Luận văn Ảnh hưởng của nhiệt độ lên vòng đời luân trùng nước ngọt brachionus angularis

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN NGUYỄN THỊ TÝ NỊ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ LÊN VÒNG ĐỜI LUÂN TRÙNG NƯỚC NGỌT Brachionus angularis LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2009 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN NGUYỄN THỊ TÝ NỊ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ LÊN VÒNG ĐỜI LUÂN TRÙNG NƯỚC NGỌT Brachionus angularis LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Ths. TRẦN SƯƠNG NGỌC 2009 i LỜI CẢM TẠ Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Ban Chủ Nhiệm khoa Thủy Sản Trường Đại học Cần Thơ đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện đề tài, đồng cảm ơn đến cô Trần Sương Ngọc đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn. Tôi cũng xin gửi lời cám ơn chân thành đến các anh chị trong Bộ môn Thủy sinh học ứng dụng và các bạn lớp Nuôi trồng thủy sản K31 đã nhiệt tình giúp đỡ trong quá trình thực hiện thí nghiệm. ii TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt độ lên thời gian thành thục, thời gian phát triển phôi, nhịp sinh sản, tuổi thọ, sức sinh sản, tốc độ lọc và tốc độ ăn của luân trùng Brachionus angularis. Thí nghiệm được tiến hành trong phòng điều hòa nhiệt độ với các nhiệt độ 25 oC, 28 oC, 31 oC, 34 oC, bố trí độc lập từng cá thể trong cốc thủy tinh. Nhìn chung, các chỉ tiêu sinh sản chịu ảnh hưởng rõ rệt bởi điều kiện nhiệt độ. Kết quả cho thấy ở nhiệt độ cao B.angularis có thời gian thành thục nhanh hơn ở nhiệt độ thấp. Tương tự, nhiệt độ cao thời gian giữa các lần sinh sản ngắn, nhịp sinh sản giảm theo sự tăng của nhiệt độ 25 oC, 28 oC, 31 oC, 34 oC. Nhiệt độ càng cao thời gian phát triển phôi càng nhanh. Tuổi thọ của B. angularis giảm khi nhiệt độ tăng. Nhiệt độ 28 oC B. angularis có sức sinh sản cao nhất. Ngoài ra, khả năng lọc của luân trùng cũng chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ, nhiệt độ càng cao tốc độ lọc và tốc độ ăn của B. angularis diễn ra càng nhanh. iii MỤC LỤC PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................ 1 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 2 2.1. Phân loại .................................................................................................. 2 2.2. Phân bố .................................................................................................... 2 2.3. Hình thái cấu tạo ..................................................................................... 3 2.4. Kích thước luân trùng............................................................................. 3 2.5. Đặc điểm sinh sản và vòng đời................................................................ 4 2.6. Quá trình phát triển phôi của trứng luân trùng .................................... 5 2.7. Đặc điểm dinh dưỡng .............................................................................. 5 2.8. Tốc độ lọc và tốc độ ăn của luân trùng................................................... 6 2.9. Các điều kiện môi trường ảnh hưởng đến vòng đời và sự phát triển của Luân trùng .................................................................................................. 7 2.6.1. Nhiệt độ ............................................................................................ 7 2.6.2. Ánh sáng ........................................................................................... 9 2.6.3. pH ..................................................................................................... 9 2.6.4. Oxy hòa tan ...................................................................................... 9 2.6.5. Ammonia (NH3).............................................................................. 10 2.6.6. Các yếu tố hữu sinh ảnh hưởng đến sự phát triển của Luân trùng . ......................................................................................................... 