BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

NGUYỄN THỊ HỒNG NHUNG

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG TINH TRÙNG
VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ LÊN HOẠT
LỰC TINH TRÙNG CÁ CHẼM MÕM NHỌN
Psammoperca waigiensis (Cuvier & Valencienes, 1828)

LUẬN VĂN THẠC SỸ
Chuyên ngành: Nuôi Trồng Thủy Sản
Mã số: 60 62 70

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS. LÊ MINH HOÀNG

Nha Trang - 2013


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan kết quả của luận văn “Nghiên cứu đánh giá chất lượng tinh
trùng và ảnh hưởng của một số yếu tố lên hoạt lực tinh trùng cá chẽm mõm nhọn
Psammoperca waigiensis (Cuvier &Valencienes, 1828)” thuộc đề tài “Nghiên cứu đặc
tính và bảo quản tinh trùng cá chẽm mõm nhọn Psammoperca waigiensis (Cuvier &
Valencienes, 1828)” do Quỹ khoa học và công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) tài trợ trường Đại học Nha Trang chủ trì - TS. Lê Minh Hoàng chủ nhiệm, được thực hiện từ
tháng 3 năm 2012 đến tháng 10 năm 2012 là chính xác. Các số liệu, kết quả trình bày
trong luận văn hoàn toàn trung thực và chưa được ai công bố trong bất cứ công trình khoa

MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................................vi
DẠNH MỤC CÁC HÌNH .............................................................................................vii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ viii
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN ........................................................................................... 4
1.1. Đặc điểm sinh học, sinh sản cá chẽm mõm nhọn Psammoperca waigiensis ............ 4
1.1.1. Đặc điểm hình thái: .......................................................................................... 4
1.1.2. Phân bố và tập tính: ......................................................................................... 5
1.1.3. Đặc điểm sinh sản: ........................................................................................... 5
1.2. Đặc điểm tinh trùng cá ........................................................................................... 5
1.2.1. Quá trình tạo tinh trùng cá (hình 1.2) .............................................................. 5
1.2.2. Cấu tạo tinh trùng cá (hình 1.3) ........................................................................ 7
1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến tinh trùng cá ........................................................... 8
1.2.3.1. Yếu tố lý học ......................................................................................... 8
1.2.3.2. Yếu tố hóa học: vai trò các ion bao gồm: Ion Na+, K+, Ca2+, Mg2+ và ion
Cl- .................................................................................................................... 13
1.2.4. Đặc điểm hoạt lực của tinh trùng.................................................................... 15
1.2.4.1. Tỉ lệ pha loãng ..................................................................................... 16
1.2.4.2. Nhiệt độ ............................................................................................... 18
1.2.4.3. pH........................................................................................................ 18
1.2.4.4. Áp suất thẩm thấu ................................................................................ 19
1.2.4.5. Ảnh hưởng các ion ............................................................................... 20
1.3. Tình hình nghiên cứu đặc tính lý, hóa và hoạt lực tinh trùng cá trên thế giới và Việt
Nam ............................................................................................................................ 24
1.3.1. Trên thế giới .................................................................................................. 24


iv



v

c. Ảnh hưởng của ion Ca2+................................................................................ 44
d. Ảnh hưởng của ion Mg2+ .............................................................................. 44
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 47
1. Kết luận................................................................................................................... 47
1.1. Thành phần lý học trong tinh dịch, thành phần hóa học trong dịch tương cá chẽm
mõm nhọn. .............................................................................................................. 47
a. Thành phần lý học: ....................................................................................... 47
b. Thành phần hóa học:..................................................................................... 47
1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt lực tinh trùng cá chẽm mõm nhọn .................... 47
a. Tỉ lệ pha loãng: ............................................................................................. 47
b. Ảnh hưởng của pH: ...................................................................................... 47
c. Ảnh hưởng của nhiệt độ: ............................................................................... 47
d. Ảnh hưởng của ASTT: ................................................................................. 47
e. Ảnh hưởng nồng độ các cation: ..................................................................... 47
2. Kiến nghị ................................................................................................................ 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 49


vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Mật độ tinh trùng, độ quánh tinh dịch một số các loài đã nghiên cứu. .. 10
Bảng 1.2. Giá trị pH, ASTT trong tinh dịch của một số loài cá. ............................ 11
Bảng 1.3. Nồng độ các cation (Na+, K+, Ca2+, Mg2+) (mM/l) trong dịch tương của
một số loài cá. ...................................................................................................... 14
Bảng 1.4. Tỉ lệ pha loãng, nhiệt độ tối ưu cho một số loài cá đã nghiên cứu ......... 17
Bảng 1.5. Nồng độ các ion Na+, K+, Ca2+, Mg2+(mM/l) trong dịch tương tinh trùng

