Nghiên cứu tạo đa bội thể trên cá ro phi vằn (oreochromis niloticus linnaeus, 1757) bằng phương pháp sốc nhiệt nóng

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

HÀ NỘI - 2013



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 ………………………

i


LỜI 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
ðầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Hữu Ninh và
Ths. Ngô Phú Thỏa ñã tận tình hướng dẫn và giúp ñỡ tôi trong quá trình thực
hiện luận văn và hoàn thành luận văn.
Tiếp theo, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn tới lãnh ñạo và các cán bộ công
nhân viên trong phòng Di truyền và chọn giống thủy sản Viện 1 ñã tạo ñiều kiện
thuận lợi và tận tình giúp ñỡ tôi hoàn thành luận văn.
ðồng thời, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn tới lãnh ñạo và cán bộ công nhân
viên của Trung tâm Quan trắc cảnh báo môi trường và phòng ngừa dịch bệnh
thủy sản miền Bắc ñã tạo ñiều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện
luận văn.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn tới tập thể các bạn cùng lớp cao
học luôn nhiệt tình giúp ñỡ, ñóng góp ý kiến giúp tôi trong quá trình học tập và
thực hiện luận văn.
Tôi xin trân thành cảm ơn!
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 ………………………

iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ðOAN i

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

14
1.7 . Một số phương pháp xác ñịnh thể ña bội
15
1.7.1. Xác ñịnh theo kích thước nhân tế bào hồng cầu 15
1.7.2. ðo hàm lượng ADN (Flow cytometry) 16
1.7.3. ðếm số lượng nhiễm sắc thể (NST) 16
1.7.4. Kỹ thuật phân tử (Microsatellite) 16
PHẦN 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17
2.1.

ðịa ñiểm, thời gian, vật liệu nghiên cứu
17
2.1.1. ðịa ñiểm nghiên cứu 17
2.1.2. Thời gian nghiên cứu 17
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

iv

2.1.3. ðối tượng nghiên cứu 17
2.1.4. Hóa chất, trang thiết bị và dụng cụ nghiên cứu 17
2.2.

Phương pháp nghiên cứu
17
2.2.1. Xác ñịnh liều lượng KDT phù hợp 17
2.2.2. Xác ñịnh nhiệt ñộ và thời lượng sốc nhiệt nóng 18
2.3.

Phương pháp chăm sóc và quản lý
19

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

3.3.2. Tỷ lệ ña bội 28
PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ ðỀ XUẤT Ý KIẾN 29
4.1.

Kết luận
29
4.2.

ðề xuất ý kiến
29
TÀI LIỆU THAM KHẢO 30
PHỤ LỤC 1 35

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

v

DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT

KDT Kích dục tố
HCG Humnan Chorionic Gonadotropin
LHRHa Luteinizing Hormone – Releasing Hormone
ctv Cộng tác viên
CT Công thức
TN Thí nghiệm

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

Hình 1.1: Cá rô phi vằn Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1757) 5
Hình 1.2: Sơ ñồ minh họa tạo ña bội thể theo Beaumont & Hoare (1999) 11
Hình 3.1: Ảnh hưởng của sốc nhiệt tới tỷ lệ nở 25
Hình 3.2: Ảnh hưởng của sốc nhiệt tới tỷ lệ ra cá bột 25
Hình 3.3: Ảnh hưởng của sốc nhiệt tới tỷ lệ sống 26
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

