Khóa luận Thử nghiệm dùng hormon đực ở giáp xác thuộc bộ mười chân decapoda để đực

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA SINH HỌC CHUNG QUANG TRÍ THỬ NGHIỆM DÙNG HORMON ĐỰC Ở GIÁP XÁC THUỘC BỘ MƯỜI CHÂN DECAPODA ĐỂ ĐỰC HOÁ HẬU ẤU TRÙNG TÔM CÀNG XANH Macrobrachium rosenbergii de Man KHOÁ LUẬN CỬ NHÂN KHOA HỌC NGÀNH: SINH HỌC CHUYÊN NGÀNH: ĐỘNG VẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN TƯỜNG ANH TP.HỒ CHÍ MINH – NĂM 2006 2 Lời Cảm Tạ Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Tường Anh, người đã cung cấp nhiều kiến thức quí báu cũng như tài liệu giúp em làm cơ sở khoa học, để em thực hiện đề tài này. Em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Kim Ngọc đã giúp đỡ em nhiều trong quá trình em thực hiện đề tài. Thầy đã gợi ý cho em nhiều khúc mắc trong quá trình em thực hiện đề tài. Em cũng xin chuyển lời cảm ơn đến anh An người đã cung cấp những tài liệu quan trọng cho đề tài, cũng như nguồn tôm để em tiến hành những thí nghiệm. Rất cảm ơn bạn Quân người đã cùng tôi thực hiện đề tài này cùng các bạn khoa sinh đã giúp đỡ tôi trong lúc thực hiện đề tài. Cuối cùng con xin cám ơn ba mẹ đã luôn động viên chia sẻ, và tạo điều kiện thuận lợi để con có thể hoàn thành chương trình học. Xin cảm ơn! 3 Mục Lục Trang phụ bìa ...................................................................................................................................................... i Lời cảm tạ............................................................................................................................................................. ii Mục luc................................................................................................................................................................. iii Mở đầu.................................................................................................................................................................. 1 Chương I: tổng quan tài liệu ................................................................................................................................ 3 1.1 Phân loại và phân bố tôm càng xanh ........................................................................................................... 4 1.2 Đặc điểm hình thái sinh học, và chu kỳ sống của tôm càng xanh ................................................................ 5 1.3 Đặc điểm sinh sản của tôm càng xanh .......................................................................................................... 8 1.4 Phụ bộ đực ..................................................................................................................................................... 13 1.5 Tuyến đực ...................................................................................................................................................... 13 1.6 Hormon tuyến đực ........................................................................................................................................ 15 1.7 Một số thí nghiệm liên quan đến tuyến đực .................................................................................................. 16 1.7.1 Hiệu ứng của việt cắt bỏ tuyến đực ............................................................................................................ 16 1.7.2 Hiệu ứng của việc cấy tuyến đực cho tôm cái ........................................................................................... 18 1.8 Một số giải pháp công nghệ có triển vọng ứng dụng ................................................................................... 19 1.8.1 Kỹ thuật chuyển giới tính .......................................................................................................................... 19 1.8.2 Tạo tôm cái giả ZZ bằng hormon .............................................................................................................. 