Luận án Tiến sĩ Công nghệ sinh học: Nghiên cứu điều kiện nuôi sinh khối vi tảo Thalassiosira pseudonana để ứng dụng làm thức ăn cho ấu trùng tôm thẻ chân trắng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:167

Thêm vào BST

Báo xấu

58
lượt xem 17
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án xây dựng quy trình công nghệ tối ưu nuôi sinh khối Thalassiosira pseudonana trong các quy mô bình thủy tinh 0,25 - 2 L và bể composite 0,2 - 3,5 m3 . Nghiên cứu sử dụng sinh khối Thalassiosira pseudonana tươi sống nuôi trồng được làm thức ăn cho ấu trùng tôm thẻ chân trắng ở các trang trại sản xuất giống.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Công nghệ sinh học: Nghiên cứu điều kiện nuôi sinh khối vi tảo Thalassiosira pseudonana để ứng dụng làm thức ăn cho ấu trùng tôm thẻ chân trắng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VĂN CÔNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN NUÔI SINH KHỐI VI TẢO Thalassiosira pseudonana ĐỂ ỨNG DỤNG LÀM THỨC ĂN CHO ẤU TRÙNG TÔM THẺ CHÂN TRẮNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC HÀ NỘI - 2019
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VĂN CÔNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN NUÔI SINH KHỐI VI TẢO Thalassiosira pseudonana ĐỂ ỨNG DỤNG LÀM THỨC ĂN CHO ẤU TRÙNG TÔM THẺ CHÂN TRẮNG Ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 9420201 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS. TS. ĐỖ THỊ HOA VIÊN 2. PGS. TS. ĐẶNG DIỄM HỒNG HÀ NỘI - 2019
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nghiên cứu trong Luận án này là trung thực và chưa được các tác giả khác công bố. Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ trong việc hoàn thành Luận án đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận án đã được ghi rõ nguồn gốc. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong Luận án này. TM. Tập thể hướng dẫn Hà Nội, ngày tháng năm 2019 PGS.TS. Đỗ Thị Hoa Viên Nguyễn Văn Công i
LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Đỗ Thị Hoa Viên - là người Thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và chỉ bảo tôi trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận án. Tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Đặng Diễm Hồng, nguyên Trưởng phòng Công nghệ Tảo, Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam - là người Thầy đã giúp tôi định hướng nội dung, giúp đỡ về tinh thần, kiến thức chuyên môn, cơ sở vật chất và chỉ bảo tận tình giúp tôi vượt qua rất nhiều khó khăn để hoàn thành Luận án trong suốt thời gian thực hiện. Tôi xin tỏ lòng thành kính và biết ơn sâu sắc tới Cố PGS. TS. Nguyễn Kim Đường - là người Thầy đã có những góp ý chân thành và hỗ trợ tôi về tinh thần trong suốt chặng đường học tập và hoàn thành Luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Lãnh đạo Công ty Cổ phần Chăn nuôi C.P Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất và giúp đỡ tôi hoàn thành những thí nghiệm trong quá trình hoàn thành Luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn các cán bộ của Phòng Công nghệ tảo, Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam: TS. Lưu Thị Tâm, TS. Ngô Thị Hoài Thu, NCS. Lê Thị Thơm, NCS. Nguyễn Cẩm Hà…đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi thực hiện một phần nội dung nghiên cứu của Luận án. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới TS. Đoàn Lan Phương, Phòng Hóa sinh hữu cơ, Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp đỡ và hỗ trợ tôi thực hiện phân tích lipít và thành phần axít béo của Luận án. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Bộ môn giải phẫu sinh lý Bệnh, Học viện Quân y, Bộ Quốc phòng đã giúp tôi trong thử nghiệm trên động vật thực nghiệm. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới quý Thầy, Cô giáo Bộ môn Công nghệ Sinh học, Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã giúp đỡ và hướng dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt thời gian thực hiện Luận án. Nhân dịp này, tôi cũng xin cảm ơn các anh chị, em trong Phòng Đào tạo của Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã luôn ủng hộ tinh thần và giúp đỡ tôi trong công việc tại phòng để tôi có thể hoàn thành Luận án. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và người thân đã luôn bên cạnh động viên, giúp đỡ, chia sẻ và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi học tập, nghiên cứu và hoàn thành Luận án của mình. Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Tác giả Nguyễn Văn Công ii
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................ii MỤC LỤC ......................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT ...................................................... vi DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................................ viii DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................................x MỞ ĐẦU........................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của luận án ................................................................................................ 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................ 2 3. Nội dung nghiên cứu................................................................................................ 2 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án ................................................................ 3 5. Những điểm mới của luận án ............................................................................................. 3 6. Cấu trúc của luận án................................................................................................ 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.............................................................................................. 4 1.1. Giới thiệu chung về vi tảo trong nuôi trồng thủy sản .......................................................... 