NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG NUÔI ĐẾN ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA LOÀI LUÂN TRÙNG BRACHIONUS PLICATILIS MULLER, 1786 LUẬN VĂN THẠC SĨ: SINH HỌC THỰC NGHIỆM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ PHAN DOÃN ĐĂNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG NUÔI ĐẾN ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC

BỘ GIÁO DỤC

VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

PHAN DOÃN ĐĂNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG NUÔI ĐẾN ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA LOÀI

LUÂN TRÙNG BRACHIONUS PLICATILIS MULLER, 1786

LUẬN VĂN THẠC SĨ: SINH HỌC THỰC NGHIỆM

Thành phố Hồ Chí Minh – 2022

BỘ GIÁO DỤC

VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

PHAN DOÃN ĐĂNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG NUÔI ĐẾN ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA LOÀI

LUÂN TRÙNG BRACHIONUS PLICATILIS MULLER, 1786

Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm

Mã số: 8 42 01 14

LUẬN VĂN THẠC SĨ: SINH HỌC THỰC NGHIỆM

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS TRỊNH ĐĂNG MẬU

Thành phố Hồ Chí Minh - 2022

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu trong luận văn này là công trình nghiên cứu của tôi dựa trên những tài liệu, số liệu do chính tôi tự tìm hiểu và nghiên cứu Chính vì vậy, các kết quả nghiên cứu đảm bảo trung thực và khách quan nhất Đồng thời, kết quả này chưa từng xuất hiện trong bất cứ một nghiên cứu nào Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực nếu sai tôi hoàn chịu trách nhiệm

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Trịnh Đăng Mậu, người đã tận tình giúp đỡ, động viên, hướng dẫn và định hướng cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thành luận văn Thạc sĩ này

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo, quý thầy cô và các cán bộ nghiên cứu Khoa Sinh – Môi trường, trường ĐH Sư phạm Đà Nẵng Đặc biệt cảm ơn ThS Dương Quang Hưng đã hỗ trợ tôi thiết kế, bố trí, thu thập số liệu trong quá trình bố trí thí nghiệm

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Sinh học nhiệt đới, quý thầy cô giảng viên Học viện Khoa học và Công nghệ thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện, thuận lợi cũng như chỉ dẫn tận tình giúp tôi hoàn thành khóa học

Tôi xin chân thành cảm ơn đến tất cả bạn bè và các đồng nghiệp tại Viện Sinh học nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam luôn bên cạnh động viên tôi vượt qua những khó khăn trong học tập và làm việc

Và cuối cùng, tôi xin dành những tình cảm trân trọng và thân thương nhất tới các thành viên trong gia đình đã luôn bên cạnh động viên, giúp tôi vượt qua những khó khăn trong học tập, nghiên cứu và làm việc

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3

1.1 Tổng quan về đối tượng nghiên cứu 3

1.1.1 Đặc điểm về sinh sản và chu kỳ sống 3

1.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến đời sống luân trùng 5

1.1.2 Thành phần và giá trị dinh dưỡng của luân trùng 8

1.2 Tổng quan tình hình nuôi luân trùng 9

1.2.1 Trên thế giới 9

1.2.2 Ở Việt Nam 12

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14

2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 14

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 14

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 14

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14

2.2.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của độ mặn 16

2.2.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ 17

2.2.3 Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của pH 17

2.2.4 Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của nguồn thức ăn 18

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19

3.1 Ảnh hưởng của độ mặn tới các đặc điểm sinh học loài B plicatilis 19

3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự phát triển loài B plicatilis 26

3.3 Ảnh hưởng của pH tới sự phát triển loài B plicatilis 34

3.4 Ảnh hưởng của thức ăn tới sự phát triển loài B plicatilis 40

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49

KẾT LUẬN 49

KIẾN NGHỊ 49

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

PHẦN PHỤ LỤC 55

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT

Môi trường cơ bản của Bold Cyst Trứng nghỉ/bào xác

DHA Docosahexaenoic acid

EPA Environmental Protection Agency

Cục Bảo vệ Môi sinh Hoa Kỳ

FAO Food and Agriculture Organization

Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc

GLM General Linear Model

Mô hình mô hình hồi quy đa biến tổng quát

LDA Linear Discriminant Analysis

Phân tích biệt thức tuyến tính

41

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Hình ảnh loài B plicatilis chụp dưới kính hiển vi 3

Hình 2.2 Bố trí thí nghiệm nuôi loài B plicatilis 15

Hình 3.1 Thời gian thành dục của loài B plicatilis theo độ mặn 20

Hình 3.2 Thời gian phát triển phôi của loài B plicatilis theo độ mặn 21

Hình 3.3 Thời gian sinh sản của loài B plicatilis theo độ mặn 22

Hình 3.4 Ảnh hưởng của độ mặn tới nhịp sinh sản B plicatilis 22

Hình 3.5 Ảnh hưởng của độ mặn tới sức sinh sản của loài B plicatilis 23

Hình 3.6 Ảnh hưởng của độ mặn tới tuổi thọ loài B plicatilis 24

Hình 3.7 Sự khác biệt các chỉ tiêu sinh học của loài B plicatilis ở các độ mặn khác nhau qua phân tích LDA 25

Hình 3.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới thời gian thành dục loài B plicatilis 27

Hình 3.9 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới thời gian phát triển phôi loài B plicatilis 28

Hình 3.10 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới thời gian sinh sản loài B plicatilis 29

Hình 3.11 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới nhịp sinh sản loài B plicatilis 30

Hình 3.12 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sức sinh sản loài B plicatilis 30

Hình 3.13 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới tuổi thọ loài B plicatilis 31

Hình 3.14 Sự khác biệt các chỉ tiêu sinh học của loài B plicatilis ở các khoảng nhiệt độ khác nhau qua phân tích biệt thức tuyến tính LDA 32

Hình 3.15 Ảnh hưởng độ pH tới thời gian thành dục loài B plicatilis 35

Hình 3.16 Ảnh hưởng độ pH tới thời gian phát triển phôi loài B plicatilis 36

Hình 3.17 Ảnh hưởng độ pH tới thời gian sinh sản loài B plicatilis 37

Hình 3.18 Ảnh hưởng độ pH tới thời gian nhịp sinh sản loài B plicatilis 37

Hình 3.19 Ảnh hưởng độ pH tới sức sinh sản loài B plicatilis 38

Hình 3.20 Ảnh hưởng độ pH tới tuổi thọ loài B plicatilis 39

Hình 3.21 Sự khác biệt các chỉ tiêu sinh học của loài B plicatilis ở các độ pH khác nhau qua phân tích biệt thức tuyến tính LDA 40

Hình 3.22 Ảnh hưởng thức ăn tới thời gian thành dục loài B plicatilis 41

Hình 3.23 Ảnh hưởng thức ăn tới thời gian phát triển phôi loài B plicatilis 42 Hình 3.24 Ảnh hưởng thức ăn tới thời gian sinh sản loài B plicatilis 43

Hình 3.25 Ảnh hưởng thức ăn tới nhịp sinh sản loài B plicatilis 44

Hình 3.26 Ảnh hưởng thức ăn tới nhịp sinh sản loài B plicatilis 44

Hình 3.27 Ảnh hưởng thức ăn tới tuổi thọ loài B plicatilis 45

Hình 3.28 Sự khác biệt về chỉ tiêu sinh học của loài B plicatilis ở thành phần thức ăn khác nhau qua phân tích biệt thức tuyến tính LDA 46

MỞ ĐẦU

Brachionus plicatilis là một loài động vật phù du thuộc ngành Luân trùng

(Rotifera) có khả năng phân bố rộng khắp thế giới và có thể sống trong môi trường nước ngọt, lợ và mặn (độ mặn từ 1 – 97‰), khả năng sinh sản cao nhất của chúng đã được khảo sát ở độ mặn nhỏ hơn 35‰[1] Tổ chức Lương thực

và Nông nghiệp của Liên Hợp Quốc (FAO) đã công bố các tài liệu cho thấy

rằng loài B plicatilis có thể được sử dụng là thức ăn tự nhiên đóng vai trò quan

trọng, quyết định sự thành công trong việc ương nuôi 60 loài cá biển, 18 loài

giáp xác [2] Giá trị sử dụng của B plicatilis như là thức ăn tự nhiên thể hiện

bởi một số đặc điểm quan trọng như: kích thước rất nhỏ (171 - 238 µm), bơi chậm, tốc độ sinh trưởng nhanh và có thể nuôi với mật độ sinh khối cao Bên cạnh đó, loài này còn có giá trị dinh dưỡng cao, chứa nhiều acid amin và các acid béo thiết yếu, hàm lượng protein tương đối cao, rất thích hợp cho nhu cầu dinh dưỡng của ấu trùng các loài động vật thủy sản [2]

