Die oben genannten Ergebnisse sind das Produkt des Projekts „Forschung zur Anwendung bioelektrochemischer Technologie zur In-situ-Kontrolle des Vorkommens pathogener Vibrio-Bakterien in Brackwasser-Aquakulturteichen“, das von der Fakultät für Naturwissenschaften der Vietnam National University, Hanoi (VNU-Hanoi), in Zusammenarbeit mit dem Institut für Mikrobiologie und Biotechnologie der VNU-Hanoi und Experten des Korea Institute of Science and Technology (KIST) durchgeführt wurde.
Die Studie etablierte ein bioelektrochemisches Modell, das das Wachstum pathogener Vibrio-Bakterien in Brackwasser-Aquakulturteichen reduziert.
Das Projekt konzentriert sich auf die Bewertung des Potenzials eines elektrochemischen Biosystems, das in ein Brackwasser-Aquakulturmodell integriert wird, um das Wachstum von Vibrio-Bakterien im Wasser und im Bodensediment zu reduzieren, Betriebsparameter zu optimieren und letztendlich ein Pilotanwendungsmodell unter realen Bedingungen zu entwickeln.
Ausgehend von einem wissenschaftlichen Überblick und den Produktionspraktiken besteht die Aufgabe darin, Vibrio als die häufigsten und gefährlichsten pathogenen Bakterien in Brackwasser-Aquakulturteichen zu identifizieren, insbesondere Vibrio harveyi und Vibrio parahaemolyticus , die zwei Erreger sind, die zu Luminalkrankheit und akuter Hepatopankreasnekrose führen.
Angesichts der zunehmenden Einschränkungen beim Einsatz von Chemikalien und Antibiotika wurde die bioelektrochemische Technologie gewählt, da sie eine Anodenumgebung mit negativem Redoxpotential und niedrigem pH-Wert erzeugen kann – Bedingungen, die für das Überleben und Wachstum von Vibrio ungünstig sind. Internationale wissenschaftliche Erkenntnisse über die hemmende Wirkung bioelektrochemischer Systeme (BES) auf pathogene Bakterien in einer Anodenumgebung bildeten eine entscheidende Grundlage für diese Forschungsarbeit.
Das bioelektrochemische System wurde so konzipiert, dass sich die Anode am Boden des Modells befindet, wo die Vibrio-Dichte am höchsten ist, und die Kathode nahe der Wasseroberfläche. Diese Anordnung basiert auf dem Funktionsprinzip eines membranlosen BES-Systems und gewährleistet die Anreicherung und stabile Aktivität der elektrochemischen Bakterien. Dadurch wird ein elektrischer Strom erzeugt und das Redoxpotential im Teich verändert. In Experimenten wurden die Elektrodenposition, der Abstand zwischen Anode und Kathode sowie der Wert des externen Widerstands angepasst, um die optimalen Bedingungen für die Vibrio-Hemmung zu ermitteln. Bei Bedarf wurde ein Potentiostat verwendet, um die Anodenspannung anzulegen und so den Wirkmechanismus genauer zu untersuchen.
Das Forschungsprojekt umfasste sechs Hauptbereiche: die Etablierung eines experimentellen Modells; die elektrochemische Anreicherung von Bakterien; die Bewertung der Fähigkeit zur Behandlung von V. harveyi und V. parahaemolyticus ; die Aufklärung der Natur des Hemmungsprozesses; die Optimierung der Betriebsparameter; und den Aufbau eines Pilotmodells.
Experimente haben gezeigt, dass das elektrochemische System bei stabilem Betrieb die Vibrio-Dichte sowohl in Wasser als auch in Bodenschlamm reduzieren kann, wobei die Effektivität deutlich vom Redoxpotential an Anode und Kathode abhängt. Änderungen der Substratkonzentration, des pH-Werts, der Elektrodenposition und des externen Widerstands führten zu Unterschieden im Hemmungsgrad und trugen so zur Bestimmung der optimalen Parameter für die In-situ-Behandlung von Vibrio bei.
Das Pilotmodell wurde unter Verwendung von tatsächlichem Teichwasser aus Brackwasser-Aquakulturgebieten im Norden gebaut. (Abbildung zur Veranschaulichung.)
Auf Grundlage der Laborergebnisse wurde ein Pilotmodell entwickelt, das mit realem Teichwasser aus einer Brackwasser-Aquakultur im Norden betrieben wird. Das Modell ermöglicht die Bewertung der Anpassungsfähigkeit des Systems an natürliche Bedingungen, einschließlich seiner Auswirkungen auf die Gesundheit von Weißfußgarnelen, der Wirksamkeit bei der Reduzierung vorhandener oder hinzugefügter Vibrio-Bakterien sowie des Einflusses auf nützliche Bakterien im Teich. Dies ist ein entscheidender Schritt zur Bestimmung der Machbarkeit der Technologie vor ihrer praktischen Anwendung.
Die Ergebnisse dieser Mission bilden die Grundlage für einen neuen Ansatz zur Bekämpfung von Wasserkrankheiten, der die Vorteile der elektrochemischen Biotechnologie nutzt. Diese zeichnet sich durch eine einfache Struktur, niedrige Betriebskosten, eine lange Lebensdauer und die Fähigkeit aus, Krankheiten vor Ort zu behandeln, ohne die Teichumgebung zu stören.
Die erfolgreiche Anwendung dieser Technologie verspricht, Landwirten wirksame und nachhaltige Instrumente zur Verfügung zu stellen, um der zunehmend dringlichen Notwendigkeit der Krankheitsbekämpfung und der Verringerung der Abhängigkeit von Antibiotika gerecht zu werden.
Quelle: 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
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