BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
TRẦN THỊ HIỀN
PHÂN LẬP VÀ NUÔI SINH KHỐI MỘT SỐ LOÀI
VI TẢO TỪ BIỂN NHA TRANG SỬ DỤNG CHO
ĐỘNG VẬT THÂN MỀM HAI MẢNH VỎ
LUẬN VĂN THẠC SỸ
Khánh Hoà - 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
TRẦN THỊ HIỀN
PHÂN LẬP VÀ NUÔI SINH KHỐI MỘT SỐ LOÀI
VI TẢO TỪ BIỂN NHA TRANG SỬ DỤNG CHO
ĐỘNG VẬT THÂN MỀM HAI MẢNH VỎ
LUẬN VĂN THẠC SỸ
Ngành : Nuôi trồng thuỷ sản
Mã số: 60620301
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS LỤC MINH DIỆP
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG KHOA SAU ĐẠI HỌC
Khánh Hoà - 2014
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu do chính bản thân tôi thực hiện, các
số liệu trong luận văn là hoàn toàn chính xác, trung thực và chưa từng có ai công bố.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những kết quả đã nêu trong luận văn này.
Tác giả
Trần Thị Hiền
ii
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thuỷ sản
III, đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cả về vật chất lẫn tinh thần để tôi hoàn thành
khoá học.
Đề tài nghiên cứu này nằm trong khuôn khổ Dự án “Đảm bảo cung cấp giống
các loài động vật hai mảnh vỏ có giá trị thương mại tại miền Trung Việt Nam bằng
cách tối ưu hóa sản xuất ấu trùng” được tài trợ bởi VLIR-UOS (Bỉ). Tôi xin chân
thành cảm ơn Ban Quản lý dự án đã giúp đỡ tôi về kinh phí, tạo điều kiện thuận lợi về
cơ sở vật chất và trang thiết bị, cũng như kỹ thuật chuyên môn trong quá trình thực
hiện đề tài luận văn. Đặc biệt cảm ơn tiến sĩ Nancy Nevejan đã tận tình hướng dẫn,
truyền đạt nhiều kiến thức trong quá trình nghiên cứu và thạc sĩ Phùng Bảy người đã
trực tiếp khuyên bảo và tạo mọi điều kiện để giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này. Tôi rất
cảm ơn sự giúp đỡ chuyên môn kỹ thuật của chuyên gia Annelies Pronker trong thời
gian làm việc tại Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản III.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn tiến sĩ Lục Minh
Diệp đã tận tình hướng dẫn và động viên tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài luận
văn. Xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy, cô giáo trong Viện Nuôi trồng Thuỷ sản -
Trường Đại học Nha Trang, các bạn đồng nghiệp, các bạn cùng lớp khoá học 2012 -
2014 đã luôn sẵn lòng giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Xin cảm ơn gia đình - cha mẹ, anh em và chồng, những người đã nâng đỡ tôi về
mặt vật chất và tinh thần từ bao lâu nay, đặc biệt là trong suốt quá trình học tập.
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC HÌNH vii
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 3
1.1. Tình hình nghiên cứu vi tảo ngoài nước 3
1.1.1. Phân loại vi tảo 3
1.1.2. Sinh trưởng của tảo 5
1.1.3. Giá trị dinh dưỡng của vi tảo trong nuôi trồng thuỷ sản 8
1.1.4. Sử dụng vi tảo trong nuôi trồng thủy sản 11
1.1.4.1. Sử dụng vi tảo trong nuôi động vật thân mềm 13
1.1.4.2. Sử dụng vi tảo trong nuôi tôm 15
1.1.4.3. Sử dụng vi tảo trong nuôi cá biển 16
1.1.5. Tình hình nghiên cứu về phân lập, lưu giữ và sản xuất vi tảo 16
1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng vi tảo trong nước 20
CHƯƠNG II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24
2.1. Thời gian, địa điểm và đối tượng nghiên cứu 24
2.1.1. Thời gian nghiên cứu 24
2.1.2. Địa điểm nghiên cứu 24
2.1.3. Đối tượng nghiên cứu 24
2.2. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu 24
2.3. Phương pháp nghiên cứu 25
2.3.1. Tuyển chọn, phân lập và định tên khoa học một số vi tảo từ vùng biển Nha
Trang bằng phương pháp pha loãng và phương pháp cấy trên đĩa agar 25
2.3.2. Lưu giữ và nuôi sinh khối hai loài tảo Isochrysis galbana và Thalassiosira sp.27
2.3.2.1. Lưu giữ hai loài tảo Isochrysis galbana và Thalassiosira sp. 27
2.3.2.2. Nuôi sinh khối hai loài Isochrysis galbana và Thalassiosira sp 29
2.3.3. Phương pháp thử nghiệm làm thức ăn cho động vật thân mềm 31
iv
2.3.4. Phương pháp xác định các thông số 32
2.3.4.1. Phương pháp xác định yếu tố môi trường 32
2.3.4.2. Phương pháp xác định các chỉ tiêu 32
2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu 34
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 35
3.1. Tuyển chọn, phân lập và định tên khoa học một số vi tảo phân lập từ vùng biển
Nha Trang 35
3.1.1. Loài Isochrysis galbana 35
3.1.2. Loài Thalassiosira sp 36
3.2. Lưu giữ tảo Isochrysis galbana và Thalassiosira sp 37
3.2.1. Lưu giữ tảo Isochrysis galbana 38
3.2.2. Lưu giữ tảo Thalassiosira sp. 38
3.3. Nuôi sinh khối tảo Isochrysis galbana và Thalassiosira sp. 39
3.3.1. Nuôi sinh khối tảo Isochrysis galbana 39
3.3.1.1. Nuôi sinh khối tảo Isochrysis galbana trong nhà 39
3.3.1.2. Nuôi sinh khối tảo Isochrysis galbana ngoài trời 45
3.3.2. Nuôi sinh khối tảo Thalassiosira sp 46
3.3.2.1. Nuôi sinh khối tảo Thalassiosira sp. trong nhà 46
3.4. Thử nghiệm tảo làm thức ăn cho ấu trùng hàu Crassostrea gigas 53
CHƯƠNG IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 56
4.1. Kết luận 56
4.2. Đề xuất ý kiến 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
v
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
AA Axít arachidonic (20:4n-6)
Ctv Cộng tác viên
DGR Tốc độ sinh trưởng hằng ngày (Daily Growth Rate)
DHA Axít decosahexaenoic (22:6n-3)
ĐVTM Động vật thân mềm
EPA Axít eicosapentaenoic (20:5n-3)
HUFA (Highly unsaturated fatty acids) Axít béo có mức chưa no cao
KLK Khối lượng khô
MĐCĐ Mật độ cực đại
MĐTB Mật độ tế bào
NTTS Nuôi trồng thủy sản
PUFAs (Polyunsaturated fatty acids) Axít béo không bão hoà đa nối đôi
SGR Tốc độ sing trưởng đặc trưng (Specific Growth Rate)
