Tóm tắt luận án tiến sĩ nuôi trồng thủy sản nghiên cứu sự biến động hàm lượng hormone steroid huyết tương trong chu kỳ sinh sản cá dìa siganus guttatus (bloch, 1787)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGUYỄN VĂN AN NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỘNG HÀM LƯỢNG HORMONE STEROID HUYẾT TƯƠNG TRONG CHU KỲ SINH SẢN CÁ DÌA Siganus guttatus (Bloch, 1787) Ngành đào tạo: Ni trồng Thủy sản Mã ngành: 9620301 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Khánh Hịa - 2022 Cơng trình hồn thành Trường Đại học Nha Trang Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS PHẠM QUỐC HÙNG Phản biện 1: GS TS ĐỖ THỊ THANH HƯƠNG Phản biện 2: PGS TS NGUYỄN TƯỜNG ANH Phản biện 3: TS TRƯƠNG QUỐC THÁI Luận án bảo vệ Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp Trường Đại học Nha Trang vào lúc: … giờ, ngày … tháng … năm 2022 Có thể tìm hiểu Luận án tại: Thư viện Quốc Gia Thư viện Trường Đại học Nha Trang MỞ ĐẦU Ở nước ta nói riêng giới nói chung, việc sản xuất giống cá dìa cịn gặp nhiều hạn chế tỷ lệ đẻ thấp, việc ương ni ấu trùng gặp nhiều khó khăn, dẫn đến tỷ lệ sống ấu trùng khơng cao, khó đạt kích thước cá giống Hiện nay, nghiên cứu sinh học sinh sản, sinh lý, nội tiết sinh sản kích thích sinh sản điều kiện ni nhốt chưa ý đầy đủ [17] Ngoài ra, việc nghiên cứu thay đổi hàm lượng hormone steroid chu kỳ sinh sản cá dìa chưa thực [2] Trước bối cảnh đó, đề tài “Nghiên cứu biến động hàm lượng hormone steroid huyết tương chu kỳ sinh sản cá dìa Siganus guttatus (Bloch, 1787)” thực hiện, nhằm cung cấp liệu khoa học, góp phần hướng đến hồn thiện quy trình sinh sản nhân tạo sản xuất giống cá dìa Mục tiêu nghiên cứu Làm rõ biến động hàm lượng hormone steroid huyết tương cá dìa Siganus guttatus chu kỳ sinh sản làm sở cho nghiên cứu sinh sản nhân tạo Ý nghĩa khoa học nghiên cứu: Kết nghiên cứu sở khoa học làm sáng tỏ việc sử dụng hCG LHRH – A kích thích cá dìa sinh sản, đồng thời cấp thơng tin phương pháp luận, kiến thức nội tiết học sinh sản biển nói chung, đồng thời tư liệu cho hoạt động đào tạo đại học, sau đại học lớp tập huấn cho cán sinh viên ngành NTTS Ý nghĩa thực tiễn nghiên cứu: Kết nghiên cứu luận án biến động hàm lượng hormone steroid chu kỳ sinh sản cá dìa sở cho việc xây dựng quy trình ni vỗ cá bố mẹ, cho sinh sản nhân tạo giống cá dìa lồi cá biển nói chung Tính cơng trình Đây cơng trình Việt Nam nghiên cứu biến động hàm lượng E2, T 11-KT chu kỳ sinh sản cá dìa, biến động E2 ảnh hưởng hCG LHRH – A CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Một số đặc điểm sinh học cá dìa Cá dìa có hình bầu dục dài dẹt hai bên, có vẩy trịn nhỏ, bên đầu nhiều có vẩy, đường bên hồn tồn Mỗi bên mõm có lỗ mũi, miệng bé Vây