Luận án tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học cá song vua Epinephelus Lanceolatus (Bloch, 1790) ở giai đoạn phát triển ban đầu (phôi, ấu trùng và cá hương)

Chia sẻ: Phong Tỉ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:151

Thêm vào BST

Báo xấu

55
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của luận án nhằm xác định được một số đặc điểm sinh học ở giai đoạn phát triển sớm của cá Song vua làm cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu xây dựng qui trình công nghệ sản xuất giống nhân tạo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học cá song vua Epinephelus Lanceolatus (Bloch, 1790) ở giai đoạn phát triển ban đầu (phôi, ấu trùng và cá hương)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN NGHIÊN CỨU HẢI SẢN ----------o0o--------- TRẦN THẾ MƢU NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CÁ SONG VUA EPINEPHELUS LANCEOLATUS (BLOCH, 1790) Ở GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN BAN ĐẦU (PHÔI, ẤU TRÙNG VÀ CÁ HƢƠNG) LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC HẢI PHÒNG, NĂM 2017 1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN NGHIÊN CỨU HẢI SẢN ----------o0o--------- TRẦN THẾ MƢU NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CÁ SONG VUA EPINEPHELUS LANCEOLATUS (BLOCH, 1790) Ở GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN BAN ĐẦU (PHÔI, ẤU TRÙNG VÀ CÁ HƢƠNG) LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Chuyên ngành: Thuỷ sinh vật học Mã số: 62 42 0108 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Lê Xân PGS.TS. Đỗ Văn Khƣơng HẢI PHÒNG, NĂM 2017 2
LỜI CAM ÐOAN Tôi là Trần Thế Mưu, nghiên cứu sinh (NCS) tại Hội đồng Khoa học và Ðào tạo, Viện nghiên cứu Hải sản, chuyên ngành Thủy sinh vật học, mã số 62.42.01.08, khóa 2011 – 2015 (được gia hạn 2 năm), xin cam đoan: Ðề tài luận án tiến sĩ sinh học này là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các nội dung và kết quả nghiên cứu, phân tích, đánh giá do chính tôi thực hiện trên cơ sở nguồn số liệu đã thu thập đuợc. Các số liệu sử dụng trong luận án đã đuợc Viện Nghiên cứu Nuôi trồng thủy sản I là cơ quan chủ trì thực hiện cho phép NCS sử dụng. Các tài liệu tham khảo trong luận án với mục đích tổng quan làm cơ sở lý luận, so sánh, phân tích và thảo luận đều đuợc trích dẫn đầy đủ theo quy định. Toàn bộ nội dung và kết quả trong luận án đều đảm bảo tính tin cậy, không trùng lặp và đã được chính NCS công bố trên các tạp chí chuyên ngành. Nghiên cứu sinh Trần Thế Mưu i
LỜI CẢM ƠN Ðể hoàn thành luận án tiến sĩ này, trƣớc hết nghiên cứu sinh (NCS) xin chân thành cảm ơn TS. Lê Xân và PGS.TS. Đỗ Văn Khƣơng là những ngƣời hƣớng dẫn đã tận tâm chỉ dẫn và giúp đỡ NCS trong suốt thời gian thực hiện đề tài luận án. NCS xin cảm ơn Hội đồng Khoa học và Ðào tạo Viện nghiên cứu Hải sản, các thầy, các cô và các nhà khoa học đã góp ý cho bản thảo luận án. Xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu Nuôi trồng thủy sản I, các cán bộ của Trung tâm Quốc gia giống Hải sản miền Bắc đã hỗ trợ triển khai thí nghiệm, phân tích mẫu để NCS thực hiện các nội dung nghiên cứu của luận án. Nghiên cứu sinh cũng xin cảm ơn Ban chủ nhiệm đề tài cấp Nhà nƣớc KC06.05/11- 15, Dự án ACIAR - Úc về sinh sản và phát triển nuôi cá Song vua, đã hỗ trợ các điều kiện cần thiết cho NCS triển khai các thí nghiệm. Nghiên cứu sinh xin đƣợc cảm ơn ngƣời thân, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, khích lệ và sẵn sàng giúp đỡ trong suốt những năm tháng thực hiện luận án. Xin trân trọng cảm ơn! Nghiên cứu sinh Trần Thế Mƣu ii
MỤC LỤC LỜI CAM ÐOAN ..................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... ii MỤC LỤC ............................................................................................................... iii BẢNG KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................... vi DANH MỤC BẢNG ............................................................................................. vii DANH MỤC HÌNH .............................................................................................. viii MỞ ÐẦU ................................................................................................................. 1 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án .......................................................................... 1 2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận án ..................................................... 3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án .......................................................... 4 4. Tính mới của luận án ............................................................................................ 