- Trang Chủ
- Ngư nghiệp
- Khả năng phân hủy Quorum sensing của một số chủng vi sinh vật phân lập từ môi trường ao nuôi tôm
Xem mẫu
- 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
TÓM TẮT
“Quorum sensing” là quá trình giao tiếp trong thế giới vi khuẩn, thông qua việc tiết ra và dò 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 nuôi 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 soát 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 tôm và môi trường ao nuôi tôm 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 soát các tác nhân gây bệnh trong nuôi 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 2004), khả năng sinh metalloprotease (Mok
“Quorum sensing” là quá trình giao tiếp et al., 2003), siderophore, và exopolysaccha-
trong thế giới vi khuẩn, khi việc biểu hiện thông ride (Lilley và Bassler, 2000). Gần đây, hệ
tin di truyền được kiểm soát thông qua việc sản thống quorum sensing cũng được tìm thấy ở
xuất và dò tìm các phân tử tín hiệu phụ thuộc E. ictaluri, tác nhân gây bệnh nhiễm khuẩn ở
vào mật độ quần thể (Schauder và Bassler, cá da trơn nói chung và bệnh gan-thận-mủ trên
2001). Ở nhóm vi khuẩn Gram âm, quá trình cá tra nuôi ở Việt Nam. Nhóm tác giả Yang và
quorum sensing được điều khiển bởi phân tử ctv., (2012) đã phát hiện ba loại phân tử AHL
N-acyl homoserine lactones (AHLs). Quá trình khác nhau (3-oxo-C6-HSL, C4-HSL và một
quorum sensing đã được phát hiện ở nhiều loài loại phân tử AHL chưa được mô tả) ở chủng
vi khuẩn gây bệnh Gram âm trong nuôi trồng E. ictaluri Ei-151, phân lập từ cá tra bệnh gan
thủy sản, trong đó có Vibrio harveyi, tác nhân thận mủ ở tỉnh Đồng Tháp, Việt Nam.
gây bệnh phát sáng trên tôm ở cả giai đoạn tôm Các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên
giống (PL) và tôm thương phẩm (Manefield cứu những cách tiếp cận trong việc bẻ gãy phân
et al., 2000). Hệ thống quorum sensing ở V. tử tín hiệu AHL như là biện pháp hữu hiệu để
harveyi điều khiển một số yếu tố độc lực ở loài kiểm soát độc lực ở nhóm vi khuẩn gây bệnh
vi khuẩn này như quá trình phát sáng sinh học Gram âm, đặc biệt là nhóm vi khuẩn gây bệnh
(Bassler et al., 1993, 1994; Henke và Bassler, trong nuôi trồng thủy sản (Defoirdt et al., 2008).
1. Phòng Sinh học Thực nghiệm, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2.
* Email: tinhntn.ria2@mard.gov.vn
2. Trường Đại học Mở thành phố Hồ Chí Minh
TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 7 - THÁNG 01/2016 49
- VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
Trong đó, quá trình phân hủy sinh học đối với Trong nghiên cứu này, chúng tôi khảo sát
phân tử tín hiệu AHL được xem là cách tiếp khả năng phân hủy quorum sensing bởi 14
cận được ứng dụng phổ biến nhất. Quá trình chủng vi khuẩn thuộc hai nhóm Bacillus và vi
này có thể được thực hiện bằng phương pháp khuẩn sinh acid lactic (LAB) được phân lập từ
phân lập các chủng vi khuẩn có khả năng sinh môi trường ao nuôi tôm. Các chủng này trước
enzyme phân hủy quorum sensing. Có khá đây đã được khảo sát một số đặc tính probiotic
nhiều nghiên cứu liên quan đến việc phân lập như khả năng sinh enzyme ngoại bào và khả
các hỗn hợp vi khuẩn có khả năng phân hủy năng đối kháng với nhóm Vibrio gây bệnh.
