đánh giá chất lượng tinh trùng cá dìa (siganus guttatus bloch, 1787) nuôi tại nha trang - khánh hòa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
*&*


VÕ THỊ NGỌC GIÀU

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG TINH TRÙNG CÁ DÌA
(Siganus guttatus BLOCH, 1787) NUÔI TẠI
NHA TRANG - KHÁNH HÒA

LUẬN VĂN THẠC SĨ







Nha Trang, năm 2014







BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
*&*


VÕ THỊ NGỌC GIÀU

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG TINH TRÙNG CÁ DÌA
(Siganus guttatus BLOCH, 1787) NUÔI TẠI
NHA TRANG - KHÁNH HÒA

CHUYÊN NGÀNH: NUÔI TRỒNG THỦY SẢN
MÃ SỐ: 60 62 03 01

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. PHẠM QUỐC HÙNG



Nha Trang, năm 2014





i


LỜI CAM DOAN
Tôi xin cam đoan kết quả của luận văn "Đánh giá chất lượng tinh trùng cá dìa
(Siganus guttatus Bloch, 1787) nuôi tại Nha Trang - Khánh Hòa" được thực hiện từ

tháng 7 năm 2013 đến tháng 3 năm 2014 là chính xác. Tất cả số liệu, kết quả trình bày
trong luận văn hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình
khoa học nào khác tính tới thời điểm này.

Tác giả luận văn



Võ Thị Ngọc Giàu















ii


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám Hiệu trường đại học Nha Trang, khoa Sau Đại
Học đã đồng ý cho tôi thực hiện đề tài này.

Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Nuôi Trồng Thuỷ sản, trường đại học Nha Trang,
Bộ môn Cơ Sở Sinh Học Nghề Cá đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất, trang thiết bị đầy đủ
cho tôi hoàn thành đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Th.s Phan Văn Út và các công nhân tại lồng bè nuôi cá
Vũng Ngán – Nha Trang – Khánh Hòa đã giúp chúng tôi nuôi vỗ thành thục cá dìa.
Tôi xin cảm ơn bạn Nguyễn Thị Thanh Thủy đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình
nghiên cứu đề tài.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Phạm Quốc Hùng và TS. Lê Minh
Hoàng đã hướng dẫn tận tình cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu đề tài.
Tôi xin cảm ơn tập thể lớp 54CHNTTS-2012 đã quan tâm tôi trong thời gian học
tập và nghiên cứu đề tài.
Tôi xin cảm ơn gia đình đã động viên và tạo điều kiện tốt cho tôi trong suốt quá
trình học tập và nghiên cứu đề tài.
Nha Trang, ngày 1 tháng 5 năm 2014








iii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii
DANH MỤC CÁC HÌNH viii
MỞ ĐẦU 1
TỔNG QUAN 3
1.1. Đặc điểm sinh học, sinh sản cá dìa 3
1.1.1. Phân loại khoa học cá dìa 3
1.1.2. Đặc điểm hình thái 3
1.1.3. Đặc điểm phân bố 4
1.1.4. Đặc điểm môi trường sống 4
1.1.5. Đặc điểm dinh dưỡng 5
1.1.6. Đặc điểm sinh trưởng 5
1.1.7. Đặc điểm sinh sản 5
1.2. Một số đặc điểm chung của tinh trùng cá 6
1.2.1. Đặc điểm cấu tạo của tinh trùng 6
1.2.2. Quá trình sinh tinh trùng 7
1.2.3. Kích thước và số lượng 8
1.2.4. Đặc tính lý, hóa học của tinh trùng 8
1.2.4.1. Đặc tính lý học của tinh trùng 9
1.2.4.2. Đặc tính hóa học của dịch tương 10
1.2.5. Đặc điểm hoạt lực của tinh trùng 12
1.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới tinh trùng 13
1.3.1. Các yếu tố bên trong 14
1.3.1.1. Chất lượng cá bố mẹ 14
iv


1.3.1.2. Chất lượng tinh dịch 15
1.3.1.3. Chất kích thích trong quá trình sinh sản 16
1.3.2. Các yếu tố bên ngoài 16
1.3.2.1. Tỉ lệ pha loãng 16

1.3.2.2. pH 17
1.3.2.3. Nồng độ thẩm thấu 17
1.3.2.4. Nhiệt độ 18
1.3.2.5. Ảnh hưởng các ion 19
1.3.2.6. Ánh sáng 21
1.3.2.7. Mùa vụ sinh sản 21
1.3. Tình hình nghiên cứu đặc tính lý, hóa và hoạt lực tinh trùng cá trên thế
giới và Việt Nam 21
1.3.1. Trên thế giới 21
1.3.2. Việt Nam 23
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24
2.1. Đối tượng, thời gian và địa điểm nghiên cứu 24
2.2. Chuẩn bị nguồn tinh dịch và phương pháp lấy tinh 24
2.2.1. Chuẩn bị nguồn tinh dịch 24
2.2.2. Phương pháp lấy tinh 24
2.3. Đặc tính lý, hóa học của tinh dịch 25
2.4. Xác định các yếu tố tối ưu cho hoạt lực tinh trùng 27
2.5. Xử lý số liệu 29
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30
3.1. Đặc tính lý, hóa học của tinh dịch cá dìa (Siganus guttatus Bloch, 1787) 30
3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt lực tinh trùng cá dìa (Siganus guttatus Bloch,
1787) 35
3.2.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ pha loãng lên thời gian và phần trăm tinh trùng hoạt
lực cá dìa Siganus guttatus 35
v


