Trên thế giới có hơn 30.000 loài cá được mô tả ở cả nước ngọt, nước lợ và nước
mặn (Ward et al., 2005), trong đó họ cá bống trắng Gobiidae được coi là một trong
những họ cá có số lượng loài rất đa dạng, chỉ đứng sau họ cá chép (Cyprinidae) với
5.840 loài (Eschmeyer et al., 2018). Các nghiên cứu đã thống kê được 2.836 loài thuộc
họ cá bống trắng (Gobiidae) trên toàn thế giới, phân bộ cá bống trên toàn thế giới có 6
họ, bao gồm 270 giống, 1500 – 2000 loài và phần lớn các loài cá bống sống ở biển thuộc
họ Gobiidae (Myers, 1991), trong phân họ Gobiinae của họ Gobiidae thì giống
Glossogobius là một trong những giống có nhiều loài nhất (Hoese & Allen, 2009). Theo
Thi (2000) đã thống kê được trên thế giới có rất nhiều công trình nghiên cứu về cá bống
như: Herre (1953) đã công bố danh mục cá biển Philippines, trong đó có 221 loài cá
bống; Koumans (1953) đã mô tả 287 loài cá bống ở vùng biển Indo – Australian và
Giống Glossogobius khá phổ biến và được tìm thấy ở nhiều quốc gia, vùng lãnh thổ, nhiều
châu lục trên thế giới và ở Việt Nam (Froese & Pauly, 2022; Truong et al., 2021). Loài
Glossogobius sparsipapillus và loài Glossogobius aureus có sự phân bố rộng rãi từ nước
mặn đến nước ngọt ở các khu vực Nam Phi, Châu Á và Châu Đại Dương (Froese & Pauly,
2022; Rainboth, 1996) và ở Việt Nam (Nguyen & Dinh, 2020; Định và ctv., 2013). Lưu
vực sông Mê Kông ghi nhận có 7 loài: Glossogobius biocellatus; Glossogobius celebius;
Glossogobius circumspectus; Glossogobius giuris; Glossogobius aureus; Glossogobius
bicirrhosus và Glossogobius sparsipapillus (Rainboth et al., 2012). Ở Việt Nam, giống
Glossogobius được ghi nhận có 5 loài (G. aureus, G. giuris, G. circumspectus, G.
sparsipapillus và G. biocellatus) (Hảo, 2005; Rainboth et al., 2012; Định và ctv., 2013).
Theo nghiên cứu giữa tổ chức bảo vệ tài nguyên môi trường của Nhật (Nagao) với Khoa
Thủy sản trường Đại học Cần Thơ về nguồn lợi thủy sản tại ĐBSCL cho thấy có hơn
183 loài cá được ghi nhận, họ cá bống (Gobiidae) có 54 loài chiếm 19% và có 03 loài
thuộc giống Glossogobius là G. aureus, G. giuris và G. sparsipapillus được mô tả (Tuấn
và ctv., 2014; Định và ctv., 2013). Giống Glossogobius gồm những loài có giá trị dinh
dưỡng nên được sử dụng làm thực phẩm (Tuấn và ctv., 2014). Tuy nhiên, theo nghiên
cứu trong tự nhiên sản lượng cá giảm đáng kể do việc khai thác quá mức bằng nhiều
phương tiện mang tính chất hủy diệt (Nhiên & Định, 2012). Vì loài cá bống phân bố
rộng rãi ở các vùng ven biển và vùng cửa sông (Quang và ctv., 2009; Định và ctv., 2013),
nên sự thay đổi của môi trường sống do tác động của biến đổi khí hậu cũng ảnh hưởng
đến sự sinh trưởng và phát triển bình thường của giống cá này.
249 trang |
Chia sẻ: Tài Chi | Ngày: 27/11/2023 | Lượt xem: 357 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Nghiên cứu đặc điểm di truyền, sinh học và sinh thái học của cá bống glossogobius aureus và glossogobius sparsipapillus phân bố một số tỉnh đồng bằng sông Cửu Long, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
PHAN HOÀNG GIẺO
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN, SINH HỌC VÀ
SINH THÁI HỌC CỦA CÁ BỐNG Glossogobius aureus
VÀ Glossogobius sparsipapillus PHÂN BỐ MỘT SỐ TỈNH
ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
LUẬN ÁN TIẾN SĨ
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC
MÃ SỐ: 94 20 201
NĂM 2023
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
PHAN HOÀNG GIẺO
MÃ SỐ NCS: P0919004
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN, SINH HỌC VÀ
SINH THÁI HỌC CỦA CÁ BỐNG Glossogobius aureus
VÀ Glossogobius sparsipapillus PHÂN BỐ MỘT SỐ TỈNH
ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
LUẬN ÁN TIẾN SĨ
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC
MÃ SỐ: 94 20 201
NGƯỜI HƯỚNG DẪN
PGS. TS. ĐINH MINH QUANG
PGS. TS. TRƯƠNG TRỌNG NGÔN
NĂM 2023
i
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Đinh Minh Quang và PGS.TS. Trương Trọng
Ngôn đã tận tình hướng dẫn, đóng góp ý kiến, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá
trình nghiên cứu, cũng như thực hiện các chuyên đề và luận án, viết và đăng các bài báo
đáp ứng yêu cầu chương trình đào tạo.