ngực hình trịn, lớn vừa phải Vây bụng ngực Vây đuôi phẳng chia thùy Mình có nhiều chấm, có số sọc xiên hẹp bên đầu, sọc từ mép miệng đến mắt rõ Đầu cuối vây lưng có đám sọc màu nhạt Màu sắc bên cá từ màu vàng nhạt đến màu nâu Cá dìa có 13 tia vây lưng, tia vây hậu môn tia vây bụng [1] Về mặt địa lý, cá dìa phân bố vùng nhiệt đới, từ vĩ độ 30o Bắc đến 30o Nam, từ đơng Ấn Độ Dương đến tây Thái Bình Dương, bao gồm nước quần đảo Andaman, Australia, Indonesia, Thái Lan, Malaysia, Singapore, Ryukyus (Nhật Bản), nam đông nam Trung Quốc, Đài Loan, Philippine Palau Ở Việt Nam cá dìa phân bố vùng ven bờ từ vịnh Bắc Bộ đến vịnh Thái Lan, nhiều vùng biển Quảng Thái (Thừa Thiên Huế), vùng hạ lưu sông Thu Bồn bãi bồi thuộc tỉnh Quảng Nam, vùng hạ lưu sông Hiếu sông Bến Hải (Quảng Trị) Khu vực phân bố cá dìa chịu tác động lớn nhiệt độ Trong tự nhiên, đánh bắt cá dìa vùng nước có nhiệt độ từ 24 – 280C Cá dìa nói chung chịu đựng thay đổi độ mặn nhiệt độ rộng [7] Cá thích nghi độ mặn thấp xuống 5‰, nhiệt độ 25 - 340C Khả chịu đựng hàm lượng ơxy hịa tan thấp cá dìa tốt Tuy nhiên, cá khơng thể chịu đựng hàm lượng ơxy hịa tan < 2mg O2/L [11] Ấu trùng cá dìa cơng nở có kích thước nhỏ 1,5 – 1,6 mm ấu trùng mở miệng 36 sau nở, bắt đầu tập ăn vào lúc 60 sau khí nở, nỗn hồng bị hấp thụ hoàn toàn ấu trùng 70 sau nở [6] Trong ba ngày đầu ấu trùng dinh dưỡng nỗn hồng giọt dầu, ấu trùng bắt đầu ăn ngày sau nở nhiệt độ 28 – 300C Ở giai đoạn ấu trùng, cá dìa chủ yếu ăn động vật phù du sang giai đoạn non trưởng thành dinh dưỡng hoàn toàn thực vật thủy sinh [14] Trong tự nhiên, cá dìa thường rỉa thực vật đáy biển, đầu chúc xuống ăn ngày lẫn đêm [9] Giai đoạn non trưởng thành: Cũng giống lồi cá dìa khác, giai đoạn non trưởng thành, cá dìa cơng ăn hồn tồn thực vật thủy sinh [16] Cá dìa đực khó phân biệt dựa vào hình thái ngồi Tuy nhiên, vào mùa sinh sản quan sát phần bụng để xác định nhờ hình dáng tròn trịa thăm trứng, đực vuốt nhẹ có sẹ (tinh dịch) màu trắng chảy Bên cạnh đó, đực thường nhỏ so với hoạt động so với đực vào mùa sinh sản Cá dìa thành thục điều kiện ni nhốt điều kiện môi trường thuận lợi cung cấp thức ăn đầy đủ chất lượng [10, 13] 1.2 Tình hình nghiên cứu cá dìa giới Việt Nam 1.2.1 Trên giới Nghiên cứu sinh sản nhân tạo cá dìa điều kiện ni nhốt tiến hành từ lâu [12], sau có hội nghị ni cá dìa Hawaii năm 1972 Tuy nhiên, việc ương nuôi không thành công từ giai đoạn ấu trùng lên hết giai đoạn biến thái Hầu hết việc nghiên cứu ấu trùng cá dìa chưa thành cơng giai đoạn đầu có tỷ lệ sống thấp [18] Một số cơng trình nghiên cứu báo cáo tỷ lệ sống ấu trùng biến thái hoàn toàn chưa đến 1% Tỷ lệ sống đạt 9% đối tượng S vermiculatus thành công đối tượng S lineatus [15] Trong