3.2.2. Ảnh hưởng của pH lên thời gian và phần trăm tinh trùng hoạt lực cá dìa
Siganus guttatus 37
3.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên thời gian và phần trăm tinh trùng hoạt lực cá

dìa Siganus guttatus 38
3.2.4. Ảnh hưởng của nồng độ thẩm thấu lên thời gian và phần trăm tinh trùng
hoạt lực cá dìa Siganus guttatus 39
3.2.5. Ảnh hưởng nồng độ khác nhau của các ion Na
+
, K
+
, Ca
2+
, Mg
2+
lên thời
gian và phần trăm tinh trùng hoạt lực cá dìa Siganus guttatus 41
3.2.5.1. Ảnh hưởng của ion Na
+
lên thời gian và phần trăm tinh trùng hoạt lực
cá dìa 41
3.2.5.2. Ảnh hưởng của ion K
+
lên thời gian và phần trăm tinh trùng hoạt lực
cá dìa 42
3.2.5.3. Ảnh hưởng của ion Ca
2+
lên thời gian và phần trăm tinh trùng hoạt lực
cá dìa 43
3.2.5.4. Ảnh hưởng của ion Mg
2+
lên thời gian và phần trăm tinh trùng hoạt
lực cá dìa 44
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 46

4.1. Kết luận 46
4.1.1. Thành phần lý học trong tinh dịch, thành phần hóa học trong dịch tương cá dìa
46
4.1.1.1. Thành phần lý học 46
4.1.1.2. Thành phần hóa học 46
4.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt lực tinh trùng cá dìa 46
4.1.2.1. Tỉ lệ pha loãng 46
4.1.2.2. pH 46
4.1.2.3. Nhiệt độ 46
4.1.2.4. Nồng độ thẩm thấu 46
4.1.2.5. Các cation 47
vi


4.2. Kiến nghị 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO 48
PHỤ LỤC









vii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt
Viết đầy đủ
ctv
cộng tác viên
g/l
gam/lit
M
mol
µl
Microlit
µm
Micromet
mM
milimol
mOsm/kg
Mili osmolality/kilogam
NDTT
nồng độ thẩm thấu
ppt
part per thousand
s
giây
SD
độ lệch chuẩn
SE
sai số chuẩn
TB
trung bình
TLPL
tỷ lệ pha loãng

viii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1 Khối lượng, chiều dài, đặc tính lý học của tinh dịch cá dìa Siganus guttatus 30
Bảng 3.2 Tương quan giữa các đặc tính lý học của tinh dịch cá dìa Siganus guttatus 32
Bảng 3.3 Đặc tính hóa học của tinh dịch cá dìa Siganus guttatus 32
Bảng 3.4 Tương quan giữa các đặc tính hóa học cá dìa Siganus guttatus 34

ix


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Hình thái ngoài của cá dìa 3
Hình 1.2. Phân bố địa lý của cá dìa (Siganus guttatus Bloch, 1787) trên thế giới 4
Hình 1.3. Cấu tạo của tinh trùng 6
Hình 2.1. Cách lấy tinh dịch cá dìa 25
Hình 2.2. Quy trình thí nghiệm xác định một số đặc tính lý hóa học của tinh dịch cá
25
Hình 2.3. Quy trình xác định các yếu tố tối ưu cho hoạt lực của tinh trùng 27
Hình 3.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ pha loãng lên thời gian và phần trăm tinh trùng hoạt lực cá
dìa Siganus guttatus 35
Hình 3.2. Ảnh hưởng của pH lên thời gian và phần trăm tinh trùng hoạt lực cá dìa
Siganus guttatus 37
Hình 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt lên thời gian và phần trăm tinh trùng hoạt lực cá dìa
Siganus guttatus 38
Hình 3.4. Ảnh hưởng của NDTT lên thời gian và phần trăm tinh trùng hoạt lực cá dìa
Siganus guttatus 39
Hình 3.5. Ảnh hưởng nồng độ khác nhau của ion Na
+
lên thời gian và phần trăm tinh
trùng hoạt lực cá dìa Siganus guttatus 41
Hình 3.6. Ảnh hưởng nồng độ khác nhau của ion K
+
lên thời gian và phần trăm tinh trùng
hoạt lực cá dìa Siganus guttatus 42