Ở Việt Nam, loài B plicatilis phân bố rộng trong các ao hồ, đầm nước lợ

và vùng cửa sông ven biển Bên cạnh việc đóng góp vào sự đa dạng sinh học

chung của khu vực, loài B plicatilis và động vật phù du nói chung trong cột

nước là cầu nối chuyển hóa năng lượng từ các sinh vật sản xuất đến các bậc dinh dưỡng cao hơn, kết nối lưới thức ăn vi sinh và lưới thức ăn động vật cỡ lớn, đảm bảo sự tuần hoàn của các chu trình chuyển hóa trong hệ sinh thái Do

đó, sự xuất hiện và mật độ của B plicatilis có ảnh hưởng đến nguồn lợi thủy

sản ở các thủy vực, là nơi mà các loài cá thường chọn để sinh sản - nơi con non của chúng có đầy đủ nguồn thức ăn để tồn tại và phát triển [3]

Nghề nuôi trồng thủy, hải sản ở nước ta đang phát triển mạnh, hàng năm nguồn thu nhập từ xuất khẩu các mặt hàng từ thủy sản chiếm một tỷ lệ lớn trong GDP Theo Quyết định số 339/QĐ-TTg được phê duyệt ngày 11/3/2021 của Thủ tướng chính phủ về Chiến lược phát triển thủy sản Việt Nam đến năm

2030, tầm nhìn đến năm 2045 đã nhấn mạnh quan điểm phát triển ngành thủy sản theo định hướng thị trường, thân thiện môi trường, bảo vệ, tái tạo và phát triển nguồn lợi thủy sản, bảo tồn đa dạng sinh học, thích ứng biến đổi khí hậu, đảm bảo an toàn dịch bệnh và an toàn sinh học

Nhằm phục vụ cho việc ương nuôi đạt hiệu quả cao, tiết kiệm nguồn ngoại

tệ trong việc nhập nội các loại thức ăn từ nước ngoài, cần có những giải pháp hữu hiệu để tạo nguồn thực ăn tự nhiên vốn có ở trong nước Thức ăn thường được sử dụng trong việc ương nuôi các loài thủy hải sản, nhất là ở giai đoạn ấu

trùng là B plicatilis, Artemia và một số động vật phù du khác Trong đó luân trùng B plicatilis có kích thước nhỏ hơn Artemia và thích hợp cho các dạng ấu

trùng giai đoạn Mysis, Zoea với kích thước miệng nhỏ [3]

Để phát triển được nguồn thức ăn tự nhiên chất lượng cao cho con giống, cần thiết phải có thông tin khoa học về đặc điểm sinh học, sinh thái học của các loài, chủng động vật phù du bản địa có tiềm năng làm thức ăn thủy hải sản Tuy nhiên, đến nay các kiến thức này vẫn còn rất hạn chế Chính vì vậy, việc nghiên

cứu và tối ưu quy trình nuôi luân trùng B plicatilis bản địa là rất cần thiết, mang

lại ý nghĩa thực tiễn trong nuôi trồng sản xuất giống thủy sản, tiết kiệm tài chính nhập nội nguồn trứng nghỉ (Cyst) từ nước ngoài

● Mục tiêu đề tài;

Mục tiêu của nghiên cứu này nhằm xác định các thông số sinh học trong cả

chu kỳ sống của B plicatilis dưới ảnh hưởng của các điều kiện nuôi khác nhau

về độ mặn, nhiệt độ, pH và thành phần thức ăn làm cơ sở cho việc tối ưu quy trình sản xuất sinh khối luân trùng

● Nội dung nghiên cứu;

❖ Nội dung 1: Khảo sát ảnh hưởng của độ mặn đến đặc điểm sinh học của

loài B plicatilis trong điều kiện môi trường nuôi được kiểm soát

❖ Nội dung 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến đặc điểm sinh học của

loài B plicatilis trong điều kiện môi trường nuôi được kiểm soát

❖ Nội dung 3: Khảo sát ảnh hưởng của pH đến đặc điểm sinh học của loài

B plicatilis trong điều kiện môi trường nuôi được kiểm soát

❖ Nội dung 4: Khảo sát ảnh hưởng của nguồn thức ăn đến đặc điểm sinh

học của loài B plicatilis trong điều kiện môi trường nuôi được kiểm soát

● Những đóng góp của luận văn;

Nghiên cứu đã xác định được các ngưỡng tốt nhất trong giai đoạn sinh

trưởng và phát triển của loài B plicatilis dưới tác động của một số yếu tố

môi trường gồm độ mặn, nhiệt độ, pH và thành phần thức ăn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về đối tượng nghiên cứu

Luân trùng B plicatilis (Hình 1.1) thường sống ở vùng nước ngọt trong

nội địa hoặc vùng nước lợ ven biển Luân trùng có kích thước nhỏ, tốc độ bơi chậm, sống lơ lửng trong môi trường nước nên chúng trở thành con mồi thích hợp cho các ấu trùng tôm, cua, cá ở các giai đoạn đầu, sau khi tiêu thụ hết noãn hoàng nhưng chưa thể bắt được mồi có kích thước lớn Luân trùng sống khoảng 3,4 – 4,4 ngày trong điều kiện nhiệt độ môi trường 25°C và một con cái có thể

sinh sản mỗi lứa cách nhau 4 giờ [2] Luân trùng B plicatilis có thể chịu được

độ mặn rộng từ 1‰ - 97‰, tuy nhiên chúng sinh sản tốt nhất chỉ có thể diễn ra

ở độ mặn dưới 35‰ [3] Luân trùng B plicatilis phân bố ở những khu vực có

pH trên 6,6, trong điều kiện nuôi cấy kết quả tốt nhất thu được ở độ pH trên 7,5 [2]

Hình 1.1 Hình ảnh loài B plicatilis chụp dưới kính hiển vi

1.1.1 Đặc điểm về sinh sản và chu kỳ sống

Trong vòng đời của luân trùng thường xảy ra 2 hình thức sinh sản:

- Sinh sản vô tính: Luân trùng cái trinh sản sẽ sinh ra trứng lưỡng bội và

sẽ phát triển thành con cái trinh sản Con cái này sinh sản với tốc độ nhanh, nhịp sinh sản khoảng 4 giờ trong điều kiện thuận lợi Tốc độ sinh sản phụ thuộc vào điều kiện nuôi và tuổi của Luân trùng Sau 0,5 – 1,5 ngày con non sẽ trở thành con trưởng thành và tiếp tục sinh sản Đây là hình thức sinh sản nhanh nhất để tăng số lượng của quần thể Luân trùng [2]

- Sinh sản hữu tính: Trong vòng đời của luân trùng, khi có sự biến động đột ngột của điều kiện môi trường như: nhiệt độ, pH, độ mặn, luân trùng

sẽ chuyển sang hình thức sinh sản hữu tính Trong quá trình này xuất

hiện cả con cái trinh sản và con cái hữu tính, chúng đều có hình thái giống nhau, khó phân biệt, tuy nhiên con cái hữu tính sẽ sinh ra trứng đơn bội, con cái hữu tính có 3 hình thức sinh sản: (1) Trứng đơn bội không được thụ tinh sẽ phát triển thành con đực Con đực có kích thước bằng 1/3 con cái Chúng không có ống tiêu hoá và bàng quang, nhưng có tinh sào đơn với nhiều tinh trùng thành thục; (2) Con cái trinh sản; (3) Trứng đơn bội được thụ tinh bởi con đực sẽ phát triển thành trứng nghỉ (Cyst) Trứng nghỉ có vách tế bào dày, chìm xuống đáy khi gặp điều kiện môi trường thuận lợi sẽ phát triển thành con cái [2], [4]

(Nguồn: Hoff & Snell, 1987) [5]

