BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
NGUYỄN THỊ LỆ
NGHIÊN CỨU TẠO ðA BỘI THỂ TRÊN CÁ RÔ PHI VẰN
(Oreochromis niloticus Linnaeus, 1757)
BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐC NHIỆT NÓNG
LUẬN VĂN THẠC SỸ NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành: Nuôi trồng thủy sản
Mã số: 60 62 03 01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN HỮU NINH
HÀ NỘI - 2013
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
iLỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa ai công bố trong bất kỳ công
trình nào khác.
Tôi xin cam ñoan các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược ghi
rõ nguồn gốc.
Bắc Ninh, ngày….tháng… năm 2013
Học viên ký tên
Nguyễn Thị Lệ
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
ii
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT v
DANH MỤC HÌNH vii
MỞ ðẦU 1
PHẦN 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1. ðặc ñiểm sinh học cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus)
4
1.1.1. Hệ thống phân loại 4
1.1.2. ðặc ñiểm hình thái 4
1.1.3. ðặc ñiểm dinh dưỡng 5
1.1.4. ðặc ñiểm sinh trưởng 5
1.1.5. ðặc ñiểm sinh sản 6
1.2.
Sử dụng kích dục tố trong nuôi trồng thủy sản
7
1.3.
Một số phương pháp tạo ña bội thể
8
1.4.
Cơ sở khoa học của việc tạo ña bội thể bằng phương pháp sốc nhiệt
.10
1.5. Tính ưu việt của thể ña bội ở cá
12
1.6.
Tình hình nghiên cứu tạo ña bội thể trên cá
2.3.1. Ấp trứng 19
2.3.2. Ương cá 19
2.4.
Phương pháp thu thập số liệu
19
2.4.1. Xác ñịnh một số chỉ tiêu 19
2.4.2. Xác ñịnh thể ña bội 20
2.5.
Phân tích và xử lý số liệu
21
PHẦN 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 22
3.1.
Kết quả nghiên cứu liều lượng KDT
22
3.2.
Kết quả theo dõi một số chỉ tiêu thí nghiệm sốc nhiệt
23
3.2.1. Tỷ lệ nở 25
3.2.2. Tỷ lệ ra cá bột 25
3.2.3. Tỷ lệ sống 26
3.2.4. Tỷ lệ dị hình 27
3.3.
Kết quả sốc nhiệt tạo cá rô phi ña bội
27
3.3.1. Kết quả ño kích thước nhân tế bào hồng cầu 27
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Các giai ñoạn phát triển noãn bào của cá rô phi 6
Bảng 1.2: Liều lượng KDT sử dụng cho các loài cá nuôi chủ yếu ở Việt Nam
7
Bảng 1.3: Các chất kích thích sinh sản có hiệu quả cho cá tra cái
8
Bảng 1.4: Một số nghiên cứu tạo ña bội thể trên cá ở nước ngoài và trong nước
14
Bảng 3.1: Một số yếu tố môi trường trong bể cá bố mẹ
22
Bảng 3.2: Kết quả sử dụng kích dục tố trên cá rô phi
22
Bảng 3.3: Một số yếu tố môi trường nước trong quá trình ấp trứng
23
Bảng 3.4: Ảnh hưởng của nhiệt ñộ và thời lượng sốc nhiệt ñến một số chỉ tiêu sinh sản 24
Bảng 3.5: Kết quả thí nghiệm tạo ña bội thể bằng sốc nhiệt nóng
27 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
vii
DANH MỤC HÌNH
ñực sản xuất bằng công nghệ sử dụng hormone.
