Luận án nghiên cứu biến động hormone steroid huyết tương cá dìa Siganus guttatus Bloch 1787

MỞ ĐẦU Nuôi trồng Thủy sản (NTTS) là ngành kinh tế có quy mô và tỷ suất hàng hóa lớn, tham gia sâu vào chuỗi cung ứng toàn cầu, có khả năng cạnh tranh cao và bền vững. Theo Quyết định số 339/QĐ-TTg ngày 11 tháng 3 năm 2021 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt chiến lược phát triển thủy sản Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045 đã đề ra mục tiêu đến năm 2030, tốc độ tăng trưởng giá trị sản xuất thủy sản đạt 3,0 - 4,0%/năm; tổng sản lượng thủy sản sản xuất trong nước đạt 9,8 triệu tấn; trong đó sản lượng nuôi trồng thủy sản 7,0 triệu tấn, sản lượng khai thác thủy sản 2,8 triệu tấn; Giá trị kim ngạch xuất khẩu thủy sản đạt 14 - 16 tỷ USD. Điều này cho thấy được tầm quan trọng của ngành NTTS trong cơ cấu kinh tế của nước ta. Tuy nhiên, so với một số lĩnh vực khác trong ngành nông nghiệp như chăn nuôi hay thú y, NTTS vẫn còn nhiều hạn chế trong các lĩnh vực nghiên cứu sinh sản nhân tạo và nâng cao chất lượng con giống.

Một trong những nguyên nhân chính đã được nhìn nhận là chưa có nhiều công trình nghiên cứu cải tạo nguồn gen và khả năng điều khiển sinh sản trong môi trường nhân tạo vẫn còn hạn chế [186]. Việc phụ thuộc vào con giống hay tế bào sinh dục ngoài tự nhiên có thể dẫn đến nhiều bất cập như không dự báo được sản lượng, không chủ động trong sản xuất, chất lượng không đáng tin cậy và thậm chí là sự lây lan dịch bệnh, dẫn đến không đáp ứng việc phát triển NTTS theo hướng bền vững và quy mô công nghiệp. Trên thực tế, nhiều loài cá không đẻ được trong điều kiện nuôi nhốt do cá cái không đạt được trạng thái thành thục hoàn toàn, dẫn đến tình trạng không thể chín và rụng trứng, trong khi cá đực chỉ tạo ra rất ít tinh dịch hoặc chất lượng tinh dịch không đảm bảo cho sự thụ tinh [186]. Việc can thiệp bằng các yếu tố môi trường có thể cải thiện đáng kể tỷ lệ đẻ.

Tuy nhiên một số loài phải cần đến sự kích thích của các hormone từ bên ngoài mới có thể đạt đến trạng thái thành thục và đẻ trứng [1, 2, 20]. Ở nước ta, việc nuôi vỗ thành thục và kích thích sinh sản nhân tạo các loài cá biển vẫn còn nhiều hạn chế so với cá nước ngọt, tỷ lệ thành thục và tỷ lệ đẻ còn thấp. Một trong những nguyên nhân chính là chưa có các nghiên cứu cơ bản về nội tiết học sinh sản, vì vậy chưa nắm bắt được bản chất và cơ chế tác động của hormone trong quá trình điều khiển sự thành thục và đẻ trứng ở cá dẫn đến việc kích thích cho cá đẻ vẫn chưa đạt được kết quả như mong muốn. 1 Sự hiểu biết cơ chế tác dụng của các loại hormone trong quá trình thúc đẩy sự thành thục sinh dục và kích thích hoạt động đẻ trứng ở cá là rất quan trọng, cho phép chúng ta xây dựng chiến lược sản xuất giống tốt hơn hoặc có thể cải tiến kỹ thuật sản xuất giống nhân tạo bằng các loại hormone tổng hợp hoặc chiết xuất nhân tạo.

Khi sinh sản nhân tạo đã được kiểm soát, chúng ta có thể cung cấp ổn định nguồn giống gần như quanh năm về số lượng và chất lượng và việc cải tiến nguồn gen nhằm nâng cao tốc độ sinh trưởng, tỷ lệ sống và chất lượng thịt là có thể thực hiện được. Các loài thuộc giống cá dìa Siganus chủ yếu phân bố ở vùng nhiệt đới từ Đông Ấn Độ Dương đến Tây Thái Bình Dương. Đây là loài cá biển có giá trị dinh dưỡng và kinh tế cao. Kết quả phân tích thành phần hóa học trong thịt một loài Siganid của Penis và cộng sự (1972) cho thấy hàm lượng protein có trong thịt tương đối cao [153].