Psammoperca waigiensis ..................................................................................... 43
Hình 3.7. Ảnh hưởng nồng độ khác nhau của các ion Ca2+ lên phần trăm tinh trùng
hoạt động, thời gian và vận tốc vận động của tinh trùng cá chẽm mõm nhọn
Psammoperca waigiensis ..................................................................................... 44
Hình 3.8. Ảnh hưởng nồng độ khác nhau của các ion Mg2+ lên phần trăm tinh trùng
hoạt động, thời gian và vận tốc vận động của tinh trùng cá chẽm mõm nhọn
Psammoperca waigiensis ..................................................................................... 45


viii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
s: giây
ASTT: áp suất thẩm thấu
µm: Micromet
ppt: part per thousand
mM: milimol
mOsm/kg : Mili osmolality/kg
g/dl : gam/dili lit


1

MỞ ĐẦU
Ngành công nghiệp nuôi trồng thủy sản ngày càng phát triển những công nghệ hiện
đại, đi cùng sự phát triển đó sản xuất giống nhân tạo đã và đang là hướng đi đúng đắn cho
sự phát triển bền vững [25]. Việc sử dụng các giao tử có chất lượng cao từ cá bố mẹ tự
nhiên và nuôi nhốt là rất quan trọng để đảm bảo sản xuất con giống có chất lượng tốt [23].
Trước đây, các ngành công nghiệp nuôi cá chỉ tập trung hướng tới chất lượng của trứng
và ấu trùng chứ không phải tinh trùng, mặc dù chất lượng tinh trùng ảnh hưởng rất lớn

tạo và góp phần cải thiện điều kiện bảo quản ngắn hạn và dài hạn của tinh trùng cho loài
cá này trong tương lai [83, 102].
Việc nghiên cứu đặc tính lý hóa sinh của tinh trùng cá chẽm mõm nhọn giúp chúng ta
biết được quá trình sinh hóa cơ bản xảy ra trong suốt quá trình thụ tinh và hoạt lực của tinh
trùng, thông qua đó đánh giá được khả năng sinh sản của tinh trùng, và tạo ra được môi
trường tốt nhất cho quá trình thụ tinh xảy ra [30, 77]. Tính đến thời điểm thực hiện đề tài
này thì có rất nhiều công trình công bố về đánh giá chất lượng tinh trùng và ảnh hưởng của
các yếu tố đề cập ở trên lên hoạt lực tinh trùng cá biển như: Cá hồi Đại Tây Dương Salmo
salar [29], cá chẽm Lates calcarifer [100], cá bò da Paramonacanthus oblongus, cá đù
vàng Larimichthys polyactis [64]….. nhưng chưa có công trình nào công bố trên thế giới về
cá chẽm mõm nhọn. Đặc biệt hơn là vấn đề nghiên cứu này rất còn hạn chế đối với cá biển
ở nước ta. Nghiên cứu này thực hiện sẽ là cơ sở dữ liệu bổ sung cho thế giới và ở nước ta.
Cũng chính vì những lý do trên đề tài: “Nghiên cứu đánh giá chất lượng tinh trùng và
ảnh hưởng của một số yếu tố lên hoạt lực tinh trùng cá chẽm mõm nhọn Psammoperca
waigiensis (Cuvier &Valencienes, 1828)” thuộc đề tài “Nghiên cứu đặc tính và bảo
quản tinh trùng cá chẽm mõm nhọn Psammoperca waigiensis (Cuvier & Valencienes,
1828)” do Quỹ khoa học và công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) tài trợ được thực hiện.
Luận văn tiến hành gồm các nội dung:
1. Xác định một số đặc tính lý học của tinh dịch.
2. Xác định một số đặc tính hóa học của tinh dịch.
3. Ảnh hưởng của các yếu tố lên hoạt lực tinh trùng.


