CHƯƠNG I. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cá Ong bầu
1.2.2. Ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên
Các yếu tố bên ngoài đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển tuyến sinh dục của cá.
Có nhiều yếu tố môi trường liên quan đến chất lượng thành thục tuyến sinh dục và trứng cá (đặc biệt là kích cỡ trứng). Vì các yếu tố môi trường điều hòa hoạt động của hormone (Asturiano và cs., 2000)[26] nên chúng ảnh hưởng đến chất lượng trứng.
Ở nhiều loài cá xương như cá gai, cá hồi, cá vàng, cá đối, ... có ít nhất 3 yếu tố môi trường ảnh hưởng đến kích cỡ trứng của cá (Liley và Stacey, 1983), trong đó yếu tố nhiệt độ là rất quan trọng[40].
Nhiệt độ là một yếu tố sinh thái quan trọng ảnh hưởng đến sinh sản và trao đổi chất ở cá nhìn chung, sự sinh sản và trao đổi chất của cá sẽ chậm hơn ở nhiệt độ thấp.
Sự sinh sản của cá rô phi sẽ chậm ở nhiệt độ 21 – 24 0C, và tăng lên ở nhiệt độ trên 25 0C đến 30 0C (Popma and Lovshin, 1996)[49]. Ảnh hưởng của nhiệt độ có tính chất quyết định đến quá trình phát sinh, phát triển và thoái hóa của các sản phẩm sinh dục (Phạm Minh Thành và Nguyễn Văn Kiểm, 2009)[11]. Nhiệt độ có liên quan mật thiết đến tính chất mùa vụ trong sinh sản ở cá. Thông thường vào mùa có nhiệt độ thấp thì cá tích lũy dinh dưỡng, khi nhiệt độ tăng lên chất dinh dưỡng tích lũy được chuyển sang tuyến sinh dục. Tốc độ các quá trình phát triển và thoái hóa của tuyến sinh dục gia tăng cùng sự gia tăng của nhiệt độ. Trong nuôi cá bố mẹ, nhiệt độ có ý nghĩa quan trọng cho sự tái thành thục nhanh hay chậm của cá bố mẹ được nuôi.
Mức độ ảnh hưởng của nhiệt độ tới cá bố mẹ khác nhau theo loài. Theo Trương Quốc Phú (2003), nhiệt độ thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển ở hầu hết các loài cá nhiệt đới là 25 – 32 0C. Ở cá trê (Clarias fucus) trong thời gian nuôi vỗ nếu giữ nhiệt độ 28 – 30 0C thì đường kính noãn bào lớn hơn và mùa vụ sinh sản của cá sẽ sớm hơn 60 ngày so với nuôi vỗ cá ở môi trường có nhiệu độ 21,5 – 24 0C [14].
Ôxy cần thiết cho tất cả quá trình sống của cá như bơi lội, bắt mồi, tiêu hóa, sinh trưởng, sinh sản và duy trì. Trong đó, hàm lượng ôxy hòa tan trong môi trường nước là một yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến sự thành thục sinh dục ở cá. Ôxy thiếu sẽ làm giảm cường độ dinh dưỡng của cá bố mẹ; giảm khả năng tích lũy dinh dưỡng vì vậy sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển tuyến sinh dục. Theo Phạm Minh Thành và Nguyễn Văn Kiểm (2009)[11] thì hiện tượng thiếu ôxy kéo dài sẽ cản trở sự thành thục của cá, dẫn đến rối loạn chức năng sinh lý sinh sản và thúc đẩy nhanh chóng sự thoái hóa các sản phẩm sinh dục. Hàm lượng ôxy thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của đa số các loài cá là từ 4 – 8 ppm (Boyd, 1998)[28]
Ngoài sự tác động của các yếu tố môi trường kể trên thì vai trò của việc tác động tự nhiên cũng ảnh hưởng lên khả năng thành thục của cá. Theo Akihiro và cs (2015) nghiên cứu trên cá Dìa Siganus gustatus, thì quá trình phát triển lên trứng vào thời kì duy nhất trong năm từ tháng 6 - 7 ở quần đảo Ryukyu, Nhật Bản, trong khi đó cá Dìa ở khu vực Karimunjawa Archipelago, Indonexia lại lên trứng vào 2 thời điểm trong năm, từ tháng 3 - 5 và từ tháng 9 - 11, nghiên cứu ở đây đã chỉ ra rõ tác động của số giờ nắng trong ngày và nhiệt độ nước. Ở khu vực Karimunjawa Archipelago, Indonexia thì nhận thấy cá Dìa đã phóng ra các giao tử vào thởi điểm trăng tròn và nhận các tín hiệu và tiết ra chất Melatonin[23].