4 Chƣơng I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ....................................................................... 5 1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu cá Song vua ................................................... 5 1.1.1 Hệ thống phân loại và hình thái cá Song vua .................................................. 5 1.1.2. Đặc điểm phân bố, môi trƣờng sống và tính ăn cá Song vua ......................... 6 1.1.3 Kích thƣớc và sinh trƣởng ............................................................................... 6 1.1.4. Nghiên cứu về đặc điểm sinh sản của cá Song vua ....................................... 7 1.1.4.1. Nuôi vỗ và kích thích sinh sản cá bố mẹ cá Song vua ................................ 7 1.1.4.2. Nghiên cứu bảo quản tinh cá Song vua ....................................................... 8 1.1.4.3. Nghiên cứu ƣơng ấu trùng cá Song vua ...................................................... 9 1.2. Nghiên cứu quá trình phát triển phôi và ảnh hƣởng của một số yếu tố ......... 13 1.2.1. Nghiên cứu quá trình phát triển phôi của một số loài cá biển ..................... 13 1.2.2. Ảnh hƣởng của các yếu tố môi trƣờng đến sự phát triển của phôi cá biển .. 15 1.3. Nghiên cứu quá trình phát triển của các giai đoạn ấu trùng cá biển .............. 17 1.3.1 Nghiên cứu hình thái của ấu trùng cá biển và các loài cá Song .................... 17 1.3. 2 Nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ và độ mặn lên ấu trùng cá Song và cá biển ................................................................................................................................ 20 1.3.2.1 Ảnh hƣởng của nhiệt độ ............................................................................ 20 1.3.2.2 Ảnh hƣởng của độ mặn............................................................................... 22 1.4. Nghiên cứu đặc điểm dinh dƣỡng của ấu trùng cá Song và cá biển................ 23 1.4.1. Một số loại thức ăn phổ biến sử dụng ƣơng ấu trùng cá Song và cá biển .... 23 1.4.1.1 Luân trùng................................................................................................... 23 1.4.1.2. Luân trùng Proales similis......................................................................... 24 1.4.1.3. Artemia ...................................................................................................... 26 1.4.1.4 Giáp xác chân chèo (Copepod)................................................................... 27 1.4.2. Nghiên cứu thức ăn cho ấu trùng cá Song giai đoạn đầu ............................. 30 1.5 Tình hình nghiên cứu cá Song vua và các loài cá Song ở Việt Nam ............... 32 Chƣơng II: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PH P NGHI N CỨU ............................ 35 2.1. Đối tƣợng, thời gian, địa điểm nghiên cứu ...................................................... 35 iii
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................. 35 2.2.1. Nuôi vỗ cá bố mẹ và sử dụng hormone kích thích sinh sản ......................... 35 2.2.1.1. Phƣơng pháp nuôi vỗ thành thục ............................................................... 35 2.2.1.2. Phƣơng pháp kích thích sinh sản ............................................................... 36 2.2.2. Thí nghiệm ảnh hƣởng của nhiệt độ và độ mặn đến sự phát triển của phôi . 37 2.2.3. Thí nghiệm nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh học và tập tính bắt mồi (giai đoạn ấu trùng lên cá hƣơng) ........................................................................... 40 2.2.4. Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ và độ mặn lên ấu trùng cá Song vua ................................................................................................................. 42 2.2.4.1. Thí nghiệm ảnh hƣởng của nhiệt độ lên ấu trùng cá Song vua ................. 42 2.2.4.2. Thí nghiệm ảnh hƣởng của độ mặn lên ấu trùng cá Song vua .................. 43 2.2.5. Thí nghiệm ảnh hƣởng của một số loại thức ăn đến ấu trùng cá Song vua .. 43 2.2.5.1. Chuẩn bị thức ăn thí nghiệm .................................................................... 43 2.2.5.2. Thí nghiệm ảnh hƣởng của một số loại thức ăn tƣơi sống đến ấu trùng (giai đoạn 2 - 9 ngày tuổi) ...................................................................................... 44 2.2.5.3. Thí nghiệm ảnh hƣởng của một số loại thức ăn sống đến ấu trùng (giai đoạn 10- 21 ngày tuổi) ............................................................................................ 45 2.2.5.4. Thí nghiệm ảnh hƣởng của một số loại thức ăn đến ấu trùng (giai đoạn 22 - 42 ngày tuổi)......................................................................................................... 