Hình 3.7. Ảnh hưởng nồng độ khác nhau của ion Ca
2+
lên thời gian và phần trăm tinh
trùng hoạt lực cá dìa Siganus guttatus 43
Hình 3.8. Ảnh hưởng nồng độ khác nhau của ion Mg
2+
lên thời gian và phần trăm tinh
trùng hoạt lực cá dìa Siganus guttatus 44




x
















1

MỞ ĐẦU
Cá dìa (Siganus guttatus Bloch, 1787) phân bố ở vùng nhiệt đới từ Đông Ấn Độ
Dương đến Tây Thái Bình Dương. Cá dìa là loài cá biển có giá trị dinh dưỡng và kinh tế
cao. Penis và CTV đã phân tích thành phần hóa học trong thịt một loài Siganid, kết quả
cho thấy hàm lượng protein có trong thịt cá tương đối cao [100]. Thức ăn chủ yếu của cá
dìa là rong biển tự nhiên nhưng trong điều kiện nuôi nhốt thì cá vẫn phát triển nhanh
chóng khi cho ăn thức ăn nhân tạo. Cá dìa có thể chịu đựng được sự thay đổi độ mặn và
nhiệt độ khá rộng [22, 79] nên có thể nuôi cá ở nước lợ, ao hoặc lồng ở biển [132]. 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 [79]. Mặc
dù cá dìa 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 [11]. 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 nhưng tỷ lệ sống rất thấp và chưa thể xây
dựng quy trình sản xuất giống loài cá này [73].
Ở Việt Nam nói chung và Nha Trang nói riêng, người dân đã nuôi cá dìa từ lâu
nhưng chủ yếu dưới hình thức nuôi ghép. Trong dự án IMOLA, trung tâm khuyến ngư
tỉnh Thừa Thiên Huế đã thực hiện mô hình nuôi kết hợp cá dìa, tôm sú và rong câu chỉ
vàng [6]. Tuy nhiên, việc nuôi cá dìa không ổn định do nguồn giống còn phụ thuộc hoàn
toàn vào khai thác tự nhiên. Vì vậy, nghiên cứu sản xuất giống nhân tạo là vấn đề cấp
thiết nhằm phục vụ nhu cầu con giống ngày càng cao của người dân. Nghiên cứu chất
lượng tinh trùng cá dìa (đặc tính lý, hóa và hoạt lực của tinh trùng) 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 khả năng sinh sản của tinh trùng cá dìa, tạo môi trường tốt
nhất cho quá trình thụ tinh xảy ra [43, 97], góp phần vào sự thành công sinh sản nhân tạo
và tạo cơ sở lưu giữ tinh trùng loài cá này trong tương lai [103, 129]. Khi đánh giá chất
lượng tinh dịch chúng ta không chỉ dựa vào các thành phần hiện diện trong tinh dịch mà
còn dựa vào hoạt lực của tinh trùng do hoạt lực của tinh trùng là điều kiện tiên quyết quan

2


trọng để đánh giá chất lượng và khả năng thụ tinh của tinh trùng. Có nhiều nghiên cứu đã
chỉ ra rằng tinh trùng sau khi được phóng vào môi trường nước trong sinh sản tự nhiên hay
môi trường thích hợp trong sinh sản nhân tạo, hoạt lực của tinh trùng phụ thuộc rất nhiều
vào tỉ lệ pha loãng, nhiệt độ, pH, nồng độ thẩm thấu và nồng độ các ion. Các nghiên cứu
đánh giá chất lượng tinh trùng và các yếu tố ảnh hưởng lên hoạt lực của tinh trùng cá đã
được thực hiện trên một số loài cá như: cá hồi Đại Tây Dương (Salmo salar) [29], cá chẽm
mõm nhọn (Psammoperca waigiensis) [9], cá mú cọp (Epinephelus fuscoguttatus) [5], cá
đù vàng (Larimichthys polyactis) [83] nhưng chưa có tài liệu nào công bố trên cá dìa. Các
nghiên cứu về cá dìa ở Việt Nam tương đối ít. Nghiên cứu chỉ dừng lại ở đặc điểm sinh
học, phân loại và ghi vào danh mục các loài cá biển Việt Nam. Vấn đề nghiên cứu đánh
giá chất lượng tinh trùng cá biển ở nước ta còn rất hạn chế nên kết quả của nghiên cứu này
còn góp phần bổ sung thêm dữ liệu nghiên cứu cá dìa trong nước và thế giới. Cũng chính vì
những lý do trên nên đề tài: "Đánh giá chất lượng tinh trùng cá dìa (Siganus guttatus
Bloch, 1787) nuôi tại Nha Trang - Khánh Hòa" được thực hiện.
Nội dung nghiên cứu
1. Xác định một số đặc tính lý học của tinh dịch cá dìa.
2. Xác định một số đặc tính hóa học của tinh dịch cá dìa.
3. Xác định ảnh hưởng của tỉ lệ pha loãng, pH, nhiệt độ, nồng độ thẩm thấu và các
ion tối ưu cho hoạt lực của tinh trùng cá dìa.
Mục tiêu luận văn
1. Xác định hàm lượng, thành phần lý hóa học trong tinh dịch cá dìa.
2. Ảnh hưởng của các yếu tố lý hóa học lên hoạt lực tinh trùng cá dìa.
3. Xác định môi trường tối ưu cho hoạt lực tinh trùng cá dìa.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn
- Ý nghĩa khoa học: luận văn cung cấp cơ sở dữ liệu về đặc tính lý, hóa học của tinh
trùng cá dìa.
- Ý nghĩa thực tiễn: tạo môi trường tốt cho tinh trùng cá dìa thụ tinh nhằm nâng cao

tỉ lệ thụ tinh, hiệu quả thụ tinh trong thụ tinh nhân tạo cá dìa.
3



CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Đặc điểm sinh học, sinh sản cá dìa
1.1.1. Phân loại khoa học cá dìa
Giới: Animalia
Ngành: Chordata
Lớp: Actinopterygii
Bộ: Perciformes
Họ: Siganidae
Giống: Siganus
Loài: Siganus guttatus (Bloch, 1787)
Tên tiếng Việt: cá dìa bông, cá dìa chấm, cá dìa công
Tên tiếng Anh: Golden rabbitfish, Orange-spotted Spinefoot