Hình 1.1 Vòng đời và các hình thức sinh sản của luân trùng

Quá trình phát triển phôi: Theo kết quả nghiên cứu của Paez và cộng sự

(1988) quá trình phát triển phôi trứng amictic của B plicatilis trải qua 19 giai

đoạn có đặc điểm cơ bản khác nhau Sau khi đẻ, sự phân chia tế bào bắt đầu sau khoảng 30 - 40 phút, giai đoạn 4 tế bào ở khoảng 45 – 55 phút, rãnh chân bắt đầu xuất hiện khoảng sau khoảng 8,5 – 10,5 giờ, xuất hiện đầu ngón chân

sau khoảng 11 – 11,5 giờ, vành tiêm mao bắt đầu chuyển động sau khoảng 13,5 – 15,5 giờ, xuất hiện điểm mắt sau 15,5 – 16,5 giờ, quan sát thấy các tiêm trên vành sau 17 – 17,5 giờ Thời gian sau đó điểm mắt bắt đầu rõ ràng hơn, hàm nghiền xuất hiện và khoảng 30 – 60 phút trước khi nở trứng có hình dạng gần giống hình tam giác, phôi mở rộng và trứng nở [6] Thời gian phát triển của phôi chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ, yếu tố di truyền, thức ăn, ở nhiệt độ càng cao thì thời gian phát triển phôi càng nhanh [7]

Tuổi thọ của luân trùng chỉ kéo dài 3 - 4 ngày, nhiều nhất 7,5 ngày Luân trùng có tốc độ tăng trưởng quần thể rất nhanh Sau khi nở 0,5 - 1,5 ngày luân trùng bắt đầu sinh sản Trong giai đoạn sinh sản, một con cái có thể sinh ra 20

- 25 con nếu thức ăn đầy đủ và chất lượng nước tốt [8] Khối lượng một con cái

có thể đạt 0,67µg trong thời kỳ sinh trưởng nhanh Khi thiếu thức ăn quần đàn luân trùng suy giảm nhanh chóng, khối lượng khô giảm ở mức 18 - 26%/ngày

ở 25°C Điều này làm cho chất lượng dinh dưỡng của luân trùng giảm theo vì chúng đã sử dụng lượng năng lượng tối đa cho trao đổi chất [9]

Kết quả của sự sinh sản hữu tính hay đơn tính là do sự thay đổi của các điều kiện môi trường Nhiệt độ, độ mặn và thức ăn là những yếu tố chính ảnh hưởng đến thời gian và tỷ lệ nở của trứng nghỉ, ánh sáng là yếu tố khởi động quá trình này [10]

1.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến đời sống luân trùng

● Độ mặn

Trong tự nhiên, độ mặn là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến thành

phần loài, tốc độ sinh trưởng và phát triển của luân trùng Nghiên cứu của

Nguyễn Công Tráng và cộng sự (2021) về sự thay đổi của độ mặn lên cấu trúc thành phần loài luân trùng (rotifera) tại lưu vực hạ lưu sông Hậu đã cho thấy, luân trùng có số loài hiện diện cao nhất (47 loài) ở độ mặn 0‰ và duy trì trong khoảng 13 – 29 loài ở độ mặn từ 0 – 4‰, tuy nhiên khi độ mặn > 5‰ thì số loài giảm rất mạnh Số loài hiện diện ít nhất (1 loài) ở các vị trí thu mẫu có độ mặn 15‰, 16‰ và 20‰ Bên cạnh đó, mật độ luân trùng cũng có xu hướng giảm dần với sự tăng dần của độ mặn trên sông Mật độ luân trùng được tìm thấy ở độ mặn 0‰ là 23.333 cá thể/m3 và cao hơn rất nhiều so với mật độ của chúng ở độ mặn 20‰ (6.264 cá thể/m3) Qua đó cho thấy rằng, khi độ mặn tăng thì sự phong phú của luân trùng trên sông Hậu sẽ giảm [11] Điều này khá tương đương với nghiên cứu của Mai Viết Văn và cộng sự (2012) về động vật phù du

ở vùng ven biển Sóc Trăng đến Bạc Liêu cũng cho thấy, thành phần loài luân

trùng giảm đáng kể về tỷ lệ hiện diện từ mùa mưa (14,9%) sang mùa khô

(0,57%) do độ mặn ở mùa khô tăng cao [12] Đối với loài B plicatilis, đây là

loài phân bố rộng muối Chúng có thể chịu đựng độ mặn trong khoảng 1 - 67‰,

đôi khi lên đến 97‰ Tuy nhiên, loài B plicatilis phát triển ưu thế nhất ở độ

mặn từ 10 – 35‰ Độ mặn 20‰ tốt nhất cho luân trùng kích thước nhỏ (S), và 30‰ thích hợp cho luân trùng kích thước lớn (L) [13], nhưng sự tăng trưởng

và sinh sản tốt nhất của nó được ở độ mặn dưới 35‰ [1] Nghiên cứu của Huỳnh Phước Vinh và cộng sự (2019) về sự phân bố của luân trùng trên lưu

vực sông Mỹ Thanh, tỉnh Sóc Trăng cũng cho kết quả tương tự, loài B plicatilis

có mối tương quan thuận với độ mặn, loài này có độ rộng muối cao nên xuất hiện hầu hết ở tất cả các điểm thu mẫu ở nhiều độ mặn khác nhau (0 - 30‰) trên sông [14] Sự thay đổi đột ngột của độ mặn có thể làm luân trùng ngừng

hoạt động hoặc chết Đối vơi B plicatilis khi tăng đột ngột từ độ mặn 20‰ lên

30‰ thì khả năng bơi lội của chúng giảm nhẹ, nhưng nếu giảm từ 20‰ xuống 15‰ hoặc 5‰ thì khả năng bơi lội còn lại lần lượt là 50% và 5% Vì vậy, trước khi sử dụng luân trùng làm thức ăn cho ấu trùng cá biển thì cần phải thuần chủng chúng ở độ mặn thích hợp trước khi đưa vào bể nuôi [1], [15]

● Nhiệt độ

Nhiệt độ của môi trường sống ảnh hưởng mạnh đến tốc độ sinh sản và sức sinh sản của luân trùng, nhiệt độ phù hợp cho sự phát triển của luân trùng tùy thuộc vào từng dòng nuôi Mỗi dòng sẽ có một khoảng nhiệt độ thích hợp riêng để phát triển nhanh Dòng nhỏ thì nhiệt độ thích hợp nằm trong khoảng 28°C - 35°C, dòng lớn là 18°C – 25°C [2] Việc gia tăng nhiệt độ trong phạm

vi thích hợp sẽ làm tăng hoạt động sinh sản Tuy nhiên, khi điều chỉnh tăng hay giảm nhiệt độ ở ngoài ngưỡng nhiệt độ thích hợp sẽ gây ra hiện tượng sốc nhiệt

và giảm quá trình phát triển của luân trùng Theo Xi và Huang (2000), đối với

loài B plicatilis, khả năng chịu đựng về nhiệt độ của con cái hữu tính và con

cái đơn tính khác nhau, theo đó con cái đơn tính có thể được sinh ra ở điều kiện nhiệt độ 20°C và 40°C, trong khi con cái hữu tính thì không thể [7]

Nghiên cứu của Ruttner – Kolishko (1972) đã cho biết ảnh hưởng của

nhiệt độ đến hoạt động sinh sản của B plicatilis cụ thể ở các nghiệm thức nhiệt

độ theo dõi tại 15°C, 20°C và 25°C Kết quả nghiên cứu trên cho thấy, thời gian phát triển phôi nhanh nhất (0,6 ngày), thời gian thành dục (1,3 ngày) và nhịp sinh sản (4,0 giờ) đều ở nhiệt độ 25°C; Tổng số trứng của một con cái trong vòng đời đều đạt nhiều nhất ở 15°C và 20°C (23 trứng), và rất thấp ở 25°C (chỉ với 2 trứng) [16]

Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến thành phần sinh hóa và khả năng tiêu thụ thức ăn của luân trùng Ở nhiệt độ cao, luân trùng sẽ tiêu thụ rất nhanh nguồn carbohydrate và chất béo dự trữ [2] Vì vậy chúng sẽ tiêu thụ nguồn thức ăn rất nhanh Đây cũng là điểm cần lưu ý khi trong việc tăng chi phí nuôi Như vậy, nhiệt độ không chỉ ảnh hưởng đến quần đàn, tốc độ tiêu thụ thức ăn, sự hình thành và tỷ lệ nở của trứng nghỉ, kích thước, thời điểm xuất hiện luân trùng trong tự nhiên mà còn có tác động đến thành phần sinh hóa của luân trùng