45 2.2.5.5. Thí nghiệm ảnh hƣởng của một số loại thức ăn đến cá Song vua giai đoạn cá hƣơng lên cá giống (43 - 84 ngày tuổi) .............................................................. 46 2.3. Thu thập và xử lý số liệu ................................................................................. 47 2.3.1 Phƣơng pháp đánh giá, thu thập số liệu......................................................... 47 2.3.2. Phƣơng pháp xử lý số liệu ............................................................................ 48 CHƢƠNG III. KẾT QUẢ NGHI N CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................. 49 3.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ và độ mặn đến sự phát triển của phôi ...................... 49 3.1.1 Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến quá trình phát triển phôi .................................. 49 3.1.2. Ảnh hƣởng của độ mặn đến quá trình phát triển của phôi ........................... 51 3.2. Đặc điểm hình thái cá Song vua giai đoạn ấu trùng ........................................ 52 3.2.1 Sinh trƣởng và các đặc điểm hình thái ấu trùng cá Song vua ....................... 52 3.2.2 Các giai đoạn biến thái của ấu trùng cá Song vua ......................................... 63 3.3. Ảnh hƣởng của nhiệt độ và độ mặn đến cá Song vua giai đoạn ấu trùng ....... 74 3.3.1 Ảnh hƣởng của nhiệt độ ................................................................................ 74 3.3.2 Ảnh hƣởng của độ mặn.................................................................................. 76 3.4. Thí nghiệm ảnh hƣởng của thức ăn đến cá Song vua từ giai đoạn ấu trùng đến giai đoạn cá giống ............................................................................................ 78 3.4.1 Ảnh hƣởng của thức ăn đến ấu trùng cá Song vua từ khi nở đến 9 ngày ...... 79 3.4.2. Ảnh hƣởng của thức ăn đến ấu trùng cá Song vua 10 -21 ngày tuổi............ 85 3.4.3 Ảnh hƣởng của thức ăn đến ấu trùng cá Song vua 22 - 42 ngày tuổi ........... 89 3.4.4. Ảnh hƣởng của thức ăn đến ấu trùng cá Song vua 43 - 84 ngày tuổi .......... 94 iv
3.5. Một số đề xuất ban đầu về kỹ thuật cho các nghiên cứu xây dựng qui trình công nghệ sản xuất giống ....................................................................................... 98 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ................................................................................ 100 KẾT LUẬN ......................................................................................................... 100 ĐỀ XUẤT ............................................................................................................ 101 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .................................................................................................. 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 103 TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT ..................................................................................... 103 TÀI LIỆU TIẾNG ANH ...................................................................................... 104 PHỤ LỤC………………………………………………………………………..119 v
KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT IUCN Tổ chức bảo tồn thiên nhiên quốc tế (International Union for Conservation of Nature) SL Chiều dài tiêu chuẩn (Standard length) TL Chiều dài toàn thân (Total length) LHRHa Kích dục tố (Luteinizing Hormone-Releasing Hormone Analog) GnRHa Kích dục tố (Gonadotropin-releasing hormone Analog) DO Hàm lƣợng oxy hòa tan (Dissolved oxygen) ppt Phần nghìn (parts per thousand) ppm Phần triệu (parts per million) HUFA Các axit béo không no mạch dài (Highly Unsaturated Fatty Acids) DHA Docosahexaenoic acid EPA Eicosapentaenoic acid ARA Arachidonic acid DW Khối lƣợng khô (Dry weight) CT Công thức NTTS Nuôi trồng thủy sản NCS Nghiên cứu sinh ct/mL Cá thể có trong 01 mililite nƣớc vi
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần dinh dƣỡng thức ăn sống (Van der meeren và cs., 2008) .. 29 Bảng 3.1. Thời gian phát triển phôi ở các nhiệt độ khác nhau (phút) .................... 49 Bảng 3.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến thời gian ấp, thời gian nở, tỷ lệ nở và tỷ lệ ấu trùng dị hình ....................................................................................................... 50 Bảng 3.3. Ảnh hƣởng của độ mặn đến thời gian ấp, nở, tỷ lệ nở, tỷ lệ ấu trùng dị hình ......................................................................................................................... 52 Bảng 3.4: Một số chỉ tiêu hình thái cá Song vua giai đoạn ấu trùng ...................... 53 Bảng 3.5. Tóm tắt các giai đoạn biến thái và tập tính của ấu trùng cá Song vua ... 66 Bảng 3.6: Sinh trƣởng và tỷ lệ sống của cá Song vua ở các nhiệt độ khác nhau ... 74 Bảng 3.7: Sinh trƣởng và tỷ lệ sống của cá Song vua ở các độ mặn khác nhau .... 78 Bảng 3.8: Tỷ lệ sống (%) từ cá hƣơng lên cá giống cá Song vua với các loại thức ăn khác nhau ................................................................................................................ 94 vii