4 1.1.1. Giá trị dinh dưỡng của vi tảo ............................................................................................. 4 1.1.2. Sử dụng vi tảo trong ương nuôi ấu trùng động vật thân mềm ................................ 5 1.1.3. Sử dụng vi tảo trong nuôi luân trùng và artemia ................................................................ 6 1.1.4. Sử dụng vi tảo trong sản xuất giống cá biển ................................................................ 6 1.1.5. Vi tảo sử dụng trong trại sản xuất giống tôm biển và tôm thẻ chân trắng ........................... 6 1.2. Giới thiệu về Thalassiosira pseudonana ................................................................ 9 1.2.1. Vị trí phân loại của Thalassiosira pseudonana ................................................................ 9 1.2.2. Đặc điểm sinh học sinh sản của Thalassiosira pseudonana ................................ 9 1.2.3. Công nghệ nuôi Thalassiosira pseudonana ................................................................ 10 1.2.3.1. Công nghệ nuôi Thalassiosira pseudonana trên thế giới ................................ 10 1.2.3.2. Công nghệ nuôi Thalassiosira pseudonana ở Việt Nam ................................ 14 1.2.4. Ứng dụng Thalassiosira pseudonana trong sản xuất giống tôm thẻ chân trắng ................................................................................................................................ 18 1.2.5. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana ....................................................................................................................... 19 1.3. Tình hình nghiên cứu sản xuất giống và nuôi thương phẩm tôm thẻ chân trắng trên thế giới và ở Việt Nam ....................................................................................... 22 1.3.1. Trên thế giới ................................................................................................ 22 1.3.2. Ở Việt Nam ....................................................................................................................... 26 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................ 30 2.1. Vật liệu ............................................................................................................................. 30 iii
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................ 30 2.1.2. Hóa chất và thiết bị................................................................................................ 30 2.2 Các môi trường nuôi cấy ................................................................................................ 31 2.3 Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................ 32 2.3.1. Phương pháp chụp ảnh hình thái tế bào ................................................................ 32 2.3.2. Phương pháp sinh học phân tử ........................................................................................... 33 2.3.3. Xác định điều kiện nuôi cấy thích hợp Thalassiosira pseudonana ở quy mô phòng thí nghiệm và pilot ............................................................................................ 34 2.3.4. Xác định các thông số sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana ................................ 38 2.3.5. Phân tích thành phần sinh hóa trong sinh khối của Thalassiosira pseudonana ................................................................................................ 39 2.3.5.1 Phương pháp phân tích hàm lượng lipít tổng................................................................ 39 2.3.5.2. Phương pháp phân tích thành phần và hàm lượng các axít béo bão hòa và không bão hòa đa nối đôi.............................................................................................. 40 2.3.5.3. Phương pháp phân tích thành phần dinh dưỡng và kim loại nặng ................................ 40 2.3.6. Nghiên cứu ứng dụng Thalassiosira pseudonana trong sản xuất giống tôm thẻ chân trắng ................................................................................................ 40 2.3.6.1. Phương pháp nghiên cứu độc tính cấp, độc tính bán trường diễn và hành vi của động vật thực nghiệm sử dụng sinh khối Thalassiosira pseudonana ................................................................................................ 40 2.3.6.2. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của loại thức ăn đến tăng trưởng và tỉ lệ sống của ấu trùng tôm thẻ chân trắng ................................................................ 42 2.3.6.3. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ tôm nuôi đến tăng trưởng và tỉ lệ sống của ấu trùng tôm thẻ chân trắng ........................................................ 43 2.3.6.4. Phương pháp thử nghiệm nuôi thương phẩm tôm thẻ chân trắng với nguồn con giống được sản xuất bằng Thalassiosira pseudonana ................................ 45 2.3.7. Xử lý số liệu nghiên cứu................................................................................................ 47 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................................................................ 48 3.1. Đặc điểm sinh học của Thalassiosira pseudonana ............................................................. 48 3.1.1. Đặc điểm hình thái tế bào của Thalassiosira sp. ............................................................... 48 3.1.2. Định tên khoa học Thalassiosira sp. bằng kỹ thuật đọc và so sánh trình tự nucleotide của đoạn gen 18S rRNA ................................................................ 50 3.1.3 Nghiên cứu lưu giữ, khả năng sinh sản và sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana ................................................................................................ 52 3.1.3.1. Lưu giữ Thalassiosira pseudonana ở nhiệt độ phòng ......................................................... 53 3.1.3.2. Đặc điểm sinh học sinh sản của Thalassiosira pseudonana ................................ 54 3.1.3.3. Sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana ................................................................ 54 3.2. Điều kiện nuôi sinh khối Thalassiosira pseudonana ở các quy mô khác nhau ................................................................................................................................ 55 iv
