Bài viết trình bày nghiên cứu ảnh hưởng của việc chiếu tia UVA lên sự sinh sản của tôm càng nước ngọt Macrobrachium Nipponense De Haan trong điều kiện nuôi trong phòng thí nghiệm và tôm rảo Metapenaeus Ensis De Haan nuôi ở trại tôm giống.
28(4): 83-88 Tạp chí Sinh học 12-2006 ảnh hởng tia tử ngoại (UVA) lên sinh sản tôm nớc Macrobrachium nipponense de Haan tôm rảo Metapenaeus ensis de Haan Đoàn Việt Bình, Nguyễn Thị Vĩnh, Nguyễn Thị Kim Dung Viện Công nghệ sinh học Nguyễn Văn Quyền Viện nghiên cứu nuôi trồng Thủy sản I Trong nghỊ nu«i t«m ë n−íc ta hiƯn nay, viƯc sản xuất tôm giống chủ yếu dựa vào việc đánh bắt tôm bố mẹ từ bờ biển Số lợng tôm thu đợc phụ thuộc vào khả sinh sản tôm bố mẹ Trên thực tế, số lợng tôm bố mẹ đánh bắt đợc ngày trở nên khan hiếm, có nguy bị khai thác cạn kiệt chất lợng tôm khác biệt Vì vậy, yêu cầu đặt phải nghiên cứu tìm đợc biện pháp nâng cao khả sinh sản tôm giống bố mẹ nh: rút ngắn thời gian thành thục, nâng cao tỷ lệ đẻ, tỷ lệ nở, tỷ lệ sống Có nhiều công trình nghiên cứu công bố phơng pháp khác cho phép điều khiển thành thục sinh dục đẻ trứng tôm Tuy nhiên, cha có phơng pháp tỏ có u điểm bật, có thĨ dƠ dµng øng dơng thùc tÕ Bëi vËy, nay, ngời ta sử dụng phơng pháp cắt cuống mắt phơng pháp để kích thích thành thục tôm Phơng pháp có nhợc điểm ảnh hởng đến hầu hết khía cạnh sinh lý khả sinh sản tôm [1] Vì vậy, nhà khoa học nghiên cứu tìm tòi phơng pháp khác thay phơng pháp Đã từ lâu, tia cực tím (tia UV) đợc biết có nhiều tác động tích cực lên sức khỏe loài động vật Chiếu tia UV cho động vật nuôi có tác dụng tăng cờng sức đề kháng chúng, kích thích trình trao đổi chất, tăng sản xuất hóc-môn, chống bệnh còi xơng[4, 8] Tùy theo bớc sóng khác mà ngời ta phân biệt loại tia UVA, UVB vµ UVC Tia UVA lµ tia cã b−íc sãng n»m kho¶ng 320-400 nm Volz D C cs (2002) chứng minh việc chiếu tia UVA rút ngắn thời gian thành thục tôm cỏ Palaemonetes pugio, điều kiện nuôi nhân tạo khép kín vòng đời mà cắt cuống mắt tôm [10] Trong báo này, trình bày kết nghiên cứu ảnh hởng việc chiếu tia UVA lên sinh sản tôm nớc Macrobrachium nipponense de Haan điều kiện nuôi phòng thí nghiệm tôm rảo Metapenaeus ensis de Haan nuôi trại tôm giống I Phơng pháp nghiên cứu Nguyên liệu Tôm nớc ngọt: thí nghiệm đợc tiến hành tổng số 44 cá thể tôm có trọng lợng từ 1,1-2,5 g, chiều dài từ 4-6 cm Chỉ tôm có biểu hoàn toàn khỏe mạnh, buồng trứng gian đoạn phát triển từ - I đợc đa vào làm thí nghiệm Tôm rảo: tổng số 90 cá thể tôm có chiều dài trung bình 13-14 cm, trọng lợng 24 g đợc sử dụng làm thí nghiệm Công trình đợc hỗ trợ kinh phí Chơng trình nghiên cứu 83 Phơng pháp Tôm đợc nuôi bể kÝnh cã dung tÝch 80 l n−íc, kÝch th−íc 55 cm ì 55 cm ì 28 cm, có máy sục khí liên tục 24/24 Mỗi bể nuôi tôm + đến tôm đực Tôm đợc cho ăn tép riu; ngày ăn khoảng 2% trọng lợng