Yona (2018) khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên kích thước và hoạt động

sinh sản của luân trùng Brachionus plicatilis Tác giả đã nghiên cứu 10 cá thể B plicatilis và được lặp lại mười lần, mật độ thả 01 cá thể/ml được bố trí 03 nghiệm

thức với các ngưỡng nhiệt độ 8°C, 21°C và 30°C Luân trùng được cho ăn bằng

tảo Chlorella sp ở mức 1,5 x 106 tế bào/lít Kết quả cho thấy, luân trùng được nuôi ở 30°C có tuổi thọ ngắn nhất là 10 ngày, thời gian có con non sớm nhất là

12 giờ với 95% luân trùng đều mang trứng, và thời gian sinh sản là 09 ngày Trong khi nuôi ở 21°C tuổi thọ là 13 ngày, có thời gian con non dài với 100% luân trùng không có trứng sau 24 giờ và thời gian sinh sản là 11 ngày Luân trùng nuôi ở 8°C có tuổi thọ dài nhất là 20 ngày, có thời gian con non dài nhất là 120 giờ với tất cả luân trùng đều không có trứng và thời gian sinh sản là 06 ngày Nghiên cứu này đã chứng minh rằng nhiệt độ nuôi cấy có ảnh hưởng đến hoạt động sinh sản của luân trùng [17]

● Đ ộ pH

Trong tự nhiên luân trùng thường phân bố ở vùng có pH: 6,0 - 9,0; trong khoảng này pH không ảnh hưởng đến quá trình lọc thức ăn của luân trùng Khi

pH nhỏ hơn 5 hoặc lớn hơn 10 thì luân trung hầu như không tồn tại Giá trị pH

và nhiệt độ trong môi trường nước liên quan đến nồng độ NH3 tự do Đây là một chất gây độc cho động vật thủy sản nói chung và luân trùng nói riêng [15] Hoff và Snell (2001) đã đề nghị khoảng pH trong các hệ thống nuôi nên duy trì

từ 6,9 – 7,8, và hàm lượng NH3 trong bể nuôi luân trùng không nên vượt quá 1 mg/L NH3 ở nồng độ 8 – 13 mg/L sẽ làm giảm 50% sức sinh sản và tốc độ tăng trưởng của quần thể [18] Hoạt động bơi lội và hô hấp của luân trùng hầu như không thay đổi khi pH trong khoảng 6,5 – 8,5 và suy giảm khi pH dưới 5,6 hoặc trên 8,7 [19]

● Thức ăn cho luân trùng

Luân trùng là loài ăn tạp không chọn lọc, vì vậy có thể sử dụng nhiều loại thức ăn để nuôi chúng, tuy nhiên, kích thước hạt thức ăn phải nhỏ hơn 20

µm Số lượng và chất lượng của thức ăn đóng vai trò quyết định trong tốc độ phát triển của luân trùng, do đó năng suất và giá trị của luân trùng phụ thuộc vào việc chọn lựa nguồn thức ăn thích hợp để nuôi chúng [18] Nghiên cứu của Lubzens (1987) cho thấy, trong điều kiện sống thuận lợi, nhiệt độ 22°C, mật độ tảo 2,3x106 tế bào/lít, luân trùng có thể tiêu thụ khoảng 200 tb/cá thể/phút Ở nhiệt độ cao, tốc độ lọc thức ăn nhanh, trong khi đó ở độ mặn cao thì tốc độ lọc thức ăn lại giảm xuống [1]

Một số loại thức ăn phổ biến thường sử dụng trong nuôi luân trùng là tảo

và men bánh mì Tảo được coi là thức ăn tốt nhất cho luân trùng vì có giá trị dinh dưỡng cao, chúng thường được sử dụng ở nhiều dạng khác nhau như tảo

tươi, tảo khô và dạng động lạnh Tốc độ phát triển của B plicatilis với các loại tảo tươi, tảo khô và tảo đông lạnh Nannochloropsis và men bánh mì cho thấy

sự phát triển của quần thể luân trùng cho ăn bằng tảo tươi là tốt nhất, tiếp đến

là tảo khô tốt hơn là luân trùng ăn men bánh mì [15]

Nghiên cứu của Nagata và Whyte (1992) khi sử dụng các loài tảo

Isochrysis, Nannochloropsis, Chlorella, Tetraselmis làm thức ăn cho luân trùng thấy rằng, khi sử dụng tảo Chlorella cho luân trùng ăn có tốc độ sinh sản và mật độ cao nhất, kế đến là tảo Isochrysis, đến tảo Nannochloropsis và cuối cùng

là tảo Tetraselmis [15]

Có thể thấy rằng, quá trình sinh trưởng, phát triển và sinh sản của luân trùng phụ thuộc nhiều vào yếu môi trường và thành phần thức ăn Do đó, trong quá trình gây nuôi sinh khối luân trùng cần lưu ý đến các yếu tố ảnh hưởng để đảm bảo việc sản xuất giống một thủy sản không trở nên bị động

1.1.2 Thành phần và giá trị dinh dưỡng của luân trùng

Thành phần dinh dưỡng của B plicatilis: trọng lượng khô khác nhau ở

các loài Luân trùng và thay đổi tùy theo kích thước, tình trạng dinh dưỡng của

chúng Đối với B plicatilis trọng lượng khô đạt 600 – 800 ng/cá thể, cao hơn khoảng 3 đến 4 lần so với loài B rotundiformis (200 ng/cá thể) [15] Năng

lượng của luân trùng phụ thuộc vào nguồn thức ăn, theo nghiên cứu Ferrando

và cộng sự (1993) luân trùng cho ăn bằng men bánh mì đạt 1,34 x 10-3 cal/cá thể và sau khi được giàu hóa trong 6 giờ, năng lượng có thể đạt đến 2 x 10-3cal/cá thể [15] Một số thành phần chất dinh dưỡng trong luân trùng cần lưu ý như: Protein phụ thuộc là loại thức ăn và lượng thức ăn mà luân trùng sử dụng thường dao động từ 28 – 63% và tăng lên từ 60 – 80% trọng lượng khô theo sự tăng lên của tỷ lệ thức ăn [10]

Theo Lubzens và Zmora (2003), hàm lượng lipid đạt giá trị từ 9 – 28% trọng lượng khô, đây là chất dinh dưỡng ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển và

tỷ lệ sống của động vật thủy sản Với Carbohydrate dao động từ 10,5 – 27% trọng lượng khô Đối với vitamin phụ thuộc nhiều vào loại thức ăn mà luân trùng sử dụng Hàm lượng vitamin tan trong dầu tăng lên đáng kể khi chuyển

thức ăn từ men bánh mì bằng tảo I galbana Vitamin C trong luân trùng là

dưỡng chất cần thiết làm tăng tỷ lệ sống của cá bột [15]

Theo Hoff và Snell, 2001 luân trùng khi nuôi bằng tảo Chlorella nước

ngọt có tốc độ phát triển cao nhưng thành phần dinh dưỡng thiếu Eicosapentaenoic acid và DHA (Docosahexaenoic acid) không đáp ứng đầy đủ cho cá bột Tương tự khi luân trùng được nuôi bằng men bánh mì thường có hàm lượng dinh dưỡng mất cân đối, thiếu DHA, Eicosapentaenoic acid [15], [18]

1.2 Tổng quan tình hình nuôi luân trùng

1.2.1 Trên thế giới

Luân trùng là một trong những nguồn thức ăn tươi sống quan trọng đảm bảo sự thành công trong việc ương nuôi, sản xuất giống các loài thủy, hải sản Vấn đề cung cấp đủ thức ăn tươi sống cả về số lượng và chất lượng (dinh dưỡng cao, sạch bệnh) một cách liên tục đang gặp khó khăn trong thời điểm hiện nay

Để khắc phục tình trạng này, nhiều quy trình sản xuất thức ăn tươi sống đã và đang được đặt ra trong nghiên cứu và ứng dụng [2]

Trong các loài luân trùng, B plicatilis được nuôi và sử dụng trong sản

xuất giống hơn 60 loài cá biển, 18 loài giáp xác [20] Do có kích thước nhỏ, di chuyển chậm, sống lơ lửng trong nước nên luân trùng trở thành con mồi thích hợp cho ấu trùng các loại ấu trùng cá và giáp xác biển có kích thước miệng nhỏ [21] Do vậy, luân trùng đã trở thành nguồn thức ăn tươi sống không thể thiếu trong sản xuất giống của nhiều loài giáp xác và cá biển, điển hình là ấu trùng cua, cá chẽm, cá mú,… [20]

