4. Tình hình nghiên cứu về tôm sú gia hóa
4.1. Tình hình nghiên cứu về tôm sú gia hóa trên thế giới
Gia hóa tôm sú ở Thái Lan bắt đầu bằng dự án 6 năm từ năm 1992 đến năm 1998 đã tạo ra được đàn tôm giống thế hệ F2. Quy trình gia hóa bắt đầu bằng việc tuyển chọn những con tôm đạt trọng lượng bình quân từ 50÷70g, ở các ao nuôi thịt thương mại lập thành đàn gia hóa đầu tiên (gọi là F0) những con tôm này được sang lọc sạch bệnh rồi thả nuôi trong ao đất 1.600m2 ở mật độ 4-8 con/m2 với tỷ lệ đực : cái là 1 : 3. Sau 8 tháng, khi tôm cái dạt trọng lượng 150÷180g và tôm đực đạt 80÷10g (tỷ lệ sống khoảng 30%) thì tôm được tuyển chọn và nuôi thành thục cắt mắt trong trại giống. Tôm giống F1 sản xuất được lại được lặp lại quy trình để sản xuất tôm giống F2. Kết quả cho thấy sức sinh sản đạt 300.000 trứng, trung bình cho 30.000 tôm giống cho mỗi tôm mẹ, tỷ lệ đẻ đạt 50%, tỷ lệ nở đạt 30%. Hiện giờ, nghiên cứu tôm sú bố mẹ sạch bệnh tại Thái Lan tập trung chủ yếu ở Trường Đại học Mahidol và Trung tâm Công nghệ Sinh học Quốc gia về Sinh sản và Cải thiện tôm do nhóm giáo sư chuyên ngành về nghiên cứu tôm và công nghệ sinh học như Prof. Dr Vichai Boonsaeng, Prof. Dr Timothy, W. Flegei, và Prof. Dr. Boonsim Withyachumnarnkul chủ trì với 2 chương trình lớn cho nghiên cứu tôm là Dự án về nghiên cứu dinh dưỡng cải thiện sinh sản tôm và dự án về phát triển và hoàn thiện tôm sú gia hóa và sạch bệnh, cũng nằm trong chương trình hợp tác với CSIRO tại Úc. Các nghiên cứu ở Thái Lan cũng ít được xuất bản chi tiết. Chủ yếu là các bài báo đi riêng từng khía cạnh hoặc tóm tắt các hội thảo chuyên đề
Chương trình nghiên cứu về tôm sú bố mẹ sạch bệnh tại Malaysia thuộc Cục Thủy sản Malaysia bắt đầu từ năm 2001 với tham vọng nhằm sản xuất 10
tỷ tôm sú sạch bệnh cho sản lượng nuôi đạt 180.000 tấn vào năm 2010. Quy trình gia hóa bắt đầu từ việc tuyển chọn tôm bố mẹ tự nhiên đưa về khu cách ly nhằm tuyển chọn tôm bố mẹ sạch các bệnh nguy hiểm như virus đốm trắng WSSV, virus đầu vàng YHV, virus gây còi MBV, virus gan tụy HPV. Sau khi nuôi ở khu vực sang lọc cách ly 1, tôm được sang lọc các bệnh này và đưa vào khu vực nuôi cách ly 2 gồm các thiết bị nuôi thành thục , cho đẻ và ương nuôi ấu trùng nhằm sản xuất đàn tôm giống sạch bệnh thế hệ F1 dùng cho gia hóa khép kín vòng đời. Quy trình gia hóa lúc này bắt đầu bằng nguồn tôm giống PL15 sạch bệnh thả trong ao ngoài trời lót bạt với các điều kiện kiểm soát an toàn sinh học và chỉ những ấu trùng và tôm giống khỏe cho tăng trưởng và tỷ lệ sống cao được chọn lại cho chương trình nghiên cứu này. Tôm được nuôi trong lồng bè đến 2g thì được đánh dấu và thả nuôi trong ao đến khi đạt kích cỡ thành thục. Trong toàn bộ chu trình nuôi tôm được lấy mẫu sang lọc bệnh 2 tháng/lần. Tôm đực và tôm cái sau đó được tuyển chọn cho hoạt động sản xuất. Sinh sản bằng cách tự giao phối giữa các gia đình trong quần đàn được thiết lập cũng như cho lai chéo giữa 2 quần đàn nhằm giảm thiểu cận huyết và gia tăng nguồn biến dị gen. Quy trình được lặp đi lặp lại từ năm 2003 đến năm 2006 đã sản xuất được tôm sạch bệnh thế hệ F3. Chất lượng tôm sú bố mẹ gia hóa F1, F2 cho thấy mỗi tôm mẹ trọng lượng 80-100g sản xuất bình quân 200.000 Nau cho mỗi lần đẻ và theo tác giả điều này tương đương với tôm bố mẹ tự nhiên nếu so sánh sản lượng ấu trùng trên trọng lượng tôm mẹ. Đặc biệt, tỷ lệ sống của ấu trùng khá cao ở tôm sú gia hóa F2, F3 đạt 57% từ Nau đến PL15 trong khi tôm tự nhiên chỉ đạt 27,8%.