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Cá Song vua ..................................................................................................... 5 Hình 2.1. Kiểm tra khối lƣợng và sự thành thục của cá Song vua bố mẹ ..................... 36 Hình 2.2. Cấy viên hormone kích thích cá Song vua sinh sản ...................................... 37 Hình 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hƣởng nhiệt độ ................................................. 38 Hình 2.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm về ảnh hƣởng của độ mặn ...................................... 39 Hình 2.5. Sơ đồ chế độ chăm sóc cá Song vua giai đoạn ấu trùng ............................... 41 Hình 3.1. Một số giai đoạn phát triển phôi của cá Song vua ở nhiệt độ 28ºC ±1,0, độ mặn 28 ppt ±0,5 ............................................................................................................. 51 Hình 3.2: Ấu trùng cá Song vua vừa mới nở ................................................................. 57 Hình 3.3 Ấu trùng cá Song vua 36 giờ sau khi nở ........................................................ 57 Hình 3.4: Ấu trùng và bộ phận tiêu hóa của cá Song vua 3 ngày tuổi .......................... 57 Hình 3.5: Miệng ấu trùng cá Song vua 3 ngày tuổi ....................................................... 58 Hình 3.6: Ấu trùng cá Song vua 4 ngày tuổi ................................................................. 58 Hình 3.7: Ấu trùng cá Song vua ngày tuổi thứ 7 ........................................................... 58 Hình 3.8: Ấu trùng và bộ phận tiêu hóa của cá Song vua ngày tuổi thứ 8 .................... 59 Hình 3.9: Gai ấu trùng cá Song vua 9 ngày tuổi ........................................................... 59 Hình 3.10: Ấu trùng cá Song vua 10 ngày tuổi ............................................................. 59 Hình 3.11: Ấu trùng cá Song vua 13 ngày tuổi ............................................................. 60 Hình 3.12: Ấu trùng cá Song vua 15 ngày tuổi ............................................................. 60 Hình 3.13: Ấu trùng cá Song vua 18 ngày tuổi và đầu gai cứng................................... 60 Hình 3.14: Ấu trùng cá Song vua 21 ngày tuổi và thân tia gai cứng ............................ 61 Hình 3.15: Ấu trùng cá Song vua 25 ngày tuổi và đầu tia gai cứng.............................. 61 Hình 3.16: Ấu trùng cá Song vua 30 ngày tuổi và vây đuôi ......................................... 61 Hinh 3.17: Cá Song vua 35 ngày tuổi............................................................................ 62 Hình 3.18: Cá Song vua 42 ngày tuổi............................................................................ 62 Hình 3.19: Cá Song vua 84 ngày tuổi............................................................................ 62 Hình 3.20. Phát triển chiều dài của gai lƣng số 2 và gai ngực ấu trùng cá Song vua .. 71 Hình 3.21: Tỷ lệ sống cá Song vua giai đoạn 0 - 9 ngày tuổi với các loại thức ăn khác nhau ............................................................................................................................... 79 Hình 3.22: Chiều dài cá Song vua giai đoạn 0 - 9 ngày tuổi với các loại thức ăn khác nhau. .............................................................................................................................. 81 Hình 3.23: Tỷ lệ sống cá Song vua giai đoạn 10 - 21 ngày tuổi với các loại thức ăn khác nhau. .............................................................................................................................. 86 Hình 3.24: Chiều dài cá Song vua giai đoạn 10 - 21 ngày tuổi với các loại thức ăn khác nhau ............................................................................................................................... 86 Hình 3.25: Tỷ lệ sống cá Song vua giai đoạn 22 - 42 ngày tuổi với các loại thức ăn khác nhau. .............................................................................................................................. 90 Hình 3.26: Chiều dài cá Song vua 42 ngày tuổi với các loại thức ăn khác nhau .......... 92 viii
