Nghiên cứu ảnh hưởng của nitrite, CO2 và nhiệt độ đến sinh lý, tăng trưởng cá basa giống (Pangasius bocourti) - Luận án tiến sĩ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN NGUYỄN THỊ KIM HÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NITRITE, CO2, NHIỆT ĐỘ LÊN MỘT SỐ CHỈ TIÊU SINH LÝ VÀ TĂNG TRƯỞNG CỦA CÁ BASA GIỐNG (Pangasius bocourti Sauvage, 1880) LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN MÃ NGÀNH: 9620301 2019 luan an TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN NGUYỄN THỊ KIM HÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NITRITE, CO2, NHIỆT ĐỘ LÊN MỘT SỐ CHỈ TIÊU SINH LÝ VÀ TĂNG TRƯỞNG CỦA CÁ BASA GIỐNG (Pangasius bocourti Sauvage, 1880) LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN MÃ NGÀNH: 9620301 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGs. ĐỖ THỊ THANH HƯƠNG 2019 luan an LỜI CẢM TẠ Tác giả luận án, Nguyễn Thị Kim Hà xin gửi lời cám ơn chân thành đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Cần Thơ, Ban Chủ nhiệm Khoa Thủy sản, lãnh đạo Bộ môn Dinh dưỡng và Chế biến Thủy sản, Lãnh đạo Bộ môn Thủy sinh học Ứng dụng, Khoa sau Đại học đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành chương trình đào tạo tiến sĩ. Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô PGS. Đỗ Thị Thanh Hương đã dành thời gian hướng dẫn, động viên, giúp đỡ, truyền đạt kiến thức quý báu và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận án.

Đặc biệt, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy GS. Nguyễn Thanh Phương đã luôn hỗ trợ, động viên, giúp đỡ và có những góp ý quý báo trong quá trình tôi học tập và nghiên cứu. Tác giả cũng xin gửi lời cám ơn chân thành đến PGS. Mark Bayley (Đại học Aarhus – Đan Mạch), GS.

Frank Bo Jensen (Đại học Odense – Đan Mạch) đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt kiến thức quý báu trong thời gian tôi học tập tại Đan Mạch. Tác giả xin gửi lời cám ơn chân thành đến các anh Nguyễn Quốc Thịnh, anh Trần Minh Phú, chị Trần Lê Cẩm Tú, em Nguyễn Lê Anh Đào và tất cả các anh chị em thuộc bộ môn Dinh dưỡng và Chế biến Thủy sản; em Nguyễn Tính Em, cùng các Thầy, Cô, anh chị em thuộc bộ môn Thủy sinh học Ứng dụng đã luôn giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tác giả xin gửi lời cám ơn chân thành đến các em Nguyễn Trần Phương Thảo và Nguyễn Thị Xuân Biểu lớp Cao học Nuôi trồng Thủy sản Khóa 21, các em Phạm Thái Dương (lớp Bệnh học Thủy sản K37), Trần Duy Khiết (lớp Nuôi và Bảo tồn K38), Lữ Khải Cường (lớp Bệnh học Thủy sản K38), Trần Thế Lực (lớp Nuôi trồng Thủy sản K39), Nguyễn Văn Điển (lớp Nuôi trồng Thủy sản K39), Huỳnh Văn Hòa (lớp Nuôi trồng Thủy sản K40) đã hỗ trợ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tác giả xin gửi lời cám ơn chân thành đến các bạn nghiên cứu sinh trong dự án iAQUA: Lê Mỹ Phương, Phan Vĩnh Thịnh, Lê Thị Hồng Gẩm và Đặng Diễm Tường đã cùng tôi học tập, nghiên cứu và chia sẻ kinh nghiệm trong quá trình học tập.

Tác giả xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và bạn bè đã luôn ủng hộ, động viên và chia sẽ khó khăn để tôi có đủ nghị lực hoàn thành luận án này. Cuối cùng, Tác giả xin gửi lời cám ơn dự án iAQUA “Interdisciplinary Project on Climate change in Tropical Aquaculture”, do Danida – Đan Mạch tài trợ đã hỗ trợ kinh phí cho nghiên cứu. NCS NGUYỄN THỊ KIM HÀ i luan an TÓM TẮT Cá basa (Pangasius bocourti Sauvage, 1880) là đối tượng nuôi có giá trị thương phẩm cao và được nuôi ở một số tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL). Giai đoạn thương phẩm cá được nuôi trong bè trên sông nước chảy, tuy nhiên giai đoạn giống cá được ương chủ yếu trong ao.

