Nghiên cứu một vài đặc điểm sinh học sinh sản và thử nghiệm sinh sản nhân tạo cá sọc ngựa danio rerio (f hamilton, 1822) nuôi tại khánh hòa

B ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

NGHIÊN CỨU MỘT VÀI ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC SINH SẢN
VÀ THỦ NGHIỆM SINH SẢN NHÂN TẠO CÁ

sọc NGỤA

Danio rerìo (F.HAMILTON, 1822) NUÔI TẠI KHÁNH HÒA

LUẬN VÃN THẠC s ĩ

Khánh Hòa - 2014


B ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

LÊ THỊ THU HÀ

NGHIÊN CỨU MỘT VÀI ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC SINH SẢN
VÀ THỬ NGHIỆM SINH SẢN NHÂN TẠO CÁ

sọc NGỤ A

Danio rerio (F.HAMILTON, 1822) NUÔI TẠI KHÁNH HÒA

LUẬN VĂN THẠC s ĩ
Chuyên ngành: Nuôi trồng T hủy sản

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Phạm Quốc Hùng

Khánh H òa-2014


1

LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Lê Thị Thu Hà, là học viên lớp cao học CHNTTS2012-3, chuyên ngành
Nuôi trồng Thủy sản, tôi xin cam đoan: Đề tài “Nghiên cứu một vài đặc điểm sinh
học sinh sản và thử nghiệm sinh sản nhân tạo cá sọc ngựa Danio rerio
(F.Hamilton, 1822) nuôi tại Khánh Hòa” là công trình nghiên cứu cùa riêng tôi, các
nội dung trong luận văn là do tự bản thân tôi tiến hành bố trí thí nghiệm, thu thập và
phân tích kết quả. Các tài liệu tham khảo và kết quả nghiên cứu của các tác giá khác
được sử dụng trong luận văn này với mục đích phân tích và so sánh đã được trích dẫn
đầy đủ, minh bạch và đúng các nguồn công bố. Toàn bộ nội dung và kết quả nghiên
cứu trong luận văn đều đảm bảo tính trung thực, có đủ độ tin cậy và chưa từng được
công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả

Lê Thị Thu Hà


ii

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn tốt nghiệp, ngoài sự nồ lực
của bản thân, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của nhiều người. Nhân đây tôi xin chân
thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó.

Trước tiên, tôi xin bày tò lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Phạm Quốc Hùng và TS.
Lê Minh Hoàng, những người đã định hướng và chỉ bảo tận tình cho tôi trong suốt quá
trình thực hiện đề tài này.
Tôi xin chân thành cám ơn các thầy giáo, cô giáo trong Viện Nuôi trồng Thủy
sản - Trường Đại học Nha Trang, những người đã dạy dỗ, chỉ báo và truyền đạt kiến
thức cho tôi trong suốt quãng thời gian qua.
Tôi cũng xin gửi lời cám ơn đến bạn bè, những người luôn bên cạnh giúp đỡ tôi
trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn này.
Cuối cùng, tôi xin dành sự biết ơn to lớn đến gia đỉnh và người thân đã luôn bên
tôi, động viên giúp đỡ tôi vượt qua khó khăn trong cuộc sống cũng như trong học tập.
Xin chân thành cảm ơn!

Nha Trang, tháng 5 năm 2014
Học viên

Lê Thị Thu Hà


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................................ i
LỜI CẢM Ơ N .....................................................................................................................ii
MỤC LỤC..........................................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẢT..................................................................................V
DANH MỤC CÁC BẢ N G ............................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH................................................................................................ vii
MỞ ĐẦU............................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1: TỒNG QUAN.............................................................................................. 3
1.1. Môt sổ đặc điểm sinh học của cá sọc ngựa Danio rerio

(F.Hamilton,

1822).................................................................................................................................3
1.1.1. Đặc điếm phân loại, hình thái......................................................................... 3
1.1.2. Phân bố và môi trường sống............................................................................. 4
1.1.2.1. Phân bố........................................................................................................4
1.1.2.2. Môi trường sống.........................................................................................5
1.1.3. Dinh dưỡng........................................................................................................6
1.1.4. Sinh sản.............................................................................................................. 7
1.1.5. Các giai đoạn phát triến phôi............................................................................ 8
1.1.5.1. Giai đoạn phôi nangBlastula.......................................................................9
1.1.5.2. Giai đoạn phôi vị _Gastrula.....................................................................11
1.1.5.3. Quá trình hình thành cơ quan..................................................................11
1.1.5.4. Giai đoạn ấu trùng sớ m ............................................................................ 13
1.2. Những nghiên cứu về cá sọc ngựa tại Việt Nam và trên thế giới....................... 13
1.2.1. Trên thế giới..................................................................................................... 13
1.2.2. Ở Việt N am ...................................................................................................... 15
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u ................................ 17
2.1. Địa điểm, thời gian.................................................................................................17
2.2. Đối tượng nghicn cứu.............................................................................................17
2.3. Vật liệu nghicn cứu................................................................................................. 17
2.4. Phương pháp nghiên c ứ u ....................................................................................... 17
2.4.1. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứ u ....................................................................17
2.4.2. Bố trí thí nghiệm ..............................................................................................18


iv
2.4.2.1. Chăm sóc cá bố m ẹ................................................................................18
2.4.2.2. Phương pháp cá bố mẹ sinh sản............................................................19