Tb/mL Tế bào/ mL
TĐTT Tốc độ tăng trưởng
vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Phân loại các nhóm ngành tảo [8] 4
Bảng 1.2. Lớp và giống tảo nuôi dùng làm thức ăn cho các đối tượng thủy sản [27] 12
Bảng 1.3. Các loài tảo được sử dụng làm thức ăn cho hàu và ngao [36] 15
Bảng 3.1. Khoảng biến thiên pH của môi trường nuôi sinh khối tảo Isochrysis galbana 39
Bảng 3.2. Sinh trưởng quần thể tảo Isochrysis galbana khi nuôi ở mật độ ban đầu khác
nhau 40
Bảng 3.3. Tốc độ sinh trưởng (µ) quần thể tảo Isochrysis galbana khi nuôi ở mật độ
ban đầu khác nhau 42
Bảng 3.4. Giá trị pH và sinh trưởng quần thể tảo Isochrysis galbana khi nuôi bằng môi
trường f/2 với hoá chất tinh khiết và hoá chất công nghiệp 43
Bảng 3.5. Giá trị pH, nhiệt độ và sinh trưởng quần thể của tảo Isochrysis galbana nuôi
ngoài trời 45
Bảng 3.6. Khoảng biến thiên pH môi trường nuôi sinh khối tảo Thalassiosira sp. 46
Bảng 3.7. Sinh trưởng quần thể tảo Thalassiosira sp. khi nuôi ở mật độ ban đầu khác
nhau 47
Bảng 3.8. Tốc độ sinh trưởng (µ) quần thể tảo Thalassiosira sp. khi nuôi ở mật độ ban
đầu khác nhau 49
Bảng 3.9. Giá trị pH và sinh trưởng quần thể tảo Thalassiosira sp. khi nuôi bằng môi
trường f/2 với hoá chất tinh khiết và công nghiệp 50
Bảng 3.10. Giá trị pH, nhiệt độ và sinh trưởng quần thể của tảo Thalassiosira sp. nuôi
ngoài trời 51
Bảng 3.11. Sinh trưởng của ấu trùng hàu với các loại thức ăn khác nhau 53
vii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Các pha sinh trưởng của một quần thể vi tảo [27] 5
Hình 2.1. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu 24
Hình 2.2. Sơ đồ khối phân lập vi tảo 25
Hình 2.1. Sơ đồ pha loãng tảo ở các nồng độ khác nhau 27
Hình 2.4. Sơ đố bố trí thí nghiệm xác định thời gian lưu giữ thích hợp 28
Hình 2.5. Quy trình nhân sinh khối tảo 29
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định điều kiện nuôi cấy phù hợp 30
Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thức ăn phù hợp cho ấu trùng hàu Thái
Bình Dương 31
Hình 3.1. Hình thái tế bào Isochrysis galbana chụp trên kính hiển vi độ phóng đại 400x 36
Hình 3.2. Hình thái tế bào Thalassiosira sp. chụp trên kính hiển vi độ phóng đại 400x
37
Hình 3.3. Lưu giữ giống trên môi trường lỏng 37
Hình 3.4. Đường cong sinh trưởng quần thể tảo Isochrysis galbana sau khi lưu giữ với
các thời gian khác nhau 38
Hình 3.5. Đường cong sinh trưởng quần thể tảo Thalassiosira sp. sau khi lưu giữ ở các
thời gian khác nhau 39
Hình 3.6. Sự phát triển của tảo Isochrysis galbana ở các mật độ ban đầu khác nhau .41
Hình 3.7. Đường cong sinh trưởng của tảo Isochrysis sp. khi nuôi bằng môi trường f/2
với hoá chất tinh khiết và công nghiệp 44
Hình 3.8. Sự phát triển của tảo Isochrysis galbana nuôi ngoài trời 46
Hình 3.9. Sự phát triển của tảo Thalassiosira sp. ở các mật độ ban đầu khác nhau 48
Hình 3.10. Đường cong sinh trưởng của tảo Thalassiosira sp. khi nuôi bằng môi
trường f/2 với hoá chất tinh khiết và công nghiệp 51
Hình 3.11. Sự phát triển của tảo Thalassiosira sp. khi nuôi ngoài trời 52
Hình 3.12. Tỷ lệ sống của ấu trùng hàu với thức ăn khác nhau 54
1
MỞ ĐẦU
Quá trình sản xuất giống và nuôi thương phẩm các đối tượng thủy sản đều cần
đến vi tảo ở các mức độ khác nhau. Vi tảo là thức ăn tươi sống đặc biệt quan trọng cho
tất cả các giai đoạn phát triển của động vật thân mềm (ĐVTM) hai mảnh vỏ như: hàu,
vẹm, điệp, sò…, thức ăn cho ấu trùng của một số loài giáp xác và thức ăn cho một số
loài cá ở giai đoạn đầu của quá trình sinh trưởng. Mặt khác tảo lại là nguồn thức ăn của
động vật phù du và động vật phù du lại là nguồn thức ăn cho ấu trùng của cá và giáp xác
giai đoạn ấu trùng và giai đoạn cá hương [27]. Ngoài ra, vi tảo còn giúp ích trong việc
ổn định các yếu tố môi trường, biểu hiện trong nuôi trồng thủy sản thông qua môi
trường nước xanh. Tảo đơn bào có giá trị trong nuôi trồng thủy sản phải có kích thước
phù hợp, 1 - 15 µm cho những loài ăn lọc, 10 - 100 µm cho những loài khác, phải được
tiêu hóa dễ dàng. Chúng cần có tốc độ tăng trưởng nhanh, dễ dàng nuôi sinh khối, có
khả năng thích ứng với những thay đổi môi trường như: nhiệt độ, ánh sáng và dinh
dưỡng, cuối cùng chúng cần có thành phần dinh dưỡng tốt, không chứa độc tố [24].
Mặc dù đã có một số nỗ lực nhằm thay thế thức ăn tươi sống bằng thức ăn nhân
tạo nhưng cho tới nay tảo tươi vẫn là thức ăn không thể thay thế được trong nuôi trồng
thủy sản, đặc biệt là trong nuôi động vật thân mềm [30]. Động vật thân mềm hai mảnh
vỏ lọc trực tiếp vi tảo, vì vậy sự phát triển của chúng liên quan trực tiếp đến chất lượng
và số lượng của thực vật phù du sản xuất. Ương nuôi ĐVTM hai mảnh vỏ phụ thuộc
vào sản xuất tảo sống, chi phí sản xuất tảo chiếm 30% chi phí vận hành trại giống [27].
Trong những năm gần đây, nghề nuôi động vật thân mềm ở nước ta phát triển
rất mạnh trước yêu cầu của thị trường, tận dụng ưu thế tiềm năng tự nhiên sẵn có và
góp phần định hướng phát triển nghề nuôi trồng thủy sản bền vững. Một số đối tượng
ĐVTM hai mảnh vỏ đã được phát triển nuôi theo hướng hàng hóa tập trung như:
nghêu, sò, tu hài, hàu, ngọc trai…. Vì con giống tự nhiên không đủ cung cấp nên nhiều
trại giống mọc lên ở khắp nơi. Tuy nhiên, việc sản xuất giống gặp không ít khó khăn
nhất là về khâu giải quyết thức ăn cho ấu trùng. Mặc dù kiến thức cũng như quy trình
gây vi tảo đã được trang bị cho người dân nhưng đảm bảo cung cấp đủ về số lượng
cũng như chất lượng vi tảo cho ấu trùng vẫn còn là khó khăn. Nguyên nhân được xác
định là các loài tảo nhập nội khó đáp ứng được điều kiện nuôi cấy vi mô sản xuất ở
nước ta.