Như vậy, hầu hết các chương trình nghiên cứu sản xuất tôm sú bố mẹ được triển khai trong ao đất giai đoạn đầu, sau đó nuôi thành thục trong bể nuôi trong nhà.
Gia hóa khép kín vòng đời từ trứng đến bố mẹ để sản xuất tôm sú bố mẹ trong điều kiện bể nuôi an toàn sinh học trong nhà để sản xuất tôm sạch
bệnh mới được bắt đầu từ những năm giữa thập niên 1990 tại Hawaii ở Mỹ và CSIRO ở Úc. Kết quả nghiên cứu ở Mỹ hầu như không được công bố trên các tạp chí do bí mật công nghệ của công ty nhằm kinh doanh thương mại tôm sú sạch bệnh. Kết quả nghiên cứu tại úc từ những năm 1997 cũng có quy trình tương tự là chọn lọc tôm bố mẹ tự nhiên sạch bệnh, cũng qua quá trình chọn lọc sơ cấp và thứ cấp để sản xuất tôm 1g sạch bệnh. Quy trình gia hóa sau đó được thực hiện trong hệ thống tuần hoàn kín giá thể cát an toàn sinh học, sử dụng nguồn tôm sạch bệnh 1g nuôi đến 100g cho cắt mắt sinh sản với thời gian gia hóa kéo dài 10÷12 tháng nuôi. Bể nuôi tuần hoàn kín giá thể cát10m2, đường kính 3,6m, độ sâu nước 0,9m. Nước tuần hoàn bằng cơ chế đảo khí và nước chảy tràn 3 lít/phút (50%/ngày), hoặc bể nuôi tuần hoàn giá thể cát thay nước ít (5%/ngày). Độ kiềm 80÷145mg/l thông qua bổ sung định kỳ NaHCO3, nhiệt độ trong bể nuôi khoảng 280C (1997), 290C (2003), độ mặn khoảng 35 phần nghìn, mật độ thả tôm 1g là 10 con/m2 và giảm dần từ tháng thứ 8 xuống còn 3 con/m2, với tỷ lệ đực : cái là 1 : 1. Thức ăn bao gồm mực 30%, nhuyễn thể 20%, trùng biển 5% và thức ăn viên 45%. Với hệ thống và kỹ thuật nuôi này hầu hết tôm thành thục sinh sản ở tháng tuổi 11 và cho sức sinh sản biến động từ 0÷450.000 trứng, tỷ lệ đẻ nở đạt 77,1%, tỷ lệ nở của trứng đạt 31,6%.
