Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ pha loãng, pH, áp suất thẩm thấu và các cation (Ca2+, K+, Na+) lên hoạt lực tinh trùng cá hồng bạc Lutjanus argentimaculatus (Forsskal, 1775)

TÓM TẮT Hoạt lực của tinh trùng là thông số cơ bản để đánh giá được chất lượng và khả năng thụ tinh của tinh trùng cá hồng bạc Lutjanus argentimaculatus.. Tuy nhiên, khi được phóng ra n

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

o0o

VÕ THỊ TRÚC LINH

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TỈ LỆ PHA LOÃNG,

Lutjanus argentimaculatus (Forsskal, 1775)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành : Nuôi trồng thủy sản

GVHD : TS LÊ MINH HOÀNG

Nha Trang, tháng 07 năm 2013

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành bài luận văn này, ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi còn nhận được

sự rất nhiều sự quan tâm và giúp đỡ từ các cá nhân và tập thể Qua đây tôi xin bày tỏ lòng tri ân và lời biết ơn sâu sắc nhất đến những sự giúp đỡ quý báu đó

Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Nha Trang, Ban chủ nhiệm khoa Nuôi Trồng Thủy Sản và các thầy cô giáo bộ môn trong khoa đã tạo điều kiện học tập và dạy dỗ, trang bị nền tảng kiến thức cho tôi trong suốt khóa học tại Trường Đại học Nha Trang

Tiếp theo, tôi xin gởi lời biết ơn sâu sắc tới TS Lê Minh Hoàng – người đã tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện về trang thiết bị thí nghiệm trong quá trình thực hiện đề tài cũng như đã truyền đạt kinh nghiệm, giúp đỡ tôi hoàn thành bài luận văn này Xin cảm ơn chị Nguyễn Thị Thanh Thủy đã chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong quá trình làm thí nghiệm, cảm ơn tập thể lớp 51NTTS, đặc biệt là hai bạn Trương Thị Oanh và Đào Thị Hàn Ly đã đồng hành và chia sẻ với tôi trong suốt quá trình học tập Cuối cùng, tôi cũng xin gởi lời cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè, những người đã luôn bên cạnh và động viên tôi trong học tập cũng như trong quá trình thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn !

Nha Trang, tháng 6 năm 2013

Sinh viên

Võ Thị Trúc Linh

MỤC LỤC

Nội dung Trang

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC BẢNG iv

DANH MỤC HÌNH v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi

TÓM TẮT vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Một số đặc điểm sinh học của cá hồng bạc 3

1.1.1 Hệ thống phân loại 3

1.1.2 Đặc điểm hình thái 4

1.1.3 Phân bố 4

1.1.4 Sinh trưởng 5

1.1.5 Dinh dưỡng 5

1.1.6 Đặc điểm sinh sản 6

1.2 Một số đặc điểm về tinh trùng cá 6

1.2.1 Quá trình tạo tinh trùng 6

1.2.2 Đặc điểm cấu tạo của tinh trùng 7

1.2.3 Đặc điểm sinh học của tinh trùng 8

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt lực của tinh trùng 10

1.3.1 Các yếu tố bên trong 10

1.3.2 Các yếu tố bên ngoài 12

1.4 Tình hình nghiên cứu về tinh trùng trên thế giới và ở Việt Nam 18

1.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 18

1.4.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 19

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 21

2.2 Vật liệu nghiên cứu 21

2.3 Phương pháp nghiên cứu 22

2.3.1 Xác định đặc tính lý học của tinh dịch 22

2.3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng lên hoạt lực của tinh trùng 23

2.3.3 Ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu lên hoạt lực của tinh trùng 23

2.3.4 Ảnh hưởng của pH lên hoạt lực của tinh trùng 23

2.3.5 Ảnh hưởng của các ion (Ca2+, K+, Na+) lên hoạt lực của tinh trùng 23

2.3.6 Phương pháp xử lý số liệu 24

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 25

3.1 Một số đặc tính lý học của tinh trùng cá hồng bạc 25

3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng lên hoạt lực của tinh trùng 25

3.3 Ảnh hưởng của pH lên hoạt lực của tinh trùng 27

3.4 Ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu lên hoạt lực của tinh trùng 28

3.5 Ảnh hưởng của các cation lên hoạt lực của tinh trùng 29

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 32

4.1 KẾT LUẬN 33

4.1.1 Một số đặc tính lý học của tinh trùng cá hồng bạc 33

4.1.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng lên hoạt lực của tinh trùng cá hồng bạc 33

4.1.3 Ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu lên hoạt lực tinh trùng cá hồng bạc 33

4.1.4 Ảnh hưởng của pH lên hoạt lực tinh trùng cá hồng bạc 33

4.1.5 Ảnh hưởng của nồng độ ion (K+, Na+ và Ca2+) lên hoạt lực tinh trùng cá hồng bạc 33

4.2 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 33

TÀI LIỆU THAM KHẢO 35

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tỷ lệ pha loãng tối ưu cho hoạt lực tinh trùng của một số loài cá 13

Bảng 1.2 ASTT tối ưu cho hoạt lực tinh trùng của một số loài cá 14

Bảng 1.3 Nồng độ cation tốt nhất cho hoạt lực tinh trùng của một số loài cá 16

Bảng 3.1 Một số đặc tính lý học của tinh trùng cá hồng bạc 25

DANH MỤC HÌNH

Hình Trang

Hình 1.1 Hình thái ngoài của cá hồng bạc Lutjanus argentimaculatus (Forsskal, 1775) 3

Hình 1.2 Bản đồ phân bố cá hồng bạc trên thế giới……… 4

Hình 1.3 Cấu tạo tinh trùng cá [47]………7

Hình 2.1.Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu……….21

Hình 3.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng lên hoạt lực tinh trùng cá hồng bạc 26

Hình 3.2: Ảnh hưởng của pH lên hoạt lực của tinh trùng cá hồng bạc 27

Hình 3.3 Ảnh hưởng của ASTT lên hoạt lực của tinh trùng cá hồng bạc 28

Hình 3.4 Ảnh hưởng của ion Na+ lên hoạt lực của tinh trùng cá hồng bạc 30

Hình 3.5 Ảnh hưởng của ion K+ lên hoạt lực của tinh trùng cá hồng bạc 30

Hình 3.6 Ảnh hưởng của ion Ca2+ lên hoạt lực của tinh trùng cá hồng bạc 31

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CASA: Computer aided for sperm analysis

TÓM TẮT

Hoạt lực của tinh trùng là thông số cơ bản để đánh giá được chất lượng và khả

năng thụ tinh của tinh trùng cá hồng bạc (Lutjanus argentimaculatus) Tuy nhiên, khi