1

MỞ ðẦU
Cá rô phi là loài cá ñược nuôi phổ biến thứ ba trên thế giới, sau họ cá chép
và họ cá hồi, vì loài cá này có tốc ñộ sinh trưởng nhanh, khả năng thích ứng rộng
với môi trường nuôi khác nhau, sinh sản dễ dàng và nuôi ñược ở cả nước ngọt,
nước lợ (Pullin and Low – McConnell, 1988; Suesh and Lin, 1992). Sản lượng
cá rô phi nuôi không ngừng tăng lên và ngày càng ñóng vai trò quan trọng trong
việc cải thiện nguồn cung cấp dinh dưỡng cho người nghèo.
Ở Việt Nam, sản lượng cá rô phi năm 2010 ñạt 200 nghìn tấn, diện tích
nuôi của cả nước là 22.340 ha chiếm 3% tổng diện tích nuôi trồng thủy sản
(Tổng cục thủy sản). Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ñặt ra mục tiêu
ñến năm 2020 là phát triển nuôi trồng thủy sản bền vững cụ thể ñối với cá rô phi
mở rộng diện tích nuôi khoảng 60.000 ha, sản lượng ñạt 330.500 – 420.500
tấn/năm, trong ñó 2/3 sản lượng phục vụ xuất khẩu.
ðối với cá rô phi, cá ñực thường lớn nhanh hơn cá cái. ðể nâng cao năng
suất và hiệu quả nuôi ñã có nhiều phương pháp khác nhau ñể tạo ra quần ñàn cá
rô phi ñơn tính ñược các nước trên thế giới áp dụng như chọn lọc bằng mắt
thường, chuyển giới tính bằng hormone, lai khác loài và tạo cá siêu ñực; trong
ñó phương pháp chuyển ñổi giới tính bằng hormone là ñược sử dụng phổ biến
nhất. Tuy nhiên, hiện nay nhiều thị trường khó tính (Châu Âu, Mỹ) quan ngại về
ảnh hưởng dư lượng của hormone ñến môi trường và sức khỏe con người nên ñã
có các quy ñịnh và chính sách nhằm hạn chế nhập khẩu sản phẩm rô phi ñơn tính

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

pháp sốc nhiệt nóng”.










Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

3

Mục tiêu nghiên cứu:
Nhằm tạo cá rô phi ña bội từ phương pháp gây sốc nhiệt nóng.
Nội dung nghiên cứu:
+ Nghiên cứu phương pháp sử dụng kích dục tố kích thích sinh sản nhân
tạo cá rô phi vằn.
+ Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt ñộ và thời gian sốc nhiệt nóng ñến tỷ
lệ nở, tỷ lệ sống và tỷ lệ dị hình của cá rô phi vằn.
+ Xác ñịnh cá thể ña bội (tỷ lệ ña bội) bằng phương pháp ño kích thước
nhân tế bào hồng cầu.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

4

PHẦN 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

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

Hình 1.1: Cá rô phi vằn Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1757)

1.1.3. ðặc ñiểm dinh dưỡng
Tính ăn của cá rô phi thay ñổi tùy từng loài, giai ñoạn sinh trưởng và phát
triển, kể cả môi trường nuôi. Trewavas (1983) cho rằng thức ăn của cá rô phi là
tảo lục, tảo khuê và một phần thực vật bậc cao.
Bộ máy tiêu hoá của cá rô phi thích nghi với việc ăn tạp. Miệng chúng
khá rộng hướng lên trên, có thể ăn ñược những mồi lớn, răng hàm ngắn và nhiều,
xếp lộn xộn giúp cá bắt và giữ mồi tốt, lược mang ngắn và khá dày giúp cá lọc
tảo dễ dàng. Cá rô phi có hai tấm răng hầu ở trên và một tấm ở dưới giúp cho cá
nghiền thức ăn. Thực quản ngắn, dạ dày nhỏ và thành dạ dày mỏng. Ruột cá rô
phi dài và xếp thành nhiều vòng, ñó là ñặc ñiểm của loài cá ăn thực vật (Mai
ðình Yên, 1983).

1.1.4. ðặc ñiểm sinh trưởng
Sự sinh trưởng của cá rô phi mang ñặc trưng của loài, các loài cá rô phi
khác nhau có tốc ñộ sinh trưởng khác nhau. Loài cá rô phi vằn O. niloticus có tốc
ñộ tăng trưởng và phát triển nhanh vượt trội so với loài O. mossambicus (Kỹ
thuật nuôi cá nước ngọt, 1994). Cá rô phi vằn O. niloticus có tốc ñộ tăng trưởng
nhanh nhất sau ñó ñến O. galilaeus và O. aureus (Lowe – McConnell, 1982).
Giai ñoạn cá hương, trong ao nuôi cá từ hương lên giống, cá rô phi vằn có tốc ñộ
sinh trưởng khá nhanh từ 15- 20 g/tháng. Từ tháng nuôi thứ hai ñến tháng nuôi
thứ sáu tăng trưởng bình quân ngày có thể ñạt 2,8 – 3,2 g/con/ngày.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