Nhìn chung, các chương trình nghiên cứu trong thập niên 70 và 80 thế kỷ XX (Aquacop, Seafdec) do thiếu kiểm soát dịch bệnh đầu vào và triển khai trong ao đất nên các vấn đề an toàn sinh học không được kiểm soát nên cuối cùng bỏ dỡ và không thương mại hóa được. Các chương trình nghiên cứu kể từ những năm cuối thập niên 90 (CSIRO, Malaysia, Viện NTTS 2) do kiểm soát được vấn đề dịch bệnh nên chương trình tồn tại được nhiều năm và đạt được nhiều tiến bộ. Tuy nhiên nhiều nghiên cứu cho thấy tôm tự nhiên có hiệu quả sinh sản cao hơn tôm nuôi ao và tôm gia hóa về phương diện thành thục, bắt cặp và sinh sản, chất lượng sinh sản (Moor và ctv, 1974). Giải thích về sự kém chất lượng của tôm nuôi trong ao đất với tôm tự nhiên chủ yếu tập trung
vào các lý do như chất lượng dinh dưỡng kém, cận huyết, chất lượng tôm đực và tôm cái kém. Chúng ta có thể thấy các khó khăn về chất lượng tôm sú gia hóa là sức sinh sản chưa cao, tỷ lệ giao vỹ thấp, tỷ lệ đẻ, tỷ lệ nở thấp.
4.2. Tình hình nghiên cứu về tôm sú gia hóa tại Việt Nam
Tại Việt Nam, đã có nhiều chương trình nghiên cứu trong nước về tôm sú bố mẹ được báo cáo. Từ những năm 1984 tại Việt Nam đã có nhiều chương trình nghiên cứu về sinh sản nhân tạo tôm sú của Viện Nghiên cứu Hải sản, Trung tâm Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản I, II, III, Viện Nghiên cứu Biển…
Năm 1984÷1990, Viện Nghiên cứu Hải sản đã nghiên cứu kỹ thuật sản xuất giống tôm biển trên một số loài có giá trị kinh tế trong đó có tôm sú (Đoàn Văn Đẩu, 1990).
Năm 1986÷1994 Viện Nghiên cứu Biển đã thành công trong việc nghiên cứu sự thành thục sinh dục của tôm sú trưởng thành và sự sinh sản của tôm sú mới trưởng thành trong điều kiện nuôi nhốt trong bể xi măng và lồng nuôi vên biển. Kết quả tôm lột xác, giao vỹ, thành thục và đẻ sau 28 ngày cắt mắt, tỷ lệ sống của ấu trùng đến PL15 có thể lớn hơn 50%.
Năm 1987÷1998, Trung tâm Nghiên cứu Sản xuất tôm Vũng Tàu – Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II nghiên cứu thành công việc nuôi vỗ tôm sú bố mẹ trong bể xi măng có nhiều nguồn gốc khác nhau từ biển, đầm nuôi quảng canh. Kết quả sau 21÷45 ngày nuôi tỷ lệ thành thục lớn hơn 30%, thu được ấu trùng từ 200.000÷300.000/ cá thể, đồng thời xây dựng quy trình sản xuất giống tôm sú chất lượng cao.
Năm 1988÷1996, Trại Thực nghiệm Nuôi trồng Hải sản - Trường Đại học Thủy sản thử nghiêm sản xuất giống tôm sú từ nguồn tôm bố mẹ giao vỹ tự nhiên và cấy ghép tinh nhân tạo bằng phương pháp cắt mắt trong bể xi măng , kết quả thu được là tỷ lệ thành thục 88,8%, sức sinh sản thực tế 475.000 ấu trùng/tôm mẹ, tỷ lệ sống đến giai đoạn Zoea lớn hơn 80%. Đối với
tôm mẹ cấy tinh nhân tạo có tỷ lệ thành thục 83.3%, sức sinh sản thực tế 465.000 ấu trùng/ tôm mẹ, tỷ lệ sống đến giai đoạn Zoea lớn hơn 75%. 465.000 ấu trùng/ tôm mẹ, tỷ lệ sống đến giai đoạn Zoea lớn hơn 75%.
Năm 1993÷1996, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản III đã nghiên cứu tạo ra nguồn tôm sú bố mẹ thành thục bằng phương pháp nuôi lồng trên biển tại Khánh Hòa và đối chứng trên bể xi măng với nguồn tôm thí nghiệm có nguồn gốc từ ao, đầm nuôi. Kết quả cho thấy hình thức nuôi lồng có tỷ lệ thành thục lần lượt là 44%, 68%, sức sinh sản thực tế 283.000÷458.000 ấu trùng/tôm mẹ, tỷ lệ sống đến giai đoạn Zoea 82%÷87,5% và hình thức nuôi trên bể xi măng với tỷ lệ thành thục là 86,6%.