được phóng ra ngoài môi trường, hoạt lực của tinh trùng bị ảnh hưởng bởi một số yếu

tố như : pH, các cation, áp suất thẩm thấu và tỉ lệ pha loãng Hiểu biết các thông số này có thể giúp tạo ra được môi trường hoạt lực tối ưu cho tinh trùng cá hồng bạc Điều này rất hữu ích cho quá trình sinh sản loài cá này, đặc biệt là quá trình thụ tinh nhân tạo Mục tiêu của nghiên cứu này là tìm ra tỉ lệ pha loãng, pH, áp suất thẩm thấu

và các ion tối ưu cho hoạt lực tinh trùng cá hồng bạc Cá hồng bạc đực được thu gom

từ tự nhiên và nuôi giữ tại lồng nuôi tại Vũng Ngán – Nha Trang Kiểm tra mức độ thành thục của cá đực hàng tuần và tiến hành vuốt tinh dịch khi cá đực đạt thành thục Tinh dịch được vuốt vào các ống nhựa và bảo quản các ống này trên đá lạnh để phục

vụ các nghiên cứu liên quan Thí nghiệm về tỉ lệ pha loãng kiểm tra 3 tỉ lệ 1 : 50; 1:100; 1:200 (tinh dịch : nước biển nhân tạo), tỉ lệ pha loãng tối ưu sẽ được lựa chọn để tiến hành các thí nghiệm sau Đối với thí nghiệm về ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu sử dụng dung dịch NaCl ở 4 mức áp suất sau: 200, 300, 400 và 500 mOsm/kg Trong trường hợp thí nghiệm về ảnh hưởng của nồng độ ion sử dụng 4 ion (Ca2+, K+, Na+) ở các nồng độ sau: 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 M Tất cả các thí nghiệm sử dụng kính hiển vi và đồng hồ bấm giờ để xác định các thông số hoạt lực Kết quả thu được từ các thí nghiệm cho thấy tinh trùng hoạt lực tốt nhất ở tỉ lệ 1:100, áp suất thẩm thấu 500 mOsm/kg, ở ion

K+ nồng độ là 0,4M; Na+ là 0,4M và Ca2+ nồng độ là0,4M Kết quả thí nghiệm này giúp chúng ta có thể tạo ra môi trường hoạt động tối ưu cho tinh trùng cá hồng bạc dựa vào các thông số trên

Từ khóa: Cá hồng bạc, Lutjnaus argentimaculatus, áp suất thấm thấu, pH, tỷ lệ pha

loãng, ion, hoạt lực tinh trùng

MỞ ĐẦU

Cá hồng bạc Lutjanus argentimaculatus (Forsskal,1775) là loài rộng muối, phân

bố khắp trên thế giới Ở Việt Nam, cá hồng bạc phân bố rải rác dọc theo bờ biển các tỉnh Quảng Ninh, Hải Phòng, Thừa Thiên – Huế, Bà Rịa – Vũng Tàu, vùng biển Tây Nam Bộ, nhưng tập trung nhiều nhất ở vùng biển Nam Trung Bộ [12] Cá hồng bạc có tốc độ tăng trưởng nhanh, thịt thơm ngon và có giá trị dinh dưỡng cao, giá bán từ 100.000đ/kg – 170.000đ/kg Ở Việt Nam, cá hồng bạc có thị trường xuất khẩu rộng và khá hấp hẫn như Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản, Mỹ, EU [21] Cùng với các đối

tượng cá biển như cá chẽm (Laters calcarifer), cá chẽm mõm nhọn (Psammoperca

waigiensis), cá mú (Epinephelus ssp), cá giò (Rachycentron canadum), cá măng (Chanos chanos), cá hồng bạc (Lutjanus argentimaculatus) là loài cá có giá trị kinh tế

cao và đang được nuôi thương phẩm ở nước ta, nhiều nhất ở các tỉnh Nam Trung Bộ Tuy nhiên cho đến nay, giống cá hồng bạc vẫn còn phụ thuộc phần lớn vào tự nhiên, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn lợi của vùng biển nước ta [21] Nguyễn Địch Thanh [17] đã nghiên cứu sản suất giống nhân tạo cá hồng bạc thành công và đang tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện quy trình Điều này bước đầu mở ra hướng giải quyết khó khăn đối với nguồn giống cá hồng bạc hiện nay

Hiệu quả của quá trình thụ tinh nhân tạo phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau Trong đó, chất lượng sản phẩm sinh dục của cá bố mẹ là cơ sở quan trọng trong việc nâng cao chất lượng thụ tinh Bên cạnh những nghiên cứu về chất lượng trứng, nghiên cứu đánh giá chất lượng tinh trùng và sự ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến hoạt lực của tinh trùng là vấn đề cần thiết [34]

Tinh trùng của hầu hết các loài cá biển thì không hoạt lực trong tinh sào và dịch tương Hoạt lực của chúng xảy ra sau khi phóng thích ra ngoài môi trường nước trong quá trình sinh sản tự nhiên hoặc môi trường thích hợp trong quá trình sinh sản nhân tạo [25, 37] Hoạt lực của tinh trùng là yếu tố quan trọng nhất quyết định đến chất lượng

và khả năng thụ tinh của tinh trùng [50] Tuy nhiên, khi được phóng ra ngoài, hoạt lực của tinh trùng lại phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện môi trường lúc thụ tinh Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến hoạt lực của tinh trùng bao gồm tỷ lệ pha loãng, áp suất thẩm thấu, pH, nhiệt độ, nồng độ các ion( Ca2+, Mg2+, K+, Na+…) [50, 25] Điều này

đã được chứng minh qua các nghiên cứu ở một số đối tượng như: cá tầm Ba Tư

(Acipenser persicus) [25], cá rô Châu Âu (Perca fluviatilis) [26], cá đù vàng

(Larimichthys polyactis) [50], cá bơn Đại Tây Dương (Hippoglossus hippoglossus) [45], cá chép (Cyprinus carpio) [5], cá chẽm mõn nhọn (Psammoperca waigiensis)

[10]… Tuy nhiên chưa có công trình nghiên cứu nào về lĩnh vực này được công bố

trên đối tượng cá hồng bạc (Lutjanus argentimaculatus) Chính vì những nguyên nhân

trên, đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ pha loãng, pH, áp suất thẩm thấu và

các cation (Ca 2+ , K + , Na +) lên hoạt lực tinh trùng cá hồng bạc Lutjanus

argentimaculatus (Forsskal, 1775)” được thực hiện

 Các nội dung được thực hiện trong đề tài bao gồm:

- Ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng lên hoạt lực tinh trùng cá hồng bạc

- Ảnh hưởng của pH hoạt lực tinh trùng cá hồng bạc

- Ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu lên hoạt lực tinh trùng cá hồng bạc

- Ảnh hưởng của các cation (Ca2+, K+, Na+) lên hoạt lực tinh trùng cá hồng bạc

 Mục tiêu của luận văn:

- Mục tiêu tổng thể: Xác định các yếu tố môi trường gồm tỷ lệ pha loãng, áp suất thẩm thấu, pH và nồng độ các ion (Ca2+, K+, Na+) tối ưu cho hoạt lực của tinh trùng cá hồng bạc