Loài luân trùng B plicatilis, có khả năng phân bố rộng khắp thế giới và

có thể sống trong nước ngọt, lợ và mặn, ở độ mặn từ 1 – 97‰và có khả năng sinh sản cao nhất ở độ mặn nhỏ hơn 35‰ [1] Tổ chức Lương thực và Nông

nghiệp của Liên Hợp Quốc (FAO) đã báo cáo loài B plicatilis là nguồn thức

ăn đóng vai trò quan trọng thành công trong việc nuôi 60 loài cá biển, 18 loài giáp xác [2]

Kỹ thuật nuôi luân trùng đã được nghiên cứu trên thế giới trong hơn 40 năm qua, với nhiều hình thức nuôi đa dạng, từ nuôi nước tĩnh đến nước chảy, nước tuần hoàn với thức ăn phong phú phụ thuộc vào điều kiện của từng nơi như tảo (tươi, khô, đông lạnh, cô đặc), men bánh mì hoặc thức ăn nhân tạo [22], [23]

Tảo là thức ăn phổ biến và có giá trị dinh dưỡng cao đối với Luân trùng,

tảo Chlorella có khả năng tăng trưởng quần thể trong thời gian ngắn, được sử

dụng nhiều nhất trong các hệ thống nuôi luân trùng [24] Tuy nhiên, việc sử

dụng tảo Chlorella cô đặc làm thức ăn cho luân trùng có giá thành cao, mỗi bọc

18 lít tảo Chlorella với mật độ 2 tỷ tế bào/ml có giá 15.000 yên Nhật (tương

đương với 140 – 150 USD) [24] Ngược lại, sử dụng men bánh mì để nuôi Luân trùng sẽ hạ giá thành, nhưng giá trị dinh dưỡng luân trùng rất thấp, không đáp ứng đủ nhu cầu dinh dưỡng cho các ấu trùng tôm, cá biển và làm suy giảm chất lượng nuôi rất nhanh [9]

Để thu được luân trùng có năng suất và giá trị dinh dưỡng cao, người ta thường sử dụng phương pháp nuôi kết hợp với tảo Có nhiều giống tảo được sử

dụng để nuôi luân trùng như: Chlorella, Nannochloropsis, Tetraselmis, Isochrysis,… tuy nhiên, do giá thành gây nuôi tảo cao, dễ bị nhiễm tạp, đòi hỏi

phải có giống tảo thuần để gây nuôi sinh khối [5], [25]

Bên cạnh đó, luân trùng là loài ăn lọc có tốc độ lọc lớn và tạo ra nhiều chất thải Khi mật độ Luân trùng cao hay sau khi nuôi một thời gian, các sản phẩm thải và thức ăn dư thừa (đặc biệt là men bánh mì và thức ăn nhân tạo) sẽ tạo ra nhiều chất vẫn lơ lửng trong nước, làm cho chất lượng nước suy giảm và

mẽ nuôi suy tàn nhanh chóng Vì vậy, nhiều hệ thống và phương pháp lọc nước khác nhau đã được nghiên cứu áp dụng cho nuôi luân trùng nhằm mục đích ổn định năng suất Luân trùng [23], [26]

Vì vậy, việc nghiên cứu các phương pháp nuôi sinh khối loài luân trùng

có năng suất cao và ổn định, có giá trị dinh dưỡng cao và giá thành hợp lý với điều kiện từng nơi là một trong các hướng nghiên cứu đã và đang được thực hiện ở nơi trên thế giới

- Năm 1964, trại Yashima ở Nhật Bản bắt đầu nuôi sinh khối B plicatilis, sau đó, năm 1965, chúng được dùng rộng rãi cho loài cá Pagrus major và là thức

ăn có giá trị cao Hiện nay ở Nhật Bản, việc sản xuất B plicatilis là mục tiêu của nghề nuôi cá Pagrus major, Cá bơn Nhật bản, Cá thơm Nhật bản, Với quy mô

sản xuất lớn, nuôi Luân trùng ở trung tâm nuôi cá có thể đạt sản lượng 4 - 8 tỉ con/ngày [2]

- Nuôi Luân trùng ở Đài Loan đã trở thành nghề nuôi thương phẩm phục vụ cho việc sản xuất của 11 loài cá biển Sản lượng trung bình khoảng 1 tỷ cá thể/ngày [27]

- Sản xuất luân trùng ở Thái Lan cũng được Kong Keo báo cáo năm 1991, với sản lượng 166 triệu con/ngày Luân trùng được dùng làm thức ăn cho đối tượng nuôi thủy sản chính như: cá chẽm, cá mú, tôm càng xanh [2]

- Ở Hoa Kỳ, Theilacker và McMaster (1971) đã công bố lần đầu tiên kết quả

nghiên cứu về B plicatilis là một thức ăn tuyệt vời cho ấu trùng cá biển Tuy

nhiên, nuôi Luân trùng đến nay vẫn ở quy mô thí nghiệm, chủ yếu phục vụ cho ương nuôi các loài cá Đối, cá Măng,… Sản lượng nuôi mỗi ngày thường đạt 100

- 500 triệu con [28]

- Tại Trung Quốc, hầu hết các nghiên cứu về Luân trùng B plicatilis làm

thức ăn cho ấu trùng cá biển được tiến hành từ năm 1980 Đến nay, nuôi Luân trùng với quy mô lớn cho nghề nuôi cá chẽm Ở vịnh Bohai phía Bắc Trung Quốc

mật độ cá thể của loài Luân trùng B plicatilis rất cao ở khu vực nước lợ tự nhiên

gần khu vực dân cư chế biến thực phẩm vào tháng 4 Luân trùng được thu hoạch

và bán với giá 1 USD/kg, mỗi kg có khoảng 60.000.000 cá thể Luân trùng Với

sự phát triển nhanh chóng của nghề nuôi ấu trùng tôm Penaeus chinensis và cua nước ngọt Eriocheir sinensis, việc cung cấp Luân trùng không thể đáp ứng đủ

nhu cầu Năm 1988, một số chuyên gia Trung Quốc đã xây dựng quy trình nuôi

sinh khối loài Luân trùng B plicatilis Kể từ năm 1988, họ đã tiến hành sản xuất Luân trùng B plicatilis trong các hồ ngoài trời để thu sinh khối lớn [29]

Yin và Niu (2008) đã đánh giá ảnh hưởng của pH đến tỷ lệ sống, sinh sản, khả năng sống của trứng và tốc độ phát triển của năm loài luân trùng Tuy nhiên,

tất cả các loài này đều là luân trùng nước ngọt B calyciflorus, B quadridentatus,

B urceolaris, B patulus và B angularis [30]

Gopal và cộng sự (2014) cũng đã khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố

môi trường đến sự phát triển của các loài B rotundiformis và B plicatilis Các loài Brachionus sp được nuôi ở các điều kiện pH khác nhau như 6, 7, 8, 9 và 10

Kết quả cho thấy mật độ quần thể tối đa đạt được ở pH = 8 vào ngày thứ 14 Độ

mặn khác nhau từ 10, 20, 30, 40, 50 và 60‰, mật độ của B plicatilis tối đa là 49

con/ml ở 10‰ vào ngày thứ 8 Ảnh hưởng của các loại thức khác nhau đối với

mật độ quần thể của B plicatilis khi cho ăn bằng tảo Chlorella và Pavlova trong

hệ thống nuôi theo mẻ trong 18 ngày, mật độ tối đa đạt 56 cá thể/ml khi cho ăn

Chlorella và bắt đầu giảm từ ngày thứ 16 [31]

Việc sử dụng men bánh mì sẽ tiết kiệm chi phí cho người nuôi vì nó làm giảm chi phí sản xuất luân trùng Tuy nhiên, nuôi luân trùng cho ăn bằng men bánh mì kém ổn định hơn do chất lượng nước môi trường nuôi giảm nhanh chóng Hơn nữa, luân trùng ăn men cần được bổ sung thêm dinh dưỡng trước khi cho ấu trùng cá ăn; do đó, thực vật phù du vẫn là thức ăn lý tưởng cho nuôi luân trùng [32]