Tôi xin trân trọng gởi lời cảm ơn đến PGS.TS. Nguyễn Văn Thành, PGS.TS.
Nguyễn Minh Chơn, TS. Trương Thị Bích Vân và tập thể Thầy Cô Viện Công nghệ
Sinh học và Thực phẩm, Khoa Sau Đại học, Trường Đại học Cần Thơ đã luôn quan tâm,
động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành các hồ sơ, thủ tục trong suốt thời gian học tập tại
trường.
Tôi xin cảm ơn tập thể Thầy Cô Bộ môn Sinh học, Khoa Sư phạm, Trường Đại học
Cần Thơ đã hỗ trợ thí nghiệm và các thiết bị cần thiết trong thời gian thực hiện luận án.
Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn Tập đoàn Vingroup – Công ty CP đã tài trợ cho
tôi theo Chương trình học bổng thạc sĩ, tiến sĩ trong nước của Quỹ Đổi mới sáng tạo
Vingroup (VINIF), Viện Nghiên cứu Dữ liệu lớn với mã số VINIF.2021.TS.146 đã giúp
tôi tập trung hơn cho quá trình nghiên cứu và thực hiện luận án.
Cảm ơn các em sinh viên và các bạn học viên cao học trong nhóm nghiên cứu về
đề tài liên quan đã đồng hành cùng tôi trong quá trình thực hiện luận án. Sau cùng tôi
xin gởi lời cảm ơn đến gia đình tôi, mọi người luôn quan tâm, động viên và tạo điều kiện
cả về vật chất lẫn tinh thần để tôi chuyên tâm hoàn thành chương trình đào tạo.
Nghiên cứu sinh
ii
TÓM TẮT
Nghiên cứu được thực hiện nhằm cung cấp dẫn liệu về đặc điểm di truyền của
giống cá bống Glossogobius cũng như đặc điểm sinh học và sinh thái học dinh dưỡng
của hai loài cá Glossogobius aureus và Glossogobius sparsipapillus ở Cần Thơ, Sóc
Trăng, Bạc Liêu và Cà Mau. Kết quả phân tích trình tự vùng gen COI của ba loài G.
aureus, G. sparsipapillus và Glossogobius giuris thuộc giống cá bống Glossogobius
cho thấy chưa có sự phân tách thành các loài riêng biệt mà nằm xen kẽ trong các nhánh
nhỏ của cây phát sinh loài với khoảng cách di truyền giữa ba loài là 0,158. Tương tự,
khi phân tích trình tự vùng gen Cytb cho thấy ba loài thuộc giống cá bống Glossogobius
có quan hệ di truyền chặt chẽ với nhau, trong đó khoảng cách di truyền của ba loài
0,01. Hai loài G. aureus và G. sparsipapillus thuộc nhóm cá tăng trưởng bất đẳng ưu
thế chiều dài cá hơn khối lượng cơ thể do giá trị b (2,68±0,03 SE ở loài G. sparsipapillus
và 2,70±0,12 SE ở loài G. aureus) thu được từ phương trình hồi quy giữa chiều dài tổng
và khối lượng của hai loài nhỏ hơn 3. Cả hai loài G. aureus và G. sparsipapillus thích
ứng tốt với môi trường sống do hệ số điều kiện lớn hơn 1. Hệ số này không có sự khác
biệt giữa cá đực và cá cái, giữa mùa khô và mùa mưa nhưng có sự khác biệt giữa hai
nhóm cá (thành thục và chưa thành thục sinh dục). Khối lượng đá tai ở các loài cá này
có quan hệ chặt chẽ với chiều dài, chiều cao cơ thể, chiều dài đầu của cá và thể hiện
mối quan hệ chặt chẽ giữa khối lượng đá tai với khối lượng cơ thể cá ở cả bốn điểm
nghiên cứu do có hệ số xác định tương đối cao (r2>0,62), điều này cho thấy đá tai có
thể dùng để ước lượng sự tăng trưởng của cá. Loài G. aureus và loài G. sparsipapillus
cùng thuộc nhóm cá ăn động vật và tính ăn này không có sự thay đổi giữa cá đực và cá
cái cũng như không có sự thay đổi trong các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của
cá. Phổ thức ăn của hai loài G. aureus và G. sparsipapillus chủ yếu là cá nhỏ và giáp
xác. Hai loài cá G. aureus và G. sparsipapillus có cường độ bắt mồi và khả năng tích
trữ năng lượng cao do chỉ số sinh trắc dạ dày, hệ số béo của chúng tương đối cao. Tỷ
lệ đực - cái của loài G. aureus và loài G. sparsipapillus xấp xỉ 1: 1. Tuổi thọ tối đa của
hai quần thể G. aureus và G. sparsipapillus tương đối cao và quần thể của hai loài cá
