KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH PROBIOTIC CỦA MỘT SỐ HỖN HỢP VI KHUẨN PHÂN HỦY QUORUM SENSING TRONG ƯƠNG NUÔI ẤU TRÙNG CÁ CHẼM (LATES CALCARIFER BLOCH 1790)

Kỹ Thuật - Công Nghệ - Công Nghệ Thông Tin, it, phầm mềm, website, web, mobile app, trí tuệ nhân tạo, blockchain, AI, machine learning - Cơ khí - Vật liệu i B TRỜNG ĐẠI HỌC ... KHOA ... TÀI LIỆU VỀ CÁ CHẼM ii MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ....................................................................................... i DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ ........................................................................ i CÁC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................................................... i 1. MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1 1.1. Đặt vấn đề .............................................................................................................. 1 1.2. Mục tiêu đề tài ........................................................................................................ 2 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .............................................................................................. 3 2.1. Đặc điểm sinh học cá chẽm ..................................................................................... 3 2.1.1. Hệ thống phân loại: .......................................................................................... 3 2.1.2. Hình thái và đặc điểm nhận dạng (FAO, 1974). ................................................ 4 2.1.3. Phân bố ............................................................................................................ 4 2.1.4. Vòng đời .......................................................................................................... 4 2.1.5. Đặc điểm sinh sản của đối tƣợng nghiên cứu .................................................... 5 2.2. Tình hình nghiên cứu sinh sản nhân tạo và ƣơng nuôi cá chẽm trên thế giới và trong nƣớc .............................................................................................................................. 6 2.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới.................................................................... 6 2.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ..................................................................... 6 2.3. Probiotic ................................................................................................................. 8 2.3.1. Tổng quan về Probiotic .................................................................................... 8 2.3.2. Các nhóm vi sinh vật trong chế phẩm probiotic ............................................... 9 2.3.3. Công dụng của probiotic trong nuôi trồng thủy sản ........................................ 11 2.3.4. Sử dụng chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam ................. 12 2.4. Tổng quan về Quorum sensing .............................................................................. 16 2.4.1. Vật chất liên lạc của Quorum sensing ............................................................. 16 2.4.2. Dấu hiệu liên lạc của vi khuẩn và cơ chế tác động vào Quorum sensing ......... 17 2.4.3. Ứng dụng của Quorum sensing ...................................................................... 18 3. PHƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................ 20 3.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ......................................................................... 20 3.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................... 20 3.3. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................................... 20 iii 3.4. Nội dung thực hiện ............................................................................................... 22 3.5. Phƣơng pháp tiến hành ......................................................................................... 22 3.5.1. Chăm sóc, quản lý, ấu trùng cá chẽm - ơng nuôi cá bột lên cá giống ............ 22 3.5.2. Quy trình nhân sinh khối vi khuẩn trong phòng thí nghiệm ............................ 23 3.5.3. Cách thức bổ sung vi khuẩn vào các nghiệm thức........................................... 23 3.5.4. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm ....................................................................... 25 3.6. Chỉ tiêu nghiên cứu ............................................................................................... 27 3.6.1. Theo dõi các yếu tố thủy lý, thủy hóa ............................................................. 27 3.6.3.Xác định các chỉ tiêu tăng trƣởng của ấu trùng cá chẽm .................................. 28 3.7. Phƣơng pháp thu thập và xử lý số liệu................................................................... 28 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................................... 29 4.1. Các chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa trong các bể ƣơng ................................................... 