1.3. Vitellogenin và vai trò của Vitellogenin trong sự phát sinh noãn hoàng của cá.
Vitellogenin (Vg) là phân tử protein thuộc nhóm glycolipoprotein- tiền chất của noãn hoàng - có hầu hết ở các loài động vật đẻ trứng. Qúa trình phát sinh noãn hoàng trên cá, cần thiết cho quá trình tạo trứng, bao gồm sự tổng hợp Vg trong gan, sự vận chuyển Vg trong máu và sự kết nạp chất này từ máu và noãn bào. Vitellogenin của các loài cá khác nhau thì khác nhau và thành phần chính của noãn hoàng của cá là protein dẫn xuất của Vg, lipovitellin (Lv) và phosvitin (Pv) (Ohkubo và cs, 2004)[45]. Theo Nguyễn Tường Anh (1999)[1], có thể phát hiện Vg trong máu cá sau 2 giờ được tổng hợp. Vitellogenin (Vg) là một lipophosphoprotein - protein được Phosphoryl hóa mạnh và giàu calcium và là tiền chất cả của noãn hoàng, kỹ thuật xác định hàm lượng ALP (alkali-labilephosphoprotein) và calcium thường được dùng như một phương pháp gián tiếp để đánh giá hàm lượng Vg trong huyết tương, trong đó hàm lượng ALP là chỉ dẫn đáng tin cậy hơn.
Sự tổng hợp Vitellogenin (Vg) ở cá xương được kiểm soát bởi hormon 17β – estradiol (E2) và lượng Vg được tổng hợp tỷ lệ thuận với liều E2 được đưa vào môi trường (Goncharov, 1977 được trích bởi Nguyễn Tường Anh, 1999)[1. Mối quan hệ giữa hàm lượng Vg và sự phát triển của buồng trứng đã được nhiều tác giả nghiên cứu trên một số loài giáp xác.
Hình 1.2. Sơ đồ cơ chế hormon điều khiển sự tạo noãn hoàng ở cá (Follet và cs., 1968) [1]
Ở tôm càng xanh hàm lượng Vg gia tăng từ giai đoạn I, II và đạt cao nhất vào cuối giai đoạn IV và đầu giai đoạn V, đến khi lột xác và đẻ trứng thì hàm lượng Vg giảm đột ngột gần như mất hẳn. Trên tôm Macrobrachium niponese giai đoạn không sinh sản không có sự xuất hiện của vitellogenin (Okumura và cs., 1992)[46]. Sự biến động về hàm lượng vitellogenin trên cua (Callinectes sapidus) đã tăng dần theo quá trình phát triển của buồng trứng từ giai đoạn III, IV, V và VI. Các giai đoạn phát triển của buồng trứng gắn liền với chỉ số thành thục của buồng trứng và hàm lượng Vitellines trong buồng trứng (Lee và Chang, 1997)[39].