3.2.1. Điều kiện thích hợp để nuôi sinh khối Thalassiosira pseudonana ở quy mô phòng thí nghiệm................................................................................................ 56 3.2.1.1. Quy mô bình thủy tinh 0,25 L ............................................................................................ 56 3.2.1.2. Quy mô bình thuỷ tinh 1 L ................................................................................................ 66 3.2.1.3. Quy mô bình thủy tinh 2 L ................................................................................................ 75 3.2.2. Điều kiện thích hợp để nuôi sinh khối Thalassiosira pseudonana ở quy mô pilot ............................................................................................................................. 84 3 3.2.2.1. Quy mô bể composite 0,2 m .............................................................................................. 84 3 3.2.2.2. Quy mô bể composite 1 m ................................................................................................ 89 3 3.2.2.3. Quy mô bể composite 3,5 m .............................................................................................. 92 3.2.2.4. Quy trình công nghệ nuôi Thalassiosira pseudonana ở quy mô phòng thí nghiệm và pilot ................................................................................................ 96 3.2.3. Thành phần hóa học của sinh khối Thalassiosira pseudonana ở quy mô pilot ................................................................................................................................ 99 3.3. Ứng dụng Thalassiosira pseudonana trong sản xuất giống tôm thẻ chân trắng ................................................................................................................................ 105 3.3.1. Đánh giá độ an toàn và tác dụng sinh dược của sinh khối Thalassiosira pseudonana để làm thức ăn cho ấu trùng tôm thẻ chân trắng ................................ 105 3.3.1.1. Độc tính cấp của Thalassiosira pseudonana ................................................................ 106 3.3.1.2. Độc tính bán trường diễn của Thalassiosira pseudonana ................................ 107 3.3.1.3. Hành vi của chuột thực nghiệm sau khi sử dụng sinh khối Thalassiosira pseudonana ................................................................................................ 111 3.3.2. Sử dụng Thalassiosira pseudonana trong sản xuất giống tôm thẻ chân trắng ................................................................................................................................ 111 3.3.2.1. Ảnh hưởng của loại thức ăn đến sinh trưởng và tỉ lệ sống của ấu trùng tôm thẻ chân trắng ................................................................................................111 3.3.2.2. Ảnh hưởng của mật độ tôm nuôi đến tăng trưởng và tỉ lệ sống của ấu trùng tôm thẻ chân trắng ................................................................................................ 117 3.3.2.3. Thử nghiệm nuôi thương phẩm với nguồn con giống được sản xuất bằng Thalassiosira pseudonana ................................................................................................ 127 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................................ 135 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ............................... 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 138 PHỤ LỤC .......................................................................................................................... 151 v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng anh Tiếng việt ALT Alanine aminotransferase ANOVA Analysis of variance Phân tích phương sai ARA Arachidonic acid Axít arachidonic AST Aspatate aminotransferase CĐAS Cường độ ánh sáng CĐSK Chế độ sục khí CFU/g Colony Forming unit per Đơn vị khuẩn lạc gram CHLB Cộng hòa liên bang C.P Charoen pokphand DHA Docosahexaenoic acid Axít docosahexaenoic DLG Daily length gain Tăng trưởng tuyệt đối về chiều dài DNA Deoxyribonucleic acid Axít deoxiribonucleic DPA Docosapentaenoic acid Axít docosapentaenoic DWG Daily weigh gain Tăng trưởng tuyệt đối về khối lượng ĐC Đối chứng EHP Enterocytozoon Bệnh vi bào tử trùng hepatopanaei EPA Eicosapentaenoic acid Axít eicosapentaenoic FCR Feed conversion ration Tỉ lệ chuyển đổi thức ăn HUFA Highly unsaturated fatty Axít béo không bão hòa acid IHHN Infectious hypodermal and Bệnh hoại tử dưới vỏ và cơ quan tạo haematopoietic necrosis máu virus IMN Infectious myonecrosis Bệnh hoại tử cơ KP Khẩu phần KPH Không phát hiện L Lít LD Lethal dose Liều gây chết động vật thí nghiệm vi
LM Light Microscope Kính hiển vi quang học M3 Cubic metre Mét khối MĐTB Mật độ tế bào MUFA Monounsaturated fatty acid Axít béo không bão hòa một nối đôi NHP Necrotising Bệnh hoại tử gan tụy hepatopancreatitis NTTS Nuôi trồng thủy sản N/L Nauplii/lít PCR Polymerase chain reaction Phản ứng PCR PUFA Polyunsaturated fatty acid Axít béo không bão hòa đa nối đôi QCVN Quy chuẩn Việt Nam RNA Ribonucleic acid Axít ribonucleic rRNA Ribosomal ribonucleic acid ARN riboxom SEM Scanning electron Kính hiển vi điện tử quét microscope SFA Saturated fatty acid Axít béo bão hòa SKK Sinh khối khô TATH Thức ăn tổng hợp TB Tế bào TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TFA Total fatty acid Axít béo tổng số TN Thử nghiệm TS Taura syndrome in Penaeus Hội chứng Taura vannamei TTCT Tôm thẻ chân trắng VASEP Vietnam association of Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy seafood exporters and sản Việt Nam producers VPA: Vibrio parahaemolyticus : Bệnh hoại tử gan - tụy cấp AHPND Acute hepatopancreatic necrosis disease VTDD Vi tảo dị dưỡng WSD White spot syndrome virus Bệnh đốm trắng YHD Yellow head disease Bệnh đầu vàng vii
