Effect of recombinant LvCTL3 protein on the immune parameters, growth performance , diseases resistance of white-leg shrimp (Litopenaeus vannamei) against AHPND causing Vibrio parahaemolyticus
Vol. 133 No. 3B (2024), Original Article
Vol. 133 No. 3B (2024)

Effect of recombinant LvCTL3 protein on the immune parameters, growth performance , diseases resistance of white-leg shrimp (Litopenaeus vannamei) against AHPND causing Vibrio parahaemolyticus

Original Article
https://doi.org/10.26459/hueunijard.v133i3B.7446
Published 2024-06-28
Tran Vinh Phuong
Hue University, 3 Le Loi St., Hue, Vietnam
Nguyen Quang Linh
University of Agriculture and Forestry, Hue University, 102 Phung Hung St., Hue, Vietnam
Tran Thi Bach Thao
Hue University, 3 Le Loi, Hue, Vietnam
Nguyen Duc Quynh Anh
University of Agriculture and Forestry, Hue University, 102 Phung Hung St., Hue, Vietnam
Nguyen Ngoc Phuoc
University of Agriculture and Forestry, Hue University, 102 Phung Hung St., Hue, Vietnam

Keywords

miễn dịch
protein LvCTL3 tái tổ hợp
tôm thẻ chân trắng
Vibrio parahaemolyticus immune
recombinant LvCTL3 protein
white-leg shrimp
Vibrio parahaemolyticus

Abstract

Whiteleg shrimp (size of 0.55 ± 0.1 g) were fed basic diets either without or with supplementation of recombinant LvCTL3 protein at concentrations of 100; 200 and 500 µg/mL equivalent to 2; 4 and 10 mg/kg. After a 30-day feeding trial, shrimp were collected to measure growth parameters and survival rate, and shrimp hemolymph was also collected for analysis of immune parameters. Then, the shrimp were challenged with Vibrio parahaemolyticus at a concentration of 1 105 CFU/mL for 15-day. The results indicated that the growth performance, feed conversion ratio, immune parameters such as total hemocyte count, phenoloxidase, superoxide dismutase, lysozyme enzyme activity, and phagocytic activity of shrimp in the treated groups were significantly higher than those in the control (p < 0.05). Specifically, the dietary supplementation with recombinant LvCTL3 protein at 4 or 10 mg/kg showed better results than the other treatments. After a 15-day bacterial challenged test, the cumulative mortality rate of shrimp in the treated ranged from 20.0 to 36.67% which was significantly lower than that of the control group (63.66%) (p < 0.05).