Hiện nay, dưới tác động của biến đổi khí hậu và quá trình nuôi thâm canh, sự thay đổi của các yếu tố môi trường như nitrite, nhiệt độ và CO2 vượt ngưỡng chịu đựng đã ảnh hưởng lớn đến đời sống động vật thủy sản nói chung. Vì vậy việc khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố này đến các đáp ứng về sinh lý và tăng trưởng của cá basa (Pangasius bocourti Sauvage, 1880) giống đã được thực hiện. Nghiên cứu gồm các nội dung như: (i) ảnh hưởng đơn và kết hợp của nitrite và nhiệt độ, nitrite và CO2 lên sinh lý và tăng trưởng của cá basa; (ii) ảnh hưởng của nitrite lên enzyme metHb reductase và tiêu hao oxy của cá basa; (iii) khảo sát biến động các yếu tố môi trường ao ương cá basa giống. Ảnh hưởng của nitrite lên các chỉ tiêu sinh lý và tăng trưởng của cá basa giống (10-20 g) cho thấy giá trị LC50-96 giờ của nitrite lên cá basa giảm khi nhiệt độ tăng từ 27oC lên 33oC, lần lượt là 0,88 mM và 0,60 mM.

Các chỉ tiêu huyết học như số lượng hồng cầu, nồng độ hemoglobin (Hb), tỷ lệ hematocrit (Hct) giảm sau 24 giờ tiếp xúc ở nồng độ 0,22 mM và 0,44 mM (p<0,05) và phục hồi hoàn toàn sau 7 ngày. Tỷ lệ methemoglobin (metHb), glucose, nồng độ nitrite và nitrate trong huyết tương tăng cao sau 48 giờ tiếp xúc và vẫn chưa phục hồi sau 14 ngày (p<0,05). Sự điều hòa a-xít và ba-zơ của cá basa không bị ảnh hưởng bởi nitrite nhưng bị tác động bởi nhiệt độ, pH máu (pHe) và nồng độ [HCO3-] giảm trong khi pCO2 tăng ở nhiệt độ 33oC (p<0,05). Nitrite làm giảm tăng trưởng, giảm hoạt tính các enzyme tiêu hóa, chỉ tiêu miễn dịch (lysozyme và Ig) và làm tăng hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR) của cá sau 60 ngày nuôi (p<0,05).

Ngoài ra, nghiên cứu cho thấy khi tiếp xúc cùng nồng độ nitrite, ở nhiệt độ cao 33oC cá tăng trưởng nhanh hơn ở 27oC nhờ vào sự tăng hoạt tính enzyme tiêu hóa và chỉ tiêu miễn dịch (p<0,05). Đặc biệt cá basa có khả năng điều hòa tăng hoạt tính của enzyme metHb reductase khi tiếp xúc với nitrite cao 0,44 mM, hằng số hoạt động k của enzyme này tăng theo nhiệt độ và thời gian tiếp xúc. Cá basa có khả năng điều hòa a-xít và ba-zơ khi tiếp xúc với CO2 nồng độ CO2 cao (21 mmHg), pHe của cá phục hồi hoàn toàn sau 24 giờ. Tuy nhiên, sự điều hòa áp suất thẩm thấu, ion và một số chỉ tiêu sinh lý như bạch cầu, tỷ lệ metHb và tỷ lệ Hct của cá bị ảnh hưởng và chưa phục hồi sau 168 giờ tiếp xúc với nồng độ 14 và 21 mmHg CO2 (p<0,05).

CO2 còn làm giảm các chỉ số tăng trưởng và tăng FCR của cá sau 60 ngày nuôi ở nồng độ 7, 14 và 21 mmHg ii luan an (p<0,05). Tỷ lệ sống của cá chỉ giảm ở nồng độ CO2 cao nhất 21 mmHg (83,3%) sau 60 ngày nuôi (p<0,05). Khi có sự kết hợp giữa CO2 và nitrite thì quá trình điều hòa a-xít và ba-zơ của cá basa có khả năng hạn chế sự hấp thu nitrite nhờ vào hoạt động của kênh Cl-/HCO3- ở mang cá. Sự kết hợp giữa nitrite và CO2 làm tỷ lệ metHb và NO2- huyết tương tăng thấp nhưng NO3- huyết tương tăng cao hơn khi tiếp xúc với nitrite đơn.

