,19
0,11
0,78
3,46
0,23
0,11
0,78
3,82
0,17
1,55

0,54
Nhóm vi khuẩn LAB
4,90
4,81
0,02
0,66
0,69
3,03
0,30
0,11
0,78
0,73
0,68
1,01
0,63

Từ kết quả ở Bảng 3, Hình 1 và Hình 2
cho thấy sau thời gian khảo sát 6 giờ, đối với
nhóm Bacillus có 3 chủng phân hủy mạnh (tốc
độ phân hủy 0,78 mg/l/giờ), 1 chủng phân hủy
trung bình (tốc độ phân hủy 0,54 mg/l/giờ) và 5
chủng phân hủy yếu (tốc độ phân hủy 0,17-0,26
mg/l/giờ) đối với phân tử HHL. Đối với nhóm
vi khuẩn LAB có 1 chủng phân hủy mạnh (tốc

Ghi chú

Có phân hủy hóa học
Phân hủy mạnh
Phân hủy yếu

Phân hủy yếu
Phân hủy yếu
Phân hủy mạnh
Phân hủy yếu
Phân hủy mạnh
Phân hủy yếu
Phân hủy trung bình

Có phân hủy hóa học
Phân hủy trung bình
Phân hủy yếu
Phân hủy mạnh
Phân hủy trung bình
Phân hủy trung bình

độ phân hủy 0,78 mg/l/giờ), 1 chủng phân hủy
yếu (tốc độ phân hủy 0,30 mg/l/giờ) và 3 chủng
phân hủy trung bình (tốc độ phân hủy 0,63-0,69
mg/l/giờ) đối với HHL. Có hiện tượng phân hủy
hóa học đối với phân tử HHL xảy ra ở nghiệm
thức đối chứng, tuy nhiên với tốc độ khơng đáng
kể (0,02-0,03 mg/l/giờ).

TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ 7 - THÁNG 01/2016

53


VIỆN NGHIÊN CỨU NI TRỒNG THỦY SẢN 2

Hình 1. Tốc độ phân hủy HHL của các chủng Bacillus sau thời gian 6 giờ ni cấy trong mơi
trường NB có chứa 5 ppm phân tử HHL.

Hình 2. Tốc độ phân hủy HHL của các chủng LAB sau thời gian 6 giờ ni cấy trong mơi trường
MRS có chứa 5 ppm phân tử HHL.

54

TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ 7 - THÁNG 01/2016


VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
IV. THẢO LUẬN
Phân lập các chủng vi sinh vật có khả năng
ức chế độc lực của vi khuẩn gây bệnh thông qua
khả năng phân hủy quorum sensing, đã trở thành
một cách tiếp cận mới trong vòng hai thập kỷ
gần đây. Trong nghiên cứu này, chúng tôi khảo
sát khả năng phân hủy quorum sensing của một
số chủng vi khuẩn thuộc hai nhóm Bacillus và
nhóm LAB, các chủng này trước đó đã được
khảo sát một số đặc tính probiotic khác như khả
năng sinh enzyme ngoại bào và khả năng đối
kháng với nhóm Vibrio gây bệnh. Hai nhóm
Bacillus và nhóm LAB thường được sử dụng
phổ biến trong thành phần các chế phẩm vi sinh,
do chúng có một số ưu điểm như khả năng tạo
bào tử chịu được nhiệt độ cao trong quá trình
phối trộn sản phẩm, hoặc khả năng tồn tại ở điều
kiện pH thấp trong ống tiêu hóa của vật chủ.

Phân tử HHL được chọn làm nguồn vật liệu
để khảo sát, vì đây là loại phân tử tín hiệu quorum
sensing hiện diện ở khá nhiều lồi vi khuẩn gây
bệnh trong ni trồng thủy sản, như Aeromonas
hydrophila, Aeromonas salmonicida, Vibrio
alginolyticus, Vibrio salmonicida, Edwardsiella
tarda (Defoirdt et al., 2004). Phân tử HHL cũng
là loại phân tử tín hiệu được nhận biết bởi chủng
Chromobacterium violaceum CV026, và kích
thích sự tiết sắc tố violacein gây phản ứng tạo
màu ở chủng vi khuẩn này. Chủng CV026 được
sử dụng rất phổ biến như là chủng chỉ thị cho sự
hiện diện của các phân tử AHL ngoại lai trong
môi trường cũng như đánh giá khả năng phân
hủy AHL bởi vi khuẩn hay bởi các enzyme.
Khoảng thời gian phù hợp nhất để khảo sát
tốc độ phân hủy phân tử AHL là trong vòng 6
giờ sau khi AHL được bổ sung vào trong môi
trường, theo kết quả nghiên cứu của các nhóm
tác giả khác.
Có hai nhóm nghiên cứu đã tiến hành khảo
sát khả năng phân hủy phân tử HHL bởi các
chủng Bacillus phân lập từ các nguồn gốc khác