3

Mục tiêu luận văn:
Xác định được hàm lượng, thành phần lý hóa học trong tinh dịch cá chẽm mõm
nhọn. Ảnh hưởng của các yếu tố lý hóa học lên hoạt lực tinh trùng cá chẽm mõm nhọn.
Xác định môi trường tối ưu cho hoạt lực tinh trùng cá chẽm mõm nhọn.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn:


Tên tiếng Anh: Sand bass
Glass eyed perch
Sand perch
Waigeo seaperch [23]

1.1. Đặc điểm sinh học, sinh sản cá chẽm mõm nhọn Psammoperca waigiensis
1.1.1. Đặc điểm hình thái:
Thân hình thoi, dẹt bên. Chiều dài thân bằng 2,7–3,6 lần chiều cao. Đầu to, mõm
nhọn, chiều dài hàm trên kéo dài đến ngang giữa mắt. Hai vây lưng liền nhau, giữa lõm.
Vây đuôi tròn lồi. Thân màu nâu xám, bụng trắng bạc. Chiều dài lớn nhất 47cm, thông
thường 19–25cm [23, 49].


5

1.1.2. Phân bố và tập tính:
Loài cá này phân bố chủ yếu ở Ấn Độ – Tây Thái Bình Dương, Srilanca, Australia,
Indonesia, Malaysia, Philippines, Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản, Thái Lan [23]. Ở
Việt Nam cá phân bố từ vịnh Bắc Bộ đến vịnh Thái Lan nhưng không nhiều. Chúng sống
trong các hang đá, vùng đáy có cỏ biển, cũng thích nghi nơi đáy là các rạn san hô. Ban
ngày thường ẩn mình trong các bụi rong hoặc hang đá, có khi phân bố cả vùng nước lợ.
Loài cá chẽm mõm nhọn ăn mạnh vào tháng 9 đến tháng 10 [18, 93].
1.1.3. Đặc điểm sinh sản:
Cá chẽm mõm nhọn đẻ nhiều lần trong năm với mùa sinh sản kéo dài từ tháng 3 đến
tháng 10. Có 2 thời điểm sinh sản chính là từ tháng 3 đến tháng 4 và từ tháng 9 đến tháng
10. Cá chẽm mõm nhọn ở vùng biển Khánh Hoà thành thục lần đầu khi đạt 2+, chiều dài
toàn thân trung bình đạt 256,2±6,9 mm. Tuổi tham gia sinh sản lần đầu của cá đực và cái
là như nhau [7]. Theo các nhà ngư loại học, tuổi và cỡ cá thành thục lần đầu ở các vùng
địa lý khác nhau thì không giống nhau. Ở Nhật, trong điều kiện tự nhiên, con cái thành

Phân bào
Phân bào

Tinh bào sơ cấp
Tinh bào thứ cấp

Sinh tinh

Phân bào

Tinh tử
Tinh trùng

Biệt hóa
Thành thục

Tinh trùng tưởng thành
Tinh trùng già
Hình 1.2. Sơ đồ tạo tinh trùng cá [32]
- Giai đoạn 2: Giai đoạn phân bào giảm nhiễm: Việc phân bào cuối cùng của
spermatogonia B tạo ra túi tinh bào (spermatocytes) chính tham gia vào quá trình phân
bào giảm nhiễm. Trong suốt giai đoạn 2, spermatocytes tiếp tục sự phân chia phân bào
giảm nhiễm lần đầu, trong đó bao gồm việc sao chép DNA và tái tổ hợp thông tin di
truyền, dẫn đến sự hình thành của spermatocytes thứ cấp. Chúng nhanh chóng đi đến phân
bào giảm nhiễm thứ cấp nhưng không sao chép DNA, dẫn đến sự hình thành của các tế
bào mầm đơn bội gọi là tiền tinh trùng hay tinh tử (spermatids).
- Giai đoạn 3: Sự biến đổi của tinh tử và tinh trùng. Tinh tử bắt đầu quá trình biến
đổi trong đó các tế bào đơn bội spermatids biệt hóa thành tinh trùng roi. Quá trình này
làm tế giảm mạnh về kích thước (>80%).


