نویسندگان:
Muhammad Kholiqul Amiin, Almira Fardani Lahay, Rizha Bery Putriani, Muhammad Reza, Septi Malidda Eka Putri, Md. Afsar Ahmed Sumon, Mamdoh T. Jamal, and Muhammad Browijoyo Santanumurti
سازوکارهای پروبیوتیک برای بهبود عملکرد پرورش میگوی وانامی
مطالعات پیشین نشان دادهاند که باکتریهایی مانند Bacillus، Lactobacillus، Enterococcus، Alteromonas و Arthrobacter spp. میتوانند از طریق سازوکارهای گوناگون، شاخصهای عملکردی در پرورش میگوی وانامی (مانند رشد، نرخ بقا، ایمنی، مقاومت در برابر بیماریها و بهبود کیفیت آب) را ارتقا دهند. این سازوکارها شامل کلنیسازی در روده، فعالیتهای آنتاگونیستی، ترشح آنزیمهای گوارشی، حذف مواد آلی و تولید مواد مغذی مکمل (مانند بیوتین، ویتامین B12، اسیدهای چرب، اسیدهای آمینه ضروری و سایر فاکتورهای رشد مورد نیاز) هستند. پیش از فعال شدن این فرآیندها، باکتریها وارد روده شده، ترکیب میکروبیوم روده را بازسازی کرده و عملکردهایی سودمند برای جامعه میکروبی روده فراهم میکنند. این فعالیتها به بهبود یا پیشگیری از التهابهای رودهای و سایر بیماریهای گوارشی و سیستمیک کمک میکند. روده محیطی مناسب برای رشد میکروارگانیسمها است، زیرا مواد مغذی فراوانی در اکوسیستم روده وجود دارد که هم برای میزبان و هم برای باکتریها قابل استفاده است.
روابط همزیستی موجود در روده میتواند به صورت همیاری، همسفرگی یا انگلی باشد که نوع آن به باکتریهای غالب بستگی دارد. بهعنوان مثال، هنگامی که باکتریهای مفید غالب باشند، عملکرد پرورش میگو بهبود مییابد، اما در صورت غلبه باکتریهای مضر، میگوها مستعد بیماری شده، رشدشان کند میشود و حتی ممکن است تلف شوند. بنابراین پروبیوتیکها با کلنیسازی مفید در روده عمل میکنند.
پس از ورود به بدن میزبان، پروبیوتیکها با افزایش اسیدهای چرب زنجیره کوتاه (SCFA) عامل رشد شبهانسولین۱ insulin-(like growth factor 1 ) را فعال میکنند. IGF-1 عمدتاً در کبد و تحت تحریک هورمون رشد growth hormone GH).) ترشح میشود و با اتصال به گیرندههای سطح سلول، تکثیر و تمایز سلولی را فعال میکند. اسیدهای چرب زنجیره کوتاه همچنین فعالیتهای آنتاگونیستی دارند و متابولیتهایی مانند اسیدهای آلی، پراکسید هیدروژن، اتانول، استالدهید، استوئین، دیاکسید کربن، رئوترین و سایر باکتریوسینها تولید میکنند که در حذف رقابتی، تعدیل سیستم ایمنی، تحریک دفاعهای میزبان و تولید مولکولهای سیگنالدهنده برای تغییر بیان ژن نقش دارند.
به عنوان نمونه، این فعالیتهای آنتاگونیستی بر آنزیم هیستون دِاستیلاز اثر میگذارند که باعث فشردهتر شدن DNA به دور هسته هیستونی میشود و اتصال فاکتورهای رونویسی به DNA را دشوار کرده و در نتیجه بیان ژن کاهش مییابد که به این پدیده خاموشی ژن گفته میشود. پروبیوتیکها با غیرفعال کردن هیستون دِاستیلاز، بیان ژن را تقویت کرده و سطح هورمون رشد را افزایش میدهند.
پروبیوتیکها همچنین به تجزیه مواد مغذی و ترکیبات پیچیده به شکلهای سادهتر کمک میکنند تا جذب آنها آسانتر شود. بر اساس تحقیقات پیشین، پروبیوتیکها ترشح آنزیمهای گوارشی (آمیلاز، پروتئاز و لیپاز) را افزایش داده و مواد مغذی (ویتامینها، اسیدهای چرب و اسیدهای آمینه) تولید میکنند که به فرآیند هضم و بهرهبرداری از خوراک کمک میکند. نتایج این فرآیندها در نهایت توسط بدن میزبان برای رشد، بقا و ارتقای سلامت استفاده میشود.
علاوه بر نقشهای داخلی، پروبیوتیکها نقش خارجی مهمی نیز ایفا میکنند؛ به ویژه در بهبود کیفیت آب. برای نمونه، پروبیوتیکها میزان مواد آلی موجود در آب (مانند مدفوع، پسماند خوراک، لاشه موجودات و سایر ضایعات) را کاهش میدهند. این موضوع اهمیت دارد زیرا مواد آلی میتوانند به آمونیاک تبدیل شوند که ترکیبی بسیار سمی است و ممکن است تا ۱۰۰ درصد تلفات در مزارع پرورش میگوی وانامی ایجاد کند. پروبیوتیکها با فرآیندهای نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون میزان آمونیاک را کاهش میدهند. همچنین حضور پروبیوتیکها میزان اکسیژن محلول در آب را افزایش میدهد، زیرا با تجزیه مواد آلی، مواد مغذی لازم برای تولیدکنندگان اکسیژن جهت فتوسنتز فراهم میشود.
سازوکارهای دخیل در استفاده از پروبیوتیکها در پرورش میگوی وانامی در شکل ۱ ارائه شده است.
Field Applications
Probiotics can be classified into several types depending on their application in the field (i.e., in a medium (water) or immersion, oral, and injection). The administration of probiotics to vannamei shrimp cultures is shown in Figure-2. Probiotics that are added to the water can grow in the water medium by absorbing all the nutrients present in the water. This allows all digestible food present in the water to be absorbed, which results in the starvation of any pathogenic bacteria present due to malnutrition . A drawback of this administration method is that it cannot guarantee that vannamei shrimp present in the water will absorb and use the probiotics (unspecific target).
Oral probiotics are provided to vannamei shrimp in artificial feed to increase the beneficial microflora in the gut and can also be administered through probiotic-rich Artemia or microalgae species to improve growth and survival during the feeding phase. Microencapsulation is another method of probiotic administration that directly and positively impacts water quality, physical parameters, and shrimp health. An advantage of this method is that the shrimp obtain a variety of probiotics needed by the body, but this method requires that the viability of the probiotics be checked continuously to ensure that the probiotics are working. Finally, probiotics can be administered directly to the shrimp body as an injection, which ensures that the probiotics have entered the body. The time and cost required to inject each individual shrimp are disadvantages of this method.
کاربردهای میدانی
پروبیوتیکها بسته به شیوه کاربرد در مزرعه به چند دسته تقسیم میشوند که شامل افزودن به محیط (آب) یا حمام، مصرف خوراکی و تزریق است. روشهای مختلف مصرف پروبیوتیک در مزارع پرورش میگوی وانامی در شکل ۲ نشان داده شده است.
پروبیوتیکهایی که به آب اضافه میشوند میتوانند با جذب مواد مغذی موجود در آب رشد کنند. این کار باعث میشود تمام مواد غذایی قابلهضم موجود در آب جذب شده و باکتریهای بیماریزا به دلیل کمبود مواد غذایی دچار گرسنگی شوند. نقطهضعف این روش آن است که نمیتوان اطمینان یافت میگوهای موجود در آب حتماً پروبیوتیکها را جذب و استفاده کنند (هدفگیری غیردقیق).
پروبیوتیکهای خوراکی به همراه غذا به میگوهای وانامی داده میشوند تا فلور میکروبی مفید روده افزایش یابد. همچنین میتوان آنها را از طریق گونههای آرتمیا یا میکرو جلبکهای غنی از پروبیوتیک برای بهبود رشد و بقا در مرحله تغذیه به میگو رساند. Microencapsulation [۱]روش دیگری برای تجویز پروبیوتیک است که به طور مستقیم بر کیفیت آب، پارامترهای فیزیکی و سلامت میگو اثر مثبت دارد. مزیت این روش آن است که میگو انواع پروبیوتیکهای مورد نیاز بدن را دریافت میکند، اما در این روش باید زندهمانی پروبیوتیکها به طور مداوم بررسی شود تا از عملکرد صحیح آنها اطمینان حاصل شود.