2.5. Thu thập số liệu...................................................................................................20
2.5.1. Nghiên círu một vài đặc điếm sinh học sinh sản..........................................20
2.5.2. Thừ nghiệm sinh sản nhân tạo ..................................................................... 21
2.5.2.1. Tỷ lệ thụ tinh (FR) ................................................................................21
2.5.2.2. Tỷ lệ nở(H R )........................................................................................ 21
2.5.2.3. Quan sát sự phát triển của phôi ............................................................21
2.5.2.4. Đánh giá chất lượng ấu trùng................................................................ 21
2.6. Xử lý số liệu........................................................................................................22
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u VÀ THẢO LUẬN......................................23
3.1. Một vài đặc điểm sinh học sinh sản.................................................................... 23
3.1.1. Phân biệt cá đực, cá c á i................................................................................23
3.1.2. Các giai đoạn phát triển của buồng trứng.................................................... 23
3.1.3. Anh hường của thức ăn lên hệ sô thành thục (GSI).....................................25
3.1.4. Ánh hướng của thức ăn lên sức sinh sản tương đối và sức sinh sán
tuyệt đối...................................................................................................................26
3.2. Thử nghiệm sinh sản nhân tạo.............................................................................27
3.2.1. Chăm sóc cá bố mẹ....................................................................................... 27
3.2.2. Tuyển chọn cá bố mẹ cho sinh sản...............................................................28
3.2.3. Bố trí thí nghiệm cho cá đé.......................................................................... 28
3.2.4. Các giai đoạn phát triển của phôi................................................................. 29
3.2.5. Ảnh hường của thức ăn lên tỷ lệ thụ tinh và tý lệ nớ...................................32
3.2.6. Ánh hưởng của thức ăn lên khá năng vận động của ấu trùng...................... 33
3.2.7. Ảnh hưởng của thức ăn lcn tỷ lệ sống của ấu trùng cá sọc ngựa.................33
3.2.8. Ảnh hưởng cùa thức ăn lên tốc độ sinh trướng đặc trưng về chiều d ài......34
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................ 36
4.1. Kết luận................................................................................................................36
4.2. Kiến nghị............................................................................................................. 36
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................37

V

DANH MỤC CÁC T Ừ VIẾT TẮT
GSI

: Gonado somatic Index (hệ số thành thục)

AF

: Sức sinh sản tuyệt đối

RF

: Sức sinh sản tương đối

FR

: Tỷ lệ thụ tinh

HR

: Tỷ lệ nở

ppt

: Part per thousand

BW

: Khối lượng toàn bộ cơ thể

GW

: Khối lượng tuyến sinh dục

SGRl : Tốc độ sinh trưởng đặc trưng về chiều dài
SGRw : Tốc độ sinh trường đặc trưng về khối lượng
TLS

: Tỷ lệ sống


VI

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Một số đặc điếm thủy lý, thủy hó a.................................................................... 6
Bảng 2.1. Thành phần dinh dưỡng thức ăn tổng hợp sử dụng trong thí nghiệm............19
Bảng 3.1. Sức sinh sản của cá sọc ngựa khi cho ăn 3 loại thức ăn khác nhau...............26
Bảng 3.2. Quá trình phát triển phôi cá sọc ngựa..............................................................30
Bảng 3.3. Kết quá tỷ lệ thụ tinh và tỷ lệ n ở ..................................................................... 32


vii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Hình dạng ngoài của cá sọc ngự a...................................................................... 4
Hình 1.2. Phân bố của cá sọc ngựa trong tự n h iê n ................................... ........................ 5
Hình 1.3. (A) Phôi sau vài phút được thụ tinh. (B) Phôi giai đoạn 1 tế bào .................. 8
Hình 1.4. Phôi cá sọc ngựa dưới kính hiển vi đảo ngượ c................................................. 9
Hình 1.5. Mô hình phôi cá sọc ngựa giai đoạn phôi nang với 3 lớp tế b à o ................. 10
Hình 1.6. Phôi cá sọc ngựa giai đoạn phôi n a n g ..............................................................10

Hình 1.7. Mô hình phôi cá sọc ngựa giai đoạn phôi vị: 9 giờ và 10 giờ sau khi thụ
tinh ......................................................................................................................................11
Hình 1.8. Các cơ quan trong cơ thể cá sọc n g ự a ..............................................................12
Hình 1.9. Miệng phát triển và bắt đầu hình thành s ắ c .....................................................13
Hình 1.10. Các công trình công bố liên quan đến cá sọc ngựa từ những năm 1970
- 2008. Số lượng các công trình bắt đầu gia tăng mạnh từ những năm 1990 và
vẫn có khuynh hướng tăng cho đến nay ..........................................................................15
Hình 2.1. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu........................................................................18
Hình 2.2. Be nuôi cá sọc ngựa bố mẹ thí nghiệm .............................................................19
Hình 2.3. Bể cho cá đẻ........................................................................................................ 20
Hình 3.1 Hình dạng cá đực ............................................................................................... 23
Hình 3.2 Hình dạng cá cái..................................................................................................23
Hình 3.3. Biến động hệ số thành thục của cá sọc ngựa................................................... 25
Hình 3.4. Hình ảnh một số giai đoạn phát triển của phôi................................................ 31
Hình 3.5. Số lần xoay thân của cá