- Phần cổ: Tương đối ngắn, nằm giữa đầu và đuôi. Trong cổ chứa trung tử đầu và
trung tử đuôi. Từ trung tử đuôi phát ra các sợi trục của tinh trùng. Trung tử đầu đóng vai
trò quan trọng trong quá trình phân chia các giai đoạn của trứng được thụ tinh [8]
- Phần đuôi: Đuôi tinh trùng là cơ quan vận động dài và mảnh tùy theo loài. Phần
đầu của đuôi tinh trùng là vòng xoắn ty thể, ty thể là bào quan mang các enzyme oxy hóa
và photphoryl hóa, liên quan đến quá trình chuyển hóa năng lượng của ty thể. Phần còn
lại của đuôi là sợi chỉ trục và lớp màng mỏng bao ngoài. Trong chỉ trục còn có màng lượn
sóng làm cho đuôi tinh trùng có khả năng vận động [1, 8]
1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến tinh trùng cá
1.2.3.1. Yếu tố lý học
Tinh dịch là sản phẩm tiết của tinh sào và ống dẫn tinh trùng, sự xáo trộn thành phần
của nó sẽ dẫn đến thay đổi chất lượng tinh trùng [28, 32]. Vai trò chính của các thành
phần trong tinh dịch là tạo ra môi trường tối ưu cho hoạt lực tinh trùng [87]. Các thông số
lý học của tinh dịch được xác định bao gồm: Mật độ tinh trùng, độ quánh, pH, áp suất
thẩm thấu, tổng hàm lượng protein [42, 44]. Việc nghiên cứu các thành phần, hàm lượng,
sự thay đổi của các thông số trên là rất cần thiết và hữu ích để cung cấp những thông tin
về chất lượng tinh trùng cá cũng như cho biết quá trình già hóa, thay đổi hay nhiễm bẩn
cũng như bất kỳ yếu tố khác ảnh hưởng đến chất lượng tinh trùng [26]. Tuy nhiên, thành
phần và nồng độ của các thông số trên khác nhau tùy mỗi loài, thậm chí trên cùng một
loài tại những thời điểm sinh sản khác nhau, vì vậy không dễ dàng để giải thích kết quả
thu được [40, 83].
Thành phần tinh dịch đã được nghiên cứu từ nhiều thập kỷ qua điển hình là nhím
biển và sau đó là hàng loạt báo cáo trên cá nước ngọt như nhóm cá hồi Salmonids [56,
51], nhóm cá chép cyprinid [74, 103], loài cá da trơn châu Âu Clarias macrocephalus
[28] và các loài khác như: cá tuyết Đại Tây Dương Gadus morhua [30], Perca fluviatilis
[16], cá hồi vân Oncorhynchus mykiss [81], cá bò Thamnaconus modestus [65], Mugil
cephalus [30].
Mật độ tinh trùng là một yếu tố đánh giá chất lượng tinh trùng cá, song mật độ tinh
trùng có sự khác nhau giữa các con đực trong cùng loài, giữa mùa sinh sản, giữa các mùa


Mật độ

Độ quánh (%)

Tham khảo

Acanthopagrus schlegelii

23,0x109

97,4

[34]

Mugil cephalus

11,1x109

96,7

[45]

Tetraodon pustulatus

11,3 x109

64,8

[26]


[77]

Thamnaconus modestus

2,6x107

73,3

[65]

Lates calcarifer

40,0 x109

-

Scophthalmus maximus

38,3x109

40,4

[62]

Coregonus lavaretus

7,9x109

26,5


-

[43]

Salmo salar

9,5x109

23,4

[9])

Oncorhynchus masou

-

28,0

[91, 102]

[19]


11

Đối với cá nước mặn, áp suất thẩm thấu của tế bào chất tinh trùng gần bằng với
dung dịch nước muối NaCl 0,75%, tức là thấp hơn so với áp suất thẩm thấu của nước
biển. Khi vào nước mặn, tinh trùng cá biển có khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu để
đảm bảo cho tế bào chất không bị mất nước, nhanh chóng thích nghi với môi trường, duy
trì hoạt động và khả năng thụ tinh của tinh trùng trong điều kiện môi trường có áp suất

[79]

Tetraodon pustulatus

-

266,0

[69]

Morone saxatilis

-

600,0

[42]

Sparus auratus

-

365,0

[67]

Solea senegalensis

-


337,0

[97]

Rhamdia quelen

8,7

274,8

[26]

Salmo trutta

7,6

-

[12]

Thamnaconus modestus

7,7

322,8

[65]

Larimichthys polyactis


Lota lota

8,5

290,1

[62]

Cyprinus catla

7,3

269,0

[97]

Ctenopharyngodon idella

8,1

289,0

[97]

Salmo trutta caspius

7,9

188,9


82,6

[57]

Oncorhynchus masou

7,7

287,0

[48]

Oncorhynchus tshawytsch

8,2

284,0

[41]

Đối với hầu hết các loài cá pH tinh dịch là một trong những yếu tố chính kích hoạt
tinh trùng vận động như nghiên cứu trên nhóm cá hồi pH tinh dịch thường 7,5 đến 8,5 và
đó cũng là pH tốt nhất cho hoạt lực tinh trùng loài cá này [13]. Độ pH bên trong tế bào
của tinh trùng thấp hơn khoảng 1 đơn vị so với pH bên ngoài môi trường [13].