Hình 3.27: Sinh trƣởng đặc trƣng về chiều dài (%mm/ngày) của cá Song vua giai đoạn 22 - 42 ngày tuổi ............................................................................................................ 92 Hình 3.28: Chiều dài cá Song vua 84 ngày tuổi với các loại thức ăn khác nhau .......... 96 Hình 3.29: Sinh trƣởng đặc trƣng chiều dài (% mm/ngày) của cá Song vua giai đoạn 43 - 84 ngày tuổi ................................................................................................................ .96 ix
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án Cá Song vua Epinephelus lanceolatus (Bloch, 1790) hay còn gọi là cá Song vang hoặc cá Mú nghệ là loài cá rạn san hô khổng lồ với chiều dài có thể lên đến 2,7 m và khối lƣợng đạt 400 kg (Fourmanoir và Laboute, 1976). Thịt cá Song vua trắng, ngon, có giá trị dinh dƣỡng cao, có mùi thơm đặc biệt, là đối tƣợng hải sản đƣợc tiêu thụ ở các thị trƣờng truyền thống ở Trung Quốc, Đài Loan, Singapore và nhiều nƣớc khác trên thế giới, với giá bán trên thị trƣờng rất cao từ 18 - 24 USD. Cá Song vua bụng nhỏ, mình dày nên có thể phi lê đông lạnh. Ngoài ra, cá Song vua có khối lƣợng từ 100 kg trở lên còn đƣợc dùng làm cá cảnh ở một số thủy cung và các khu triển lãm phục vụ khách tham quan du lịch (Hoàng Nhật Sơn và cs., 2015). Do nhu cầu ngày càng tăng của thị trƣờng, nên trong tự nhiên cá Song vua bị khai thác quá mức và sản lƣợng cá đánh bắt tự nhiên trong các vùng biển loài cá này phân bố đã bị giảm sút nghiêm trọng. Trƣớc nguy cơ tuyệt chủng, năm 1990 cá Song vua đƣợc đƣa vào sách đỏ IUCN, mức độ VU (A2d). Tại Việt Nam, cá Song vua cũng nằm trong danh sách những đối tƣợng có nguy cơ tuyệt chủng và cần đƣợc bảo vệ, ký hiệu VN 01/2000/TT - BTS. Trƣớc áp lực về bảo vệ nguồn lợi cá Song vua trong tự nhiên và đảm bảo cung cấp nguồn thực phẩm cao cấp cho các thị trƣờng lớn và khó tính trên thế giới, nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ đã chú trọng nghiên cứu loài cá này để đƣa vào sản xuất giống nhân tạo và nuôi thƣơng phẩm, tuy nhiên do còn nhiều hạn chế nên chƣa đạt đƣợc kết quả nhƣ mong đợi. Các nghiên cứu trên thế giới cho thấy tỷ lệ sống của ấu trùng cá Song vua đến giai đoạn cá giống còn rất thấp. Nguyên nhân có thể do ấu trùng cá Song vua có tính ăn thịt lẫn nhau, chất lƣợng trứng, kỹ thuật ấp nở trứng, chế độ dinh dƣỡng chƣa phù hợp và do ảnh hƣởng của điều kiện môi trƣờng. Hiện nay, trên thế giới mới chỉ có Đài Loan đã chủ động đƣợc công nghệ sản xuất giống nhân tạo ở quy mô hàng hóa. Tuy nhiên, công nghệ sản xuất giống này đƣợc bảo mật rất chặt chẽ nên không có hoạt động chuyển giao công nghệ cũng nhƣ trao đổi thông tin từ nƣớc bạn ngoài một số công bố về một số ít đặc điểm sinh học sinh sản. Các nƣớc 1
khác trong khu vực nhƣ Malaysia, Thái Lan và Indonesia cũng đã có những thành công nhất định trong sinh sản cá Song vua qui mô phòng thí nghiệm. Ở Việt Nam, các nghiên cứu về sinh sản cá Song vua cũng mới chỉ bắt đầu. Năm 2004, Trung tâm khuyến ngƣ Trung ƣơng đã giao Viện Nghiên cứu NTTS I thực hiện dự án: “Nghiên cứu đặc điểm sinh học, kỹ thuật nuôi thƣơng phẩm và tạo đàn cá hậu bị 5 loài cá biển kinh tế: cá Song vằn (Epinephelus fuscoguttatus), cá Song vua (E. lanceolatus), cá Song chuột (Cromileptes altivelis), cá Hồng vân bạc (Lutjanus argentimaculatus), cá Chim vây vàng (Trachinotus blochii)”. Cá Song vua giống đƣợc nhập từ Đài Loan (năm 2003), kích thƣớc 3 - 4 cm với giá 2,5 USD/con. Kết quả trong năm đầu tiên, cá Song vua sinh trƣởng 3,0 kg/con/năm, đến năm thứ 2 cá sinh trƣởng nhanh 4,0 - 5,0 kg/con/năm, năm thứ 3 cá sinh trƣởng rất cao 8,0 - 9,0 kg/con/năm. Cùng thời gian này, Viện Nghiên cứu NTTS I đƣợc Bộ thuỷ sản (nay là Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn) phân công thực hiện nhiệm vụ: “Bảo tồn và lƣu giữ nguồn gen các loài thuỷ sản nƣớc lợ, mặn”, trong đó cá Song vua là một trong những đối tƣợng ƣu tiên lƣu giữ. Nhiệm vụ đã thu thập đƣợc 3 cá thể cá Song vua (02 cá thể từ Cồn Cỏ - Quảng Trị, 01 cá thể từ Quảng Ninh ), sau 3 năm nuôi giữ chúng đã đạt kích thƣớc sinh sản (kích thƣớc >1,3 m, khối lƣợng >50,0 kg). Năm 2007, các cán bộ của Viện Nghiên cứu NTTS I đã tiến hành chuyển giới tính một cá thể cá Song vua thành cá đực. Kết quả ban đầu cho thấy, cá đã chuyển thành cá đực có tinh tốt và hai cá cái cũng có tuyến sinh dục phát triển ở giai đoạn III. Từ nguồn cá nhập từ Đài Loan, nhiệm vụ đã chọn lọc những cá thể có kích thƣớc lớn, khoẻ mạnh để tập trung nuôi giữ, cá đƣợc lựa chọn nuôi lƣu giữ có khối lƣợng từ 30,0 - 60,0 kg. Đây là đàn cá Song vua duy nhất tại miền Bắc Việt Nam có số lƣợng, khối lƣợng đủ tiêu chuẩn để tiến hành nghiên cứu sinh sản. Do độ tuổi sinh học, công nghệ sản xuất giống phức tạp, việc tiến hành sinh sản loài cá này trở nên cấp thiết vì nếu bỏ lỡ thời điểm này có thể phải nhiều năm nữa mới có thể gây dựng đƣợc đàn cá Song vua với các tiêu chuẩn tƣơng tự. Đàn cá Song vua bố mẹ của Viện Nghiên cứu NTTS I nuôi tại Cát Bà, Hải Phòng hiện nay đang ở độ tuổi sinh sản, phù hợp cho hƣớng nghiên cứu của luận án. 2
Cho đến thời điểm hiện tại ở Việt Nam chƣa có công trình nào nghiên cứu về đặc điểm sinh học, sinh sản cá Song vua. Do vậy, việc nghiên cứu một số đặc điểm sinh học ở giai đoạn phát triển sớm của cá Song vua là rất cần thiết nhằm tạo cơ sở khoa học cho nghiên cứu xây dựng qui trình kỹ thuật sản xuất giống cá Song vua. 2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận án 2.1. Mục tiêu chính của luận án Xác định đƣợc một số đặc điểm sinh học ở giai đoạn phát triển sớm của cá Song vua làm cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu xây dựng qui trình công nghệ sản xuất giống nhân tạo. 2.2. Nội dung nghiên cứu của luận án 2.2.1. Nội dung 1: Nghiên cứu sự phát triển phôi của cá Song vua và ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ và độ mặn đến quá trình phát triển phôi. - Nghiên cứu diễn biến phát triển phôi cá Song vua trong điều kiện nhân tạo. - Nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ, độ mặn đến quá trình phát triển phôi. 2.2.2. Nội dung 2: Nghiên cứu đặc điểm sinh học của ấu trùng cá Song vua - Nghiên cứu những biến đổi về hình thái cấu tạo của ấu trùng mới nở đến hết noãn hoàng. - Nghiên cứu hình thái ống tiêu hoá, nhu cầu dinh dƣỡng ngoài của ấu trùng mới nở ngay sau khi cá mở miệng và trong suốt quá trình phát triển của ấu trùng. - Nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ và độ mặn đến thời gian biến thái, sinh trƣởng và tỷ lệ sống của ấu trùng. 2.2.3. Nội dung 3: Nghiên cứu đặc điểm dinh dưỡng của cá Song vua từ giai đoạn ấu trùng đến cá giống. - Nghiên cứu ảnh hƣởng của các loại thức ăn khác nhau đến sinh trƣởng và tỷ lệ sống của cá Song vua giai đoạn ấu trùng lên cá giống. 3
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án - Ý nghĩa khoa học: Hiện nay mới chỉ có Đài Loan thành công trong việc chủ động sản xuất giống nhân tạo cá Song vua. Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của cá Song vua giai đoạn ấu trùng là bƣớc tiến mới trong lĩnh vực khoa học công nghệ nuôi trồng thủy sản tại Việt Nam. Luận án đã cung cấp các thông tin về sự phát triển của phôi, ảnh hƣởng của yếu tố môi trƣờng đến sự phát triển của phôi, đặc điểm phát triển hình thái của ấu trùng, ảnh hƣởng của môi trƣờng đến tỷ lệ sống, sinh trƣởng và thời gian biến thái cũng nhƣ đặc tính sử dụng thức ăn của cá Song vua giai đoạn ấu trùng và cá hƣơng. - Ý nghĩa thực tiễn: Luận án đã cung cấp cơ sở khoa học, nguồn tài liệu tham khảo quan trọng cho các nhà nghiên cứu về sinh sản và sản xuất giống các loài cá Song nói chung và cá Song vua nói riêng. Nguồn thông tin này còn là cơ sở xây dựng quy trình công nghệ sản xuất giống nhân tạo cá Song vua, góp phần vào việc bảo tồn nguồn lợi đối với cá Song vua đang có nguy cơ tuyệt chủng ngoài tự nhiên. 4. Tính mới của luận án Lần đầu tiên luận án tiến hành nghiên cứu và công bố đặc điểm hình thái, quá trình phát triển các giai đoạn phôi, ấu trùng và cá hƣơng của ấu trùng cá Song vua một cách đầy đủ, đây không chỉ là nghiên cứu mới của Việt Nam mà cả trên thế giới. Luận án đã có 3 điểm mới cung cấp cho lĩnh vực chuyên ngành là: (1) mô tả đặc điểm phát triển của cá Song vua giai đoạn sớm; (2) xác định ảnh hƣởng của thức ăn đến tỷ lệ sống của cá và (3) ảnh hƣởng của một số yếu tố môi trƣờng đến sinh trƣởng và phát triển của cá Song vua ở giai đoạn phát triển ban đầu. 4
Chƣơng I. TỔNG QUAN 1.1. Các nghiên cứu về hệ thống phân loại, sinh trƣởng, sinh sản của cá Song vua 1.1.1. Hệ thống phân loại và hình thái cá Song vua Heemstra và Randall (1993) công bố nghiên cứu về hệ thống phân loại cá Song vua nhƣ sau: Ngành........ Chordata Lớp............ Actinopterygii Bộ.............. Perciformes Họ.............. Serranidae Giống............... Epinephelus Loài................ Epinephelus lanceolatus (Bloch, 1790) Hình 1.1. Cá Song vua (photo by To, W-L) Cá Song vua có tên tiếng Anh là King grouper, Giant grouper. Heemstra và Randall (1993); Myoung và cs. (2013) miêu tả: cá Song vua có thân hình bầu dục, chiều dài cơ thể bằng 2,4 - 3,4 lần chiều cao thân cá, 2,2 - 2,7 lần chiều dài đầu, chiều cao thân cá bằng 1,5 - 1,75 lần chiều dày thân. Chiều dài đầu bằng 3,3 - 6,2 lần khoảng cách giữa 2 hốc mắt; vùng diện tích giữa hai mắt hơi lồi về phía lƣng. Xƣơng nắp mang trƣớc có hình răng cƣa góc lƣợn tròn, rìa trên của xƣơng nắp mang sau lồi nhô về phía sau; đƣờng kính mắt bằng chiều dài đầu chia cho từ 5,8 đến 14 lần; các lỗ mũi gần bằng nhau; hàm dƣới có 2 - 3 hàng răng khi cá đạt chiều dài 20 - 25 cm SL (SL độ dài tiêu chuẩn) tăng 5