2
Ở Việt Nam đa số các loài tảo hiện nay có nguồn gốc nhập ngoại nên chưa có
phương pháp lưu giữ giống thuần cũng như quy trình công nghệ nuôi trồng chúng
chưa thích hợp với điều kiện khí hậu. Do đó hiệu quả của các loài tảo nhập ngoại đem
lại chưa cao, sinh khối đạt được thấp, bị tạp nhiễm nhiều, nguồn giống sơ cấp không
chủ động được, đặc biệt là các chủng giống phân lập được từ nước biển địa phương rất
ít nên tính chống chịu với điều kiện như: nhiệt độ, độ mặn cao là rất thấp. Vì vậy việc
phân lập vi tảo hiện có mặt ở các vùng biển Việt Nam là hết sức cần thiết bởi khả năng
phát triển tốt dưới điều kiện môi trường địa phương. Sự thuận lợi khác của phân lập
tảo từ nước biển là có thể chủ động cung cấp tảo cho các trại sản xuất giống, không
phụ thuộc vào nhà cung cấp tảo. Đặc biệt phân lập một số vi tảo có giá trị dinh dưỡng
sử dụng cho ĐVTM hai mảnh vỏ tại địa phương là hết sức quan trọng để tối ưu hóa
sản xuất giống thương mại. Với mong muốn phân lập và nuôi sinh khối một số loài tảo
mới từ nước biển tự nhiên để cung cấp cho ĐVTM hai mảnh vỏ, ứng dụng cho nuôi
trồng thủy sản (NTTS) và được sự đồng ý của Viện Nuôi trồng Thuỷ sản, Trường Đại
học Nha Trang; Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thuỷ sản III, chúng tôi tiến hành nghiên
cứu đề tài: “Phân lập và nuôi sinh khối một số loài vi tảo từ biển Nha Trang sử
dụng cho động vật thân mềm hai mảnh vỏ”.
Mục tiêu
Phân lập và nuôi được một số loài vi tảo từ biển Nha Trang có giá trị làm thức
ăn cho động vật thân mềm hai mảnh vỏ.
Nội dung nghiên cứu
1. Tuyển chọn, phân lập và định tên khoa học một số vi tảo từ vùng biển Nha
Trang.
2. Lưu giữ và nuôi sinh khối một số loài vi tảo được tuyển chọn.
3. Thử nghiệm làm thức ăn cho ấu trùng hàu Thái Bình Dương.
Ý nghĩa của đề tài
- Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu sâu
hơn nữa các loài vi tảo và bổ sung cơ sở dữ liệu cho tập đoàn giống vi tảo của Việt Nam.
- Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu thu được có ý nghĩa thực tiễn đối với
các trại sản xuất giống động vật thân mềm hai mảnh vỏ trong việc chủ động nuôi, lưu
giữ và thu sinh khối vi tảo làm thức ăn.
3
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. Tình hình nghiên cứu vi tảo ngoài nước
1.1.1. Phân loại vi tảo
Hệ thống phân loại của các nhà nghiên cứu tiếp cận các loài vi tảo từ hình
thái hình dạng, màu sắc như hệ thống phân loại của Harvey (1836) chia thành 4 ngành:
Tảo Silic, tảo Lục, tảo Đỏ, tảo Nâu. Smith (1933, 1950, 1962) dựa vào số lượng tế bào,
sắc tố, roi, cấu trúc tế bào đã chia thành 8 ngành: tảo Lục, tảo Mắt, tảo Vàng Ánh, tảo
Nâu, tảo Giáp, tảo Lam, tảo Đỏ và Chloromonadophyta. Vaden Hock (1980, 1994)
dựa vào sắc tố, sản phẩm quang hợp, cấu trúc vách, cấu trúc roi, kiểu phân bào có tơ,
màng bọc của lục lạp, sự liên hệ với lưới nội chất (CER) đã chia tảo thành 11 ngành.
Lee ER (1999) dựa vào tế bào nhân sơ và nhân chuẩn chứa roi, sản phẩm dự trữ, kiểu
phân chia tế bào chia tảo thành ngành tảo Lam (nhân sơ), tảo có nhân chuẩn, không có
sự liên hệ lưới nội chất (CER) như: tảo Lục, tảo Đỏ, tảo Glaucophyta, Dinophyta,
nhóm tảo nhân thực có CER như: tảo Mắt, Crytophyta, Heterokontophyta, Haptophyta.
Graham Lee (2000) dựa vào trình tự gen 18S chia thành 9 ngành. Có nhiều hệ thống
phân loại tảo rất khác nhau. Hệ thống các ngành Tảo (bao gồm cả Vi khuẩn lam-
Cyanophyta) và các lớp, bộ chủ yếu theo Peter Pancik được chỉ ra ở bảng 1.1 [7].
Trong đó, vi tảo chủ yếu thuộc về các chi trong các ngành sau đây:
Ngành Tảo lục (Chlorophyta): Các chi Closterium, Coelastrum,
Dyctyosphaerium, Scenedesmus, Pediastrum, Staurastrum, Dunaliella, Chlamydomonas,
Haematococcus, Tetraselmis, Chlorella,
Ngành Tảo lông roi lệch (Heterokontophyta): Các chi Melosira, Asterionella,
Cymatopleurra, Somphonema, Fragilaria, Stephanodiscus, Navicula, Malomonas,
Dinobryon, Peridinium, Isochrysis, Chaetoceros, Phaeodactylum, Skeletonema,
Nitzschia
Ngành Tảo mắt (Euglenophyta): Các chi Phacus, Trachelomonas, Ceratium
Ngành Tảo đỏ (Rhodophyta): Các chi Porphyridium, Rhodella
4
Bảng 1. 1. Phân loại các nhóm ngành tảo [8]
Ngành Lớp Bộ
Chroococcales Cyanophyta (ngành vi khuẩn
lam)
Cyanophyceae
Oscillatoriales
Prochlorophyta (ngành tảo
tiền lục)
Prochlorophyceae
Bangiophycidae
Rhodophyta (ngành tảo đỏ)
Florideophycidae
Chrysomonadales
Rhizochrysidales
Chrysocapsales
Chrysosphaerales
Chrysophyceae
(tảo vàng ánh)
Phaeothamniales
Heterochloridales
Rhizochloridales
Heterogloeales
Mischococcales
Heterotrichales
Xanthophyceae
(tảo vàng lục)
Botrydiales
Coscinodiscales Bacillarophyceae
(tảo silic)
Naviculales
Isogeneratae
Heterogeneratae
Phaeophyceae
(tảo nâu)
Cyclosporae
Heterokontophyta
(ngành tảo lông roi lệch)
Raphidophyceae
Haptophyta (ngành tảo lông
roi bám)
Haptophyceae
Eustigmatophyta (ngành tảo
hạt)
Eustigmtophyceae Eustigmatales
Cryptophyta (ngành tảo 2
lông roi)
Cryptophyceae
Dinophyta (ngành tảo hai
rãnh)
Dinophyceae
Euglenophyta (tảo mắt) Euglenophyceae
Prasinophyceae
Volvocales
Tetrasporales
Chlorococcales
Ulotrichales
Bryopsidales
Chlorophyceae (lớp tảo lục)
Siphonocladales
Zygnematales
Mesotaeniales
Conjugatophyceae
(lớp tảo tiếp hợp)
Desmidiales
Chlorophyta
(ngành tảo lục)
Charophyceae (Lớp tảo vòng)
5
Hiện nay, phương pháp phân loại vi tảo vẫn chủ yếu dựa vào đặc điểm hình
thái. Nhìn chung, các chi đều có các đặc điểm cơ bản về hình thái để tạo dựng khoá
phân loại, nhưng một số loài trong cùng một chi nếu chỉ quan sát dưới kính hiển vi
thường thì rất khó phân biệt các đặc điểm sai khác vì quá nhỏ và cần phải xác định
dưới kính hiển vi điện tử. Hơn nữa, nhiều loài hoặc chủng rất giống nhau về mặt hình
thái và hình thái của chúng lại có thể bị biến đổi khi điều kiện môi trường thay đổi. Sự
phát triển mạnh mẽ của sinh học phân tử đã mở ra một phương pháp nghiên cứu mới là
phân loại học phân tử, có thể dựa trên sự nghiên cứu các gen trong hệ gen nhân, hệ gen
của các bào quan (ti thể và lục lạp) hoặc các sản phẩm của gen (protein, enzym).