Hình 1.1 Hình thái ngoài của cá dìa
4


1.1.2. Đặc điểm hình thái
Cá dìa có hình bầu dục dài và dẹt hai bên. 2 bên đầu có vẩy, đường bên hoàn toàn.
Mỗi bên mõm đều có 2 lỗ mũi, miệng bé. Da cá thô nhưng vảy trơn, nhỏ và nhám. Màu
sắc bên ngoài của cá từ màu vàng nhạt đến màu nâu. Vây ngực hình tròn. Vây bụng ở
dưới ngực. Vây đuôi bằng phẳng hoặc hơi chia thuỳ. Cá dìa có 13 tia vây lưng, 7 tia vây
hậu môn và 2 tia vây bụng [4].
1.1.3. Đặc điểm phân bố

Hình 1.2. Phân bố địa lý của cá dìa (Siganus guttatus Bloch, 1787) trên thế giới
[126]
Về mặt địa lý, cá dìa phân bố ở vùng nhiệt đới, từ vĩ độ 30
o
Bắc đến 30
o
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, Philippines 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 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).
5


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 [79].
1.1.4. 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 – 28
o
C. Cá dìa nói chung có thể chịu
đựng được sự thay đổi độ mặn và nhiệt độ khá rộng [22, 79]. Cá có thể thích nghi dần dần
khi độ mặn thấp xuống 5‰ [79], nhiệt độ 25 - 34°C [49].
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 < 2 mg/L [80].
1.1.5. Đặc điểm dinh dưỡng

Ở giai đoạn ấu trùng, cá dìa chủ yếu ăn động vật phù du nhưng khi chuyển sang giai
đoạn cá giống thì dinh dưỡng hoàn toàn bằng thực vật thủy sinh [118]. Trong tự nhiên, cá
dìa thường rỉa thực vật ở đáy biển, đầu chúc xuống dưới và có thể ăn cả ngày lẫn đêm
[57]. Các loại rong biển có trong phổ thức ăn của cá dìa bao gồm nhiều loại như
Enteromorpha, Chaetomorpha, Gracilaria, Halophila và Cymodocea.
1.1.6. Đặc điểm sinh trưởng
Ngoài tự nhiên, cá dìa có thể đạt đến kích thước chiều dài 8 cm trong 3 tháng và đến
14 cm trong vòng 7 – 8 tháng [79]. Khi thử nghiệm trong điều kiện nuôi nhốt cá dìa
(Siganus guttatus) có thể đạt chiều dài tối đa 36 – 38 cm với trọng lượng tương ứng đạt
0,75 – 1,10 kg trong thời gian 320 ngày [125].
1.1.7. Đặc điểm sinh sản
Cá dìa đực và cái rất khó phân biệt nếu chỉ dựa vào hình thái ngoài. Tuy nhiên, vào
mùa sinh sản có thể quan sát phần bụng để xác định con cái nhờ hình dáng tròn trịa hoặc
thăm trứng, còn con đực khi vuốt nhẹ sẽ có sẹ (tinh dịch) màu trắng chảy ra. Bên cạnh đó,
những con đực thường nhỏ hơn so với con cái và con cái ít hoạt động hơn so với con đực
vào mùa sinh sản. Cá dìa có thể thành thục trong điều kiện nuôi nhốt nếu điều kiện môi
trường thuận lợi và được cung cấp thức ăn đầy đủ và chất lượng [73, 111].
6


Chưa có nghiên cứu cụ thể nào về tuổi thành thục của cá dìa ngoài tự nhiên nhưng
quan sát thấy sự thành thục lần đầu của cá dìa cái (Siganus guttatus) nuôi nhốt ở cỡ 34 cm
(trọng lượng 200 g/con) [111]. Trong điều kiện nuôi nhốt, cá dìa đực có thể thành thục ở
10 tháng tuổi với kích thước chiều dài 19 cm, cá cái thành thục ở 12 tháng tuổi với chiều
dài 21,5 cm [73].
Trong tự nhiên, sự sinh sản của cá dìa có liên quan chặt chẽ với thủy triều, cá
thường đẻ vào ban đêm (từ 23 giờ đến 3 giờ sáng) khi thủy triều xuống ở gần tầng mặt
của vùng nước mở [80, 132]. Sức sinh sản của cá dìa dao động từ 300.000 đến 400.000
trứng tùy thuộc vào kích thước của cá [91]. Cá dìa (Siganus guttatus) ở Philipin có thể đẻ
quanh năm [6]. Thông tin này chưa được kiểm chứng trong điều kiện Việt Nam. Tuy vậy,