này có xu hướng bị khai thác quá mức do tỷ lệ chết do khai thác tương đối cao. Vì vậy,
để đảm bảo khai thác hợp lý và phát triển bền vững nguồn lợi những loài thuộc giống
Glossogobius ở khu vực nghiên cứu, người dân nên hạn chế đánh bắt những cá thể có
kích thước nhỏ hơn chiều dài đánh bắt đầu tiên (>10,1 cm ở loài G. aureus và >7,3 cm
ở loài G. sparsipapillus).
Từ khoá: cá ăn động vật, gen COI, gen Cytb, Glossogobius, tăng trưởng bất đẳng, đá tai
iii
ABSTRACT
The study was conducted to provide data on the goby genus Glossogobius’s
genetic characteristics and the biological and nutritional ecological traits of
Glossogobius aureus and Glossogobius sparsipapillus distributed in Can Tho, Soc
Trang, Bac Lieu, and Ca Mau. The COI sequence analysis results of three species,
including G. aureus, G. sparsipapillus và Glossogobius giuris, show that they had not
been separated but alternated in small branches of these three species' phylogenetic
tree, with the genetic distance between the three species being 0.158. Similarly, when
analyzing the Cytb gene, three species of Glossogobius were closely related, and the
genetic distance of the three species was 0.01. Both G. aureus and G. sparsipapillus
belong to the group of fish with negative allometry with the dominant increase of fish
total length due to b-value (2.68±0.03 SE in G. sparsipapillus and 2.70±0.12 SE G.
aureus) obtained from the length-weight relationship of the two species were <3. G.
aureus and G. sparsipapillus were observed to adapt well to the habitat due to the
ecosystem, as their condition factor was>1. Their b-value did not vary with sex and
season but changed with fish size. The otolith mass of these fishes was closely related to
the fish’s length, weight, body height, and head length due to a relatively high
determination coefficient value (r2>0.62), suggesting that the otolith can be used to
estimate fish growth. Both G. aureus and G. sparsipapillus were carnivorous and
belonged to the group of aggressive fish with a food composition of main crustaceans
and small fish. These two fish species had a strong ability to catch prey and a high
energy storage capacity due to their relatively high gastrosomatic index. The sex ratio
of the two species was approximately 1:1. The maximum lifespan of G. aureus and G.
sparsipapillus was relatively high, and the populations of these two fish species tended
to be overfished as the fishing mortality was relatively high. Therefore, local authorities
should advise people to avoid catching fish with a total length lower than the first
captured length (>10.1 cm in G. aureus and >7.3 cm in G. sparsipapillus) to ensure
proper exploitation of Glossogobius resources in the study area.
Keywords: carnivore, COI gene, Cytb gene, Glossogobius, negative allometry, otolith
iv
LỜI CAM ĐOAN
Tôi tên Phan Hoàng Giẻo, là nghiên cứu sinh, niên khoá 2019 – 2022. Tôi xin cam
kết luận án này là công trình nghiên cứu khoa học thực sự của bản thân tôi được sự
hướng dẫn của PGS.TS. Đinh Minh Quang và PGS. TS. Trương Trọng Ngôn.
Các thông tin được sử dụng tham khảo trong đề tài luận án được thu thập từ các
nguồn đáng tin cậy, đã được kiểm chứng, được công bố rộng rãi và được tôi trích dẫn
nguồn gốc rõ ràng ở phần Danh mục Tài liệu tham khảo. Các kết quả nghiên cứu được
trình bày trong luận án này là do chính tôi thực hiện một cách nghiêm túc, trung thực và
không trùng lắp với bất cứ luận án nào khác đã được công bố trước đây.