Nhìn chung, các kỹ thuật phân tích ADN và protein có đóng góp rất quan trọng vào
việc đánh giá chính xác tính đa dạng di truyền cũng như cấu trúc di truyền chủng quần
của các loài tảo. Đồng thời, các nghiên cứu ADN và protein cũng cho phép đánh giá
về địa lý phân bố chủng loại (loài, loài phụ, quần thể), góp phần vào việc đánh giá tính
đa dạng sinh học của tảo. Để tháo gỡ những hạn chế của phương pháp phân loại dựa
trên các đặc điểm hình thái, các kỹ thuật sinh học phân tử như đọc và so sánh trình tự
nucleotit của các gen bảo thủ như: 18S rRNA, ITS1-5,8S-ITS2, 28S rRNA (LSU)…
đã hỗ trợ tích cực cho việc định tên khoa học một cách chính xác hơn các loài vi tảo
[6].
1.1.2. Sinh trưởng của tảo
Theo Coutteau (1996) [27], sự tăng trưởng của các vi tảo được đặc trưng bởi 5
pha được thể hiện qua Hình 1.1.
Hình 1. 1. Các pha sinh trưởng của một quần thể vi tảo [27]
6
- Pha ban đầu: Số lượng tế bào tăng dần đều. Ở pha này tảo bắt đầu làm quen
với môi trường nuôi và bắt đầu hấp thụ chất dinh dưỡng, tiến hành phân cắt tế bào
nhưng tốc độ tăng trưởng của quần thể chậm.
- Pha logarit (pha gia tốc dương): Số lượng tế bào tăng theo cấp số nhân, hình
biểu diễn số lượng tế bảo gần như là đường thẳng. Tảo ở giai đoạn này hấp thụ chất
dinh dưỡng mạnh.
- Pha gia tốc âm: Môi trường dinh dưỡng có chiều hướng giảm mạnh cùng với
mật độ tảo cao làm tốc độ sinh sản giảm, tuy vậy số lượng tế bào vẫn còn tăng.
- Pha cân bằng: Mật độ tảo ở pha này đạt cực đại và số lượng ổn định.
- Pha tàn lụi: Tảo sau khi đạt mật độ cực đại, khả năng sinh sản mất dần và số
lượng tảo giảm một cách rõ rệt.
Theo O’Meley và Daintith (1993) [42], sự sinh trưởng của tảo nuôi chỉ có 4
pha: pha tăng trưởng chậm (lag phase), pha hàm mũ (exponential phase), pha cân bằng
(stationary phase) và pha chết (death phase). Bằng việc đo mật độ tế bào theo thể tích,
ví dụ: tế bào/mL ở các khoảng thời gian đều đặn, có thể xây dựng một đường cong
sinh trưởng và các giai đoạn sinh trưởng có thể nhận ra từ đường cong sinh trưởng đó.
Theo Lee và Shen (2004) [38], trong nuôi thu hoạch toàn bộ, tảo trải qua ba pha khác
nhau gồm pha tăng trưởng chậm, pha hàm mũ và pha tăng trưởng tuyến tính. Các pha
phản ánh sự thay đổi về sinh khối và môi trường nuôi của nó. Trong tăng trưởng tuyến
tính, một khi mật độ tế bào đạt đến cực đại, sinh khối sẽ tích lũy ở một tốc độ không
đổi, cho đến khi một số chất trong môi trường nuôi hoặc hóa chất ức chế trở thành yếu
tố hạn chế.
Ở các pha khác nhau, tốc độ sinh trưởng của tảo khác nhau. Tuy nhiên, sự sinh
trưởng của tảo còn tùy thuộc vào từng loài và bị chi phối rất mạnh bởi các yếu tố môi
trường. Các thông số quan trọng nhất điều hòa sự sinh trưởng của tảo bao gồm các chất
dinh dưỡng, nguồn cung cấp năng lượng (ánh sáng cho quang hợp hay các hợp chất hữu
cơ trong trường hợp dị dưỡng), nhiệt độ, độ mặn, pH, mức xáo trộn. Mỗi loài tảo đều có
khoảng cực thuận và giới hạn chịu đựng nhất định đối với các yếu tố môi trường.
Một số yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sinh trưởng của tảo:
- Môi trường nuôi: Mật độ tế bào trong môi trường nuôi thường cao hơn mật độ
trong tự nhiên. Do đó, môi trường nuôi tảo phải được làm giàu bằng các chất dinh dưỡng
để bù đắp những thiếu hụt trong nước biển là hết sức cần thiết. Thành phần đa lượng cần
thiết bao gồm nitrat và photphat (xấp xỉ tỷ lệ 6:1) và silicat. Silicat đặc biệt dùng cho tảo
7
khuê vì chúng sử dụng hợp chất này để sản xuất vỏ bên ngoài. Thành phần dinh dưỡng vi
lượng gồm những nguyên tố kim loại khác nhau (Cu, Fe, Mg, Mo, Mn, Zn, ), các
vitamin như thiamin (B1), Cyanocobalamin (B12) và Biotin. Hai môi trường làm giàu
được sử dụng rộng rãi và thích hợp cho sinh trưởng của hầu hết loại tảo là môi trường
Walne và môi trường f/2. Do tính phức tạp và chi phí của các môi trường nuôi nêu trên
nên chúng thường không được áp dụng trong hoạt động nuôi ở quy mô lớn. Môi trường
làm giàu thay thế thích hợp đối với sản xuất hàng loạt các vi tảo trong hệ thống quảng
canh quy mô lớn chỉ chứa các chất dinh dưỡng thiết yếu nhất và thường là các phân bón
dùng trong nông nghiệp thay vì phân bón dùng trong phòng thí nghiệm [27].
- Ánh sáng: Ánh sáng là nguồn năng lượng chính cho quá trình quang hợp của
tảo. Yêu cầu cường độ ánh sáng thay đổi rất lớn theo độ sâu của môi trường nuôi và
mật độ nuôi tảo. Ở độ sâu lớn và mật độ tế bào cao thì cường độ ánh sáng phải tăng để
có thể xuyên qua được môi trường nuôi (1000 lux thích hợp cho bình tam giác và 5000
- 10000 thích hợp cho các dung tích lớn hơn). Có thể là ánh sáng tự nhiên hoặc ánh
sáng của đèn huỳnh quang. Cường độ ánh sáng quá lớn (ví dụ ánh sáng trực tiếp của
mặt trời hoặc các thùng chứa nhỏ để gần ánh sáng nhân tạo) có thể làm ức chế sự
quang hợp. Tuy nhiên dù là ánh sáng tự nhiên hay ánh sáng nhân tạo cũng tránh làm
nóng quá mức [27].