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Một số loài vi tảo được sử dụng làm thức ăn cho ấu trùng tôm biển và tôm thẻ chân trắng ................................................................7 Bảng 1.2. Nhu cầu dinh dưỡng của ấu trùng tôm thẻ chân trắng ................................ 26 Bảng 1.3. Diện tích và sản lượng, giá trị xuất khẩu tôm nuôi nước lợ 2010 - 2017................................................................................................ 27 Bảng 2.1. Thành phần dinh dưỡng các môi trường nuôi vi tảo Thalassiosira pseudonana ................................................................32 Bảng 2.2. Chế độ cho ăn ấu trùng tôm thẻ chân trắng................................................................ 44 Bảng 2.3. Chế độ siphon và thay nước trong bể ương ấu trùng tôm thẻ chân trắng ................................................................................................ 44 Bảng 3.1. Đặc điểm hình thái tế bào của Thalassiosira sp. phân lập quan sát dưới kính hiển vi LM và SEM ................................................................ 49 Bảng 3.2. Tỉ lệ % độ tương đồng và khoảng cách di truyền của đoạn gen 18S rRNA giữa các loài thuộc chi Thalassiosira ................................ 51 Bảng 3.3. Thành phần và hàm lượng các axít béo của sinh khối Thalassiosira pseudonana nuôi trồng được ở bể composite 3,5 m3 ................................................................................................ 99 Bảng 3.4. Thành phần hóa học của Thalassiosira pseudonana ................................ 103 Bảng 3.5. Kết quả theo dõi các biểu hiện bất thường sau khi uống Thalassiosira pseudonana của chuột ................................................................ 106 Bảng 3.6. Ảnh hưởng của Thalassiosira pseudonana đối với trọng lượng cơ thể chuột ................................................................................................ 107 Bảng 3.7. Ảnh hưởng của Thalassiosira pseudonana lên một số chỉ tiêu huyết học của chuột ................................................................................................ 108 Bảng 3.8. Ảnh hưởng của Thalassiosira pseudonana lên công thức bạch cầu trong máu chuột ................................................................................................ 109 Bảng 3.9. Đánh giá mức độ tổn thương tế bào và chức năng gan, thận của chuột khi dùng Thalassiosira pseudonana dài ngày ................................ 109 Bảng 3.10. Ảnh hưởng của một số khẩu phần thức ăn lên sinh trưởng của ấu trùng tôm thẻ chân trắng ................................................................ 112 Bảng 3.11. Tăng trưởng về khối lượng, tỉ lệ sống và thời gian biến thái của ấu trùng tôm thẻ chân trắng được nuôi bằng các loại thức ăn khác nhau ................................................................................................ 112 viii
Bảng 3.12. Tăng trưởng về chiều dài thân của ấu trùng tôm thẻ chân trắng nuôi bằng thức ăn khẩu phần 3 ................................................................ 116 Bảng 3.13. Tăng trưởng về khối lượng, tỉ lệ sống và thời gian biến thái của ấu trùng tôm thẻ chân trắng được nuôi bằng thức ăn khẩu phần 3................................................................................................................................ 116 Bảng 3.14. Ảnh hưởng của mật độ tôm nuôi đến tăng trưởng về kích thước của ấu trùng tôm thẻ chân trắng................................................................ 118 Bảng 3.15. Ảnh hưởng của mật độ tôm nuôi đến tăng trưởng về khối lượng và thời gian biến thái của ấu trùng tôm thẻ chân trắng ................................ 120 Bảng 3.16. Tăng trưởng về chiều dài của ấu trùng tôm thẻ chân trắng ở mật độ tôm nuôi thích hợp ................................................................................................ 122 Bảng 3.17. Tăng trưởng về khối lượng và thời gian biến thái của ấu trùng tôm thẻ chân trắng ở mật độ tôm nuôi thích hợp ................................ 123 Bảng 3.18. Thành phần axít béo của tôm thẻ chân trắng giai đoạn postlarvae 12 được nuôi bằng sinh khối Thalassiosira pseudonana trong bể xi măng 30 m3 ................................................................ 125 Bảng 3.19 Hàm lượng kim loại và kháng sinh của giống tôm thẻ chân trắng postlarvae 12 được nuôi bằng thức ăn Thalassiosira pseudonana tươi sống ở các bể nuôi 30 m3................................................................ 126 Bảng 3.20. Kết quả tăng trưởng về chiều dài của tôm thẻ chân trắng nuôi thương phẩm ................................................................................................ 128 Bảng 3.21. Tăng trưởng về khối lượng của tôm thẻ chân trắng nuôi thương phẩm ................................................................................................ 129 Bảng 3.22. Tỉ lệ sống của tôm thẻ chân trắng nuôi thương phẩm ................................ 130 Bảng 3.23. Hàm lượng protein, kim loại và kháng sinh của tôm nguyên liệu được nuôi từ mô hình thử nghiệm ................................................................ 131 ix