19 1.8.3 Kỹ thuật cắt tuyến androgenic tạo tôm cái giả ZZ .................................................................................... 19 1.8.4 Kết quả nghiên cứu ở nước ta .................................................................................................................... 20 1.13 Kỹ thuật dùng siêu âm đưa hơp chất vào trong động vật dưới nước.......................................................... 22 Chương II: PHƯƠNG PHÁP VÀ THÍ NGHIỆM............................................................................................... 2.1 Địa điểm thí nghiệm ...................................................................................................................................... 24 2.2 Vật liệu thí nghiệm ........................................................................................................................................ 24 2.3 Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................................................. 26 2.3.1 Thu nhận hormon từ tuyến đực .................................................................................................................. 26 2.3.2 Thử nghiệm trên tôm càng xanh ................................................................................................................ 27 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3. Tỷ lệ đực cái ..................................................................................................................................................... 30 Chương IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ - Kết luận.............................................................................................................................................................. 35 - Kiến nghị............................................................................................................................................................ 35 4 Danh Sách Bảng Báng 1: Bảng phân biệt tôm càng xanh đực và cái ............................................................................................. 5 Bảng 2: Bảng phân biệt các giai đoạn ấu trùng tôm càng xanh ......................................................................... 11 Bảng 3: Tính xác xuất ở bể 1 ............................................................................................................................... 30 Bảng 4: Tính xác xuất ở bể 2 ............................................................................................................................... 30 Bảng 5: Tính xác xuất ở bể 3 ............................................................................................................................... 31 Bảng 6: Tính xác xuất ở bể A .............................................................................................................................. 31 Bảng 7: Tính xác xuất ở bể B .............................................................................................................................. 31 Bảng 8: Tính xác xuất ở bể C .............................................................................................................................. 32 Biểu đồ 1: so sánh tỷ lệ đực cái ở 3 bể nuôi (Lô thí nghiệm) ............................................................................. 32 Biểu đồ 1: so sánh tỷ lệ đực cái ở 3 bể nuôi (Lô đối chứng) .............................................................................. 33 Danh Sách Hình Hình 1: Ba kiểu hình ở tôm càng xanh đực ........................................................................................................ 6 Hình 2: Hình thái bên ngoài tôm càng xanh ....................................................................................................... 