6

1.1.5. ðặc ñiểm sinh sản

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 ………………………

7

Khi cá ñã thành thục sinh dục và sẵn sàng tham gia sinh sản, chúng ñào tổ
sẵn trên nền ñáy (ñường kính khoảng 20 – 30cm). Cá cái ñẻ trứng vào tổ, cá ñực
tiết sẹ thụ tinh cho trứng. Sau khi trứng ñã ñược thụ tinh, cá cái hút trứng và ấp
trong miệng. Thời gian ấp trứng ñược tính từ khi trứng cá ñược thụ tinh ñến khi
cá bột tiêu hết noãn hoàng và có thể bơi lội tự do. Thời gian này kéo dài khoảng
7-10 ngày tùy theo nhiệt ñộ môi trường. Cá bố mẹ còn tiếp tục bảo vệ và chăm
sóc cá con ñến khi cá bột nở ra và bơi thành ñàn khỏe mạnh (Masintosh and
Little, 1995).
1.2. Sử dụng kích dục tố trong nuôi trồng thủy sản
ðối với các loài cá nuôi thì việc cho sinh sản nhân tạo sẽ chủ ñộng ñược
sản xuất giống. Các hormone phổ biến ñược sử dụng kích thích sinh sản nhân tạo
các loài cá nước ngọt gồm LHRHa, HCG, não thuỳ thể. ðối với mỗi loài cá, cỡ
cá và ñiều kiện môi trường khác nhau thì loại kích dục tố, liều lượng và thời gian
tiêm kích dục tố kích thích sinh sản là rất khác nhau (Nguyễn Tường Anh, 1999).
Bảng 1.2: Liều lượng KDT sử dụng cho các loài cá nuôi chủ yếu ở Việt Nam
Cá bố
mẹ
Loài cá
Não thùy thể
cá chép
(mg/kg)
HCG
(UI/kg)
LHRHa
(ϻg/kg)
Mè trắng 4 – 6 1200 – 2000 12 – 19
Mè hoa 4 – 6 1200 – 2000 12 – 19

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

thùy và
LHRHa
LHRHa ϻg/kg 20 100
(Phạm Văn Khánh, 1996)
Cá rô phi là loài sinh sản tự nhiên nên việc sản xuất giống bằng sử dụng kích
dục tố kích thích sinh sản là không cần thiết. Do ñó, rất ít nghiên cứu về liều lượng,
thời gian tiêm và loại kích dục tố phù hợp cho cá rô phi. Cá ñẻ tự nhiên nên có thể
thu trứng ñã thụ tinh hoặc cá bột mà không biết chính xác thời ñiểm trứng ñược thụ
tinh hay thời gian của phôi phát triển. Trong kỹ thuật tạo ña bội thể thì việc cần thiết
là phải chủ ñộng thu ñược sản phẩm sinh dục và thụ tinh nhân tạo trước khi tiến
hành sốc. Thời gian sau khi trứng ñược thụ tinh và thời gian sốc tính bằng giây và
phút nên chỉ có thể sử dụng kích dục tố kích thích và chủ ñộng thu sản phẩm sinh
dục ñúng thời ñiểm thì mới có thể tạo ñược ña bội thể.
Trên cá rô phi vằn, Garcia-Abiado, Pascual và Mair (1994) ñã thử nghiệm
sử dụng các loại kích dục tố kích thích sinh sản và kết quả cho thấy sử dụng
HCG với liều lượng 2500-3500 UI/kg cá cái cho tỷ lệ ñẻ ñạt 36-85%, thời gian
hiệu ứng thuốc là 24h.
1.3. Một số phương pháp tạo ña bội thể
Bộ nhiễm sắc thể ñặc trưng của cá thể của một loài nhất ñịnh ở thể lưỡng
bội 2n. Nó ñược ñặc trưng và ổn ñịnh qua các thế hệ nhờ cơ chế nhân ñôi và
phân ly bình thường của nhiễm sắc thể trong các quá trình nguyên phân và giảm
phân trong sinh sản hữu tính. Tuy nhiên, trong một số trường hợp do tác ñộng
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

9

ngẫu nhiên, quá trình phân bào không bình thường, một số cá thể mang số lượng
nhiễm sắc thể nhiều hơn bình thường (3n trở lên). Các cá thể này là kết quả của
quá trình ñột biến số lượng nhiễm sắc thể hay còn gọi là “quá trình ña bội thể”.
Các cá thể này gọi là “thể ña bội”.

