Nghiên cứu được thực hiện nhằm xác định chỉ số LC50 của cá Sóc (Oryzias latipes) phơi nhiễm với chì theo 3 độ tuổi khác nhau: 0 ngày tuổi, 5 ngày tuổi (giai đoạn dinh dưỡng trong) và 10 ngày tuổi (giai đoạn dinh dưỡng ngoài).
PHẦN I NGHIÊN CỨU CƠ BẢN TRONG SINH HỌC 535 DOI: 10.15625/vap.2020.00066 XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ 𝐋𝐂𝟓𝟎 CỦA CHÌ ĐỐI VỚI CÁ SĨC (Oryzias latipes) Ở GIAI ĐOẠN PHƠI VÀ ẤU TRÙNG Ngô Thúy Hường1, Bùi Thị Hoa1,2, Lê Thu Hà1,2,* Tóm tắt: Chì kim loại khơng cần thiết cho sống nên chì có mặt nước với nồng độ nhỏ hay lớn tạo tác động không tốt đến thể sinh vật Nghiên cứu thực nhằm xác định số LC50 cá Sóc (Oryzias latipes) phơi nhiễm với chì theo độ tuổi khác nhau: ngày tuổi, ngày tuổi (giai đoạn dinh dưỡng trong) 10 ngày tuổi (giai đoạn dinh dưỡng ngoài) Kết nghiên cứu cho thấy giá trị LC50 cá Sóc sau 24h phơi nhiễm chì độ tuổi ngày tuổi 121,9 mg/L, ngày tuổi 289,9 mg/L 10 ngày tuổi 18,28 mg/L Sau 48h phơi nhiễm chì giá trị LC50 là: ngày tuổi 102,0 mg/L, ngày tuổi - 163,7 mg/L 10 ngày tuổi - 10,32 mg/L Cá Sóc có thời gian nở từ đến ngày, giá trị LC50 sau 96h phơi nhiễm xác định với độ tuổi ngày tuổi 10 ngày tuổi Kết thí nghiệm cho thấy LC50 chì – 96h cá Sóc 82,34 mg/L với cá ngày tuổi 7,59 mg/L với cá 10 ngày tuổi Như cá Sóc giai đoạn dinh dưỡng nhạy cảm với chì giai đoạn dinh dưỡng ngồi Từ khóa: Oryzias latipes, cá Sóc, chì, LC50 MỞ ĐẦU Cùng với phát triển ngành công nghiệp, vấn đề ô nhiễm kim loại nặng, đặc biệt kim loại chì trở thành vấn đề nghiêm trọng (Mills et al., 2012) Nhờ vào ưu điểm trội sản xuất, kim loại chì hợp chất chì sử dụng rộng rãi đời sống người phát tán rộng rãi mơi trường sống Chì (Pb) kim loại khơng cần thiết cho sống nên chì có mặt nước với nồng độ nhỏ hay lớn tạo tác động không tốt đến thể sinh vật, bao gồm người Tiếp xúc với chì hợp chất chì thời gian dài, hệ thống quan thể sinh vật bị ảnh hưởng sinh vật có nguy mắc bệnh lý nghiêm trọng (Abadin et al., 2007) Cá Sóc O latipes lồi động vật thí nghiệm nhiều phịng thí nghiệm sử dụng nghiên cứu độc học Đây lồi dễ ni phịng thí nghiệm, vịng đời ngắn việc thực nghiên cứu độc học lồi cá Sóc cho thấy mức độ ảnh hưởng chất gây ô nhiễm theo độ tuổi Trong thực tế, có nhiều nghiên cứu thực xác định số LC50 đối tượng cá khác (Gharedaashi et al., 2013; Taweel et al., 2013; Latif et al., 2014), nhiên chưa có nhiều nghiên cứu thay đổi số LC50 theo độ tuổi cá Do vậy, nghiên cứu thực nhằm xác định số LC50 cá Sóc (O latipes) theo độ tuổi khác nhau: ngày tuổi, ngày tuổi (giai đoạn dinh dưỡng trong) 10 ngày tuổi 1Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội tâm nghiên cứu Khoa học Sự Sống, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội *Email: lethuha@hus.edu.vn 2Trung BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM 536 (giai đoạn dinh dưỡng ngoài); so sánh với kết nghiên cứu thực trước đối tượng cá ngựa vằn (Danio rerio) (Nguyễn Thị Nhân nnk 2015) để định hướng lựa chọn lồi cá thí nghiệm đánh giá mức độ độc hại chì sản phẩm có chứa chì VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu Cá thí nghiệm cá Sóc, O latipes, cung cấp từ Trường Đại học Quốc gia Singapore ni trì phịng thí nghiệm Bộ môn Sinh lý học Sinh học người, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Cá ghép theo tỉ lệ : đực (Kinoshita et al., 2009), cho đẻ trứng Thí nghiệm LC50 tiến hành cá ngày tuổi, ngày tuổi 10 ngày tuổi Hóa chất sử dụng thí nghiệm muối Pb(NO3)2 pha dung dịch E3 (nước RO bổ sung muối NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2.6H2 O) bảo quản nhiệt độ phịng 2.2 Thiết kế thí nghiệm Thí nghiệm thực theo hướng dẫn thí nghiệm số 203 OECD (1992), cá chết xác định dựa theo hướng dẫn thí nghiệm số 210 236 OECD (2013, a; 2013, b) Thí nghiệm thực với giai đoạn: Giai đoạn - xác định khoảng LC50: Nhằm xác định khoảng nồng độ Pb phù hợp cho thí nghiệm xác định giá trị LC50 cá Sóc, phôi ấu trùng cá đem phơi nhiễm khoảng nồng độ rộng Cụ thể: cá ngày tuổi phơi nhiễm nồng độ Pb khác trải dài từ mg/L đến 1200 mg/L; cá ngày tuổi phơi nhiễm nồng độ chì khác trải từ mg/L đến 350 mg/L cá 10 ngày tuổi phơi nhiễm nồng độ chì từ mg/l đến 200 mg/L Kết nghiệm cho thấy: khoảng nồng độ hẹp 100% cá sống 100% cá chết cá ngày tuổi 20 500 mg/L, cá ngày tuổi 20 400 mg/L, cá 10 ngày tuổi 30 mg/L Giai đoạn - xác định giá trị LC50: Căn vào kết thí nghiệm xác định khoảng LC50 , thí nghiệm xác định giá trị LC50 thiết kế với dải nồng độ sau: Cá ngày tuổi dải nồng độ Pb 20, 50, 100, 200, 300, 400, 500 mg/L mẫu đối chứng (0 mg/L); Cá ngày tuổi, cá phơi nhiễm Pb dải nồng độ: 20, 50, 100, 150, 200, 300, 400 mg/L mẫu đối chứng (0 mg/L); Dải nồng độ Pb sử dụng thí nghiệm với cá 10 ngày tuổi là: 5, 10, 15, 20, 25, 30 mg/L mẫu đối chứng (0 mg/L) Tại lơ thí nghiệm, mật độ cá 11 cá thể/giếng chứa mL dung dịch muối Pb(NO3)2 với nồng độ Pb xác định Sau 24 giờ, số lượng cá chết ghi lại, cá thể chết lấy Với cá 10 ngày tuổi, thời gian phơi nhiễm chì tối đa 96 giờ; với cá ngày tuổi, thời gian phơi nhiễm chì tối đa 48 Nguyên nhân khác biệt thời gian phơi nhiễm chì thời điểm nở cá Sóc từ 7-9 ngày sau thụ tinh, cá ngày phơi nhiễm chì 48 màng đệm bị vỡ kết thí nghiệm bị thay đổi PHẦN I NGHIÊN CỨU CƠ BẢN TRONG SINH HỌC 537 DOI: 10.15625/vap.2020.00066 Mỗi thí nghiệm lặp lại lần ln trì ổn định nhiệt độ 28±1℃ pH 6,5 - 7,5 2.3 Xử lý số liệu Số liệu thu từ thí nghiệm xử lý phần mềm GraphPad Prism theo công thức 100 𝑌= (𝑙𝑜𝑔𝐿𝐶50−𝑋)∗𝐻𝑖𝑙𝑙𝑆𝑙𝑜𝑝𝑒 + 10 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết thí nghiệm xác định số LC50 chì cá Sóc ngày tuổi, ngày tuổi 10 ngày tuổi