10 PHẦN 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............................11 3.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu .........................................................11 3.2. Đối tượng nghiên cứu.............................................................................11 3.3. Vật liệu nghiên cứu ................................................................................11 3.4. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................11 3.4.1. Phương pháp phân lập và giữ giống Luân Trùng..........................11 3.4.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm ..................................................... 12 3.4.3. Phương pháp xử lý số liệu.............................................................. 13 PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 14 4.1. Thời gian thành thục (Dp) .................................................................... 15 4.2. Nhịp sinh sản ......................................................................................... 17 4.3. Thời gian phát triển phôi (De) .............................................................. 18 4.4. Sức sinh sản (Ro) ................................................................................... 20 4.5. Tuổi thọ .................................................................................................. 21 4.6. Tốc độ lọc – F và tốc độ ăn -I ................................................................ 23 PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ................................................................. 27 5.1. Kết luận ................................................................................................. 27 5.2. Đề xuất ................................................................................................... 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 28 iv DANH SÁCH BẢNG Bảng 4.1: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên đặc điểm sinh sản của B.angularis ..................... 12 Bảng 4.2: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên thời gian thành thục (giờ) của các loài luân trùng ........................................................................................................ 13 Bảng 4.3: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên thời gian phát triển phôi (giờ) của các loài luân trùng...................................................................................................... 16 Bảng 4.4: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên sức sinh sản (trứng) của các loài luân trùng ......................................................................................................................... 18 Bảng 4.5: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên tuổi thọ (giờ) của các loài luân trùng.................................................................................................................................19 Bảng 4.6: Tốc độ lọc và tốc độ ăn trung bình của B.angularis ở các nghiệm thức ............. 21 Bảng 4.7: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên tốc độ lọc (µl/con/giờ) của các loài luân trùng .................................................................................................................. 21 Bảng 4.8: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên tốc độ ăn (tế bào/con/giờ) của các loài luân trùng ............................................................................................................ 22 v DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1: Hình thái bên ngoài của Luân trùng Brachionus angularis ..................................2 Hình 2.2: Vòng đời của Luân trùng Brachionus phlicatilis .................................................4 Hình 4.1: Thời gian thành thục của B.angularis............................................................... 