trong 1 phút............................................33

Hình 3.6. Ánh hưởng của thức ăn

đến tỷ lệ sống của c á ............................. 34

Hình 3.7. Ảnh hường của thức ăn

lên SGRl (%/ngày)................................34

Hình 3.8. Ánh hưởng của thức ăn

lên chiều dài của ấu trùng cá sọc ngựa.35

MỞ ĐẦU
Cá sọc ngựa Danio rerio (F.Hamilton, 1822), là đối tượng cá cánh phổ biến thuộc
họ cá Chép Cyprinidae. Cá có các đặc điểm hình thái và màu sắc độc đáo, có thể nuôi
riêng hoặc nuôi kết hợp với các loài cá cánh khác trong bế cá cánh. Với nhu cầu tiêu
thụ cá cảnh ngày càng tăng như hiện nay, trong khi nguồn cung cấp cá cảnh chủ yếu
dựa vào khai thác từ tự nhiên, đã đặt ra nhiều mối quan tâm đổi với các nhà khoa học,
quản lý và bảo tồn. Nuôi trồng thủy sản được xem là giải pháp hữu hiệu nhất đổ giảm
thiểu các ảnh hưởng tiêu cực lên nguồn lợi tự nhiên và phát triển bền vừng ngành công
nghiệp này.
Ngoài ra, cá sọc ngựa Danio rerio còn là đối tượng thí nghiệm quan trọng trong
các nghiên cứu về di truyền học, thần kinh học và y học [42], Cá sọc ngựa trở thành
mô hình chính trong các nghiên cứu về độc chất học, sinh học thần kinh, sinh học phát
triển và sinh học phân từ [55]. Mỗi con cái có thể đẽ 50 - 200 trứng/ ngày, cá thụ tinh
ngoài giúp dễ dàng quan sát và thao tác trên phôi ngay sau khi được thụ tinh, phôi phát
triển nhanh chóng, đạt độ trong suốt hoàn hảo cho phép ghi lại hình ảnh thực trong quá
trình phát triên cơ quan [9], Nhờ vào những ưu diêm trên nên cá sọc ngựa được coi là
sự lựa chọn hàng đầu cho các nghiên cứu về ảnh hưởng của độc tố lên sưu phát triển
phôi [14].
Tuy nhiên, các nghiên cứu sinh học sinh sản trên cá sọc ngựa Danio rerio ở Việt
Nam còn rất hạn chế đã gây cản trở trong việc mở rộng phát triển đối tượng này tương
ứng với tiềm năng.
Xuất phát từ những vấn đề trên, đề tài “Nghiên cứu một vài đặc điểm sinh học
sinh sản và thử nghiệm sinh sản nhân tạo cá sọc ngựa Danio rerío (F.Hamilton,
1822) nuôi tại Khánh Hòa” được thực hiện nhàm góp phần xây dựng quy trinh sản
xuất giống nhân tạo cá Danio rerio.
•

Mục ticu của đề tài:

-

Xác định được một số đặc điếm sinh học sinh sàn cá sọc ngựa Danio rerio nuôi

tại Khánh Hòa.
Hòa.

Nắm được quy trình sinh sản nhân tạo cá sọc ngựa Danio rerỉo nuôi tại Khánh


2
•

Nội dung nghiên cứu:

-

Nghiên cứu đặc điểm sinh học sinh sàn chủ yếu của cá sọc ngựa Danio rerio

nuôi tại Khánh Hòa: Phân biệt đực cái, các giai đoạn phát triển của buồng trứng, hệ số
thành thục, sức sinh sán tuyệt đối, sức sinh sản tương đối.
-

Thư nghiệm sinh sản nhân tạo cá sọc ngựa: chăm sóc cá bố mẹ, sự phát triển

của phôi, tý lệ thụ tinh, tỷ lệ nở, khả năng vận động cùa ấu trùng, tốc độ sinh trướng
đặc trưng về chiều dài, tỷ lệ sống của ấu trùng cá.
•

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:

-

Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần cung cấp những

dẫn liệu khoa học về đặc điềm sinh học sinh sản, thử nghiệm sinh sản, làm cơ sở cho
các công trình nghiên cứu khác về cá sọc ngựa Danio rerio.
- Ý nghĩa thực tiền: Xác định một số đặc điềm sinh học sinh sản và thử nghiệm
sinh sản nhân tạo cá sọc ngựa Dơnio rerio.


3

CHƯƠNG 1: TÓNG QUAN
1.1.

Môt số đặc điểm sinh học của cá sọc ngựa Danio rerío (F.Hamilton, 1822)

1.1.1. Đặc điểm phân loại, hình thái:
Cá sọc ngựa Danio rerío là loài cá nước ngọt nhiệt đới, thuộc họ cá Chép
Cyprinidae [37]. Loài cá này được mô tả lần đầu tiên ờ thế kỷ 19 bởi bác sĩ phẫu thuật
Francis Hamilton. Ông đã cho xuất bán một báo cáo về các loài cá này, theo đó nó
được tìm thấy ở sông Hằng và các nhánh của sông Hằng vào năm 1822. Trong nghiên
cứu của mình, Francis Hamilton đã phát hiện được 10 loài cá thuộc giống Danio.
Trong đó, loài cá sọc ngựa Danio rerio đã được phân vào chi Brachydanio [54], Đốn
năm 1991, Barman lại phân Danio và Barachydanio thành 2 giống khác nhau tuy nhiên
ông không chỉ ra được đặc điểm ricng biệt của từng giống [6].
Các nghiên cứu đầu tiên dựa trên việc nghiên cứu sinh học phân tứ để phân loại
được tiến hành năm 1993 bời Meyer và các cộng sự. Trong nghiên cứu cùa mình, ông
đã tiến hành phân tích DNA 16S và 12S của 9 loài cá khác nhau thuộc giống Danio. Từ

kết quả phân tích của mình, Meyer và các cộng sự đã kết luận Danio là một giống riêng
biệt, và gồm 2 loài có đặc điềm thân dầy (Danio rerio) và thân mỏng (Barachydanio
rerio) [36, 57]. Kết quá này cũng trùng với kết quá trong các nghiên cứu sinh học phân
tử sau này được thực hiện bới Mc Clure (năm 1999), Parichy và Johnson (năm 2011)
[34, 40]. Tuy nhiên,vào năm 2002, Sanger và McCune kết hợp nghiên cứu sinh học
phân tứ và nghiên cứu hình thái học nhằm đã đưa ra một kết quả hoàn toàn trái ngược,
theo đó tồn tai hai loài Danio rerio và Barachydanio rerio khác nhau [43],
Be mặt hai bên của cá Danìo rerìo có những sọc vằn chạy dọc phần thân và vây nên
được gọi với tên là cá sọc vằn hay cá sọc ngựa. Không giống như nhiều loài của họ cá
chép Cyprinidae, kích thước của cá sọc vằn nhỏ hơn nhiều, cá trưởng thành có chiều dài
từ 3-5 cm. Cá sọc ngựa được thuần từ tự nhiên có thế sống từ 3 - 5 năm, trong nghiên
cứu năm 1991 của Talwar, ông đã tìm thấy cá thể có tuổi thọ lên đến 5,5 tuổi [52].