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Quy trình công nghệ sản xuất giống và nuôi thương phẩm tôm thẻ chân trắng ................................................................................................ 23 Hình 2.1. Quy trình chuẩn bị nguồn giống tảo Thalassiosira pseudonana ................................ 37 Hình 3.1. Hình thái tế bào của Thalassiosira sp. chụp dưới kính hiển vi quang học ................................................................................................ 48 Hình 3.2. Hình thái tế bào của Thalassiosira sp. chụp dưới kính SEM ................................ 49 Hình 3.3. ADN tổng số và nhân đoạn gen 18S r RNA của Thalassiosira sp. ................................................................................................ 51 Hình 3.4. Cây phát sinh chủng loại của Thalassiosira sp. dựa trên trình tự gen 18S rRNA ................................................................................................ 52 Hình 3.5. Thalassiosira pseudonana trong môi trường lỏng ................................ 53 Hình 3.6. Đĩa thạch và khuẩn lạc của Thalassiosira pseudonana trên môi trường thạch agar ................................................................................................ 53 Hình 3.7. Bào tử sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana ở ống nghiệm ................................ 54 Hình 3.8. Đường cong sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana sau 14 ngày nuôi cấy ở bình thủy tinh 1 L ................................................................ 55 Hình 3.9. Ảnh hưởng của tỉ lệ % môi trường AGP lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bình thủy tinh 0,25 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................57 Hình 3.10. Ảnh hưởng của môi trường khác nhau lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại trong bình thủy tinh 0,25 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................ 58 Hình 3.11. Ảnh hưởng của mật độ tế bào ban đầu lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bình thủy tinh 0,25 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................59 Hình 3.12. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại trong bình thủy tinh 0,25 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................60 Hình 3.13. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bình thủy tinh 0,25 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................61 Hình 3.14. Ảnh hưởng của pH lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bình thủy tinh 0,25 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................................................ 62 x
Hình 3.15. Ảnh hưởng của độ mặn lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại trong bình thủy tinh 0,25 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................63 Hình 3.16. Ảnh hưởng của độ kiềm lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bình thủy tinh 0,25 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................................................ 64 Hình 3.17. Ảnh hưởng của chế độ sục khí lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại trong bình thủy tinh 0,25 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................65 Hình 3.18. Ảnh hưởng của tỉ lệ % môi trường AGP lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bình thủy tinh 1 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................ 66 Hình 3.19. Ảnh hưởng của môi trường lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại trong bình thủy tinh 1 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................................................ 67 Hình 3.20. Ảnh hưởng của mật độ tế bào ban đầu lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bình thủy tinh 1 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................ 68 Hình 3.21. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại trong bình thủy tinh 1 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................................................ 69 Hình 3.22. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bình thủy tinh 1 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................ 70 Hình 3.23. Ảnh hưởng của pH lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại trong bình thủy tinh 1 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................................................ 71 Hình 3.24. Ảnh hưởng của độ mặn lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại trong bình thủy tinh 1 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................................................ 72 Hình 3.25. Ảnh hưởng của độ kiềm lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bình thủy tinh 1 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................................................ 73 Hình 3.26. Ảnh hưởng của chế độ sục khí lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bình thủy tinh 1 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................................................ 74 Hình 3.27. Ảnh hưởng của tỉ lệ % môi trường AGP lên sinh trưởng của xi
Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bình thủy tinh 2 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................ 75 Hình 3.28. Ảnh hưởng của môi trường khác nhau lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại trong bình thủy tinh 2 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................ 76 Hình 3.29. Ảnh hưởng của mật độ tế bào ban đầu lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bình thủy tinh 2 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................ 77 Hình 3.30. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại trong bình thủy tinh 2 L sau 7 ngày nuôi cấy ................................................................................................ 78 Hình 3.31. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại trong bình thủy tinh 2 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................ 79 Hình 3.32. Ảnh hưởng của pH lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bình thủy tinh 2 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................................................ 80 Hình 3.33. Ảnh hưởng của độ mặn lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại trong bình thủy tinh 2 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................................................ 81 Hình 3.34. Ảnh hưởng của độ kiềm lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bình thủy tinh 2 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................................................ 