Thức ăn chủ yếu của cá dìa là rong biển tự nhiên nhưng trong điều kiện nuôi nhốt thì cá vẫn phát triển tốt khi cho ăn bằng thức ăn công nghiệp. Cá dìa có thể chịu đựng được sự thay đổi độ mặn và nhiệt độ khá rộng nên có thể nuôi cá ở nước lợ, ao hoặc lồng ở biển [37, 115, 186]. Do cá dìa có các đặc điểm thuận lợi trong nuôi thương phẩm nên nó là một đối tượng nuôi thủy sản chủ yếu và tiềm năng đối với một số nước thuộc khu vực Thái Bình Dương [96]. Mặc dù là đối tượng nuôi ngày càng phổ biến và có giá trị kinh tế cao nhưng vấn đề sản xuất giống loài cá này vẫn chưa được giải quyết tốt.

Từ năm 1985 đến nay đã có rất nhiều nghiên cứu về sinh sản nhân tạo cá dìa như cho đẻ và ương nuôi ấu trùng cá dìa ở Trung tâm Phát triển nghề cá Đông Nam Á (SEAFDEC), Philippine nhưng tỷ lệ sống rất thấp và chưa thể xây dựng quy trình sản xuất giống loài cá này [96]. Ở nước ta nói riêng và trên thế giới nói chung, việc sản xuất giống cá dìa còn gặp nhiều hạn chế như tỷ lệ đẻ thấp, việc ương nuôi ấu trùng gặp nhiều khó khăn, dẫn đến tỷ lệ sống của ấu trùng không cao, khó đạt được kích thước cá giống. Hiện nay, nghiên cứu về sinh học sinh sản, sinh lý, nội tiết sinh sản và kích thích sinh sản trong điều kiện nuôi nhốt chưa được chú ý đầy đủ [191]. Ngoài ra, việc nghiên cứu về sự thay đổi hàm lượng các hormone steroid trong chu kỳ sinh sản trên cá dìa chưa được thực hiện [5].

Trước bối cảnh đó, đề tài “Nghiên cứu sự biến động hàm lượng hormone steroid huyết tương trong chu kỳ sinh sản cá dìa Siganus guttatus (Bloch, 1787)” đã được thực hiện, nhằm cung cấp dữ liệu khoa học, góp phần hướng đến hoàn thiện quy trình sinh sản nhân tạo và sản xuất giống cá dìa. 2 Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu tổng quát: Làm rõ sự biến động hàm lượng hormone steroid trong huyết tương cá dìa Siganus guttatus trong chu kỳ sinh sản làm cơ sở cho các nghiên cứu về sinh sản nhân tạo. Mục tiêu cụ thể: (1) Làm rõ sự biến động hàm lượng Estradiol 17- (E2), Testosterone (T) và 11 – Keto Testosterone (11-KT) trong huyết tương cá dìa và mối quan hệ của chúng với quá trình phát triển tuyến sinh dục trong chu kỳ sinh sản. (2) Làm rõ sự biến động hàm lượng E2 và T dưới ảnh hưởng của hCG và LHRH – A.

(3) Làm rõ sự thay đổi về đặc điểm sinh lý sinh sản và thành phần sinh hóa của tinh sào và buồng trứng của cá dìa dưới ảnh hưởng của hCG, LHRH – A. Nội dung nghiên cứu Nội dung 1: Nghiên cứu sự biến động hàm lượng hormone E2, T và 11-KT trong huyết tương cá dìa và mối quan hệ của chúng với quá trình phát triển tuyến sinh dục trong chu kỳ sinh sản. Nội dung 2: Nghiên cứu sự biến động hàm lượng hormone E2 và T dưới ảnh hưởng của kích dục tố màng đệm nhau thai người hCG và LHRH – A. Nội dung 3: Nghiên cứu sự ảnh hưởng của hCG, LHRH – A lên đặc điểm sinh lý sinh sản và thành phần sinh hóa của tinh sào và buồng trứng cá dìa.