tới 15 - 16 hàng ở cá đạt chiều dài 177 cm SL; răng nanh mọc ở trƣớc hàm nhỏ hoặc không có. Cung mang thứ nhất có 8 -10 tấm lƣợc mang, xƣơng nắp mang bao phủ kín cung mang. Vây lƣng có 11 tia vây cứng, 14 - 16 tia vây mềm, chiều dài của tia vây cứng ngắn hơn chiều dài tia vây mềm. Vây đuôi có dạng hình tròn có 3 tia vây cứng và 8 tia vây mềm, vây ngực có 18 - 20 tia vây mềm. Chiều dài đầu bằng 1,8 - 2,2 lần chiều dài của vây ngực, vây bụng không kéo dài đến gần vây hậu môn và bằng 2,1 - 2,6 lần chiều dài đầu. Vẩy đƣờng bên cơ 54 - 62 chiếc. Cá Song vua lúc còn nhỏ có màu vàng thể hiện rõ nhất ở rìa các vây lƣng, vây đuôi, vây hậu môn và vây ngực, khi cá trƣởng thành toàn bộ cơ thể có màu nâu đậm, các vây màu tối hơn. 1.1.2. Đặc điểm phân bố, môi trường sống và đặc tính ăn của cá Song vua Cá Song vua là loài cá Song phân bố rộng, xuất hiện ở vùng Ấn Độ Dƣơng và Thái Bình Dƣơng, từ Biển Đỏ tới vịnh Algoa, Nam Phi, quần đảo Hawaii và quần đảo Pitcairn. Ở phía Tây Thái Bình Dƣơng, cá Song vua phân bố từ phía Bắc tới Nam Nhật Bản và phía Nam thì tới Úc (Heemstra và Randall, 1993). Tài liệu của Heemstra và Randall (1993) công bố đã bắt đƣợc cá Song vua ở độ sâu 100 m nhƣng nó cũng đƣợc tìm thấy thƣờng xuyên hơn ở những vùng nƣớc nông, ở các hang trong vùng rạn san hô và quanh những con tàu bị đắm; cá Song vua trƣởng thành và cá nhỏ cũng đƣợc tìm thấy ở vùng cửa sông. Thức ăn ƣa thích của cá Song vua sống ở vùng rạn san hô và ở vùng đáy nhiều đá là những cá thể giáp xác lớn nhƣ tôm hùm, cua lớn, các cá thể rùa biển kích cỡ nhỏ. Khi cá Song vua sống ở vùng cửa sông, vũng vịnh ven bờ, thức ăn chủ yếu là cá và một số loài giáp xác kích cỡ lớn nhƣ cua, ghẹ, cá. Ở vùng cửa sông Nam Phi, mồi chính thƣờng đƣợc sử dụng để bẫy cá Song vua là Cua bùn Scylla serrata. 1.1.3. Kích thước và sinh trưởng Các báo cáo đều cho rằng cá Song vua là loài cá lớn nhất ở vùng rạn san hô. Schultz (1966) báo cáo một cá thể dài 231 cm, nặng 214 kg từ Bikini Atoll (Cộng hoà Marshall). Một cá thể nặng 288 kg ở Queensland (Úc) cũng đƣợc báo cáo bởi Grant (1982). Theo Fourmanoir và Laboute (1976) cá Song vua có thể đạt tới 400 kg. Tuy 6
nhiên, các tài liệu nghiên cứu về sinh trƣởng của cá Song vua không nhiều và chƣa có những nghiên cứu đầy đủ về sinh trƣởng của loài cá này. Mặc dù, những báo cáo đều cho thấy rằng đây là loài cá có tốc độ sinh trƣởng nhanh. Cá Song vua nuôi 4 tháng có thể đạt 1,0 kg (Boonliptanont, 1997). Trong nghiên cứu của Vatanakul và cs. (1999), cá Song vua có nguồn gốc tự nhiên nuôi ở Thái Lan có tốc độ sinh trƣởng lần lƣợt từ năm thứ nhất đến năm thứ 4 là 500,99 - 646,00 g/tháng, 456,67 - 674,50 g/tháng, 650,00 - 694,16 g/tháng và 507,50 - 588,57 g/tháng với thức ăn sử dụng là cá tạp và tỷ lệ chuyển đổi thức ăn trung bình 2,85 - 4,09. Theo Lê Xân (2006), cá Song vua nuôi tại vùng biển Cát Bà (Hải Phòng) sau 4 tháng nuôi từ cỡ 3 cm (0,8 g) cá đạt trung bình 56,7 g, sau 10 tháng nuôi đạt 1400 – 1500 g và đạt 16000 g sau 24 tháng nuôi. 1.1.4. Nghiên cứu đặc điểm sinh sản của cá Song vua 1.1.4.1.Nuôi vỗ và kích thích sinh sản cá bố mẹ cá Song vua Nghiên cứu đầu tiên về cá Song vua đƣợc công bố bởi nhóm tác giả của Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản ven biển quốc gia (Thái Lan) khi nghiên cứu sự phát triển của cá bố mẹ trong điều kiện nuôi nhốt trong lồng tại đảo Nu. Cá Song vua đƣợc chọn từ các lồng nuôi thƣơng phẩm với kích thƣớc ban đầu 285,3 ± 111,58 g và 441,0 ± 90,00 g. Cá đƣợc nuôi trong lồng kích thƣớc: (dài 5m x rộng 5 m x sâu 3m) = 75m3 với mật độ thả lần lƣợt là 3 con/m2 và 1,5 con/m2. Năm thứ 3 đã quan sát thấy tinh dịch ở cá Song vua đực khi vuốt bụng cá vào mùa sinh sản. Sang đến năm thứ 4 cả cá đực và cá cái đều thành thục với việc hình thành trứng và tinh (Vatanakul và cs., 1999). Nhóm tác giả cũng thử nghiệm cho sinh sản cá Song vua bằng việc sử dụng hai loại kích dục tố HCG và Puberogen và thu đƣợc những kết quả ban đầu khả quan: cá Song vua đã thành thục và sinh sản trong điều kiện nuôi nhốt với tỷ lệ trứng thụ tinh 16,1 % và tỷ lệ nở 1,45 %, thu đƣợc 164.550 ấu trùng cá Song vua mới nở (Vatanakul và cs., 1999). Trong hội nghị tổng kết về nuôi trồng thủy sản ở Indonesia năm 2007, tác giả Santoso Djunardi đã đề cập tới tầm quan trọng của việc cung cấp chế độ dinh dƣỡng thích hợp cho cá bố mẹ cá Song vua nuôi tại Lampung - Indonesia với việc sử dụng thức ăn cá tạp và cua, có bổ sung vitamin C 150 mg/kg thức ăn và vitamin E 1000 mg/kg thức ăn. Hanung Santosa và Sukadi (2008) cũng báo cáo sự thành công trong việc cho cá Song vua sinh sản vào tháng 5 với việc cấy LHRHa liều lƣợng 10 - 20 mg/kg vào cơ thể 7