năm từ 1981 đến 1983, Juario cộng (1985) nâng tỷ lệ sống ương ni ấu trùng cá dìa đến hết giai đoạn biến thái lên từ 1,9% đến 12,8% kết khơng ổn định Tác giả khơng giải thích tỷ lệ sống năm 1982 1983 lại so năm 1981 Năm 1985, nghiên cứu cho đẻ ương ni ấu trùng cá dìa Trung tâm Phát triển Nghề cá Đông Nam Á (SEAFDEC) – Indonesia tỷ lệ sống thấp chưa thể xây dựng quy trình sản xuất giống lồi cá 1.2.2 Tại Việt Nam Các nghiên cứu cá dìa Việt Nam tương đối Cá dìa mô tả đặc điểm phân loại ghi vào danh mục loài cá biển Việt Nam [6] Loài cá nghiên cứu đặc điểm sinh học sinh sản vùng đầm Thị Nại [5] Nghiên cứu cá dìa Lê Văn Dân, Lê Đức Ngoan (2006), thực vùng đầm phá Tam Giang – Thừa Thiên Huế cơng trình có giá trị Nghiên cứu rằng, điều kiện nuôi nhốt, chu kỳ phát dục nỗn sào cá dìa khơng rõ ràng, bắt gặp cá thành thục vào tháng 5, tỷ lệ thành thục thấp (8,3%); thời gian thành thục cá dìa đực từ tháng đến tháng năm sau, tỷ lệ thành thục cao vào tháng (72,7%) (61,5%); cá dìa lồi cá đơn tính, cấu trúc tế bào học tuyến sinh dục có nhiều tế bào sinh dục phát triển qua thời kỳ khác nhau, tế bào trứng chín có kích thước khác chứng tỏ cá đẻ nhiều đợt năm thời gian đẻ kéo dài [6]; tuổi thành thục lần đầu cá cá đực 01 năm, khối lượng thành thục trung bình cá 488,57g cá đực 432,85g, sức sinh sản tuyệt đối cá có trọng lượng từ 386g – 820g dao động từ 551.586 – 1.082.650 trứng/cá thể sức sinh sản tương đối dao động từ 1.437 – 1.862 trứng/g [4], tỷ lệ thành thục tháng (tháng - 8) cao (cá đực >89%, cá >96%); ấu trùng nở sống - ngày, đến ngày thứ tỷ lệ sống 5% chết hoàn toàn ngày thứ [3, 4] Cá dìa người dân vùng đầm phá người nuôi lồng biển đưa vào nuôi từ lâu chủ yếu hình thức ni ghép Trong khn khổ dự án IMOLA, Trung tâm Khuyến ngư Thừa Thiên – Huế thực mơ hình ni cá dìa kết hợp với rong câu vàng tôm sú cho kết tốt, mơ hình mang ý nghĩa lớn mặt kinh tế xã hội, có tính thiết thực giúp cho người dân vùng nuôi tôm sú bị nhiễm tạo hướng thích hợp nhằm phát triển kinh tế phục hồi vùng nuôi Mơ hình cịn góp phần đa dạng hố đối tượng nuôi, khắc phục tượng nuôi tôm thua lỗ kéo dài người dân số địa phương [7] Năm 2007, Trung tâm khuyến ngư Thừa Thiên Huế tiến hành thử nghiệm mơ hình ni cá dìa giống nhân tạo kết hợp với tôm sú (Penaeus monodon) đạt kết tích cực [7] Mặc dù có nghiên cứu sức sinh sản nhân tạo cá dìa đánh giá chất lượng trứng tinh trùng để nâng cao chất lượng ấu trùng giống chưa khả thi chưa có nhiều thành công Năm 2009 - 2013, Phan Văn Út cộng nghiên cứu thông số kỹ thuật, xây dựng quy trình kỹ thuật sản xuất giống nhân tạo có kết cần thiết Cá dìa kích thích sinh sản hCG LHRHa liều lượng tương ứng 2.000 IU 40 µg/kg cá Thời gian hiệu ứng từ 40 - 72 giờ, tỷ lệ thụ tinh trung bình 80% Thời gian phát triển phôi từ 16 - 20 giờ, tỷ lệ nở trung bình đạt 85,9% Tổng số ấu trùng cá qua 16 lần sinh sản đạt 14,37 triệu Cá ương với mật độ 50 - 150 ấu trùng/L [8] 4 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Thời gian, địa điểm đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Cá dìa Siganus guttatus (Bloch, 1787) Thời gian, địa điểm nghiên cứu: + Thời gian: Từ 5/2017 – 5/2021 + Địa điểm: - Viện Nuôi trồng Thủy sản (Trường Đại học Nha Trang) - Trung tâm Thí nghiệm Thực hành (Trường Đại học Nha Trang) - Địa điểm thu mẫu bố trí thí nghiệm: Cam Ranh, tỉnh Khánh Hòa (12 52’15’’N, 1080 40’ 33’’E) 2.2 Nội dung nghiên cứu Nội dung 1: Nghiên cứu biến động hàm lượng hormone E2, T 11-KT huyết tương cá dìa mối quan hệ chúng với trình phát triển tuyến sinh dục chu kỳ sinh sản Nội dung 2: Nghiên cứu biến động hàm lượng hormone E2 T ảnh hưởng kích dục tố màng đệm thai người hCG LHRH – A Nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hưởng hCG, LHRH – A lên đặc điểm sinh lý sinh sản thành phần sinh hóa tinh sào buồng trứng cá dìa 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm 1: Hormone steroid chu kỳ sinh sản Hàng tháng, 10 mẫu cá đực 10 mẫu cá bắt ngẫu nhiên để thu mẫu máu, tuyến sinh dục, đo kích thước cân trọng lượng Chiều dài tồn thân trọng lượng cá bố mẹ 24 ± cm 520 ± 60 g Thu mẫu máu, sau ly tâm để tách huyết tương bảo quản nhiệt độ - 800C phân tích hàm lượng E2 cá T, 11–KT cá đực Thí nghiệm 2: Sự biến động E2 T ảnh hưởng hCG, LHRH – A Trong thí nghiệm này, đàn cá dìa bố mẹ với 120 cá thể tuổi 1+, có chiều dài tồn thân trọng lượng 30 ± cm 550 ± 80 g Nghiệm thức (Đối chứng): 1ml nước muối sinh lý/kg cá Nghiệm thức (hCG): 1.500 IU/kg cá Nghiệm thức (LHRH – A + DOM): 50 µg + mg/kg cá Sau tiêm, cá thả vào bể m3, nhiệt độ nước, độ mặn, pH oxy hòa tan 30 ± 20C, 32 ± 2‰, 7,8 – 8,6 ± 0,5 mg/L Không cho cá ăn thời gian tiến hành thí nghiệm Ở nghiệm thức sau tiêm, tất cá bắt để thu mẫu máu thời điểm 6, 12, 24 48 Mẫu máu sau thu ly tâm để tách huyết tương bảo quản nhiệt độ - 800C phân tích hàm lượng T E2 5 Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng hCG, LHRH–A lên đặc điểm sinh lý sinh sản thành phần sinh hóa tinh sào buồng trứng Đàn cá trước tiêm giải phẫu ngẫu nhiên 10 cá để đánh giá mức độ thành thục tuyến sinh dục Đàn cá dùng cho thí nghiệm có chiều dài khối lượng tồn thân trung bình là: cá đực 30,64 ± 1,03 cm 524,55 ± 84,54 g; cá 31,22 ± 2,28 cm 606,67 ± 104,04 g, màu sắc tự nhiên, bơi lội bình thường, linh hoạt, khơng dị tật, dị hình khơng có biểu bệnh, sau dưỡng 10 ngày bể xi măng 4m³ với mật độ con/m³ (3kg/m³) trước đưa vào tiêm hormone Cá cho ăn hàng ngày thức ăn công nghiệp dùng cho cá