quorum sensing và ứng dụng trong nuôi trồng
II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
thủy sản. Tinh và ctv., (2008) phân lập hai hỗn
NGHIÊN CỨU
hợp vi sinh vật (ký hiệu EC3 và EC5) từ hệ tiêu
hóa của tôm thẻ chân trắng Penaeus vannamei. 2.1. Vật liệu
Hỗn hợp EC5 khi được bổ sung vào nước bể 2.1.1. Phân tử tín hiệu quorum sensing:
ương và bổ sung vào thức ăn thông qua luân N-hexanoyl homoserine lactone (HHL)
trùng, đã có khả năng nâng cao tỉ lệ sống của (Sigma), là một loại phân tử AHL phổ biến ở
ấu trùng cá bơn 7 ngày tuổi (đạt 94,3%) so với nhiều loài vi khuẩn gây bệnh Gram âm trên
nghiệm thức đối chứng không bổ sung EC5 động vật thủy sản.
(chỉ đạt 10,4%). Một vài nghiên cứu khác liên 2.1.2. Chủng vi khuẩn
quan đến ứng dụng hỗn hợp vi sinh vật có đặc a. Chủng vi khuẩn chỉ thị:
tính phân hủy quorum sensing trên tôm càng
Chủng CV026 là thể đột biến từ chủng vi
xanh. Cam và ctv., (2009) phân lập hai hỗn hợp
khuẩn Chromobacterium violaceum (Mc Clean
vi sinh vật phân hủy quorum sensing EC5(D)
et al., 1997). Chủng này được sử dùng làm vi
and EC5(L), tương ứng từ cá chẽm châu Âu
khuẩn chỉ thị để phát hiện nồng độ dư lượng của
Dicentrarchus labrax và cá chẽm châu Á Lates
phân tử AHL còn lại trong môi trường, chủng
calcarifer. Hiệu quả bảo vệ đối với ấu trùng
này không có khả năng sinh AHL nhưng có khả
tôm càng xanh bởi hai hỗn hợp này được thể
năng tạo sắc tố màu tím violacein khi có sự hiện
hiện thông qua giá trị tỉ lệ sống của ấu trùng 10
diện của AHL trong môi trường.
ngày tuổi đạt 73,6% và 72,8% khi có sự hiện
diện của EC5(D) và EC5(L) tương ứng; trong b. Chủng vi khuẩn khảo sát: 14 chủng vi
khi đó ở điều kiện không bổ sung các hỗn hợp khuẩn được phân lập từ hệ tiêu hóa tôm hoặc từ
EC5 mà chỉ có hỗp hợp các phân tử AHL được môi trường ao nuôi tôm ở tỉnh Cà Mau, bao gồm
bổ sung với nồng độ 1 mg/l, tỉ lệ sống của ấu hai nhóm, Bacillus và vi khuẩn sinh acid lactic
trùng giảm đáng kể và chỉ đạt 64,5%. (LAB) (Bảng 1).
50 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.
Nhóm Bacillus Nhóm vi khuẩn LAB
Ký Nguồn gốc Đặc tính Ký hiệu Nguồn gốc Đặc tính
hiệu chủng
chủng
B1.1 Bùn ao nuôi Đối kháng nhóm Vibrio LA11.1 Hệ tiêu hóa Đối kháng nhóm
tôm gây bệnh tôm Vibrio gây bệnh
B6.1 Nước ao Đối kháng nhóm Vibrio LA12.1 Hệ tiêu hóa Đối kháng nhóm
nuôi tôm gây bệnh tôm Vibrio gây bệnh
B17.1 Hệ tiêu hóa Đối kháng nhóm Vibrio LA15.1 Hệ tiêu hóa Đối kháng nhóm
tôm gây bệnh tôm Vibrio gây bệnh
B24.1 Nước ao Đối kháng nhóm Vibrio LA17.1 Hệ tiêu hóa Đối kháng nhóm
nuôi tôm gây bệnh tôm Vibrio gây bệnh
B3.2 Hệ tiêu hóa Đối kháng nhóm Vibrio LA30.2 Hệ tiêu hóa Đối kháng nhóm
tôm gây bệnh tôm Vibrio gây bệnh
B1.2 Hệ tiêu hóa Sinh 4 loại enzyme ngoại
tôm bào
B8.2 Hệ tiêu hóa Sinh 4 loại enzyme ngoại
tôm bào
B20.2 Nước ao Sinh 4 loại enzyme ngoại
nuôi tôm bào
B21.2 Bùn ao nuôi Sinh 4 loại enzyme ngoại
tôm bào
2.2. Phương pháp nghiên cứu trên đĩa và xác định đường chuẩn tương quan
2.2.1. Xây dựng đường chuẩn thể hiện giữa ln[HHL] và đường kính vòng tròn sắc tố
mối tương quan giữa nồng độ HHL và đường violacein (cm).