29 4.1.1. Nhiệt độ ......................................................................................................... 29 4.1.2. Độ pH ............................................................................................................ 30 4.1.3. Lƣợng khí NH3 – N ........................................................................................ 31 4.1.4. Hàm lƣợng NO2 – N ...................................................................................... 32 4.2. Chỉ tiêu Vibrio tổng số .......................................................................................... 33 4.2.1. Vibrio tổng số trong nƣớc ƣơng nuôi .............................................................. 33 4.2.2. Vibrio tổng số trong ruột cá............................................................................ 34 4.3. Tăng trƣởng của cá ............................................................................................... 35 4.3.1. Tỷ lệ sống ...................................................................................................... 35 4.3.2. Trọng lƣợng khô ............................................................................................ 36 4.3.3. Tổng trọng lƣợng khô .................................................................................... 37 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ........................................................................................ 39 5.1. Kết luận ................................................................................................................ 39 5.2. Đề xuất ................................................................................................................. 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 40 PHỤ LỤC ....................................................................................................................... 43 i DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1: Các dòng vi khuẩn probiotic dùng trong đợt thí nghiệm ...................................... 20 Bảng 2: Tăng trƣởng của cá chẽm lúc 30 ngày tuổi () ................................................... 35 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1: Cá chẽm (Lates calcarifer Bloch 1790) ................................................................. 3 Hình 2: Sơ đồ quản lý, chăm sóc ấu trùng cá chẽm giai đoạn 2-30 ngày tuổi ................... 23 Hình 3: Sơ đồ làm giàu luân trùng và Artemia ................................................................. 25 Hình 4: Sơ đồ quy trình thí nghiệm chung cho đợt thí nghiệm ......................................... 25 Hình 5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm ....................................................................................... 26 Đồ thị 1: Sự biến thiên nhiệt độ nƣớc trong các bể ƣơng .................................................. 29 Đồ thị 2: Sự biến thiên pH trong quá trình ƣơng nuôi ...................................................... 30 Đồ thị 3: Biểu diễn nồng độ NH3-N trung bình trong các bể ƣơng ................................... 31 Đồ thị 4: Biểu diễn nồng độ NO2-N trong nƣớc nuôi ấu trùng cá chẽm ........................... 32 Đồ thị 5: Mật độ Vibrio tổng số trong nƣớc trung bình của các nghiệm thức .................... 33 Đồ thị 6: Mật độ Vibrio tổng số trong ruột cá trung bình của các nghiệm thức ................ 34 Đồ thị 7: Tỷ lệ sống trung bình của cá chẽm lúc 30 ngày tuổi ở các nghiệm thức ............. 36 Đồ thị 8: Trọng lƣợng khô trung bình của cá chẽm 30 ngày tuổi ở các nghiệm thức ......... 37 Đồ thị 9: Tổng trọng lƣợng khô của mỗi bể nuôi cá chẽm lúc 30 ngày tuổi ...................... 37 CÁC CHỮ VIẾT TẮT CPSH: Chế phẩm sinh học ĐC : Đối chứng EM (Effective Microorganisms) : các vi sinh vật hữu hiệu FAO: Food agricultural Organization: Tổ chức nông lƣơng thế giới HH1: Hỗn hợp 1 HH2: Hỗn hợp 2 NTTS: Nuôi trồng thủy sản 1 1. MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Dân số thế giới ngày càng tăng và nhu cầu về các sản phẩm thủy sản cũng tăng theo trong khi sản lƣợng khai thác ngày một giảm đi. Sự đóng góp đầy tiềm năng từ nuôi trồng thủy sản (NTTS) trong an toàn thực phẩm địa phƣơng, cung cấp sinh kế và dinh dƣỡng là đặc biệt quan trọng. Trong nuôi trồng thuỷ sản hiện nay, việc sử dụng con giống nhân tạo đã trở nên rất phổ biến, nhiều qui trình sản xuất giống và ƣơng nuôi các loài thủy sản đã đƣợc xây dựng và chuẩn hóa. Tuy nhiên, tỷ lệ sống thực tế của ấu trùng trong sản xuất giống và trong ƣơng nuôi của nhiều loài tôm, cá đƣợc đánh giá là chƣa cao. Trong thực tế, việc lạm dụng quá nhiều các loại thuốc kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản đã làm cho một số vi khuẩn gây bệnh trở nên kháng thuốc. Nhiều loại thuốc kháng sinh đƣợc sử dụng trong ƣơng nuôi ấu trùng tôm – cá biển, vì vậy, đã không còn phát huy đƣợc công dụng. Hạn chế này đã làm cho môi trƣờng sản xuất, ƣơng nuôi con giống dễ bị ô nhiễm, chất lƣợng con giống giảm sút. Để thay thế các loại thuốc kháng sinh, ngƣời ta đã nghiên cứu, sử dụng các loại vaccine, chất kích thích miễn dịch (Immunostimulants), vi sinh (Probiotics), thể thực khuẩn (Bacteriophages), vi tảo (Microalgae) và các loại acid