Nghiên cứu này được tiến hành trên cá chẽm mõm nhọn (Psammoperca waigiensis) 3+ tuổi trong chu kỳ sinh sản 12 tháng trong năm. Mẫu tinh sào (126 mẫu) sau khi thu được cố định trong dung dịch Bouin và cắt lớp (5-7 μm) để làm tiêu bản tổ chức học. Kết quả nghiên cứu cho thấy sự thành thục của tinh sào dường như xảy ra quanh năm từ tháng 2 đến tháng 10.
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2011 THÔNG BÁO KHOA HỌC NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC HỌC CỦA TINH SÀO CÁ CHẼM MÕM NHỌN Psammoperca waigiensis (Cuvier, 1828) STUDIES ON TESTES HISTOLOGY OF WAIGIEU SEAPERCH – Psammoperca waigiensis (Cuvier 1828) Phạm Quốc Hùng, Lê Hoàng Thị Mỹ Dung Khoa Nuôi Trồng Thủy Sản - Trường Đại học Nha Trang TÓM TẮT Nghiên cứu tiến hành cá Chẽm Mõm Nhọn (Psammoperca waigiensis) 3+ tuổi chu kỳ sinh sản 12 tháng năm Mẫu tinh sào (126 mẫu) sau thu cố định dung dịch Bouin cắt lớp (5-7 μm) để làm tiêu tổ chức học Kết nghiên cứu cho thấy thành thục tinh sào dường xảy quanh năm từ tháng đến tháng 10 Quá trình tạo tinh thể phức tạp có nhiều chồng chéo giai đoạn Trong ống sinh tinh, tinh bào phát triển đồng Tuy nhiên, quan sát phát triển tinh bào lại thể không đồng rõ ống sinh tinh Điều khẳng định lồi cá có thành thục liên tục, hay nói cách khác sinh sản nhiều lần năm Sự phát triển tinh sào chia thành giai đoạn phát triển khác ABSTRACT The commonly applied classification scale of fish gonad development divides the maturation process into six stages However, the scales not entirely reflect the continuity of the maturation process Based on light microscope observations, this article describes a comprehensive pattern of testicular transformations during maturation The study was carried out on Waigieu seaperch - Psammoperca waigiensis aged years A total of 126 testes collected during reproductive season of the year were examined The testes were fixed in Bouin’s fluid Histological slides of the gonad were made using the standard paraffin technique The 5-7 μm sections were stained with haematoxylin and eosin Histological changes of testes during maturation indicated this is a multiple spawner with a long reproductive cycle from Febuary until October in year In the testis, there are different stages of male gamete development at the same time indicating an asynchronous species I MỞ ĐẦU Ở cá xương, nghiên cứu tổ chức học phát triển tinh sào cịn so với buồng trứng vài nguyên nhân Một ngun nhân cá đực dễ đạt đến trạng thái thành thục việc kích thích cá đực sinh sản điều kiện nhân TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ❖ 19 Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2011 tạo khơng gặp nhiều khó khăn cá (Schulz CTV 2000) Thời gian phát triển chín muồi tế bào sinh dục ngắn Ở vài loài cá nhiệt đới, thành thục tinh sào xảy sớm kéo dài so với noãn sào (Shimose & Tachihara 2006) Một số nghiên cứu loài cá đẻ nhiều lần năm cho thấy tổ chức tinh sào phức tạp so với buồng trứng diện đồng thời giai đoạn phát triển tế bào sinh dục đực chồng chéo giai đoạn (Callard CTV 1989) Trong ống sinh tinh, tinh bào phát triển đồng Tuy nhiên, ống sinh tinh tinh bào lại thể không đồng rõ (Schulz CTV 2005) Nắm quy luật phát triển tinh sào thay đổi tổ chức học chu kỳ sinh sản cần thiết yếu tố cho biết dự báo trạng thái