4
Vị trí phân loại:
Ngành: Chordata
Lớp: Actinopterygi
Bộ: Cypriniformes
Họ: Cyprinidae
Giống: Danio
Loài: Danio rerio (F.Hamilton, 1822) [39]

Hình 1.1. Hình dạng ngoài cua cá sọc ngựa [611
Tên tiếng Anh: Zebrafish
Tên tiếng Việt: Cá sọc ngựa, cá ngựa vằn.
1.1.2.
1.1.2.1.

Phân bố và môi trường sống

Phân bố

Trong tự nhiên, cá sọc ngựa phân bố ở Ấn Độ và Nam Á, chú yếu tại lưu vực sông
Hằng và sông Brahmaputra ở phía đông bắc Án Độ, Bangladesh và Nepal. Những
nghiên cứu hóa thạch của loài cá này cũng cho thấy sự hiện diện của loài cá này ở
Indus, Cauvery, Pennar, Godavari và lưu vực sông Mahanadi. Ngoài ra, kết quả nghiên
cứu của Streisinger năm 1981 đã chi ra sự phân bổ của loài cá này cũng có trên lưu


5

vực sông Krishnavà ở các bang Rajasthan, Gujarat và Andra Pradesh (lưu vực sông đố
ra biền Á Rập) cũng như phía Bắc Myanmar và Sri Lanka [6],

Hình 1.2. Phân bố của cá sọc ngựa trong tự nhiên [4]
1.1.2.2. Môi trường sống
Trong nghiên cứu của Engeszer và các cộng sự tiến hành năm 2007, ông cho rằng
ngoài môi trường tự nhiên, cá sọc ngựa sinh trướng và phát triển trong những môi
trường nước nhiệt có độ khoảng từ 24,6-38,6°C [21]. Hwang và các cộng sự (năm 1995)
cho rằng 28,5°c là nhiệt độ tối ưu cho sự sinh và phát triển của cá sọc ngựa [27],
Đây là loài sống đáy, thường được tìm thấy ờ nhũng nơi có dòng nước tĩnh hoặc
nước chảy chậm, đặc biệt là các con mương gần ruộng lúa [28, 49, 51]. Tuy nhiên, vẫn
thấy loài cá này ở các con suối mà chủ yếu ở phần hạ lưu hay phổ biến trong các khe
suối nhỏ [13], nơi có tốc độ dòng chảy chậm [35]. Cá sọc ngựa sống ờ vùng nước
nông, độ sâu khoảng 30 cm, nơi ít tán cây, thực vật thùy sinh, nền đáy thường là bùn
hoăc là bùn sói, do đó phần lớn cá tập trung ỡ vùng bãi bồi hơn là ven các con sông.


6
Bảng 1.1. Một số đặc điểm thủy lý, thủy hóa

Địa điểm

Độ trong

(ppt)

(cm)

(°C)

Nguồn
tham
khảo

8.2

Không
thu được

Không
thu
được

27

[34]

pH

(cm)

Độ mặn

Độ sâu Nhiệt độ

India, Uttar Pradesh

>35

India, Uttar Pradesh

>35

8

Nt

Nt

32

[34]

India, West Bengal

>35

7.9

Nt

Nt

34

[34]

51

8

0

80

20

[4]

19

8

0

50

20

[4]

15

8

0.6

15

20.5

[4]

15

8

0.6

40

19.5

[4]

30

8

0.6

103

16.5

[4]

31

8

0.4

96

21

[4]

50

8

0.4

50

23

[4]

15

8

0

65

33

[4]

15

8

0

75

33

[4]

Bangladesh
(Khulna District)
Bangladesh
(Khulna District)
Bangladesh

(Mymensingh District)
Bangladesh
(Mymensingh District)
Bangladesh
(Mymensingh District)
Bangladesh
(Mymensingh District)
Bangladesh
(Mymensingh District)
Bangladesh
(Mymensingh District)
Bangladesh
(Mymensingh District)

1.1.3. Dinh dưỡng
Cá sọc ngựa là loài ăn tạp, thức ăn chủ yếu của là động vật phù du và côn trùng,
ngoài ra nó còn ăn thực vật phù du, tảo sợi, mùn bã hữu cơ, trứng của một số loài động
vật không xương sống [18, 35, 46]. Côn trùng chủ yếu là các loài thủy sinh hoặc