7 Hình 3: Vòng đời tôm càng xanh......................................................................................................................... 8 Hình 4: Ảnh đặc điểm các giai đoạn của ấu trùng tôm càng xanh ..................................................................... 12 Hình 5: Chân bơi thứ 2 ở con tôm càng xanh đực............................................................................................... 13 Hình 6: Tuyến đực ở tôm càng xanh có hình kim tự tháp ở cuối ống dẫn tinh .................................................. 14 Hình 7: Tuyến đực ở Cherax quadricarinatus trước khi cắt cuống mắt ............................................................ 15 Hình 8: Tuyến đực ở Cherax quadricarinatus sau khi cắt cuống mắt................................................................ 15 Hình 9: Cấu trúc phân tử hormon tuyến đực ....................................................................................................... 16 Hình 10: Buồng trứng ở tôm càng xanh cái bình thường.................................................................................... 17 Hình 11: Buồng trứng của tôm càng xanh đực bị cắt tuyến đực......................................................................... 18 Hình 12: Tôm càng xanh dùng trong thí nghiệm ................................................................................................ 24 Hình 13: Cua đồng dùng trong thí nghiệm.......................................................................................................... 25 5 MỞ ĐẦU Tôm càng xanh có thịt ngon, giá trị xuất khẩu cao, có kích thước lớn nhất trong 100 loài thuộc giống Macrobrachium (Nguyễn Việt Thắng, 1993). Con tôm càng xanh đóng vai trò rất quan trọng, đối với sự phát triển thuỷ sản ở khu vực nước ngọt. Năm 2005, vùng ĐBSCL có diện tích nuôi tôm càng xanh trên 6.000ha, sản lượng ước đạt 1.400 tấn/năm.Theo ngành thuỷ sản, đến năm 2010, diện tích nuôi tôm càng xanh trong vùng sẽ lên đến 32.000ha, ước sản lượng sẽ đạt khoảng 60.000 tấn. Chính vì vậy, ngày 8 tháng 12 năm 1999. Thủ tướng chính phủ có quyết định số 224/1999/QĐ phê duyệt chương trình phát triển nuôi thuỷ sản thời kỳ 1999 – 2010, phấn đấu đến năm 2010 tổng sản lượng nuôi thuỷ sản đạt trên 2.000.000 tấn, giá trị kim nghạch xuất khẩu đạt trên đạt trên 4,5 tỷ USD, trong đó diện tích nuôi tôm càng xanh 32.000 ha, nhu cầu về giống 1,5 – 2 tỷ con và sản lượng đạt khoảng 60.000 tấn. Để đạt được mục đích này, giải pháp về giống là khâu đột phá quan trọng và vì thế kỹ thuật sản xuất giống phải càng hoàn thiện, bảo đảm cung cấp giống, không chỉ đạt về số lượng mà cả về chất lượng. Để chất lượng giống cũng như việc sản xuất tôm được phát triển người ta chú ý đến việc đánh giá chất lượng tôm giống, đặc điểm sinh học giữa tôm đực và tôm cái.Trong đặc điểm sinh học tôm càng xanh, người ta nhận thấy rằng tôm đực có tốc độ phát triển cao hơn nhiều so với tôm cái cùng lứa. Tôm đực có thể đạt trọng lượng 450g, trong khi tôm cái nhỏ hơn nhiều chỉ vào khoảng 60g. Hiện nay ở các tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long giá tôm nguyên liệu khoảng 80.000- 90.000 đồng /kg. Các nhà nghiên cứu Arập Xêut đã so sánh việc nuôi tôm càng xanh toàn đực, nuôi chung đực cái và nuôi toàn cái (Siddiqui et al., 1997). Tôm được nuôi trong bể ximănga mật độ 5 con/m2. Sau 112 ngày nuôi, bể nuôi toàn đực cho năng suất 159g/m2, bể nuôi chung đực cái cho 132g /m2 và bể toàn cái cho năng suất 108g/m2. Tỷ lệ tôm thương phẩm (> 20g) ở bể nuôi toàn đực chiếm 99%, 90% bể chung đực cái, 75% ở bể toàn cái. Ngoài ra ở bể nuôi toàn đực hệ số thức ăn là thấp nhất. Các vấn đề liên quan đến điều khiển giới tính ở tôm càng xanh luôn là đề tài được nhiều tác giả quan tâm, hiện nay đã có nhiều công trình nghiên cứu, nhưng chưa mang lại kết quả khả quan hay chưa phù hợp với thực tế sản xuất, nếu thành công và đưa vào sản xuất đại trà được thì nó sẽ mang lại lợi ích kinh tế rất lớn giúp cải thiện đời sống của nhiều hộ dân. Hiện nay việc sử dụng hormon để điều khiển sự sinh sản ở cá đã được thực hiện nhiều nơi trên