Khi hoạt tính ChE bị ức chế thì cơ quan hô hấp ở cá bị ảnh hưởng đáng kể, cá có thể thiếu oxy từ đó cá phải tăng cường hoạt động, kết quả là tiêu hao oxy tăng trong thời gian đầu qua biểu hiện cá bơi nhanh, lao về phía trước. Sau thời gian cá phải tăng cường trao đổi chất để chống lại sự nhiễm độc thần kinh nên cá có biểu hiện suy hô hấp dẫn đến tiêu hao oxy ở cá có khuynh hướng giảm dần, lúc này cá bơi lờ đờ, hoạt động yếu dần. Đến khi sự ức chế ChE vượt quá ngưỡng chịu đựng thì cá chìm xuống đáy, hô hấp rất yếu sau cùng là chết.
Sự phục hồi hoạt tính ChE ở cá chép có thể liên quan đến sự thay đổi các thông số huyết học. Trong thí nghiệm 60 ngày, hoạt tính ChE có biểu hiện phục hồi hoàn toàn so với đối chứng ở ngày 30. Cùng thời gian này, số hồng cầu và hemoglobin có khuynh hướng tăng để góp
phần vào quá trình giải độc. Trịnh Bỉnh Dy và ctv. (2006) cho rằng cơ thể đáp ứng lại sự thiếu oxy do suy giảm hô hấp bằng cách tăng sinh sản hồng cầu và huy động tổng hợp hemoglobin, từ đó, có thể góp phần giải độc cho cơ thể.
Sự ức chế hoạt động của AChE gây tác động lên sự hô hấp bình thường, hoạt động bơi, bắt mồi thậm chí tử vong. Sự gia tăng hoạt động hô hấp dẫn đến cá phải tiêu hao nhiều năng lượng từ đó ảnh hưởng đến tăng trưởng ở cá. Bên cạnh đó, thuốc trừ sâu quinalphos đã ức chế đáng kể hoạt tính men trypsin và alpha-amylase do đó đã ảnh hưởng đến quá trình tiêu hóa, sự chuyển hóa và hấp thu thức ăn ở cá. Ngoài ra, năng lượng chuyển hóa từ thức ăn của cá bị nhiễm thuốc được tích lũy trong cơ thể nhằm đáp ứng nhu cầu giải độc ở cá hơn là tăng trưởng. Kết quả là tăng trưởng bị giảm và hệ số chuyển hóa thức ăn của cá cao hơn ở các nồng độ thuốc so với đối chứng. Sự ức chế hoạt tính ChE làm cá suy hô hấp kết hợp với các yếu tố khác như cơ bị tê liệt và thay đổi nhịp tim có thể là nguyên nhân làm giảm tỷ lệ sống ở cá.
Kết quả các thí nghiệm đã chứng minh thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos làm thay đổi một số chỉ tiêu huyết học, rối loạn hô hấp, thay đổi tập tính bơi lội, ức chế hoạt tính một số men tiêu hóa, đặc biệt ức chế đáng kể hoạt tính ChE ở cá chép đối với thí nghiệm cấp tính cũng như dài hạn từ đó ảnh hưởng đến các thông số tăng trưởng, FCR và tỷ lệ sống của cá. Chính vì vậy, có thể sử dụng hoạt tính ChE để phát hiện ra cá chép bị ảnh hưởng bởi thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos trên đồng ruộng. Kết quả nghiên cứu phù hợp với nhận định của Edward et al. (1991), Dembele et al. (2000), Fulton và Key (2001). Các tác giả cho rằng sự ức chế hoạt tính ChE được sử dụng rộng rãi như là đánh dấu sinh học đối với thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ và carbamate.
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận
- Cá chép là đối tượng nuôi phổ biến trong mô hình lúa-cá. Thuốc trừ sâu quinalphos là một trong những loại thuốc được sử dụng phổ biến ở ruộng lúa.
- Giá trị LC50-96 giờ của thuốc trừ sâu quinalphos trên cá chép là 0,76 mg/L. - Thuốc trừ sâu quinalphos làm thay đổi một số chỉ tiêu huyết học và sinh lý hô hấp (tiêu hao oxy và ngưỡng oxy) của cá chép.
- Hoạt tính men ChE ở não, cơ, mang và gan rất nhạy cảm với thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos trong điều kiện thí nghiệm ở bể và ruộng lúa. Thời gian cần thiết để phục hồi hoàn toàn hoạt tính ChE ít nhất 21 ngày trong điều kiện thí nghiệm ở bể và ít nhất 14 ngày trong điều kiện thí nghiệm ở ruộng lúa. Não là cơ quan nhạy cảm nhất ở cá chép khi tiếp xúc với thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos.