1.2.2 Ở Việt Nam

Ở Việt Nam, loài luân trùng B plicatilis phân bố trong các ao hồ, đầm

nước lợ và vùng cửa sông ven biển với số lượng rất lớn [3] Cho đến nay, việc

ương nuôi loài B plicatilis ở nước ta chỉ ở quy mô thử nghiệm từ nguồn giống

là Cyst nhập nội, chưa có công trình nghiên cứu nào sử dụng loài Luân trùng bản địa, phân lập ngoài tự nhiên để ương nuôi sinh khối Các nghiên cứu ở Khoa thuỷ sản, Đại học Cần thơ đã bước đầu tìm hiểu khả năng sản xuất luân trùng trong hệ thống tuần hoàn kết hợp luân trùng – tảo – cá rô phi Giống luân

trùng nước lợ (B plicatilis) có nguồn gốc từ Bỉ được lưu giữ giống bằng hệ

thống ống Falcon 50 ml tại Phòng thí nghiệm nuôi thức ăn tự nhiên thuộc Khoa Thủy sản, Đại Học Cần Thơ Trước khi tiến hành thí nghiệm, luân trùng được nuôi tăng sinh khối từ ống Falcon 50ml lên đến bình thể tích 8 lít trong phòng thí nghiệm Sau đó tiếp tục nhân lên đến số lượng cần thiết trong bể composite lớn hơn trong trại giống thực nghiệm [33], [34]

Kết quả của Trần Sương Ngọc (2004) cho thấy luân trùng có thể phát triển tốt trong hệ thống tuần hoàn kết hợp với bể nước xanh mà không cần bổ sung thức ăn cho luân trùng Tuy nhiên, nếu nuôi luân trùng hoàn toàn bằng tảo

Chlorella sản xuất từ hệ thống này thì mật độ luân trùng không cao, và thời

gian thu hoạch luân trùng sẽ ngắn do thiếu thức ăn (tảo) Để gia tăng năng suất của Luân trùng trong hệ thống nuôi luân trùng tuần hoàn kết hợp với bể nước xanh thì việc cho ăn bổ sung là rất cần thiết [34] Nhiều nghiên cứu cho thấy,

có thể sử dụng kết hợp tảo và men bánh mì làm thức ăn cho luân trùng Nuôi

luân trùng bằng 90% men bánh mì và 10% tảo Nannochloropsis hoặc tảo Isochrysis vẫn có thể duy trì được tốc độ sinh trưởng cao của luân trùng Nếu

chỉ nuôi luân trùng bằng men bánh mì thì tốc độ sinh trưởng của chúng chỉ bằng

Hoàng Đức Đạt (1999) đã có một số thử nghiệm bước đầu về việc nuôi

B plicatilis như là nguồn dinh dưỡng sơ cấp cho ấu trùng Zoea của loài cua biển Scylla serrata Forskal ở Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh [36]

Phan Doãn Đăng (2009) nghiên cứu bước đầu gây nuôi sinh khối loài B plicatilis phân lập ở các thuỷ vực nước mặn ở thành phố Hồ Chí Minh Kết quả nghiên cứu cho thấy việc thu thập và phân lập loài luân trùng nước lợ B plicatilis ngoài tự nhiên khá dễ dàng Trong quá trình nuôi sinh khối, sử dụng thức hoàn toàn bằng tảo Chlorella cho năng suất cao nhất, đạt mật độ 7.612

con/ml vào ngày thứ 6, với mật độ thả giống ban đầu 1.500 con/ml Khi sử dụng thức ăn hoàn toàn bằng nấm men bánh mì, tốc độ phát triển của luân trùng rất chậm và dễ bị nhiễm trùng tiêm mao (Protozoa) và ngày thứ 8 hoặc thứ 9 Bước

đầu tìm hiểu khả năng tạo Cyst của loài luân trùng B plicatilis phân lập từ thủy

vực nội địa thu được số lượng trung bình từ thu được từ 62x106 – 120x106Cyst/bể nuôi và tỷ lệ nở đạt xấp xỉ 75% trong thời gian 2 ngày ở nhiệt độ 25 – 28°C, pH từ 6,4 – 7,0 và độ mặn 14‰ [37]

Như vậy, cho đến nay ở Việt Nam chỉ có các nghiên cứu về quy trình

nuôi và các mô hình sản xuất sinh khối loài luân trùng B plicatilis, chưa có

những nghiên cứu chuyên sâu về ảnh hưởng của các yếu tố môi trường nuôi tới

các đặc điểm sinh học của loài luân trùng B plicatilis Do đó, nghiên cứu này

nhằm cung cấp thêm thông tin các ảnh hưởng của điều kiện nuôi tới sự phát

triển của loài luân trùng B plicatilis, làm cơ sở cho việc tối ưu quy trình sản

xuất sinh khối

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Loài luân trùng Brachionus plicatilis sử dụng trong các thí nghiệm được

phân lập ở khu vực cửa sông Hàn, Tp Đà Nẵng

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu được triển khai trong phòng thí nghiệm vô trùng, khoa Sinh

- Môi trường, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng Nhiệt độ phòng được duy trì ổn định và với các yếu tố môi trường nuôi (nhiệt độ, pH, độ mặn, nguồn thức ăn) được kiểm soát

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nguồn giống B plicatilis được cung cấp bởi phòng nghiên cứu sinh vật

phù du, khoa Sinh - Môi trường, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng Mẫu được nuôi giữ giống trong điều kiện nuôi tĩnh ở nhiệt độ 25°C ± 1°C, với cường độ chiếu sáng dưới 1.000 Lux và thời gian chiếu sáng 16 giờ sáng - 8 giờ tối (16 giờ sáng - 8 giờ tối)

Điều kiện nuôi: Môi trường nuôi được định kỳ thay mới sau 2 ngày nuôi,

thức ăn sử dụng cho luân trùng là tảo Chlorella vulgaris với mật độ 1 - 2 x106

tế bào/ml Tảo C vulgaris được nuôi trong môi trường BBM, chế độ chiếu sáng

16 giờ sáng - 8 giờ tối đến khi mật độ tảo đạt khoảng 20 x 106 tế bào/ml tiến hành thu hoạch bằng cách ly tâm (3.000 vòng/ phút trong 5 phút), sau đó được bảo quản trong tủ lạnh 4°C trước khi được sử dụng Luân trùng được nuôi qua nhiều thế hệ trong điều kiện phòng thí nghiệm với nhiệt độ được duy trì trong khoảng 25°C ± 1°C, ánh sáng yếu (< 1.000 Lux) và chu kỳ sáng tối là 12 giờ sáng - 12 giờ tối trước khi được sử dụng cho các thí nghiệm Cường độ ánh sáng trong phòng nuôi được đo bằng máy SMARTSENSOR ST9620

Toàn bộ nghiên cứu được tiến hành trong môi trường nuôi EPA (Peltier and Weber, 1985) [38]: 96 mg NaHCO3, 60 mg CaSO4, 60 mg MgSO4 và 4 mg KCl trong 1L nước cất có bổ sung nước biển đã khử trùng để đạt độ mặn mong

muốn, độ pH = 7,0 - 7,5 Vi tảo C vulgari được sử dụng làm nguồn thức ăn cho loài B plicatilis trong toàn bộ các thí nghiệm độ mặn, pH và nhiệt độ

Bố trí thí nghiệm: Phương pháp bố trí các thí nghiệm dựa theo Yin &

mỗi giếng có thể tích 1ml (Hình 2.2A), bắt đầu bằng việc đưa mỗi cá thể luân trùng non (<2 giờ tuổi) vào mỗi giếng có chứa 0,3 ml môi trường nuôi (Hình 2.2B) Tổng số 76 cá thể luân trùng non được đưa vào thí nghiệm với 6 nghiệm thức độ mặn, 4 nghiệm thức nhiệt độ, 5 nghiệm thức pH và 4 nghiệm thức thức

ăn, mỗi nghiệm thức có 4 lần lặp lại cùng một thời điểm Trong đó, nghiệm thức nhiệt độ được bố trí riêng theo mẻ để điều chỉnh nhiệt độ theo các nghiệm

thức Tảo C vulgaris được sử dụng làm thức ăn với mật độ 10 x 106 tế bào/ml Mỗi nghiệm thức được tiến hành với 4 lần lặp lại cùng một thời điểm Mẫu được quan sát dưới kính hiển vi soi nổi sau mỗi 01 giờ để kiểm tra các thông

số sinh học cá thể (Hình 2.2C-D) Các thí nghiệm được bố trí và theo dõi cho tới khi tất cả 76 cá thể luân trùng đều chết để ghi nhận số liệu