https://doi.org/10.26459/hueunijard.v133i3B.7446

References

  1. OIE, (2020), Immediate notifications, Acute hepatopancreatic necrosis disease. (https://www.oie.int/wahis_2/public/wahid.php/Reviewreport/Review?page_refer=MapFullEventReport&reportid=36209&newlang=en).
  2. Xu, T. W., Wang, X. W., Zhang, Zhao, X. F., Yu, X. Q., and Wang, J. X. (2010), A new C-type lectin (FcLec5) from the Chinese white shrimp Fenneropenaeus chinensis, Amino Acids, 39(5), 1227–1239, https://link.springer.com/article/10.1007/s00726-010-0558-7.
  3. Võ Văn Tuấn, Nguyễn Thị Thanh Trúc, Võ Thị Thanh Bình (2020), Đáp ứng miễn dịch tự nhiên của tôm thẻ chân trắng, Penaeus vannamei, cảm nhiểm bởi vi khuẩn gây hoại tử gan tụy cấp tính Vibrio parahaemolyticus, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển, Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, 18(1), 81–88, https://jad.hcmuaf.edu.vn/index.php/jad/article/view/86.
  4. Yu, X. Q. & Kanost, M. R. (2004), Immulectin-2, a pattern recognition receptor that stimulates hem°Cyte encapsulation and melanization in the tobacco hornworm, Manduca sexta," Developmental & Comparative Immunology, 28(9), 891–900, https://doi.org/10.1016/j.dci.2004.02.005.
  5. Liang, Z. Yang, L., Zheng, J., Zuo, H., Weng, S., He, J., Xu, X. (2019), A low-density lipoprotein receptor (LDLR) class A domain-containing C-type lectin from Litopenaeus vannamei plays opposite roles in antibacterial and antiviral responses, Developmental & Comparative Immunology, 99, 29–34, https://doi.org/10.1016/j.dci.2018.11.002.
  6. Nguyễn Thị Phương Thảo và Trần Văn Hiếu (2020), Tiềm năng ứng dụng C-type lectin từ tôm thẻ chân trắng Litopenaeus vannamei trong hỗ trợ điều trị bệnh hoại tử gan tụy cấp do vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus trên tôm nuôi, Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Cần Thơ, 56(3B), 121–133, https://doi.org/10.22144/ctu.jvn.2020.061.
  7. Tran, V. P., Nguyen, X. H., Nguyen, Q. L., Hoang, T. Q., Tran, N. N., Nguyen, N. P., Nguyen, Q. L. (2023), Cloning and characterization of the LvCTL genes encoding C-type lectin from white-leg shrimp (Litopenaeus vannamei), F1000Research, 12(260), https://doi.org/10.12688/f1000research.126044.2.
  8. Hong, N. T. X., Nguyen, T. H. L., Baruah, K., Do, T. B. T., Nguyen, N. P. (2022), The Combined Use of Pediococcus pentosaceus and Fructooligosaccharide Improves Growth Performance, Immune Response, and Resistance of Whiteleg Shrimp Litopenaeus vannamei Against Vibrio parahaemolyticus, Frontiers in Microbiology, 13 (10), 1–10, https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2022.826151/full.
  9. Trần Vinh Phương, Nguyễn Đức Quỳnh Anh, Nguyễn Thị Xuân Hồng, Nguyễn Ngọc Phước (2023), Nguyên ngân ban đầu gây chết trên tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei Boone, 1931) tại Thừa Thiên Huế, Tạp chí khoa học Đại học Huế: Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 132(3A), 135–153, https://jos.hueuni.edu.vn/index.php/hujos-ard/article/view/6953.
  10. Nguyễn Ngọc Phước, Nguyễn Nam Quang, Nguyễn Đức Quỳnh Anh (2021), Phân lập vi khuẩn tía quang hợp từ bùn đáy ao nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei, Boone 1931) tại tỉnh Thừa Thiên Huế, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2(tháng 6/2021), 84–90, http://tapchinongnghiep.vn/tapchi/detail/3668.
  11. Adel, M., Yeganeh, S., Dawood, M. A. O., Safari, R., Radhakrishnan, R. (2017), Effects of Pediococcus pentosaceus supplementation on growth performance, intestinal microflora and disease resistance of white shrimp, Litopenaeus vannamei, Aquaculture Nutrition, 23(6), 1401–1409, https://doi.org/10.1111/anu.12515.
  12. Le Moullac, G., Klein, B., Sellos, D., VanWormhoudt, A. (1997), Adaptation of trypsin, chymotrypsin and a-amylase to casein level and protein source in Penaeus vannamei (Crustacea Decapoda), Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 208(1–2), 107–125, https://doi.org/10.1016/S0022-0981(96)02671-8.
  13. Pan, L. Q., Hu, F. W., Jing, F. T., Liu, H. J. (2008), The effect of different acclimation temperatures on the prophenoloxidase system and other defence parameters in Litopenaeus vannamei, Fish & Shellfish Immunology, 25(1–2), 137–142, https://doi.org/10.1016/j.fsi.2008.03.016.
  14. Sung, H. H., Kou, G. H., Song, Y. L. (1994), Vibriosis resistance induced by glucan treatment in tiger shrimp (Penaeus monodon), Fish Pathology, 29(1), 11–17, https://doi.org/10.3147/jsfp.29.11.
  15. Chiu, C. H., Guu, Y. K., Liu, C. H., Pan, T. M., Cheng, W. (2007), Immune responses and gene expression in white shrimp, Litopenaeus vannamei, induced by Lactobacillus plantarum, Fish Shellfish Immunology, 23(2), 364–377, https://doi.org/10.1016/j.fsi.2006.11.010.
  16. Huynh, T. G., Cheng, A. C., Chi, C. C., Chiu, K. H., Liu, C. H. (2018), A synbiotic improves the immunity of white shrimp, Litopenaeus vannamei: Metabolomic analysis reveal compelling evidence, Fish & Shellfish Immunology, 79, 284–293, https://doi.org/10.1016/j.fsi.2018.05.031.