cá vào tháng 1. Tuy nhiên, báo cáo chỉ giới hạn ở mức độ cung cấp thông tin, chƣa có nghiên cứu và kết quả cụ thể. 1.1.4.2. Nghiên cứu bảo quản tinh cá Song vua Các nghiên cứu chỉ ra rằng việc sinh sản cá Song vua đều gặp khó khăn trong việc cho cá Song vua sinh sản tự nhiên và sự phát triển đồng pha tuyến sinh dục của cá đực và cá cái. Năm 2008, nhóm tác giả Trung Quốc tiến hành thí nghiệm cho sinh sản với 12 cá thể cái và 3 cá thể cá Song vua đực. Tác giả báo cáo rằng sau khi tiêm kích dục tố, cá Song vua có thể sinh sản tự nhiên nhƣng trứng không thể thụ tinh. Trứng cá Song vua trong thí nghiệm chỉ thụ tinh khi đƣợc thụ tinh nhân tạo và trứng nở sau 25 giờ 40 phút sau khi thụ tinh với nhiệt độ 27 ± 0,5oC, độ mặn 31 ppt, pH 7,8 (Zhang và cs., 2008). Tuy nhiên, báo cáo chỉ giới hạn ở mức độ cung cấp thông tin và kết quả không đƣợc công bố rộng rãi. Do những khó khăn trong việc cho sinh sản tự nhiên cá Song vua và việc thành thục không đồng pha của cá đực và cá cái, nên các thí nghiệm về ảnh hƣởng của các yếu tố môi trƣờng lên tinh trùng và các nghiên cứu để bảo quản tinh cá Song vua đƣợc thực hiện bởi nhiều tác giả khác nhau. Liang và cs. (2009) thí nghiệm khả năng hoạt động của tinh trùng cá Song vua cho thấy khả năng hoạt động tốt nhất của tinh trùng cá Song vua ở độ mặn giữa 27,5 - 35 ppt với thời gian sống sót dài nhất đƣợc ghi nhận là 14,8 phút. pH tối ƣu cho hoạt động của tinh trùng là 8,5 với thời gian vận động là 12,7 phút và thời gian sống là 17,3 phút. Thời gian vận động dài nhất của tinh trùng đƣợc ghi nhận khi thí nghiệm các nhiệt độ khác nhau là 16,6 phút ở 29oC. Kết quả thí nghiệm cũng cho thấy ngƣỡng nhiệt độ thích hợp nhất là 27 - 31oC. Cũng trong thí nghiệm này, sau khi đƣợc bảo quản ở nhiệt độ 0 - 4oC trong 6 giờ, thời gian vận động của tinh trùng là 18,2 phút và không có sự khác biệt so với lô đối chứng kiểm tra ngay khi vuốt tinh là 18,4 phút. Tuy nhiên, sau 120 giờ đƣợc giữ ở cùng nhiệt độ trên thì thời gian hoạt động của tinh trùng chỉ là 2,3 phút với tỷ lệ hoạt động của tinh trùng chỉ là 3,3%. Các tác giả cũng đề xuất rằng tinh trùng nên đƣợc sử dụng càng sớm càng tốt sau khi đƣợc bảo quản. Kết quả của thí nghiệm có ý nghĩa quan trọng trong việc tìm ra môi trƣờng nƣớc thích hợp cho tinh trùng. Tuy nhiên, thí nghiệm về thời gian bảo quản tinh không thuyết phục bởi vì các tác 8
giả chỉ so sánh hoạt lực của tinh trùng ở thời điểm ngay sau khi vuốt tinh và thời điểm 120 giờ sau khi vuốt tinh. Năm 2011, các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng của 3 chất bảo quản (Marine Fish Ringers, natri citrate và natri chlorite) và hai chất chống đông (10% dimethyl sulfoxide - DMSO và 15% Trehalose) đối với việc bảo quản tinh cá Song vua để sử dụng cho việc lai ghép với trứng của cá Song chấm nâu Epinephelus coioides đã đƣợc tiến hành tại Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Thủy sản ven bờ Rayong - Thái Lan (Kiriyakit và cs., 2011). Thí nghiệm đƣợc tiến hành với 3 con cá đực cá Song vua khối lƣợng 67,7 ± 10,0 kg với thời gian bảo quản tinh là 10 giờ. Kết quả cho thấy rằng việc sử dụng natri citrate và Marine Fish Ringers cho tỷ lệ thụ tinh cao hơn (70,54 ± 2,75% và 68,17 ± 3,56%) so với sử dụng natri chlorite (57,78 ± 1,29%). Khả năng di chuyển và sống sót của tinh trùng cao ở tất cả các nghiệm thức từ 67 ± 8 tới 100%. Thí nghiệm về các chất bảo quản gần đây nhất đƣợc tiến hành ở Trung Quốc bởi Fan và cs. (2013). Trong thí nghiệm tinh cá Song vua đƣợc bảo quản bằng sự kết hợp của các chất chống đông khác nhau (DMSO, methanol và glycerol) và ở các nồng độ pha loãng khác nhau. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng MPRS (chứa 12% DMSO) hoặc TS - 19 (chứa 12% DMSO) là những chất bảo quản tốt nhất để chống lại sự đông cứng của tinh cá Song vua trong môi trƣờng nitơ lỏng. Tinh trùng sau khi rã đông có hoạt lực cao với tỷ lệ vận động 90,61 ± 3,03% và tỷ lệ thụ tinh 92,27 ± 2,43%, kết quả này không có sự khác biệt so với tinh trùng sử dụng để thụ tinh ngay sau khi vuốt tinh mà không qua bảo quản (94,34 ± 4% và 94,10 ± 1,87%). Trong thí nghiệm tinh trùng đƣợc lấy từ 3 cá đực 16 tuổi có khối lƣợng trung bình 63,4 ± 7 kg và chiều dài trung bình 1,26 ± 0,26 mTL. Tuy nhiên, kết quả của nghiên cứu vẫn chƣa thuyết phục đƣợc các nhà chuyên môn do tác giả không đề cập tới thời gian bảo quản tinh, một yếu tố rất quan trọng để đánh giá hiệu quả của phƣơng pháp bảo quản và chất bảo quản. 1.1.4.3. Nghiên cứu ương ấu trùng cá Song vua Các thông tin không chính thức đều nhận định rằng Đài Loan là nơi đầu tiên sản xuất thành công giống cá Song vua nhƣng có rất ít các công bố của các tác giả Đài Loan về nghiên cứu đặc điểm sinh học sinh sản. Công bố của các tác giả Đài Loan chủ yếu liên quan đến giai đoạn ƣơng cá hƣơng. Hseu và cs. (2004) sử dụng 800 cá hƣơng cá Song 9