- Mục tiêu cụ thể: Kéo dài thời gian sống và khả năng hoạt lực của tinh trùng cá hồng bạc ở ngoài môi trường nhằm góp phần làm tăng khả năng thụ tinh của tinh trùng trong sản xuất giống, nhất là ứng dụng trong thụ tinh nhân tạo

 Ý nghĩa của luận văn:

- Ý nghĩa khoa học: Các kết quả của nghiên cứu là số liệu tham khảo, là cơ sở bước đầu cho các nghiên cứu tương tự về chất lượng của tinh trùng trên các đối tượng

cá biển khác sau này

- Ý nghĩa thực tiễn: Làm tăng khả năng thụ tinh và hiệu quả thụ tinh nhân tạo từ

đó nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất giống loài cá này

Do thời gian thực hiện đề tài và vốn kiến thức của bản thân về nghiên cứu khoa học còn hạn chế nên bài luận văn không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ quý thầy cô và bạn đọc để bài báo cáo được hoàn thiện hơn

Nha Trang, tháng 6 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Võ Thị Trúc Linh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Một số đặc điểm sinh học của cá hồng bạc

Hình 1.1 Hình thái ngoài của cá hồng bạc Lutjanus argentimaculatus (Forsskal, 1775)

Tên tiếng Anh: Silver red snapper

Mangrove red snapper Tên tiếng Việt: Cá Hồng Bạc

Cá Hồng Bạc Ánh

Cá Hồng Vân Bạc Theo tài liệu của Lê Trọng Phấn và ctv [11], họ cá Hồng có 18 giống, 115 loài sống ở biển nhiệt đới, giống cá hồng Lutjanus có 69 loài, trong đó có 45 loài sống ở biển Ấn Độ Dương và Tây Nam Thái Bình Dương

Ở Việt Nam, họ cá Hồng có 10 giống và xác định được 25 loài trong đó phân bố phần lớn ở Vịnh Bắc Bộ với 18 loài thuộc 4 giống, đa số các loài có giá trị kinh tế,

song đáng chú ý hơn cả là cá hồng bạc (Lutjanus argentimaculatus), cá hồng đỏ (L

erythropterus), cá hồng dải đen (L.vita), cá hồng chấm đen (L.russelli) [11]

1.1.2 Đặc điểm hình thái

Cá hồng bạc có thân hình bầu dục, dẹp bên, viền lưng cong đều, chiều dài thân bằng 2,7 – 3 lần chiều cao thân, mõm nhọn, dài, miệng rộng và dày Hàm trên phía ngoài mỗi bên có 1 – 2 răng chìa ra, phía trong có răng xương khẩu cái Xương lá mía

có răng nhỏ mọc thành từng đám Thân phủ vẩy lược lớn, má có 8 hàng vẩy, nắp mang

có 6 hàng vẩy Đường bên hoàn toàn rõ ràng Vây lưng dài liên tục, chỗ tiếp giáp giữa tia vây cứng và tia vây mềm lõm xuống Vây hậu môn lớn, vây ngực dài hình lưỡi liềm Vây đuôi rộng, viền sau hơi lõm [1]

Màu sắc khi còn sống hơi đỏ hoặc hồng tía, bụng có màu trắng xám bạc Cá chưa trưởng thành có một dãy gồm 8 vạch màu hơi trắng vắt giữa hai bên Trừ vây ngực có màu đỏ tươi, màu các vây khác đều có màu xám đen Ngang qua nắp mang thường có 1 – 2 vân màu xanh dưới mắt [21]

1.1.3 Phân bố

Cá hồng bạc (Lutjanus argentimaculatus) là loài phân bố tương đối rộng Cá

hồng bạc phân bố ở các vùng biển nhiệt đới và cận nhiệt đới thuộc Tây Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương, giữa kinh tuyến 50o kinh Đông – 160o kinh Tây, vĩ tuyến 32oBắc – 26o vĩ độ Nam [56], dọc theo bờ biển các nước như: Ấn Độ, Srilanca, vịnh Bengal, Bắc Australia, New Guinea, Indonesia, Philippine, Malaysia, Thái Lan, Đài Loan, Trung Quốc, Nhật Bản [17]

Hình 1.2 Bản đồ phân bố cá hồng bạc trên thế giới

(Chú thích: Vùng có màu đỏ là nơi phân bố của cá hồng bạc)

Nguồn: www.aquamaps.org, version of Aug 2010 Web Accessed 19 Jun 2013

Ở Việt Nam, cá hồng bạc phân bố ở vùng biển các tỉnh: Quảng Ninh, Hải Phòng, Thừa Thiên-Huế, Bà Rịa-Vũng Tàu, Kiên Giang Nhưng tập trung nhiều nhất ở vùng biển các tỉnh Nam Trung Bộ từ Đà Nẵng đến Bình Thuận và quần đảo Trường Sa [17, 12]

Cá hồng bạc là loài rộng muối, có thể sống ở nơi có độ mặn từ 15 – 35‰, khoảng nhiệt độ từ 16 – 30oC, tuy nhiên nhiệt độ thích hợp nhất là từ 26 – 30oC Giai đoạn cá giống sống chủ yếu ở khu vực nước lợ cửa sông và rừng ngập mặn, nơi có độ mặn > 15‰ Cá sắp trưởng thành chúng di cư ra vùng biển xa bờ, nước sâu, sống ở gần đáy Chất đáy là rạn san hô, đá sỏi hoặc đáy cứng nhiều rong có độ mặn cao từ 30 – 35‰ Khi trưởng thành và tham gia sinh sản, trứng và cá bột trôi dạt theo sóng và được thủy triều đưa vào các vùng nước gần bờ có độ mặn thấp hơn để sinh trưởng và phát triển

Vì vậy ta thường thấy cá giống ở khu vực nước lợ cửa sông và vùng rừng ngập mặn,

60 con/m3, cỡ cá 30 g/con hoặc 10 con/m3, cỡ 10 cm, nặng 20 g/con, sau thời gian 9 –

10 tháng nuôi cá đạt cỡ 500 – 900 g/con, kích thước 28 cm, tỷ lệ sống 95% Trong điều kiện nhân tạo, cá mới nở có chiều dài 1,56 – 1,87 mm, sau 30 – 40 ngày đạt chiều dài 2,5 –

3 cm và đạt chiều dài 7,5 cm, khối lượng 7,5 g/con sau 3 tháng nuôi [39]

1.1.5 Dinh dưỡng

Cá hồng bạc là loài cá dữ ăn thịt, hàm trên có những đôi răng nanh mạnh khỏe Cường độ bắt mồi mạnh nhất vào lúc gần tối, thức ăn chủ yếu là các loài cá nhỏ, giáp xác, ấu trùng nhuyễn thể, giai đoạn ấu niên ăn tôm, cá nhỏ [21]