việc quan sát thực tế hàng năm cho thấy cá dìa con kích thước 1,5 – 2,0 cm thường xuất
hiện vào tháng 4 – 5 âm lịch ít nhất tại hai khu vực là phá Tam Giang – Cầu Hai (Thừa
Thiên Huế) và đầm Thị Nại (Bình Định).
Trứng cá dìa (Siganus guttatus) thuộc loại trứng dính, hình cầu, có nhiều giọt dầu,
chìm trong nước. Các trứng đã thụ tinh có đường kính từ 0,42 – 0,70 mm và mất khoảng
18 – 35 giờ để nở ở nhiệt độ 22 – 30
o
C [112].
1.2. Một số đặc điểm chung của tinh trùng cá
1.2.1. Đặc điểm cấu tạo của tinh trùng
Ở các lớp động vật khác nhau thì tinh trùng khác nhau về hình thái. Cá thụ tinh
ngoài, trứng và tinh trùng được phóng ra môi trường nước nên tinh trùng thường nhiều
với hình thái đơn giản, kích thước ngắn và khoảng thời gian vận động ngắn. Ngược lại, cá
thụ tinh trong, tinh trùng được đưa vào đường sinh dục cái, số lượng tinh trùng ít hơn
nhưng có hình thái phức tạp hơn, kích thước dài hơn và có năng lượng dự trữ lớn hơn để
cho phép khoảng thời gian vận động dài hơn [26, 68, 96, 107]. Nhưng nhìn chung, tinh
trùng đều có cấu tạo chung gồm 3 phần: phần đầu, phần cổ và phần đuôi (Hình 1.3).
7



Hình 1.3. Cấu tạo của tinh trùng [29]
Phần đầu: Đầu tinh trùng là phần có khả năng kích thích trứng và chuyển vật chất
di truyền vào trong trứng. Hình thái của đầu tinh trùng khác nhau tùy loài, có thể là hình
đa giác, hình xoắn (ở cá sụn) hay hình ovan. Ở cá xương, đầu tinh trùng có cấu tạo đơn
giản gần như hình tròn. Đầu tinh trùng thường rất to so với phần cổ và đuôi. Trên cùng
của đầu, nằm ngang dưới màng là thể đỉnh. Thể đỉnh có hình như chiếc mũ trùm xuống
phía dưới, trong nó chứa enzyme Hialuronidaza có tác dụng hòa tan màng tế bào trứng
mở đường cho tinh trùng xâm nhập vào khi thụ tinh; thể đỉnh do bộ máy Golgi tạo thành.
Nhân tinh trùng nằm dưới thể đỉnh, rất to và đông dặc, chứa nguyên liệu di truyền của

giao tử đực. Bao quanh nhân và thể đỉnh là một lớp tế bào chất mỏng [7].
Phần cổ: Phần cổ tinh trùng tương đối ngắn, cách đầu bằng một lớp màng mỏng.
Trong cổ chứa trung tử đầu và trung tử đuôi nằm vuông góc với nhau. 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 trứng đã được thụ tinh [7].
Phần đuôi: Đuôi tinh trùng là cơ quan hoạt lực 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
enzyme oxyphotphorin hóa do vậy nó có liên quan đến quá trình hoạt động và chuyển hóa
năng lượng của tinh trùng. Phần cuối của đuôi gồm 10 đôi sợi trục, 1 đôi phân bố ở giữa
8


và 9 đôi ở ngoại vi. Đuôi đảm bảo cho tinh trùng hoạt động. Sự di chuyển được thực hiện
bằng cách chuyển động co duỗi lượn sóng và chuyển động đập của đuôi [7].
1.2.2. Quá trình sinh tinh trùng
Tinh trùng trước khi thành thục trải qua nhiều giai đoạn phát triển khác nhau, cuối
cùng phân hóa cao độ hình thành tế bào sinh dục đực hoàn thiện có năng lực thụ tinh. Quá
trình tạo tinh trùng của cá diễn ra trong tinh sào bắt đầu từ tế bào sinh dục nguyên thủy và
trải qua các thời kì sau [7].
Thời kì tăng sinh: Từ tế bào sinh dục nguyên thủy phân chia nguyên nhiễm nhiều lần
tạo thành các tinh nguyên bào. Tinh nguyên bào có một nhân to, chất nguyên sinh trong
nhân phân bố đều; đường kính của tinh nguyên bào dao động từ 9 – 16 µm [1, 7, 12].
Thời kì sinh trưởng: Ở giai đoạn này, chất dinh dưỡng do tinh nguyên bào hấp thụ
được đồng hóa và chuyển thành nguyên sinh chất của tế bào. Do đó tế bào sinh trưởng
mãnh liệt, thể tích tăng lên và hình thành tinh bào sơ cấp (tinh bào cấp 1). Nguyên sinh chất
trong nhân tế bào từ dạng hạt đã biến thành thể nhiễm sắc sợi mảnh hoặc thô chuẩn bị cho
giai đoạn phân chia tiếp theo. Những thay đổi về nhân này làm cho các tinh bào cấp 1 có
hình dạng đặc biệt để phân biệt chúng với các loại tinh bào đang ở thời kỳ khác [1, 7, 12].
Thời kì thành thục: Tinh bào sơ cấp trải qua 2 lần phân chia liên tục. Lần phân chia
1: tinh nguyên bào sơ cấp phân chia giảm nhiễm hình thành 2 tế bào thứ cấp. Số lượng