trình bày Hình 1, Hình Hình Hình Tỉ lệ chết cá Sóc ngày tuổi sau 24 (a), sau 48 (b) sau 96 (c) phơi nhiễm chì Giá trị LC50 chì cá Sóc ngày tuổi (Hình 1) sau 24 giờ, 48 96 phơi nhiễm 121,9 ± 1,1214 mg/L, 102,0 ± 1,161 mg/L 82,34 ± 1,1537 mg/L Như giá trị LC50 -24h cao 1,2 lần so với giá trị LC50 -48h xấp xỉ 1,5 lần so với giá trị LC50 -96h Giá trị LC50 chì cá Sóc ngày tuổi sau 24 phơi nhiễm 289,9 ± 1,0493 mg/L 48 phơi nhiễm 163,7 ± 1,0615 mg/L (Hình 2) Như vậy, giá trị LC50 -24h cá Sóc ngày tuổi cao giá trị LC50 -48h xấp xỉ 1,8 lần Tại thí nghiệm với đối tượng cá Sóc 10 ngày tuổi (Hình 3), giá trị LC50 chì sau 24 giờ, 48 96 phơi nhiễm lần 18,28 ± 1,0633 mg/L, 10,32 ± 1,154 mg/L 7,590 ± 1,1526 mg/L Giá trị LC50 -24h cao giá trị LC50-48h LC50 -96h 1,77 2,4 lần 538 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM Hình Tỉ lệ chết cá Sóc ngày tuổi sau 24 (a) sau 48 (b) phơi nhiễm chì Hình Tỉ lệ chết cá Sóc 10 ngày tuổi sau 24 (a), sau 48 (b) sau 96 (c) phơi nhiễm chì Các kết nghiên cứu cho thấy thời gian phơi nhiễm có ảnh hưởng lớn đến giá trị LC50 chì cá Sóc độ tuổi tuổi, tuổi 10 tuổi Kết rằng: yếu tố thời gian phơi nhiễm có ảnh hưởng đến giá trị LC50 cá Sóc thời gian phơi nhiễm dài giá trị LC50 thấp Kết thí nghiệm nghiên cứu tương tự kết nghiên cứu tác giả khác, nghiên cứu Gharedaashi et al., (2013) loài Ctenopharyngodon idella Rutilus frisii kutum, Nguyễn Thị Nhân nnk (2015) loài Danio rerio Kết so sánh giá trị LC50 chì cá Sóc độ tuổi khác thể Hình Theo Hình 4, giá trị LC50 chì cá Sóc 10 ngày tuổi thấp so với cá ngày tuổi Như vậy, giai đoạn dinh dưỡng ngồi cá Sóc nhạy cảm với chì so với giai đoạn dinh dưỡng Điều cho thấy vai trị màng phơi việc bảo vệ phơi cá chống lại chất độc ngồi mơi trường sống Ngồi ra, giá trị LC50 cá Sóc ngày tuổi cao rõ rệt so với giá trị cá ngày tuổi (2,3 lần với thí nghiệm sau 24 phơi nhiễm 1,6 PHẦN I NGHIÊN CỨU CƠ BẢN TRONG SINH HỌC 539 DOI: 10.15625/vap.2020.00066 Nồng độ chì (mg/l) lần với thí nghiệm sau 48 phơi nhiễm) 10 ngày tuổi (xấp xỉ 16 lần thí nghiệm sau 24 phơi nhiễm thí nghiệm sau 48 phơi nhiễm) chứng tỏ cá ngày tuổi có khả chống chịu tốt kim loại chì so sánh ba độ tuổi 0, 10 ngày Điều giải thích thực tế, cá ngày tuổi phát triển ổn định so với cá ngày tuổi; thêm vào nằm màng phôi sử dụng dinh dưỡng đem so sánh với cá 10 ngày tuổi Kết nghiên cứu tương tự kết nghiên cứu Nguyễn Thị nhân nnk (2015) loài Danio rerio 350 300 250 200 150 100 50 289,9 163,7 121,9 102,0 18,3 24 82,3 10,3 48 7,6 96 Thời gian phơi nhiễm (giờ) ngày tuổi ngày tuổi 10 ngày tuổi Hình Giá trị LC50 kim loại chì cá Medaka độ tuổi khoảng thời gian phơi nhiễm khác So sánh kết thí nghiệm với kết nghiên cứu trước lấy đối tượng cá ngựa vằn (Danio rerio) tác giả Nguyễn Thị Nhân nnk (2015), thấy tương tự Cụ thể, giá trị