béo. Trong đó, việc sử dụng các chế phẩm Probiotic đã đƣợc đánh giá là giải pháp bền vững, có nhiều triển vọng. Vì vậy, Probiotic ngày càng đƣợc áp dụng rộng rãi và trở nên phổ biến. Chế phẩm sinh học (CPSH) là những sản phẩm có chứa một vài nhóm vi sinh vật (là những loài vi khuẩn sống có lợi) nhƣ nhóm: Bacillus sp., Lactobacillus sp., Nitrosomonas sp., Nitrobacter sp., Clostridium sp.. Ngoài ra, trong thành phần của một số CPSH có chứa các enzyme (men vi sinh) nhƣ Protease, Lipase, Amylase… có công dụng hỗ trợ tiêu hóa và giúp hấp thu tốt thức ăn. Do đó, việc triển khai nghiên cứu ứng dụng probiotic trong NTTS đã và đang đƣợc nhiều nƣớc trên thế giới quan tâm. Đây là hƣớng phát triển đầy hứa hẹn giúp cho công nghệ ƣơng nuôi ấu trùng tôm – cá biển bền vững, ổn định. 2 Trong t hế giới vi sinh, vi khuẩn sống nhƣ một quần xã, trong đời sống của chúng đều có sự cạnh tranh và cộng tác. Tuy nhiên, sự cạnh tranh thƣờng diễn ra khốc liệt hơn vì vòng đời của mỗi loài ngắn. Do vậy, các vi khuẩn phải có hệ thống liên lạc với đồng loại của chúng. Theo nghiên cứu của nhiều nhà khoa học, cho rằng: Quorum sensing cho phép vi khuẩn hợp tác hành động. Hệ thống Quorum sensing của vi khuẩn đã đƣợc phát hiện từ lâu. Chúng có chức năng điều khiển độc lực của rất nhiều loài vi khuẩn là tác nhân gây bệnh cho ngƣời, cho vật nuôi và cho cây trồng. Các vi khuẩn có thể tự tổng hợp và tiết ra những chất làm dấu hiệu một cách chắc chắn, gọi là chất kích thích (autoinducer hay là pheromones) thƣờng là N – acyl homoserine lactones (AHLs). Việc phá hủy hệ thống Quorum sensing của tác nhân gây bệnh nhằm làm bất hoạt mà không ảnh hƣởng đến sự phát triển của tác nhân gây bệnh, là hƣớng nghiên cứu - ứng dụng hoàn toàn mới trong lĩnh vực phòng trị bệnh bằng Probiotic. Để góp phần ngăn chặn, điều trị bệnh do vi khuẩn và đƣa chế phẩm vi sinh vào ứng dụng nhiều hơn trong lĩnh vực nuôi trồng thuỷ sản, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Khảo sát đặc tính probiotic của một số hỗn hợp vi khuẩn phân hủy Quorum sensing trong ƣơng nuôi ấu trùng cá chẽm (Lates calcarifer Bloch 1790)” tại Trung tâm Quốc gia giống hải sản Nam Bộ, Vũng Tàu. 1.2. Mục tiêu đề tài Đánh giá ảnh hƣởng của các hỗn hợp vi khuẩn probiotic đến tỷ lệ sống của ấu trùng cá chẽm (Lates calcarifer Bloch 1790) ở giai đoạn 30 ngày tuổi. 3 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Đặc điểm sinh học cá chẽm 2.1.1. Hệ thống phân loại: Tổ chức FAO (1974) đã tổng kết và đƣa ra vị trí phân loại của cá chẽm (tên tiếng Anh là Sea Bass, Barramundi) nhƣ sau: Ngành: Chordata Lớp: Actinopterygii Bộ: Percifermes Họ: Centropomidae Giống: Lates Loài: Lates calcarifer (Bloch 1790) Green Wood (1976) xếp Lates vào họ Centropomidae và cho biết họ này chia làm 8 loài, loài L. calcarifer phân bố ở vùng biển Ấn Độ - Thái Bình Dƣơng, 7 loài còn lại phân bố ở vùng biển Châu Phi 7. Theo Mai Đình Yên (1979) và Nguyễn Nhật Thi (1991) Việt Nam chỉ có một loài cá chẽm duy nhất, loài cá này đƣợc xếp vào họ cá m ú và tên thƣờng gọi loài cá này là cá chẽm hay cá vƣợc. Hình 1: Cá chẽm (Lates calcarifer Bloch 1790) 4 2.1.2. Hình thái và đặc điểm nhận dạng (FAO, 1974). Cá chẽm có thân dài, dẹp, cuống đuôi khuyết sâu, đầu nhọn, miệng cá rộng và hơi so le, hàm trên chồm tới phía sau mắt, răng dạng lông nhung, vây lƣng có 7-9 gai và 10- 11 tia mềm, vây lƣng và vây hậu môn có vẩy nhỏ bao phủ, vây đuôi tròn, vẩy dạng lƣợc rộng. Màu sắc: Ở giai đoạn còn nhỏ khi biến thái chƣa hoàn chỉnh cá có màu đen. Đến giai đoạn cá giống phía trên có màu nâu Ôliu, hai bên và bụng có màu sáng bạc khi cá sống trong môi trƣờng nƣớc mặn lợ, màu nâu vàng trong môi trƣờng nƣớc ngọt. Giai đoạn trƣởng thành cá có màu xanh lục hay vàng nhạt ở phần trên và màu bạc ở phần dƣới. Màu sắc của cá còn phụ thuộc vào chất lƣợng môi trƣờng sống. 2.1.3. Phân bố - Phân bố theo vùng địa lý: Cá chẽm phân bố rộng ở vùng nhiệt đới và cận n hiệt đới thuộc Tây Thái Bình Dƣơng, giữa kinh tuyến 500 Đông – 1600 Tây, vỹ tuyến 260 Bắc – 250 Na m. Cá còn tìm thấy ở khắp Bắc Châu Á, phía Nam kéo dài đến Queenland (Úc) phía Tây đến Đông Châu Phi 24. Ở Việt Nam cá phân bố khắp các vùng b iển, cửa sông, lạch, tập trung nhiều ở các tỉnh Miền Tây Nam Bộ và một số tỉnh Đồng Bằng Bắc Bộ. - Phân bố theo vùng sinh thái: Cá chẽm là loài rộng muối và có tính di cƣ xuôi dòng, cá thành thục tìm thấy ở các vùng ven bờ gần các cửa sông nƣớc lợ. Trong khi đó, cá giống có thể gặp trong môi trƣờng nƣớc ngọt. Trong điều kiện tự nhiên, cá chẽm lớn lên ở nƣớc ngọt, lợ và di cƣ ra vùng nƣớc mặn để đẻ trứng 20. 2.1.4. Vòng đời Cá chẽm trải qua phần lớn thời gian sinh trƣởng (2- 3 năm) trong các thuỷ vực nƣớc ngọt, nơi cửa sông nối liền với biển. Cá có tốc độ tăng trƣởng nhanh, thƣờng đạt 3-5kg sau 2-3 năm. Cá trƣởng thành 3-4 5 tuổi di cƣ từ vùng nƣớc ngọt về vùng cửa sông và ra biển nơi có độ mặn 30-32 ‰ để phát triển tuyến sinh dục và đẻ trứng. Cá đẻ trứng theo chu kỳ trăng, cá thƣờng đẻ vào thời điểm thuỷ triều lên. Điều này giúp trứng và ấu trùng trôi vào vùng cửa sông, tại đó ấu trùng di chuyển ngƣợc dòng để lớn lên 30. 