nhiễm sắc thể trong nhân giảm đi một nửa (thể đơn bội kép). Lần phân chia 2: tinh bào thứ
cấp phân chia nguyên nhiễm tạo nên 2 tinh tử có bộ nhiễm sắc thể 1n. Như vậy, từ 1 tế bào
sinh dục nguyên thủy sẽ tạo thành 4 tinh tử có bộ nhiễm sắc thể 1n. Tinh tử trải qua các quá
trình biến thái đặc biệt để hình thành nên tinh trùng như: nhân dồn về phía đầu, thể golgi
biến thành thể đỉnh, phần dưới kéo dài thành đuôi, bên trong có các bó sợi trục do trung tử
đuôi biến thành [1, 7, 12].
Thời kì trưởng thành: Các tinh tử biến thái thành các tinh trùng hoàn thiện. Trong
các bào nang chứa các tế bào tinh cùng giai đoạn. Tinh trùng cá đường kính phần đầu 1,5
- 5µm, dài 15µm [1, 7, 12].
9


1.2.3. Kích thước và số lượng
Kích thước của tinh trùng thường rất bé so với tế bào trứng trong cùng 1 loài. Ví dụ:
tôm he: 10 µm, cá rô: 20 µm, bào ngư: 58 µm, hầu: 75 µm [7, 12]. Ngược lại với kích
thước tinh trùng thì số lượng tinh trùng rất lớn. Ví dụ: 1ml tinh dịch cá mè trắng có
31,6±2,8 triệu tinh trùng, cá mè hoa là 33,9±1,9 triệu tinh trùng, cá trắm đen có 16,2±0,9
triệu tinh trùng; cá trắm cỏ có 31,1±1,7 triệu tinh trùng.
1.2.4. Đặc tính lý, hóa học của tinh trùng
Tinh dịch là sản phẩm tiết của tinh sào và ống dẫn tinh trùng, nơi chứa tinh trùng và
dịch tương. Trong dịch tương có rất nhiều thành phần: một số hỗ trợ tinh trùng, một số
phản ánh chức năng của hệ thống sinh sản và tinh trùng [15]. Đặc tính sinh lý hóa học của
tinh trùng là các chất vô cơ, hữu cơ có trong dịch tương và tinh trùng, mật độ, khả năng
hoạt lực của tinh trùng (tổng thời gian tinh trùng hoạt lực, tỉ lệ phần trăm tinh trùng hoạt
lực sau khi hoạt hóa), nồng độ thẩm thấu, độ pH, các thành phần hóa học của dịch tương
và năng lượng cung cấp cho hoạt lực của tinh trùng [15, 16, 20, 45, 47, 72, 75, 81, 82, 84,
86, 87, 104]. Các nghiên cứu về tính chất tinh dịch giúp chúng ta hiểu được quá trình sinh
hóa cơ bản xảy ra trong quá trình phát triển của tinh trùng ở buồng sẹ, sự vận động tự phát
của tinh trùng trong ống tinh [29] và sự bắt đầu hoạt lực sau khi phóng thích vào môi
trường bên ngoài tham gia vào quá trình thụ tinh của tinh trùng [12, 16, 17, 21, 23]. Qua

đó đánh giá khả năng sinh sản của tinh trùng ở các loài cá [15, 70, 107] và phát triển các
phương pháp lưu giữ tinh dịch cá ngắn hạn và dài hạn [15].
1.2.4.1. Đặc tính lý học của tinh trùng
Các thông số lý học của tinh dịch được xác định bao gồm: mật độ tinh trùng, độ
quánh, pH, nồng độ thẩm thấu, tổng hàm lượng protein [53]. 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 [28]. Tuy nhiên, ở mỗi loài thì thành phần và nồng độ của các thông số trên khác
10


nhau, thậm chí trên cùng một loài tại những thời điểm sinh sản khác nhau thì các thông
số trên cũng khác nhau [52].
Thành phần tinh dịch đã được nghiên cứu trên họ cá hồi Salmonids [61], họ cá chép
Cyprinid [93], cá tuyết Đại Tây Dương (Gadus morhua) [30]. Mật độ tinh trùng được sử
dụng để đánh giá chất lượng tinh trùng [107]. Mật độ tinh trùng cũng là một trong những
yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ thụ tinh và các hoạt động sinh hóa trong dịch tương của cá
[101]. Có ba phương pháp chủ yếu được sử dụng để tính mật độ tinh trùng: một là sử
dụng buồng đếm hồng cầu để đếm số lượng tinh trùng, hai là sử dụng máy li tâm để xác
định độ quánh của tinh dịch, ba là sử dụng máy quang phổ để xác định mật độ quang của
tinh trùng [40, 117]. Các loài cá khác nhau thì mật độ tinh trùng không giống nhau [72]
[102]. Mật độ tinh trùng của một số loài cá biển như: cá tuyết (Gadus morhua) là 4,5 –
8,7×109 tế bào/ml [45], cá bơn Đại Tây Dương (Hippoglossus hippoglossus) là 2 – 6×109
tế bào/ml, cá chẽm mõm nhọn (Psammoperca waigiensis) là 31,35×109 tế bào/ml [9].
Giữa các mùa trong năm và trong mùa sinh sản thì mật độ tinh trùng cũng có sự khác
nhau giữa các con đực trong cùng một loài [102]. Sự thay đổi mật độ tinh trùng theo bốn
mùa trong năm được biểu hiện rõ ở cá vàng (Carassius auratus): mật độ tinh trùng vào
mùa hè (57,30±10,41 tb/ml/con đực) và mùa đông (65,09±80,40 tb/ml/con đực) cao hơn
mùa xuân (48,0±7,08 tb/ml/con đực) và mùa thu (40,42±16,54×109 tb/ml/con đực) [16,