kính vòng tròn violacein (tạo ra bởi chủng vi Đường tương quan tuyến tính có dạng
khuẩn chỉ thị CV026 khi có sự hiện diện của y = ax + b
phân tử HHL trong môi trường) trong đó: x = ln[HHL];
Chủng vi khuẩn CV026 được hoạt hóa y: đường kính vòng tròn violacein (cm)
trong môi trường Nutrient Broth (NB) có bổ 2.2.2. Khảo sát khả năng phân hủy HHL
sung Kanamycin với nồng độ 20 mg/l. Đồng của 14 chủng vi khuẩn khảo sát
thời, dung dịch HHL chuẩn ở 4 nồng độ 10
Đối với mỗi chủng vi khuẩn khảo sát, chọn
ppm, 5 ppm, 2,5 ppm và 1,25 ppm được chuẩn
một khuẩn lạc thuần và cấy tăng sinh trong ống
bị trong các ống nghiệm thể tích 5 ml. Sau đó
falcon chứa 10 ml môi trường NB hoặc môi
hút 3 lần 10 µl từ mỗi nồng độ và nhỏ lên đĩa
trường MRS Broth, ủ lắc ở 30oC (đối với các
Nutrient Agar (NA) đã được tráng sẵn bởi 100
chủng Bacillus) hoặc 37oC (đối với các chủng
µl dịch khuẩn CV026. Các đĩa NA được ủ ở
LAB), tốc độ lắc 150 vòng/phút trong 24 giờ.
30oC trong 24 giờ. Sau đó tiến hành đo đường
Sau đó xác định mật độ vi khuẩn sau 24 giờ
kính các vòng tròn violacein màu tím xuất hiện
nuôi cấy đối với mỗi chủng, tính toán thể tích
TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG 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 (2002), phân tử AHL có thể bị phân hủy hóa học
chứa 10 ml môi trường NB hoặc môi trường ở một số điều kiện nhất định như pH > 6,5, nhiệt
MRS để đạt được mật độ 106 (CFU/ml). Bố độ > 30oC.
trí 3 ống falcon cho mỗi chủng vi khuẩn khảo Sau thời gian ủ, hút 1ml từ mỗi ống falcon
sát. Sau đó bổ sung dung dịch HHL stock vào (kể cả các ống đối chứng và blank) cho vào các
các ống falcon trên để đạt nồng độ là 5 ppm. eppendorf tương ứng, ly tâm ở 10.000 rpm trong
Nghiệm thức đối chứng bao gồm 3 ống falcon 10 phút. Sau khi ly tâm, hút 10 µl của dịch nổi
chỉ chứa môi trường NB và 5 ppm dung dịch từ mỗi eppendorf nhỏ lên đĩa NA tương ứng đã
HHL mà không bổ sung vi khuẩn. Tất cả các được tráng sẵn bởi 100 µl dịch khuẩn CV026.
