1.2. Nghiên cứu về sinh sản nhân tạo cá tầm Nga và Xi-bê-ri
1.2.3. Ứng dụng kỹ thuật siêu âm trong sinh sản cá tầm
1.2.3.1. Kỹ thuật siêu âm
Một trong những khó khăn rất lớn trong sinh sản nhân tạo cá tầm là khó phân biệt đực cái dựa trên đặc điểm hình thái ngoài cũng như xác định các giai đoạn phát triển tuyến sinh dục. Phương pháp dùng que thăm trứng hay còn gọi là phương pháp biopsy vẫn còn nhiều nhược điểm trên loài cá này do gây ra những thương tích nhất định cho cá, thời gian xác định chậm, nhất là ở giai đoạn phát dục sớm phải chờ kết quả phân tích mô học. Mặt khác, dùng phương pháp biopsy không cho phép tăng số lần kiểm tra vì còn phải chờ cho vết thương cá lành hẳn.
Áp dụng phương pháp siêu âm trong y học vào thực tế nuôi thủy sản đã tỏ ra có kết quả trong việc nghiên cứu quá trình phát triển tuyến sinh dục nhiều loài cá, trong đó có cá tầm, làm cho công tác theo dõi quá trình phát dục của cá được nhanh chóng, chính xác và tiện dụng, nhất là không làm bị thương cá (Moghim et al., 2002; Colombo et al., 2004; Wildhaber et al., 2005; Chebanov et al., 2005; Zhang et al. 2010). Phương pháp siêu âm cho kết quả khá chính xác, nhất là ở các giai đoạn cuối (giai đoạn III – IV). Ngoài kết quả về mặt định tính, hình ảnh siêu âm còn giúp đo đường kính trứng, kích thước tuyến sinh dục cũng như lượng chứa mà nó chứa (Mattson, 1991; Blythe et al., 1994; Martin-Robichaud & Rommens, 2001; Will et al., 2002; Evans et al., 2004; Bryan et al., 2005; Whiteman et al., 2005).
Chebanov et al. (2004) đã khẳng định hình ảnh siêu âm cho phép xác định tuyến sinh dục cá cái từ giai đoạn I và cá đực từ giai đoạn II. Điều này giúp chọn lọc nuôi riêng theo giới tính, phát hiện và thải loại kịp thời cá thể có tuyến sinh dục phát triển không bình thường, cũng như thời điểm thích hợp cho cá qua đông để sinh sản nhân tạo. Thông thường, sự phát triển tuyến sinh dục của cá tầm Nga trong điều kiện nuôi nhốt đã được nghiên cứu theo các tiêu chuẩn hình thái học, mô học và nội tiết học (Hurvitz et al, 2008).
1.2.3.2. Hiệu quả của phương pháp siêu âm cá tầm
Nhìn chung dùng phương pháp siêu âm có thể quan sát được hình ảnh tuyến sinh dục của cá tầm đực và cái. Tuy nhiên, cũng cần nhận rõ một số hạn chế nhất định
phương pháp này như khó phân biệt giữa cá đực và cá cái chưa trưởng thành hoặc cá cái hỏng. Blythe et al. (1994) và Karlsen & Holm, (1994) đều cho rằng nghiên cứu đàn cá tầm bố mẹ có tỷ lệ chính xác cao khi xác định vào thời điểm trước vụ sinh sản, và độ chính xác kém nhất vào thời điểm ngay sau khi sinh sản.
Nguyên nhân dẫn đến những hạn chế là do sử dụng máy dò có tính năng khác nhau và trình độ cũng như kinh nghiệm người sử dụng. Đối với cá tầm có thể có những hạn chế sau: Trước tiên có nhiều vật cản trở bên ngoài (như vảy xương), cơ quan và mô khác nhau bên trong xoang bụng (như bóng hơi, mỡ, ruột) thường cản trở sóng siêu âm làm cho không nhìn thấy tuyến sinh dục. Thứ hai, xác định cá cái chưa trưởng thành đặc biệt khó khăn khi cá này bị trươn (hỏng), chưa thành thục, hoặc cá đực có buồng sẹ chưa rõ rệt lắm. Thứ ba, rất khó phân biệt giữa mô mỡ và mô tuyến sinh dục. Mô mỡ lại tích tụ ở cùng và lẫn lộn với mô tuyến sinh dục ngăn trở việc xác định tính đực cái. Một số sai sót có thể được hạn chế bằng việc quan sát theo phương vuông góc với với phương của đầu dò tạo nên hình ảnh mặt cắt ngang của tuyến sinh dục dễ nhìn hơn (Moghim et al., 2002).
