Giải pháp kiểm định chế phẩm vi sinh trong nuôi trồng thủy sản

Các chế phẩm vi sinh là các chế phẩm sinh học chứa vi bào của một hoặc một số chủng vi sinh vật đơn bào có lợi được sản xuất theo mục đích sử dụng làm sạch nước, làm sạch bùn đáy ao hoặc dùng để tăng cường tiêu hóa, giảm mật độ vi sinh vật có hại trong môi trường nuôi động vật thủy sản.

Hình 1. Một trong những kết quả điện di trong nghiên cứu ứng dụng multiplex PCR kiểm nghiệm các chủng vi khuẩn Bacillus  trong các chế phẩm vi sinh dùng trong nuôi tôm. 

Một chế phẩm vi sinh chất lượng tốt sẽ có tác dụng nhanh chóng và rõ rệt vì sự sinh sôi của vi sinh vật trong môi trường theo cấp số nhân. Do đó, nếu chế phẩm có lẫn vi sinh vật không mong muốn, tác động sinh thái hoặc rủi ro dịch bệnh trong ao nuôi cũng đáng quan tâm.

Kể từ năm 2007, Bộ Thủy sản nay là Bộ NN&PTNT hàng năm đều có văn bản quy định danh mục sản phẩm xử lý, chế phẩm sinh học, vi sinh vật dùng trong thủy sản được phép lưu hành tại Việt Nam. Tuy nhiên, trên thực tế có rất nhiều sản phẩm được quảng cáo và phân phối, trong đó nhiều sản phẩm chưa được đăng ký, không rõ nguồn gốc, chất lượng không đạt, chủng vi sinh vật sai khác và hàm lượng thấp.

Theo khảo sát của chúng tôi vào năm 2012, trên 27 chế phẩm vi sinh có thương hiệu lớn trên thị trường Việt Nam, 55,6% sản phẩm có chủng vi sinh vật thiếu hoặc sai với nhãn; 85,2% sản phẩm có hàm lượng vi bào thấp hơn 100 - 1.000 lần số liệu đăng ký; 96,3% sản phẩm nhiễm các chủng vi sinh vật khác với thành phần đăng ký (Hứa Ngọc Phúc và CTV, 2015). Chế phẩm vi sinh chất lượng kém có thể gây thiệt hại kinh tế cho người nuôi khi sử dụng không có tác dụng hoặc tác dụng ngược. Công tác quản lý chất lượng các loại chế phẩm vi sinh khó khăn vì sản phẩm là hỗn hợp nhiều loại vi sinh vật có đặc điểm phân loại, môi trường định lượng giống nhau (như các loài thuộc chi Bacillus vốn rất phổ biến trong hầu hết các loại chế phẩm) trong khi chưa có quy trình chuẩn nào được công bố để áp dụng. Hiện tại công tác kiểm định, kiểm nghiệm chủ yếu dựa vào phương pháp phân loại, định danh truyền thống mất nhiều thời gian và độ chính xác không cao. Ngoài ra, hỗn hợp các phụ gia trong chế phẩm cũng là trở ngại trong việc tách chiết DNA tổng của vi sinh vật trong định tính và định lượng bằng phương pháp phân tử.

Để góp phần tạo ra quy trình chuẩn kiểm định nhanh chóng, chính xác các chế phẩm vi sinh dùng trong thủy sản, chúng tôi từng bước nghiên cứu các quy trình PCR đa mồi (multiplex PCR) cho từng nhóm vi sinh vật và đã bước đầu thành công đối với nhóm vi khuẩn thuộc chi Bacillus (Hình 1).

Một cách tóm tắt, một lượng chế phẩm sinh học (1 - 2 g) được tách chiết DNA tổng số; DNA tổng số được định lượng và kiểm tra chất lượng; chương trình PCR đa mồi đặc trưng cho một số loài vi khuẩn (Bacillus) được thiết lập; kết quả PCR được quan sát qua kết quả điện di thông thường. Điểm mấu chốt của quy trình là thiết kế được các cặp mồi đặc trưng cho từng loài Bacillus ở các chỉ thị di truyền chỉ có một copy, nhờ đó từ chỗ quy trình multiplex PCR này dùng để định tính sẽ được nâng cấp lên thành quy trình real-time multiplex vừa định tính vừa định lượng. Chương trình luân nhiệt cho mỗi một tổ hợp mồi phải có tính đặc trưng cao.

Trong nghiên cứu bước đầu chúng tôi đã phát hiện được đến 4 loài vi khuẩn Bacillus trong cùng một chế phẩm bằng 1 phản ứng multiplex PCR (Hình 1). Có thể nói đây là kết quả chưa từng được công bố trước đây trên chế phẩm vi sinh. Trong thời gian tới, nghiên cứu tiếp tục mở rộng với các nhóm còn lại gồm Lactobacillus, Nitrobacter, Nitrosomonas, Pseudomonas, Aeromonas, Vibrio... là các nhóm được quan tâm chính trong lĩnh vực thủy sản. Có được vậy, việc kiểm nghiệm, kiểm định và quản lý các chế phẩm vi sinh trong nuôi trồng thủy sản trở nên hiệu quả hơn, khắc phục những hạn chế như đã xảy ra thời gian qua.