Tôi xin lấy danh dự và uy tín của bản thân để đảm bảo cho lời cam đoan này.
Người hướng dẫn Tác giả thực hiện
PGS. TS. Đinh Minh Quang
PGS.TS. Trương Trọng Ngôn
v
CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG
Luận án này với tựa đề là “Nghiên cứu đặc điểm di truyền, sinh học và sinh thái
học của cá bống Glossogobius aureus và Glossogobius sparsipapillus phân bố một số
tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long”, do nghiên cứu sinh Phan Hoàng Giẻo thực hiện theo
sự hướng dẫn của PGS.TS. Đinh Minh Quang và PGS.TS. Trương Trọng Ngôn. Luận
án đã báo cáo và được Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ thông qua ngày:
. Luận án đã được chỉnh sửa theo góp ý và được Hội đồng đánh giá
luận án xem lại
Người hướng dẫn 1 Người hướng dẫn 2 Thư ký
Phản biện 1 Phản biện 2 Chủ tịch Hội đồng
Phản biện 2 Uỷ viên 1 Uỷ viên 2
vi
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................i
TÓM TẮT ....................................................................................................................... ii
LỜI CAM ĐOAN ...........................................................................................................iv
CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG ................................................................................. v
MỤC LỤC ......................................................................................................................vi
DANH SÁCH BẢNG .................................................................................................. viii
DANH SÁCH HÌNH ......................................................................................................ix
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .........................................................................................xi
Chương 1: GIỚI THIỆU .................................................................................................. 1
1.1 Đặt vấn đề .............................................................................................................. 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu .............................................................................................. 2
1.2.1 Mục tiêu chung ............................................................................................... 2
1.2.2 Mục tiêu cụ thể ............................................................................................... 2
1.3 Ý nghĩa của nghiên cứu ......................................................................................... 2
1.3.1 Ý nghĩa khoa học ............................................................................................ 2
1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn ............................................................................................ 2
1.4 Nội dung nghiên cứu ............................................................................................. 3
1.5 Điểm mới của luận án ............................................................................................ 3
Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .............................................................................. 5
2.1 Khái quát về khu vực nghiên cứu .......................................................................... 5
2.2 Sơ lược về danh pháp quốc tế của các loài nghiên cứu ......................................... 7
2.3 Khái quát về đặc điểm gen ty thể ở cá ................................................................... 7
2.3.1 Gen ty thể trong việc định danh loài ở cá ....................................................... 7
2.3.2 Gen ty thể trong đánh giá đa dạng di truyền cá ............................................ 12
2.4 Khái quát về một số đặc điểm sinh học cá .......................................................... 14
2.4.1 Hệ số điều kiện ............................................................................................. 14
2.4.2 Đặc điểm tăng trưởng ................................................................................... 15
2.4.3 Cấu trúc và vai trò của đá tai ........................................................................ 16
2.5 Khái quát về một số đặc điểm sinh thái học cá ................................................... 18
2.5.1 Sinh thái học dinh dưỡng .............................................................................. 18
2.5.2 Sinh thái học quần thể .................................................................................. 25
Chương 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................... 28
3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu ....................................................................... 28
3.1.1 Thời gian ....................................................................................................... 28
3.1.2 Địa điểm ....................................................................................................... 28
3.2 Phương tiện nghiên cứu ....................................................................................... 29
3.2.1 Thiết bị phục vụ nghiên cứu ......................................................................... 29
3.2.2 Hoá chất ........................................................................................................ 29
3.3 Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................... 29
3.3.1 Sơ lược các nội dung nghiên cứu ................................................................. 29
3.3.2 Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 30
3.4 Phương pháp thu mẫu .......................................................................................... 30
3.5 Phương pháp phân tích mẫu ................................................................................ 30