thể Bể kính nuôi tôm đợc chiếu sáng đèn nêông thông thờng phòng thí nghiệm ánh sáng qua cửa sổ Riêng lô thí nghiệm đợc chiÕu tia UVA b»ng ®Ìn LT 18W/073 cđa h·ng Narva (CHLB Đức) có liều chiếu 0,5 w/m2, thời gian chiếu từ 1-6 giờ/ngày tùy theo lô thí nghiệm Nớc bể nuôi đợc thay liên tục ngày từ 1/3-1/2 tổng lợng nớc, tùy theo yêu cầu Trong suốt trình thí nghiệm, nớc bể nuôi tôm đợc thờng xuyên kiểm tra trì ổn định nh sau: pH (7-7,5), nồng độ ôxy hòa tan (3-5 mg/l), ®é kiÒm (80 mg/l); nång ®é NH4+ (1 mg/ l), NO2(0,1 mg/l) NH3 (0,1 mg/l) Tôm rảo: 90 cá thể tôm đợc chia thành lô thí nghiệm nuôi bể xi măng có dung tích m3 Tôm hai lô không bị cắt mắt đợc chiếu tia UVA với loại đèn dùng chiếu cho tôm Tôm lô đợc chiếu giờ/ngày, chia làm lần ngày Tôm lô đợc chiếu giờ/ngày, chia làm lần Tôm lô bị cắt cuống mắt không đợc chiếu tia UVA Nớc bể nuôi tôm đợc thờng xuyên kiểm tra trì ổn định số pH, nồng độ ôxy hòa tan, độ kiềm; nồng độ NH4+, NO2- NH3 nh nuôi tôm Đo nồng độ ôxy hòa tan n−íc b»ng m¸y DOT-0204 ViƯn Khoa häc VËt liệu (Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam) sản xuất Đo pH bể nớc giấy đo pH neutralit cđa h·ng Merck KiĨm tra ®é kiỊm; nång ®é NH4+, NO2-, NH3 EVT-Kit Trung tâm Môi trờng thuộc Viện Địa chất Buồng trứng tôm đợc lấy cố định dung dịch môn trung tính; đợc đúc paraphin, cắt lát nhuộm tiêu b»ng hematoxylin - eosin cđa h·ng Thermo Shandon (USA) ®Ĩ nghiªn cøu vỊ cÊu tróc MÉu siªu cÊu tróc cđa buồng trứng tôm đợc chế tạo theo phơng pháp Nguyễn Tài Lơng cs [7], đợc nghiên cứu kính hiển vi điện tử JEM 1010 Hàm lợng progesteron estradiol buồng trứng tôm đợc xác định theo phơng pháp miễn dịch enzim (ELISA) Phân loại giai đoạn phát triển buồng trứng tôm theo phơng pháp Ayub cs [2] II Kết thảo luận ảnh hởng thời gian chiếu tia UVA khác đến sinh sản tôm nớc Tôm thí nghiệm đợc chiếu tia UVA víi c¸c thêi gian chiÕu kh¸c nhau, tõ đến giờ/ngày Kết thí nghiệm đợc trình bày bảng Bảng Tỷ lệ tôm đẻ trứng đẻ sau đợc chiếu tia UVA liên tục 30 ngày với thời gian khác STT Thời gian chiếu UVA (giờ/ngày) n 8 10 Sè t«m đẻ trứng Đối chứng Thí nghiệm n % n % 25 25 25 62,5 30 80 Số tôm đẻ tôm Đối chứng Thí nghiÖm n % n % 12,5 12,5 25 62,5 20 60 Ghi chó: n số cá thể tôm Bảng cho thấy, với thêi gian chiÕu tia UVA thÊp nhÊt lµ giê ngày, liên tục 30 ngày, khác biệt lô 84 đối chứng hai lô thí nghiệm Điều chứng tỏ, với thời gian chiếu này, tia UVA hầu nh cha có tác động đến sinh sản tôm Tuy nhiên, đợc chiếu với thời gian nhiều giờ/ngày, tỷ lệ tôm đẻ trứng ấp nở thành ấu trùng lô thí nghiệm cao hẳn lô đối chứng Tôm đợc chiếu giờ/ngày có tỷ lệ đẻ trứng cao (80%), nhng tôm đợc chiếu giờ/ngày lại có tỷ lệ ấp nở thành ấu trùng (tỷ lệ đẻ tôm con) cao (62,5%), tỷ lệ đẻ trứng lô đối chứng đạt từ 25-30% Điều chứng tỏ thời gian chiếu tia UVA giờ/ngày đem lại tác động