2.1.5. Đặc điểm sinh sản của đối tượng nghiên cứu 2.1.5.1. Thành thục sinh dục Theo Kungvankij và cộng sự (1986) vào giai đoạn đầu của vòng đời (Cỡ 1,5-2,5kg) phần lớn cá chẽm là con đực, nhƣng khi đạt trọng lƣợng cỡ 4-6kg phần lớn cá chuyển thành cá cái. Tuy nhiên, sau 3- 4 năm nuôi, với cùng nhóm tuổi có thể phân biệt cá đực và cá cái dựa vào các chỉ tiêu, đặc điểm về ngoại hình nhƣ: - Mõm cá đực hơi cong, còn mõm cá cái thẳng. - Cơ thể cá đực thon hơn cá cái. - Trọng lƣợng cá cái lớn hơn nếu cùng tuổi. - Vây gần lỗ huyệt của cá đực dày hơn cá cái trong mùa sinh sản. - Đến mùa sinh sản bụng cá cái phình to hơn cá đực. 2.1.5.2. Sức sinh sản và đẻ trứng Sức sinh sản của cá chẽm có liên quan đến kích thƣớc và trọng lƣợng của cá. Cá cái có trọng lƣợng 5,5-11kg cho khoảng 400.000 trứngkg cá, cá 12-22kg cho khoảng 600-700.000 trứng kg cá 31. Trƣớc khi đẻ, cá đực và cá cái thành thục sẽ tách đàn và ngừng ăn một tuần, cá đực và cá cái sẽ bơi lội thành cặp, thƣờng xuyên ở tầng mặt khi sắp đẻ trứng. Cá đẻ thành nhiều đợt trong vòng 7 ngày, thời gian đẻ thƣờng vào lúc chiều tối đến đêm. 2.1.5.3. Phát triển phôi Sau khi thụ tinh 30- 40 phút trứng bắt đầu phân cắt, sự phân chia tế bào tiếp tục 15-20 phútlần và trứng phát triển tế bào trong vòng 3 giờ. Sự phát triển phôi trải qua các giai đoạn thông thƣờng: Phôi nang, phôi 6 vị, phôi thần kinh, phôi mầm. Tim phôi bắt đầu hoạt động sau khoảng 15 giờ và trứng nở sau 18 giờ tính từ lúc trứng thụ tinh (ở nhiệt độ 28 0 C- 300C; độ mặn 30-32‰) 26. 2.2. Tình hình nghiên cứu sinh sản nhân tạo và ƣơng nuôi cá chẽm trên thế giới và trong nƣớc 2.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Cá chẽm (L. calcarifer ) là loài có giá trị kinh tế quan trọng ở vùng Nhiệt đới và Cận Nhiệt đới, thuộc Châu Á và Thái Bình Dƣơng. Cá đƣợc nuôi thƣơng phẩm nhiều ở các nƣớc: Thái Lan, Malaysia, Singapore, Indonesia, Đài Loan.... trong các ao đầm nƣớc lợ và nƣớc ngọt cũng nhƣ nuôi trong lồng trên các vùng biển. Sinh sản nhân tạo cá chẽm đƣợc nghiên cứu thành công đầu tiên ở Thái Lan vào những năm 1976 bằng phƣơng pháp vuốt trứng từ những cá bố mẹ chín muồi sinh dục đánh bắt đƣợc từ các bãi đẻ tự nhiên 31. Đến năm 1973, Thái Lan đã thành công trọng việc kích thích cá nuôi vỗ cho sinh sản bằng phƣơng pháp điều chỉnh môi trƣờng, vòng đời của loài cá này đã đƣợc khép kín trong sản xuất giống nhân tạo. Đến năm 1985, mỗi năm tại Thái Lan sản xuất trên 100 triệu con giống, riêng Trạm thuỷ sản Satul mỗi năm cấp trên 30 triệu con 27 . Một số nƣớc có tiềm năng nuôi trồng thủy sản nhƣ Indonesia, Philipine, Trung Quốc, Nauy… cá chẽm đƣợc sản xuất và nuôi thƣơng phẩm với quy mô công nghiệp trong ao đất, nuôi lồng trên biển với mật độ từ 2-6 conm3, năng suất đạt 10- 80 tấnha. Nhƣ vậy, giống nhân tạo đã trở thành nguồn cung cấp giống chủ yếu cho các trại cá biển ở các nƣớc này 3. 2.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước Cá chẽm đƣợc đƣa vào nghiên cứu, thử nghiệm sinh sản nhân tạo tại trƣờng Đại học Cần Thơ, Đại học thuỷ sản Nha Trang từ những năm 1994. Công trình này mở ra triển vọng phát triển mạnh mẽ công tác nghiên cứu ứng dụng để xây dựng quy trình kỹ thuật sản xuất giống các loài cá biển khác có giá trị kinh tế cao bằng con đƣờng sinh sản nhân tạo. Trong quy trình kỹ thuật nuôi vỗ cá chẽm (cá vƣợc) bố mẹ trong hệ thống lồng nuôi trên biển và bể xi măng nƣớc chảy tuần hoàn với hệ thống lọc sinh học, tỷ lệ cá có thể tham gia 7 sinh sản đạt 100. Quy trình kỹ thuật ấp nở trứng cá, ƣơng nuôi cá bột thành cá giống quy mô sản xuất thƣơng mại với tỷ lệ sống đạt 38. Kích thích cá vƣợc sinh sản tự nhiên trong hệ thống bể xi măng với hệ thống lọc sinh học bằng việc sử dụng kích dục tố, tỷ lệ đẻ trứng đạt 100, hoặc kích thích bằng các yếu tố sinh thái, tỷ lệ đẻ trứng đạt 95. Sau đó, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thuỷ sản II cũng tiến hành nghiên cứu sinh sản nhân tạo cá chẽm. Năm 2000, Viện đã nghiên cứu thành công và xây dựng quy trình khép kín công nghệ sản xuất giống cá chẽm, từ việc thuần dƣỡng và nuôi vỗ cá bố mẹ thành thục trong bể ximăng, kích thích sinh sản, ƣơng cá bột lên cá giống. Sau khi thành công, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thuỷ sản II đã tiến hành chuyển giao cho một số tỉnh ven biển. Từ đó, các công ty, doanh nghiệp t ƣ nhân cũng nhƣ các t rại sản xuất giống theo quy mô hộ gia đình đã đƣa đối tƣợng này vào sản xuất đại trà. Tiếp thu công nghệ từ Đại học Nha Trang, Trạm thực nghiệm nuôi trồng thủy sản Cát Tiến (Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm nuôi trồng thủy sản Bình Định) cho sinh sản, ƣơng nuôi thành công cá chẽm. Để có cơ sở đủ tiêu chuẩn ƣơng cá chẽm, tỉnh Bình Định đã đầu tƣ nâng cấp Trạm thực nghiệm nuôi trồng thủy sản Cát Tiến: xây dựng hệ thống xử lý nƣớc biển, bể nuôi cá bố mẹ với hệ thống lọc sinh học, hệ thống bể ƣơng nuôi từ cá bột đến giai đoạn cá hƣơng, với tổng thể tích bể trên 60m3 , hệ thống bể nuôi sinh khối luân trùng (rotifer) để làm thức ăn cho cá bột, và hệ thống cung cấp khí cho các bể nuôi... Kết quả cho thấy tỷ lệ nở thông thƣờng từ 80-85, đến 45 ngày, cá đạt chiều dài từ 2-3cm, đây là giai đoạn cá giống. Trên cơ sở quy trình công nghệ nuôi vỗ cá bố mẹ, cho cá đẻ, thu và ấp trứng cá, ƣơng nuôi từ cá 1 đến 10 ngày tuổi và từ 10 – 30 ngày tuổi của Trƣờng Đại H...