Vai trò của Vitellogenin trong sự phát triển của cá
Một số gen Vg đảm trách sự sinh trứng cá (Matsubara và cs., 1997; Matsubara và cs., 2003; Sawaguchi và cs., 2006)[43,44,50]. Những gen Vg khác nhau dẫn đến những hình thức khác nhau của đạm noãn hoàng lipovitellin và có vai trò khác nhau trong sự phát triển của cá trong đó có sự điều hòa áp suất thẩm thấu trứng cá biển (Matsubara và cs., 2003)[44].
Bước cuối cùng của quá trình tổng hợp đạm noãn hoàng là phát sinh phôi.
FAA là một chất nền cho tổng hợp năng lượng hiếu khí và đạm để bẽ gãy Lipovitellin (Lv) (Matsubara và Koya, 1997)[43]. Nhiều hình thức Lv chịu trách nhiệm hình thành trứng, một vài Lv làm giảm sự phát triển nhanh và giảm ăn trong khi một số Lv khác được dự trữ trong ruột cho phép ấu trùng nhịn ăn cho đến khi có điều kiện sống thuận lợi hơn (Hartling và Kunkel, 1999)[34]. Phosvitin được khử phosphoryl hóa để giúp cho sự phát triển của phôi và ấu trùng. Trong khi đó, thành phần beta được hình thành và giữ nguyên vẹn để cá sử dụng ở giai đoạn cuối (Hiramitsu và cs.,
2002)[35]. Lipovitellin cung cấp nơi chứa nước cho tới khi bộ máy hấp thu nước phát triển (Finn và Kristoffersen, 2007)[33].
Ở cá Mrigal, theo nghiên cứu của Maitra và cs (2007) thì hàm lượng Vg trong máu biến động tỉ lệ thuận với hệ số thành thục và đạt giá trị thấp nhất vào giai đoạn sau sinh sản[41].
Ở cá Đối Liza subviridis, hàm lượng Vg trong máu cá cái tăng theo giai đoạn buồng trứng (từ giai đoạn I đến IV) và đạt giá trị cao nhất ở giai đoạn IV, trong khi đó ở cá đực không có sự khác biệt Vg ở các giai đoạn phát triển của buồng tinh (Hồ Văn Bình, 2010)[3]
Theo Lý Văn Khánh (2013), hàm lượng phosphate protein huyết tương ở cá Nâu Scatophagus argus tăng lên rõ rệt ở cá có buồng trứng giai đoạn III và IV so với cá cái có buồng trứng ở giai đoạn I. Cá nâu có buồng trứng giai đoạn IV có hàm lượng Vg cao nhất (3,12àg ALP/mg protein) và khỏc biệt cú ý nghĩa thống kờ với cỏ cú buồng trứng giai đoạn I (1,26àg ALP/mg protein)[10].
1.4. Cơ chế hormon kiểm soát quá trình tạo trứng ở cá cái
Trong quá trình tạo trứng ở cá cái, noãn bào trải qua 2 thời kì cuối mà sự phát triển của chúng chịu sự kiểm soát của hormon: Thời kì phát sinh/tích lũy noãn hoàng trong các noãn bào (Vitellogenesis) và thời kì thành thục ( maturation) bao gồm 2 quá trình liên tiếp nhau là thạnh thục/chín (maturation) và rụng trứng (ovulation).
Cơ chế hormon kiểm soát quá trình phát sinh noãn hoàng theo mô hình 2 kiêủ tế bào của Nagahama và cs (1994), Janzz (2000) và Nagahama and Yamashita (2008).
