Tiến Sĩ Nghiên cứu đáp ứng miễn dịch của cá trắm cỏ (Ctenopharyngodon idellus C.&V.) nuôi tại khu vực Hà Nội

Mở Đầu

Trong những năm gần đây, nuôi trồng thủy sản là ngành phát triển nhanh nhất trong lĩnh vực sản xuất thực phẩm, “đã và đang góp phần quan trọng trong chuyển dịch cơ cấu kinh tế, đảm bảo an ninh thực phẩm, nguyên liệu cho chế biến; tạo công ăn, việc làm; xoá đói giảm nghèo và góp phần đưa Ngành Thủy sản thực sự trở thành một trong những ngành kinh tế mũi nhọn của nước ta” [3].
Tuy nhiên, vấn đề bệnh thuỷ sản (“bệnh cá”) là khó khăn đầu tiên trong việc phát triển nuôi nhiều đối tượng thuỷ sản có giá trị kinh tế. Đồng thời, việc sử dụng các phương tiện vận chuyển hiện đại, hiệu quả trong kinh doanh thủy sản tươi sống cũng dễ làm lây lan bệnh vào nhiều hệ thống nuôi [33], [97]. Thiệt hại hàng năm do bệnh cá gây ra cho thế giới là khoảng 3 tỷ đô la Mỹ.
Để phòng, trị bệnh cá, nhiều loại thuốc đã được sử dụng trong nuôi trồng thuỷ sản, song dư lượng thuốc trong thực phẩm từ thủy sản có thể gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ con người cho nên nhiều loại kháng sinh, hoá chất đã bị cấm sử dụng trong nuôi trồng thủy sản. Vì vậy, việc nghiên cứu miễn dịch học động vật thuỷ sinh để tìm ra các biện pháp phòng và trị bệnh cá đang phát triển mạnh, là một cuộc cách mạng trong nghề nuôi thuỷ sản.
Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu và ứng dụng miễn dịch học cá, song ở nước ta việc nghiên cứu về miễn dịch học cá cũng như nghiên cứu ứng dụng vacxin chưa được chú ý một cách thích đáng. Điều này được thể hiện qua các công trình khoa học về nuôi trồng thuỷ sản và sinh học liên quan đến nuôi trồng thuỷ sản được công bố trong 20 năm gần đây: trong số 453 công trình đã được công bố chỉ có 10 công trình ít nhiều có liên quan đến miễn dịch cá hoặc phương pháp miễn dịch học, trong đó có 5 công trình mà Tác giả Luận án là đồng tác giả.
Cá trắm cỏ là một trong những đối tượng nuôi nước ngọt chủ yếu ở nước ta [5], đã và đang được nuôi ở miền Bắc và Tây nguyên Trung bộ. Tuy nhiên, trắm cỏ là một trong những loài cá dễ bị bệnh viêm ruột, thường gọi là bệnh đốm đỏ. Trong những năm 1986-1995 bệnh đốm đỏ xuất hiện chủ yếu ở cá trắm cỏ nuôi lồng, trong đó riêng năm 1993-1994 có trên 5.000 lồng nuôi cá bị bệnh đốm đỏ. Từ 1994-1998 bệnh này xuất hiện ở hầu hết các ao nuôi cá trắm cỏ bố mẹ và cá nuôi thịt. Trong những năm 1999-2001 các hệ thống nuôi cá trắm cỏ liên tiếp xuất hiện bệnh này, gây thiệt hại lớn cho nghề nuôi cá nước ngọt [15], [16], [173].
Được sự đồng ý của Trường Đại học Thuỷ sản và được Bộ Giáo dục và Đào tạo chấp thuận, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu đáp ứng miễn dịch của cá trắm cỏ (Ctenopharyngodon idellus C. & V.) nuôi tại khu vực Hà Nội đối với vi khuẩn Aeromonas hydrophila”.
- Mục tiêu của Luận án:
+ Xác định sự đáp ứng miễn dịch của cá đối với kháng nguyên được biểu hiện qua hệ thống izozym, kháng thể, protein miễn dịch của cá trắm cỏ;
+ Xác định biện pháp miễn dịch góp phần nâng cao sức đề kháng của cá trắm cỏ đối với vi khuẩn gây bệnh đốm đỏ.
- Đối tượng nghiên cứu: cá trắm cỏ Ctenopharyngodon idellus C. & V.
- Nội dung Luận án:
+ Nghiên cứu đáp ứng miễn dịch của cá trắm cỏ biểu hiện qua hệ thống izozym, kháng thể và các protein miễn dịch ở cá trắm cỏ;
+ Nghiên cứu đáp ứng miễn dịch biểu hiện qua khả năng sống sót của cá trắm cỏ đối với vacxin điều chế thử nghiệm có nguồn gốc là phức hệ kháng nguyên vi khuẩn A. hydrophila.
- Tính mới và ý nghĩa khoa học của Luận án:
+ Luận án là một trong vài công trình đầu tiên nghiên cứu cơ bản về miễn dịch học cá tại Việt Nam.
+ Luận án là công trình đầu tiên tại Việt Nam nghiên cứu về đáp ứng miễn dịch ở cá trắm cỏ (và ở cá nói chung) biểu hiện qua sự thay đổi về chất lượng protein huyết thanh của chúng.
+ Là công trình đầu tiên ở Việt Nam thử nghiệm vacxin tự điều chế từ các kháng nguyên protein ngoại bào và nội bào của vi khuẩn gây bệnh để dự phòng bệnh cá.
+ Là công trình đầu tiên trong khoa học phát hiện có sự liên quan giữa số vạch izozym esteraza và izozym photphataza trên điện di đồ protein huyết thanh cá với một bệnh ở cá.
- ý nghĩa thực tiễn của Luận án:
+ Cùng với công trình nghiên cứu về sử dụng vacxin để phòng bệnh cho cá của các tác giả khác [17], Luận án góp phần khai phá cho những bước đi đầu tiên theo hướng áp dụng các biện pháp phòng bệnh tiên tiến trong đó có phương pháp chủng ngừa nhằm nâng cao hiệu quả của nghề nuôi cá ở nước ta.
+ Kết quả của đề tài Luận án giúp Ngành Thủy sản có cơ sở khoa học và một số thông tin cần thiết để xem xét, mở hướng nghiên cứu miễn dịch học cá, một hướng nghiên cứu đã góp phần đạt hiệu quả cao trong nuôi trồng thủy sản ở những nước tiên tiến nhưng chưa được phát triển ở Việt Nam.
-------------------------------------
Ghi chú: Các thuật ngữ và cách phiên âm tiếng nước ngoài đôi khi còn được dùng một cách chưa thống nhất, vì thế, trong Luận án này tác giả dùng thuật ngữ và phiên âm chủ yếu dựa vào Từ điển Sinh học Anh Việt & Việt Anh (1997) [2], Từ điển miễn dịch học Anh-Việt và Việt-Anh (1989) [9] và cuốn sách Miễn dịch học cơ sở (in lần thứ hai, có sửa chữa, bổ sung, của GS-TS Đỗ Ngọc Liên (2004) [11].