Ngày nay, ứng dụng công nghệ sinh học trong nuôi trồng thủy sản như
nghiên cứu tạo ña bội thể trên một số ñối tượng ñã thành công, mở ra một hướng
nghiên cứu mới. Hơn nữa, thể ña bội còn thể hiện ñược những lợi thế như sự
tăng trưởng nhanh, tính bất thụ cũng như khả năng chịu ñựng môi trường sống
khắc nghiệt, khả năng kháng bệnh tốt. Sử dụng kích dục tố kích thích sinh sản cá
bố mẹ nhằm thu sản phẩm sinh dục, biết ñược chính xác thời ñiểm thụ tinh là
yếu tố hết sức quan trọng, quyết ñịnh ñến hiệu quả của nghiên cứu tạo ña bội thể.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
2
Các loại kích dục tố thường ñược sử dụng trong sinh sản nhân tạo như não
thùy thể cá, HCG (Humnan Chorionic Gonadotropin), LHRHa (Luteinizing
Hormone – Releasing Hormone) và chất kháng Dompamin, hay huyết thanh
ngựa mang thai. Với mỗi loài cá khác nhau thì sử dụng loại kích dục tố, liều
lượng tiêm và kết quả thu ñược là không giống nhau (Nguyễn Tường Anh,
1999).
Nghiên cứu tạo ña bội thể trên một số ñối tượng thủy sản ñã ñược triển
khai từ những năm 80 của thế kỷ 20 và ñã ñược ứng dụng vào thực tiễn sản xuất,
ñặc biệt là trên cá. Các phương pháp tạo ña bội thể có thể bằng: sốc nhiệt, hóa
chất hay áp suất thủy tĩnh.
Ở Việt Nam vấn ñề nghiên cứu tạo giống ña bội một số loài ñộng vật thủy
sản chưa ñược chú trọng ñến, ñối với cá mới chỉ có thử nghiệm bước ñầu trên
một số loài cá như cá trê vàng (Huỳnh Tấn Hồng, 2009) và cá tra (Lê Thiên Lý,
2008) tuy nhiên kết quả còn hạn chế, chưa có nghiên cứu nào nên cá rô phi. Vì
vậy, nghiên cứu tạo cá rô phi tứ bội (4n) ñể lai với cá lưỡng bội (2n) tạo cá tam
bội (3n) phục vụ sản xuất rất có ý nghĩa. Xuất phát từ yêu cầu thực tế và dựa trên
các kết quả nghiên cứu trên thế giới chúng tôi tiến hành “Nghiên cứu tạo ña bội
thể trên cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus Linnaeus, 1757) bằng phương
1.1. ðặc ñiểm sinh học cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus)
1.1.1. Hệ thống phân loại
Cá rô phi thuộc bộ cá vược Percifomes, họ Cichlidae, là loài cá ưa nhiệt
có nguồn gốc từ Châu Phi, có sức sống cao, có giới hạn thủy vực rộng, ñược
nuôi thả hầu hết ở các vùng nhiệt ñới. Có khoảng 80 loài rô phi và căn cứ vào cơ
sở di truyền và tập tính sinh sản (Trewavas, 1983) ñã phân loại cá rô phi thành 3
giống chính: Tilapia, Sarothegodon, Oreochromis.
Hệ thống phân loại cá rô phi vằn như sau:
Giới: Animalia
Ngành: Chordata
Lớp: Actinopterygii
Bộ: Perciformes
Họ: Cichlidae
Giống: Oreochromis
Loài: Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1757)
1.1.2. ðặc ñiểm hình thái
Cá rô phi vằn O. niloticus toàn thân phủ vẩy sáng bóng, phần lưng có màu
xám nhạt, phần bụng có màu trắng sữa hoặc màu xanh nhạt. Trên thân có 7 – 9
vạch ñậm chạy từ lưng xuống bụng. Vây ñuôi có màu sọc ñen ñậm song song từ
phía trên xuống dưới và phân bố khắp vây ñuôi. Vây lưng có những sọc trắng
chạy song song trên nền xám ñen. Cá ñực màu sẫm hơn cá cái, rìa vây ñuôi màu
phớt hồng. Hàm dưới của cá cái hơi phình ñể chứa trứng và cá con, cá ñực
không có ñặc ñiểm này, miệng cá rô phi có nhiều răng nhỏ. Ở cá rô phi ñực hậu
môn có 2 lỗ (lỗ niệu sinh dục và lỗ hậu môn), cá cái có 3 lỗ (lỗ niệu, lỗ sinh dục
và lỗ hậu môn) (Nguyễn Duy Hoan, 2006).