thành thục cá đực, phục vụ cho công tác quản lý đàn cá bố mẹ Cá Chẽm Mõm Nhọn (Psammoperca waigiensis) loài cá biển nhiệt đới, đẻ nhiều lần năm, giống số lồi cá biển khác ni phổ biến nước ta cá Mú (Epinephelus spp), cá Giò (Rachycentron canadum), cá Hồng (Lutjanus erythropterus), cá Đù Mỹ (Scyaenops ocellatus) cá Chẽm (Lates calcarifer) Các nghiên cứu q trình phát triển, thành thục, chín muồi phóng thích tế bào sinh dục đực chu kỳ sinh sản loài cá phức tạp chưa nghiên cứu đầy đủ Vì mục tiêu nghiên cứu mô tả chi tiết giai đoạn phát triển tinh sào tổ chức học giai đoạn phát triển, làm hướng dẫn phân biệt giai đoạn phát triển tinh sào cá biển nhiệt đới nói chung cá Chẽm Mõm Nhọn nói riêng II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Đàn cá thí nghiệm Đàn cá bố mẹ tuổi 3+, có chiều dài tồn thân dao động 22 - 28cm khối lượng 120 - 320g/con, nuôi giai, đặt ao đất, khu vực Đồng Bò, Nha Trang Nhiệt độ nước ao nuôi dao động 28 - 32oC; độ mặn: 26 - 34‰; pH: 7,8 - 8,6 oxy hòa tan (DO): 3,5 - 4,6 mg/l Mật độ ni bình qn kg/m3 (20 con/m3) với tỷ lệ đực ước tính 1:1 Cá bố mẹ cho ăn “cá tạp” (cá nục cá cơm) hàng ngày với phần - 5% khối lượng thân Hàng tháng, khoảng 10 cá đực bắt ngẫu nhiên để thu mẫu tinh sào cố định dung dịch Bouin Phương pháp làm tiêu tổ chức học tinh sào Tinh sào đưa khỏi dung dịch cố định, rửa rút nước cách ngâm cồn tuyệt đối khoảng - giờ, tiếp theo, ngâm methyl salicylate 12 - 24 Sau cùng, mẫu thấm parafin nóng chảy 65oC thời gian Sử dụng máy đổ parafin nóng chảy vào khn chứa mẫu, để dàn lạnh khoảng 30 phút cho mẫu parafin (Auxilab, Tây Ban Nha) đông cứng lại Dùng dao gọt khối parafin chứa mẫu thành hình thang hình chữ nhật để dễ cắt lớp Gắn khối parafin lên đế gỗ dán nhãn Gắn đế gỗ có mẫu vào máy microtom (Microtec CUT 20 ❖ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2011 4060, Đức), cắt lát có độ dày - mm Đưa lát cắt vào nước ấm (40-45oC) khoảng - phút để lát cắt giãn Dùng lam lấy lát cắt khỏi nước sấy máy sấy nhiệt độ 45 - 60oC - Sau sấy khô, tiếp theo, mẫu khử parafin cách ngâm dung dịch xilen làm trương nước cách nhúng dung dịch ethanol nồng độ khác khoảng 2-3 phút Cuối mẫu nhuộm dung dịch Hematoxylin-Mayer (4-6 phút) Eosin (2 phút) Để làm mẫu, thuận tiện cho việc quan sát, ngâm tiêu nhuộm dung dịch xilen (2 - phút), để khô đậy lamen keo dán Baume (Canada) Ghi nhãn lamen khâu cuối quy trình Phương pháp xác định giai đoạn phát triển tinh sào Tiêu tổ chức học đọc kính hiển vi Zeiss Axioskop 2-Plus light (Zeiss Inc., Vienna, Austria) chụp hình máy Nikon Camera Head DS-5M Nikon Camera Control Unit DS-L1 Bậc thang phân biệt giai đoạn phát triển tinh sào nghiên cứu dựa theo tiêu chuẩn Nikolski (1963) Sakun & Butskaya (1968) III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Sự thay đổi tổ chức học tinh sào chu kỳ sinh sản Sự thành thục tinh sào xảy sớm kéo dài Quá trình tạo tinh thể phức tạp có trùng lặp giai đoạn Trong ống sinh tinh, tinh bào phát triển đồng Tuy nhiên, ống sinh tinh tinh bào lại thể không đồng rõ Điều khẳng định lồi cá có thành thục liên tục, hay nói cách khác sinh sản nhiều lần năm Vào đầu mùa sinh sản (tháng 1) toàn tinh sào cá đực (100%) xác định giai đoạn II Tuy nhiên sang tháng 2, có khoảng 60% tinh sào chuyển sang giai đoạn III Ở giai đoạn tinh sào tăng lên thể