Ý nghĩa khoa học của nghiên cứu: Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học và làm sáng tỏ hơn việc sử dụng hCG và LHRH – A trong kích thích cá dìa sinh sản, đồng thời cấp thông tin về phương pháp luận, kiến thức về nội tiết học sinh sản của biển nói chung, đồng thời cũng là tư liệu cho hoạt động đào tạo đại học, sau đại học và các lớp tập huấn cho cán bộ và sinh viên ngành NTTS. Ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu: Kết quả nghiên cứu của luận án về sự biến động hàm lượng hormone steroid trong chu kỳ sinh sản cá dìa là cơ sở cho việc xây dựng quy trình nuôi vỗ cá bố mẹ, cho sinh sản nhân tạo giống cá dìa cũng như các loài cá biển nói chung. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Một số đặc điểm sinh học cá dìa 1.

Đặc điểm hình thái Cá dìa có hình bầu dục dài và dẹt hai bên, có vẩy tròn nhỏ, 2 bên đầu ít nhiều đều có vẩy, đường bên hoàn toàn. Mỗi bên mõm đều có 2 lỗ mũi, miệng bé. Vây ngực hình tròn, lớn vừa phải. Vây bụng ở dưới ngực.

Vây đuôi bằng phẳng hoặc hơi chia thùy. Mình có nhiều chấm, có một số sọc xiên hẹp ở bên đầu, sọc từ mép miệng đến dưới mắt là rõ nhất. Đầu cuối của vây lưng có đám sọc màu nhạt. Màu sắc bên ngoài của cá từ màu vàng nhạt đến màu nâu.

Cá dìa có 13 tia vây lưng, 7 tia vây hậu môn và 2 tia vây bụng [4]. Đặc điểm phân bố Hình 1. Phân bố địa lý của cá dìa trên thế giới (Khu vực cá dìa phân bố biểu thị màu đỏ) (Nguồn: www.org) Về mặt địa lý, cá dìa phân bố ở vùng nhiệt đới, từ vĩ độ 30o Bắc đến 30o Nam, từ đông Ấn Độ Dương đến tây Thái Bình Dương, bao gồm các nước như quần đảo Andaman, Australia, Indonesia, Thái Lan, Malaysia, Singapore, Ryukyus (Nhật Bản), nam và đông nam Trung Quốc, Đài Loan, Philippine và Palau. Ở Việt Nam cá dìa phân bố ở các vùng ven bờ từ vịnh Bắc Bộ đến vịnh Thái Lan, trong đó nhiều nhất tại 4 các vùng biển Quảng Thái (Thừa Thiên Huế), vùng hạ lưu sông Thu Bồn và các bãi bồi thuộc tỉnh Quảng Nam, vùng hạ lưu sông Hiếu và sông Bến Hải (Quảng Trị).

Về mặt sinh thái, cá dìa thường sống ở vùng cỏ biển hoặc rạn san hô, những nơi có nhiều thức ăn là rong biển hoặc rêu mọc trên đá. Ấu trùng cá dìa có thể được tìm thấy trong khu vực rừng ngập mặn, vịnh nước nông hoặc cửa sông [72]. Đặc điểm môi trường sống Khu vực phân bố của cá dìa chịu tác động lớn của nhiệt độ. Trong tự nhiên, có thể đánh bắt cá dìa ở các vùng nước có nhiệt độ từ 24 – 280C.

Cá dìa nói chung có thể chịu đựng được sự thay đổi độ mặn và nhiệt độ khá rộng [22, 2]. Cá có thể thích nghi dần dần khi độ mặn thấp xuống 5‰ [70], nhiệt độ 25 - 340C [45]. Khả năng chịu đựng hàm lượng ôxy hòa tan thấp của cá dìa cũng rất tốt. Tuy nhiên, cá không thể chịu đựng được nếu hàm lượng ôxy hòa tan < 2mg O2/L [75].

Đặc điểm dinh dưỡng Ấu trùng cá dìa công mới nở có kích thước nhỏ 1,5 – 1,6 mm ấu trùng mở miệng 36 giờ sau khi nở, bắt đầu tập ăn vào lúc 60 giờ sau khi nở, noãn hoàng bị hấp thụ hoàn toàn khi ấu trùng 70 giờ sau khi nở [21].