7

những loài sinh sản ấu trùng trong nước, đặc biệt là ruồi và muỗi, do đó cá sọc ngựa
được xem là cỏ vai trò trong việc kiêm soát muỗi [18]. Cá sọc ngựa ăn thức ăn ở cả 3
tầng nước: tầng mặt, tầng giừa và tầng đáy. Bên cạnh đó, có sự biến động về thành
phần thức ăn trong tự nhiên theo các mùa trong năm ở loài cá này. Trong một nghiên
cứu của Spence và các cộng sự, dựa trên việc lấy mẫu trong 12 tháng, thành phần chế
độ ăn của cá sọc ngựa có sự khác biệt rõ ràng giữa các mùa [46].
Trong điều kiện phòng thí nghiệm, sau 3 ngày tuổi, cá tiêu hóa hết noãn hoàng.
Từ 4 - 8 ngày tuổi, thức ăn ưa thích của cá sọc ngựa là rotifera, ngoài ra có thể thay

thế thức ăn rotifer bàng lòng đỏ trứng gà vẫn cho tỉ lệ sống cao (90 - 94%) nhưng dề
làm đục nước, khó chăm sóc. Từ 8 - 15 ngày tuổi, ngoài rotifera cỡ lớn cá còn
ăn moina cỡ nhò, kết hợp cả 2 sẽ cho kết quả cao nhất với tỉ lệ sống (86 - 90%). Từ 15
- 30 ngày tuổi cho ăn moina và trùn chỉ [1].
1.1.4. Sinh sản
Trong thời gian đầu phát triên, tuyến sinh dục của cá đực và cá cái đều giống
nhau, chưa phân biệt được con đực, con cái. Chi có thế phân biệt được con đực, con
cái khi cá đạt chiều dài cơ thê 10 - 15mm, tương đương với 5 - 7 tuần sau khi cá nở.
Tuyến sinh dục của con đực phát triển hoàn chinh vào khoảng tháng thứ 3 (lúc này cơ
thê cá đạt chiều dài 12 - 17mm), tùy thuộc vào điều kiện môi trường và điều kiện chăm
sóc [15, 32].
Chu kỳ sinh sản của cá ngắn, một cá thổ đạt đến độ tuổi trưởng thành và tham
gia sinh sản lần đầu khi đạt 3 tháng tuỏi. Sinh sản của cá xảy ra khi có nhừng biến đối
của nhiệt độ. Trong tự nhiên, mùa vụ sinh sản hằng năm của cá bắt đầu vào mùa mưa.
Trong điều kiện phòng thí nghiệm, giống cá sọc ngựa thuần chủng được nuôi
quanh năm, và khà năng sinh sản của nỏ phụ thuộc nhiều vào thức ăn [4]. Ngoài ra, sự
thành thục sinh dục có liên quan mật thiết tới kích thước cơ thê cá hơn là tuổi của cá.
Cá sọc ngựa hoang dã và cá thuần có kích thước thành thục tương tự nhau mặc dù tốc
độ tăng trưởng khác nhau [20]. Eaton and Farley đã chỉ ra rằng: cá sọc ngựa thuần
chủng được nuôi ở 25°c sẽ thành thục sau 75 ngày, khi con cái đạt chiều dài 24,9mm
và con đực dài 23,lmm. Và cá sọc ngựa hoang dã được nuôi trong phòng thí nghiệm
cũng thành thục sinh dục khi chiều dài cơ thể đạt 23,lmm [45].


8
Trong suốt thời gian đẻ, con đực luôn bơi theo con cái [20] và một con cái có
thể đẻ vài trăm trứng 1 đợt đẻ. Một số nghiên cứu đã chí ra rằng: chu kỳ sinh sản của
con cái kéo dài 4 - 5 ngày [3, 53]. Và con cái chỉ đẽ trứng khi có sự xuất hiện và tiếp
xúc với con đực.
Cá sọc ngựa đẻ trứng rời, có đường kính khoảng 0.7mm. Trứng cá màu trong

suốt, phần noãn hoàng được cô lập thành phần riêng biệt. Trứng cùa loài cá này được
thụ tinh và phát triến bên ngoài môi trường, sau khi đẻ ra thì lắng xuống đáy và không
cần sự chăm sóc của cá bố mẹ. Những trứng không được thụ tinh thì không trải qua
các giai đoạn phân chia tế bào [31]. Theo nghiên cứu của Lee và các cộng sự năm
1999, ông cho ràng trong khoảng 48 - 72 giờ sau khi thụ tinh ở nhiệt độ 28.5°c thì cá
nở, thời gian nở dài hay ngắn là tùy thuộc vào độ dày của màng tế bào trứng và sự vận
động của phôi thai. Một cơ thể cá cái có thể cho khoáng 100 - 200 trứng cho một lần
sinh sản, thời gian cá thành thục trong thời gian 3 tháng [23],
1.1.5. Các giai đoạn phát triển phôi
Quá trình phát triển phôi được kích thích bời ánh sáng và chu kỳ sáng tối tự
nhiên của cá là 14 giờ sáng: 10 giờ tối. Trứng cá sọc ngựa nhỏ (đường kính khoảng 0,5
- 0,6 mm trước khi được thụ tinh), có noãn hoàng lớn. Bao xung quanh trứng là một lớp
ngoại tế bào gọi là vỏ noãn hoàng, và bên ngoài lớp vỏ này là một màng đệm cứng [11]

A

B

Hình 1.3. (A) Phôi sau vài phút được thụ tinh. (B) Phôi giai đoạn 1 tế bào [62]
Cá sọc ngựa thụ tinh ngoài. Sau giai đoạn bắt cặp ngắn, cá cái đẻ trứng và cá
đực tưới tinh trùng lên trứng. Tinh trùng cá được giải phóng ra môi trường nước và
xâm nhập vào trứng qua lồ khổng trên màng đệm. Tinh trùng đầu tiên gặp bề mặt


9
trứng sẽ bám vào các vi nhung mao trên bề mặt trứng. Các vi nhung mao kéo dài đế
tạo nón thụ tinh trong khi tinh trùng dung hòa với màng trứng, lỗ khổng sau đó sẽ
đóng lại ngăn chặn hiện tượng nhiều tinh trùng xâm nhập. Khoảng 12 phút sau thụ
tinh, màng đệm ngấm nước căng hoàn toàn, lúc này đường kính cùa trứng có thể tăng
lên tới lmm. Phôi phát triên toàn diện trong 96 giờ ở 28,5°c (Hình 1.4). Các giai đoạn

phát triển khác nhau của phôi là công cụ cung cấp chính xác cho việc nghicn cứu sự
phát triên. Bởi vì những phôi khác nhau sẽ phát triển theo những tỷ lệ khác nhau [11],