i

B TRƯỜNG ĐẠI HỌC

KHOA

TÀI LIỆU VỀ CÁ CHẼM

ii

MỤC LỤC

Trang

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU i

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ i

CÁC CHỮ VIẾT TẮT i

1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu đề tài 2

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Đặc điểm sinh học cá chẽm 3

2.1.1 Hệ thống phân loại: 3

2.1.2 Hình thái và đặc điểm nhận dạng (FAO, 1974) 4

2.1.3 Phân bố 4

2.1.4 Vòng đời 4

2.1.5 Đặc điểm sinh sản của đối tượng nghiên cứu 5

2.2 Tình hình nghiên cứu sinh sản nhân tạo và ương nuôi cá chẽm trên thế giới và trong nước 6

2.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 6

2.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 6

2.3 Probiotic 8

2.3.1 Tổng quan về Probiotic 8

2.3.2 Các nhóm vi sinh vật trong chế phẩm probiotic 9

2.3.3 Công dụng của probiotic trong nuôi trồng thủy sản 11

2.3.4 Sử dụng chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam 12

2.4 Tổng quan về Quorum sensing 16

2.4.1 Vật chất liên lạc của Quorum sensing 16

2.4.2 Dấu hiệu liên lạc của vi khuẩn và cơ chế tác động vào Quorum sensing 17

2.4.3 Ứng dụng của Quorum sensing 18

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 20

3.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 20

3.3 Vật liệu nghiên cứu 20

iii

3.4 Nội dung thực hiện 22

3.5 Phương pháp tiến hành 22

3.5.1 Chăm sóc, quản lý, ấu trùng cá chẽm - Ương nuôi cá bột lên cá giống 22

3.5.2 Quy trình nhân sinh khối vi khuẩn trong phòng thí nghiệm 23

3.5.3 Cách thức bổ sung vi khuẩn vào các nghiệm thức 23

3.5.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm 25

3.6 Chỉ tiêu nghiên cứu 27

3.6.1 Theo dõi các yếu tố thủy lý, thủy hóa 27

3.6.3.Xác định các chỉ tiêu tăng trưởng của ấu trùng cá chẽm 28

3.7 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu 28

4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29

4.1 Các chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa trong các bể ương 29

4.1.1 Nhiệt độ 29

4.1.2 Độ pH 30

4.1.3 Lượng khí NH 3 – N 31

4.1.4 Hàm lượng NO 2 – N 32

4.2 Chỉ tiêu Vibrio tổng số 33

4.2.1 Vibrio tổng số trong nước ương nuôi 33

4.2.2 Vibrio tổng số trong ruột cá 34

4.3 Tăng trưởng của cá 35

4.3.1 Tỷ lệ sống 35

4.3.2 Trọng lượng khô 36

4.3.3 Tổng trọng lượng khô 37

5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 39

5.1 Kết luận 39

5.2 Đề xuất 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

PHỤ LỤC 43

i

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1: Các dòng vi khuẩn probiotic dùng trong đợt thí nghiệm 20

Bảng 2: Tăng trưởng của cá chẽm lúc 30 ngày tuổi (%) 35

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1: Cá chẽm (Lates calcarifer Bloch 1790) 3

Hình 2: Sơ đồ quản lý, chăm sóc ấu trùng cá chẽm giai đoạn 2-30 ngày tuổi 23

Hình 3: Sơ đồ làm giàu luân trùng và Artemia 25

Hình 4: Sơ đồ quy trình thí nghiệm chung cho đợt thí nghiệm 25

Hình 5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 26

Đồ thị 1: Sự biến thiên nhiệt độ nước trong các bể ương 29

Đồ thị 2: Sự biến thiên pH trong quá trình ương nuôi 30

Đồ thị 3: Biểu diễn nồng độ NH 3 -N trung bình trong các bể ương 31

Đồ thị 4: Biểu diễn nồng độ NO2-N trong nước nuôi ấu trùng cá chẽm 32

Đồ thị 5: Mật độ Vibrio tổng số trong nước trung bình của các nghiệm thức 33

Đồ thị 6: Mật độ Vibrio tổng số trong ruột cá trung bình của các nghiệm thức 34

Đồ thị 7: Tỷ lệ sống trung bình của cá chẽm lúc 30 ngày tuổi ở các nghiệm thức 36

Đồ thị 8: Trọng lượng khô trung bình của cá chẽm 30 ngày tuổi ở các nghiệm thức 37