ống falcon được đặt trong tủ ấm lắc ở 30oC (đối Sau thời gian ủ ở 30oC trong 24 giờ, đo đường
với các chủng Bacillus) hoặc 37oC (đối với các kính các vòng tròn violacein màu tím (nếu có)
chủng LAB), tốc độ lắc 150 vòng/phút trong 6 xuất hiện trên đĩa. Từ phương trình tương quan
giờ. Thời gian 6 giờ là khoảng thời gian thích tuyến tính đã xây dựng, xác định nồng độ HHL
hợp tại đó đa số hoạt động phân hủy quorum còn lại trong môi trường.
sensing (nếu có) xảy ra, khoảng thời gian này Xác định tốc độ phân hủy HHL (mg/l/giờ)
được xác định trong các thí nghiệm thăm dò theo công thức: R = ([HHL]ĐC – [HHL]NT) / t
trước đây. Ngoài ra còn bố trí một nghiệm thức Trong đó, [HHL]ĐC: nồng độ HHL còn lại
“blank”, gồm ống falcon chứa môi trường NB trong môi trường ở nghiệm thức đối chứng;
(hoặc MRS) và HHL ở nồng độ 5 ppm, được [HHL]NT: nồng độ HHL còn lại trong môi
chuẩn bị tại thời điểm sau 6 giờ. Mục đích của trường ở nghiệm thức có bổ sung vi khuẩn;
nghiệm thức blank là để đánh giá mức độ phân t: thời gian khảo sát (6 giờ).
hủy hóa học (phân hủy tự nhiên) của phân tử Đánh giá mức độ phân hủy phân tử HHL
HHL trong môi trường NB. Theo Yates và ctv., theo 3 mức như sau:
Bảng 2. Đánh giá mức độ phân hủy phân tử HHL
Nồng độ HHL còn lại trong
Tốc độ phân hủy (mg/l/giờ) Mức độ phân hủy
môi trường
[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 3.2. Kết quả khảo sát khả năng phân
3.1. Kết quả xác định phương trình tương hủy phân tử HHL bởi các chủng vi khuẩn
quan tuyến tính giữa ln[HHL] trong môi trường tuyển chọn
và đường kính vòng tròn sắc tố violacein Dựa vào phương trình tương quan tuyến
tính đã xây dựng, kết quả khảo sát nồng độ HHL
Phương trình tương quan tuyến tính có
còn lại trong môi trường sau 6 giờ và tốc độ
dạng như sau: y = 0,7978x + 1,745, với hệ số
phân hủy HHL bởi các chủng vi khuẩn tuyển
tương quan R2 = 0,9918.
chọn được trình bày trong Bảng 3.
52 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 7 - THÁNG 01/2016
- VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
Bảng 3. Nồng độ HHL còn lại trong môi 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.
Đường kính Tốc độ phân
Nghiệm thức [HHL] Ghi chú
(cm) hủy (mg/l/giờ)
Nhóm Bacillus
Blank 3,03 5,0
Đối chứng 3,0 4,81 0,03 Có phân hủy hóa học
B1.1 0,0 0,11 0,78 Phân hủy mạnh
B6.1 2,68 3,25 0,26 Phân hủy yếu
B17.1 2,73 3,46 0,23 Phân hủy yếu
B24.1 2,78 3,67 0,19 Phân hủy yếu
B1.2 0,0 0,11 0,78 Phân hủy mạnh
B3.2 2,73 3,46 0,23 Phân hủy yếu
B8.2 0,0 0,11 0,78 Phân hủy mạnh
B20.2 2,82 3,82 0,17 Phân hủy yếu
B21.2 2,10 1,55 0,54 Phân hủy trung bình
Nhóm vi khuẩn LAB
Blank 3,02 4,90
Đối chứng 3,0 4,81 0,02 Có phân hủy hóa học
LA10.1 1,42 0,66 0,69 Phân hủy trung bình
LA12.1 2,63 3,03 0,30 Phân hủy yếu
LA15.1 0,0 0,11 0,78 Phân hủy mạnh
LA17.1 1,50 0,73 0,68 Phân hủy trung bình
LA30.2 1,75 1,01 0,63 Phân hủy trung bình
Từ kết quả ở Bảng 3, Hình 1 và Hình 2 độ phân hủy 0,78 mg/l/giờ), 1 chủng phân hủy
cho thấy sau thời gian khảo sát 6 giờ, đối với yếu (tốc độ phân hủy 0,30 mg/l/giờ) và 3 chủng
nhóm Bacillus có 3 chủng phân hủy mạnh (tốc phân hủy trung bình (tốc độ phân hủy 0,63-0,69
độ phân hủy 0,78 mg/l/giờ), 1 chủng phân hủy mg/l/giờ) đối với HHL. Có hiện tượng phân hủy
trung bình (tốc độ phân hủy 0,54 mg/l/giờ) và 5 hóa học đối với phân tử HHL xảy ra ở nghiệm
chủng phân hủy yếu (tốc độ phân hủy 0,17-0,26 thức đối chứng, tuy nhiên với tốc độ không đáng
mg/l/giờ) đối với phân tử HHL. Đối với nhóm kể (0,02-0,03 mg/l/giờ).