Cho dù có những hạn chế nhất định, máy siêu âm xách tay vẫn được người nuôi cá tầm ưa chộng vì tốc độ xác định nhanh, không làm tổn thương cá khi kiểm tra, nhất là tiện lợi đối với công tác thực địa. Chiều sâu của cơ thể mà sóng siêu âm có thể vẽ lên được hình ảnh cơ quan bên trong cá phụ thuộc vào tần số đầu dò. Tần số đầu dò càng cao sóng siêu âm càng không vào được sâu bên trong nội quan. Tần số thấp nhất dùng cho máy siêu âm xách tay dùng cho cá dao động khoảng 5,0 – 7,5 MHz (Wildhaber et al., 2005).
1.2.3.3. Các yếu tố nội tại ảnh hưởng đến kết quả siêu âm
Khả năng xác định tính đực cái của cá thí nghiệm là dựa vào đặc điểm riêng biệt về tuyến sinh dục của cá, kết cấu mô cũng như chi tiết về đặc điểm giải phẫu học mô học sẽ được phản ánh lên hình ảnh của máy scan siêu âm.
Trước tiên tuyến sinh dục của cá phải thể hiện những chi tiết đặc biệt (Chebanov và Chmyr, 2005). Kích thước tối thiểu về chiều dài của tuyến sinh dục ở vị trí kiểm tra phải lớn gấp 10 – 20 lần chiều dài của sóng siêu âm, nếu không hiệu quả hình ảnh phản xạ sẽ không thể hiện lên được và ranh giới của cơ quan này sẽ không rõ hoặc rất khó xác định.
Thứ hai, tuyến sinh dục của cá đực và cá cái phải thể hiện đặc điểm kết cấu siêu âm khác nhau, nếu không cũng sẽ không phân biệt con đực và con cái. Kết cấu siêu âm là một tập hợp những đặc tính giải phẫu học và mô học của mô phôi, mô liên kết và mô mỡ ở tuyến sinh dục. Những dấu hiệu để xác định tính đực cái của cá như sau (Chebanov et al., 2004): Vị trí tổ chức nguyên bào của tuyến sinh dục ở giữa (♂), ở viền (♀). Có màng tuyến sinh dục (♂) hay không có (♀). Đặc điểm bề mặt và cạnh của tuyến sinh dục: trơn (♂) hoặc răng cưa (♀), viền rách (♀) hoặc liên tục (♂), thẳng (♂) hoặc cong (♀). Phản sạ siêu âm các giai đoạn phát triển của tuyến sinh dục biểu hiện độ sáng tối khác nhau trên màn hình. Kết cấu mô của tuyến sinh dục thuần nhất (♂) hay không thuần nhất (♀). Khoảng cách tương đối giữa lỗ sinh dục với mép sau (phía đuôi) của tuyến sinh dục; khác nhau về giai đoạn phát triển.
Kích thước tương đối và tuyệt đối của tuyến sinh dục và tổ chức sinh dục nguyên gốc có tính quyết định đối với việc xác định giai đoạn thành thục sinh dục, đối với các giai đoạn sau đó là đặc tính không thuần nhất và kết cấu của các thành phần (tế bào trứng), cũng như mức độ cản tín hiệu siêu âm. Trường hợp quá thành thục và thoái hóa của các sản phẩm sinh dục thì tính chất siêu âm của những tổ chức này thay đổi.
Biến động về quá trình thành thục của cá, tuổi, kích thước của tuyến sinh dục về mặt giải phẫu học và tế bào học thể hiện trên màn hình có khác nhau và nó phụ thuộc vào nhiệt độ nước trong quá trình nuôi cũng như chất lượng thức ăn, và cường độ bắt mồi của cá. Giai đoạn sau khi qua đông (nhiệt độ lúc này là 8 – 12oC) là thời gian thích hợp nhất để xác định tính đực cái của cá sau một thời gian dài giữ ở nhiệt độ thấp. Trước khi tiến hành kiểm tra nên ngừng cho ăn ít nhất là 10 – 12 ngày. Thời gian không thích hợp cho việc xác định đực cái là ở giai đoạn cá ăn tích cực khi nhiệt độ nước cao trên 18oC.