Năm 1995÷2000 , Trung tâm Nghiên cứu Phát triển Giống Hải sản Miền Bắc (Cát Bà)-Viện Nghiên cứu Hải sản (nay thuộc Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản I) đã nghiên cứu thử nghiệm nuôi vỗ tôm sú bố mẹ tại vịnh Hạ Long và Cát Bà đồng thời sau đó áp dụng và từng bước hoàn thiện công nghệ nuôi vỗ tôm sú bố mẹ. Kết quả cho thấy tỷ lệ thành thục từ 77,7%÷100%, sức sinh sản thực tế 358.000 ấu trùng/ tôm mẹ.
Năm 2000÷2001 Trung tâm Nghiên cứu Sản xuất tôm Vũng Tàu (nay là Trung tâm Quốc gia Giống Hải sản Nam Bộ)- Viện NCNTTS II đã tiến hành đề cấp Bộ về nghiên cứu một số chỉ tiêu sinh học và kỹ thuật làm cơ sở khoa học cho chương trình cải thiện chất lượng di truyền tôm sú tại Việt Nam. Trong đó với nội dung xây dựng đàn tôm sú bố mẹ nhân tạo làm vật liệu phục vụ nghiên cứu đã bước đầu nuôi vỗ được đàn tôm sú trong điều kiện nhân tạo từ các nguồn gốc khác nhau. Kết quả tỷ lệ thành thục lớn hơn 30%, sức sinh sản thực tế 200.000 ấu trùng/ tôm mẹ, thu được 127.000 PL15 đạt tiêu chuẩn chất lượng.
Mặc dù, nhiều chương trình nghiên cứu trong nước về tôm sú bố mẹ được báo cáo nhưng việc khép kín vòng đời tôm sú từ trứng đến tôm mẹ và tạo ra các thế hệ gia hoá trong điều kiện nuôi bể trong nhà ở Việt Nam lần đầu tiên đã thành công và bước đầu thương mại hóa quy mô nhỏ đó là chương
trình gia hoá khép kín vòng đời và sản xuất tôm sú bố mẹ và tôm sú giống sạch bệnh được triển khai tại Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II từ tháng 06/2004 đến tháng 12/2008 trên cơ sở 2 đề tài nghiên cứu (đề tài nhánh cấp Bộ và đề tài cơ sở cấp Viện) phối hợp với nguồn kinh phí và chương trình Nghiên cứu sinh của ThS. Nguyễn Duy Hòa tại Đại học Ghent, Bỉ (tài trợ bởi Tổ chức Hợp tác Phát triển các Trường Đại học Flemish – VLIR, Bỉ). Chương trình hầu như thất bại trong 2 năm đầu tổ chức và triển khai nghiên cứu do những hạn chế trong quản lý nghiên cứu và cách tiếp cận về hệ thống nuôi và dinh dưỡng trong quá trình khép kín vòng đời tôm sú và sản xuất tôm sú bố mẹ sạch bệnh. Đến giữa năm 2006, thông qua các quan hệ hợp tác với tổ chức CSIRO (Úc), Viện Hải dương Hawaii (Ocean Institute of Hawaii) và thông qua chương trình Nghiên cứu sinh của cán bộ Viện NCNTTS II tại đại học Ghent, Bỉ, chương trình nghiên cứu tại Viện NC NTTS II đã tiếp cận được những tiến bộ về công nghệ tuần hoàn và các biện pháp an toàn sinh học trong phát triển hệ thống nuôi tôm mẹ, nghiên cứu thức ăn cho các giai đoạn nuôi tăng trưởng và thành thục, ứng dụng công nghệ sinh học trong sàng lọc bệnh các bệnh virus (WSSV, YHV, MBV, HPV) 2 giai đoạn (nuôi sàng lọc cách ly sơ cấp và thứ cấp). Nhờ đó năm 2007 chương trình đã thành công trong việc khép kín vòng đời tôm sú bố mẹ trong bể nuôi tuần hoàn kín giá thể cát (dưới đáy hệ thống có