- Sự ức chế hoạt tính ChE đã ảnh hưởng đến các hành vi bơi lội và sự sống ở cá chép. Ngưỡng ức chế hoạt tính ChE gây chết cá là 95%.
- Hoạt tính GST không đóng vai trò quan trọng trong phân giải độc chất. Trong khi đó, hoạt tính CAT và LPO có vai trò nhất định trong trong quá trình giải độc ở cá.
- Thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos làm thay đổi đáng kể hoạt tính men trypsin và alpha-amylase, trong khi quinalphos không làm thay đổi hoạt tính men chymotrypsin. Thời gian phục hồi hoàn toàn hoạt tính men trypsin và alpha-amylase ít nhất 30 ngày.
- Thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos ảnh hưởng đáng kể đến các thông số tăng trưởng (DWG, SGR, tỷ lệ sống, FCR, năng suất) của cá chép nuôi ở bể và ruộng lúa.
- Hàm lượng quinalphos trong nước giảm dần theo thời gian thí nghiệm và nằm dưới mức phát hiện (<LOD) ít nhất 14 ngày khi cá tiếp xúc với thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos trong điều kiện ở bể.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy có thể sử dụng hoạt tính ChE như là đánh dấu sinh học để phát hiện ra cá bị ảnh hưởng bởi thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos trên đồng ruộng.
4.2 Kiến nghị
- Các nghiên cứu tiếp theo được thực hiện với nhiều kích cỡ cá khác nhau để đánh giá toàn diện hơn về ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos đến các giai đoạn phát triển của cá chép.
- Nghiên cứu sử dụng hoạt tính ChE như là đánh dấu sinh học trong mối tương quan với các nồng độ dư lượng thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos trong nước.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu trong nước
1. Đỗ Thị Thanh Hương, 1997. Ảnh hưởng của Basudin 50EC lên sự thay đổi chỉ tiêu sinh lý và huyết học của cá chép, cá rô phi, cá mè vinh. Luận án thạc sĩ ngành nuôi trồng thủy sản, trường Đại học Nha Trang.
2. Đỗ Văn Bước, 2010. Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos (gốc lân hữu cơ) lên một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa và tăng trưởng của cá rô phi. Luận văn Thạc sĩ nuôi trồng thủy sản. 3. Ngô Văn Ngọc, Lê Thanh Hùng và Hakan Berg, 2001. Điều tra về
ảnh hưởng của nông dược đã sử dụng trong hệ thống nuôi lúa-cá ở Nhà Bè và Mộc Hóa, Việt Nam. Kỷ yếu Hội thảo Quốc tế canh tác lúa cá. Nhà xuất bản Nông nghiệp. 159 trang.
4. Nguyễn Thị Quế Trân, 2010. Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu Kinalux 25EC chứa hoạt chất quinalphos lên một số men của cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) giống. Luận văn Thạc sĩ Nuôi trồng thủy sản.
5. Nguyễn Văn Hảo, Nguyễn Trọng Hiền, Phạm Đình Khôi, Nguyễn Thọ Đan và Don Griffiths, 2001. Những kết quả bước đầu về phát triển hệ thống canh tác lúa-cá ở Tiền Giang. Kỷ yếu Hội thảo Quốc tế canh tác lúa cá. Nhà xuất bản Nông nghiệp. 159 trang.
6. Trần Thiện Anh, Nguyễn Thị Kim Hà, Nguyễn Quang Trung, Đỗ Thị Thanh Hương, Nguyễn Thanh Phương, 2012. Ảnh hưởng của quinalphos lên men cholinesterase và tăng trưởng của cá mè vinh
Barbodes gonionotus. Tạp chí Khoa học-Đại học Cần Thơ 2012: Volume 22a, 269-279.
7. Trịnh Bỉnh Dy, Phạm Thị Minh Đức, Phùng Xuân Bình, Lê Thu Liên và Hoàng Thế Long, 2006. Sinh lý học tập 1. NXB Y học.
Tài liệu ngoài nước
8. Ali, H. Abdul JAFFAR and V. Jaya Rani, 2009. Effect of phosalone on haematological indices in the tilapia, Oreochromis mossambicus. Turk. J. Vet. Anim. Sci, 2009; 33(5): 407-411 9. Bernfeld, P., 1951. Enzymes of starch degradation and synthesis.
In Advances in Enzymology, vol. 12. ed. Nord, FF. pp. 385–386. New York: Inter Science Publishers Inc.
10. Boone, J. S., and J.E. Chambers, 1996. Time Course of Inhibition of Cholinesterase and Aliesterase Activities, and Nonprotein Sulfhydryl Levels Following Exposure to Organophosphorus
Insecticides in Mosquitofish (Gambusia affinis). Fundam. Appl. Toxicol 29, 202-207.