Mục lục

Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cám ơn
Mục lục i
Các chữ viết tắt v
Danh mục các bảng vi
Danh mục các hình, ảnh viii
Mở đầu 1
chương 1. tổng quan tài liệu 4
1.1. Miễn dịch ở cá xương 4
1.1.1. Miễn dịch tự nhiên ở cá xương 4
1.1.2. Miễn dịch tiếp thu ở cá xương 9
1.1.3. ảnh hưởng của một số yếu tố đối với miễn dịch ở cá xương 15
1.2. Vi khuẩn Aeromonas và bệnh do chúng gây ra ở cá 16
1.2.1. Các tác nhân gây độc từ vi khuẩn gây bệnh 18
1.2.2. Nhận dạng và chẩn đoán vi khuẩn A. hydrophila 20
1.2.3. Các phương pháp kiểm soát bệnh cá do Aeromonas di động gây nên
20
1.3. Dùng vacxin để phòng bệnh cho cá 21
1.3.1. Sơ lược lịch sử dùng vacxin cho cá 21
1.3.2. Hiệu quả của việc dùng vacxin cho cá 22
1.3.3. Các loại vacxin và quy trình chủng vacxin 23
1.3.4. Tối ưu hoá các yếu tố trong việc dùng vacxin cho cá 25
1.3.5. Tiêu chuẩn vacxin 26
1.3.6. Dùng vacxin chống vi khuẩn Aeromonas di động 26
1.3.7. Quản lý việc sản xuất vacxin 29
1.4. Một số bệnh thường gặp ở cá trắm cỏ 30
1.4.1. Bệnh đốm đỏ 30
1.4.2. Một số bệnh khác 30
1.5. Tình hình nghiên cứu về miễn dịch cá ở Việt Nam 30
Chương 2. Đối tượng, Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu
34
2.1. Đối tượng nghiên cứu và nguyên liệu 34
2.1.1. Cá trắm cỏ 34
2.1.2. Vi khuẩn 41
2.2. Phương pháp nghiên cứu 42
2.2.1. Thu và bảo quản huyết thanh cá 42
2.2.2. Xác định hàm lượng protein huyết thanh cá 43
2.2.3. Xác định thành phần protein huyết thanh cá trắm cỏ 43
2.2.4. Phân tích chất lượng protein huyết thanh cá trắm cỏ bằng kỹ thuật sắc ký lọc gel
44
2.2.5. Phân tích izozym 45
2.2.6. Điều chế và dùng thử vacxin phòng bệnh đốm đỏ cho cá trắm cỏ
Chương 3. Kết quả nghiên cứu và bàn luận 49
3.1. Đáp ứng miễn dịch ở cá trắm cỏ biểu hiện qua hàm lượng protein trong huyết thanh của chúng
49
3.1.1. Hàm lượng protein trong huyết thanh ở một số nhóm cá trắm cỏ
49
3.1.2. Hàm lượng protein huyết thanh cá trắm cỏ bố mẹ trước và sau khi bị bệnh
50
3.1.3. Hàm lượng protein huyết thanh cá trắm cỏ giống được tiêm vi khuẩn với liều lượng khác nhau
51
3.1.4. Hàm lượng protein huyết thanh cá trắm cỏ giống lớn được tiêm vacxin và gây nhiễm trùng
53
3.2. Đáp ứng miễn dịch ở cá trắm cỏ biểu hiện qua chất lượng protein trong huyết thanh của chúng
57
3.2.1. Chất lượng protein của một số cá khoẻ 58
3.2.2. Chất lượng protein huyết thanh cá bố mẹ sau khi đẻ 60
3.2.3. Chất lượng protein huyết thanh cá bố mẹ 62