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
5
Thành thục sinh dục và chu kỳ sinh sản:
Cá rô phi là loài thành thục sớm, tuổi thành thục tùy thuộc vào môi trường
nuôi và khác nhau ở từng loài. Cá rô phi thành thục rất sớm thường sau 3 ñến 5
tháng nuôi, khối lượng 150-200 g/con. Cá sinh sản nhiều lần trong năm, ở những
vùng khí hậu ấm áp quanh năm như các tỉnh phía Nam cá rô phi O. niloticus có
thể ñẻ 11 – 12 lần/năm. Còn ở các tỉnh miền Bắc cá chỉ ñẻ 5 – 6 lần trong năm.
Chu kỳ sinh sản của cá rô phi thường kéo dài từ 3 – 4 tuần (tính từ lần ñẻ này
ñến lần ñẻ tiếp theo). Tuy nhiên khi nhiệt ñộ nước xuống dưới 20
0
C kéo dài
trong nhiều ngày cá ngừng sinh sản (Nguyễn Công Dân và Trần Văn Vỹ, 1996).
Nghiên cứu sự phát triển tuyến sinh dục của cá rô phi cho thấy sự phát triển của
tế bào sinh dục cũng ñược chia thành 6 giai ñoạn như những loài cá khác. Tiêu
chuẩn phân chia giai ñoạn phát triển của tế bào sinh dục cái ñược dựa vào kích
thước của noãn bào. Tacon (1996) ñã mô tả tóm tắt 6 giai ñoạn phát triển noãn
bào của cá rô phi (Bảng 1.1).
Bảng 1.1. Các giai ñoạn phát triển noãn bào của cá rô phi
Giai ñoạn Kích thước noãn sào (µm)
I 500 – 700
II 800 – 1000
III 1100 – 1300
IV 1400 – 1600
V >1700
VI 500 – 700+ >1700
(Theo Tacon , 1996)
Tập tính sinh sản:
ðối với cá rô phi, sự phát triển và hình thành các ñặc ñiểm, dấu hiệu sinh
dục phụ ñược thể hiện rất rõ ở cả cá ñực và cá cái trước khi tham gia sinh sản
(Ambali, 1990).
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
Trắm cỏ 4 – 6 Không hiệu quả 10 – 20
Trắm ñen 4 – 6 1200 – 2000 15 – 25
Rô hu 6 – 8 Không hiệu quả 15 – 25
Sặc rằn 4 – 6 2000 – 2500 40 – 50
Cá cái
Rô ñồng 4 – 6 2000 – 2500 40 – 50
Mè, rô hu, trắm 2 500 7 – 10
Cá
ñực
Sặc rằn,
rô ñồng
2 – 3 1000 – 1200 20 – 25
(Nguyễn Duy Hoan, 2006)
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
8
Bảng 1.3: Các chất kích thích sinh sản có hiệu quả cho cá tra cái
Phương pháp
sử dụng
Chất kích
thích sinh sản
ðơn vị Liều sơ bộ Liều quyết ñịnh
Não thùy mg/kg 0,30 – 0,45 5,54 ± 0,035
Dùng ñơn
LHRHa ϻg/kg 20 150 – 170
Não thùy mg/kg 0,30 – 0,40 4,59 Phối hợp não
thùy và HCG
HCG UI/kg 0 2600
Não thùy mg/kg 0,30 – 0,37 2 Phối hợp não
Theo Phan Cự Nhân và ctv (2003) thì hiện nay người ta ñã sử dụng 7
phương pháp chính ñể gây ña bội thể ở thực vật và ñộng vật (thực vật là chủ
yếu), trong ñó có phương pháp sốc nhiệt:
Phương pháp ly tâm: ðặt cơ thể hoặc cơ quan có tế bào phân chia vào ly
tâm, ñể ngăn cản sự hình thành thoi vô sắc, hoặc ngăn cản các nhiễm sắc thể di
chuyển về các cực của tế bào.