- Độ pH: Hầu hết các loài tảo sinh trưởng và phát triển pH trong khoảng 7 - 9 và
thích hợp nhất từ 8,2 - 8,7. Nhiều khi công việc nuôi bị thất bại hoàn toàn do nhiều tế
bào bị phá vỡ và nguyên nhân có thể do không duy trì độ pH thích hợp. Điều này có thể
khắc phục được bằng cách sục khí môi trường nuôi. Trong trường hợp nuôi với mật độ
cao việc bổ sung CO
2
có thể làm giảm độ pH, mà trong quá trình tảo phát triển, pH có
thể tăng tới giá trị giới hạn là 9.
- Sục khí (đảo nước): Sục khí là việc làm cần thiết để ngăn ngừa tảo không bị
lắng nhằm đảm bảo sao cho tất cả các quần thể đều được tiếp xúc với ánh sáng và các
chất dinh dưỡng như nhau và để cải thiện sự trao đổi khí giữa môi trường nuôi với
không khí. Không khí là yếu tố hàng đầu vì nó chứa nguồn cacbon ở dạng CO
2
phục
vụ cho quang hợp. Việc bổ sung CO
2
có thể làm đệm nước chống lại những thay đổi về
độ pH do sự cân bằng giữa CO
2
và HCO
3
. Tuy nhiên cần lưu ý không phải các loài tảo
đều chịu được việc khuấy đảo mạnh.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến cấu trúc tế bào, tốc độ phản ứng trao
đổi chất, sinh trưởng, quá trình quang hợp, mật độ phân bố, cường độ hô hấp, kích
8
thước tế bào và sự thích nghi của loài. Phần lớn các loài vi tảo sinh trưởng tốt ở nhiệt
độ 17 - 22
0
C [36]. Nhiệt độ thấp 17
0
C sẽ làm giảm tốc độ sinh trưởng của chúng. Nếu
nhiệt độ cao hơn 35
0
C, tảo có thể chết (kể cả những loài tảo nhiệt đới). Do vậy, khi
nuôi tảo ta có thể cho dòng nước lạnh chảy trên bề mặt của bình nuôi để làm mát môi
trường nuôi hoặc kiểm soát nhiệt độ không khí bằng thiết bị điều hòa.
- Độ mặn: Khả năng chịu đựng sự thay đổi độ mặn của tảo biển rất lớn. Hầu
hết, các loài tảo đều phát triển rất tốt ở độ mặn thấp hơn độ mặn của môi trường sống
một chút và điều này có thể thực hiện được bằng cách pha loãng nước biển bằng nước
ngọt. Khoảng độ mặn từ 25 - 30‰ thường tốt cho nuôi tảo lông roi, từ 20 - 25‰ tốt
cho sinh trưởng tảo silic [36].
1.1.3. Giá trị dinh dưỡng của vi tảo trong nuôi trồng thuỷ sản
Mặc dù có nhiều loài tảo được sử dụng trong nghề nuôi hải sản nhưng không phải
tất cả chúng đều mang lại hiệu quả cho sự sinh trưởng của đối tượng nuôi. Nguyên nhân
do khả năng tiêu hóa của động vật thủy sản, kích cỡ và đặc biệt là giá trị dinh dưỡng của
tảo. Giá trị dinh dưỡng của vi tảo dùng làm thức ăn cho động vật thủy sản phụ thuộc cơ
bản vào thành phần sinh hóa và nhu cầu dinh dưỡng cụ thể của các đối trượng nuôi [26].
Thành phần sinh hóa của vi tảo gồm: protein, carbohydrate, lipid và khoáng chất,
chiếm 90 - 95% khối lượng khô (KLK) của vi tảo. Phần còn lại là các axit nucleic chiếm 5 -
10% [26]. Qua phân tích 40 loài tảo thuộc 7 lớp (Bacillariophyceae, Chlorophyceae,
Prymnesiophyceae, Cryptophyceae, Eustigmatophyceae, Rhodophyceae, Prasinophyceae),
Brown và ctv (1997) đã xác định rằng trong tảo đơn bào có hàm lượng protein cao nhất dao
động từ 6 - 52 %; carbohydrate từ 5 - 23 % và lipid từ 7 - 23 % [25].
Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng thành phần sinh hóa của tảo có thể bị thay đổi khi
nuôi ở các điều kiện khác nhau hay thu hoạch ở các pha phát triển khác nhau. Ở pha cân
bằng của tảo Pavlova lutheri và Isochrysis sp. (T.ISO) có lượng carbohydrate nhiều gấp
2- 4 lần và lượng protein kém hơn 30 - 50% pha logarit. Nuôi tảo khuê Thalassiosira
pseudonana dưới điều kiện ánh sáng liên tục (50 và 100 µE m
-2
s
-1
) lượng cacbohydrate
nhiều hơn 2 - 3 lần nuôi dưới điều kiện 12: 12 (sáng: tối) (100 µE m
-2
s
-1
) [25].
Protein
Hàm lượng của các acid amin tương tự giống nhau giữa các loài tảo và đặc biệt
rất giàu các acid amin thiết yếu. Aspartate và glutamate có nồng độ cao nhất (7,1 -
12,9%), cystine, methionine, tryptophan và histidine có nồng độ thấp nhất (0,4 - 3,2%)
và các amino axit khác từ 3,2% đến 13,5% [25].
9
Bown và ctv (1989) đã thống kê thành phần sinh hóa của các loài tảo thường
được sử dụng trong NTTS. Kết quả cho thấy hàm lượng protein của lớp
Prymnesilophyceae (I. galbana, Isochrysis sp. và P. lutheri ) dao động từ 41 - 49%,
lớp Bacillariophyceae dao động từ 29 - 37%, trong đó Thalassiosira pseudonana
chiếm 29% [26].
Nhu cầu về giá trị dinh dưỡng của protein tùy thuộc vào từng đối tượng nuôi
cũng như các giai đoạn phát triển. Ở giai đoạn ấu trùng và con non thì nhu cầu protein
cao hơn ở giai đoạn trưởng thành. Ấu trùng động vật thân mềm (ĐVTM) hai mảnh vỏ
yêu cầu 30 - 60 % protein trong chế độ tảo cho sinh trưởng của chúng. Theo Webb và
Chu (1983) cho rằng tảo có hàm lượng protein cao thì có giá trị dinh dưỡng tốt. Tuy
nhiên, nhiều nghiên cứu cho thấy mối quan hệ đó là không chặt chẽ. Ví dụ, I. galbana
và P. lutheri có hàm lượng protein thấp nhưng lại là thức ăn tốt cho động vật thân
mềm. Trong khi đó Dunnaliella tertiolecta có hàm lượng protein rất cao nhưng khi
cho ấu trùng ĐVTM sử dụng thì tốc độ tăng trưởng lại thấp [26].
Đối với giáp xác, tảo có hàm lượng từ 30 - 60% protein được sử dụng thành
công trong nuôi tôm giai đoạn hậu ấu trùng. Nhu cầu protein của cá là 40 - 60% trong
chế độ ăn của chúng [26].