3.5.1 Sự biến động yếu tố môi trường ở khu vực nghiên cứu ............................... 30
3.5.2 Đặc điểm di truyền ....................................................................................... 31
3.5.3 Đặc điểm hình thái học của hai loài ............................................................. 35
vii
3.5.4 Đặc điểm dinh dưỡng ................................................................................... 37
3.5.5 Cấu trúc quần thể Glossogobius aureus và Glossogobius sparsipapillus .... 39
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................... 41
4.1 Điều kiện môi trường tại khu vực nghiên cứu ..................................................... 41
4.2 Đặc điểm di truyền .............................................................................................. 43
4.2.1 Kết quả đo nồng độ và độ tinh sạch của các mẫu DNA của 03 loài thuộc giống
Glossogobius thu được tại 4 điểm nghiên cứu ...................................................... 43
4.2.2 Đặc điểm di truyền của giống Glossogobius dựa trên trình tự gen COI ...... 43
4.2.3 Đặc điểm di truyền của giống Glossogobius dựa trên trình tự gen Cytb ..... 50
4.3 Đặc điểm hình thái học của hai loài thuộc giống Glossogobius ......................... 56
4.3.1 Hình thái học ................................................................................................ 56
4.3.2 Hình thức tăng trưởng .................................................................................. 65
4.3.3 Hình dạng đá tai và sự tương quan giữa đá tai với kích thước cơ thể cá ..... 69
4.4 Đặc điểm dinh dưỡng .......................................................................................... 76
4.4.1 Hệ số điều kiện ............................................................................................. 76
4.4.2 Hệ số béo Clark ............................................................................................ 78
4.4.3 Tính ăn .......................................................................................................... 80
4.4.4 Cường độ bắt mồi ......................................................................................... 82
4.4.5 Phổ thức ăn ................................................................................................... 83
4.4.6 Cấu trúc quần thể của hai loài Glossogobius aureus và Glossogobius
sparsipapillus ........................................................................................................ 96
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ...................................................................... 101
5.1 Kết luận.............................................................................................................. 101
5.2 Đề xuất ............................................................................................................... 101
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 103
viii
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1: Danh pháp của các loài nghiên cứu ................................................................ 7
Bảng 2.2: Tính ăn của một số loài cá ở Đồng bằng sông Cửu Long ............................. 19
Bảng 2.3: Tham số tăng trưởng von Bertalanffy ở một số loài cá bống ....................... 26
Bảng 3.1: Toạ độ các điểm nghiên cứu thực địa ........................................................... 28
Bảng 3.2: Trình tự đoạn mồi khuếch đại một số gen trong ty thể ................................. 32
Bảng 3.3: Thành phần phản ứng PCR ........................................................................... 32
Bảng 3.4: Chu kỳ nhiệt PCR sử dụng mồi Fish F/Fish R ............................................. 32
Bảng 3.5: Chu kỳ nhiệt PCR sử dụng mồi GcytbH/GcytbL ......................................... 33
Bảng 3.6: Chu kỳ nhiệt PCR sử dụng mồi GluMuq1-F/Mixcyto937-2R ..................... 33
Bảng 4.1: Biến động nhiệt độ (oC) ở các điểm nghiên cứu ........................................... 41
Bảng 4.2: Biến động độ mặn (‰) ở các điểm nghiên cứu ............................................ 42
Bảng 4.3: Kết quả đo nồng độ và độ tinh sạch của các mẫu DNA ............................... 43
Bảng 4.4: Tỷ lệ phần trăm các loại nucleotit của vùng gen COI của 3 loài thuộc giống
Glossogobius ................................................................................................................. 44
Bảng 4.5: Sự tương đồng về trình tự nucleotit vùng gen COI của ba loài thuộc giống
Glossogobius trong nghiên cứu với các loài trên Ngân hàng gen (NCBI) .................... 46
Bảng 4.6: Khoảng cách di truyền giữa những mẫu của các loài thuộc giống Glossogobius
....................................................................................................................................... 48
Bảng 4.7: Tỷ lệ % các loại nucleotit của vùng gen Cytb ở ba loài thuộc giống
Glossogobius ................................................................................................................. 51
Bảng 4.8: Sự tương đồng về trình tự nucleotit vùng gen Cytb của ba loài thuộc giống
Glossogobius trong nghiên cứu với các loài trên Ngân hàng gen (NCBI) .................... 53
Bảng 4.9: Khoảng cách di truyền giữa các mẫu của giống Glossogobius .................... 54
Bảng 4.10: Sự khác biệt di truyền giữa ba loài của giống Glossogobius ...................... 55
Bảng 4.11: Biến động chỉ số hình thái theo giới tính ở loài Glossogobius aureus ....... 63
Bảng 4.12: Biến động chỉ số hình thái theo mùa ở loài Glossogobius aureus .............. 63
Bảng 4.13: Biến động chỉ số hình thái theo địa điểm ở loài Glossogobius aureus ....... 64
Bảng 4.14:Mối quan hệ chiều dài – khối lượng và mô hình tăng trưởng loài Glossogobius
aureus theo tháng.................