vi khuẩn LAB có 1 chủng phân hủy mạnh (tốc
TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 7 - THÁNG 01/2016 53
- VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
Hình 1. Tốc độ phân hủy HHL của các chủng Bacillus sau thời gian 6 giờ nuôi cấy trong môi
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 nuôi cấy trong môi trường
MRS có chứa 5 ppm phân tử HHL.
54 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 7 - THÁNG 01/2016
- VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
IV. THẢO LUẬN nhau. Các chủng Bacillus trong nghiên cứu của
Phân lập các chủng vi sinh vật có khả năng Defoirdt và ctv., (2011) được phân lập từ các
ức chế độc lực của vi khuẩn gây bệnh thông qua hỗn hợp làm giàu EC5-Tinh, phân lập từ hệ
khả năng phân hủy quorum sensing, đã trở thành tiêu hóa tôm thẻ chân trắng và EC5-Cam, phân
một cách tiếp cận mới trong vòng hai thập kỷ lập từ hệ tiêu hóa cá chẽm châu Âu. Năm trong
gần đây. Trong nghiên cứu này, chúng tôi khảo số 27 chủng cho kết quả phân hủy tốt nhất đối
sát khả năng phân hủy quorum sensing của một với phân tử HHL (các chủng này thuộc hai
số chủng vi khuẩn thuộc hai nhóm Bacillus và loài B. anthracis và B. subtilis). Tốc độ phân
nhóm LAB, các chủng này trước đó đã được hủy HHL của đa số các chủng này đạt 0,7-0,8
khảo sát một số đặc tính probiotic khác như khả mg/l/giờ sau 6 giờ khảo sát, tương đương với
năng sinh enzyme ngoại bào và khả năng đối kết quả nghiên cứu của chúng tôi, riêng chủng
kháng với nhóm Vibrio gây bệnh. Hai nhóm LT12 đạt 0,9 mg/l/giờ. Mười chủng Bacillus
Bacillus và nhóm LAB thường được sử dụng trong nghiên cứu của Nguyễn Thị Ngọc Tĩnh
phổ biến trong thành phần các chế phẩm vi sinh, và ctv., (2013) được phân lập từ nước và bùn
do chúng có một số ưu điểm như khả năng tạo ao nuôi cá Tra. Các chủng này có khả năng
bào tử chịu được nhiệt độ cao trong quá trình phân hủy HHL ở mức phân hủy trung bình (tốc
phối trộn sản phẩm, hoặc khả năng tồn tại ở điều độ phân hủy 0,66-0,71 mg/l/giờ) đến phân hủy
kiện pH thấp trong ống tiêu hóa của vật chủ. mạnh (tốc độ phân hủy 0,78 mg/l/giờ). Nhóm
Bacillus ngày càng được nghiên cứu nhiều hơn
Phân tử HHL được chọn làm nguồn vật liệu
về khả năng phân hủy các phân tử AHL có liên
để khảo sát, vì đây là loại phân tử tín hiệu quorum
quan đến độc lực của vi khuẩn gây bệnh, do
sensing hiện diện ở khá nhiều loài vi khuẩn gây
nhiều loài Bacillus sp. đã được chứng minh là
bệnh trong nuôi trồng thủy sản, như Aeromonas
có mang gen aiiA mã hóa cho enzyme AHL-
hydrophila, Aeromonas salmonicida, Vibrio