Đồ thị 9: Tổng trọng lượng khô của mỗi bể nuôi cá chẽm lúc 30 ngày tuổi 37

CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CPSH: Chế phẩm sinh học

ĐC : Đối chứng

EM (Effective Microorganisms) : các vi sinh vật hữu hiệu

FAO: Food agricultural Organization: Tổ chức nông lương thế giới

HH1: Hỗn hợp 1

HH2: Hỗn hợp 2

NTTS: Nuôi trồng thủy sản

1

1 MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Dân số thế giới ngày càng tăng và nhu cầu về các sản phẩm thủy sản cũng tăng theo trong khi sản lượng khai thác ngày một giảm đi Sự đóng góp đầy tiềm năng từ nuôi trồng thủy sản (NTTS) trong an toàn thực phẩm địa phương, cung cấp sinh kế và dinh dưỡng là đặc biệt quan trọng Trong nuôi trồng thuỷ sản hiện nay, việc sử dụng con giống nhân tạo đã trở nên rất phổ biến, nhiều qui trình sản xuất giống và ương nuôi các loài thủy sản đã được xây dựng và chuẩn hóa Tuy nhiên, tỷ lệ sống thực tế của ấu trùng trong sản xuất giống và trong ương nuôi của nhiều loài tôm, cá được đánh giá là chưa cao

Trong thực tế, việc lạm dụng quá nhiều các loại thuốc kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản đã làm cho một số vi khuẩn gây bệnh trở nên kháng thuốc Nhiều loại thuốc kháng sinh được sử dụng trong ương nuôi ấu trùng tôm – cá biển, vì vậy, đã không còn phát huy được công dụng Hạn chế này

đã làm cho môi trường sản xuất, ương nuôi con giống dễ bị ô nhiễm, chất lượng con giống giảm sút Để thay thế các loại thuốc kháng sinh, người ta đã nghiên cứu, sử dụng các loại vaccine, chất kích thích miễn dịch (Immunostimulants), vi sinh (Probiotics), thể thực khuẩn (Bacteriophages), vi tảo (Microalgae) và các loại acid béo Trong đó, việc sử dụng các chế phẩm Probiotic đã được đánh giá là giải pháp bền vững, có nhiều triển vọng Vì vậy, Probiotic ngày càng được áp dụng rộng rãi và trở nên phổ biến

Chế phẩm sinh học (CPSH) là những sản phẩm có chứa một vài nhóm

vi sinh vật (là những loài vi khuẩn sống có lợi) như nhóm: Bacillus sp., Lactobacillus sp., Nitrosomonas sp., Nitrobacter sp., Clostridium sp Ngoài

ra, trong thành phần của một số CPSH có chứa các enzyme (men vi sinh) như Protease, Lipase, Amylase… có công dụng hỗ trợ tiêu hóa và giúp hấp thu tốt thức ăn Do đó, việc triển khai nghiên cứu ứng dụng probiotic trong NTTS đã

và đang được nhiều nước trên thế giới quan tâm Đây là hướng phát triển đầy hứa hẹn giúp cho công nghệ ương nuôi ấu trùng tôm – cá biển bền vững, ổn định

2

Trong thế giới vi sinh, vi khuẩn sống như một quần xã, trong đời sống của chúng đều có sự cạnh tranh và cộng tác Tuy nhiên, sự cạnh tranh thường diễn ra khốc liệt hơn vì vòng đời của mỗi loài ngắn Do vậy, các vi khuẩn phải có hệ thống liên lạc với đồng loại của chúng Theo nghiên cứu của nhiều nhà khoa học, cho rằng: Quorum sensing cho phép vi khuẩn hợp tác hành động Hệ thống Quorum sensing của vi khuẩn đã được phát hiện từ lâu Chúng có chức năng điều khiển độc lực của rất nhiều loài vi khuẩn là tác nhân gây bệnh cho người, cho vật nuôi và cho cây trồng Các vi khuẩn có thể tự tổng hợp và tiết ra những chất làm dấu hiệu một cách chắc chắn, gọi là chất kích thích (autoinducer hay là pheromones) thường là N – acyl homoserine lactones (AHLs) Việc phá hủy hệ thống Quorum sensing của tác nhân gây bệnh nhằm làm bất hoạt mà không ảnh hưởng đến sự phát triển của tác nhân gây bệnh, là hướng nghiên cứu - ứng dụng hoàn toàn mới trong lĩnh vực phòng trị bệnh bằng Probiotic

Để góp phần ngăn chặn, điều trị bệnh do vi khuẩn và đưa chế phẩm vi sinh vào ứng dụng nhiều hơn trong lĩnh vực nuôi trồng thuỷ sản, chúng tôi

tiến hành nghiên cứu đề tài: “Khảo sát đặc tính probiotic của một số hỗn

hợp vi khuẩn phân hủy Quorum sensing trong ương nuôi ấu trùng cá

chẽm (Lates calcarifer Bloch 1790)” tại Trung tâm Quốc gia giống hải sản

Nam Bộ, Vũng Tàu

1.2 Mục tiêu đề tài

Đánh giá ảnh hưởng của các hỗn hợp vi khuẩn probiotic đến tỷ lệ sống

của ấu trùng cá chẽm (Lates calcarifer Bloch 1790) ở giai đoạn 30 ngày tuổi

3

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Đặc điểm sinh học cá chẽm

2.1.1 Hệ thống phân loại:

Tổ chức FAO (1974) đã tổng kết và đưa ra vị trí phân loại của cá chẽm (tên tiếng Anh là Sea Bass, Barramundi) như sau:

Ngành: Chordata

Lớp: Actinopterygii

Bộ: Percifermes

Họ: Centropomidae

Giống: Lates

Loài: Lates calcarifer (Bloch 1790)