Phương pháp sốc nhiệt: Nhiệt ñộ tăng hoặc giảm dần trong giới hạn ít ảnh
hưởng tần số ñột biến. Sốc nhiệt hoặc làm thay ñổi nhiệt ñộ ñột ngột, nhiệt ñộ
cao hơn hoặc thấp hơn mức trung bình ñột ngột có hiệu quả gây ñột biến.
Nguyên nhân là do mỗi cơ thể sinh vật có cơ chế nội cân bằng, giữ cho hoạt
ñộng sinh lý của tế bào không bị thay ñổi khi nhiệt ñộ thay ñổi. Khi sốc nhiệt
(tăng hoặc giảm một cách ñột ngột) thì cơ chế này bị phá vỡ, gây ức chế bộ máy
di truyền của tế bào và cản trở sự dịch chuyển của các nhiễm sắc thể từ mặt
phẳng xích ñạo của thoi vô sắc và các cực của tế bào tạo nên ñột biến.
Phương pháp gây chấn thương: Phương pháp này hiệu quả nhất ñối với
họ cà. Ở cây họ cà, chỗ chấn thương do cắt hoặc ghép dễ hình thành mô sẹo. Từ
mô sẹo, từ nách lá cắt ngang sẽ mọc chồi bất ñịnh có số lượng nhiễm sắc thể
trong tế bào tăng gấp ñôi.
Phương pháp ña phôi: Sau khi thụ tinh một số phôi ña bội có thể hình
thành và từ ñó có thể hình thành thể ña bội.
Phương pháp phóng xạ: Khi tế bào sắp hoặc ñang phân chia tiến hành
chiếu xạ bằng bức xạ ion hóa sẽ ngăn cản hoặc làm ñứt sợi thoi vô sắc. Nhiễm
sắc thể ở lại mặt phẳng xích ñạo của thoi vô sắc, tạo nên tế bào ña bội.
Phương pháp xử lý bằng các tác nhân hóa học: Một số chất như
Acenafen, Monoclobenzen, Paradiclorbenzen,… có thể ngăn cản sự hình thành
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
10
thoi vô sắc, gây ñứt sợi thoi vô sắc hoặc cản trở sự hình thành màng ngăn trong
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
11Lưỡng bội
Tam bội
Giảm phân
II
Tam bội
Tứ bội
(i)
(k)
(j)
(h)
(f)
(e)
Giảm phân I
(a)
(b)
(c)
(d)
(g)
bình thường khi cá bước vào giai ñoạn thành thục sinh dục, ñó là giai ñoạn cá
lưỡng bội sử dụng rất nhiều năng lượng cho tuyến sinh dục ñể phục vụ quá trình
sinh sản (Pudom, 1973).