Trong sinh sản nhân tạo, khi cá mới nở cho ăn luân trùng nhỏ (kích thước <100 µm) và ấu trùng nhuyễn thể với kích thước từ 60 – 90 µm Khi cá đạt chiều dài từ 1

cm trở lên ( 10 – 12 ngày tuổi) cho ăn nauplius của artemia, copepoda Khi cá đạt cỡ 4 – 5 cm trở lên cho ăn artemia trưởng thành, copepoda, cá tạp băm nhỏ Giai đoạn trưởng thành chúng bắt mồi sống chủ động như cá , tôm, động vật thân mềm Vì vậy trong điều kiện nuôi thương phẩm người ta cho ăn cá tạp, thức ăn chế biến, thức ăn tổng hợp [8]

1.1.6 Đặc điểm sinh sản

Cá hồng bạc được đánh bắt ngoài tự nhiên có kích cỡ khác nhau nên khó xác định tuổi thành thục của cá Trong nghiên cứu cho sinh sản nhân tạo đàn cá bố mẹ được nuôi trong lồng ở Thái Lan từ con giống tự nhiên đến tham gia sinh sản lần đầu

là khoảng 4 – 5 tuổi, khối lượng 4 – 7 kg/con Trong khi đó kết quả nghiên cứu tại EMDEC, đối với cá bố mẹ được nuôi trong ao đất cho đẻ lần đầu với khối lượng 3 – 7 kg/con, cỡ 4 – 7 tuổi [57]

Tại Thái Lan, trong điều kiện sinh sản nhân tạo bằng phương pháp tiêm hormone cho thấy cá hồng bạc có thể đẻ trứng quanh năm, từ cuối tháng 01 đến đầu tháng 11 năm sau, và đẻ nhiều trong khoảng thời gian từ tháng 04 đến tháng 11, cá thường đẻ vào lúc 1 – 4 giờ sáng, trùng với khi thủy triều lên [39] Khi xem xét kết quả nghiên cứu mùa vụ thành thục tuyến sinh dục của cá hồng bạc, NICA đã đưa ra kết luận: tuyến sinh dục bắt đầu thành thục từ tháng 1 đến tháng 5 và hoàn toàn thành thục từ tháng 6 đến tháng 9 [57]

Ở Việt Nam, theo Nguyễn Đình Mão và Nguyễn Địch Thanh [9] mùa vụ sinh sản của cá Hồng bạc từ tháng 4 đến tháng 9 Mặt khác, theo nghiên cứu của Phạm Thị Quyến [13] cho biết mùa vụ sinh sản của loài cá này khoảng từ tháng 4 đến tháng 8

1.2 Một số đặc điểm về tinh trùng cá

1.2.1 Quá trình tạo tinh trùng

Tinh trùng trước khi thành thục trải qua nhiều giai đoạn phát triển khác nhau,

cuối cùng mới phân hóa cao độ hình thành tế bào sinh dục đực hoàn thiện có khả năng

thụ tinh Quá trình tạo tinh trùng của cá diễn ra trong tinh sào [7], bắt đầu từ tế bào sinh dục nguyên thủy và trải qua các giai đoạn sau:

Giai đoạn tăng sinh: Từ tế bào sinh dục nguyên thủy phân chia nguyên nhiễm

nhiều lần tạo thành các tinh nguyên bào Tinh nguyên bào có một nhân to, chất nguyên sinh trong nhân phân bố đều Đường kính của tinh nguyên bào dao động từ 9 – 16 µm [2]

Giai đoạn sinh trưởng: Ở giai đoạn này, chất dinh dưỡng do tinh nguyên bào

hấp thụ được đồng hóa và chuyển thành nguyên sinh chất của tế bào Do đó tế bào sinh trưởng mãnh liệt, thể tích tăng lên và hình thành tinh bào sơ cấp (tinh bào cấp 1) Nguyên sinh chất trong nhân tế bào từ dạng hạt đã biến thành thể nhiễm sắc sợi mảnh hoặc thô chuẩn bị cho giai đoạn phân chia tiếp theo [2, 15]

Giai đoạn thành thục: Tinh bào sơ cấp trải qua 2 lần phân chia liên tục:

- Lần 1: Từ 1 tinh nguyên bào sơ cấp phân chia giảm nhiễm hình thành 2 tế bào

thứ cấp Số lượng nhiễm sắc thể trong nhân giảm đi một nửa (thể đơn bội kép)

- Lần 2: Tinh bào thứ cấp phân chia nguyên nhiễm tạo nên 2 tinh tử có bộ nhiễm sắc thể 1n Như vậy, từ 1 tế bào sinh dục nguyên thủy sẽ tạo thành 4 tinh tử có bộ nhiễm sắc thể 1n Tinh tử trải qua các quá trình biến thái đặc biệt để hình thành nên tinh trùng [2]

1.2.2 Đặc điểm cấu tạo của tinh trùng

Tinh trùng của các động vật khác nhau thì khác nhau khá nhiều, tuy nhiên tất cả đều có nét tương đồng về hình thái, có liên quan mật thiết đến chức năng chủ yếu của tinh trùng là khả năng sống và thụ tinh [2] Tinh trùng là một tế bào đặc biệt thích ứng với chức năng vận động và thụ tinh Tinh trùng có kích thước vô cùng nhỏ từ 50 – 60

µm, được bao bọc bởi màng tế bào và có các cơ quan như nhân, ty thể, trung thể, roi Cấu tạo tinh trùng gồm 3 phần: phần đầu, phần cổ và phần đuôi [15, 4, 2]

Hình 1.2 Cấu tạo của tinh trùng cá [47]

Phần đầu: Đầu tinh trùng là phần có khả năng kích thích trứng và chuyển vật chất

di truyền vào trong trứng Hình thái của đầu tinh trùng khác nhau tùy loài, có thể là

hình đa giác, hình xoắn hay hình ovan ở cá sụn, ở cá xương đầu tinh trùng có cấu tạo đơn giản gần như hình tròn [2] Đầu tinh trùng thường rất to so với phần cổ và đuôi Trên cùng của đầu, nằm ngang dưới màng là thể đỉnh Thể đỉnh có hình như chiếc mũ trùm xuống phía dưới, trong nó chứa các enzyme như hialuronidase, protease… có tác dụng hòa tan màng tế bào trứng, mở đường cho tinh trùng xâm nhập vào khi thụ tinh Thể đỉnh do bộ máy Golgi tạo thành Nhân tinh trùng nằm dưới thể đỉnh, rất to và đông đặc, chứa nguyên liệu di truyền của giao tử đực Bao quanh nhân và thể đỉnh là một lớp tế bào chất mỏng [4]

Phần cổ: Phần cổ tinh trùng tương đối ngắn, cách đầu bằng một lớp màng mỏng

Trong cổ chứa trung tử đầu và trung tử đuôi nằm vuông góc với nhau Từ trung tử đuôi

phát ra các sợi trục của tinh trùng Trung tử đầu đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân chia trứng đã được thụ tinh [4]

