Nghiên cứu sẽ cho thấy, tôm giống tôm thẻ chân trắng khi nuôi ở độ mặn 3 ppt đã ức chế sự tăng trưởng và cấu hình lipid khác so với tôm nuôi ở độ mặn 30 ppt. Điều này giải thích cho chiến lược sinh lý của tôm thẻ chân trắng để thích nghi với các vùng nước có độ mặn thấp và cung cấp những hiểu biết mới về tầm quan trọng của lipid đối với quá trình điều hòa thẩm thấu của tôm.
Ở độ mặn thấp, tôm bị ức chế tăng trưởng và các cấu hình lipid khác nhau
Tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương (Litopenaeus vannamei) được coi là loài điều hòa thẩm thấu hiệu quả cao, có thể chịu được độ mặn trong khoảng từ 0,5 – 50 ppt. Động vật thủy sinh cần nhiều năng lượng hơn để điều hòa thẩm thấu ở mức độ mặn thấp và L. vannamei được báo cáo cần thêm năng lượng đáng kể (20 – 50% tổng năng lượng trao đổi chất) cho các quá trình điều hòa thẩm thấu, bao gồm tăng tốc độ trao đổi chất, thay đổi các thành phần màng tế bào, thay đổi enzym vận chuyển ion hoạt động, nồng độ axit béo không bão hòa cao (HUFAs), nồng độ axit amin tự do (FAAs), tính thấm nước của mang và tổng hợp một số axit amin không thiết yếu trong điều kiện căng thẳng ở độ mặn thấp.
Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tăng mức lipid trong khẩu phần ăn từ 6 – 9 % có thể làm giảm áp suất điều hòa thẩm thấu của tôm thẻ chân trắng khi bị stress ở độ mặn thấp. Tuy nhiên, thông tin về các chức năng sinh lý của các chất chuyển hóa lipid và axit béo cụ thể trong việc cải thiện hiệu quả điều hòa thẩm thấu của tôm trong điều kiện độ mặn thấp còn hạn chế.
Lipidomics là một lĩnh vực khoa học dựa trên khối phổ (kỹ thuật phân tích trong phòng thí nghiệm để tách các thành phần của một mẫu bằng điện tích và khối lượng của chúng) để khám phá cấu trúc, thành phần và thậm chí số lượng của lipid trong các hệ thống sinh học như tế bào, cơ quan và cơ thể. Ở tôm, mang là cơ quan chủ yếu chịu trách nhiệm điều hòa hemolymph (một chất lỏng tương tự như máu ở động vật có xương sống và lưu thông bên trong cơ thể của côn trùng và động vật giáp xác) và cơ là kho nguyên liệu hoặc nguồn dinh dưỡng. Tuy nhiên, người ta còn biết rất ít về phản ứng lipid trong mang hoặc cơ ở tôm thẻ chân trắng trong điều kiện độ mặn thấp.
Thiết lập nghiên cứu
Tôm thẻ chân trắng giống khỏe mạnh được thu mua từ trại tôm ở Đan Châu (Hải Nam, Trung Quốc) và nuôi trong phòng thí nghiệm một tuần ở độ mặn 30 ppt. Sau đó, tôm thích nghi (0,75 ± 0,03 gam) được thả ngẫu nhiên vào các bể riêng biệt với bốn lần lặp lại cho mỗi nhóm độ mặn (3 – 30 ppt), với 20 con mỗi bể. Trong giai đoạn thích nghi và thử nghiệm, tôm được cho ăn ba lần mỗi ngày bằng thức ăn công nghiệp và khẩu phần ăn hàng ngày được điều chỉnh để mức cho ăn nhiều hơn một chút so với trạng thái no. Chu kỳ quang kỳ là 12 giờ sáng và 12 giờ tối. Độ pH của nước (7,5 – 7,9), nhiệt độ (26 – 28oC), oxy hòa tan (4,8 – 6,4 mg/ lit) và tổng nồng độ nitơ amoniac (<0,02 mg/ lit) được theo dõi hai lần một tuần và duy trì trong suốt thí nghiệm .
Sau tám tuần, ngừng cho tôm ăn trong 24 giờ trước khi lấy mẫu. Tôm trong mỗi bể được cân và đếm số lượng, sau đó thu thập các mẫu gan tụy, mang và mô cơ. Gan tụy được cân để xác định chỉ số gan tụy. Mang và cơ của bốn cá thể trong mỗi bể được gộp lại thành một mẫu và đông lạnh trong nitơ lỏng ngay lập tức, sau đó được giữ ở (-80oC) để phân tích lipidomics.
Kết quả
Kết quả cho thấy tôm thẻ chân trắng nuôi ở độ mặn 30 ppt có tốc độ tăng trưởng tốt hơn so với tôm nuôi ở độ mặn 3 ppt (Hình 1). Là loài có khả năng thích nghi với độ mặn rộng, tôm thẻ chân trắng đã được nhiều nhà nghiên cứu báo cáo là có độ mặn tăng trưởng tối ưu từ 20 – 25 ppt. Trong điều kiện độ mặn thấp, nhận thấy tôm thẻ chân trắng có tăng trọng và yếu tố điều kiện (mối quan hệ giữa chiều dài cơ thể và trọng lượng) thấp hơn so với tôm đối chứng ở 30 ppt, nhưng không có sự khác biệt nào về tỷ lệ sống và chỉ số gan (phản ánh tình trạng sinh lý của động vật). Ngoài ra, tôm nuôi ở độ mặn 3 ppt cần nhiều năng lượng hơn ở 30 ppt.
Nghiên cứu cho thấy thành phần và sự phong phú tương đối của các axit béo ở cùng một vị trí của lớp lipid, cụ thể là ở tôm thẻ chân trắng trong các độ mặn khác nhau, cho thấy sự phân bố của các axit béo trong lipid là không ngẫu nhiên, và việc sử dụng các lớp lipid rất đặc hiệu ở tôm thẻ chân trắng. Các axit béo quan trọng như axit eicosapentaenoic (EPA) và axit docosahexaenoic (DHA) cho thấy mối tương quan di truyền tích cực đáng kể, có giá trị cao trong tiềm năng cải thiện di truyền.
Nhìn chung, kết quả nghiên cứu đã chứng minh rằng, các biến thể lipid được xác định có liên quan chặt chẽ đến một số quá trình sinh lý (cấu trúc màng sinh học, chức năng ti thể, cung cấp năng lượng và các quá trình khác) có thể cải thiện khả năng điều hòa thẩm thấu của tôm thẻ chân trắng trong điều kiện độ mặn thấp. Sự thay đổi đáng kể trong cấu trúc lipid là một chiến lược sinh lý quan trọng, được tôm thẻ chân trắng phát triển và sử dụng để đối phó với stress khi ở độ mặn thấp.
By Maoxian Huang Yangfan Dong, Ph.D. Yan Zhang, Ph.D. Qinsheng Chen, Ph.D. Jia Xie, Ph.D. Chang Xu, Ph.D. Qun Zhao, Ph.D. and Erchao Li, Ph.D
Hiểu Lam (lược dịch)