Hình 1.4. Phôi cá sọc ngựa dưói kính hiến vi đảo ngược [63]
1.1.5.1. Giai đoạn phôi nang_ Blastula
Giai đoạn phôi nang bắt đầu từ khoảng 2 giờ 15 phút đến 5 giờ 30 phút sau khi
trứng được thụ tinh (hoặc được tính từ lần phân cắt thứ 7) ở 28,5°c. Trong giai đoạn
phôi nang sớm, đTa phôi có dạng quả bóng, các tế bào tiếp tục phân chia đạt trên 128 tế
bào, và trở nên đồng bộ, tạo nhiều lớp tế bào phôi (blastomere). Khi bước vào lần phân
cắt thứ 9, phôi đi vào giai đoạn chuyển giao phôi nang giữa (mid-blastula transition),
chu kỳ tế bào kéo dài, các tế bào trong phôi bì tạo thành 3 lớp phân biệt. Lớp đầu tiên
(hình thành trong lần phân cắt thứ 9 và 10) được gọi là lóp họp bào noãn hoàng (yolk
syncytial layer - YSL). Lớp này được tạo ra khi các tế bào xung quanh rìa phôi bi
(blastoderm) dung họp với noãn hoàng bên dưới, tạo thành vòng nhân. Vòng nhân
dịch chuyến họp nhất với các nhân từ vùng rìa phôi bì cuối cùng tạo thành một lớp
nhân hoàn chinh nằm dưới phôi bì. Sau đó, các tế bào ngoài cùng của phôi bì thiết lập
tạo lớp vó dày là EVL (enveloping layer). Lớp thứ ba là lớp tế bào ờ giữa EVL và
YSL (lóp dcep cells). Lớp tế bào ở giữa sẽ tạo thành thề phôi. Lóp EVL sau đó hình
thành chu bì (periderm) đê báo vệ phôi phát triên. Lớp YSL sẽ kéo các tê bào bao phủ


10
noãn hoàng, quá trình bao phù bắt đầu xảy ra vào giai đoạn phôi nang muộn và diễn ra
trong suốt giai đoạn phôi vị [11] (Hình 1.5).

Hình 1.5. Mô hình phôi cá sọc ngựa giai đoạn phôi nang vói 3 lóp tế bào |60|
Blastoderm: phôi bì, Enveloping:, Internal yolk suncytial layer: thể phôi, Yolk
syncvtial nuclci: tế bào ờ giữa, External yolk syncytial layer: họp bào noãn hoàng,
Microtubules: ống dẫn nhò.
Giai đoạn phôi nang là giai đoạn các gene của phôi được kích hoạt (trước đó

các gene bị kiếm soát thông qua các tín hiệu được tích trừ trong trứng trong suốt giai
đoạn hình thành trứng) (mRNA từ mẹ). Sự kích hoạt bộ gene của phôi được gọi là sự
chuyển giao sang giai đoạn phôi nang giữa và được bắt đầu tại lần phân chia tế bào thứ
mười [14],

Hình 1.6. Phôi cá sọc ngựa giai đoạn phôi nang [59]
(A) Phôi nang sớm
(B) Phôi nang giữa


11
(C) Phôi nang muộn
1.1.5.2. Giai đoạn phôi vị Gastrula
Ó 28,5°c, giai đoạn phôi vị bắt đầu từ khoáng 5 giờ 30 phút tới 10 giờ sau khi
trứng được thụ tinh, phôi bì trải rộng được khoảng một nửa noãn hoàng (bao phủ
50%). Các tế bào ở rìa phôi bì bắt đầu hướng vào trong và trãi rộng trên đỉnh YSL. Ket
quả tạo ra hai lớp bên trong các tế bào, lớp ngoại phôi bì ở trcn (cpiblast) và lớp nội bì
ờ dưới (hypoblast). Lớp ngoại phôi bì tạo thành ngoại bì (lớp mầm tạo biểu bì của da
và hệ thần kinh); lớp nội bì tạo thành trung phôi bì (lóp mầm tạo cơ, xương, và hệ tuần
hoàn, thận, hệ sinh sản và tuyến sinh dục) và nội bì (lớp mầm tạo hệ tiêu hóa và ruột).
Khi phôi bì hoàn tất quá trình bao phù noãn hoàng, đầu và chồi đuôi được hình
thành. Phôi bước vào giai đoạn hình thành các cơ quan [11].

Hình 1.7. Mô hình phôi cá sọc ngựa giai đoạn phôi vị: 9 giờ và 10 giờ
sau khi thụ tinh [9]
1.1.5.3. Quá trình hình thành

CO'

quan

Sự hình thành cơ quan diễn ra nhanh, hầu hết những kết cấu cơ quan thô sơ
được hình thành trong 24 giờ phát triển. Đối với phôi gà, ở 38°c, sau 24 giờ mới chỉ
hình thành được hệ thần kinh và 4 cặp đốt sống, nhưng đối với phôi cá sọc ngựa, ở
nhiệt độ 28,5°c đã hình thành được đầy đủ 30 cặp đốt sống, tim đập và tạo sắc tố ở
mắt và da [11],