Phần đuôi: Đuôi tinh trùng cá là cơ quan hoạt lực dài và mảnh tùy theo loài Phần đầu của đuôi tinh trùng là vòng xoắn ty thể Ty thể là bào quan mang các enzyme oxy hóa và enzyme oxyphotphorin hóa do vậy nó có liên quan đến quá trình hoạt động

và chuyển hóa năng lượng của tinh trùng Phần cuối của đuôi gồm 10 đôi sợi trục, 1 đôi phân bố ở giữa và 9 đôi ở ngoại vi Đuôi đảm bảo cho tinh trùng hoạt động Sự di chuyển được thực hiện bằng cách chuyển động co duỗi lượn sóng và chuyển động đập của đuôi [4]

1.2.3 Đặc điểm sinh học của tinh trùng

cá hồi (Salmo trutta macrostigma) là 6,02×109 tế bào/ml [32], cá hồi Đại Tây Dương

(Salmo salar) là 9,5×109 tế bào/ml [23] Đối với một số loài cá biển mật độ tinh trùng như sau: cá ngừ đại dương là 30 – 50×109 tế bào/ml, cá chẽm châu Âu (Dicentrarchus

labrax) là 60×109 tế bào/ml, cá tuyết (Gadus morhua) là 4,5 – 8,7×109 tế bào/ml [37],

cá bơn Đại Tây Dương (Hippoglossus hippoglossus) là 2 – 6×109 tế bào/ml [45], cá

chẽm mõm nhọn (Psammoperca waigiensis) là 31,35×109 tế bào/ml [10]

1.2.3.2 Đặc điểm vận động

Tinh trùng sống trong tinh sào (buồng sẹ) thì không vận động nhưng khi ra môi trường nước thì bắt đầu vận động Chính sự hoạt động này làm cho tinh trùng tiêu hao năng lượng và chóng chết [16, 2] Năng lượng cung cấp cho tinh trùng vận động chủ yếu dựa vào sự phân giải gluxit- là năng lượng dự trữ của tinh trùng [15]

Giống như các động vật khác, tinh trùng của cá có khả năng vận động nhờ sự co rút của đuôi Quá trình vận động khi ra môi trường nước chia ra 2 giai đoạn: giai đoạn đầu là chuyển động xoáy theo hướng tiến thẳng về phía trước; giai đoạn tiếp theo là chuyển động lắc, lực vận động giảm dần cho đến khi chết Chỉ có các tinh trùng ở giai đoạn vận động mạnh mới có khả năng thụ tinh [16] Thời gian vận động của các loài

cá khác nhau thì khác nhau và nói chung đều rất ngắn Ví dụ: Thời gian vận động của

tinh trùng một số loài cá như sau: cá chép khoảng 3 phút, cá diếc (Carsssius carassius)

là 1 – 3,2 phút, cá Rutilus rutilus khoảng 2 – 4,6 phút, cá hanh (Tinca tinca) là 11,5

phút, cá rô Châu Âu (Perca fluviatilis) khoảng 1 – 2,3 phút [15], cá chẽm Châu Âu (Dicentrurchus lahrax) và cá bơn (Scophthalmus maximus) thời gian vận động tương ứng là 3 và 26 phút, cá chẽm mõm nhọn (Psammoperca waigiensis) là khoảng 3 – 5

phút [10].

Khả năng, tốc độ và thời gian hoạt động của tinh trùng phụ thuộc vào đặc điểm của loài, mức độ thành thục và điều kiện môi trường mà nó đang sống Sự vận động và thời gian hoạt lực của tinh trùng là tiêu chuẩn quan trọng giúp đánh giá được chất lượng tinh trùng [15] Persov (dẫn theo Phan Thị Thảo [19]) đã đề nghị bảng để đánh giá mức độ chuyển động của tinh trùng sau khi cho vào nước (gồm 5 mức) như sau:

- Mức 5: Tất cả tinh trùng đều chuyển động tiến thẳng

- Mức 4: Đa số tinh trùng chuyển động tiến trong hiển vi, thường thấy chỉ có một

số ít tinh trùng dao động

- Mức 3: Số tinh trùng chuyển động ít hơn số tinh trùng dao động, đã có một số tinh trùng bất hoạt

- Mức 2: Rất ít tinh trùng chuyển động tiến, một số ít chuyển động dao động, ¾

số tinh trùng không chuyển động

- Mức 1: Tất cả tinh trùng không chuyển động

Tuy nhiên, các mức này không đánh giá chính xác được khả năng hoạt lực của tinh trùng vì thế cần phải áp dụng phương pháp khác để đánh giá chính xác hơn Hiện nay với công nghệ hiện đại, phần mềm CASA đang được áp dụng rộng rãi trong việc phân tích hoạt lực tinh trùng Phương pháp này có thể đánh giá chính xác và đưa ra kết quả đáng tin cậy hơn

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt lực của tinh trùng

Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt lực cũng như khả năng thụ tinh của tinh trùng đã được nghiên cứu, mặc dù một số khía cạnh của cơ chế này còn chưa thực sự được hiểu

rõ Hai yếu tố chính đã được xác định là yếu tố kích hoạt sự vận động của tinh trùng bao gồm: các yếu tố môi trường bên ngoài liên quan đến tinh trùng sau khi chúng được phóng ra và các yếu tố bên trong ( chất lượng cá bố mẹ, chất lượng tinh dịch, các yếu

tố có trong trứng hay dịch tương của tinh trùng…) [53]

1.3.1 Các yếu tố bên trong

 Chất lượng cá bố mẹ:

Việc duy trì cá bố mẹ trong điều kiện nuôi dưỡng thích hợp cho mỗi loài là một yêu cầu quan trọng để sản xuất tinh trùng có chất lượng tốt Điều này có liên quan đến các yếu tố thủy lý, thủy hóa của nước (nhiệt độ, oxy, độ mặn…), ánh sáng, loại bể

nuôi, mật độ cá và nhiều yếu tố khác Trong cá hồi vân (Oncorhynchus mykiss) chất

lượng của tinh trùng được sử dụng để bảo quản lạnh có thể được cải thiện bằng cách quản lý tốt nhiệt độ nước nuôi cá bố mẹ Độ mặn là một yếu tố môi trường khác ảnh hưởng đến thành phần lipid của màng tế bào, đặc biệt là trong các cơ quan điều hòa ASTT [34]

Chất lượng tinh trùng có tốt hay không phụ thuộc vào mức độ thành thục của cá đực, điều kiện nuôi cũng như môi trường nó đang sống Khả năng vận động của tinh trùng chưa thành thục hay quá thành thục đều rất kém so với thành thục vừa Ngoài ra, việc sử dụng kích dục tố cũng ảnh hưởng đến chất lượng tinh trùng [6] Tuổi của cá bố

mẹ có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng tinh trùng và có thể ảnh hưởng đến sự thành công của lưu trữ tinh trùng [44] Buyukhatipoglu và Holtz [44] quan sát thấy rằng cá hồi vân thành thục lần thứ hai sản sinh tinh trùng có chất lượng tốt hơn lần đầu tiên về dung lượng và mật độ tinh trùng Gjerde [44] đã tìm thấy mối tương quan thuận giữa thể tích của tinh dịch và kích cỡ cơ thể (khối lượng và chiều dài) ở cá hồi Đại Tây