82 Hình 3.35 Ảnh hưởng của chế độ sục khí lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bình thủy tinh 2 L sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................................................ 83 Hình 3.36. Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại trong bể composite 0,2 m3 sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................ 85 Hình 3.37. Ảnh hưởng của mật độ tế bào ban đầu lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bể composite 0,2 m3 sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................ 86 Hình 3.38. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại trong bể composite 0,2 m3 sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................ 86 Hình 3.39. Ảnh hưởng của độ mặn lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại trong bể composite 0,2 xii
m3 sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................................................ 87 Hình 3.40. Ảnh hưởng của chế độ sục khí lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bể composite 0,2 m3 sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................................................ 88 Hình 3.41. Ảnh hưởng của mật độ tế bào ban đầu lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bể composite 1 m3 sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................ 89 Hình 3.42. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại trong bể composite 1 m3 sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................ 90 Hình 3.43. Ảnh hưởng của độ mặn lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại trong bể composite 1 m3 sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................................................ 91 Hình 3.44. Ảnh hưởng của chế độ sục khí khác nhau lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bể composite 1 m3 sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................ 92 Hình 3.45 Ảnh hưởng của mật độ tế bào ban đầu khác nhau lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bể composite 3,5 m3 sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................ 93 Hình 3.46. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng khác nhau lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bể composite 3,5 m3 sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................ 93 Hình 3.47. Ảnh hưởng của độ mặn khác nhau lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại trong bể composite 3,5 m3 sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................ 94 Hình 3.48. Ảnh hưởng của chế độ sục khí khác nhau lên sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana có mật độ tế bào đạt cực đại ở bể composite 3,5 m3 sau 6 ngày nuôi cấy ................................................................ 95 Hình 3.49 Quy trình công nghệ nuôi Thalassiosira pseudonana ở quy mô phòng thí nghiệm và pilot ................................................................ 97 Hình 3.50. Ấu trùng tôm thẻ chân trắng ở giai đoạn postlarvae 12 được nuôi bằng thức ăn Thalassiosira pseudonana tươi sống ................................ 117 Hình 3.51. Tỉ lệ sống của ấu trùng tôm thẻ chân trắng ở mật độ tôm nuôi khác nhau ................................................................................................ 121 Hình 3.52. Tỉ lệ sống của ấu trùng tôm thẻ chân trắng ở mật độ tôm nuôi thích hợp ................................................................................................ 124 xiii
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Trên thế giới, đã phát hiện được khoảng 40.000 loài tảo chiếm khoảng 11% số loài thực có. Ở Việt Nam, số loài tảo đã phát hiện được là trên 2.000 loài [1]. Vi tảo là mắt xích đầu tiên của chuỗi thức ăn quan trọng trong các thủy vực cho các đối tượng thủy hải sản. Vi tảo giàu dinh dưỡng, chứa các axít béo, đặc biệt là các axít béo không no đa nối đôi (PUFAs, polyunsaturated fatty acid); có kích thước phù hợp với cỡ miệng của ấu trùng tôm, cá, nhuyễn thể và dễ tiêu hóa [2]; chúng có khả năng nuôi cấy nhanh với chi phí thấp và có thể sản xuất ở quy mô lớn, năng suất sản xuất cao gấp 10 - 100 lần so với thực vật [3]. Nhiều công bố về ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng, mật độ tế bào (MĐTB) ban đầu, nhiệt độ, cường độ ánh sáng (CĐAS), pH môi trường nuôi, độ mặn ảnh hưởng lên thành phần sinh hóa, năng suất sinh khối, tốc độ sinh trưởng, kích thước tế bào, thời gian nuôi sinh khối vi tảo đã được ghi nhận [4], [5], [6], [7]. Hiện nay, trong trại sản xuất giống tôm thẻ chân trắng (TTCT) việc nuôi sinh khối vi tảo gặp nhiều khó khăn như dễ bị nhiễm vi sinh vật và tảo tạp, nguồn giống ban đầu kém chất lượng, môi trường dinh dưỡng dư thừa gây ô nhiễm môi trường nước nuôi, MĐTB đạt cực đại thấp, tảo tàn lụi nhanh, tốc độ sinh trưởng đặc trưng thấp, kích thước tế bào không đồng đều, tế bào bị dị dạng nhiều, sinh khối đạt thấp, chi phí cho nuôi trồng là cao. Giai đoạn zoea của ấu trùng TTCT sử dụng vi tảo phải giàu dinh dưỡng, kích thước tế bào phải vừa với cỡ miệng ấu trùng tôm.... Kích thước tế bào vi tảo càng nhỏ sẽ cho phép sử dụng cho ấu trùng TTCT ở giai đoạn càng sớm. Cung cấp đủ thức ăn tươi sống có chất lượng dinh dưỡng cao trong 15 ngày đầu của ấu trùng TTCT là bí quyết công nghệ ở các trang trại nuôi trồng thủy sản (NTTS) hiện nay. Loài Thalassiosira pseudonana có kích thước tế bào nhỏ hơn so với Thalassiosira weissflogii tuy nhiên nuôi trồng chúng lại khó khăn hơn. Hiện nay, ở một số trang trại NTTS đã nuôi được loài T. weissflogii rất thành công và ổn định nhưng kích thước của loài này lớn, giá trị dinh dưỡng thấp, MĐTB đạt cực đại thấp, thời gian lưu giữ quần thể tảo là ngắn, trong khi đó ở các trang trại này lại chưa nuôi được loài T. pseudonana. Loài T. pseudonana có kích thước tế bào từ 4 - 5 µm, rất vừa với cỡ miệng của ấu trùng TTCT ở giai đoạn zoea (4 ngày nuôi đầu cho zoea 1, 2, 3) và mysis (3 ngày tiếp theo cho mysis 1, 2, 3), giai đoạn tiếp theo từ postlarvae 1 đến postlarvae 12 (nếu có đủ sinh khối tươi sống để cung cấp thì cũng rất tốt). Giá trị dinh dưỡng của T. pseudonana cao, hàm lượng lipít từ 20,60 - 24,67% sinh khối khô (SKK) trong đó, axít béo bão hòa (SFAs, saturated fatty acid) chiếm 36,72% so với axít béo tổng số (TFA, total fatty acid), axít béo không bão hòa một nối đối (MUFAs, monounsaturated fatty acid) chiếm 44,67% so với TFA, axít béo không bão hòa đa nối đôi (PUFAs, 1