tích Trên tiêu tổ chức học đã xuất ống chứa tinh nhỏ, có tinh bào cấp I, cấp II tinh tử Khoảng 40% tinh sào tháng giai đoạn II, giai đoạn chưa thành thục Vào mùa sinh sản (tháng 3-10), hầu hết cá đực thành thục, tinh sào thu bao gồm giai đoạn III, IV, V VI, giai đoạn IV V chiếm tỷ lệ cao Tinh sào đạt kích thước tối đa có màu trắng sữa Bụng cá trịn mềm, vuốt nhẹ hay uốn cong, sẹ trắng chảy ngồi Đây giai đoạn thể tình trạng sinh sản cá đực Trên tiêu tổ chức học tồn nhiều giai đoạn phát triển khác tinh bào ống sinh tinh, bao gồm tinh tử, tinh trùng tinh nguyên bào lớn nguồn dự trữ cho lần sinh sản sau Giai đoạn VI tồn tại, chiếm tỷ lệ thấp thực tế sau cá đực tham gia sinh sản, tinh sào trở lại giai đoạn III Đặc trưng giai đoạn VI tinh sào co lại có dạng dải mỏng mềm nhão Ở tháng 12, tinh sào quay lại giai đoạn II (100%) giống tháng Đây thời kỳ không sinh sản cá đực, bên túi chứa tinh cịn mơ liên kết tinh bào giai đoạn II (Hình 1H) TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ❖ 21 Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2011 Hình 1: Sự thay đổi tổ chức học tinh sào cá Chẽm Mõm Nhọn chu kỳ sinh sản A: tháng - 2; B: tháng 3; C: tháng 4; D: tháng - 6; E: tháng 7; F: tháng - 9; G: tháng 10 - 11 H: tháng 12 1, 3: tinh bào cấp II; 4: tinh trùng; 5: ống dẫn; 6: mạng lưới mô liên kết 22 ❖ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2011 Tổ chức tinh sào phức tạp so với buồng trứng diện đồng thời giai đoạn phát triển tế bào sinh dục đực (Zutshi Murthy 2001) Tuy nhiên, điều khơng có nghĩa khơng thể xác định đặc điểm chung giai đoạn phát triển tinh sào Trong tinh sào cá đực tồn tế bào sinh dục giai đoạn phát triển hay tồn nhiều giai đoạn phát triển Các tế bào sinh dưỡng khác có chức hỗ trợ điều khiển trình tạo tinh tế bào Sertoli tồn tinh sào (Schulz CTV 2005) Sự sinh sản cá đực nghiên cứu so với cá thay đổi hình thái học tổ chức tinh sào không hiểu biết đầy đủ (Ramadan CTV 1987) Hình 2: Tinh sào cá Chẽm Mõm Nhọn giai đoạn thành thục Các giai đoạn phát triển tinh sào Giai đoạn I (Giai đoạn cịn non) Về hình thái: Tinh sào dải mỏng, suốt khó phân biệt đực mắt thường Mạch máu phát triển Tinh sào không màu hồng nhạt Giai đoạn I gặp cá đực giai đoạn tiền trưởng thành chưa tham gia sinh sản lần đầu Về tổ chức học: Ở giai đoạn này, tinh bào chưa phát triển Trong tinh sào chủ yếu mô liên kết có tinh nguyên bào lớn riêng biệt (Hình 3) Giai đoạn II (Giai đoạn đầu trình tạo tinh) Về hình thái: Tinh sào lớn lên mặt kích thước so với giai đoạn I tinh nguyên bào phân chia Tinh sào không suốt mà trở nên mờ đục Tinh sào có dạng dải trịn hay mảnh, thường có màu xám hay hồng nhạt, số trường hợp tinh sào có màu đỏ có nhiều mạch máu phân bố Về tổ chức học: Đặc trưng giai đoạn có mặt tế bào sinh dục giai đoạn đầu trình tạo tinh trạng thái sinh sôi Trên tiêu tổ chức mơ học, nhìn thấy bào nang có kích thước lớn Bên bào nang có tinh nguyên bào tinh nguyên bào phân chia Ngồi ra, tinh sào cịn có tế bào hồng cầu mạch TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ❖ 23 Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2011 máu (Hình 4) Giai đoạn III (Giai đoạn trình tạo tinh) Về hình thái: Ở giai đoạn này, tinh sào tăng lên thể tích Ở giai đoạn đầu, tinh sào có màu hồng nhạt sau chuyển sang màu vàng - trắng vào cuối