تطبيق التكنولوجيا الكهروكيميائية الحيوية للسيطرة على بكتيريا الضمة في أحواض تربية الأحياء المائية في المياه قليلة الملوحة.

نجحت الدراسة في وضع نموذج كهروكيميائي حيوي قادر على الحد بشكل كبير من نمو بكتيريا الضمة الممرضة في أحواض الاستزراع المائي ذات المياه قليلة الملوحة، مع تحديد جهد الأكسدة والاختزال الأمثل وظروف تشغيل النظام لتعزيز فعالية مكافحة الضمة في الموقع. توفر النتائج أساسًا هامًا لتطوير نموذج تطبيقي على نطاق تجريبي للاستخدام العملي في الاستزراع المائي.

النتائج المذكورة أعلاه هي نتاج مشروع "بحث حول تطبيق التكنولوجيا الكهروكيميائية الحيوية للتحكم في وجود بكتيريا Vibrio المسببة للأمراض في أحواض تربية الأحياء المائية في المياه قليلة الملوحة"، بقيادة كلية العلوم ، جامعة فيتنام الوطنية، هانوي (VNU-Hanoi)، بالتعاون مع معهد علم الأحياء الدقيقة والتكنولوجيا الحيوية، VNU-Hanoi وخبراء من المعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا (KIST).

وقد وضعت الدراسة نموذجاً كهروكيميائياً حيوياً يقلل من نمو بكتيريا الضمة الممرضة في أحواض تربية الأحياء المائية ذات المياه قليلة الملوحة.

يركز المشروع على تقييم إمكانات النظام الكهروكيميائي الحيوي عند دمجه في نموذج تربية الأحياء المائية في المياه قليلة الملوحة للحد من نمو بكتيريا Vibrio في الماء والرواسب القاعية، وتحسين معايير التشغيل، وفي النهاية تطوير نموذج تطبيق تجريبي على نطاق تجريبي في ظل ظروف العالم الحقيقي.

استنادًا إلى نظرة عامة علمية وممارسات الإنتاج، تتمثل المهمة في تحديد Vibrio باعتبارها البكتيريا المسببة للأمراض الأكثر شيوعًا وخطورة في أحواض تربية الأحياء المائية في المياه قليلة الملوحة، وخاصة Vibrio harveyi و Vibrio parahaemolyticus ، وهما عاملان يؤديان إلى مرض اللمف ونخر الكبد والبنكرياس الحاد.

في ظلّ تزايد القيود المفروضة على استخدام المواد الكيميائية والمضادات الحيوية، تمّ اختيار تقنية الكيمياء الحيوية الكهربائية لقدرتها على تهيئة بيئة قطبية سالبة ذات جهد اختزال منخفض ودرجة حموضة منخفضة، وهي ظروف غير مواتية لبقاء ونمو بكتيريا الضمة. وقد شكّلت النتائج العلمية الدولية حول التأثيرات المثبطة لتقنية الكيمياء الحيوية الكهربائية على البكتيريا الممرضة في بيئة قطبية أساسًا حاسمًا لإجراء هذا البحث.

صُمم النظام الكهروكيميائي الحيوي بحيث وُضع المصعد في قاع النموذج، حيث تكون كثافة بكتيريا الضمة في أعلى مستوياتها، والمهبط بالقرب من سطح الماء. يعتمد هذا الترتيب على مبدأ تشغيل نظام كهروكيميائي حيوي بدون غشاء، مما يضمن إثراء البكتيريا الكهروكيميائية والحفاظ على نشاطها المستقر، وبالتالي توليد تيار كهربائي وتغيير جهد الأكسدة والاختزال في البركة. في التجارب، تم ضبط موضع القطب، والمسافة بين المصعد والمهبط، وقيمة المقاومة الخارجية لتحديد الظروف المثلى لتثبيط بكتيريا الضمة. عند الضرورة، استُخدم جهاز قياس الجهد لتطبيق جهد المصعد، مما يُسهل إجراء تقييم أكثر تعمقًا لآلية العمل.

غطى مشروع البحث ستة مجالات رئيسية: إنشاء نموذج تجريبي؛ الإثراء الكهروكيميائي للبكتيريا؛ تقييم القدرة على معالجة V. harveyi و V. parahaemolyticus ؛ توضيح طبيعة عملية التثبيط؛ تحسين معايير التشغيل؛ وبناء نموذج تجريبي.

أظهرت التجارب أن النظام الكهروكيميائي، عند تشغيله بثبات، قادر على خفض كثافة بكتيريا الضمة في كل من الماء والرواسب القاعية، وتعتمد فعاليته بشكل واضح على جهد الأكسدة والاختزال عند المصعد والمهبط. وقد أظهرت التغيرات في تركيز المادة المتفاعلة، ودرجة الحموضة، وموضع القطب، والمقاومة الخارجية، اختلافات في درجة التثبيط، مما ساهم في تحديد المعايير المثلى لمعالجة بكتيريا الضمة في الموقع.

تم بناء النموذج التجريبي باستخدام مياه البرك الفعلية من مناطق تربية الأحياء المائية في المياه قليلة الملوحة في الشمال. (صورة توضيحية.)

استنادًا إلى نتائج المختبر، تم تطوير نموذج تجريبي باستخدام مياه أحواض حقيقية من مزارع تربية الأحياء المائية في المياه قليلة الملوحة في الشمال. يتيح هذا النموذج تقييم مدى تكيف النظام مع الظروف الطبيعية، بما في ذلك تأثيره على صحة الروبيان الأبيض، وفعاليته في الحد من بكتيريا الضمة الموجودة أو المضافة، وتأثيره على البكتيريا النافعة في الحوض. تُعد هذه خطوة حاسمة في تحديد جدوى التقنية قبل تطبيقها العملي.

تضع نتائج هذه المهمة الأساس لنهج جديد لمكافحة الأمراض المائية، بالاستفادة من مزايا التكنولوجيا الحيوية الكهروكيميائية، والتي تتميز ببنية بسيطة، وتكاليف تشغيل منخفضة، وعمر طويل، والقدرة على معالجة الأمراض في الموقع دون الإخلال ببيئة البركة.

يعد التطبيق الناجح لهذه التقنية بتوفير أدوات فعالة ومستدامة للمزارعين في سياق الحاجة الملحة المتزايدة للسيطرة على الأمراض وتقليل الاعتماد على المضادات الحيوية.

مركز الاتصالات العلمية والتكنولوجية

المصدر: https://mst.gov.vn/ung-dung-cong-nghe-sinh-dien-hoa-kiem-soat-vi-khuan-vibrio-trong-ao-nuoi-thuy-san-nuoc-lo-197251211125407475.htm