12

Hình 1.8. Các cơ quan trong cơ thể cá sọc ngựa [62j
Giai đoạn phân đốt song (Segmentation): Cặp đốt sống đầu tiên tạo thành sau
10 giờ phát triển, và từ đó sau mỗi nửa giờ sẽ hỉnh thành thêm một cặp mới. Điều này
có nghĩa là trong vòng vài giờ, ta có thề quan sát một vài cặp đốt sống.
Ống thần kinh: Giống như đốt sống, hệ thần kinh cũng được tạo thành. Đĩa thần
kinh xuất hiện trong 10 giờ cũng giống như cặp đốt sống đầu tiên (giai đoạn chồi). Sau
đó đĩa thần kinh gấp lại vào trong tạo thành ống thần kinh (13 giờ), và sau đó là đường
thần kinh (16 giờ). Đường thần kinh tạo lồ hình thành nên ống thần kinh lõm (bắt đầu
lúc 18 giờ, khi phôi đạt 18 đốt sống). Vùng não vào lúc này có thể bắt đầu được xác
định là những chỗ sưng phồng phân biệt gọi là đốt thần kinh (neuromere). Khi đạt 18
giờ, có 10 đốt thần kinh theo thứ tự từ trước tới sau, 3 đốt đầu tiên tương ứng với não
cùng, não trung gian, não giữa và 7 đốt cuối cùng tương ứng với não sau.
Hỉnh thành vòm hầu họng (Pharyngeal): Sau 24 giờ, phôi bắt đầu phản ứng với
sự đụng chạm và sự tạo thành sắc tố trờ nên rõ rệt. Trong vùng hầu họng, hàm và nắp
mang được tạo thành từ hai vòm hầu họng đầu tiên và các vòm họng sau đó cũng được
hình thành rõ rệt (cũng được gọi là vòm mang tạo thành mang).
Đường viền bên: Hệ thống đường viền bên gồm một loạt các đường ống chứa
cấu trúc cám ứng gọi là khối thần kinh giác quan (neuromast), đề phát hiện những
chuyến động chậm trong nước và do đó sẽ thông tin cho cá về đổi thủ trong phạm vi

13
gần. Khi đạt giai đoạn 18 đốt sống, nó bắt đầu di chuyển trong biếu bì, di chuyến giữa
hai đốt sống sau mỗi giờ và tới đuôi khi được 40 giờ.
Nở: Phôi thoát nang trong vòng 48 - 72 giờ. Trong suốt quá trình thoát nang,
phôi tiếp tục tăng trưởng theo cùng tý lệ với các giai đoạn trước. Quá trình hình thành
hình thái của nhiều co quan đã khá hoàn thiện và chậm hơn đáng kề ngoại trừ ruột và
các cơ quan có liên quan. Có thể dỗ dàng quan sát sự phát triển nhanh của vây ngực,
hàm và mang [14].
1.1.5.4. Giai đoạn ấu trùng só'm
Vào ngày thứ 3 sau khi nớ, ấu trùng cá sọc ngựa hoàn thiện hầu hết quá trình
phát sinh hình thái và tiếp tục tăng trưởng nhanh. Có nhiều thay đổi xảy ra trong suốt
những ngày kế tiếp như bong bóng căng phồng, miệng tiếp tục phát triển, các dải sắc
tố sáng dần và kco dài, noãn hoàng ờ bụng cũng kco dài ra. Các ống ruột tập trung
nhiều ở bụng và có thể quan sát được dễ dàng. Khác với giai đoạn phôi, ấu trùng ở giai
đoạn sớm bắt đầu bơi một cách linh hoạt và cử động hàm, vây ngực và mắt. Những
phát triển này giúp cá đáp ứng trốn thoát kẻ thù, hô hấp và tìm thức ăn [11].

Hình 1.9. Miệng phát triển và bắt đầu hình thành sắc [11Ị
1.2.

Những nghiên cứu về cá sọc ngụa tại Việt Nam và trên thế giói.

1.2.1. Trên thế giới
Từ lâu cá sọc ngựa (Danio rerio) được sử dụng đe nghiên cứu sự đa dạng trong
nhiều lĩnh vực sinh học thủy sản. Trong hai mươi năm trờ lại đây, cá sọc ngựa được
coi là một mô hình động vật xương sống nôi bật dùng cho những nghiên cứu về di
truyền, phát triển. Qua nhiều nãm, các nhà nghiên cứu đà rút được những ưu điểm
mang tính thực tiễn như khả năng sinh sản cao, kích thước cơ thề nhỏ, chu kỳ sinh sản
ngắn, phôi trong suốt có thế quan sát dễ dàng, tập tính theo đàn, đo độc tố trong môi

trường thủy sinh, sự điều hòa áp suất thẩm thấu, tính tương đồng trong di truyền với
con người [30], Chúng đã góp phần không nhỏ trong việc nghiên cứu về bệnh và sự


14
phát triển trên người. Ngoài ra chúng còn được đánh giá cao như là những mô hình
dùng cho nghiên cứu hành vi tập tính, sinh lý cá và đo độc tố trong môi trường thủy sinh.
Cá sọc ngựa là loài cá cánh phô biến, nó được sử dụng làm mô hình trong nghiên
cứu sinh học phát triển từ nhiều năm nay [11]. Nổi bật phải kế đến nghiên cứu của
Streisinger vào năm 1981, ông là người tiên phong trong việc áp dụng di truyền sinh
học phân tử trcn cá sọc ngựa để nghicn cứu về quá trình phát triển phôi của động vật
có xương sống [50].
Cá sọc ngựa là loài có xương sống đầu tiên được sử dụng để nghiên cứu về đột
biến gen [25], Những nghiên cứu này tiến hành năm 1996 tại Boston [17] và Tübingen
[26], đã tạo ra được hơn 4000 đột biến và do đó dẫn đến việc xác định được hơn 400
kiểu gen khác nhau kiểm soát sự phát triển của động vật có xương sống.Cá sọc ngựa
ngày càng trở thành đối tượng quan trọng trong các nghiên cứu sinh học của lĩnh vực y
học [16, 44],
Các thí nghiệm được tiến hành trên bộ gcn của cá sọc ngựa thay vì thực hiện
trực tiếp trên con người đã cho ra những kết quả tích cực, nhằm hiếu rõ thêm về tác
nhân và nhùng biểu hiện cùa một số loại bệnh nguy hiểm trcn người do những thay đổi
trên bộ gen gây ra. Các phương pháp tiếp cận di truyền theo chiều thuận và di truyền
ngược đã được sử dụng trong cá sọc ngựa nhằm giải thích những mô hình đột biến do
gen gây ra trên cơ thể người. Nghiên cứu như vậy có thể xác định các gen tương tác để
tạo ra mô hình đa gcn ở bệnh cho người giúp xác định các loại thuốc đổ điều trị.
Sử dụng cá sọc ngựa trong mô hình phát triên: Phương pháp tiếp cận di truyền
đã được sử dụng trong cá sọc ngựa đế xác định vai trò của gen liên quan đến sự phát
triển của vật có xương sống cơ quan, mô và tế bào. Một số ví dụ bao gồm phát triển hệ
thống tim mạch [41] các nội bì, tế bào thần kinh vận động và các cấu trúc sọ mặt [22,
56] có liên quan đến cấu trúc của cá.