biển với thành phần protein (42%), lipid (6%), tro (16%), chất xơ (3%) độ ẩm (11%) với tỷ lệ 2-3% khối lượng thân Nhiệt độ nước, độ mặn, pH oxy hòa tan bể nuôi 28-32ºC, 29-34‰, 7,8-8,6 4,5-5,6 mg/l Thí nghiệm bố trí với nghiệm thức, nghiệm thức gồm 20 cá thể: Nghiệm thức 1: cá tiêm 1.500 IU hCG/ kg cá Nghiệm thức 2: cá tiêm 50 µg LHRH–A + mg DOM/kg cá Nghiệm thức (đối chứng): cá tiêm ml nước muối sinh lý/kg cá Sau tiêm, cá đưa vào bể trì yếu tố mơi trường giống trước tiêm hormone Cá thí nghiệm ngừng cho ăn sau tiêm hormone Trước tiêm hormone, giải phẫu ngẫu nhiên 10 cá 10 cá đực để đánh giá mức độ thành thục buồng trứng tinh sào, xác định số đặc điểm sinh lý, sinh học sinh sản Sau cá tiêm hormone, 12 sau 24 giờ, tiến hành giải phẩu, đánh giá mức độ thành thục phân tích thành phần sinh hóa buồng trứng tinh sào để so sánh với trước tiêm 2.3.2 Thu phân tích mẫu 2.3.2.1 Phương pháp thu cố định mẫu Thu mẫu định kì lần/tháng, số lượng cá thể 10 con/lần Cá gây mê nước đá lấy mẫu máu ao nuôi, mẫu máu (3ml) bảo quản thùng xốp chứa sẵn đá để vận chuyển phịng thí nghiệm Sau lấy máu, tiến hành cân khối lượng cá thể đo chiều dài để có sở đánh giá biến động E2 , T 11–KT có liên quan đến chiều dài khối lượng thể cá hay không, thành thục cá chu kỳ sinh sản có liên quan đến chiều dài khối lượng hay không,… ghi chép số liệu thu mẫu để xác định tiêu chiều dài khối lượng Cá giải phẫu lấy tuyến sinh dục gan mang cân khối lượng để xác định hệ số gan hệ số thành thục Buồng trứng cố định dung dịch formol 10% để tiến hành làm tiêu mô học tuyến sinh dục phân tích thành phần sinh hóa trứng Tất mẫu lấy đưa phịng thí nghiệm đặt tủ đơng -800C, đảm bảo thời gian nhanh để không ảnh hưởng đến việc chất lượng mẫu lấy 6 2.3.2.2 Phương pháp xác định tiêu sinh học sinh sản Hệ số thành thục (GSI-Gonadosomatic index): GSI = GW × 100% BW Hệ số gan (HSI-Hepatosomatic index): HSI = HW × 100% BW Sức sinh sản tuyệt đối (AF - Absuluted fecundity): Là toàn số trứng buồng trứng giai đoạn IV Sức sinh sản tương đối (RF- Relative fecundity): Là số trứng đơn vị khối lượng thể, theo công thức sau: RF = AF (trứng/g) BW 2.3.2.3 Phương pháp làm tiêu tổ chức tuyến sinh dục Tuyến sinh dục sau cố định formaldehyde 10% tiến hành làm tiêu tổ chức học, quy trình tiến hành qua bước: chuẩn bị mẫu, Đúc mẫu parafin, Cắt lát mẫu, Nhuộm Hematoxin Eosin, Làm mẫu 2.3.2.4 Đọc kết kính hiển vi Tiêu tổ chức học tuyến sinh dục quan sát kính hiển vi Olympus, vật kính 10 Đường kính nỗn bào đo trắc vi thị kính gắn thị kính, vật kính 10 Kích thước nỗn bào pha đo 15 noãn bào, tính theo cơng thức: L = 0.1 * (A/n) 2.3.2.5 Phương pháp phân tích hàm lượng hormon steroid huyết tương Trong nghiên cứu này, E2, T 11-KT huyết