Cacbonhydrate
Theo Bown và ctv (1989), hàm lượng carbohydrate của lớp Prymnesilophyceae
dao động từ 9 - 31%, lớp Bacillariophyceae dao động từ 17 - 24%, trong đó
Thalassiosira pseudonana chiếm 17% [26].
Hàm lượng carbohydrate trong tảo từ 5 - 30% được coi là tốt cho sinh trưởng
của động vật thân mềm hai mảnh vỏ. Mức carbohydrate tối ưu cho ấu trùng tôm P.
japonicus từ 15 - 25% KLK trong chế độ ăn [25].
Lipid và axit béo
Chất lượng của lipid được đánh giá dựa vào thành phần và hàm lượng acid béo
trong thức ăn. Các lớp tảo khác nhau chỉ ra sự khác nhau về hàm lượng acid béo. Acid
béo no của tảo lục chiếm 15 - 30% tổng số acid béo, tảo silic và Prymnesiophyta
chiếm 30 - 40%. Ngành tảo silic và Prymnesiophyta có acid béo không no mạch đơn
chiếm 20 - 40% và acid béo không no mạch dài (PUFA) chiếm 20 - 50%. Còn tảo lục,
acid không no mạch đơn chiếm 5 - 20% và acid béo không no mạch dài chiếm 50 -
80% tổng acid béo.
Các PUFA có trong tảo như axit docosahecxaenoic (DHA), axit
eicosapentaenoic (EPA), axit arachidonic (AA) rất cần thiết đối với động vật thủy sản.
10
Hầu hết các loài tảo đều chứa loại acid béo không no EPA ở mức độ từ trung bình tới
cao (7-34%). Lớp tảo Bacillariophyceae, Prymnesiophyceae, Cryptophyceae,
Rhodophyceae, Eustigmatophyceae rất giàu một hoặc cả hai loại acid béo không no
DHA và EPA. Lớp tảo Prymnesiophyceae (ví dụ Isochrysis sp., và Pavlova spp.) và
Cryptophyceae tương đối giàu DHA (0,2 - 11 %), trong khi đó lớp Eustigmatophyceae
(Nannochloropsis spp.) và tảo silic lại có nhiều AA (0 - 4 %), lớp Prasinophyceae
chứa khoảng 4 - 10 % DHA hoặc EPA, ngược lại Chlorophyceae (như Dunaliella spp.
và Chlorella spp.) thiếu cả hai DHA và EPA, vì vậy chúng được xem là có giá trị dinh
dưỡng thấp [24]. Mỗi một loài tảo đều có thể thiếu ít nhất một thành phần dinh dưỡng
cần thiết, ví dụ I. galbana có nhiều DHA ít EPA, ngược lại tảo silic có nhiều EPA và ít
DHA. Vi tảo có hàm lượng PUFAs (EPA, DHA) dao động từ 1 - 20 mg/mL tế bào
được xem là thích hợp cho sự sinh trưởng của động vật thân mềm, nếu hàm lượng này
thấp hơn 0,5 mg/mL tế bào thì được coi là thức ăn nghèo dinh dưỡng. Còn đối với giáp
xác nhu cầu này đều rất cần thiết và tùy thuộc vào từng loài. Ở tôm he Nhật Bản
(Penaeus japonicus), thức ăn chứa khoảng 1% EPA và DHA là phù hợp cho sinh
trưởng và có vai trò quan trọng trong quá trình biến đổi sinh lý của cơ quan sinh sản và
tổng hợp các hormone sinh sản. Trong khi nhu cầu này ở cá biển từ 1 - 2% trọng lượng
khô thức ăn. Vì vậy, việc chọn lựa và sử dụng hỗn hợp các loài vi tảo làm thức ăn cho
đối tượng thủy sản sẽ cung cấp đầy đủ các thành phần dinh dưỡng cần thiết cho sự
phát triển và đem lại hiệu quả cao hơn [24].
Vitamin
Vi tảo là nguồn cung cấp vitamin quan trọng cho các đối tượng nuôi thuỷ sản.
Những loại vitamin chính gồm: thiamin (vitamin B1), riboflavin (vitamin B2),
pyridoxine (vitamin B6), cyanocobalamin (vitamin B12), biotin, acid ascorbic (vitamin
C), vitamin A, D, E, K [26]. Theo thống kê của Brown (2002), hàm lượng vitamin C
trong vi tảo có sự khác nhau rất lớn giữa các loài (16 mg/g trọng lượng khô ở tảo C.
muelleri; 1,1 mg/g ở tảo T. pseudonana). Còn lại các vitamin khác (thiamin, riboflavin,
pyridoxine, cyanocobalamin, biotin,…) chỉ khác nhau từ 2 - 4 lần giữa các loài tảo. Điều
này chứng tỏ rằng, việc lựa chọn một cách cẩn thận các loại vi tảo kết hợp với nhau sẽ
cung cấp đầy đủ vitamin cho chuỗi thức ăn của động vật nuôi thủy sản.
Hàm lượng vitamin của tảo khác nhau ở các pha sinh trưởng khác nhau. Ở pha
logarit, hàm lượng của Thalassiosira pseudonana là 20 µg/g, Isochrysis sp. là 40 µg/g.
11
Ở pha cân bằng, hàm lượng riboflavin tăng lên 2 tới 4 lần ở Chaetoceros muelleri,
Thalassiosira pseudonana và Nannochloris atomus [25].
Khoáng chất và sắc tố
Các khoáng chất và sắc tố trong tảo cũng đóng góp một vai trò quan trọng trong
việc xây dựng nên giá trị dinh dưỡng của một loài tảo. Thành phần chủ yếu của sắc tố
là chlorophyll và các loại carotenoid chiếm 0,5 - 5 % trọng lượng khô. Ngoài ra còn có
phycoerythin và phycocyanin nhưng chỉ chiếm một lượng nhỏ khoảng 1% khối lượng
khô, ß-carotene (tiền vitamin A) được xem là rất quan trọng trong chuỗi thức ăn của
giáp xác. Nghiên cứu của Ronnestad, Helland & Lie (1998) đã phát hiện ra rằng sắc tố
lutein và astaxanthin (có nhiều trong tảo xanh - Tetraselmis spp.) có khả năng chuyển
đổi thành vitamin A trong chuỗi mắt xích thức ăn của động vật nuôi thủy sản [24]
1.1.4. Sử dụng vi tảo trong nuôi trồng thủy sản
Vi tảo sử dụng trong nuôi trồng thủy sản như là nguồn thức ăn cho tất cả các
giai đoạn sinh trưởng của động vật hai mảnh vỏ (ngao, hàu, điệp), giai đoạn ấu trùng
của một số động vật chân bụng (bào ngư, ốc) và ấu trùng của một số loài cá biển, tôm
he và các động vật phù du [27].
Đến nay đã có khoảng trên 40 loài tảo đã được phân lập và nuôi thuần chủng
trong các hệ thống thâm canh phục vụ cho sản xuất giống hoặc làm thức ăn cho các
đối tượng nuôi hải sản. Hầu hết những loài tảo dùng thường xuyên trong nuôi biển là
tảo khuê Skeletonema costatum, Thalassiosira pseudonana, Chaetoceros gracilis,
Chaetoceros calcitrans, tảo roi Isochrysis galbana, Tetraselmis suecica, Monochrysis
lutheri và Chorella spp. [27]. Bảng 1.2 cho biết 8 lớp chính và 32 giống tảo nuôi chủ
yếu đang được dùng để nuôi dưỡng những nhóm động vật nước quan trọng.