12 Hình 4.2: Nhịp sinh sản của B.angularis..........................................................................14 Hình 4.3: Thời gian phát triển phôi .................................................................................. 15 Hình 4.4: Sức sinh sản của B.angularis............................................................................17 Hình 4.5: Tuổi thọ của B.angularis..................................................................................18 Hình 4.6: Tốc độ lọc của B.angularis .............................................................................. 20 Hình 4.7: Tốc độ ăn của B.angularis ................................................................................ 20 1 PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ Thức ăn tự nhiên đóng vai trò quan trọng, quyết định sự thành công trong quá trình ương nuôi nhiều loài động vật thủy sản, đặc biệt thích hợp ở giai đoạn ấu trùng (Trần Thị Thanh Hiền và ctv, 2000). Trong đó, Luân trùng được dùng làm thức ăn tươi sống cho ấu trùng nhiều loài cá và giáp xác biển (Indy et al, 2008, Dhert, 1996) Luân trùng có kích thước nhỏ, bơi lội chậm, lơ lửng trong tầng nước, chịu đựng tốt với điều kiện môi trường, đặc biệt là có thể nuôi với mật độ rất cao (2000 con/ml theo báo cáo của Hirata, 1979 được trích dẫn bởi Dhert, 1996), Luân trùng sinh sản nhanh nên có thể đủ cung cấp một số lượng lớn thức ăn cho ấu trùng tôm cá chỉ trong một thời gian ngắn. Ngoài ra, người ta còn giàu hóa Luân trùng để bổ sung dưỡng chất cho ấu trùng động vật thủy sản nhờ vào khả năng ăn lọc thụ động của của nó (Dhert, 1996) Hiện nay, trên thế giới có khoảng 2500 loài Luân trùng nước ngọt, lợ, mặn, trong đó, giống Brachionus được biết đến nhiều nhất, như: Brachionus plicatlis, B. rotundiformis, B. calyciflorus, B. rubens, B. angularis,….Luân Trùng Brachionus angularis thường phân bố ở các thủy vực nước ngọt, theo Hu et al (2004) nó có vai trò quan trọng trong chu trình vật chất và chuyển đổi năng lượng của hệ sinh thái nước ngọt. Ngoài ra, B. angularis còn được xem là loài có tiềm năng làm thức ăn cho ấu trùng cá nước ngọt, lợ, mặn (Indy et al, 2008). Những hiểu biết về đặc điểm sinh học của đối tượng này sẽ góp phần đáng kể cho sự phát triển nuôi thủy sản. Tuy nhiên, tốc độ phát triển, khả năng sinh sản, tuổi thọ trung bình cũng như vòng đời của luân trùng chịu ảnh hưởng bởi chất lượng và số lượng thức ăn, điều kiện môi trường (Gilbert, 2003), trong đó yếu tố nhiệt độ được xem là yếu tố môi trường quan trọng nhất. Do đó, việc xác định các điều kiện tối ưu cho sự phát triển quần thể Luân trùng là cần thiết. Trên cơ sở đó, đề tài: “Ảnh hưởng của nhiệt độ đến vòng đời của Luân Trùng nước ngọt (Brachionus angularis)” được thực hiện với mục tiêu: Mục tiêu của đề tài: Nhằm xác định điều kiện nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của Luân Trùng nước ngọt Brachionus angularis. Nội dung đề tài: Theo dõi các chỉ tiêu thời gian thành thục, thời gian phát triển phôi, nhịp sinh sản, tuổi thọ, sức sinh sản, tốc độ lọc và tốc độ ăn của luân trùng Brachionus angularis theo các điều kiện nhiệt độ 25 oC, 28 oC, 31 oC, 34 oC. 2 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Phân loại Theo Pechenik (2005) hệ thống phân loại của luân trùng nước ngọt (Brachionus angularis) được xác định như sau: Giới: Animalia Ngành: Rotifera Lớp: Monogononta Bộ: Ploima Họ: Brachionidae Giống: Brachionus Loài: Brachionus angularis (Gosse, 1851) 2.2. Phân bố Luân trùng thường được tìm thấy ở các ao, hồ nước ngọt, lợ, nước biển. Chúng cũng được tìm thấy nơi rong rêu hoặc đất ẩm thấp hoặc bất cứ nơi nào có một ít nước.( Luân trùng B.angularis phân bố nhiều ở khu vực nước tĩnh, ở độ mặn 0‰. Ở độ mặn 1‰ vẫn có xuất hiện nhưng mật độ không đáng kể, ở độ mặn 5‰ không có xuất hiện B.angularis. Luân trùng B.angularis xuất hiện nhiều nhất trong hệ sinh thái ao nhất là ao ương và ao nuôi (Trần Bình Nguyên, 2008). 