11. Boyd, C. E., 1982. Water Quality Parameters for Fish Culture. Elsevier Science Publishers, Amsterdam, The Netherlands, pp: 318. 12. Boyd, 1990. Water Quality in Ponds for Aquaculture, Agricultural
Experimental Station, Auburn University
13. Bradford, M., 1976. A rapid and sensitive method for quantification of microgram quantities of protein utilizing the principle dye binding. Analytical Biochemistry 72, 248–254.. 14. Das, B.K. and S.C. Mukherjee, 2000. Sublethal Effect of
Quinalphos on Selected Blood Parameters of Labeo rohita (Ham.) Fingerlings. Asian Fisheries Science 13(2000): 225-233
15. Das BK, Mukherjee SC, 2003. Toxicity of cypermethrin in Labeo rohita fingerlings: biochemical, enzymatic and haematological consequences. Comparative Biochem. Physiol. Part C. 134: 109- 121.
16. Dethloff GM, Bailey HC, Maier KJ., 2001. Effect of dissolved copper on selected haematological, biochemical and
immunological parameters of wild rainbow trout (Oncorhynchus
mykiss). Archi. Environ. Conta. Toxicol. 40: 371-380.
17. Dembele, K., Haubruge, E., Gaspar, C., 2000. Concentration effects of selected insecticides on brain acetylcholinesterase in the common carp (Cyprinus carpio L.). Ecotox. Environ. Safety 45, 49–54.
18. Edwards, C.A., Fisher, S.W., 1991. The use of cholinesterase measurement in assessing the impact of pesticides on terrestial and aquatic invertebrates. In: Mineau, P. (Ed.), Cholinesterase Inhibiting Insecticides. Their Impact on Wildlife and the Environment, Vol. 2. Chemicals in Agriculture. Elsevier, NewYork, NY, USA, pp. 255–275.
19. Ellman, G.L., Courtney, K.D., Andres Jr., V., Featherstone, R.M., 1961. A new and rapid colorimetric determination of acetylcholinesterase activity. Biochem.Pharma, 7, pp. 88–95 20. Ferrari, A, Venturino, A and D’Angelo, A.M.P., 2004. Time course of
brain cholinesterase inhibition and recovery following acute and subacute azinphosmethyl, parathion and carbaryl exposure in the goldfish (Carassius auratus). Ecotoxicology and Environmental Safety,
21. Ferrari, A., A. Venturino, A.M.P. Angelo, 2007. Muscular and brain cholinesterase sensitivities to azinphos methyl and carbaryl in the juvenile rainbow trout Oncorhynchus mykiss. Comparative Biochemistry and Physiology, Part C 146, 308–313
22. Fleming, W.J. and Grue, C.E. Recovery of cholinesterase activity in five avian species exposed to dicrotophos, an organophosphorus pesticide. Pesticide Biochemistry and Physiology, 16: 129 – 135
23. Fukuto, T.R., 1990. Mechanism of Action of Organophosphorus and Carbamate Insecticides. Environment Heath Perspectives. Vol. 87, pp 245-254.
24. Fulton M.H and Peter B. Key, 2001. Acetylcholinesterase inhibition in estuarine fish and invertebrates as an indicator of Organophosphorus insecticide exposure and effects, Environmental Toxicocology and Chemistry, Vol. 20, (No.1) Setac Press, pp 37-45.
25. Habig, W.H., Pabst, M.J., Jakoby, W.B., 1974. Glutathione S – transferase. The first enzymatic step in mercapturic acid formation.
J. Biol. Chem. 249, 7130-7139
26. Halappa, R., M. David, 2009. Behavioural Responses of the Freshwater Fish, Cyprinus carpio (Linnaeus) Following Sublethal Exposure to Chlorpyrifos. Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 9: 233-238
27. James, R., K. Sampath and K. Lakshminarasimhan, 1994. Toxic effect of decamethrin on growth and metabollsin in Cyprinus carpio. Indian Journal of Fisheries 41(1): 24-2
28. Khalid, A.A, 2012. Acute toxicity and effects of sub-lethal malathion exposure on biochemical and haematological parameters of Oreochromis niloticus. Scientific Research and Essays Vol.
7(16), pp. 1674-1680
29. Li, Z.H., V. Zlabek, R. Grabic, P. Li, J. Machova, J. Velisek, T. Randak, 2010. Effects of exposure to sublethal propiconazole on intestine-related biochemical responses in rainbow trout, Oncorhynchus mykiss.
