Dalam pengelolaan penyakit pada budidaya perikanan, pencegahan lebih dianjurkan dibandingkan pengobatan. Salah satu strategi tersebut adalah dengan memodifikasi mikrobiota usus [komunitas ekologi mikroorganisme yang ditemukan di dalam dan pada semua organisme multiseluler] dari hewan yang dibudidayakan untuk mendorong kolonisasi bakteri menguntungkan dan mencegah kolonisasi bakteri yang berpotensi patogen.
Mannan oligosakarida (MOS) adalah glukida [senyawa organik yang mengandung karbohidrat] yang diperoleh dari ekstrak dinding sel ragi Saccharomyces cerevisiae. Penggunaan MOS untuk memblokir kolonisasi patogen didasarkan pada pengetahuan bahwa polisakarida tertentu [molekul besar yang terbuat dari banyak gula sederhana yang lebih kecil] dapat digunakan untuk memblokir mekanisme pengenalan dan adhesi patogen potensial ke molekul pada permukaan jaringan inang (kompetisi). Tindakan ini akan mengurangi adhesi patogen ke saluran pencernaan, sehingga dikeluarkan melalui tinja. Hal ini dapat menyebabkan peningkatan integritas dan kinerja penghalang epitel usus.
Belum ada publikasi sebelumnya yang menggunakan Deep, Next Generation Sequencing (NGS, sebuah teknologi untuk menentukan urutan DNA atau RNA untuk mempelajari variasi genetik yang terkait dengan penyakit atau fenomena biologis lainnya) untuk menilai efek MOS pada mikrobiota udang Litopenaeus vannamei. Beberapa penelitian telah melaporkan pengaruh MOS terhadap kinerja kultur udang termasuk parameter seperti laju pertumbuhan, kelangsungan hidup, perubahan morfologi gastrointestinal (GI) dan lain-lain. Namun penyelidikan sebelumnya dilakukan dalam kondisi skala laboratorium dan hanya melibatkan bakteri yang dapat dibudidayakan. Pengamatan ini belum divalidasi pada skala budidaya komersial, sehingga membatasi penerapan prebiotik tersebut. Dan untuk budidaya krustasea seperti udang L. vannamei, informasi yang tersedia mengenai fungsi dan struktur mikrobiota mereka sangat terbatas.
Hasil penelitian dari Gainza, O & Romero, J. (2020). Pengaruh mannan oligosakarida pada mikrobiota dan parameter produktivitas udang Litopenaeus vannamei dalam budidaya intensif di Ekuador. Melaporkan penelitian menggunakan NGS untuk menilai efek pemasukan prebiotik (MOS) dalam makanan terhadap parameter produksi dalam kondisi budidaya intensif, dan komposisi mikrobiobiota usus L. vannamei di Ekuador.
Set Up Penelitian
Penelitian dilakukan di tambak udang intensif Santa Ana di Provinsi El Oro, Ekuador. Sekitar 1.780.000 ekor udang muda L. vannamei (berat awal rata-rata 2,2 ± 0,53 gram) didistribusikan di empat kolam seluas 0,5 hektar di bawah rumah kaca, masing-masing dengan suhu air terkontrol (32 hingga 34 derajat-C), salinitas 5 ppt, dan saturasi oksigen terlarut di atas 60 persen. Untuk meminimalkan faktor-faktor yang dapat mempengaruhi hasil percobaan, dilakukan standardisasi kondisi seperti tahap pematangan tambak agar tidak mengganggu budidaya udang percobaan.
Udang dipelihara selama 59 hari hingga mencapai bobot panen. Mereka diberi makan empat kali sehari dengan pakan komersial dengan 35 persen protein dan 5 persen lemak. MOS dengan 0,5 persen berat per berat (b/b) ditambahkan ke pakan melalui pengenceran MOS dalam air suling (0,125 g/mL) ditambah gelatin komersial (0,125 g/mL), disemprotkan ke pakan (0,04 mL/g) dalam hopper mekanis untuk homogenisasi. Pakan untuk kedua kolam kontrol disiapkan dengan protokol yang sama dengan penambahan gelatin komersial tanpa MOS. Beberapa sampel udang dikumpulkan untuk analisis laboratorium yang berbeda.
Hasil penelitian
Peningkatan perubahan komposisi mikrobiota usus merupakan komponen kunci dalam penggunaan MOS sebagai prebiotik, namun hal ini memerlukan penelitian lebih lanjut. Komposisi mikrobiota udang dalam kondisi terkendali konsisten dengan penelitian sebelumnya dengan udang L. vannamei, dengan Proteobacteria sebagai filum dominan dalam penelitian ini dan dengan tingkat kelimpahan relatif antara 28 dan 70 persen. Filum lain yang menunjukkan kelimpahan tinggi pada kondisi terkendali adalah Bacteroidetes (22 persen) dan Actinobacteria (11 persen).
Mengingat dampak Sindrom Nekrosis Hepatopankreatik Akut (AHPND), penyakit serius pada udang budidaya, terhadap produksi udang L. vannamei di seluruh dunia, hasil penelitian menunjukkan penurunan genus Vibrio hingga tingkat yang dapat diabaikan di fasilitas budidaya komersial memiliki relevansi khusus. Penelitian ini menunjukkan bahwa MOS dapat menjadi alat penting untuk mencegah AHPND.
Perubahan mikrobiota usus tercermin dalam peningkatan kelangsungan hidup dan hasil produktivitas yang lebih baik dan konsisten dengan konsep bahwa Actinobacteria menghasilkan metabolit sekunder yang bermanfaat bagi inang, seperti faktor antimikroba dan pemacu pertumbuhan. Ada banyak publikasi mengenai potensi penggunaan Actinobacteria sebagai probiotik, namun semuanya berfokus pada genera Streptomyces dan Lactococcus. Beberapa peneliti berpendapat bahwa pemilihan probiotik harus mendukung mikrobiota spesifik dari setiap spesies untuk memberikan kemungkinan kolonisasi usus yang lebih besar. Berdasarkan hasil penelitian, potensi probiotik yang termasuk dalam genera Actinomadura, Fodinicola dan Agromyces harus dievaluasi kelimpahannya dan hubungannya dengan MOS.
Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan bahwa penyertaan MOS meningkatkan kelangsungan hidup udang L. vannamei sebesar 30 persen dalam lingkungan produksi komersial. Selain itu, penggunaan NGS menunjukkan perbedaan kuantitatif mikrobiota udang antara MOS dan kondisi kontrol. Dalam pengobatan dengan memasukkan MOS dalam makanan, filum yang dominan adalah Actinobacteria (28 persen); sedangkan kelompok kontrol didominasi oleh filum Proteobacteria (3 persen).
Dengan perlakuan MOS, prevalensi patogen oportunistik potensial pada udang percobaan seperti Vibrio, Aeromonas, Bergeyella dan Shewanella dapat diabaikan. Hal ini mungkin disebabkan oleh MOS yang menghalangi adhesi patogen ke permukaan jaringan inang. Bersama-sama, temuan ini menunjukkan bahwa peningkatan kinerja (kelangsungan hidup) dari makanan MOS mungkin terkait dengan dampak terhadap mikrobiota, karena garis bakteri dengan potensi patogen terhadap udang dikeluarkan dari usus.