nhau. Các chủng Bacillus trong nghiên cứu của
Defoirdt và ctv., (2011) được phân lập từ các
hỗn hợp làm giàu EC5-Tinh, phân lập từ hệ
tiêu hóa tơm thẻ chân trắng và EC5-Cam, phân
lập từ hệ tiêu hóa cá chẽm châu Âu. Năm trong
số 27 chủng cho kết quả phân hủy tốt nhất đối

với phân tử HHL (các chủng này thuộc hai
loài B. anthracis và B. subtilis). Tốc độ phân
hủy HHL của đa số các chủng này đạt 0,7-0,8
mg/l/giờ sau 6 giờ khảo sát, tương đương với
kết quả nghiên cứu của chúng tôi, riêng chủng
LT12 đạt 0,9 mg/l/giờ. Mười chủng Bacillus
trong nghiên cứu của Nguyễn Thị Ngọc Tĩnh
và ctv., (2013) được phân lập từ nước và bùn
ao nuôi cá Tra. Các chủng này có khả năng
phân hủy HHL ở mức phân hủy trung bình (tốc
độ phân hủy 0,66-0,71 mg/l/giờ) đến phân hủy
mạnh (tốc độ phân hủy 0,78 mg/l/giờ). Nhóm
Bacillus ngày càng được nghiên cứu nhiều hơn
về khả năng phân hủy các phân tử AHL có liên
quan đến độc lực của vi khuẩn gây bệnh, do
nhiều loài Bacillus sp. đã được chứng minh là
có mang gen aiiA mã hóa cho enzyme AHLlactonase, là một trong ba loại enzyme xúc tác
phản ứng bẽ gãy phân tử AHL. Tuy nhiên đối
với nhóm vi khuẩn sinh acid lactic, hiện nay
chưa có nghiên cứu nào liên quan đến sự hiện
diện của gen mã hóa enzyme phân hủy AHL ở
nhóm vi khuẩn này.
V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
Tất cả 14 chủng vi khuẩn khảo sát đều thể
hiện khả năng phân hủy đối với phân tử HHL,
trong đó có 4 chủng phân hủy mạnh, 4 chủng
phân hủy trung bình và 6 chủng phân hủy yếu.
- Các chủng phân hủy HHL mạnh (B1.1,
B1.2, B8.2 và LA15.1) kết hợp với những đặc
tính probiotic khác của chúng (khả năng sinh

enzyme ngoại bào, đối kháng với vi sinh vật gây
bệnh…), có thể được đưa vào trong thành phần
chế phẩm vi sinh để sử dụng trong ni trồng
thủy sản.

TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 7 - THÁNG 01/2016

55


VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
- Cần tiếp tục sàng lọc những chủng
vi khuẩn có khả năng phân hủy các phân tử
AHL có liên quan đến độc lực ở các lồi vi
khuẩn gây bệnh khác trong ni trồng thủy sản
(thuộc nhóm Vibrio spp., Pseudomonas spp.,
Edwardsiella spp…).

LỜI CÁM ƠN
Nghiên cứu này được tài trợ kinh phí bởi
chương trình cơng nghệ sinh học nông nghiệp
thủy sản, Hợp đồng nghiên cứu khoa học và
phát triển số 614a / HĐ-KHCN-CNSH.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Bassler, B.L., Wright, M., Showalter, R.E., Silverman,
M.R., 1993. Intercellular signalling in Vibrio
harveyi: sequence and function of genes regulating
expression of luminescence. Mol Microbiol, 9, p.
773-786.

Bassler, B.L., Wright, M., Silverman, M.R., 1994.
Multiple signalling systems controlling expression
of luminescence in Vibrio harveyi: sequence and
function of genes encoding a second sensory
pathway. Mol Microbiol, 13, p. 273-286.
Cam, D.T.V., Nhan, D.T., Ceuppens, S., Hao, N.V.,
Dierckens, K., Wille, M., Sorgeloos, P., Bossier,
P., 2009. Effect of N-acyl homoserine lactonedegrading enrichment cultures on Macrobrachium
rosenbergii larviculture. Aquaculture, 294, p.
5-13.
Defoirdt, T., Boon, N., Bossier, P., Verstraete, W.,
2004. Disruption of bacterial quorum sensing:
an unexplored strategy to fight infections in
aquaculture. Aquaculture, 240, p. 69-88.
Defoirdt, T., Loan, D.T., Van Delsen, B., De Schryver,
P., Sorgeloos, P., Boon, N., Bossier, P., 2011.
N-acylhomoserine lactone-degrading Bacillus
strains isolated from aquaculture animals.
Aquaculture, 311(1-4), p. 258-260.
Defoirdt, T., Verstraete, W., Bossier, P., 2008.
Luminescence, virulence and quorum sensing
signal production by pathogenic Vibrio campbellii
and Vibrio harveyi isolates. J Appl Microbiol,
104, p. 1480-1487.
Henke, J.M., Bassler, B.L., 2004. Three parallel
quorum-sensing systems regulate gene expression
in Vibrio harveyi. J Bacteriol, 186, p. 6902-6914.
Lilley, B.N., Bassler, B.L., 2000. Regulation of quorum
sensing in Vibrio harveyi by LuxO and Sigma-54.
Mol Microbiol, 36, p. 940-954.