lớp san hô và một lớp ống gồm 2 loại, một loại có lỗ và một loại không có lỗ đan xen nhau, phía trên gần mặt nước có vòi đẩy nước xuống và một vòi hút nước ra. Nhờ đó luôn có một dòng nước mới vừa chảy vòng quanh bể và vừa đảo đều từ trên xuống dưới. Hệ thống này gọi là hệ thống tuần hoàn kín đáy cát để tạo ra hệ sinh thái gần như môi trường tự nhiên) và đã sản xuất được sản lượng lớn tôm bố mẹ sạch bệnh và tôm sú giống gia hoá (hơn 300 cặp tôm bố mẹ sạch bệnh và 7 triệu tôm sú giống gia hoá PL15 được sản xuất trong năm 2008). Kết quả nuôi tăng trưởng, thành thục và sinh sản cho thấy pha nuôi tăng trưởng từ 1g đến 40g cho tỉ lệ sống khá cao, từ
81,56÷84,33% với thời gian nuôi 4 tháng, pha nuôi tăng trưởng tôm cái từ 40g đến 80g, tôm đực từ 40g đến trên 60g đạt tỉ lệ sống 62,29÷67,93% tương ứng thời gian nuôi 95 ngày. Nuôi thành thục tôm cái từ 80g đến trên 100g và tôm đực từ 60g đến trên 70g khoảng 2÷3 tháng có thể tiến hành cắt mắt sinh sản. Kết quả cắt mắt sinh sản 45 tôm cái bước đầu cho thấy: tỉ lệ sống tôm mẹ sau cắt mắt đạt 95,55%, tỉ lệ tôm thành thục buồng trứng giai đoạn IV đạt 97,67%, tỉ lệ tôm sinh sản đạt 88,09%, tỉ lệ đẻ bình quân/tôm mẹ đạt 3,56 lần, tỉ lệ nở của các lần đẻ đạt 95,54%. Tính trên 132 lần đẻ (126 lần đẻ nở được) của bình quân số tôm đẻ từ 12 bể nuôi tôm mẹ cho thấy: Sức sinh sản bình quân đạt 291.875±43.958 trứng/lần đẻ, sản lượng ấu trùng đạt 205.609±32.251 ấu trùng nauplii/lần đẻ, tỉ lệ nở bình quân của trứng tính cả những lần đẻ không nở đạt 64,54±9,38%, tỷ lệ nở bình quân của trứng chỉ tính những lần đẻ nở đạt 68,08±7,01% và tỉ lệ biến thái ấu trùng đạt 94,46±2,16%. Tôm nuôi thành thục được bổ sung 60% thức ăn viên bán ẩm cải thiện được tỉ lệ nở và tỉ lệ biến thái ấu trùng (P<0,05). Kết quả này cho thấy triển vọng rất lớn trong việc sản xuất đồng loạt tôm bố mẹ nhân tạo sạch bệnh phục vụ cho ngành công nghiệp nuôi tôm sú của nước ta. Tuy nhiên, hiện tượng bắt cặp tự nhiên thấp, tỷ lệ nở thấp, đặc biệt rất nhiều lần đẻ trứng không nở mặc dù vẫn có túi tinh trong thelycum của tôm cái là những khó khăn nổi bật về chất lượng sinh sản tôm gia hoá và cần được nghiên cứu để hoàn thiện hơn quy trình sản xuất tôm sú bố mẹ trước khi có thể thương mại hóa đại trà.
Lựa chọn tôm bố mẹ tham gia sinh sản
Hình 16 : Sơ đồ gia hóa sản xuất tôm bố mẹ sạch bệnh trong hệ thống tuần hoàn kín.
Tôm bố mẹ tự nhiên sàng lọc sạch bệnh qua 2 bước cách ly sơ cấp và thứ cấp
Sản xuất tôm giống PL15
trong điều kiện an toàn sinh học, sang lọc tôm sạch bệnh
Ương tôm PL15
đến tôm 1g, sàng lọc dịch bệnh
Tuần hoàn nước cao
Che tối hoàn toàn
Thức ăn viên, thức ăn tươi sống
Pha 1: nuôi tôm 1g đến 40- 50g trong bể nuôi tuần hoàn giá thể cát, sàng lọc bệnh cuối giai đoạn
Pha 3: nuôi tôm 80g đến 120g trong bể