Khi có sự thay đổi của một số yếu tố sinh thái như mưa, nhiệt độ, dòng chảy,...
báo hiệu mùa sinh sản sẽ đến sẽ kích thích lên các cơ quan cảm giác ngoại biên; tế bào thần kinh của cơ quan ngoại cảm này sẽ sản sinh ra những xung động; những xung động đó lập tức được lan truyến về trung khu thần kinh, kích thích vùng dưới đồi thị giác (hypothalamus) phóng thích hormon giải phóng kích dục tố (Gonadotropin releasing hormone, GnRH). GnRH tác động đến tuyến yên (não thùy) dẫn đến quá trình phóng thích kích dục tố, là hormon kich thích nang trứng ( Follice stimullating hormone, FSH) hay GtH-I. GtH-I tác động đến nang trứng dẫn đến sự tổng hợp hormon sinh dục (17β-estradiol, E2 ). E2 kích thích quá trình tổng hợp tiền chất noãn hoàng (Vitellogenin, Vg) trong gan. Sau khi tổng hợp Vg được đưa vào tuần hoàn máu và được hấp thụ một cách đặc biệt bởi các noãn bào. Ngoài các GnRH người ta cũng được chứng minh được trong não bộ cá có yếu tố ức chế sự tiết kích dục tố là Dopamine (DA) ( Yaron and Sivan, 2006)[52].
Sau khi kết thúc quá trình tích lũy noãn hoàng, các noãn bào sẽ đi vào giai đoạn “nghĩ” và chờ các yếu tố môi trường thuận lợi để tiếp tục phát triển (đi vào thành thục).
Khi có điều kiện sinh thái thích hợp, noãn bào khôi phục sự phát triển và đi vào giai đoạn thành thục dưới sự kiểm soát của hormon.
Theo Patino và Sullivan (2002), sự thành thục hay chín (maturation), thường được gọi là sự chín noãn bào cuối cùng (final oocyte maturation. FOM), mà biểu hiện là sự tan màng nhân hay tan túi mầm (germinal vescle breakdown, GVBD)[48]. Ngày nay sự chín noãn bào cuối cùng được hiểu là sự chín nang trứng ( ovarian follicle competence) bao gồm (1) năng lực chín của noãn bào (oocyte maturational competence phụ thuộc kích dục tố, (2) sự tổng hợp hormone gây chín ( maturational- inducing hormone, MIH; các hormone gây chín có bản chất là steroid nên thường được viết là MIS, mà ở đa số các loài cá 17,20P) được kích thích bởi kích dục tố, và (3) sự khôi phục giảm phân ( eiotic resumption) phụ thuộc MIH ( hay sự chín nhân ( nuclear maturation) và sự chín tế bào (cytoplasmic maturation).
Theo sơ đồ hình 1.3, quá trình chín noãn bào được kiểm soát/ điều hòa bởi 3 chất trung gian ( mediator) là kích dục tố ( GtH-II) , hormone hay steroid gây chín (MIH/MIS) và yếu tố thúc đẩy chín (maturation-promoting factor, MPF); trong đó MIS được xem là chất trung gian của quá trình chín trứng được tạo ra bởi kích dục tố của tuyến yên. Tác động của MIS là kích thích quá trình tổng hợp MPF, là protein và chyên biệt cho từng loài cá, trong các noãn bào để gây nên chín trứng - sự kiện quan trọng nhất - cùng với hiện tượng rụng trứng dẫn đến sự đẻ trứng (Yaron và Sinvan, 2006) [52].
• Antiestrogen (Clomiphen, Tamoxiphen)
• Aromatase Inhibitor (Fadrozole, Letrozole)
• GnRH-A (LHRH-A, sGnRH-A, Buserelin)
• Dopamine antagonist (Doperidone, Pimozide)
(Ovaprim )
NÃO BỘ Hypothalamus
TUYẾN YÊN GRIF (Dopamin) GnRH
Các giác quan
MPF
TÚI MẦM NOÃN BÀO
NANG TRỨNG • Kích dục tố
(Não thùy cá, HCG, PMS)
• Steroid
(17,20P;17P; DOC;Progesteron) C21 steroid
(17,20P) Kích dục tố
GTH II (LH)-Maturational
Các yếu tố sinh thái (mưa, nhiệt độ, pheromon)
Hình1.3. Sơ đồ cơ chế hormon điều khiển sự chín noãn bào (bên trái) và những hoạt chất ngoại sinh có thể điều khiển quá trình này (Nguyễn Tường Anh,1999) [1]
1.5. Các nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam về cá họ cá Ong.
Các nghiên cứu về cá Ong ở trên thế giới và Việt Nam mới chỉ tập trung vào các nghiên cứu xác định thành phần các loài trong các khu hệ sinh thái, vẫn chưa có nhiều nghiên cứu về tốc độ sinh trưởng, sinh sản, dinh dưỡng.