Manefield, M., Harris, L., Rice, S.A., de Nys, R.,
Kjelleberg, S., 2000. Inhibition of luminescence
and virulence in the black tiger prawn (Penaeus
monodon) pathogen Vibrio harveyi by intercellular

56

signal antagonists. Appl Environ Microbiol, 66, p.
2079-2084.
McClean, K.H., Winson, M.K., Fish, L. et al., 1997.
Quorum sensing and Chromobacterium violaceum:
exploitation of violacein production and inhibition
for the detection of N-acylhomoserine lactones.
Microbiology, 143, p. 3703-3711.
Mok, K.C., Wingreen, N., Bassler, B.L., 2003. Vibrio
harveyi quorum sensing: a coincidence detector
for two autoinducers controls gene expression.
EMBO J, 22, p. 870-881.
Nguyễn Thị Ngọc Tĩnh, Nguyễn Viết Dũng, Văn Thị
Thúy, Nguyễn Thảo Sương, 2013. Nghiên cứu
tạo enzyme AHL-lactonase tái tổ hợp có khả năng
phân hủy phân tử tín hiệu liên quan đến độc lực ở
một số loài vi khuẩn gây bệnh trên động vật thủy
sản. Báo cáo khoa học tổng kết đề tài, 65 trang.
Schauder, S., Bassler, B.L., 2001. The languages of
bacteria. Genes & Development, 15, p. 14681480.
Tinh, N.T.N., Yen, V.H.N., Dierckens, K., Sorgeloos,
P., Bossier, P., 2008. An acyl homoserine lactonedegrading microbial community improves
the survival of first-feeding turbot larvae
(Scophthalmus maximus L.). Aquaculture, 285, p.

56-62.
Yang, Q., Han, Y., Tinh, N.T.N., Hien, N.T.,  Bossier,
P., 2012. Detection of quorum sensing signal
molecules in Edwardsiella ictaluri Ei-151. Indian
J Microbiol, 52(4), p. 581-586.
Yates, E.A., Philipp, B., Buckley, C., Atkinson, S.,
Chhabra, S.R., Sockett, R.E., Goldner, M.,
Dessaux, Y., Camara, M., Smith, H., Williams,
P., 2002. N-acylhomoserine lactones undergo
lactonolysis in a pH-, temperature-, and acyl
chain length-dependent manner during growth of
Yersinia pseudotuberculosis and Pseudomonas
aeruginosa. Infect & Immunol, 70(10), p. 56355646.

TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ 7 - THÁNG 01/2016


VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2

QUORUM SENSING-DEGRADING ABILITY OF MICROBIAL ISOLATES
FROM SHRIMP POND ENVIRONMENT
Nguyen Thi Ngoc Tinh1*, Nguyen Thao Suong1, Nguyen Dinh Song Troi2
ABSTRACT
Quorum sensing is a cell-to-cell communication process in bacterial kingdom, with the production
and detection of “signal molecules” in a population density-dependent manner. Quorum sensing
system has been shown to control virulence factors in several Gram-negative bacterial pathogens
in aquaculture, including Vibrio harveyi and Edwardsiella ictaluri, pathogenic bacteria in shrimp
and catfish, respectively. It has been shown that the ability to inactivate AHL (N-acyl homoserine
lactone) signal molecules may be useful in controlling the AHL-mediated virulence in many
Gram-negative pathogenic bacteria. In this study, we evaluated the ability to degrade N-hexanoyl

homoserine lactone (HHL molecule) by 14 isolates, including 9 isolates from Bacillus group and
5 isolates from lactic acid bacteria (LAB) group, which were isolated from shrimp gut and from
shrimp pond environment in Ca Mau province. After 6-hour experiment, 4 isolates (3 Bacillus
isolate and 1 LAB isolate) showed strong degradation ability toward HHL molecule (degradation
rate 0.78 mg/l/h). The results of our study are important findings for the application of AHLdegrading bacteria in biocontrol of pathogens in aquaculture which virulence is related to the AHLmediated quorum sensing system.
Keywords: Bacillus, Chromobacterium violaceum, HHL, quorum sensing, degradation rate.

Người phản biện: TS. Lê Hồng Phước
Ngày nhận bài: 18/11/2015
Ngày thông qua phản biện: 18/12/2015
Ngày duyệt đăng: 25/12/2015

1. Department of Experimental Biology, Research Institute for Aquaculture No 2.
* Email:
2. Open University, Hochiminh City

TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ 7 - THÁNG 01/2016

57