(Trang 128)
Sau khi học xong bài này, em sẽ:
Trình bày được ứng dụng công nghệ sinh học trong phòng, trị bệnh thủy sản.
Mở đầu
Công nghệ sinh học đã được ứng dụng thế nào phòng và trị bệnh thủy sản? Nhân bản gene đích chủa tác nhân gây bệnh bằng kĩ thuật PCR (Hình 25.1) có vai trò như thế nào trong phòng và trị bệnh thủy sản?
Hình 25.1. Kĩ thuật PCR
I. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CHUẨN ĐOÁN SỚM BỆNH THỦY SẢN
Nhiều bệnh ở các loài thủy sản có tính lây lan nhanh và gây thiệt hại nặng nề cho người nuôi nếu không phát hiện kịp thời. Do vậy, công tác kiểm tra dịch đàn thủy sản bố mẹ, đàn giống trước khi thả nuôi và theo dõi sức khỏe trong quá trình nuôi để phát hiện sớm tác nhân gây bệnh là vô cùng quan trọng. Nhờ ứng dụng công nghệ sinh học như kĩ thuật PCR, kit chẩn đoán nhanh, nhiều loại bệnh thủy sản nguy hiểm đã được phát hiện sớm và chính xác, nhờ đó việc phòng ngừa đạt hiệu quả cao, hạn chế dịch bệnh bùng phát và giảm thiểu thiệt hại cho người nuôi.
1. Kĩ thuật PCR
Kĩ thuật PCR đã được ứng dụng rộng rãi trong việc phát hiện sớm và chính xác tác nhân gây bệnh thuỷ sản như phát hiện virus gây bệnh đầu vàng, bệnh đốm trắng, bệnh hoại tử cơ,... trên tôm; virus gây bệnh Herpesvirus trên cá koi; virus gây bệnh xuất huyết ở cá trắm cỏ,...
Quy trình phát hiện virus (có vật chất di truyền DNA) gây bệnh thuỷ sản gồm các bước cơ bản sau:
Bước 1. Thu mẫu thủy sản.
Bước 2. Tách chiết DNA tổng số.
Bước 3. Nhân bản đoạn gene đặc hiệu của tác nhân gây bệnh bằng phản ứng PCR.
Bước 4. Điện di và kiểm tra sản phẩm PCR.
Hình 25.2. Các bước phát hiện virus (có vật chất di truyền DNA) gây bệnh thuỷ sản bằng kĩ thuật PCR
(Trang 129)
Khám phá
Quan sát Hình 25.3, mô tả các bước phát hiện virus gây bệnh trên tôm bằng kĩ thuật PCR.
Hình 25.3. Các bước phát hiện virus gây bệnh trên tôm bằng kĩ thuật PCR
Thông tin bổ sung
Hiện nay, công nghệ huỳnh quang đã được áp dụng để cải tiến kĩ thuật PCR thành kĩ thuật real-time PCR. Kĩ thuật real-time PCR vừa cho phép xác định mẫu thuỷ sản dương tính hay âm tính, vừa cho phép xác định mức độ nhiễm nặng hay nhẹ thông qua định lượng đoạn gene đích trong mẫu xét nghiệm.
2. Kit chẩn đoán
Kit chẩn đoán hay còn gọi là que thử nhanh là dụng cụ chẩn đoán được tích hợp các thành phần cần thiết để phát hiện tác nhân gây bệnh trong mẫu bệnh phẩm một cách định tính, kết quả nhanh và thực hiện dễ dàng tại hiện trường. Một số kít đã được ứng dụng trong chẩn đoán bệnh thuỷ sản như kit chẩn đoán bệnh hoại tử thần kinh trên cá biển, bệnh đốm trắng và bệnh đầu vàng trên tôm, bệnh hoại tử cơ quan tạo máu trên cá hồi vân.
Quy trình chẩn đoán bệnh thuỷ sản bằng kit gồm các bước cơ bản sau (Hình 24.5):
1. Thu mẫu thủy sản.
2. Bổ sung dung dịch đệm.
3. Nghiền mẫu.
4. Hút dịch mẫu.
5. Cho mẫu vào kit test nhanh.
6. Đọc kết quả sau 15 phút.
Hình 24.5. Các bước phát hiện bệnh thủy sản bằng kit chẩn đoán
(Trang 130)
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG SẢN XUẤT VACCINE
1. Công nghệ sinh học trong sản xuất vaccine
Trong nuôi trồng thuỷ sản, vaccine vô hoạt được sử dụng phổ biến trong phòng bệnh cho nhiều loài thuỷ sản. Nhược điểm của loại vaccine này là chi phí sản xuất cao, thời gian bảo hộ ngắn nên thường xuyên phải sử dụng nhắc lại. Nhờ ứng dụng công nghệ sinh học, vaccine DNA đã ra đời, đây là bước đột phá lớn so với các vaccine truyền thống. Vaccine DNA có ưu điểm là tính ổn định cao, chi phí sản xuất thấp hơn vaccine vô hoạt, không chứa tác nhân gây bệnh nên có tính an toàn cao hơn vaccine truyền thống.
Quy trình sản xuất vaccine DNA phòng bệnh cho cả gồm các bước cơ bản sau (Hình 25.5):
Phân lập mầm bệnh.