LC50 cá trước nở (0 ngày tuổi cá ngựa vằn, ngày tuổi cá Sóc) tất khoảng thời gian phơi nhiễm cao so với cá sau nở (10 ngày tuổi hai lồi) (Hình 5) Điều cho thấy khơng nên sử dụng cá độ tuổi dinh dưỡng để đánh giá mức độ ảnh hưởng chất gây ô nhiễm lên sinh vật thí nghiệm đưa nhận định khơng xác độ độc hại chất gây ô nhiễm với sinh vật thí nghiệm nói riêng mơi trường nói chung Hình Giá trị LC50 chì cá Oryzias latipes cá Danio rerio (Nguyễn Thị Nhân nnk 2015) 540 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM Thêm vào đó, kết hai thí nghiệm cho thấy cá Sóc nhạy cảm với kim loại chì so với cá ngựa vằn Do vậy, nên sử dụng cá Sóc thí nghiệm liên quan đến đánh giá ảnh hưởng chì sản phẩm chứa chì đến mơi trường thí nghiệm Tiếp tục so sánh với nghiên cứu khác lấy đối tượng ấu trùng cá Ctenopharyngodon idella Rutilus frisii kutum (Gharedaashi et al., 2013), Labeo rohita (Abdul et al., 2014) hay Oreochromis niloticus (Abdulali et al., 2013), nhận thấy kết với xu hướng tương tự Đồng thời cá Sóc nhạy cảm lồi Ctenopharyngodon idella Rutilus frisii kutum; nhạy cảm lồi Labeo rohita Oreochromis niloticus KẾT LUẬN Từ kết thu nghiên cứu cho thấy: Yếu tố thời gian phơi nhiễm có ảnh hưởng đến giá trị LC50 cá Sóc, theo chiều hướng thời gian phơi nhiễm tăng, giá trị LC50 giảm Cá Sóc giai đoạn dinh dưỡng (0 ngày tuổi) nhạy cảm với kim loại chì so với giai đoạn dinh dưỡng (10 ngày tuổi) Cá Sóc nhạy cảm với kim loại chì so với cá ngựa vằn Lời cám ơn: Cơng trình hoàn thành với hỗ trợ giúp đỡ địa điểm thí nghiệm tài liệu TS Tô Thanh Thúy ThS Nguyễn Thị Nhân TÀI LIỆU THAM KHẢO Abadin H., A Ashizawa, F Llados and Y.-W Stevens (2007), Toxicological profile for lead Co-operation O f E and Development (1992), Test No 203: Fish, acute toxicity test, OECD Publishing Gharedaashi E., M R Imanpour and V Taghizadeh (2013), Determination of median lethal concentration (LC50) of copper sulfate and lead nitrate and effects on behavior in Caspian sea kutum (Rutilus frisii kutum), Journal of Toxicology Environmental Health Sciences 5(1), pp 12 Kinoshita M., K Murata, K Naruse and M Tanaka (2009), Medaka: biology, management, and experimental protocols Latif A., M Khalid and M Ali (2014), Evaluation of toxic stress of copper sulphate and lead nitrate on hematological and serum biochemical characteristics of freshwater cyprinid (Labeo rohita), Int J Current Engg Technol 4, pp 366 Mills-Knapp S., K Traore, B Ericson, J Keith, D Hanrahan and J Caravanos (2012), The World’s worst pollution problems: assessing health risks at hazardous waste sites, Blacksmith Institute, New York Nguyễn Thị Nhân, Nguyễn Lai Thành Lê Thu Hà (2015), Xác định giá trị LC50của chì cá ngựa vằn (Danio rerio) giai đoạn phôi ấu trùng Báo cáo khoa học Sinh thái Tài nguyên sinh vật, Hội nghị