20, 27, 107, 133]. Mật độ tinh trùng cá hồi vân (Oncorhynchus mykiss), cá chép
(Cyprinus) giảm từ năm này qua năm khác trước mùa sinh sản [20, 107]. Sự tương quan
giữa độ quánh tinh dịch và mật độ tinh trùng đã được nghiên cứu trên cá bơn Đại Tây
Dương (Hippoglossus hippoglossus) [63, 94]. Độ quánh tinh dịch của loài là thước đo cho
mật độ tinh trùng của loài cá đó [59]. Độ quánh tinh dịch phụ thuộc rất nhiều vào chất
lượng cá đực. Các loài cá khác nhau thì độ quánh tinh dịch khác nhau và khác nhau trong
cùng một loài. Độ quánh cao chứng tỏ tinh dịch có mật độ tinh trùng cao [60].
Đối với hầu hết các loài cá thì pH tinh dịch là một trong những yếu tố kích hoạt tinh
trùng hoạt lực. Nghiên cứu trên họ cá hồi Salmonids, pH tinh dịch thường 7,5 - 8,5 và đây
cũng là pH tốt nhất cho tinh trùng loài cá này hoạt lực ở môi trường thụ tinh bên ngoài
11


[14, 20]. pH bên trong tế bào của tinh trùng thấp hơn khoảng 1 đơn vị so với pH môi
trường bên ngoài [14].
Áp suất thẩm thấu của tế bào chất tinh trùng cá biển gần bằng với dung dịch nước
muối NaCl 0,75%, tức là thấp hơn so với áp suất thẩm thấu của nước biển. Khi tinh trùng
cá biển vào nước biển, tinh trùng 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 thẩm thấu cao hơn.
Hàm lượng protein trong tinh dịch cá thấp chỉ từ 1 – 3 g/l [42]. Giữa các đặc tính
sinh lý của tinh trùng có mối liên quan với nhau là do sự tác động qua lại của hàm lượng
protein trong tinh dịch và mật độ tinh trùng nhưng vai trò đặc biệt của protein trong tinh
dịch vẫn chưa được hiểu rõ [78].
1.2.4.2. Đặc tính hóa học của dịch tương
Dịch tương của cá được đặc trưng bởi nồng độ cao thành phần vô cơ là các ion
Natri (Na
+
), Kali (K
+

), Canxi (Ca
2+
), Magie (Mg
2+
), Clo (Cl
-
) và nồng độ thấp của thành
phần hữu cơ là protein, cholesterol, glycerol, vitamin, amino acid, đường, acid citric và
lipid. Các thành phần này đóng vai trò sinh lý nội tiết quan trọng hỗ trợ tinh trùng khi
tinh trùng di chuyển từ buồng sẹ vào ống dẫn tinh, sau đó xuất tinh ra môi trường nước
[12, 16, 17, 21, 23, 31, 38, 69]. Các thành phần vô cơ trong dịch tương tham gia vào quá
trình ức chế hoặc kích hoạt tinh trùng hoạt lực [23, 28, 36, 61].
Thành phần vô cơ trong dịch tương cá chiếm chủ yếu là 2 ion Na
+
, Cl
-
, sau đó là K
+
,
2 ion thứ yếu là Ca
2+
và Mg
2+
[16]. Nồng độ của các ion sẽ thay đổi từ loài này sang loài
khác [28]. Ở cá Rutilus rutilus caspicus, trong các tháng di cư sinh sản thì sự thay đổi về
thành phần lý hóa và sự thay đổi các tỷ lệ Na
+
/K
+
, Na

+
/Ca
+2
, Na
+
/Mg
2+,
K
+
/Ca
+
, K
+
/Mg
+2
,
Ca
+2
/Mg
2+
trong dịch tương có ảnh hưởng đến mật độ tinh trùng, thời gian di chuyển của
tinh trùng và số lượng tinh trùng. Tỉ lệ ion Na
+
/K
+
trong họ cá chép cao trong nhóm cá
sụn và nhóm cá xương [72, 89]. Hầu hết các ion này tham gia trong việc kích hoạt tinh
trùng cá hoạt lực bằng cách góp thành phần vào ion nội bào hoặc tăng giảm nồng độ để
điều hòa áp suất thẩm thấu [76].
12

Nhiều nghiên cứu tiến hành trên cá biển, cá nước ngọt hay các loài cá di cư đã nhận
xét, nồng độ các ion nêu trên không chỉ ảnh hưởng đến hoạt lực của tinh trùng cá mà tỉ lệ
giữa các ion này còn tác động lớn đến hoạt lực tinh trùng cả về mặt tích cực (tăng hoạt lực
tinh trùng) lẫn tiêu cực (giảm hoặc kìm hãm hoạt lực tinh trùng) [25, 117]. Tinh trùng cá
hồi (Macrostigma salmo trutta) hoạt lực phụ thuộc vào hàm lượng các ion Ca
2+
và Mg
2+