polyunsaturated fatty acid) chiếm 12,85% so với TFA và axít eicosapentaenoic (EPA, eicosapentaenoic acid) chiếm 2,15% so với TFA [8]; hàm lượng protein đạt (18 - 30% SKK), carbohydrate (17 - 26% SKK) [5]. Ngoài ra, sinh khối của vi tảo này còn giàu các chất khoáng đa và vi lượng, giúp tôm tiêu thụ thức ăn tốt và giữ được năng lượng hiệu quả hơn, từ đó giúp tôm tăng trưởng nhanh và ổn định, rút ngắn thời gian biến thái và có tỉ lệ sống cao. Hơn thế nữa, vi tảo T. pseudonana có khả năng sinh trưởng và phát triển ổn định trong hệ thống nuôi trồng, chúng có MĐTB đạt cực đại cao là 0,82 x 10 6 tb/mL [5] và thời gian lưu giữ, cấy chuyển dài. Đây là ưu điểm nổi bật để có thể lưu giữ ổn định trong thời gian kéo dài quần thể tảo. Thời gian lưu giữ ở nhiệt độ thường có thể kéo dài từ 1 - 2 tháng sẽ giúp cho các trại sản xuất giống TTCT chủ động về nguồn giống, thời gian cấy chuyển và sàng lọc lại giống dễ dàng, dễ bảo quản giống. Do vậy, sản xuất sinh khối T. pseudonana làm thức ăn sống để cung cấp đủ dinh dưỡng cho ấu trùng TTCT là yếu tố quyết định đến tỉ lệ sống, tăng trưởng, thời gian biến thái và nâng cao chất lượng tôm giống. Ở Việt Nam đã có một số công trình nghiên cứu về khả năng ứng dụng T. pseudonana trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhưng các kết quả nghiên cứu nhìn chung chưa mang tính hệ thống. Nguồn giống chủ yếu là nhập ngoại; tảo chưa được phân lập lại khi bị nhiễm tạp và vi sinh vật; việc lưu giữ tảo giống cũng như là chưa nuôi trồng được T. pseudonana trên quy mô lớn và sử dụng loài này cho TTCT. Việc chứng minh tính an toàn của sinh khối T. pseudonana nuôi trồng được và sử dụng chúng cho sản xuất giống TTCT ở Việt Nam là hoàn toàn mới ở Việt Nam. Chính vì vậy, trong trại sản xuất giống TTCT, việc phân lập lại tảo khi bị nhiễm vi sinh vật và tảo tạp, lưu giữ giống, nghiên cứu các điều kiện thích hợp cho nuôi sinh khối T. pseudonana thành công cũng như nâng cao chất lượng sinh khối tươi sống của chúng ở các hệ thống nuôi hở là rất quan trọng và cần thiết cho việc tạo nguồn thức ăn để nâng cao năng suất và chất lượng giống TTCT ở điều kiện Việt Nam. Xuất phát từ thực trạng nghiên cứu và tính cấp thiết nêu trên, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu điều kiện nuôi sinh khối vi tảo Thalassiosira pseudonana để ứng dụng làm thức ăn cho ấu trùng tôm thẻ chân trắng”. 2. Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng được quy trình công nghệ thích hợp nuôi sinh khối Thalassiosira pseudonana ở quy mô phòng thí nghiệm và pilot trong điều kiện trại sản xuất giống tôm thẻ chân trắng và thu sinh khối đủ tiêu chuẩn làm nguyên liệu thức ăn tươi sống cho ấu trùng tôm thẻ chân trắng. 3. Nội dung nghiên cứu - Phân lập lại khi tảo bị nhiễm vi sinh vật và tảo tạp, lưu giữ, nghiên cứu đặc điểm sinh học, thành phần dinh dưỡng của Thalassiosira pseudonana ở các quy mô bình thủy tinh 0,25 - 2 L và bể composite 0,2 - 3,5 m3. 2
- Xây dựng quy trình công nghệ tối ưu nuôi sinh khối Thalassiosira pseudonana trong các quy mô bình thủy tinh 0,25 - 2 L và bể composite 0,2 - 3,5 m3. - Nghiên cứu độc tính cấp và độc tính bán trường diễn và tác dụng sinh dược của sinh khối Thalassiosira pseudonana đạt tiêu chuẩn an toàn làm thức ăn cho các loài động vật thủy sản. - Nghiên cứu sử dụng sinh khối Thalassiosira pseudonana tươi sống nuôi trồng được làm thức ăn cho ấu trùng tôm thẻ chân trắng ở các trang trại sản xuất giống. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án - Kết quả nghiên cứu thu được của Luận án đã cung cấp những cơ sở dữ liệu về đặc điểm sinh học của Thalassiosira pseudonana cho tập đoàn giống vi tảo được nuôi trồng tại Việt Nam; các số liệu khoa học thu được cho phép làm chủ quy trình nhân nuôi sinh khối trong điều kiện phòng thí nghiệm, khả năng cung cấp sinh khối tươi sống ổn định và mang tính bền vững ở quy mô bể composite 3,5 m3. - Các kết quả của Luận án có ý nghĩa thực tiễn cung cấp các dẫn liệu khoa học giúp các cơ sở sản xuất sinh khối vi tảo làm chủ được quy trình nuôi, thu sinh khối tươi sống đạt chất lượng làm thức ăn cho ấu trùng tôm thẻ chân trắng. 5. Những điểm mới của luận án - Luận án Tiến sĩ là công trình nghiên cứu đầu tiên có hệ thống về việc lưu giữ và nuôi trồng được loài vi tảo biển Thalassiosira pseudonana từ phòng thí nghiệm đến quy mô pilot 3,5 m3 trong điều kiện ở Việt Nam. - Sinh khối thu được từ quy trình công nghệ nuôi trồng loài Thalassiosira pseudonana này đã được đánh giá là an toàn, đạt tiêu chuẩn làm thức ăn tươi sống cho ấu trùng tôm thẻ chân trắng. - Đã sử dụng thành công sinh khối Thalassiosira pseudonana tươi sống nuôi được để làm thức ăn cho ấu trùng tôm thẻ chân trắng trong trại sản xuất giống ở Việt Nam. Đã sử dụng nguồn tôm giống sản xuất được bằng sinh khối Thalassiosira pseudonana tươi sống để nuôi thương phẩm tôm thẻ chân trắng thành công ở Việt Nam. 6. Cấu trúc của luận án Luận án bao gồm 150 trang với 29 bảng số liệu, 54 hình và ảnh liên quan, và 147 tài liệu tham khảo. Kết cấu của luận án gồm: Mở đầu (03 trang), Tổng quan (26 trang), Vật liệu và phương pháp nghiên cứu (18 trang), Kết quả và Thảo luận (87 trang), Kết luận và Kiến nghị (02 trang), Danh mục công trình công bố (01 trang), Tài liệu tham khảo (13 trang) và Phụ lục (40 trang). 