giai đoạn Về tổ chức học: Đây giai đoạn mà tạo tinh xảy mạnh Trong ống sinh tinh có đầy bào nang chứa đựng tế bào tinh giai đoạn khác trình tạo tinh Khoảng trống ống tinh hẹp Trong ống sinh tinh bao gồm bào nang chứa nguyên tinh bào nguyên phân, bào nang chứa tinh bào cấp I (tinh bào sơ cấp), bào nang chứa tinh bào cấp II (tinh bào thứ cấp) bào nang chứa tinh tử Cuối giai đoạn này, tinh sào xuất số tinh trùng chín muồi (Hình 5) Hình 3: Tinh sào giai đoạn I; 1: tinh nguyên bào, EP: mô liên kết Hình 4: Tinh sào giai đoạn II; 1: tinh nguyên bào, 2: tinh nguyên bào phân chia, E: tế bào hồng cầu 24 ❖ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2011 Giai đoạn IV (Giai đoạn cuối trình tạo tinh) Về hình thái: Đây giai đoạn kết thúc q trình tạo tinh Do có nhiều tinh trùng tức có nhiều tế bào nhỏ nên tinh sào có màu trắng sữa Ở cuối giai đoạn này, tinh trùng dễ dàng theo ống dẫn đổ qua lỗ sinh dục ta vuốt nhẹ bụng cá Tinh dịch đặc sữa, khơng lỗng Về tổ chức học: Trên tiêu nhận thấy giai đoạn ống sinh tinh tồn hầu hết loại tế bào sinh dục giai đoạn phát triển khác Trong đó, nhiều tế bào tinh trùng chín muồi khỏi bào nang rơi vào xoang ống sinh tinh Các tinh nguyên bào lớn phân chia nguyên nhiễm, tinh bào cấp I (tinh bào sơ cấp), tinh bào cấp II (tinh bào thứ cấp) tinh tử nằm thành ống sinh tinh nguồn dự trữ cho lần sinh sản (Hình 6) Giai đoạn V (Giai đoạn cá đực sinh sản) Về hình thái: Đây giai đoạn thể tình trạng sinh sản cá đực Sản phẩm sinh dục chảy mà khơng cần mổ cá xác định Ở giai đoạn tinh dịch tạo làm loãng khối tinh trùng làm cho chúng chảy dễ dàng Tinh sào màu trắng sữa, bụng mềm, vuốt nhẹ hay uốn cong thân cá thấy có sẹ trắng đục chảy Về tổ chức học: Tinh sào tình trạng sinh sản Bên ống sinh tinh lấp đầy tế bào tinh trùng chín muồi Các tinh tử giai đoạn cuối trình tạo tinh nhìn thấy bên cạnh thành ống sinh tinh (Hình 7) Giai đoạn VI (Giai đoạn sau cá đực sinh sản) Về hình thái: Là trạng thái cá đực sau sinh sản, tinh sào co lại có dạng dải mỏng trở nên mềm nhão Mạch máu mở rộng, tinh sào màu hồng nâu xuất huyết Nếu cắt tinh sào hay vuốt bụng có nước đục lỗng vàng chảy Rất nhanh sau giai đoạn này, tinh sào trở giai đoạn III Về tổ chức học: Trong tinh sào cịn sót lại số tinh trùng ống sinh tinh tinh trùng bị thực bào tế bào Sertoli Ngoài ra, tinh sào xuất tinh nguyên bào phân chia tinh bào cấp I cấp II thành ống sinh tinh, chuẩn bị cho đợt sinh sản Ngoài số lượng lớn khơng bào tìm thấy thành ống sinh tinh (Hình 8) Hình 5: Tinh sào giai đoạn III; 2: tinh nguyên bào phân chia, 3: tinh bào cấp 1, 4: tinh bào cấp 2, 5: tinh tử, 6: tinh trùng, ST: tế bào Sertoli TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ❖ 25 Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2011 Hình 6: Tinh sào giai đoạn IV; 4: tinh bào cấp 2, 5: tinh tử, 6: tinh trùng Hình 7: Tinh sào giai đoạn V; 4: tinh bào cấp 2, 5: tinh tử, 6: tinh trùng Hình 8: Tinh sào giai đoạn VI; 1: tinh nguyên bào, 2: tinh nguyên bào phân chia, 6: tinh trùng 26 ❖ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2011 Ngay sau sinh sản, tinh sào trở giai 1.2 Quá trình phát triển tinh sào cá đoạn III Tuy nhiên, tinh bào, trình Chẽm Mõm Nhọn trải qua giai đoạn đặc phát triển chia thành giai đoạn trưng chia thành giai đoạn tương (1) giai đoạn sinh sản (các