tối u lên sinh sản tôm Cấu trúc buồng trứng tôm Kết nghiên cứu cấu trúc buồng trứng tôm cho thấy buồng trứng tôm phát triển qua giai đoạn chính: giai đoạn cha phát triển, giai đoạn phát triển, giai đoạn trứng gần chín giai đoạn trứng chín chuẩn bị đẻ Về mặt hình thái, khác biệt đáng kể tế bào trứng tôm đợc chiếu tôm không đợc chiếu tia UVA giai đoạn trứng gần chín, tế bào trứng tôm đợc chiếu tia UVA có đờng kính 346,5 àm, lớn chút so với trứng tôm đối chứng (334,2 àm); giai đoạn này, tế bào trứng có nhiều hạt noãn hoàng hình tròn, bắt mầu hồng eosin phân bố nguyên sinh chất (hình 1) Hình Tế bào trứng tôm đợc chiếu tia UVA giai đoạn gần chín (độ phóng đại 100 lần) Hình Siêu cấu trúc tế bào trứng tôm đợc chiếu tia UVA giai đoạn gần chín (độ phóng đại 20.000 lần) Siêu cấu trúc buồng trứng tôm Kết nghiên cứu siêu cấu trúc buồng trứng tôm cho thấy: giai đoạn trứng gần chín, tế bào trứng tôm đợc chiếu tia UVA có phát triển mạnh mẽ hệ lới nội bào có hạt Trên bề mặt chúng, có nhiều hạt ribôsôm Hệ lới nội bào có hạt 85 phát triển nhiều hạt ribôsôm hình ảnh cấu trúc tế bào mà có tăng sinh tổng hợp protein [5] Một điều lý thú số mẫu buồng trứng tôm đợc chiếu tia UVA, quan sát thấy rõ ràng hệ lới nội bào có hạt đợc tập trung thành nhiều lớp bao quanh hạt noãn hoàng (hình 2) Hình ảnh không quan sát thấy buồng trứng tôm không đợc chiếu tia UVA Nh vậy, rõ ràng có khác biệt tổng hợp protein buồng trứng tôm đợc chiếu tia không đợc chiếu tia UVA giai đoạn trứng gần chín Kết quan sát phù hợp với kết thu đợc phân tích hàm lợng hóc-môn estradiol progesteron buồng trứng tôm đợc trình bầy phần dới Hàm lợng estradiol progesteron buồng trứng tôm Theo kết nhiều công trình nghiên cứu đợc công bố [6, 9], hóc-môn steroit có vai trò quan trọng phát triển buồng trứng tôm Estradiol progesteron có tác dụng thúc đẩy trình tạo noãn hoàng trứng tôm Để sâu tìm hiểu chế tác động việc chiếu tia UVA lên sinh sản tôm càng, tiến hành phân tích hàm lợng hóc-môn buồng trứng tôm giai đoạn phát triển khác Kết đợc trình bày bảng Bảng Hàm lợng estradiol progesteron buồng trứng tôm giai đoạn phát triển khác Giai đoạn phát triĨn Estradiol (pg/g) Progesteron (ng/g) STT cđa bng trøng §èi chứng Thí nghiệm Đối chứng Thí nghiệm tôm Cha phát triển Đang phát triển 120 137,75 0,92 1,58 Trøng gÇn chÝn 738,5 2161 3,9 4,6 Sắp đẻ 244 250 0,5 0,8 Kết bảng cho thấy buồng trứng tôm giai đoạn cha phát triển có hàm lợng estradiol progesteron nằm dới ngỡng phát Hàm lợng estradiol progesteron bắt đầu tăng giai đoạn buồng trứng phát triển đạt giá trị cao giai đoạn trứng gần chín Sau giai đoạn này, trình tạo noãn hoàng gần nh hoàn tất hàm lợng hóc-môn lại giảm xuống Kết cho thấy, hàm lợng hóc-môn buồng trứng tôm lô đợc chiếu tia UVA cao lô đối chứng Đặc biệt, hàm lợng estradiol lô thí nghiệm giai đoạn trứng gần