lactonase, là một trong ba loại enzyme xúc tác
alginolyticus, Vibrio salmonicida, Edwardsiella
phản ứng bẽ gãy phân tử AHL. Tuy nhiên đối
tarda (Defoirdt et al., 2004). Phân tử HHL cũng
với nhóm vi khuẩn sinh acid lactic, hiện nay
là loại phân tử tín hiệu được nhận biết bởi chủng
chưa có nghiên cứu nào liên quan đến sự hiện
Chromobacterium violaceum CV026, và kích
diện của gen mã hóa enzyme phân hủy AHL ở
thích sự tiết sắc tố violacein gây phản ứng tạo
nhóm vi khuẩn này.
màu ở chủng vi khuẩn này. Chủng CV026 được
sử dụng rất phổ biến như là chủng chỉ thị cho sự V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
hiện diện của các phân tử AHL ngoại lai trong Tất cả 14 chủng vi khuẩn khảo sát đều thể
môi trường cũng như đánh giá khả năng phân hiện khả năng phân hủy đối với phân tử HHL,
hủy AHL bởi vi khuẩn hay bởi các enzyme. trong đó có 4 chủng phân hủy mạnh, 4 chủng
Khoảng thời gian phù hợp nhất để khảo sát phân hủy trung bình và 6 chủng phân hủy yếu.
tốc độ phân hủy phân tử AHL là trong vòng 6
- Các chủng phân hủy HHL mạnh (B1.1,
giờ sau khi AHL được bổ sung vào trong môi
B1.2, B8.2 và LA15.1) kết hợp với những đặc
trường, theo kết quả nghiên cứu của các nhóm
tính probiotic khác của chúng (khả năng sinh
tác giả khác.
enzyme ngoại bào, đối kháng với vi sinh vật gây
Có hai nhóm nghiên cứu đã tiến hành khảo bệnh…), có thể được đưa vào trong thành phần
sát khả năng phân hủy phân tử HHL bởi các chế phẩm vi sinh để sử dụng trong nuôi trồng
chủng Bacillus phân lập từ các nguồn gốc khác 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 LỜI CÁM ƠN
vi khuẩn có khả năng phân hủy các phân tử Nghiên cứu này được tài trợ kinh phí bởi
AHL có liên quan đến độc lực ở các loài vi chương trình công nghệ sinh học nông nghiệp
khuẩn gây bệnh khác trong nuôi trồng thủy sản thủy sản, Hợp đồng nghiên cứu khoa học và
(thuộc nhóm Vibrio spp., Pseudomonas spp., phát triển số 614a / HĐ-KHCN-CNSH.
Edwardsiella spp…).
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Bassler, B.L., Wright, M., Showalter, R.E., Silverman, signal antagonists. Appl Environ Microbiol, 66, p.
M.R., 1993. Intercellular signalling in Vibrio 2079-2084.
harveyi: sequence and function of genes regulating McClean, K.H., Winson, M.K., Fish, L. et al., 1997.
expression of luminescence. Mol Microbiol, 9, p. Quorum sensing and Chromobacterium violaceum:
773-786. exploitation of violacein production and inhibition
Bassler, B.L., Wright, M., Silverman, M.R., 1994. for the detection of N-acylhomoserine lactones.