12
Bảng 1. 2. Lớp và giống tảo nuôi dùng làm thức ăn cho các đối tượng thủy sản [27].
Lớp Giống Đối tượng cho ăn
Bacilariophyceae Skeletonema PL, BL, BP
Thalassiosira PL, BL, BP
Phaeodactylum PL, BL, BP, ML, BS
Chaetoceros PL, BL, BP, BS
Cyclindrotheca PL
Bellerochea BP
Actinocysclus BP
Nitzchia BS
Cyclotella BS
Haptophyceae Isochrysis PL, BL, BP, ML, BS
Pseudoisochrysis BL, BP, ML
Dicrateria BP
Cricospaera BP
Coccolithus BP
Chrysophyceae Monochrysis BL, BP, BS, MR
Prasinophycease Tetraselmis PL, BL, BP, AL, BS
Pyramimonas BL, BP
Cyptophyceae Chroomonas BP
Cryptomonas BP
Rhodomonas BL
Xanthophyceae Olisthodiscus BP
Chlorophyceae Carteria BP
Dunadiella BP, BS, MR
Chlamydomonas BL, BP, FZ, MR, BS
Chlorococcum BP
Chlorella BL, ML, BS, MR, FZ
Scenedesmus FZ, MR, BS
Nannochloris BP, MR, SC
Brachiomonas BP
Cyanophyceae Spirulina PL, BP, BS, MR
PL, Ấu trùng tôm biển AL, Ấu trùng bào ngư
BL, Ấu trùng nhuyễn thể MR, Luân trùng nước mặn
ML, Ấu trùng tôm nước ngọt BS, Artemia
BP, Hậu ấu trùng nhuyễn thể SC, Copepod nước mặn
FZ, Động vật phù du nước ngọt
13
1.1.4.1. Sử dụng vi tảo trong nuôi động vật thân mềm
Từ năm 1960, khi kỹ thuật sản xuất giống và nuôi động vật thân mềm phát
triển, tảo tươi là nguồn thức ăn quan trọng nhất. Mặc dù, nhiều giải pháp đã được
nghiên cứu như: dùng men bánh mì, vi khuẩn, tảo dạng sệt, tảo khô… tuy nhiên tảo
tươi vẫn là nguồn thức ăn không thể thay thế được [28]. Động vật thân mềm lọc trực
tiếp thức ăn vì vậy sự phát triển của động vật thân mềm liên quan chặt chẽ tới số
lượng và chất lượng của vi tảo.
Allen và Nelson, 1910 có thể xem là người đầu tiên sử dụng tảo làm thức ăn
cho động vật thủy sản [43]. Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để xác định loài tảo
nào cung cấp tốt nhất cho sự phát triển và tỷ lệ sống tối ưu của động vật thân mềm.
Trong một báo cáo của cuộc điều tra quốc tế giữa các nhà điều hành trại giống năm
1991 đã liệt kê 8 loài tảo (Chaetoceros calcitrans, C. gracilis, Skeletonema costatum,
Thalassiosira pseudonana, I. galbana, Isochrysis sp., P. lutheri và T. suecica) được
sử dụng rộng rãi và đại diện cho trên 90% khối lượng tảo nuôi được sản xuất ở 23 trại
giống [41].
Việc lựa chọn vi tảo là nguồn thức ăn tiềm năng cho ĐVTM hai mảnh vỏ
trong một trại sản xuất giống phải đảm bảo kích cỡ phù hợp, khả năng tiêu hóa tốt
(liên quan đến độ dày thành tế bào), giá trị dinh dưỡng và khả năng sản xuất sinh
khối lớn [41].
Trong tự nhiên, hàu Crassostrea virginica có kích cỡ trên 300 µm có thể lọc
được thức ăn trong phạm vi kích cỡ rộng từ 0,2 tới 30 µm [22]. Tuy nhiên, khoảng
55% ấu trùng sò (Placopecten magellanicus), vẹm (Mytilus edulis), ngao (Mya
arenaria) chứa tế bào thức ăn có kích cỡ 5 - 15 µm trong dạ dày của chúng và chỉ có
3% ấu trùng chứa thức ăn có kích cỡ 15 - 25 µm [28]. Khi cho ăn thức ăn tự nhiên có
kích cỡ từ 1 - 10 µm, ấu trùng hàu Crassostrea virginica ưa thích các hạt thức ăn có
kích cỡ từ 2 - 4 µm. Khi cho ấu trùng nhỏ (kích thước 109 µm) ăn 4 loài tảo nuôi có
kích cỡ từ 1 - 11 µm, quan sát thấy chúng ưa thích thức ăn có kích cỡ 1 µm, trong khi
ấu trùng lớn (kích thước 290 µm) ưa thích thức ăn có kích cỡ 11 µm. Điều này nói
lên mối quan hệ giữa kích cỡ tảo với kích thước ấu trùng [41]. Sinh trưởng của ấu
trùng veliger hai mảnh vỏ đạt cao nhất khi ăn tảo có kích cỡ từ 4,7 tới 6,3 µm [46].
Một số tác giả cho rằng, ở một số loài tảo thành tế bào dày đã hạn chế khả
năng tiêu hóa của ấu trùng từ đó làm cho tỷ lệ sinh trưởng của ấu trùng thấp như
trường hợp của tảo Chlorella autotrophica [21], Nannochloris atomus và
Stichococcus bacillaris [45], khi quan sát trên kính hiển vi cho thấy các loài tảo này
14
ấu trùng hàu có thể ăn vào nhưng khó để tiêu hóa. Ngược lại, ấu trùng hàu
Crassostrea virginica, C. gigas có thể ăn và tiêu hóa tốt tảo Pavlova lutheri và
Isochrysis galbana [21, 39]. Thiếu enzym tiêu hóa thích hợp ở những ấu trùng còn
nhỏ là giả thuyết hiện thời để giải thích tại sao ấu trùng không thể tiêu hóa một số
loài tảo [41].
Dinh dưỡng là một trong những yếu tố chính quyết định sinh trưởng và tỷ lệ
sống của động vật thân mềm [40]. Đến nay, tất cả các nghiên cứu đều xác định rằng
mỗi loài tảo khác nhau thì chúng có giá trị dinh dưỡng khác nhau, một loài tảo có thể
thiếu ít nhất là một thành phần dinh dưỡng cần thiết, trong khi loài khác có thể có
thành phần dinh dưỡng này nhưng lại thiếu thành phần khác. Động vật thủy sản khi
ăn kết hợp hai hay ba loài tảo bao gồm tảo roi và tảo khuê thì thường sinh trưởng
phát triển tốt hơn cho ăn đơn loài. Một số loài như: I. galbana, Isochrysis sp., P.
lutheri, Chaetoceros sp. là những loài phổ biến sử dụng làm thức ăn cho ấu trùng,
con giống, bố mẹ của động vật hai mảnh vỏ nhờ khía cạnh dinh dưỡng của chúng
[24]. Tuy nhiên, việc kết hợp các loài tảo làm thức ăn phải được hợp lý cả về tỷ lệ và
thành phần thích ứng với nhu cầu dinh dưỡng của từng đối tượng nuôi cụ thể thì mới
đem lại hiệu quả cao. Ấu trùng của phần lớn các loài nhuyển thể có thức ăn tương tự
nhau, các loài tảo phù hợp như: C. calcitrans, T. pseudonana (3H), I. galbana, và T.
suecica (cho ấu trùng có chiều dài > 120 µm). Sự kết hợp của tảo lông roi và tảo silic
cung cấp một chế độ ăn cân bằng làm gia tăng tốc độ phát triển của ấu trùng tới giai
đoạn biến thái so với chế độ ăn đơn loài [27]. Tốc độ sinh trưởng của ấu trùng hàu O.
edulis đạt 9 µm/ngày khi sử dụng đơn loài I. galbana, đạt 9,7 µm/ngày khi sử dụng
kết hợp I. galbana và P. lutheri [35], hay 9,8 - 12,6 µm/ngày với I. galbana và
Tetraselmis suecica [33, 34]. Năm 2014, nghiên cứu của Aranda-Burgos và cộng tác
viên trên ấu trùng Ruditapes decussatus cho rằng khi kết hợp C. muelleri với I.
galbana và P. luthery cho sinh trưởng và tỷ lệ sống cao hơn sử dụng kết hợp I.
galbana và P. luthery [20].