Dương (Salmo salar) và cá hồi vân (Oncorhynchus mykiss)

Ngoài ra, thành phần dinh dưỡng khi nuôi cá bố mẹ cũng ảnh hưởng rất lớn đến

chất lượng tinh trùng Đối với cá hồi vân (Oncorhynchus mykiss), dinh dưỡng của cá

bố mẹ ảnh hưởng đến các thành phần phospholipid của tinh trùng [34] Chế độ cho ăn bằng việc sử dụng thức ăn viên được làm giàu với dầu cá làm tăng lên đáng kể thể tích tinh dịch, mật độ tinh trùng, tỷ lệ sống của phôi và ấu trùng cá chẽm Châu

Âu (Dicentrarchus labrax) so với chế độ cho ăn sử dụng những thức ăn không được

làm giàu Trong một nghiên cứu khác, thức ăn được làm giàu chứa acid béo không bão hòa (PUFA) có thể tăng cường hiệu quả sinh sản của cá chẽm đực Nghiên cứu này cũng cho thấy rằng thức ăn có bổ sung vitamin C có thể bảo vệ các tế bào tinh trùng khỏi các tác dụng phụ của chất chống oxy hóa lipid màng tế bào bằng cách làm giảm tác động xấu từ quá trình peroxy hóa lipid [44] Bên cạnh đó, một số chất trong thức

ăn có thể ảnh hưởng tiêu cực tới chất lượng của tinh trùng Chất gossypol được sử dụng trong thức ăn viên làm suy giảm hạt lực của tinh trùng và hoạt động của enzim

dehydrogenase ở cá rô vàng (Perca flavescens) [35] Điều này cũng đã được báo cáo ở

cá miệng tròn bởi Rinchard và ctv [55] và ở cá hồi vân (Oncorhynchus mykiss) bởi Lee

và ctv [51]

 Chất lượng tinh dịch:

Chất lượng tinh dịch là một thước đo về khả năng tinh trùng thụ tinh thành công cho trứng mà chủ yếu phụ thuộc vào các thông số chất lượng là thành phần của tinh dịch, khối lượng tinh dịch, mật độ tinh trùng và khả năng di chuyển của tinh trùng [44] Tinh dịch tốt là tinh dịch trắng sữa hoặc trắng đục, đặc và không lẫn tạp chất như phân, nước tiểu, chất nhớt, nước….Tinh dịch tốt thì hoạt lực của tinh trùng tốt hơn, sống lâu hơn và khả năng chịu ảnh hưởng của điều kiện môi trường tốt hơn [19]

Ở một số loài cá, nhiễm bẩn tinh dịch bởi nước tiểu trong quá trình thu thập tinh dịch có thể là do của ống dẫn tinh và niệu quản quá gần nhau, hoặc chỉ có một lỗ niệu sinh dục duy nhất thông qua đó cả tinh dịch và nước tiểu được đưa ra ngoài Nước tiểu

sẽ là môi trường kích hoạt tính tự phát của tinh trùng trong tinh dịch trước khi tinh trùng phóng thích ra ngoài và được kích hoạt trong môi trường nước hoặc môi trường chất pha loãng Điều này có thể làm cho tinh trùng mất năng lượng hoạt động trước khi phóng thích ra ngoài để quá trình thụ tinh xảy ra Kết quả tỷ lệ thụ tinh sẽ giảm [44] Ở cá hồi Đại Tây Dương, ô nhiễm nước tiểu làm tăng sự thay đổi của các thành phần dịch tương và làm giảm độ thẩm thấu cũng như giảm nồng độ K+ Ô nhiễm tinh

dịch cá chép (Cyprinus carpio) do nước tiểu làm giảm năng lượng và giảm khả năng

vận động của tinh trùng [44]

 Chất kích thích trong quá trình sinh sản

Đôi khi khả năng vận động của tinh trùng tăng lên để đáp ứng với những chất dẫn tiết ra từ trứng Cơ chế sinh hóa của tinh trùng đối với trứng xảy ra dưới ảnh hưởng của các chất dẫn hóa học được tạo ra từ trứng để hướng dẫn tinh trùng đến nó

và hoàn thành quá trình thụ tinh Trong một số trường hợp, các chất tiết ra này không chỉ làm tăng khả năng hoặc điều chỉnh quá trình vận động mà còn đóng vai trò kích hoạt sự khởi đầu vận động khi tinh trùng được phóng ra Chất keo bao phủ xung quanh những quả trứng có chứa peptit nhỏ (speract, resact) là thành phần đặc biệt có thể thay đổi trạng thái trao đổi chất và khả năng vận động, và có thể tạo điều kiện cho việc kích hoạt phản ứng của đầu tinh trùng [38] Ở cá trích, khả năng vận động của tinh trùng được kích hoạt bởi sự có mặt của yếu tố khởi đầu (glycoprotein) nằm trong vùng lỗ noãn của trứng [42]

Trong các trường hợp khác, chất này có thể được chứa trong dịch tương, giúp tăng cường khả năng di chuyển của tinh trùng và quá trình trao đổi chất Hiện tượng này đã được mô tả trong nhóm hải tiêu và động vật da gai, cũng như trong một số loài

cá như cá chép Nhật (Acheilognathus lanceolata), cá trích (Clupea pallasii) và cá miệng tròn (Petromyzon marinus) [34] Thành phần các chất có trong buồng sẹ của

một số loài cá xương cũng có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì khả năng vận động của tinh trùng bằng cách giảm sự phân tán của tinh trùng trong tự

nhiên, chẳng hạn như trong trường hợp của cá cóc (Halobatrachus didactylus) [34] Một số protein có trong trong tinh dịch cá chẽm châu Âu (Dicentrarchus labrax) và cá hồi Đại Tây Dương (Salmon salar) được xác định là có thể tham gia vào quy định của

khả năng vận động của tinh trùng [63]

1.3.2 Các yếu tố bên ngoài

 Tỷ lệ pha loãng:

Pha loãng cho phép tất cả các tinh trùng được kích hoạt cùng một lúc và tránh sai sót trong trường hợp quan sát với mật độ tinh trùng cao Điều này đặc biệt quan trọng trong các loài có mật độ tinh trùng cao và tinh trùng chuyển động nhanh chóng