[69]. Ion K
+
làm ức chế khả năng hoạt lực của tinh trùng thì 2 cation Ca
2+
và Mg
2+
ức chế
ion K
+
. Khi tăng hàm lượng Ca
2+
ngoại bào thì có thể giảm khả năng ức chế tinh trùng
hoạt lực của K
+
[94, 98]. Vì vậy, nếu xác định chính xác hàm lượng các ion trong dịch
tương thì sẽ điều chỉnh được nồng độ các ion ngoại bào, tạo môi trường phù hợp cho tinh
trùng hoạt lực [24].
Hợp chất hữu cơ trong dịch tương biểu thị chất lượng tinh trùng hoặc các yếu tố ảnh
hưởng đến nó. Một số chất như Triglycerides, Glycerol, Acid béo, Glucose, Malate hoặc

Lactate biểu thị sự chuyển hóa năng lượng. Những chất khác có tác dụng chống quá trình
oxi hóa, bảo vệ màng tế bào tinh trùng trong buồng sẹ như vitamin (A và C), Selenium và
Acid citric. Ở cá hồi, trong dịch tương không có vitamin C hoặc có với nồng độ thấp sẽ
đẩy mạnh việc làm giảm mật độ, khả năng hoạt lực và khả năng thụ tinh của tinh trùng
[16, 17, 23, 31, 35].
1.2.5. Đặc điểm hoạt lực của tinh trùng
Ở hầu hết các loài cá biển, tinh trùng không hoạt lực trong buồng sẹ và dịch tương
[17]. Tinh trùng bắt đầu hoạt lực khi được phóng thích ra ngoài môi trường nước, tinh
trùng gặp trứng tiến hành quá trình thụ tinh [113]. Tinh trùng của cá vận động nhờ sự co
rút của đuôi. Quá trình vận động khi tinh trùng ở môi trường nước chia thành 2 giai đoạn:
giai đoạn đầu là tinh trùng chuyển động xoáy theo hướng tiến thẳng về phía trước, giai
đoạn tiếp theo là tinh trùng chuyển động lắc, lực vận động giảm dần cho đến khi tinh
trùng chết. Chỉ có các tinh trùng ở giai đoạn vận động mạnh mới có khả năng thụ tinh
[11]. Thời gian tinh trùng vận động của các loài cá khác nhau thì khác nhau và nói chung
đều rất ngắn. Theo kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả thì tinh trùng các loài cá biển vận
động lâu hơn các loài cá nước ngọt [25, 44]. Thời gian vận động của tinh trùng của cá
13


chẽm châu Âu (Dicentrurchus luhrux) là 3 phút, cá bơn (Scoplzthalrnus muxirilus) (26
phút) [106]. Thời gian vận động tinh trùng của cá diếc (Carassius carassius) 1 - 3,2 phút,
cá Rutilus rutilus 2 - 4,6 phút [12]. Cá chép (Cyprinus carpi) thời gian hoạt lực chỉ 30 - 40
giây [74]. Trong một nghiên cứu gần đây, các nhà nghiên cứu đã phát hiện cá rô (Perca
fluviatilis) trong điều kiện nước mặn tinh trùng có khả năng hoạt lực hơn 2 giờ [53]. Năng
lượng cung cấp cho sự hoạt lực của tinh trùng chủ yếu dựa vào sự phân giải glucid, năng
lượng dự trữ của tinh trùng. Cá đực thành thục tốt thì tinh trùng khỏe mạnh và tuổi thọ
tinh trùng kéo dài hơn so với cá đực chưa thành thục [12]. Hai yếu tố chính gây nên sự
vận động tinh trùng là: các yếu tố hiện diện trong tinh dịch cá và các yếu tố môi trường
liên quan đến tinh trùng sau khi được phóng thích [29]. Sự vận động và thời gian hoạt lực
của tinh trùng là tiêu chuẩn quan trọng giúp đánh giá chất lượng [12] và khả năng thụ tinh

của tinh trùng [84].
Theo nhiều nhà nghiên cứu về lĩnh vực này muốn đánh giá mức độ vận động của
tinh trùng sau khi cho vào nước để hoạt hóa, dựa vào các mức độ sau [16, 48, 50].
Mức 5: Tất cả tinh trùng đều chuyển động tiến thẳng.
Mức 4: Đa số tinh trùng chuyển động tiến trong phạm vi quan sát ở kính hiển vi, chỉ
có một số ít tinh trùng dao động.
Mức 3: Số tinh trùng chuyển động ít hơn số tinh trùng dao động, đã có một số tinh
trùng bất hoạt.
Mức 2: Rất ít tinh trùng chuyển động tiến, một số ít chuyển động dao động, ba phần
tư số tinh trùng không chuyển động.
Mức 1: Tất cả tinh trùng không chuyển động.
Suquet và ctv [119] cũng chia ra 6 mức để đánh giá hoạt động của tinh trùng dựa
vào phần trăm tinh trùng hoạt lực:
Mức 0: 0% tinh trùng hoạt lực.
Mức 1: > 0 – 20% tinh trùng hoạt lực.
Mức 2: > 20 – 40% tinh trùng hoạt lực.
Mức 3: > 40 – 60% tinh trùng hoạt lực.