chín (2161 pg/g) cao gấp 2,9 lần so với lô đối chứng (738,5 pg/g) Điều chứng tỏ việc chiếu tia UVA có tác động tích cực đến trình tạo thành hóc-môn tôm ảnh hởng thời gian chiếu tia UVA khác đến sinh sản tôm rảo Bảng Sự phát triển buồng trứng tôm rảo lô thí nghiệm sau 20 ngày chiếu tia UVA Lô thí nghiệm Buồng trứng giai đoạn I Buồng trứng giai đoạn II 3 Buồng trứng giai đoạn III Buồng trứng giai đoạn IV 2 Số tôm đẻ Tổng số tôm có buồng trứng phát triển 17 15 Số tôm sống sau 20 ngày 22 24 Tỷ lệ tôm có buồng trứng phát triển so với số cá 77,2 62,5 thể lô (%) 86 1 24 8,3 B¶ng cho thÊy râ sù khác biệt trình phát triển buồng trứng tôm rảo lô đợc chiếu tia UVA lô không đợc chiếu Sau 20 ngày chiếu tia UVA, có 77,2% số tôm rảo lô 62,5% số tôm rảo lô có buồng trứng phát triển giai đoạn khác Lô có 16 tôm rảo có buồng trứng phát triển từ giai đoạn I-IV có tôm rảo đẻ Lô có 13 tôm rảo có buồng trứng phát triển tôm rảo đẻ Trong đó, lô đối chứng (lô 3) không đợc chiếu tia UVA có tôm rảo có buồng trứng phát triển giai đoạn I II Tuy nhiên, lô lô có số tôm rảo sống sót sau 20 ngày 24 con, nhiều số tôm rảo sống sót lô (22 con) Trong trình thí nghiệm, quan sát thấy tôm rảo lô có biểu vỏ mềm, bị rộp lên, nhăn nheo, không cứng nhẵn nh tôm rảo lô lô Do đó, cã thÓ nhËn xÐt r»ng thêi gian chiÕu tia UVA nh lô (2 giờ/ngày, chia làm lần chiếu) cho kết kích thích sinh sản tôm rảo tối u Việc nghiên cứu tìm thêi gian chiÕu cã t¸c dơng tèi −u nhÊt có vai trò quan trọng việc đánh giá khả ứng dụng vào thực tiễn việc chiếu tia UVA Bởi vì, với thời gian chiếu cao thời gian dài, tia UVA có khả gây đột biến chí gây chết phôi (3) Nh vậy, kết thí nghiệm thu đợc tôm rảo giống nh kết tôm nớc ngät cho thÊy râ thêi gian chiÕu tia UVA cã vai trß quan träng viƯc sư dơng chiÕu tia để tăng cờng khả sinh sản tôm Kết thu đợc có ý nghĩa quan trọng nghiên cứu tiếp theo, tiếp tục thử nghiệm việc chiếu tia UVA lên giống tôm có giá trị kinh tế khác, để tăng cờng khả sinh sản tôm mà sử dụng phơng pháp cắt cuống mắt tôm III Kết luận Kết thÝ nghiƯm chiÕu tia UVA víi c¸c thêi gian chiÕu khác tôm nớc tôm rảo cho thÊy: Tia UVA víi thêi gian chiÕu thÝch hợp có tác dụng tốt đến khả sinh sản tôm Thời gian chiếu tối u hai loài tôm giờ/ngày Tôm nớc đợc chiếu tia UVA giờ/ngày, có tỷ lệ đẻ trứng 62,5%, tỷ lệ đẻ 62,5%, tôm lô không đợc chiếu tia có tỷ lệ đẻ trứng đẻ 25% Tôm rảo đợc chiếu tia UVA giờ/ngày, có tỷ lệ buồng trứng phát triển 54,2%, tỷ lệ đẻ 8,3% cao so với lô đối chứng không đợc chiếu tia, có tỷ lệ buồng trứng phát triển 8,3% tỷ lệ đẻ 0% Tài liệu tham khảo Nguyễn Tờng Anh, 2003: Vấn đề khép kín vòng đời tôm sú điều kiện nhân tạo: khía cạnh môi trờng nội tiết học: 89-100 Tuyển tập báo cáo khoa học nuôi trồng thủy sản Hội nghị Khoa học toàn quốc lần thứ Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Ayub