[۱] Microencapsulation به روشی گفته میشود که در آن ذرات بسیار ریز یک ماده (مانند پروبیوتیکها، داروها یا ویتامینها) درون یک پوشش محافظ میکروسکوپی قرار میگیرند. این پوشش میتواند از مواد مختلفی مثل پلیمرها، ژلاتین، آلژینات یا چربیهای طبیعی ساخته شود. هدف از این کار چند مورد است: • حفاظت پروبیوتیکها در برابر شرایط نامناسب محیطی (مانند اسید معده، اکسیژن، دما یا نور) تا زنده بمانند. • کنترل آزادسازی تدریجی پروبیوتیکها در محل مورد نظر (مثلاً روده میگو) تا اثرگذاری بهتر داشته باشند. • افزایش ماندگاری و قابلیت ذخیرهسازی محصولات حاوی پروبیوتیک.
در نهایت، پروبیوتیکها میتوانند به صورت تزریق مستقیم به بدن میگو وارد شوند که این روش تضمین میکند پروبیوتیک حتماً به بدن وارد شده است. با این حال، زمان و هزینه موردنیاز برای تزریق تکتک میگوها از معایب این روش به شمار میرود.
تحریک رشد و افزایش نرخ بقا
عملکرد رشد یکی از پارامترهای مهم در پرورش میگوی وانامی است، زیرا هزینه و زمان زیادی برای رشد میگو از اندازه کوچک تا اندازه قابل مصرف صرف میشود. پارامترهای عملکرد رشد شامل نرخ رشد ویژه، وزن نهایی بدن، افزایش وزن، بازده خوراک و نسبت تبدیل خوراک (FCR) هستند. این پارامترها برای تعیین بهینه بودن رشد میگو محاسبه میشوند، زیرا مستقیماً بر موفقیت پرورش (هزینه، سود و زیان) تأثیر میگذارند.
همانطور که پیشتر توضیح داده شد، پروبیوتیکها میتوانند با تجزیه مواد مغذی یا ترکیبات پیچیده به شکلهای سادهتر که جذب آنها آسانتر است و همچنین با فعالسازی هورمونهای رشد ، رشد میگو را بهبود بخشند. برخی از باکتریهایی که گزارش شده در رشد میگو مؤثر هستند عبارتند از Bacillus، Clostridium، Lactobacillus، Psychrobacter و Arthrobacter spp. این باکتریها در روده میگوی وانامی یافت شده و مزایای فراوانی ارائه میدهند.
تنظیم سیستم ایمنی و مقاومت در برابر بیماریها
برای افزایش مقاومت میگو در برابر بیماریها، درمان با پروبیوتیکها مقاومت غیر اختصاصی بدن را تحریک میکند. چندین بیماری که در مزارع پرورش میگو یافت میشوند، ناشی از باکتریهایی مانند Vibrio alginolyticus، Vibrio parahaemolyticus، Aeromonas، Photobacterium، Tenacibaculum و Shewanella spp. هستند.
Vibrio parahaemolyticus باعث بیماری نکروز حاد هپاتوپانکراس(AHPND) در میگوی وانامی میشود و با آتروفی شدید هپاتوپانکراس میگو مشخص میگردد که در مرحله حاد دارای هیستوپاتولوژی ویژهای است. این بیماری که با نام سندرم مرگ زودرس (early mortality syndrome) نیز شناخته میشود، میتواند باعث مرگ ۴۰% تا ۱۰۰% میگوها در مزرعه شود.
گروههای باکتری Lactobacillus و Bacillus به طور گسترده به عنوان محرکهای غیر اختصاصی سیستم ایمنی در میگوی وانامی استفاده میشوند، از جمله Lactobacillus plantarum، Lactobacillus rhamnosus، Lactobacillus fermentum، Lactobacillus paracasei، Lactobacillus pentosus، Bacillus subtilis، Bacillus licheniformis، Bacillus pumilus و Bacillus coagulans.
تعداد بازدید: ۲
لینک کوتاه: کپی کن!
بازنشر فانوس دریا به نقل از اتحادیه تولید و تجارت آبزیان