Green Wood (1976) xếp Lates vào họ Centropomidae và cho biết

họ này chia làm 8 loài, loài L calcarifer phân bố ở vùng biển Ấn Độ -

Thái Bình Dương, 7 loài còn lại phân bố ở vùng biển Châu Phi [7] Theo Mai Đình Yên (1979) và Nguyễn Nhật Thi (1991) Việt Nam chỉ có một loài cá chẽm duy nhất, loài cá này được xếp vào họ cá mú và tên thường gọi loài cá này là cá chẽm hay cá vược

Hình 1: Cá chẽm (Lates calcarifer Bloch 1790)

4

2.1.2 Hình thái và đặc điểm nhận dạng (FAO, 1974)

Cá chẽm có thân dài, dẹp, cuống đuôi khuyết sâu, đầu nhọn, miệng

cá rộng và hơi so le, hàm trên chồm tới phía sau mắt, răng dạng lông nhung, vây lưng có 7-9 gai và 10-11 tia mềm, vây lưng và vây hậu môn

có vẩy nhỏ bao phủ, vây đuôi tròn, vẩy dạng lược rộng

Màu sắc: Ở giai đoạn còn nhỏ khi biến thái chưa hoàn chỉnh cá có màu đen Đến giai đoạn cá giống phía trên có màu nâu Ôliu, hai bên và bụng có màu sáng bạc khi cá sống trong môi trường nước mặn lợ, màu nâu vàng trong môi trường nước ngọt Giai đoạn trưởng thành cá có màu xanh lục hay vàng nhạt ở phần trên và màu bạc ở phần dưới Màu sắc của cá còn phụ thuộc vào chất lượng môi trường sống

2.1.3 Phân bố

- Phân bố theo vùng địa lý:

Cá chẽm phân bố rộng ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới thuộc Tây

Đông – 1600 Tây, vỹ tuyến 260

Nam Cá còn tìm thấy ở khắp Bắc Châu Á, phía Nam kéo dài đến Queenland (Úc) phía Tây đến Đông Châu Phi [24]

Ở Việt Nam cá phân bố khắp các vùng biển, cửa sông, lạch, tập trung nhiều ở các tỉnh Miền Tây Nam Bộ và một số tỉnh Đồng Bằng Bắc

Bộ

- Phân bố theo vùng sinh thái:

Cá chẽm là loài rộng muối và có tính di cư xuôi dòng, cá thành thục tìm thấy ở các vùng ven bờ gần các cửa sông nước lợ Trong khi đó,

cá giống có thể gặp trong môi trường nước ngọt Trong điều kiện tự nhiên, cá chẽm lớn lên ở nước ngọt, lợ và di cư ra vùng nước mặn để đẻ trứng [20]

2.1.4 Vòng đời

Cá chẽm trải qua phần lớn thời gian sinh trưởng (2-3 năm) trong các thuỷ vực nước ngọt, nơi cửa sông nối liền với biển Cá có tốc độ tăng trưởng nhanh, thường đạt 3-5kg sau 2-3 năm Cá trưởng thành 3-4

5

tuổi di cư từ vùng nước ngọt về vùng cửa sông và ra biển nơi có độ mặn 30-32‰ để phát triển tuyến sinh dục và đẻ trứng Cá đẻ trứng theo chu

kỳ trăng, cá thường đẻ vào thời điểm thuỷ triều lên Điều này giúp trứng

và ấu trùng trôi vào vùng cửa sông, tại đó ấu trùng di chuyển ngược dòng để lớn lên [30]

2.1.5 Đặc điểm sinh sản của đối tượng nghiên cứu

2.1.5.1 Thành thục sinh dục

Theo Kungvankij và cộng sự (1986) vào giai đoạn đầu của vòng đời

(Cỡ 1,5-2,5kg) phần lớn cá chẽm là con đực, nhưng khi đạt trọng lượng

cỡ 4-6kg phần lớn cá chuyển thành cá cái Tuy nhiên, sau 3-4 năm nuôi, với cùng nhóm tuổi có thể phân biệt cá đực và cá cái dựa vào các chỉ tiêu, đặc điểm về ngoại hình như:

- Mõm cá đực hơi cong, còn mõm cá cái thẳng

- Cơ thể cá đực thon hơn cá cái

- Trọng lượng cá cái lớn hơn nếu cùng tuổi

- Vây gần lỗ huyệt của cá đực dày hơn cá cái trong mùa sinh sản

- Đến mùa sinh sản bụng cá cái phình to hơn cá đực

2.1.5.2 Sức sinh sản và đẻ trứng

Sức sinh sản của cá chẽm có liên quan đến kích thước và trọng lượng của cá Cá cái có trọng lượng 5,5-11kg cho khoảng 400.000 trứng/kg cá, cá 12-22kg cho khoảng 600-700.000 trứng/ kg cá [31] Trước khi đẻ, cá đực và cá cái thành thục sẽ tách đàn và ngừng ăn một tuần, cá đực và cá cái sẽ bơi lội thành cặp, thường xuyên ở tầng mặt khi sắp đẻ trứng Cá đẻ thành nhiều đợt trong vòng 7 ngày, thời gian đẻ thường vào lúc chiều tối đến đêm

2.1.5.3 Phát triển phôi

Sau khi thụ tinh 30-40 phút trứng bắt đầu phân cắt, sự phân chia tế bào tiếp tục 15-20 phút/lần và trứng phát triển tế bào trong vòng 3 giờ

Sự phát triển phôi trải qua các giai đoạn thông thường: Phôi nang, phôi

6

vị, phôi thần kinh, phôi mầm Tim phôi bắt đầu hoạt động sau khoảng 15 giờ và trứng nở sau 18 giờ tính từ lúc trứng thụ tinh (ở nhiệt độ 280