Hình 2.2 Bố trí thí nghiệm nuôi loài B plicatilis

A Khay nuôi 96 giếng; B Cho môi trường nuôi vào giếng; C - D Quan sát mẫu

dưới kính hiển vi soi nổi

Sau khi bắt đầu thí nghiệm, các cá thể B plicatilis được theo dõi các đặc

điểm sinh học với tần suất 1 giờ/lần dưới kính hiển vi soi nổi Các thông số theo dõi gồm có:

B

A

- Thời gian thành dục (Juvenile period): là khoảng thời gian từ lúc cá

thể B plicatilis được sinh ra cho đến lúc bắt đầu mang trứng sinh sản;

- Thời gian phát triển phôi (embryonic development): là khoảng thời

gian từ lúc cá thể B plicatilis mang trứng đến lúc trứng được nở

thành con;

- Thời gian sinh sản (spawning times): là thời gian cá thể B plicatilis

cái mang trứng lần đầu đến lần mang trứng cuối cùng trong suốt vòng đời

- Nhịp sinh sản (spawning interval): là khoảng thời gian giữa hai lần

cá thể B plicatilis sinh con;

- Sức sinh sản (fecundity): là tổng số con non được sinh ra bởi một cá

thể B plicatilis cái trong suốt vòng đời;

- Tuổi thọ (lifespan period): tuổi thọ hay thời gian sống là khoảng thời

gian từ lúc cá thể B plicatilis được sinh ra cho đến lúc chết đi

Phương pháp xử lý số liệu: Ý nghĩa thống kê về sự khác biệt giá trị trung bình của thông số đặc điểm sinh học giữa các nghiệm thức được so sánh bằng phân tích ANOVA và phân tích hậu kiểm bằng Tukey's Test Phương pháp phân tích phương sai đa biến (MANOVA) được sử dụng để kiểm định ý nghĩa thống kê trong sự sai khác giữa các đặc điểm sinh học và các nồng độ trong mỗi nghiệm thức Phương pháp phân tích biệt thức tuyến tính (Linear Discriminant Analysis – LDA) để đánh giá sự khác biệt giữa các các nhóm Phân tích tương quan giữa các yếu tố môi trường và các đặc điểm sinh học của

loài B plicatilis bằng mô hình mô hình hồi quy đa biến tổng quát (General

Linear Model - GLM) [40] Các phương pháp xử lý số liệu được thực hiện trên chương trình thống kê R [41]

2.2.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của độ mặn

Đối với thí nghiệm ảnh hưởng của độ mặn, các cá thể luân trùng được nuôi trong các điều kiện độ mặn khác nhau (5‰, 15‰, 20‰, 25‰, 30‰, 35‰), nhiệt độ được ổn định ở 25°C ± 1°C, pH = 7,0, ánh sáng yếu (< 1.000 Lux) và chu kỳ sáng tối là 12 giờ sáng : 12 giờ tối và cho ăn hoàn toàn bằng

tảo C vulgaris với mật độ là 10 x 106 tế bào/ml Bố trí các nghiệm thức đối với

thí nghiệm ảnh hưởng độ mặn tới các đặc điểm sinh học của loài B plicatilis

chi tiết ở Bảng 2.1

Bảng 2.1 Bố trí thí nghiệm theo dõi ảnh hưởng của độ mặn đến loài B

plicatilis

Thí nghiệm Nghiệm thức 1 Nghiệm thức 2 Nghiệm thức 3 Nghiệm thức 4 Nghiệm thức 5 Nghiệm thức 6

2.2.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ

Để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ, các cá thể B plicatilis được đưa

vào các môi trường nhiệt độ khác nhau (20°C, 25°C, 30°C, 35°C) bằng cách đưa khay nuôi vào tủ ổn nhiệt Stuart® SI500, độ mặn là ngưỡng độ mặn tốt nhất của thí nghiệm trước với 5‰, pH = 7,0, ánh sáng yếu (< 1.000 Lux) và

chu kỳ sáng tối là 12 giờ sáng - 12 giờ tối và cho ăn hoàn toàn bằng tảo C vulgaris với mật độ là 10 x 106 tế bào/ml Bố trí các nghiệm thức đối với thí

nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ đến các đặc điểm sinh học của loài B plicatilis

2.2.3 Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của pH

Đối với thí nghiệm pH, loài B plicatilis được nuôi ở các môi trường có

pH khác nhau (4, 6, 7, 8, 10), độ pH được điều chỉnh bằng NaOH (0,1 mol/L)

và HCl (0,1 mol/L) theo phương pháp được mô tả bởi Mitchell (1992) [42] Sử dụng máy đo pH (Hach HQ411D) để xác định độ pH của môi trường nuôi Các yếu tố môi trường trong thí nghiệm pH là độ mặn và nhiệt độ là: 5‰ và 25°C, ánh sáng yếu (< 1.000 Lux) và chu kỳ sáng tối là 12 giờ sáng – 12 giờ tối và

cho ăn bằng tảo C vulgaris với mật độ là 10 x 106 tế bào/ml Bố trí các nghiệm

thức đối với thí nghiệm ảnh hưởng độ pH tới các đặc điểm sinh học của loài B plicatilis chi tiết ở Bảng 2.3

Bảng 2.3 Bố trí thí nghiệm theo dõi ảnh hưởng của độ pH đến loài B

plicatilis

Thí nghiệm Nghiệm thức 1 Nghiệm thức 2 Nghiệm thức 3 Nghiệm thức 4 Nghiệm thức 5

2.2.4 Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của nguồn thức ăn

Đối với thí nghiệm thức ăn, cho luân trùng ăn bằng các loại thức ăn và

tỷ lệ các loại thức ăn khác nhau (100% tảo (100T), 50% tảo : 50% men bánh

mì (50T:50M), 80% men bánh mì: 20% tảo (80M:20T), 100% men bánh mì (100M)) được chuẩn bị bằng cách: sử dụng tảo cô đặc sau thu hoạch để pha loãng trong môi trường nuôi để đạt mật độ 10 x 106 tế bào/ml cho nghiệm thức 100% tảo, sử dụng men bánh mì tươi để pha loãng trong môi trường nuôi để đạt mật độ 10 x 106 tế bào/ml cho nghiệm thức 100% tảo, từ môi trường nuôi 100% tảo và 100% men bánh mì tiến hành phối trộn theo tỉ lệ 1:1 và 4:1 để có môi trường nuôi nghiệm thức lần lượt là 50% tảo: 50%, 80% men bánh mì: 20% tảo Mật độ tảo và men bánh mì được xác định bằng buồng đếm hồng cầu (Tiefe, 0,1 mm, 1/400 qmm, Germany) Các yếu tố môi trường trong thí nghiệm thức ăn là độ mặn, nhiệt độ và pH là: 5‰ và 25oC, pH = 7,0, sử dụng ánh sáng yếu (< 1.000 Lux) và chu kỳ sáng tối là 12 giờ sáng – 12 giờ tối Bố trí các nghiệm thức đối với thí nghiệm ảnh hưởng nguồn thức ăn tới các đặc điểm sinh

học của loài B plicatilis chi tiết ở Bảng 2.4

Bảng 2.4 Bố trí thí nghiệm theo dõi ảnh hưởng của nguồn thức ăn đến loài B

50% tảo

Chlorella:

50% men bánh mì

80% tảo

Chlorella: 20%

men bánh mì

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Ảnh hưởng của độ mặn tới các đặc điểm sinh học loài B plicatilis

Có 24 cá thể luân trùng B plicatilis được bố trí thành 06 nghiệm thức với

độ mặn 5‰, 15‰, 20‰, 25‰, 30‰ và 35‰, mỗi nghiệm thức lặp lại 04 lần

để theo dõi các chỉ tiêu sinh học về sinh trưởng và phát triển Trong đó có 23/24

cá thể luân trùng sinh trưởng và phát triển, các chỉ tiêu sinh học của chúng được xác định giá trị trung bình và độ lệch chuẩn thể hiện ở Bảng 3.1

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của độ mặn đến các đặc điểm sinh học loài B plicatilis

Thời gian sinh sản (giờ)

Nhịp sinh sản (giờ)

Sức sinh sản (con)

Tuổi thọ (giờ)