Theo Wolters et al. (1982), ở cá nheo khi nuôi ở trong bể qua thời gian 8
– 9 tháng thì cá tam bội sinh trưởng tốt hơn cá lưỡng bội. Trên cá hồi Coho thì
cá tam bội sinh trưởng nhanh hơn cá lưỡng bội 14,5% (Ulter et al., 1983). Trong
thí nghiệm của Hussain et al. (1995), tốc ñộ tăng trưởng của cá rô phi tam bội và
lưỡng bội không sai khác có ý nghĩa. Tuy nhiên nhiều nghiên cứu khác cho thấy
cá rô phi tam bội tăng trưởng nhanh hơn cá rô phi lưỡng bội từ 66 – 90%
(Dunham, 2004), cá tam bội có khả năng sinh trưởng nhanh hơn (Valenti, 1975)
hoặc bằng ở cá rô phi (Don et al., 1986). Giải thích về vấn ñề này Muntzung
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
13
(1936) cho rằng thể tam bội sinh trưởng chậm hơn là do kích cỡ của tế bào thể tam
bội to hơn ñã làm giảm số lượng tế bào. Myers (1986) còn cho rằng có một nguyên
nhân quan trọng khác là những tác ñộng trong quá trình gây sốc ñã làm tốc ñộ sinh
trưởng của cá tam bội chậm hơn so với cá lưỡng bội ở thời kỳ cá bột. Trong nhiều
trường hợp thể tam bội sinh trưởng nhanh hơn thể lưỡng bội là do chúng không mất
nhiều năng lượng cho sự phát triển tuyến sinh dục, nhờ vào ñó có thể tập trung năng
lượng cho sự tăng trưởng nên lớn nhanh hơn (Valenti, 1975).
c) Chất lượng thịt cá ñược cải thiện
Một lợi ích tiềm năng của thể ña bội ñó là sự thay ñổi về ñặc ñiểm thịt cá.
Tính bất thụ ñã ảnh hưởng tới thành phần thịt cá. Jamiun (2005) cho rằng cá bất
thụ có hàm lượng lipid cao hơn và ñộ ẩm thấp hơn cá lưỡng bội. Quá trình giảm
sự phát triển của tuyến sinh dục làm giảm lãng phí năng lượng cho sự phát triển
của tuyến sinh dục và tăng khối lượng thịt ở cá tam bội. Những con cá này
thường vượt kích thước khi thu hoạch (Dunham, 1990).
d) Khả năng chuyển hóa thức ăn
(
0
C)
Thời gian
sốc (phút)
Thời ñiểm sốc
(phút sau thụ
tinh)
Tỷ lệ ña bội Tác giả
40-41 10 4-6
100%
cá tam bội
13 45 5
85-100%
cá tam bội
Cá rô phi vằn
O. niloticus
41 5 65 và 80
80%
cá tứ bội
Abdel-
Rahman và
ctv, 1999
Cá rô phi vằn
O. niloticus
42 3
22, 24, 26 và
28
7-10% Herbst, 2002
Cá trê phi Clarias
gariepinus
5 40 3 80 – 100%
Henken và
ctv, 1987
Cá chép
Ciprinus carpio
40 1 – 1,5 4 80 – 100%
Hollebecq
và ctv, 1988
Cá thơm Ayu
Plecogossus
altivelis
0 –
0,5
30 – 60 6 100%
Inada và ctv,
1990
3 3 40
Chưa xác
ñịnh
Nguyễn Thị
Nga và ctv,
2002
Cá trê vàng
Clarias
macrocephalus
4
16
1.7.2. ðo hàm lượng ADN (Flow cytometry)
Thực chất ñây là phương pháp ño hàm lượng thuốc nhuộm ADN mà nhân
của các tế bào lấy ñi khi phân tích mẫu. Phương pháp này cho ra kết quả rất
nhanh, tuy nhiên có khá nhiều hạn chế như dụng cụ phục vụ cho phương pháp
này rất ñắt, ñòi hỏi về số lượng và chất lượng mẫu lớn.
1.7.3. ðếm số lượng nhiễm sắc thể (NST)
Theo tế bào học, ñếm NST là biện pháp ñể xác ñịnh rõ số lượng NST.
Phương pháp này không phải là tối ưu do chậm và không tiến hành ñược với số
lượng lớn. Thêm vào ñó, tế bào học không tìm ra những thể kèm, ñiều này là do
những mẫu có số lượng tế bào lớn.
1.7.4. Kỹ thuật phân tử (Microsatellite)
ðây là phương pháp cho hiệu quả nhanh và chính xác nhất (phân biệt
ñược thể lưỡng bội, tam bội và tứ bội). Tuy nhiên phương pháp này tốn kém.
Copyright: Tài liệu đại học ©