tinh nguyên bào thực ứng với giai đoạn non, giai đoạn đầu phân chia nguyên nhiễm để tạo vơ số q trình tạo tinh, giai đoạn q trình tinh ngun bào có kích thước nhỏ hơn), (2) tạo tinh, giai đoạn kết thúc trình tạo tinh, giai đoạn sinh trưởng sinh chất tinh giai đoạn sinh sản giai đoạn sau sinh nguyên bào để trở thành tinh bào cấp (tinh bào sản sơ cấp), (3) giai đoạn thành thục: tinh bào Kiến nghị sơ cấp thực giảm nhiễm để trở thành tinh bào cấp (tinh bào thứ cấp) (4) giai đoạn chín muồi: tinh bào thứ cấp giảm nhiễm lần để tạo thành tinh tử biệt hóa thành tinh trùng IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 1.1 Cá Chẽm Mõm Nhọn loài cá đẻ nhiều lần năm với mùa sinh sản kéo dài từ tháng đến tháng 10 Tổ chức học tinh sào thể tính khơng đồng với diện tế bào sinh dục giai đoạn phát triển khác Các nghiên cứu tổ chức học tinh sào cá biển nước ta hạn chế Việc sử dụng bậc thang phân chia giai đoạn cịn nhiều bất cập chúng phụ thuộc vào quan điểm, định nghĩa giai đoạn tác giả khác tùy theo lồi khác Vì việc thực nghiên cứu tổ chức học tinh sào phát triển tinh bào số lồi cá biển ni nước ta cần thiết nhằm xây dựng bậc thang phân chia giai đoạn phát triển tinh sào cá đực nói chung cách thống TÀI LIỆU THAM KHẢO Callard, G., Mak, P., DuBois, W., Cuevas, M E., 1989 Regulation of spermatogenesis: the shark testis model J Exp Zool Suppl 2, 23-34 Nikolski,G.V 1963 Người dịch Phạm Thị Minh Giang (1973) Sinh thái học cá, NXB Đại Học Ramadan, A., Ezzat, A., Khadre, S., Maguid, N., Aziz, E., 1987 Cytological and cytochemical seasonal changes in the testis of the marine hermaphrodite fish Sparus aurata Folia Morphol (Praha) 35, 170-8 Sakun, O.F., Butskaya, N.A., 1968 Determination of maturity stage and analysis of reproductive cycles in fish (in Russian) Polarnyj Institut Rybalovstva i Okeanografii, Murmansk, Russia Schulz, R., Bogerd, J., Goos, H., 2000 Spermatogenesis and its endocrine regulation In: Proceedings from the Sixth International Symposium on Reproductive Physiology of Fish, Bergen, Norway, July 4-9, 225-232 Schulz, R., Menting, S., Bogerd, J., Franca, L., Vilela, D., Godinho, H., 2005 Sertoli cell proliferation in the adult testis evidence from two fish species belonging to different orders Biol Reprod 73, 891-898 Shimose, T., Tachihara, K., 2006 Age, growth, and reproductive biology of the Waigieu seaperch Psammoperca waigiensis (Perciformes: Latidae) around Okinawa Island, Japan Ichthyol Res 53, 166-171 Zutshi, B., Murthy, S., 2001 Ultrastructural changes in testis of gobiid fish Glossogobius giuris (Ham) induced by fenthion Indian J Exp Biol 39, 170-3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ❖ 27 ... Sertoli tồn tinh sào (Schulz CTV 2005) Sự sinh sản cá đực nghiên cứu so với cá thay đổi hình thái học tổ chức tinh sào không hiểu biết đầy đủ (Ramadan CTV 1987) Hình 2: Tinh sào cá Chẽm Mõm Nhọn giai... Vì việc thực nghiên cứu tổ chức học tinh sào phát triển tinh bào số lồi cá biển ni nước ta cần thiết nhằm xây dựng bậc thang phân chia giai đoạn phát triển tinh sào cá đực nói chung cách thống... thành tinh tử biệt hóa thành tinh trùng IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 1.1 Cá Chẽm Mõm Nhọn loài cá đẻ nhiều lần năm với mùa sinh sản kéo dài từ tháng đến tháng 10 Tổ chức học tinh sào thể