tương cá dìa phân tích phương pháp miễn dịch liên kết enzym (Enzyme Linked Immunosorbent Assay: ELISA) EIA Kit hormon steroid từ nhà sản xuất (Enzyme Immuno Assay: EIA) Cayman Chemical Company (Ann Arbor, MI, USA) 2.4 Xác định thành phần sinh hóa trứng cá dìa qua giai đoạn Thành phần chất đạm (protein), lippid, tro độ ẩm phân tích theo phương pháp AOAC (2000) Trung tâm Thí nghiệm Thực hành - Trường Đại học Nha Trang 2.5 Phương pháp phân tích xử lý số liệu Số liệu trình bày dạng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (Mean ± SD) Biến động hàm lượng hormone steroid theo tháng, giá trị GSI, HSI ảnh hưởng hCG LHRH-A đến thành phần sinh hóa cá phân tích theo phương pháp phương sai yếu tố (One-way ANOVA) kiểm định Duncan với mức ý nghĩa P < 0,05 phần mềm SPSS 7 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Sự phát triển tuyến sinh dục cá dìa chu kỳ sinh sản 3.1.1 Kích thước đàn cá nghiên cứu Đàn cá dìa bố mẹ có chiều dài toàn thân (TL) dao động từ 19 – 34 cm Chiều dài trung bình lớn 31,33 ± 1,87 cm nhỏ 20,86 ± 1,68 cm Khối lượng thân (BW) cá dao động từ 130 – 800 g Khối lượng trung bình lớn 606,67 ± 104,04 g nhỏ 154,29 ± 29,92 g Trong thời gian nghiên cứu, kích thước đàn cá bố mẹ không thay đổi nhiều 3.1.2 Sự phát triển buồng trứng chu kỳ sinh sản Hình 3.1 Tổ chức buồng trứng đàn cá thí nghiệm Hình 3.1a: Buồng trứng giai đoạn II; Hình 3.1b: Buồng trứng giai đoạn III; Hình 3.1c: Buồng trứng giai đoạn IV; Hình 3.1d: Buồng trứng giai đoạn V 3.1.3 Sự phát triển tinh sào chu kỳ sinh sản A B C D Hình 3.2 Các giai đoạn phát triển tinh sào cá dìa Siganus guttatus A: Tinh sào giai đoạn II, B: Tinh sào giai đoạn III, C: Tinh sào giai đoạn IV, D: Tinh sào giai đoạn V 1: Bào nang, 2: Tinh nguyên bào, 3: Tinh bào cấp I, 4: Tinh bào cấp II, 5: Tinh tử, 6: Mô liên kết, 7: Tinh trùng, 8: Tinh trùng hịa lỗng tinh dịch 3.2 Hệ số gan (HSI) Trong nghiên cứu này, HSI cá có thay đổi thời gian thu mẫu Cụ thể, mùa sinh sản, HSI có thay đổi đáng kể (P0,05) Đối với cá đực, HSI có thay đổi đáng kể tháng thu mẫu Giá trị HSI đạt cực đại tháng (1,77%) thấp tháng (1,01%)  ... trình sinh sản nhân tạo sản xuất giống cá dìa Mục tiêu nghiên cứu Làm rõ biến động hàm lượng hormone steroid huyết tương cá dìa Siganus guttatus chu kỳ sinh sản làm sở cho nghiên cứu sinh sản nhân... steroid chu kỳ sinh sản cá dìa chưa thực [2] Trước bối cảnh đó, đề tài ? ?Nghiên cứu biến động hàm lượng hormone steroid huyết tương chu kỳ sinh sản cá dìa Siganus guttatus (Bloch, 1787)? ?? thực hiện,... hoạt động đào tạo đại học, sau đại học lớp tập huấn cho cán sinh viên ngành NTTS Ý nghĩa thực tiễn nghiên cứu: Kết nghiên cứu luận án biến động hàm lượng hormone steroid chu kỳ sinh sản cá dìa