Khoa học toàn quốc lần thứ 6, NXB Viện Khoa học tự nhiên Công nghệ, tr 1546 - 1550 PHẦN I NGHIÊN CỨU CƠ BẢN TRONG SINH HỌC 541 DOI: 10.15625/vap.2020.00066 Organisation de coopération et de développement économiques (2013, a), Test No 210: Fish, Early-life Stage Toxicity Test, OECD Publishing Organisation de coopération et de développement économiques (2013, b), Test No 236: fish embryo acute toxicity (FET) test, OECD Publishing Taweel A., M Shuhaimi-Othman and A K Ahmad (2013), Assessment of heavy metals in tilapia fish (Oreochromis niloticus) from the Langat River and Engineering Lake in Bangi, Malaysia, and evaluation of the health risk from tilapia consumption, Ecotoxicol Environ Saf 93(5), pp 45 DETERMINATION OF THE ACUTE TOXICITY (𝐋𝐂𝟓𝟎 ) OF LEAD ON MEDAKA FISH (Oryzias latipes) IN EMBRYONIC AND EARLY LARVAL STAGES Ngo Thuy Huong1, Bui Thi Hoa2, Le Thu Ha1,2,* Abstract: With the development of industries worldwide, human standards of living has been improved Besides plenty of advantages, this improvement has brought about several negative impacts on the environment and public health Among various types of pollutants, lead, a heavy metal element, is considered one of the most common pollutant This research focuses on the relationship of lead toxicity by age and exposure time in Medaka fish (Oryzias latipes), a species which has not been selected as a model for lead toxicity study in Vietnam before According to the results, the LC50 values of lead for 24 hours in 0-day-old fish, 5day-old fish, 10-day old fish were 121.9 mg/L, 289.9 mg/L, 18.28 mg/L, respectively The LC50 values of lead for 48 hours in 0-day-old fish, 5-day-old fish, 10-day old fish were 102.0 mg/L, 163.7 mg/L, 10.32 mg/L, respectively Finally, the LC50 values of lead for 96 hours in 0-day-old fish, 10-day-old fish were 82.34 mg/L, 7.59 mg/L Additionally, the study’s results were compared with the previous study of Danio rerio Keywords: Oryzias latipes, Medaka, lead, LC50 1Faculty 2Centrer *Email: of Biology, University of Science, Vietnam National University, Hanoi for Life Science Research, University of Science, Vietnam National University, Hanoi lethuha@hus.edu.vn ... sánh giá trị LC50 chì cá Sóc độ tuổi khác thể Hình Theo Hình 4, giá trị LC50 chì cá Sóc 10 ngày tuổi thấp so với cá ngày tuổi Như vậy, giai đoạn dinh dưỡng ngồi cá Sóc nhạy cảm với chì so với giai. .. 20 400 mg/L, cá 10 ngày tuổi 30 mg/L Giai đoạn - xác định giá trị LC50: Căn vào kết thí nghiệm xác định khoảng LC50 , thí nghiệm xác định giá trị LC50 thiết kế với dải nồng độ sau: Cá ngày tuổi... nhiễm có ảnh hưởng đến giá trị LC50 cá Sóc, theo chiều hướng thời gian phơi nhiễm tăng, giá trị LC50 giảm Cá Sóc giai đoạn dinh dưỡng (0 ngày tuổi) nhạy cảm với kim loại chì so với giai đoạn dinh