1.5.1. Nghiên cứu trên thế giới.
A.J.Almeida, L.Amoedo & L. Saldanha (2001), khi nghiên cứu cộng đồng cá ở các thảm cỏ biển tại Đảo Inhaca (Mozambique) với các mẫu được thu tại ba trạm trong mùa lạnh, đã xác định được 66 loài cá thuộc 34 họ. Trong đó cá Ong bầu (Rhynchopelates oxyrhynchus) chiếm 21% về số lượng và chiếm 11,4% về sinh khối[25].
1.5.2. Nghiên cứu ở Việt Nam.
Theo Lê Thị Thu Thảo và cs (2012), đã xác định lại họ cá Căng teraponidae ở vùng biển Việt Nam gồm 8 loài, 4 giống[21].
Bảng 1.1: Họ cá Căng ở Việt Nam.
Loài Mesopristes argenteus (Cuvier, 1829)
Mesopristes cancellatus (Cuvier, 1829) Pelates quadrilineatus (Bloch, 1790)
Pelates sexlineatus (Quoy & Gaimard, 1825)
Rhynchopelates oxyrhynchus (Temminck & Schlegel, 1842)
Terapon jarbua (Forskồl, 1775) Terapon puta (Cuvier, 1829) Terapon theraps (Cuvier, 1829)
Theo Nguyễn Thị Mai Dung, Nguyễn Xuân Huấn, Nguyễn Thành Nam, đã xác định được thành phần, mật độ được 5 loài cá Ong ở vùng cửa sông Ba Lạt (giai đoạn 2010-2011) gồm[5]:
Bảng 1.2. Thành phần khu hệ cá Ong ở vùng cửa sông Ba Lạt
Loài Tên
Terapon jarbua (Forsskồl, 1775) Cỏ Căng cỏt Terapon theraps (Cuvier, 1829 ) Cá Căng vảy to Rhynchopelates oxyrhynchus (Temminck
& Schlegel, 1842)
Cá Căng mõm nhọn
Pelates quadrilineatus (Bloch, 1790) Cá Căng bốn sọc
1.5.3.Nghiên cứu ở Thừa Thiên Huế
Theo Nguyễn Hữu Dực, Nguyễn Văn Hoàng, trong báo cáo công bố về khu hệ cá Tam Giang, Cầu Hai đã thông báo được 177 loài so với 171 loài của Võ Văn Phú (2005), trong đó xác định được 5 nhóm họ cá Căng gồm[6]:
Bảng 1.3. Thành phần cá Ong ở vùng Tam Giang, Cầu Hai.
Loài Tên
Pelates sexlineatus (Quoy & G., 1824) Cá Căng.
P. quadrilineatus (Bloch, 1790) Cá ong hương Terapon jarbua (Forskal, 1775) Cá ong căng T. theraps (Forskal, 1775) Cá Căng Rhynchopelates oxyrhynchus Temm. &
Schl, 1842
Cá căng mõm nhọn
Theo Võ Văn Phú, Nguyễn Duy Thuận, Vũ Thị Phương Anh nghiên cứu về thành phần khu hệ cá sông Ô Lâu, tỉnh Thừa Thiên Huế đã phát hiện 2 nhóm cá Căng là cá Căng bốn sọc Pelates. quadrilineatus (Bloch, 1790) và cá Căng mõm nhọn Rhynchopelates oxyrhynchus Temm. & Schl, 1842[17].