Khi cá basa tiếp xúc với nitrite đơn, CO2 đơn và nitrite kết hợp với CO2 cho thấy cấu trúc mô học của các lá mang sơ cấp và thứ cấp có sự thay đổi như sự kết dính các lá mang thứ cấp, sự tăng sinh các tế bào biểu mô và tế bào nhầy. Nghiên cứu cho thấy cá basa là loài hô hấp hoàn toàn trong nước, ngưỡng oxy của cá là 0,63 mgO2/L; giá trị này tăng và tiêu hao oxy giảm khi cá tiếp xúc với nitrite ở nồng độ 0,22 mM và 0,44 mM NO2-. Kết quả khảo sát các yếu tố môi trường trong ao ương cá basa cho thấy các chỉ tiêu oxy, nhiệt độ, pH và đạm tổng (TAN) đều nằm trong mức cho phép; riêng CO2 và nitrite tương đối cao nhưng do ao được sục khí nên không ảnh hưởng đến cá. Tóm lại, các yếu tố nhiệt độ, nitrite, CO2 ở nồng độ cao và sự kết hợp của chúng có ảnh hưởng đến các chỉ tiêu sinh lý, tăng trưởng, miễn dịch, hô hấp và cấu trúc mô mang của cá ở các mức độ khác nhau.

Sự phục hồi các chỉ tiêu sinh lý tùy thuộc vào nồng độ và thời gian tiếp xúc. Tuy nhiên, sự gia tăng nhiệt độ (33ºC) giúp cá tăng trưởng tốt hơn ở nhiệt độ thường (27ºC). Từ khóa: Cá basa, nitrite, nhiệt độ, CO2, sinh lý, tăng trưởng, tiêu hao oxy. iii luan an ABSTRACT Basa catfish (Pangasius bocourti Sauvage, 1880) is a high commercial value species in The Mekong River Delta, Viet Nam.

The fish are cultured in cages placed in the river, however; only in the early fry stage, fish are reared in earthen pond with high stocking density. Climate change and intensive aquaculture have been predicted to impact to aquatic animal health. In this study, physiological responses and growth performances of basa catfish at fingerling stage exposed to nitrite, CO2 and temperature were investigated. The study focused on (i) to investigate the effect of nitrite and combination of nitrite and temperature or CO2 on physiological parameters and growth performances of basa catfish fingerling; and (ii) to assess the effects of nitrite on enzyme methemoglobine reductase activity and oxygen consumption (iii) to investigate the changes of water quality parameters in basa catfish nurseries.

The study on the effect of nitrite on physiological responses and growth performance of basa catfish fingerling (10-20 g) revealed that the LC50-96 h of fish exposed to nitrite decreased with the increase of temperature from 27oC to 33oC (0. The number of red blood cell (RBC), hemoglobin (Hb) and haematocrit (Hct) of fish decreased after 24 hrs of exposure to nitrite at concentrations of 0. These parameters fully recovered after 7 days. Methemoglobin (metHb), glucose, nitrite and nitrate in plasma sharply increased after 48 hrs and these parameters did not recover after 14 days (p<0.

Acid-base regulation of the fish was not affected by nitrite exposure but influenced by temperature, i. pHe and [HCO3-] reduced, pCO2 increased at 33oC. Nitrite reduced growth performance, digestive enzyme activity, immunological parameters and increased FCR of basa catfish after 60 days of rearing. In addition, when the fish exposed to the same nitrite concentrations at the high temperature (33oC), the digestive enzyme activities, Ig and lysozyme of fish increased.

The growth performance was also higher compared to fish reared at the lower temperature (27oC) (p<0. The results also showed that the fish had up-regulation of metHb reductase activities when exposed to 0. The constant rate (k) of this enzyme increased according to exposure duration and reached the maximum level after 7 days. Acid-base regulation of basa catfish was influenced by the increase of CO2.

The pHe fully recovered after 24 hrs of CO2 exposure at 21 mmHg. However, osmoregulation, ion regulations and physiological parameters (white blood cell, metHb and Hct) were affected and these parameters did not recover after 168 hrs of CO2 exposure at 14 and 21 mmHg CO2 (p<0.