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

tế bào khi ñang phân cắt. Kết quả tạo ra tế bào nhiều nhân, có số lượng nhiễm
sắc thể tăng gấp bội. Nguyên nhân, do các tác nhân gây ñột biến có khả năng
thẩm thấu qua màng tế bào và màng nhân, ñồng thời gây thay ñổi trạng thái của
ADN và nhiễm sắc thể (Khuất Hữu Thanh, 2005).
Xử lý Colchicine: ðây là phương pháp cho hiệu quả cao nhất và ñang
ñược áp dụng phổ biến hiện nay. Colchicine có công thức hóa học là C
22
H
25
NO
6
,
là một loại kiềm thực vật, có ñộc tính cao ñược chiết xuất từ cây Colchicum
autumnale mọc ở ðịa Trung Hải, dễ tan trong nước, rượu và benzen. Colchicine
ngăn cản nhiễm sắc thể di chuyển từ mặt phẳng xích ñạo về 2 cực của tế bào,
làm tăng gấp ñôi số lượng nhiễm sắc thể trong tế bào.
1.4. Cơ sở khoa học của việc tạo ña bội thể bằng phương pháp sốc nhiệt
Hiện tượng ña bội thể ñược hình thành là do bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội
ñặc trưng của loài nhân ñôi nhưng không phân ly trong quá trình phân bào giảm
nhiễm hoặc nguyên phân ñầu tiên trong quá trình phân cắt của phôi hoặc do quá
trình lai tạo giữa các dạng bố mẹ có bộ nhiễm sắc thể chẵn (2n; 4n).
ðối với ñộng vật thủy sản, trứng ñẻ ra có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội kép
ñang ở giai ñoạn trung kỳ của giảm phân I. Tại thời ñiểm này trứng có thể tham gia
thụ tinh. Ngay sau khi trứng ñược thụ tinh có thể dùng các tác nhân gây ñột biến
(nhiệt ñộ, áp suất, tia cực tím, hóa chất) ñể tạo thể ña bội. Nếu tác ñộng ở giai ñoạn
trung kỳ của hai lần giảm phân thì có thể thu ñược các dạng tam bội (3n). Còn nếu
tác ñộng vào giai ñoạn tiền kỳ của nguyên phân, trong quá trình này, tác nhân vật lý
hay hóa học sẽ chống lại sự hình thành hai tế bào ñầu tiên của hợp tử tạo thành hợp
tử tứ bội (4n). Hình 2.2 dưới ñây thể hiện các thời ñiểm tác ñộng vào quá trình giảm
phân và nguyên phân của trứng và hợp tử tạo thể ña bội.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

11


Lưỡng bội
Tam bội
Giảm phân
II
Tam bội
Tứ bội

(i)
(k)
(j)
(h)
(f)
(e)
Giảm phân I
(a)

(b)

(c)

(d)
(g)

Hình 1.2: Sơ ñồ minh họa tạo ña bội thể theo Beaumont & Hoare (1999)

(a) – (d): Quá trình giảm phân và thụ tinh bình thường tạo hợp tử lưỡng bội (2n).
(a) – (g): Tác nhân gây ñột biến tác ñộng vào quá trình giảm phân I tạo hợp tử tam bội (3n).
(a)-(b) – (i): Tác nhân gây ñột biến tác ñộng vào quá trình giảm phân II tạo hợp tử tam bội (3n).
(a)-(c) – (k): Tác nhân gây ñột biến tác ñộng vào lần nguyên phân ñầu tiên của hợp tử tạo
hợp tử tứ bội (4n).

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

12

1.5. Tính ưu việt của thể ña bội ở cá
a) Bất thụ
Các cá thể ña bội ñược dùng vào nhiều ứng dụng khác nhau tùy theo từng
mục ñích cụ thể. Tuy nhiên, mục ñích chính là tạo ra quần ñàn tam bội bất thụ và
thường có tuyến sinh dục kém phát triển (Beaumont & Hoare, 2003).
Một trong những hạn chế của cá rô phi là chúng tham gia sinh sản rất sớm
làm ảnh hưởng tới năng suất nuôi nên việc tạo quần ñàn cá rô phi bất thụ có ý
nghĩa rất quan trọng. Trong thí nghiệm của Hussain et al. (1995), mặc dù tốc ñộ
tăng trưởng của cá rô phi tam bội và lưỡng bội không có sự sai khác có ý nghĩa
nhưng cá tam bội là bất thụ cũng mang lại ý nghĩa to lớn.
Hầu như cá chép ñực và cá cái tam bội một năm tuổi ñã không phát triển
tuyến sinh dục và bất thụ, cá hồi ñại dương bất thụ, hệ số thành thục sinh dục
giảm 77% so với cá lưỡng bội, ñồng thời buồng trứng cũng nhỏ hơn và ít noãn
bào hơn (Dunham, 2004).
b) Tăng trưởng nhanh
So sánh về tốc ñộ tăng trưởng giữa cá tam bội và cá lưỡng bội ñã có rất
nhiều công trình nghiên cứu. ðối với loài cá khác nhau thì mối tương quan về
sinh trưởng lại khác nhau. Thông thường cá tam bội sinh trưởng nhanh hơn cá