  17. Liu, L., Xiao, J., Xia, X., Pan, Y., Yan, S., Wang, Y. (2015), Draft genome sequence of Vibrio owensii strain SH-14, which causes shrimp acute hepatopancreatic necrosis disease, Genome Announcements, 3(6), e01395-15, https://doi.org/10.1128/genomeA.01395-15.
  18. Tran, L., Nunan, L., Redman, R. M., Mohney, L. L., Pantoja, C. R., Fitzsimmons,K, Lightner, D. V. (2013), Determination of the infectious nature of the agent of acute hepatopancreatic necrosis syndrome affecting penaeid shrimp, Diseases of aquatic organisms, 105(1), 45–55, https://www.int-res.com/abstracts/dao/v105/n1/p45-55/.
  19. Ellis, A. E. (1990), Lysozyme Assays. In: Stolen, J.S., Fletcher, T.C., Anderson, D.P., Roberson, B.S. and Van Muiswinkel, W.B., Eds, Techniques in Fish mmunology, SOS Publications, Fair Haven, 101–103, https://books.google.com.vn/books/about/Techniques_in_Fish_Immunology_Fish_Immun.html?id=hbg7zAEACAAJ&redir_esc=y, 1990.
  20. Hồng Mộng Huyền, Lê Quốc Việt, Trần Thị Tuyết Hoa, Lê Quốc Việt (2020), Ảnh hưởng của chất chiết thảo dược lên tăng trưởng, miễn dịch không đặc hiệu và khả năng kháng bệnh của tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) với Vibrio parahaemolyticus, Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 56(5B), 150–159, https://ctujsvn.ctu.edu.vn/index.php/ctujsvn/article/view/3605.
  21. Châu Tài Tảo, Hoàng Văn Lâm, Cao Mỹ Án, Trần Ngọc Hải (2017), Ảnh hưởng của hỗn hợp dược liệu lên tăng trưởng, tỷ lệ sống và đáp ứng miễn dịch trên tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) nuôi thâm canh trong bể, Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Cần Thơ, 48(Phần B), 10–17, https://ctujsvn.ctu.edu.vn/index.php/ctujsvn/article/view/2542.
  22. Li Y., Pan L., Yu J. (2022), The injection of one recombinant C-type lectin (LvLec) induced the immune response of hem°Cytes in Litopenaeus vannamei, Fish Shellfish Immunol, 124, 324–331, https://doi.org/10.1016/j.fsi.2022.04.017.
  23. Jiravanichpaisal, P., Lee, B. L., Söderhäll, K. (2006), Ceel-mediated immunity in arthropods: Hematopoiesis, coagulation, melanization and opsonization. Immunobiogy, Immunobiology, 211(4), 213–236, https://doi.org/10.1016/j.imbio.2005.10.015.
  24. Li, F. & Xiang, J. (2013), Review: Recent advances in researches on the innate immunity of shrimp in China, Developmental & Comparative Immunology, 39(1–2), 11–26, https://doi.org/10.1016/j.dci.2012.03.016.
  25. Bao, L., Kim, D. G., Nguyen, N. P., Nguyen, T. H. L., Yang, S. H. (2022), Dietary supplementation with Pedi°C°Ccus pentosaceus enhances the innate immune response in and promotes growth of Litopenaeus vannamei shrimp, Journal of Fish disease, 45(9), 1343–1354, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35675520/.
  26. Trần Việt Tiên và Đặng Thị Hoàng Oanh (2020), Ảnh hưởng của β-glucan lên đáp ứng miễn dịch tự nhiên của tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) cảm nhiễm Vibrio parahaemolyticus, Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Cần Thơ, 56(3B), 153–159, https://ctujsvn.ctu.edu.vn/index.php/ctujsvn/article/view/3551.
  27. Cheng, W., Wang, L. U., Chen, J. C. (2005), Effect of water temperature on the immune response of white shrimp Litopenaeus vannamei to Vibrio alginolyticus, Aquaculture, 250(3–4), 592–601, https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2005.04.060.
  28. Nguyễn Thị Huế Linh, Nguyễn Thị Xuân Hồng, Trần Thị Thúy Hằng, Nguyễn Ngọc Phước (2021), Ảnh hưởng của chế phẩm synbiotic chứa vi khuẩn sinh axit lactic Lactococcus lactis và fructooligosaccharide lên một số chỉ tiêu miễn dịch của tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei), Tạp chí Khoa học & Công nghệ Nông nghiệp, 5(1), 2310–2319, https://doi.org/10.46826/huaf-jasat.v5n1y2021.492.
  29. Fridovich, I. (1995), Superoxide radical and superoxide dismutases, Annual Review of Bi°Chemistry, 64, 97–112, https://doi.org/10.1146/annurev.bi.64.070195.000525.
  30. Hồng Mộng Huyền, Trần Thị Tuyết Hoa, Huỳnh Trường Giang (2018), Đáp ứng miễn dịch và sức đề kháng với Vibrio harveyi của tôm sú (Penaeus monodon) ăn thức ăn có bổ sung chất chiết từ rong mơ (Sargassum micr°Cystum), Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 54 (Số chuyên đề: Thủy sản: 2), 158–167, https://ctujsvn.ctu.edu.vn/index.php/ctujsvn/article/view/3180.
  31. Tassanakajon, A., Rimphanitchayakit, V., Visetnan, S., Amparyup, P., Somboonwiwat, K., Charoensapsri,W., Tang, S. (2018), Shrimp humoral responses against pathogens: antimicrobial peptides and melanization, Developmental & Comparative Immunology, 80, 81-93, https://doi.org/10.1016/j.dci.2017.05.009.
  32. Lightner, D. V. (1996), A handbook of shrimp pathology and diagnostic procedure for dieases of culture penaeid shrimp. Word Aquaculture S°Ciety, Baton Rouge, Lousiiana, LA, https://www.was.org/Shopping/handbook-of-shrimp-pathology-and-diagnostic-pr°Cedures-for-diseases-of-penaeid-shrimp.