Chemico-Biological Interactions 185, 241–246
30. Lowry, O.H., Rosebrough, N.J., Farr, A.L., Randall, R.J., 1951. Protein measurement with the Folin phenol reagent. J. Biol. ChemKoesomadinata, S. and R. Djajadiredja., 1976. Some Aspects on the Regulation of Agriculture use of Pesticide in Indonesia, with Reference to Their Effects on Inland , 193, pp. 265–275.
31. Murty, A.S., 1988. Toxicity of pesticides to fish Vol I, II. Boca Raton, FL, p143
32. Nguyen Quoc Thinh, Tran Minh Phu, Do Thi Thanh Huong, Patrick Kestemont, Nguyen Thanh Phuong, Marie-Louise Scippo, 2012. kinetics of quinalphos residues elimination in water and fish tissues from tank cultured silver barb (Barbonymus gonionotus). AQUA 2012, Prague, Czech Republic Sep 1-5, 2012
33. Peakall, D., 1992. Animals biomakers as pollution indicators, Chapman and Hall, London, UK
34. Popma, T.J. and L.L. Lovshin, 1995. Worldwide Prospects for Commercial Production of Tilapia. International Center for Aquaculture and Aquatic Environments Department of Fisheries and Allied Aquacultures Auburn University, Alabama, 36849. 35. Richard T. Di Giulio and David E. Hinton, 2008. The Toxicology
of Fishes, CRC Press.
36. Siagian, M. and S. Siregar., 1989. The effects of crude oil on the growth of common carp (Cyprinus carpio L.). Aquaculture Research in Asia Management Techniques and Nutrition.
37. Svoboda M, Luskova V, Drastichova J, Ilabek V., 2001. The effect of dizinon on haemitological indices of common carp (Cyprinus carpio L.). Acta Vet. (Brno). 70: 457-465.
38. Tam, N.T., 2008. Evaluation of pesticides use in rice and rice fish farming and its effect on zooplankton, benthic invertebrate and farmed fish. Master Thesis of Asian Institute of Technology. 39. Tseng, H.C., Grendell, J.H. and Rothman, S.S. 1982. Food,
duodenal extracts, and enzyme secretion by the pancreas. Am. J. Physiol., 243: 304–312.
40. Vromant, N., C.Q. Nam and F. Ollevier, 2002. Growth performance and use natural food by Oreochromis niloticus (L.) in polyculture systems with Barbodes gonionotus (Bleeker) and
Cyprinus carpio (L.) in intensively cultivated in rice fields.
Aquaculture Research, 33, 969-978
41. Worthington T.M., 1982. Enzymes and Related Biochemicals. Biochemical Products Division, Worthington Diagnostic System, Freehold, NJ, USA.
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU Bài báo xuất bản từ công trình nghiên cứu
1) Nguyễn Quang Trung và Đỗ Thị Thanh Hương, 2012. Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos đến hoạt tính men cholinesterase và glutathione-S-transferase của cá chép (Cyprinus carpio). Tạp chí Khoa học, Đại học Cần Thơ, 2012: Volume 22a 131-142.
2) Nguyễn Quang Trung và Đỗ Thị Thanh Hương, 2012. Ảnh
hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos đến độ nhạy cảm của men cholinesterase và một số chỉ tiêu sinh lý của cá chép (Cyprinus carpio). Tạp chí Khoa học, Đại học Cần Thơ, 2012 : Volume 24a 167-178
Bài báo xuất bản liên quan đến công trình nghiên cứu
1) Trần Thiện Anh, Nguyễn Thị Kim Hà, Nguyễn Quang Trung, Đỗ Thị Thanh Hương, Nguyễn Thanh Phương, 2012. Ảnh hưởng của quinalphos lên men cholinesterase và tăng trưởng của cá mè vinh Barbodes gonionotus.Tạp chí Khoa học-Đại học Cần Thơ 2012: Volume 22a, 269-279.
Bài báo nói (oral) và báo tường (poster) tại hội nghị trong nước và quốc tế
1) Nguyễn Quang Trung, 2011. Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos đến hoạt tính men cholinesterase và glutathione- S-transferase của cá chép (Cyprinus carpio). Kỷ yếu hội nghị sinh viên và cán bộ trẻ nghiên cứu khoa học toàn quốc năm 2011.
2) Nguyen Quang Trung, S. Milla, P. Kestemont and D.T.T. Huong, 2011. Effects of quinalphos pesticide on hematological parameters, enzyme activities and neurotransmitter concentrations in silver barb (Barbonymus gonionotus). Beltox Annual Meeting 8 December 2011, Mechelen, Belgium.
3) Nguyen Quang Trung, D.T.T. Huong, P. Kestemont and N.T. Phuong, 2012. Effects of quinalphos insecticide on cholinesterase and digestive enzyme activities and growth of common carp (Cyprinus carpio). International Fisheries Symposium 6-8 December, 2012, Can Tho, Viet Nam.