2.2 Tình hình nghiên cứu sinh sản nhân tạo và ương nuôi cá chẽm trên thế giới và trong nước

2.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Cá chẽm (L calcarifer) là loài có giá trị kinh tế quan trọng ở vùng

Nhiệt đới và Cận Nhiệt đới, thuộc Châu Á và Thái Bình Dương Cá được nuôi thương phẩm nhiều ở các nước: Thái Lan, Malaysia, Singapore, Indonesia, Đài Loan trong các ao đầm nước lợ và nước ngọt cũng như nuôi trong lồng trên các vùng biển Sinh sản nhân tạo cá chẽm được nghiên cứu thành công đầu tiên ở Thái Lan vào những năm 1976 bằng phương pháp vuốt trứng từ những cá bố mẹ chín muồi sinh dục đánh bắt được từ các bãi đẻ tự nhiên [31]

Đến năm 1973, Thái Lan đã thành công trọng việc kích thích cá nuôi vỗ cho sinh sản bằng phương pháp điều chỉnh môi trường, vòng đời của loài cá này đã được khép kín trong sản xuất giống nhân tạo Đến năm 1985, mỗi năm tại Thái Lan sản xuất trên 100 triệu con giống, riêng Trạm thuỷ sản Satul mỗi năm cấp trên 30 triệu con [27] Một số nước có tiềm năng nuôi trồng thủy sản như Indonesia, Philipine, Trung Quốc, Nauy… cá chẽm được sản xuất và nuôi thương phẩm với quy mô công nghiệp trong ao đất, nuôi lồng trên biển

tạo đã trở thành nguồn cung cấp giống chủ yếu cho các trại cá biển ở các nước này [3]

2.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Cá chẽm được đưa vào nghiên cứu, thử nghiệm sinh sản nhân tạo tại trường Đại học Cần Thơ, Đại học thuỷ sản Nha Trang từ những năm 1994 Công trình này mở ra triển vọng phát triển mạnh mẽ công tác nghiên cứu ứng dụng để xây dựng quy trình kỹ thuật sản xuất giống các loài cá biển khác có giá trị kinh tế cao bằng con đường sinh sản nhân tạo Trong quy trình kỹ thuật nuôi vỗ cá chẽm (cá vược) bố mẹ trong hệ thống lồng nuôi trên biển và bể xi măng nước chảy tuần hoàn với hệ thống lọc sinh học, tỷ lệ cá có thể tham gia

7

sinh sản đạt 100% Quy trình kỹ thuật ấp nở trứng cá, ương nuôi cá bột thành

cá giống quy mô sản xuất thương mại với tỷ lệ sống đạt 38% Kích thích cá vược sinh sản tự nhiên trong hệ thống bể xi măng với hệ thống lọc sinh học bằng việc sử dụng kích dục tố, tỷ lệ đẻ trứng đạt 100%, hoặc kích thích bằng các yếu tố sinh thái, tỷ lệ đẻ trứng đạt 95% Sau đó, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thuỷ sản II cũng tiến hành nghiên cứu sinh sản nhân tạo cá chẽm Năm

2000, Viện đã nghiên cứu thành công và xây dựng quy trình khép kín công nghệ sản xuất giống cá chẽm, từ việc thuần dưỡng và nuôi vỗ cá bố mẹ thành thục trong bể ximăng, kích thích sinh sản, ương cá bột lên cá giống Sau khi thành công, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thuỷ sản II đã tiến hành chuyển giao cho một số tỉnh ven biển Từ đó, các công ty, doanh nghiệp tư nhân cũng như các trại sản xuất giống theo quy mô hộ gia đình đã đưa đối tượng này vào sản xuất đại trà

Tiếp thu công nghệ từ Đại học Nha Trang, Trạm thực nghiệm nuôi trồng thủy sản Cát Tiến (Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm nuôi trồng thủy sản Bình Định) cho sinh sản, ương nuôi thành công cá chẽm Để có cơ sở đủ tiêu chuẩn ương cá chẽm, tỉnh Bình Định đã đầu tư nâng cấp Trạm thực nghiệm nuôi trồng thủy sản Cát Tiến: xây dựng hệ thống xử lý nước biển, bể nuôi cá bố mẹ với hệ thống lọc sinh học, hệ thống bể ương nuôi từ cá bột đến

luân trùng (rotifer) để làm thức ăn cho cá bột, và hệ thống cung cấp khí cho các bể nuôi Kết quả cho thấy tỷ lệ nở thông thường từ 80-85%, đến 45 ngày,

cá đạt chiều dài từ 2-3cm, đây là giai đoạn cá giống

Trên cơ sở quy trình công nghệ nuôi vỗ cá bố mẹ, cho cá đẻ, thu và ấp trứng cá, ương nuôi từ cá 1 đến 10 ngày tuổi và từ 10 – 30 ngày tuổi của Trường Đại Học Nha Trang, tại Trại thực nghiệm nuôi trồng thuỷ sản Yên Hưng - Quảng Ninh, từ tháng 3/2005 đến tháng 12/2006 Thạc sỹ Ngô Thế Anh và cộng sự đã thực hiện nghiên cứu ứng dụng sinh sản nhân tạo và ương

nuôi giống cá vược (Lates calcarifer Bloch 1790) Từ việc nắm vững các vấn

đề về bệnh cá; gây nuôi thức ăn tươi sống: tảo Chlorella, luân trùng Copepoda; kỹ thuật ấp trứng Artermia… nhóm nghiên cứu đã đạt được kết quả tốt: Năng suất trứng bình quân đạt 76.363 trứng/ kg cá cái/ đợt sinh sản;

tỷ lệ cá bột (so với trứng thụ tinh) đạt từ 70-90%, trung bình 82,38%; tỷ lệ