13

1.2.3.2. Yếu tố hóa học: vai trò các ion bao gồm: Ion Na+, K+, Ca2+, Mg2+ và ion ClThành phần dịch tương tinh trùng cá đã được nghiên cứu từ nhiều thập kỷ qua và
các tác giả đều đưa ra kết quả năm ion chiếm ưu thế trong tinh dịch: natri (Na+), kali

(tức là làm tăng hoạt lực tinh trùng) lẫn tiêu cực (tức là làm giảm, đôi khi kìm hãm hoạt
lực tinh trùng) [25, 91].
Bảng 1.3. Nồng độ các cation (Na+, K+, Ca2+, Mg2+) (mM/l) trong dịch tương của một
số loài cá.
Loài

Na+

K+

Ca2+

Mg2+

Tham khảo

Acanthopagrus schlegelii

169,5

49

-

-

[34]

Mugil cephalus


54,0

[81]

Platichthys stellatus

155,0

5,4

23,9

25,1

[78]

Rhamdia quelen

153,7

10,7

4,2

0,9

[97]

Salmo trutta


4,5

[64]

Perca fluviatilis

131,0

10,7

2,4

-

[42]

Salmo trutta Caspius

159,2

33,8

1,7

1,0

[25]

Salmo trutta


2,6

[97]

Cyprinus catla

106,0

25,0

-

-

[97]

Salmo trutta caspius

130,8

28,4

1,3

1,1

[49]

Salmo trutta


14,8

[102]


15

Bảng 1.3 cho thấy hàm lượng ion Na+ chiếm ưu thế so với các ion còn lại trong cả
ba nhóm cá: cá biển, cá nước ngọt, cá di cư. Hàm lượng ion Ca 2+ là thấp nhất trong bốn
loại cation được nghiên cứu. Khả năng vận động của tinh trùng cá hồi Macrostigma salmo
trutta phụ thuộc vào hàm lượng các ion khác như Ca2+ và Mg2+ [55]. Hai cation hóa trị
hai này có tác dụng ức chế ion K+ về khả năng di chuyển của tinh trùng hơn so với ion
Na+. Khả năng ức chế di chuyển của tinh trùng của K+ có thể được khắc phục bằng cách
tăng hàm lượng Ca2+ ngoại bào [76, 79, 92]. Chính vì vậy, một khi xác định chính xác
hàm lượng các ion trong dịch tương cũng là yếu tố xem xét và điều chỉnh nồng độ các ion
ngoại bào [24].
1.2.4. Đặc điểm hoạt lực của tinh trùng
Tinh trùng có khả năng vận động độc lập do sự co duỗi của phần đuôi. Năng lực, tốc
độ và thời gian vận động của tinh trùng phụ thuộc vào mức độ thành thục và điều kiện
môi trường sống của chúng. Năng lượng cung cấp cho tinh trùng hoạt động chủ yếu dựa
vào sự phân giải gluxit - năng lượng dự trữ của tinh trùng. Hoạt lực là tiêu chuẩn quan
trọng nhất để xác định sức sống của chúng [8]. Thời gian vận động ở trong nước của tinh
trùng các loài cá rất khác nhau và đều rất ngắn. Theo hầu hết tác giả nhận định rằng tinh
trùng các loài cá biển vận động lâu hơn các loài cá nước ngọt [25, 38]. Chẳng hạn như cá
chẽm châu Âu Dicentrurchus luhrux và cá bơn Scoplzthalrnus muxirilus thời gian vận
động tương ứng là 3 và 26 phút [85]. Ngược lại đối với cá loài cá xương nước ngọt chưa
đến 1 phút khoảng 15-50s [58]. Tinh trùng cá chép khoảng 3 phút, cá diếc Carassius
carassius 1-3,2 phút, cá Rutilus rutilus 2-4,6 phút, Tinca tinca 11,5 phút [8]. Tinh trùng
cá hồi Salmo trutta macrostigma thời gian hoạt lực tối đa là 1 phút 20 giây [38]. Trong
một nghiên cứu gần đây, các nhà nghiên cứu đã được tìm thấy cá rô Perca fluviatilis tinh

trùng thấp tỉ lệ pha loãng đề xuất là 1:50 [54, 70, 72]. Mặt khác, tỉ lệ pha loãng còn ảnh
hưởng đến hoạt lực của tinh trùng [61, 101]. Tinh trùng cá chép vận động dài nhất 6 phút
với tỉ lệ pha loãng 1:100 [105], còn đối với cá Tầm Acipenser persicus tỉ lệ pha loãng tốt
nhất là 1:50 [54].