Pha loãng tinh trùng sẽ làm giảm mật độ của tinh trùng Nếu mật độ quá dày sẽ ảnh hưởng đến khả năng bơi của tinh trùng do nó phải cạnh tranh cao trong một không gian hẹp, điều này sẽ khiến cho tinh trùng tiêu hao năng lượng lớn và mau chết hơn [62] Nhưng mật độ thưa quá cũng làm giảm khả năng thụ tinh của tinh trùng do quãng đường chúng phải bơi để gặp trứng xa hơn Do đó tỉ lệ pha loãng tối ưu là một yếu tố quan trọng giúp tinh trùng hoạt lực tốt nhất [37, 62]

Tỉ lệ pha loãng ở các loài cá là khác nhau thì khác nhau Nó phụ thuộc vào mật

độ tinh trùng của loài đó

Bảng 1.1 Tỷ lệ pha loãng tối ưu cho hoạt lực tinh trùng của một số loài cá

Tên loài Tỷ lệ pha loãng tối ưu TLTK

Cá trê châu Á (Clarias macrocephalus) 1 :100 [40]

số loài cá, khả năng vận động đã được kích hoạt bằng cách sử dụng môi trường từ các loại đường hoặc các hợp chất khác không chứa ion, chẳng hạn như cá tráp

(Sparus auratus), cá nóc (Takifugu niphobles) Điều này chứng minh rằng nhân

tố chính gây ra sự vận động của tinh trùng là áp suất thẩm thấu Thay đổi trong áp suất thẩm thấu (0 – 300 mOsmol/kg) có thể bắt đầu tính di động của tinh trùng trong hầu hết các loài cá [34]

Bảng 1.2 ASTT tối ưu cho hoạt lực tinh trùng của một số loài cá

Nếu tinh trùng được đưa vào môi trường có áp suất thẩm thấu cao hơn áp suất thẩm thấu ở tế bào chất của tinh trùng thì nước từ trong tế bào chất đi ra ngoài, tinh trùng bị mất nước và teo lại, đuôi hoạt động không linh hoạt nữa, tinh trùng không vận động được và mất khả năng thụ tinh Nếu đưa tinh trùng vào môi trường có áp suất thẩm thấu thấp hơn áp suất thẩm thấu của tế bào chất tinh trùng thì nước có xu hướng thấm vào tinh trùng làm cho nó bị trương phồng lên dẫn tới vỡ tế bào [20]

Ở trong môi trường đẳng trương áp suất thẩm thấu bên ngoài bằng bên trong, tức

là áp suất thẩm thấu của môi trường bằng áp suất thẩm thấu trong tinh dịch thì tinh trùng không phải tiêu hao năng lượng cho việc điều chỉnh áp suất thẩm thấu, vì vậy sẽ kéo dài được tuổi thọ Tinh trùng cá xương có thể điều chỉnh áp suất thẩm thấu theo một chiều nhất định [20]

Đối với cá nước ngọt, áp suất thẩm thấu của tế bào chất tinh trùng tương đương với dung dịch nước muối NaCl 0,5% và nó có khả năng thích nghi với môi trường nước có áp suất thẩm thấu thấp hơn áp suất thẩm thấu của tế bào chất nên nó chống được sự thấm nước từ ngoài vào Tuy nhiên, tinh trùng cá nước ngọt lại không có khả năng điều chỉnh áp suất thẩm thấu ở môi trường có áp suất thẩm thấu cao Trong môi trường có áp suất thẩm thấu cao, tinh trùng cá nước ngọt sống lâu hơn so với môi trường có áp suất thẩm thấu thấp hơn vì ở đó chúng tiêu tốn ít năng lượng hơn [15] Đối với cá biển, áp suất thẩm thấu của tế bào chất tương đương với dung dịch nước muối NaCl 0,75%, thấp hơn so với áp suất thẩm thấu của nước ngọt Khi vào

nước biển tinh trùng của cá biển có khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu để tế bào chất của nó không bị mất nước, nhanh chóng thích nghi với điều kiện môi trường Tinh trùng cá biển không có khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu khi chúng ở môi trường

có áp suất thẩm thấu nhỏ hơn áp suất thẩm thấu của tế bào chất của chúng, nghĩa là không chống được sự xâm nhập của nước vào tế bào chất [15]

Tóm lại, áp suất thẩm thấu của môi trường bằng áp suất thẩm thấu trong tinh dịch

là tốt nhất cho tinh trùng hoạt động và có khả năng thụ tinh bình thường

 Các cation:

Ion K +: Trong các nghiên cứu về tinh dịch cá, người ta đã chỉ ra các ion có vai trò quan trọng trong kích hoạt tinh trùng hoạt động đó là K+, Ca2+, Na+, Mg2+ Alavi và Cosson [34] đã mô tả tương tác và ảnh hưởng của Ca2+ và K+, hai ion lớn hiện diện trong huyết tương tinh dịch được coi là các ion chìa khóa để kích hoạt hoạt lực của tinh trùng và thời gian hoạt lực trong tinh trùng cá biển cũng như trong họ cá hồi và họ

cá tầm Ở cá hồi, dịch tương có chứa K+ nồng độ cao (từ 20 đến 60 mM) có thể liên quan đến sự bất động của tinh trùng trong tinh dịch Vận động được kích hoạt bởi sự suy giảm nồng độ K+ môi trường bên ngoài qua màng tế bào [24] Một số nghiên cứu xác nhận các cation hoá trị hai như Ca2+ và Mg2+ trong môi trường thụ tinh, thường đối kháng lại hay ức chế ion K+ Alavi và Cosson [24] đưa ra giả thuyết rằng các yếu tố

ức chế nồng độ cao của K+ có thể phụ thuộc vào sự nhạy cảm của các tinh trùng với ion này thay đổi giữa con đực vào mùa sinh sản, có thể do những thay đổi theo mùa làm thay đổi nồng độ K+ và Ca2+ trong dịch tương Tinh trùng cá chép ít nhạy cảm với

K+, nhưng khả năng vận động của chúng được phục hồi sau khi cho chúng ở trong môi trường K+ với nồng độ cao khi các tế bào ở trạng thái bất động [54]

Ion Na + có vai trò thứ yếu trong việc kích hoạt và duy trì vận động của tinh trùng

cá Thực tế không có nhiều nghiên cứu được tìm thấy để chứng minh về vai trò kích hoạt vận động tinh trùng cá của ion này và chỉ gần đây vai trò của Na+ mới được biết

đến qua một nghiên cứu trên tinh trùng cá trích (Sardinella aurit) Vines và ctv [58]

phát hiện sự trao đổi qua lại hàm lượng Na+/Ca2+ trong tinh trùng của loài này và công nhận rằng sự kích hoạt vận động xảy ra bằng cách đảo ngược sự trao đổi Na+/Ca2+ Tinh trùng nhạy cảm với ion kim loại hóa trị 2 và 3 hoặc acid, sự có mặt của các ion này làm cho tinh trùng kết dính vào nhau Ở môi trường kiềm hóa tinh trùng hoạt động tích cực hơn nhưng mau chóng hết năng lượng và chóng chết [4]