3.2.4. Phổ protein huyết thanh cá giống 64
3.2.5. Phổ protein huyết thanh cá giống được tiêm nước muối sinh lý
65
3.2.6. Phổ protein huyết thanh cá giống bị gây nhiễm trùng bằng dịch chiết ổ dịch
67
3.2.7. Phổ protein huyết thanh cá giống được tiêm vacxin do Viện Nghiên cứu nuôi trồng thuỷ sản I điều chế thử
69
3.2.8. Phổ protein huyết thanh cá giống bị gây nhiễm vi khuẩn Aeromonas hydrophila
72
3.2.9. Phổ protein huyết thanh cá trắm cỏ bị bệnh tự nhiên 75
3.2.10. Sự thay đổi về chất lượng protein huyết thanh của cá trước và sau khi bị tiêm dịch chiết ổ dịch
78
3.3. Bàn luận về đáp ứng miễn dịch của cá trắm cỏ biểu hiện qua chất lượng protein huyết thanh của chúng
81
3.3.1. Sự khác nhau cơ bản về chất lượng protein huyết thanh giữa nhóm cá khoẻ và cá bị bệnh
81
3.3.2. Sự khác nhau về chất lượng protein protein huyết thanh giữa các nhóm cá khoẻ có khối lượng khác nhau
3.3.3. Phổ protein huyết thanh cá sau khi bị nhiễm bệnh 82
3.3.4. Chất lượng protein huyết thanh cá được chủng vacxin 83
3.3.5. Chất lượng protein huyết thanh cá đối chứng 83
3.4. Kết quả phân tích chất lượng protein huyết thanh cá trắm cỏ bằng kỹ thuật sắc ký lọc gel
3.4.1. Kết quả sắc ký trên cột ultrogel AcA-22 84
3.4.2. Kết quả sắc ký cột gel sepharoza 4B 85
3.5. Khối lượng phân tử IgM cá trắm cỏ 86
3.6. Phổ điện di izozym huyết thanh cá trắm cỏ 88
3.6.1. Phổ điện di izozym esteraza huyết thanh cá trắm cỏ 88
3.6.2. Phổ điện di izozym a xít photphataza huyết thanh cá trắm cỏ
3.6.3. Nhận xét về sự biến đổi chất lượng izozym ở cá bệnh 94
3.7. Kết quả và bàn luận về việc điều chế và thử nghiệm vacxin phòng bệnh đốm đỏ cho cá trắm cỏ
chương 4. Kết luận và đề nghị 100
4.1. Kết luận 100
4.2. Đề nghị 101

Danh mục các bài báo công bố kết quả nghiên cứu của luận án
Tài liệu tham khảo 103
phụ lục 132
Phụ lục 1. Thành phần của hệ thống miễn dịch ở các bậc tiến hoá 132
Phụ lục 2. Sơ đồ hệ thống bổ thể 133
Phụ lục 3. Một số loài cá được nghiên cứu về miễn dịch 135
Phụ lục 4. Sơ đồ phân lập vi khuẩn Aeromonas hydrophila và A. spp. 140
Phụ lục 5. Xây dựng các đồ thị chuẩn để xác định hàm lượng protein 143
Phụ lục 6. Cách điều chế một số dung dịch 148
Phụ lục 7. Cách xác định khối lượng phân tử theo phương pháp Weber và Osborn cải tiến để giảm mức độ sai số trị số khối lượng phân tử protein
Phụ lục 8. Điện di đồ protein huyết thanh một số mẫu cá trắm cỏ và bảng trị số khối lượng phân tử các vạch protein của chúng
154