Theo Võ Văn Phú và Trần Thụy Cẩm Hà khi nghiên cứu thành phần loài trên hệ thống sông Bù Lu, Thừa Thiên Huế đã phát hiện 3 loài cá Ong Teraponiddae[16]
Bảng 1.4. Thành phần cá Ong trên hệ thống sông Bù Lu.
Loài Tên
Terapon jarbua (Forskal, 1775) Cá ong căng Rhynchopelates oxyrhynchus Temm. &
Schl, 1842
Cá căng mõm nhọn
Pelates. quadrilineatus (Bloch, 1790) Cá ong hương
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng và thời gian, địa diểm nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu: Cá Ong bầu Rhynchopelates oxyrhynchus (Temminck
&Schlegel, 1842)
Thời gian nghiên cứu: Từ 12/2015 đến tháng 05/2016.
Địa điểm nghiên cứu: Hải Tiến, thị trấn Thuận An , huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế.
2.2. Nội dung nghiên cứu và các chỉ tiêu theo dõi.
2.2.1. Sự biến động các yếu tố môi trường nước trong thí nghiệm.
Chỉ tiêu theo dõi:
- Nhiệt độ
- Oxi hoà tan (DO) - pH
- NH3
- Kiềm - Độ mặn
2.2.2. Tốc độ tăng trưởng của cá Ong bầu khi nuôi bằng các loại thức ăn khác nhau.
Chỉ tiêu theo dõi gồm:
- Chiều dài của cá Ong bầu và tốc độ tăng trưởng về chiều dài.
- Khối lượng của cá Ong bầu và tốc độ tăng trọng khối lượng.
2.2.3. Tỷ lệ sống của cá Ong bầu khi nuôi vỗ với các loại thức ăn khác nhau.
Chỉ tiêu theo dõi: Tỷ lệ sống cá Ong bầu qua các tháng nuôi
2.2.4. Ảnh hưởng của thức ăn đến một số đặc điểm sinh sản cá Ong bầu giai đoạn nuôi vỗ.
Các chỉ tiêu theo dõi:
- Tuổi cá thành thục.
- Khối lượng thành thục và tỉ lệ đực cái.
- Đặc điểm hình thái bên ngoài và tổ chức tế báo học.
2.2.5. Quá trình tích lũy và chuyển hóa vật chất dinh dưỡng của cá Ong bầu khi nuôi bằng các loại thức ăn khác nhau.
Chỉ tiêu theo dõi:
- Độ béo Fullton, Clark.
- Ball mỡ.
- Tích lũy protein, lipid ở cơ khi tuyến sinh dục bước vào giai đoạn 4.
2.3. Phương pháp nghiên cứu 2.3.1. Bố trí thí nghiệm.
Thí nghiệm được bố trí gồm 3 công thức, trong đó mỗi công thức được lặp lại 3 lần theo khối ngẫu nhiên hoàn toàn.
CT1 CT2 CT3
CT2 CT3 CT1
CT3 CT1 CT2
Hình 2.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Công thức thí nghiệm gồm:
CT1: 100% thức ăn cá tạp.
CT2: 50% thức ăn công nghiệp + 50% thức ăn cá tạp CT3: 100% thức ăn công nghiệp.
Thức ăn sử dụng:
Thức ăn cá tạp: Được mua trực tiếp từ các hộ khai thác đánh bắt cá gần bờ, cá được rửa sạch, cắt khúc, thích hợp với kích cỡ miệng, lượng thức ăn giai đoạn nuôi vỗ giao động từ 3 – 10% , trọng lượng thân tính theo vật chất khô.
Thức ăn công nghiệp: Sử dụng thức ăn của công ty GROBEST, độ đạm 40%, kích cỡ hạt 1,5 – 2 (mm), khối lượng cho ăn giao động từ 3 – 10 % vật chất khô theo từng giai đoạn.