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu chung về vi tảo trong nuôi trồng thủy sản 1.1.1. Giá trị dinh dưỡng của vi tảo Ngày nay vi tảo là thức ăn không thể thiếu được ở giai đoạn ấu trùng của nhiều loại thủy hải sản, được sử dụng làm thực phẩm bổ dưỡng/chức năng cho con người và động vật nuôi, cung cấp các chất có hoạt tính sinh học được dùng làm thuốc, mỹ phẩm, dược phẩm; có vai trò bảo vệ môi trường và cố định CO2 giảm phát thải khí nhà kính, làm nguồn phân bón và nhiên liệu sinh học [9], [10]. Hiện nay sản xuất sinh khối vi tảo rất thấp ước đạt 20.000 tấn SKK/năm, giá SKK cao khoảng 1000 USD/tấn, trong khi đó nhu cầu thị trường ngày càng cao [11]. Vi tảo là nguồn cung cấp các vitamin quan trọng. Những loại vitamin chính gồm thiamine (vitamin B1), riboflavin (B2), pyridoxine (B6), cyanocobalamin (B12), vitamin C, pyridoxyl phosphate và các loại vitamin tan trong mỡ như vitamin A, D, E và K. Thalassiosira pseudonana có hàm lượng vitamin C đạt 1,1 mg/g SKK và B2 đạt 20 µg/g SKK ở pha logarit [12]. Kết quả khảo sát của Brown và cộng sự (1996) ở 6 loài vi tảo thuộc các lớp khác nhau cho thấy chúng chứa hàm lượng cao vitamin B1 từ 48 đến 106 µg/g SKK và cao hơn nhu cầu của nhiều loài sinh vật biển [12]. Vi tảo sống rất giàu dinh dưỡng và dễ tiêu hóa hơn nhiều so với các sản phẩm thay thế như bột đậu tương và bột cá. Tảo đông khô và dạng paste được lựa chọn để thay thế vi tảo sống trong nuôi trồng các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ. Bổ sung tảo đông khô hỗn hợp để thay thế một phần sinh khối vi tảo sống đã nâng cao được tốc độ sinh trưởng và khả năng sống sót của các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ như Hàu, Sò, Trai và Điệp [12]. Vi tảo rất giàu dinh dưỡng, là nguồn cung cấp protein, khoáng chất đa và vi lượng, polysacarit, các axít béo mạch dài không bão hòa đa nối đôi (Long chain polyunsaturated fatty acids - LCPUFAs), cung cấp các chất thứ cấp có hoạt tính sinh học cao như sterols, sắc tố, enzyme và một vài hợp chất khác… cho con người và động vật [13], [14], [15]. Sinh khối vi tảo đã được bổ sung có hiệu quả tốt vào thành phần thức ăn cho các loài gia súc và gia cầm, cho tằm và cá cảnh. Sinh khối Chlorella, Scenedesmus, Spirulina được bổ sung vào khẩu phần thức ăn của gà với tỉ lệ 7,5 - 10% là giải pháp có lợi cho kinh tế. Loài Thalassiosira sp. thuộc chi Thalassiosira có các điều kiện nuôi trồng khá tương đồng với loài T. pseudonana. Thalassiosira sp. có hàm lượng dinh dưỡng cao như protein 18 - 30% so với SKK, lipít 20,60 - 24,67% so với SKK, EPA (11,32 - 16,65% so với TFA), DHA (0,80 - 1,33% so với TFA) và các loại axít amin thiết yếu [2], [8]. Bổ sung 5% Spirulina trong thức ăn của cá mè trắng, mè hoa, trắm cỏ, rô phi đã làm tăng tỉ lệ sống và tốc độ tăng trưởng của chúng. Bổ sung tảo tươi vào khẩu phần thức ăn của gà mái làm tăng tỉ lệ đẻ và hàm lượng vitamin A trong trứng [16]. 4
Nhu cầu sử dụng nguồn PUFAs được chiết xuất từ bột cá và dầu cá ngày càng tăng cao hiện nay là một thách thức lớn trong phát triển NTTS [17]. Nguồn PUFAs cho thủy hải sản được cung cấp chủ yếu thông qua chế độ ăn là các loài vi tảo như tảo silic. Đây là nguồn cung cấp dồi dào và phong phú có tiềm năng cho sản xuất thương mại [15], [18] có thể thay thế từng phần dầu cá trong tương lai [19]. DHA được sản xuất bởi vi tảo dị dưỡng (VTDD) như Crypthecodinium cohnii, Schyzochytrium mangrovei [16], [20] và một số loài tảo đơn bào khác [13] đã được thương mại hóa để sản xuất DHA ở quy mô công nghiệp [14], [21]. EPA và DHA là chất bổ dưỡng có lợi cho sức khỏe con người [13]. Hiện nay, có nhiều loài tảo biển giàu EPA, DHA có tiềm năng trở thành nguồn cung cấp các axít béo nêu trên [15], [18]. Các PUFAs như EPA và DHA có tác dụng cho hoạt động của mắt, phụ nữ có thai, giảm các bệnh rối loạn nhịp tim, đột quỵ và huyết áp cao [22], chống bệnh trầm cảm, viêm khớp dạng nhẹ và hen suyễn [23], hỗ trợ giảm ung thư vú ở người. Tuy nhiên, trong cơ thể con người không thể tự tổng hợp DHA. Do đó, chúng phải được cung cấp chủ yếu từ các nguồn thức ăn và liều sử dụng cho người trưởng thành có thể từ 450 - 500 mg EPA và DHA/ngày [23] và 500 mg DHA/ngày [22]. VTDD có thể thay thế dầu cá trong việc cung cấp các ω - 3 PUFAs [24] với những thuận lợi như nuôi trồng không cần ánh sáng, ít tạp nhiễm, có thể sản xuất quanh năm, không phụ thuộc mùa hay khí hậu; dễ dàng kiểm soát được điều kiện nuôi trồng, đảm bảo được chất lượng sản phẩm theo mong muốn; MĐTB tảo đạt cao, có thể trên 100 g SKK/L; và có thể sử dụng các kỹ thuật lên men hiện đang được sử dụng rộng rãi trong công nghệ vi sinh cho việc nuôi trồng các VTDD. Mặc dù vậy, sản xuất ω - 3 PUFAs từ VTDD cũng có một số thách thức như: chỉ một số ít các loài VTDD tích luỹ ω - 3 PUFAs có hàm lượng cao; do môi trường nuôi rất giàu dinh dưỡng và tốc độ sinh trưởng của tảo tương đối thấp nên dễ bị tạp nhiễm; cần phải cân đối chi phí sản xuất với giá thị trường. Vi tảo là nguồn nguyên liệu tiềm năng có khả năng thay thế biểu hiện protein, sản xuất thuốc và dược phẩm trong tương lai [10]. T. pseudonana là nguồn nguyên liệu thiết yếu giúp thể hiện kháng nguyên IbpA DR2 bảo vệ từ Histophilus somni để sản xuất vắc - xin chống lại bệnh hô hấp của bò và sản xuất các loại protein tái tổ hợp cao có giá trị với chi phí thấp [3]. Ngoài ra, vi tảo nói trên còn được sử dụng trong nghiên cứu quang bảo vệ ở mức tế bào nhằm xác định vai trò của các protein như LI818 trong việc giảm stress hiệu quả [25]. 1.1.2. Sử dụng vi tảo trong ương nuôi ấu trùng động vật thân mềm Lượng vi tảo cần thiết để sản xuất giống và nuôi thương phẩm động vật thân mềm là rất lớn. Chúng là nguồn thức ăn trong suốt vòng đời sống của nó. Năm 1997, ở Pháp, người ta đã sản xuất 147.150 tấn hàu và lượng hậu ấu trùng cần cung cấp là khoảng 5 tỉ con, trong đó 10% là giống sản xuất nhân tạo. Lượng vi tảo cần sản xuất để cho ra sản lượng trên là khoảng 8 - 11 tấn SKK/năm. Ở Mỹ, Công ty Coast Seafood đã sản xuất khoảng 40.000 tấn hàu và phải cần đến 20 tỉ ấu trùng điểm mắt. Lượng vi tảo đã sản xuất để phục vụ là khoảng 20 tấn SKK/năm [26]. Vi tảo còn được dùng để làm gia tăng giá trị 5