3 2.3. Hình thái cấu tạo Hình 2.1: Hình thái bên ngoài của Luân trùng Brachionus angularis Cơ thể Luân trùng gồm 3 phần: đầu, thân và chân. Đầu có vòng tiêm mao như bánh xe giúp di chuyển và đưa thức ăn vào cơ thể. Thân có ống tiêu hóa, hệ bài tiết và hệ sinh dục (Trần Thị Thanh Hiền và ctv., 2000), ngoài ra còn có một hệ thần kinh ( Chân Luân trùng có dạng vòng đàn hồi, không đốt có 1 hay 4 ngón. Cơ thể có khoảng 1000 tế bào. Cơ thể lớn lên không phải do sự phân chia của tế bào mà do nguyên sinh chất tăng lên. Con đực có kích thước nhỏ hơn con cái, không có cơ quan tiêu hóa và không có bong bóng hơi (Trần Thị Thanh Hiền và ctv., 2000). 2.4. Kích thước luân trùng Luân trùng B. angularis có kích thước khác nhau tùy theo dòng. Luân trùng B. angularis có kích thước 88-120 m (Nguyễn Văn Hải, 2008). T heo báo cáo của Kaya and Altingdag (2007) luân trùng B. angularis có kích thước nhỏ 174 x 140 m. Báo cáo của Yin and Niu (2007) kích cở trung bình của B. angularis 130 ± 7 x 115 ± 7 m. Kết quả nghiên cứu về các dòng B.angularis ở Nhật Bản Minoru (1997) B.angularis pyriformis 80-110 x 62-83 m, B.angularis donghuensis 98-102 x 80-82 m. 4 Kích thước của một số loài luân trùng nước ngọt khác: kích thước của B.calyciflorus 196 ± 12 x 156 ± 8 m (Yin and Niu, 2008), B. rubens 216 x 171m, B. urceolaris 185 x 143 m (Kaya and Altingdag , 2007). 2.5. Đặc điểm sinh sản và vòng đời Theo Dhert (1996) tuổi thọ của Luân trùng ngắn, trung bình 3,4 - 4,4 ngày ở điều kiện nhiệt độ 25oC. Chúng có thể đạt trưởng thành chỉ trong 0,5-1,5 ngày sau khi nở hay đẻ. Sau đó con cái có thể đẻ liên tục, mổi lần cách nhau khoảng 4 giờ. Suốt đời sống con cái có thể tham gia đẻ 10 lứa. Tuy nhiên khả năng sinh sản của chúng phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện môi trường, đặc biệt là nhiệt độ. Hình 2.2: Vòng đời của Luân trùng Brachionus plicatilis Có 2 hình thức sinh sản ở con cái đó là sinh sản đơn tính và sinh sản hữu tính. Trong điều kiện môi trường thích hợp, con cái (2n) chủ yếu sinh sản đơn tính và nhiều đợt đẻ trứng, mổi lần cho 1-2 trứng (2n) có kích cỡ 80-100 x 110- 130 m. Các trứng này sau đó nở thành con cái (2n). Con cái này tiếp tục vòng đời sinh sản bằng hình thức đơn tính như trên. 5 Khi điều kiện môi trường bất lợi, chúng bắt đầu hình thức sinh sản hữu tính. Con cái (2n) đẻ ra 1-6 trứng (n) có kích thước nhỏ 50-70 x 80-100 m. Trứng này sẽ nở thành con đực (n) có kích cỡ rất nhỏ. Con đực có chứa đầy tinh dịch (n). Chúng sẽ tham gia bắt cặp và giao phối với con cái có trứng 1n để thụ tinh thành trứng 2n. trứng thụ tinh 2n có vỏ dày gọi là trứng nghĩ, và sẽ chịu đựng qua điều kiện khắc nghiệt. Khi môi trường thuận lợi trứng sẽ nở thành con cái 2n và lại sinh sản đơn tính tiếp tục (Trần Thị Thanh Hiền và ctv., 2000). 2.6. Quá trình phát triển phôi của trứng luân trùng Theo kết quả nghiên cứu của Paez et al (1988) về quá trình phát triển phôi trứng amictic của B.plicatilis, quá trình phát triển phôi của trứng amictic gồm có 19 giai đoạn, mỗi giai đoạn có đặc điểm cơ bản khác nhau. Tác giả miêu tả: bắt đầu phân chia tế bào khoảng 30-40 phút sau khi đẻ, giai đoạn 4 tế bào khoảng 45-55 phút sau khi đẻ, rãnh chân bắt đầu xuất hiện (8,5 -10,5 giờ sau khi đẻ), xuất hiện đầu ngón chân (11 -11,5 giờ sau khi đẻ), vành tiêm mao bắt đầu chuyển động (13,5 - 15,5 giờ), xuất hiện điểm mắt (15,5-16,5 giờ), quan sát thấy các tiêm mao trên vành (17-17,5 giờ), thời gian ngắn sau đó điểm mắt rõ ràng hơn và hàm nghiền xuất hiện. Khoảng 30 -60 phút trước khi nở trứng có hình dạng gần như hình tam giác, phôi mở rộng và trứng nở. Thời gian phát triển phôi khác nhau tùy theo loài, dòng luân trùng (Kurokura, 1991). Thời gian phát triển phôi chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ, yếu tố di truyền và khẩu phần ăn (Yufera,1987 trích dẫn bởi Paez et al, 1988), Xi and Huang, 2000, Walz,1987, Lonsdale and Levinton, 1985). Nhiệt độ càng cao thì thời gian phát triển phôi diễn ra càng nhanh (Xi ang Huang, 2000, Huang, 1989, Walz, 1987). Mặt khác, theo Sipaúba-tavares and Bachion (2001) thời gian phát triển phôi của các loài động vật nổi còn bị ảnh hưởng