Z., Ahmed M., 2002: Aquaculture Research, 33: 767-776 Bass E L et al., 1997: Bull Environ Contam Toxicol., 59: 537-542 Brainard G C et al., 2001: The Journal of experimental Biology, 204: 2535-2541 Nguyễn Xuân Hoạt, Phạm Đức Lộ, 1980: Tổ chức học, Phôi thai học: 62-69 Nxb Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội Kulkami G K et al., 1979: Ind J Exp Biol., 17: 986-987 N T Luong et al., 2004: Ultrastructure of brain and liver of rats fed with Rabiton and Hasaton capsules, Proceedings of the 4th Asean Microscopy conference and the 3rd Vietnam Conference on Electron Microscopy: 90-94 Hanoi-Vietnam Mehlhorn G., 1974: Kuenstliche UVStrahlung in der Tierproduction: 51-69 VEB Gustav Fischier Verlag Jena Rodroguez E M et al., 2001 : J Exp Zool., 292: 82-87 10 D C Volz et al., 2002: Comparative Biochemistry and Physiology, Part C133: 419-434 87 effects of the UV-A irradiation on the freshwater prawn (Macrobrachium nipponense de Haan) and the greasy back shrimp (Metapenaeus ensis de Haan) reproductions Doan Viet Binh, Nguyen Thi Vinh, Nguyen Thi Kim Dung, Nguyen Van Quyen Summary This article describes our research on effects of the UVA irradiation on prawn reproduction in order to find a method to stimulate the ovarian maturation and enhance the reproductive output of the prawn In this study, the freshwater prawns Macrobrachium nipponense de Haan, were irradiated with UV-A light in h, h or h/day continuously for 30 days The greasy back shrimes Metapenaeus ensis de Haan, were irradiated also with UVA light in or h/day continuously for 20 days The results indicated that the UVA irradiation had a pronounced effect on the prawn reproduction The freshwater prawns exposed to UVA light in h per day have increased the gravid percent, the clutch size, the hatching success and the estradiol and progesterone concentrations in their ovary The irradiated greasy back shrimps with the same dose (2 h/day) have also increased the gravid percent and the hatching success in comparison with the not irradiated shrimps These results should be further investigated to determine the ability of the UVA-irradiation application in the shrimp culture Ngµy nhËn bµi: 20-3-2006 88 ... chiếu tia UVA, có 77,2% số tôm rảo lô 62,5% số tôm rảo lô có buồng trứng phát triển giai đoạn khác Lô có 16 tôm rảo có buồng trứng phát triển từ giai đoạn I-IV có tôm rảo đẻ Lô có 13 tôm rảo có... tá viƯc chiÕu tia UVA có tác động tích cực đến trình tạo thành hóc-môn tôm ¶nh h−ëng cđa c¸c thêi gian chiÕu tia UVA kh¸c đến sinh sản tôm rảo Bảng Sự phát triển buồng trứng tôm rảo lô thí nghiệm... tôm rảo đẻ Trong đó, lô đối chứng (lô 3) không đợc chiếu tia UVA có tôm rảo có buồng trứng phát triển giai đoạn I II Tuy nhiên, lô lô có số tôm rảo sống sót sau 20 ngày 24 con, nhiều số tôm rảo