Một số loài tảo mặc dù có giá trị tốt làm thức ăn nhưng lại không được sử
dụng ở các trại giống bởi vì khó sản xuất ở quy mô lớn ví dụ C. calcitrans forma
pumilum hiếm khi nuôi tới thể tích 20 lít, hay T. suecica bám dính lên thành bể nuôi
gây hôi thối.
Nhu cầu sử dụng vi tảo làm thức ăn cho động vật thân mềm thay đổi tùy theo
giai đoạn sinh trưởng. Giai đoạn ấu trùng đòi hỏi nguồn tảo phải đầy đủ chất lượng
cũng như phải sạch khuẩn. Giai đoạn hậu ấu trùng có thể đòi hỏi chất lượng tảo thấp
15
hơn nhưng phải có thành phần sinh hóa đáp ứng được nhu cầu của đối tượng nuôi.
Giai đoạn bố mẹ đòi hỏi đủ về số lượng cũng như chất lượng. Do đó một cơ sở nuôi
động vật thân mềm luôn đòi hỏi nhu cầu cao về sản xuất sinh khối tảo [28].
Có nhiều loài tảo sống ở biển, chỉ có một số có thể nuôi và chỉ có một số loài
được sử dụng cho hàu, ngao, luân trùng, tôm… một số loài được sử dụng thường xuyên
làm thức ăn được liệt kê trong Bảng 1.3 chúng bao gồm 2 nhóm: nhóm tảo lông roi có
thể bơi bằng 1 hay nhiều lông bơi và nhóm tảo silic có vỏ cấu thành bởi silicat [36].
Bảng 1. 3. Các loài tảo được sử dụng làm thức ăn cho hàu và ngao [36]
Tảo Đường kính tế bào ( µm)
Tảo silic
Skeletonema costatum 6
Chaetoceros gracilis 2,5
Chaetoceros calcitrans 6
Phaeodactylum tricornutum 5
Thalassiosira pseudonana 5,5
Tảo lông roi
Chlamydomonas coccoides 7
Nannochloris occulata 2
Dunaliella tertiolecta 6,5
Chroomonas salina 7
Tetraselmis suecica 8,5
Pyramimonas virginica 4
Isochrysis galbana, hay T.ISO 5
Monochrysis lutheri 4
Pseudoisochrysis paradoxa 5
1.1.4.2. Sử dụng vi tảo trong nuôi tôm
Vi tảo thường được cho vào bể nuôi ấu trùng tôm he từ giai đoạn noãn hoàng để
khi vừa chuyển sang giai đoạn Zoea là có thức ăn ngay. Các loài tảo thường dùng
trong nuôi tôm là Chaetoceros sp., Skeletonema costatum, Tetraselmis chuii,
Thalasiosira pseudonana. Do sở thích ăn thay đổi trong giai đoạn Mysis, từ chỗ chủ
yếu ăn thực vật chuyển sang ăn thịt nên lượng tảo cho ăn giảm dần. Tuy nhiên vẫn cần
một lượng tảo nhất định cho vào bể nuôi nhằm ổn định chất lượng nước. “Phương
16
pháp nuôi cùng bể” là kỹ thuật trong đó tảo và ấu trùng được nuôi chung, bể nuôi được
đặt ngoài trời để tảo phát triển, đến lượt tảo được ấu trùng tôm sử dụng làm thức ăn.
Các loài tảo dùng làm thức ăn cho ấu trùng tôm he có kích cỡ từ 5 µm (Isochrysis sp.)
tới 10 - 20 µm (Tetraselmis sp.) [1].
1.1.4.3. Sử dụng vi tảo trong nuôi cá biển
Đối với ấu trùng cá biển, cá được cung cấp dinh dưỡng thông qua các đối tượng
động vật phù du làm thức ăn như: Copepoda, luân trùng, Artemia. Giá trị dinh dưỡng
của các đối tượng này phụ thuộc chủ yếu vào nguồn thức ăn chính là vi tảo. Ví dụ nuôi
luân trùng bằng Dunaliella tertiolecta (ít PUFA) thì chứa ít hàm lượng PUFA trong cơ
thể, ngược lại nếu nuôi bằng Pavlova lutheri (giàu PUFA) thì giàu PUFA trong cơ thể
của chúng. Dựa vào cỡ mồi của động vật nuôi mà các loài tảo được lựa chọn nuôi sinh
khối làm thức ăn thường có kích thước từ 2 - 20 µm và cho động vật phù du tốt nhất từ
2 - 12 µm [16].
Ngoài yêu cầu về vi tảo để nuôi hoặc làm giàu các sinh vật mồi sống như
Artemia và luân trùng, tảo thường được sử dụng trực tiếp trong các bể để nuôi ấu
trùng cá biển. “Kỹ thuật nuôi nước xanh” là một phần của các kỹ thuật được áp dụng
phổ biến để nuôi ấu trùng cá tráp đầu vàng Sparus aurata (50.000 tế bào/mL tảo
Isochrysis sp. + 400.000 tế bào/mL tảo Chlorella sp. mỗi ngày), cá măng Chanos
chanos (từ 500 đến 3.500 tế bào/mL tảo Chlorella sp. được bổ sung từ lúc nở đến ngày
thứ 21). Cá nục heo Coryphaena hippurus (200.000 tế bào/mL tảo Chaetoceros
gracilis , Tetraselmis chuii hoặc Chlorella sp., cá sơn lưỡi bò Hippoglossus
hippoglossus (tảo Tetraselmis sp.) và cá bơn sao Scophthalmus maxinus (60.000 tế
bào/mL tảo Tetraselmis sp. hoặc 130.000 tế bào/mL tảo I. galbana [14].
1.1.5. Tình hình nghiên cứu về phân lập, lưu giữ và sản xuất vi tảo
Theo Preisig và Andersen (2005) [43], môi trường nuôi, phương pháp nuôi của
vi tảo được nghiên cứu từ những năm 1800 - 1900.
Ferdinand Cohn (1850) đã thành công trong việc lưu giữ tảo lục đơn bào có
roi Hematocaccus ( Chlorophyceae) nhưng ông đã không phân lập được loài tảo này.
Famintzin (1871) là người đầu tiên nuôi tảo bằng việc sử dụng dung dịch một số
muối vô cơ để nuôi một số loài tảo xanh, đặc biệt là 2 loài Chlorococcum infusionum
và Protococcus viridis.