Ngoài ra, cá sọc ngựa còn được sử dụng làm sinh vật chi thị cho chất lượng môi
trường nước. MG Akande, L Noưgren và o Stefan (năm 2010) đã sử dụng cá sọc ngựa
làm vật chỉ thị đánh giá chất lượng nước của một nhà máy xử lý nước thải ở Thụy
Điển. Cá đưc, cá cái trưởng thành được bố trí tiếp xúc với nguồn nước thải trong 22
ngày. Và sau đó tiến hành theo dõi khả năng sinh sán, khả năng thụ tinh của cá. Ket


15
quà nghiên cứu: Khi cá tiếp xúc với nguồn nước đã được loại bo trầm tích thì cho kết
quả sinh sản và thụ tinh cao hơn so với các đối chứng (cá tiếp xúc với nước thải chưa
được loại bò trầm tích). Cá tiếp xúc với nguồn nước được xử lý bằng phương pháp lọc
sinh học và lọc ozone thì khả năng sinh sản giảm [5].
Ngày nay, cá sọc ngựa được sử dụng chủ yếu trong sinh học phân tử, sinh học
thần kinh và các nghicn cứu di truyền. Gần đây nó đã được đưa vào nghicn cứu bệnh
ung thư, thử nghiệm các loại thuốc. Một trong những lý do cá sọc ngựa được sử dụng
rộng rãi trong phòng thí nghiệm là chi phí thấp chì bằng 1/1000 lần so với việc sử
dụng chuột bạch [24],
Trong các nghiên cửu gần đây, số lượng các nghiên cứu ứng dụng cá sọc ngựa
ngày càng tăng. Hiện nay ước tính có khoảng 5.000 nhà nghiên cứu làm trong 450
phòng thí nghiệm trên toàn thế giới làm việc với cá sọc ngựa [55],
Gần đây, nhiều nhóm nghiên cứu đã công bố những nghiên cứu về lịch sừ tự
nhiên, dinh dưỡng, tập tính sinh sản của cá sọc ngựa, số công trình nghiên cứu trên cá
sọc ngựa ngày càng tăng.
14gw
c
«
Ồ
C
«u

cs
Ọ S
O*l

-C

12000

—

10000

—

8000

—

6000

—

4000

—

2000

—

a

©•
ú
S

‘<ọ

o4 1970s

1S60S

1990s

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Thời sian(nảm)

Hình 1.10. Các công trình công bố liên quan đến cá sọc ngựa từ những năm 1970 2008. Số lượng các công trình bắt đầu gia tăng mạnh từ những năm 1990 và vẫn có
khuynh hướng tăng cho đến nay [49]
1.2.2. Ở Việt Nam
Năm 2009, nhóm nghiên cứu của Thạc Sĩ Phan Kim Ngọc, Trường Đại học
Khoa học Tự nhiên Tp. Hồ Chí Minh công bố đã chuyển genc phát sáng gfp từ sứa


16
sang cá sọc ngựa thành công bằng kỹ thuật bắn gene với khoáng cách 6, 9, 12 cm (Lê
Thành Long, 2009).
Năm 2011, Nguyền Thị Hạnh Tiên và cộng sự thuộc trường đại học Nông
Nghiệp I Hà Nội và đại học Ghent —Bi, đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng cua nhiệt độ
đến quá trình kết nối các đốt sống và tạo dị tật xương sống ở cá sọc ngựa.
Năm 1994, Nguyền Hoàng Kiến Giang, sinh viên ngành nuôi trồng thủy sản
trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh đã khảo sát một số đặc điềm sinh học và
sinh sản cúa cá sọc ngựa (Brachvdanio rerio).
Năm 2009, Nguyễn Thị Thu Giang, sinh viên trường Đại học Nông Lâm Tp.
Hồ Chí Minh đã nghiên cứu việc sứ dụng cá sọc ngựa làm mô hình động vật thủy sinh
dùne đề “Đánh giá tác động của Cadmium lên quá trình phát triển của cá sọc ngựa
(Danio rerio) ở giai đoạn phôi, ấu trùng và cá trưởng thành”.
Ớ Việt Nam, ngoài các công trình công bố đã nêu ỡ trên thì không có công trình
nào công bố về loài cá này. Vì thế, nghicn cửu đặc điếm sinh học sinh sản và thử
nghiệm sinh sản nhân tạo cá sọc ngựa Dcmio rerio nhằm cung cấp thông tin và cơ sỡ
dữ liệu về loài cá này ở Việt Nam. Ngoài ra nghiên cứu còn góp phần vào việc xây
dựng quy trình sán xuất giống nhân tạo cá Danio rerio.