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

Sự khác nhau nhiều hay ít trong sinh trưởng giữa thể tam bội và lưỡng bội
có thể bị phụ thuộc vào hiệu suất chuyển hóa thức ăn và sử dụng thức ăn. Thông
thường cá nheo mỹ tam bội có khả năng chuyển hóa thức ăn tốt hơn cá lưỡng bội
(Wolter et al., 1982). Khả năng chuyển hóa thức ăn của cá trê ñen tam bội tốt
hơn cá lưỡng bội sau một tháng nuôi, nhưng sau những tháng tiếp theo thì là như
nhau (Dunham, 2004).
e) e) Ý nghĩa sinh thái
Việc tạo cá trắm cỏ tam bội thể có tác dụng rõ rệt trong việc kiểm soát cỏ
dại mọc quá mức ở các hồ nước tại Mỹ, ñồng thời do chúng bất thụ nên ít ảnh
hưởng tới nguồn gen cá trắm cỏ của hệ sinh thái. Theo nghiên cứu của Bonar et
al. (2002) tác ñộng của cá trắm cỏ tam bội là rất tốt cho các hồ nước ở ñây.



Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

14

1.6. Tình hình nghiên cứu tạo ña bội thể trên cá
Trên thế giới, công nghệ tạo ña bội ñã thành công trên một số loài ñộng
vật thân mềm, giáp xác, hơn 20 loài cá khác nhau như cá rô phi, cá hồi, cá nheo
mỹ, cá trê phi, cá chép, cá thơm
Ở nước ta, những nghiên cứu về ña bội thể trên các ñối tượng thủy sản
còn rất hạn chế, mới chỉ có những nghiên cứu bước ñầu tạo ña bội thể trên cá trê
vàng, cá tra, chưa có nghiên cứu nào trên cá rô phi.
Bảng 1.4: Một số nghiên cứu tạo ña bội thể trên cá
ở nước ngoài và trong nước
Loài
Nhiệt
ñộ sốc

(
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 rô phi vằn
O. niloticus
42 2 65
100%
cá tứ bội
Tebaldi,
Junior, 2009

Cá rô phi xanh
O. aureus
39,5 3,5 - 4 3 100%
Don ctv,
1986
Cá hồi vân
Oncorhynchus
mykiss
26 10 1 100%
Solar ctv,
1984
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

15

Cá nheo Mỹ
Ictalurus
punctatus
5 60 5 100%
Wolter và
ctv, 1982

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

10; 20 và
30
15 60 – 76,67%

Huỳnh Tấn
Hồng, 2009
Cá tra
Pangasianodon
hypophthalmus
5 và 7

10; 15 và
20
6
13,33 -
26,66%
Lê Thiên
Lý, 2008

1.7. Một số phương pháp xác ñịnh thể ña bội
Cá ña bội ñã từng ñược xác ñịnh bằng nhiều phương pháp khác nhau như
ño trực tiếp nhân tế bào hồng cầu (Beck, Bigger, 1983), ñếm nhiễm sắc thể, ño
hàm lượng ADN, sử dụng các marker di truyền như Microsatellite (Child &
Watkins, 1994; Lutz, 2001).
1.7.1. Xác ñịnh theo kích thước nhân tế bào hồng cầu
ðây là phương pháp rất phổ biến và áp dụng rộng rãi, thể tích nhân tế bào
hồng cầu sẽ tăng theo số lượng ADN trong máu. Phương pháp này ñơn giản, dễ
thao tác chỉ với kính hiển vi, ít tốn kém kinh phí.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

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.