Tách gene mã hóa kháng nguyên.
Gắn gene mã hóa kháng nguyên vào plasmid và gắn vào hệ gene vi khuẩn.
Tăng sinh vi khuẩn chứa plasmid đã gắn gene mã hóa kháng nguyên.
Tinh sạch plasmid chứa gene mã hóa kháng nguyên.
Bổ sung chất ổn định, đóng chai.
Tiêm vaccine cho cá.
Hình 25.5. Nguyên lí tạo vaccine DNA phòng bệnh cho cá
2. Công nghệ sinh học trong sản xuất chế phẩm vi sinh
Một số vi khuẩn có lợi có khả năng cạnh tranh hoặc sản sinh ra các chất ức chế vi khuẩn gây bệnh hoặc tăng cường miễn dịch cho động vật thuỷ sản. Nhờ ứng dụng công nghệ sinh học, các nhà khoa học đã phân lập, tuyển chọn các chủng vi sinh vật có đặc tính trên để sản xuất chế phẩm phòng, trị bệnh thuỷ sản.
(Trang 131)
Quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh phòng, trị bệnh thủy sản (Hình 25.6):
Bước 1. Phân lập, tuyển chọn chủng vi sinh vật có khả năng phòng, trị bệnh thuỷ sản.
Bước 2. Nuôi cấy và nhân sinh khối các chủng vi sinh vật trong môi trường và điều kiện thích hợp.
Bước 3. Phối trộn sinh khối vi sinh vật với cơ chất thích hợp để tạo chế phẩm.
Bước 4. Đóng gói, bảo quản và sử dụng.
Hình 25.6. Các bước sản xuất chế phẩm vi sinh phòng, trị bệnh thủy sản
Khám phá
Quan sát Hình 25.7, mô tả các bước sản xuất chế phẩm Bacilus sp. phòng, trị bệnh thủy sản.
Bước 1. Phân lập, tuyển chọn chủng Bacilus sp. có khả năng phòng, trị bệnh thuỷ sản.
Bước 2. Nuôi cấy và nhân sinh khối các chủng Bacilus sp. trong môi trường dinh dưỡng Nutrient Broth ở điều kiện thích hợp (pH 7 đến 7,5; nhiệt độ từ 30 °C đến 35 °C).
Bước 3. Phối trộn sinh khối vi khuẩn Bacilus sp. với cơ chất thích hợp (đường maltodextrin, lactose, tinh bột bắp,...) để tạo chế phẩm.
Bước 4. Đóng gói, bảo quản và sử dụng.
Hình 25.7. Các bước sản xuất chế phẩm Bacilus sp. phòng, trị bệnh thủy sản
Kết nối năng lực
Sử dụng internet, sách, báo,... để tìm hiểu thành phần của chế phẩm vi sinh sử dụng trong phòng, trị bệnh thủy sản ở địa phương em
(Trang 132)
3. Công nghệ sinh học trong sản xuất chế phẩm thảo dược
Rất nhiều loại thảo dược (tỏi, thanh hao hoa vàng, hương nhu trắng, ngũ bội tử, cà gai leo, xuyên tâm liên, hương thảo, trầu không, thanh táo,...) đã và đang được nghiên cứu và ứng dụng trong phòng, trị bệnh thuỷ sản. Đặc tính của các loại thảo dược là chứa nhiều hoạt chất có hoạt tính kháng bệnh cao (allicin, polyphenols, alkaloids, quinones, terpenoids, steroids,...) và khả năng tăng cường miễn dịch cho động vật thuỷ sản. Ưu điểm của chế phẩm thảo dược là có thể dùng để phòng, trị bệnh, an toàn cho con người và thân thiện với môi trường.
Khám phá
Quan sát Hình 25.8, trình bày các bước tạo chế phẩm men tỏi giàu allicin phòng, trị bệnh thủy sản.
Tỏi tươi xay nhuyễn; Đường kính hoặc mật rỉ đường; Dấm ăn; Nước sạch
↓
Trộn đều thành hỗn hợp (tỉ lệ 10:1:1:16)
↓
Thùng chứa
↓
(Ủ lên men khoảng 10-15 ngày (nếu mùa hè), khoảng 25-30 ngày (nếu mùa đông)
Dịch tỏi lên men giàu allicin
↓
Đóng gói, bảo quản và sử dụng
Hình 25.8. Các bước tạo chế phẩm men tỏi giàu allicin phòng, trị bệnh thủy sản
Thông tin bổ sung
Chế phẩm dịch tỏi lên men được trộn vào thức ăn cho cá theo liều lượng 2 lít chế phẩm trộn vào 1 tấn thức ăn và cho cá ăn định kì 1 đến 2 lần/tháng để phòng bệnh.
Luyện tập
1. Trình bày các bước chẩn đoán nhanh bệnh thủy sản bằng kĩ thuật PCR, kit chẩn đoán
2. Trình bày một số ứng dụng công nghệ sinh học trong phòng và trị bệnh thủy sản.
Vận dụng
Đề xuất một số loại thảo dược có thể sử dụng sản xuất chế phẩm phòng, trị bệnh thủy sản.