Multiple signalling systems controlling expression Microbiology, 143, p. 3703-3711.
of luminescence in Vibrio harveyi: sequence and Mok, K.C., Wingreen, N., Bassler, B.L., 2003. Vibrio
function of genes encoding a second sensory harveyi quorum sensing: a coincidence detector
pathway. Mol Microbiol, 13, p. 273-286. for two autoinducers controls gene expression.
Cam, D.T.V., Nhan, D.T., Ceuppens, S., Hao, N.V., EMBO J, 22, p. 870-881.
Dierckens, K., Wille, M., Sorgeloos, P., Bossier, Nguyễn Thị Ngọc Tĩnh, Nguyễn Viết Dũng, Văn Thị
P., 2009. Effect of N-acyl homoserine lactone- Thúy, Nguyễn Thảo Sương, 2013. Nghiên cứu
degrading enrichment cultures on Macrobrachium tạo enzyme AHL-lactonase tái tổ hợp có khả năng
rosenbergii larviculture. Aquaculture, 294, p. phân hủy phân tử tín hiệu liên quan đến độc lực ở
5-13. một số loài vi khuẩn gây bệnh trên động vật thủy
Defoirdt, T., Boon, N., Bossier, P., Verstraete, W., sản. Báo cáo khoa học tổng kết đề tài, 65 trang.
2004. Disruption of bacterial quorum sensing: Schauder, S., Bassler, B.L., 2001. The languages of
an unexplored strategy to fight infections in bacteria. Genes & Development, 15, p. 1468-
aquaculture. Aquaculture, 240, p. 69-88. 1480.
Defoirdt, T., Loan, D.T., Van Delsen, B., De Schryver, Tinh, N.T.N., Yen, V.H.N., Dierckens, K., Sorgeloos,
P., Sorgeloos, P., Boon, N., Bossier, P., 2011. P., Bossier, P., 2008. An acyl homoserine lactone-
N-acylhomoserine lactone-degrading Bacillus degrading microbial community improves
strains isolated from aquaculture animals. the survival of first-feeding turbot larvae
Aquaculture, 311(1-4), p. 258-260. (Scophthalmus maximus L.). Aquaculture, 285, p.
Defoirdt, T., Verstraete, W., Bossier, P., 2008. 56-62.
Luminescence, virulence and quorum sensing Yang, Q., Han, Y., Tinh, N.T.N., Hien, N.T., Bossier,
signal production by pathogenic Vibrio campbellii P., 2012. Detection of quorum sensing signal
and Vibrio harveyi isolates. J Appl Microbiol, molecules in Edwardsiella ictaluri Ei-151. Indian
104, p. 1480-1487. J Microbiol, 52(4), p. 581-586.
Henke, J.M., Bassler, B.L., 2004. Three parallel Yates, E.A., Philipp, B., Buckley, C., Atkinson, S.,
quorum-sensing systems regulate gene expression Chhabra, S.R., Sockett, R.E., Goldner, M.,
in Vibrio harveyi. J Bacteriol, 186, p. 6902-6914. Dessaux, Y., Camara, M., Smith, H., Williams,
Lilley, B.N., Bassler, B.L., 2000. Regulation of quorum P., 2002. N-acylhomoserine lactones undergo
sensing in Vibrio harveyi by LuxO and Sigma-54. lactonolysis in a pH-, temperature-, and acyl
Mol Microbiol, 36, p. 940-954. chain length-dependent manner during growth of
Manefield, M., Harris, L., Rice, S.A., de Nys, R., Yersinia pseudotuberculosis and Pseudomonas
Kjelleberg, S., 2000. Inhibition of luminescence aeruginosa. Infect & Immunol, 70(10), p. 5635-
and virulence in the black tiger prawn (Penaeus 5646.
monodon) pathogen Vibrio harveyi by intercellular
56 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG 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 AHL-
degrading bacteria in biocontrol of pathogens in aquaculture which virulence is related to the AHL-
mediated 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: tinhntn.ria2@mard.gov.vn
2. Open University, Hochiminh City
TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 7 - THÁNG 01/2016 57
nguon tai.lieu . vn