thế giới và Việt Nam, mang lại nhiều lợi ích kinh tế to lớn. Nhằm tìm một cách khả thi để đực hoá tôm càng xanh. Chúng tôi thực hiện đề tài: “Thử nghiệm dùng hormon đực ở giáp xác thuộc bộ mười chân Decapoda để đực hoá hậu ấu trùng tôm càng xanh Macrobrachium rosenbergii de Man” 6 Chương I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.2. Phân loại và phân bố Tôm càng xanh có tên khoa học là Macrobrachium rosenbergii được de Man đặt tên vào năm 1897, có vị trí phân loại sau: Nghành tiết túc: Arthopoda Lớp gíap xác: Crustacea Lớp phụ giáp xác bậc cao: Malacostraca Bộ mười chân: Decapoda Bộ phụ chân bơi: Natantia Phân bộ: Caridea Họ: Palaemonidae Họ phụ: Palaemoninae Giống: Macrobrachium Loài: Macrobrachium rosenbergii de Man (1879) Tôm càng xanh phân bố rộng ở khu vực Nam Á, Trung và Nam Mỹ, Đông Nam Á, Tây Thái Bình Dương, Bắc châu Úc, Nam Trung Quốc, Đài Loan, từ vùng nhiệt đới đến cận nhiệt đới. Trong tự nhiên, tôm càng xanh phân bố ở các vùng nước ngọt lẫn nước lợ. Chúng phân bố hầu hết các thuỷ vực như sông, hồ, kênh, rạch, ao…và vùng ở gần cửa sông. Ở Việt Nam tôm càng xanh phân bố từ Khánh Hoà trở vào, tập trung chủ yếu ở vùng Đồng Bằng Song Cửu Long, mặc dù hiện nay tôm càng xanh đã được di giống ở nhiều nơi ở Việt Nam, đặt biệt là ở các tỉnh phía Bắc. (Nguyễn Thị Thanh Thuỷ. Kỹ thuật sản xuất giống Tôm Càng Xanh. Nhà xuất bản Nông Nghiệp). 1.2 Đặc điểm hình thái sinh học, và chu kỳ sống của tôm càng xanh Ấu trùng tôm càng xanh có tập tính sống trôi nổi, bơi lội tích cực, đuôi hướng về phía trước, bụng ngữa lên trên. Ấu trùng sống ở nước lợ từ 1 – 2 tháng, khi trưởng thành sống trong nước ngọt. Tôm bột vừa mới biến thái có đặc điểm tương tự như tôm trưởng thành về cách di chuyển và bơi lội (New và Singhlka, 1985). Báng 1: Phân biệt tôm càng xanh đực và cái: Cơ quan Tôm đực Tôm cái Lỗ sinh dục Nằm ở gốc chân bò thứ 5 Tại gốc chân bò thứ 3 Phần phụ sinh dục (Appendage masculina) Ở chân bơi thứ 2 Không có Tôm càng xanh trưởng thành có màu xanh ở thân, con đực có đôi càng to màu xanh đậm, con cái có đôi càng nhỏ hơn. Tôm càng xanh trưởng thành không những dễ dàng phân biệt đực và cái qua đôi chân bò thứ hai (càng) mà 7 còn qua cơ quan sinh dục như lỗ sinh dục đực nằm ở gốc đôi chân bò 5, lổ sinh dục cái nằm ở gốc đôi chân bò 3 (Nguyễn Việt Thắng, 1993). Con đực trưởng thành, có thể có ba kiểu hình (morphotype) là kiểu đực nhỏ, kiểu có càng màu cam và kiểu có càng màu xanh dương. Tôm đực nhỏ có thể phát triển thành tôm đực có càng màu cam và tôm càng màu cam phát triển trội thành tôm có càng màu xanh dương. Mỗi một kiểu trong số ba kiểu hình nói trên có tập tính sinh sản và đặc điểm sinh dục thứ cấp nổi bật. Hình 1: Ba kiểu hình ở tôm càng xanh đực. Theo Ling (1962) con cái tiết ra chất kích thích con đực sau khi lột xác tiền giao vĩ. Sự giao vĩ xảy ra giữa tôm đực có vỏ cứng và tôm cái thành thục vừa mới lột xác tiền giao vĩ (pre- moult). Quá trình đẻ trứng xảy ra vài giờ sau khi giao vĩ, trứng đi ngang túi tinh và xảy ra sự thụ tinh. Các trứng thụ tinh được giữ ở bụng tôm mẹ và được giữ lại nhờ các tuyến tiết chất dính ở các phụ bộ chân bơi. Nó được giữ ở đây cho đến khi nở. Thời gian ấp trứng có thể thay đổi nhưng thường không quá 3 tuần. Các trứng được cung cấp oxy nhờ sự hoạt động tích cực của chân bụng và được vệ sinh nhờ đôi chân ngực thứ nhất (New và Singlka, 1985). Con cái di cư ra cửa sông nơi có nồng độ muối từ 6 – 18%0 để trứng nở thành ấu trùng bơi lội phù du trong nước. Giai đoạn ấu trùng thường kéo dài 4 – 6 tuần, tuỳ thuộc nhiệt độ nước, chất lượng nước và thức ăn (Aquacop, 1977). Hậu ấu trùng có tập tính bám, chuyển sang sống ở tầng đáy và bắt đầu di cư ngược dòng vào khu vực nước ngọt. Đốt bụng thứ 2 Chân ngực III - V Chân ngực I,II Vùng mang của giáp đầu ngực Các tấm vỏ bên Telson chuỳ Chân bụng Râu Mắt Hình 2: Hình thái bên ngoài tôm càng xanh. 8 1.3 Đặc điểm sinh sản của tôm càng xanh Giao vĩ Con đực thành thục có thể trạng khoẻ mạnh (vỏ cứng) có thể giao vĩ, trong khi con cái chỉ tiến hành giao vĩ ngay sau khi lột xác (premounting – moult) (Nguyễn Việt Thắng, 1993). Đẻ trứng Sau khi giao vĩ từ 6 – 20 giờ, con cái bắt đầu đẻ trứng, ở những con cái thành thục nhưng không giao vĩ vẫn đẻ trứng sau khoảng 24 giờ sau khi lột xác, tuy nhiên trứng không được thụ tinh sẽ thoái hoá sau 2 – 3 ngày (Nguyễn Việt Thắng, 1993). Trong điều kiện nuôi tốt, trứng vẫn phát triển trong buồn trứng, trong khi con cái vẫn mang trứng (O’Donovan et al., 1984). Ấp trứng Quá trình ấp trứng kéo dài 19 – 23 ngày ở nhiệt độ 25 – 310C (Ling, 1962). Trong thời gian ấp trứng, màu trứng sẽ chuyển dần từ vàng sang cam, rồi xám hay nâu đậm khi nở. Sự ấp trứng liên quan trực tiếp đến nhiệt độ và tôm cái rất nhạy cảm với những biến động trong thời gian mang trứng. Khi gặp trong những biến động trong lúc ấp trứng, hoạt động chân bụng thường giảm, làm trở ngại đến nở trứng và tỷ lệ sống của ấu trùng. Đặc điểm của các giai đoạn phát triển trứng tôm càng xanh có thể chia thành bốn giai đoạn sau: - Giai đoạn I: Trứng chưa chín. Buồng trứng nhỏ, trong suốt, nằm ở vùng chót sau của khoang giáp đầu ngực. Trứng có hình cầu với nhân rõ ràng và nguyên sinh chất trong suốt. Đường kính trứng đạt 0,0064 – 0,128 mm. - Giai đoạn II: Chớm chín. Buồng trứng chiếm khoảng ¼ - ½, chiều dài của khoang giáp đầu ngực và có màu vàng. Trứng hơi ngà do có noãn hoàng trong nguyên sinh chất. Nhân không thấy rõ. Đường kính trứng từ 0,191- 0,447 mm. - Giai đoạn III: Trứng chín. Buồng trứng phát triển hơn và chiếm hơn ¾ chiều dài khoang giáp đầu ngực, có màu vàng cam. Trứng hơi đục, nhân không thấy được do hình thành noãn hoàng. Đường kính trứng 0,3192 – 0,545 mm . Hình 3: Vòng đời tôm càng xanh (Arrignon, 1994). Nöôùc ngoït (1 naêm) Giao vó vaø sinh saûn Tröôûng thaønh Tröùng Aáu truøng Stage 1 Nöôùc lôï (1 – 2 thaùng) Aáu truøng Stage II Postlarva Gioáng 9 - Giai đoạn IV: Chín muồi. Buồng trứng chiếm toàn bộ chiều dài khoang giáp đầu ngực, màu vàng sậm. Trứng có hình cầu, đục do noãn hoàng tích tụ nhiều. Đường kính trứng đạt 0,4468 - 0,7661 mm. Mùa vụ sinh sản Tôm càng xanh sinh sản quanh năm ở hồ Balgoda (Sri Lanka) với 2 mùa vụ sinh sản cao điểm rộ nhất từ tháng 5 – 7 sau đó tháng 11 – 1 (Jinadasa, 1985). Theo Phan Hữu Đức (1988), tôm càng xanh sinh sản tập trung vào tháng 4 – 6 và tháng 8 – 10. Tôm cái đẻ 4 – 6 lần trên năm, mỗi lần cách nhau từ 19 – 45 ngày tùy điều kiện nhiệt độ và dinh dưỡng (Nguyễn Việt Thắng, 1995). Sức sinh sản Sức sinh sản tuyệt đối của tôm càng xanh là số trứng trên khối lượng cơ thể con cái, số lượng trứng thường phụ thuộc vào kích thước tôm cái, tôm cái càng lớn số trứng càng nhiều (Nguyễn Việt Thắng, 1995). Sức sinh sản của tôm tự nhiên dao động 60.000 – 130.000 trứng / con cái (Patra, 1976). Sự phát triển của ấu trùng Ấu trùng trải qua 11 giai đoạn khác nhau, và giai đoạn sau rất khác giai đoạn trước khi biến thái (Uno và Soo, 1968). Mỗi giai đoạn có những đặc điểm khác nhau. Ấu trùng giai đoạn I dài không quá 2mm, trong khi giai đoạn XI chúng đạt chiều dài 7mm. Bảng 2: Bảng phân biệt các giai đoạn ấu trùng tôm càng xanh (Uno và Soo, 1969) Giai đoạn ấu trùng Đặc điểm lưu ý I II III IV V VI VII VIII IX X XI Postlarve Mắt chưa có cuống Mắt có cuống Chân đuôi xuất hiện Chủy có hai răng ở cạnh trên Đốt đuôi dẹp và dài Mầm chân bụng xuất hiện Chân bụng có hai nhánh và chưa có lông tơ Chân bụng có lông tơ Nhánh trong của chân bụng có nhánh phụ trong Chủy có 3 - 4 răng ở đầu cạnh trên Chủy có nhiều răng ở cạnh trên Chủy có răng ở cạnh trên và dưới 10 Hình 4: Ảnh đặc điểm các giai đoạn của ấu trùng tôm càng xanh (Uno và Soo, 1969). 1.4 Phụ bộ đực Phụ bộ đực là cơ quan giao cấu ở tôm càng xanh đực nó xuất hiện ở chân bơi thứ 2. Chồi của phụ bộ đực bắt đầu xuất hiện vào giai đoạn khoảng 70 ngày tuổi sau giai đoạn postlarve (trọng lượng 0,38 g, tổng chiều dài 3,7cm) đến giai đoạn 94 ngày tuổi thì phụ bộ đực phát triển đầy đ