bởi thức ăn. 2.7. Đặc điểm dinh dưỡng Tảo là thức ăn phổ biến và có giá trị dinh dưỡng cao đối với Luân trùng (Hoff and Snell, 2004 được trích dẫn bởi Nguyễn Văn Hải, 2008) thường được sử dụng dưới dạng tảo sống (tươi), khô hoặc đông lạnh. Trong đó, thức ăn tốt nhất cho luân trùng là tảo tươi (Hirayama and Nakamura, 1976 trích dẫn bởi Mostary et al., 2007) ngoài vai trò làm thức ăn cho Luân trùng chúng còn cải thiện chất lượng nước bằng cách giảm bớt những sản phẩm từ sự chuyển hóa của Luân trùng (Orhun, 1991 trích dẫn bởi Trần Sương Ngọc, 2003). Ngoài thức ăn tảo trong nuôi luân trùng còn sử dụng các loại thức ăn khác như: vi khuẩn, nấm men, bột đậu nành… cũng thường được sử dụng (Chew and Lim, 2005). Các loại tảo 6 thường dùng trong nuôi luân trùng nước ngọt là: Chlorella, Scenedesmus,…(Arimoro, 2006). Chất lượng thức ăn đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển và sinh sản của luân trùng. Thành phần dinh dưỡng cũng như chất lượng tảo ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh sản, ảnh hưởng gián tiếp đến tốc độ ăn của luân trùng (Jensen and Verschoor, 2004). Sự phát triển về mật độ quần thể luân trùng bị ảnh hưởng bởi mật độ thức ăn. Lucía-Pavón et al (2001) nhận thấy mật độ quần thể B.calyciflorus ở mật độ thức ăn Chlorella 4,5x106 (tế bào/ml) cao hơn so với mật độ Chlorella 0,5 x 106 (tế bào/ml) và 1,5x106 (tế bào/ml). Báo cáo của Jensen and Verschoor (2004) cho thấy có sự khác biệt có ý nghĩa về tuổi lần đầu tiên sinh sản, sức sinh sản của B.calyciflorus khi sử dụng tảo Scenedesmus obliquus có chất lượng khác nhau. Nếu B.calyciflorus được cung cấp thức ăn có đầy đủ thành phần dinh dưỡng sẽ sinh sản nhiều và giai đoạn sinh sản dài hơn. Kết quả so sánh việc sử dụng tảo tươi, tảo khô và men bánh mì làm thức ăn cho B.angularis của Mostary et al (2007) cho thấy tảo tươi là thức ăn tốt nhất, sử dụng tảo khô B.angularis phát triển tốt hơn sử dụng men bánh mì. Tác giả khuyến cáo khi nuôi luân trùng nếu nguồn tảo sống không có sẵn thì có thể sử dụng tảo khô thay thế. Nghiên cứu về ảnh hưởng của thức ăn lên sự phát triển của quần thể B.calyciflorus và B.patulus Sarma et al (2001) nhận thấy sử dụng kết hợp men mật độ thấp với tảo Chlorella trong hệ thống nuôi luân trùng không làm ảnh hưởng đến sự phát triển của quần thể. Tuy nhiên, nếu chỉ sử dụng men làm thức ăn thì không thích hợp cho sự phát triển của luân trùng. Do đó, để làm giảm chi phí sản xuất, tác giả khuyến cáo nên sử dụng kết hợp men mật độ thấp với tảo Chlorella cho luân trùng ăn. 2.8. Tốc độ lọc và tốc độ ăn của luân trùng Tốc độ lọc và tốc độ ăn của luân trùng chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố như nhiệt độ, thức ăn,…Khả năng lọc của luân trùng thường trong khoảng từ 1-10 µl/con/giờ (Norgady, 1993). Nhận định này phù hợp với nghiên cứu của các tác giả khác về tốc độ lọc của luân trùng. Theo Bogdan and Gilbert (1982) tốc độ lọc của Keratella, Polyarthra trong khoảng 1- 9 (µl/con/giờ). Sử dụng Chlorella làm thức ăn cho B.ruben Pilarska (1977, trích dẫn bởi Ferrando, 1993) nhận thấy tốc độ lọc của B.ruben là 11,3 (µl/con/giờ). Theo Ferrando et al (1993) khi nghiên cứu ảnh hưởng của các độc tố lên tốc độ lọc của B.calyciflorus cho thấy tốc độ lọc và tốc độ ăn trung bình tương ứng 5,6 ± 0,7 (µl/con/giờ) và 1602 ± 142 (tế bào/con/giờ) thức ăn là tảo Nannochloris mật độ 5 x 105 (tế bào/ml). Tốc độ ăn của luân trùng tăng khi nhiệt độ tăng (Stelzer, 2006). Báo cáo của Bogdan and Gilbert (1982) tốc độ ăn của B.calyciflorus ở 20 oC tăng gấp 6,2 7 lần so với ở 8 oC với mật độ thức ăn Cryptomonas erosa 1500 tế bào/ml. Kết quả tương tự đối với Keratella cochlearis và Polyarthra (Bogdan and Gilbert 1980), Brachionus plicatilis (Nagata, 1985). Tốc độ lọc của Keratella cochlearis ở 20 oC và 25 oC lần lượt là 6,05 ± 0,49 và 8,13 ± 0,33 (µl/con/giờ) thức ăn là tảo Chlamydomonas (Bogdan and Gilbert 1980), của Polyarthra dolichoptera ở 20 oC và 25 oC là 1,58 ± 0,19 và 2,36 (µl/con/giờ) thức ăn là tảo Chlam