15‰ 15,08±0,00 a 11,92±0,00 ab 105,92±16,04 ab 4,93±0,94 a 22,25±6,18 ab 148,25±16,86 ab 20‰ 18,42±0,00 ab 10,33±0,50 a 107,08±36,00 ab 6,32±0,61 ab 17,25±6,24 abc 160,00±44,17 ab 25‰ 23,17±0,00 bc 13,29±0,l92 bc 143,83±35,83 b 10,66±2,07 bc 13,50±2,38 bc 198,50±8,66 b 30‰ 28,46±6,50 c 14,63±1,80 c 132,79±25,52 b 17,20±6,57 cd 9,00±4,69 c 180,75±40,33 ab

Ghi chú: (1) Giá trị Trung bình ± độ lệch chuẩn 04 lần lặp lại; (2) Giá trị trên cùng một cột

có chữ cái khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa thống kê với P-value < 0,05

Thời gian thành dục của loài B plicatilis nhanh nhất ở độ mặn 5‰ (14,96

± 0,25 giờ) và chậm nhất ở độ mặn 35‰ (67,33 ± 5,77 giờ) Có sự khác biệt về thời gian thành dục theo độ mặn với P-value < 0,001 Thời gian thành dục của

loài B plicatilis ở độ mặn 25‰, 30‰, và 35‰ chậm hơn so với độ mặn 5‰

và 15‰, sự khác biệt này là có ý nghĩa thống kê (P-value < 0,05) Bên cạnh đó, Thời gian thành dục ghi nhận ở 35‰ là dài hơn so với ghi nhận ở độ mặn 30‰

có ý nghĩa thống kê (P-value < 0,001) Như vậy, độ mặn càng cao trong khoảng

thí nghiệm 5 - 35‰ thì thời gian thành dục của loài B plicatilis càng bị kéo dài

hơn (Hình 3.1)

Hình 3.1 Thời gian thành dục của loài B plicatilis theo độ mặn

Thời gian phát triển phôi của loài B plicatilis dao động từ 10,33 ± 0,50

- 22,00 ± 0,87 giờ trong khoảng độ mặn từ 5 - 35‰ Thời gian phát triển phôi

của loài B plicatilis giữa các nghiệm thức có sự khác biệt ý nghĩa thống kê với

P-value < 0,001 Thời gian phát triển phôi có xu hướng giảm khi độ mặn tăng dần từ 5‰ (10,33 ± 0,50 giờ) đến 15‰ và 20‰, với giá trị lần lượt đạt 11,92

± 0,00 giờ và 10,33 ± 0,5 giờ Tuy nhiên, khi độ mặn lớn 20‰, thời gian phát triển của phôi có xu hướng tăng dần khi tăng độ mặn Thời gian phát triển phôi dài nhất ở độ mặn 35‰, lên đến 22,00 ± 0,87 giờ (Hình 3.2)

Theo kết quả nghiên cứu của Castellanos-Paez (1988), khi nuôi luân

trùng B plicatilis trong điều kiện môi trường được kiểm soát (nhiệt độ: 25°C,

độ mặn: 25‰, thời gian chiếu sáng: 12S-12T, thức ăn: Chlorella sp.) thời gian

phát triển phôi là 19,91 ± 0,63 giờ [43] Như vậy, ở điều kiện tương tự, kết quả nghiên cứu của chúng tôi ghi nhận được thời gian phát triển phôi của luân trùng

B plicatilis ngắn hơn (13,29 ± 0,l92 giờ)

Hình 3.2 Thời gian phát triển phôi của loài B plicatilis theo độ mặn

Thời gian sinh sản của loài B plicatilis ngắn nhất ở độ mặn 5‰ với 58,04

± 3,79 giờ và khá ổn định giữa các lần thí nghiệm Thời gian sinh sản tăng dần

từ 15‰ (105,92 ± 16,04 giờ) đến 20‰ (107,08 ± 36,00 giờ) và biến động mạnh khi tăng lên độ mặn 25‰ (143,83 ± 35,83 giờ), sau đó giảm xuống ở nghiệm thức 30‰ (150,92 ± 20,11 giờ) Thời gian sinh sản dài nhất đã ghi nhận ở nghiệm thức 35‰ là 181,67 ± 53,21 giờ Biến động thời gian sinh sản của loài

B plicatilis giữa các nghiệm thức độ mặn có ý nghĩa thống kê với P-value = 0,00146 Trong đó thời gian sinh sản của loài B plicatilis ở nghiệm thức 5‰

có khác biệt ý nghĩa thống kê với các nghiệm thức 25‰, 30‰, 35‰ (P-value

< 0,05) nhưng không khác biệt ý nghĩa thống kê với các nghiệm thức 15‰ và

20‰ (P-value > 0,05) Như vậy, thời gian sinh sản của loài B plicatilis có xu

hướng tăng dần khi độ mặn tăng, tuy nhiên thời gian sinh sản ở độ mặn cao thường kém ổn định hơn so với độ mặn thấp (Hình 3.3)

Hình 3.3 Thời gian sinh sản của loài B plicatilis theo độ mặn

Nhịp sinh sản của loài B plicatilis ngắn nhất ở nghiệm thức độ mặn 5‰

(2,28 ± 0,14 giờ) và dài nhất ở nghiệm thức 35‰ (20,57 ± 5,36 giờ) Nhịp sinh

sản của loài B plicatilis có xu hướng tăng dần khi tăng độ mặn Biến động về nhịp sinh sản của loài B plicatilis theo độ mặn rất có ý nghĩa thống kê (P-value

< 0,001) Như vậy, trong các nghiệm thức độ mặn, khi độ mặn càng thấp thì

nhịp sinh sản của loài B plicatilis càng ngắn, độ mặn càng cao thì nhịp sinh

sản càng dài (Hình 3.4)

Hình 3.4 Ảnh hưởng của độ mặn tới nhịp sinh sản B plicatilis

Sức sinh sản của loài B plicatilis cao nhất ở nghiệm thức 5‰ (25,50 ±

0,58 con) và giảm dần khi tăng độ mặn lên đến 30‰ (9,00 ± 4,69 con) và 35‰

(9,67 ± 5,03 con) Sức sinh sản của loài B plicatilis ở nghiệm thức độ mặn 5‰

đạt tốt nhất và rất ổn định so với các nghiệm thức khác có độ mặn cao hơn Ảnh

hưởng của độ mặn tới sức sinh sản của loài B plicatilis có ý nghĩa thống kê,

với P-value < 0,001 Trong đó, các nghiệm thức 5‰ (25,50 ± 0,58 con), 15‰ (22,25 ± 6,18) có khác biệt ý nghĩa thống kê với nghiệm thức 30‰ (9,00 ± 4,69 con), 35‰ (9,67 ± 5,03 con) Đối với nghiệm thức 20‰ (17,25 ± 6,24 con), không có khác biệt ý nghĩa thống kê với tất cả các nghiệm thức còn lại (Hình 3.5)

Hình 3.5 Ảnh hưởng của độ mặn tới sức sinh sản của loài B plicatilis

Tuổi thọ hay thời gian sống của loài B plicatilis tăng dần khi tăng độ

mặn từ 5‰ (134,00 ± 19,60 giờ) đến 25‰ (198,50 ± 8,66 giờ) Ở nghiệm thức

độ mặn 30‰ (180,75 ± 40,33 giờ) tuổi thọ có xu hướng giảm xuống, nhưng sau đó đạt giá trị cao nhất ở nghiệm thức 35‰ (273,00 ± 72,52 giờ) Có sự khác

biệt ý nghĩa thống kê về tuổi thọ của loài B plicatilis theo độ mặn với p-value

= 0,0023 Trong đó, nghiệm thức độ mặn 5‰ có khác biệt thống kê với các nghiệm thức 25‰ và nghiệm thức 35‰ (P-value < 0,05) (Hình 3.6) Tuổi thọ

của loài B plicatilis có mối tương quan chặt chẽ với thời gian sinh sản (P-value

< 0,001, R = 0,74)

Hình 3.6 Ảnh hưởng của độ mặn tới tuổi thọ loài B plicatilis

Kết quả phân tích biệt thức tuyến tính (LDA) cho thấy, độ mặn có ảnh

hưởng mạnh đến sự sinh trưởng và phát triển của loài luân trùng B plicatilis

(MANOVA, P-value < 0,001, η2 (Eta2) = 0,54) Trong đó, ở hầu hết các nghiệm thức độ mặn thể hiện sự khác biệt nhau có ý nghĩa thống kê đối với các chỉ tiêu

sinh trưởng, phát triển của loài B plicatilis Tuy nhiên, ở độ mặn 25‰ và 30‰

sự phát triển của loài B plicatilis không thể hiện sự khác biệt rõ nét (Hình 3.7)