Ion Ca 2+ ngoại bào được coi là một điều kiện tiên quyết để bắt đầu của sự vận động trong một số loài cá Các dòng Ca2+ bên ngoài được thúc đẩy bởi các kích thích gây ra kích hoạt, và Ca2+ thâm nhập vào tế bào chất của tinh trùng tham gia vào sự kích hoạt một số enzym hoặc các protein khác [34] Trong tinh trùng cá chép, Krasznai

và ctv [48] cho rằng sự xâm nhập của canxi ngoại bào tương tự như sự phát ra của

Ca2+ từ các kho dự trữ nội bào, nhưng trong trường hợp không có dòng Ca2+ từ bên ngoài, sự giải phóng Ca2+ từ các kho dự trữ nội bào gây ra bởi các cơ chế khác không kích hoạt khả năng di chuyển của tinh trùng, do đó sự gia nhập của Ca2+ bên ngoài là một điều quan trọng

Ion Mg 2+ cũng là một ion thứ yếu trong dịch tương tinh trùng cá mà có liên quan

đến kích hoạt vận động của tinh trùng Theo các nghiên cứu trên cá nước ngọt, ion

Mg2+ ức chế sự hoạt động của ion K+, song trên cá biển vẫn chưa có chứng minh nào cho điều đó Sự ức chế khả năng vận động của tinh trùng trong tinh dịch chủ yếu là do ion K+ (trong cá hồi) và áp suất thẩm thấu (trong cá chép) nhưng Mg2+ cũng có phần ảnh hưởng tới tính bất hoạt của tinh trùng [34]

Bảng 1.3 Nồng độ cation tốt nhất cho hoạt lực tinh trùng của một số loài cá

cá tầm ở 0 – 4ºC thì sống lâu nhất, nếu bảo quản tốt có thể sống được 19 ngày [15] Ở

cá hồi vân, thời gian vận động là khoảng 140s ở 5ºC và giảm xuống còn 70s ở 10ºC

[30] Theo Williot và ctv [44], kết quả trên cá tầm (Acipenser baeri) cho thấy tinh

trùng hoạt động cao nhất ở mức 10ºC và thấp nhất là 17,5ºC Có thể kết luận rằng nhiệt độ thuận lợi cho khả vận động của tinh trùng tốt nhất là tương đương với phạm

vi nhiệt độ nước nơi sinh sản của loài cá đó trong tự nhiên [44]

đó khả năng vận động có thể được bắt đầu trong điều kiện đẳng trương nếu pH trong tế bào tăng Tuy nhiên vào năm 1991, Boitano và ctv [31] chứng minh rằng pH không có ảnh hưởng đến tinh trùng cá hồi Hầu như trong tất cả các loài, phạm vi pH để kích

hoạt khả năng vận động là khá lớn, khác nhau từ acid (pH = 5) đến kiềm (pH =10) (cá chẽm, cá chép, cá đối) [34]

1.4 Tình hình nghiên cứu về tinh trùng trên thế giới và ở Việt Nam

1.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Hoạt lực của tinh trùng là yếu tố có vai trò quyết định để đánh giá chất lượng và khả năng thụ tinh của tinh trùng [50] Các kiến thức về hoạt lực của tinh trùng được phát triển xuất phát từ nghiên cứu trên mô hình của tinh trùng nhím biển

(Authoeidaris erassispina) [43] Sau đó, nhiều nghiên cứu đánh giá chất lượng của

tinh trùng và ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến chất lượng tinh trùng đã được thực hiện trên nhiều đối tượng khác nhau Đối với cá biển, các đối tượng đã được

nghiên cứu như: cá tuyết (Gadus morhua macrocephalus) [60], cá bơn Đại Tây Dương (Hippoglossus hippoglossus) [45], cá chẽm châu Âu (Dicentrarchus labrax),

cá tráp (Sparus auratus) [29], cá đối (Mugil cephalus), cá Trachurus mediterraneus,

cá Mullus barbutus, cá Boops boops, cá Diplodus sargus [49], cá bống (Gillichthys

mirabilis) [59] vv…Tiếp đến là các nghiên cứu trên các đối tượng cá nước ngọt như:

họ cá hồi Salmonidae [30, 31], họ cá chép Cyprinidae [26], họ cá tầm Acipenseridae [24]

Tỷ lệ pha loãng của tinh trùng ảnh hưởng quan trọng đến hoạt lực và khả năng thụ tinh của tinh trùng Cosson và ctv [24] nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng

đến khả năng di chuyển của tinh trùng cá Tầm Ba Tư (Acipenser persicus) trong môi

trường nước ngọt và nước ngọt có chứa 20mM HCl, ở các tỷ lệ pha loãng 1:10, 1:50

và 1:200 đã kết luận tỉ lệ pha loãng tốt nhất là 1:50 Kết quả tương tự được chứng

minh trên cá rô châu Âu (Perca fluviatilis) là 1:50 [26] Đối với cá đù vàng (Larimichthys polyactis) thì tỉ lệ pha loãng tối ưu là 1:100 [50]

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, áp suất thẩm thấu cũng ảnh hưởng đến hoạt lực

và khả năng thụ tinh của tinh trùng Bates [28] nghiên cứu tinh trùng cá trê (Ictalurus

punctatus) nhận thấy rằng áp suất thẩm thấu trên 220 mOsm/kg khả năng hoạt lực của

tinh trùng là < 10%; áp suất giảm đến 130 mOsm/kg đạt gần 100% tinh trùng hoạt lực Trong vùng kích hoạt (130 – 220 mOsm/kg), cứ giảm 15 mOsm/kg thì khả năng

di chuyển của tinh trùng tăng khoảng 10% Yanga và ctv [61] đã nghiên cứu thời gian

và hoạt lực của tinh trùng cá Oryzias latipes Kết quả cho thấy khi độ thẩm thấu thay

đổi từ 25 đến 227 mOsm/kg, khả năng hoạt lực của tinh trùng là >90%, và chuyển

động mạnh Nhưng khi độ thẩm thấu tăng lên từ 315 đến 373 mOsm/kg, vận động giảm từ 85% xuống 67% và đạt 27% khi độ thẩm thấu tăng lên 454 mOsm/kg Khi độ thẩm thấu tăng lên trên 500 mOsm/kg, vận động giảm mạnh (<7%) và tại 750 mOsm/kg hoặc cao hơn, hoạt lực của tinh trùng đã bị ức chế hoàn toàn Áp suất thẩm thấu tối ưu cho hoạt lực của tinh trùng đã được nghiên cứu trên một số loài khác như:

cá tráp (Sparus auratus) là 365 mOsm/kg, cá bơn (Solea senegalensis) là 300 mOsm/kg và cá tuyết (Gadus morhua) là 400 – 417 mOsm/kg [37]

Ảnh hưởng của các ion và pH đến hoạt lực của tinh trùng các loài cá khác nhau cũng đã được đánh giá qua nhiều nghiên cứu Năm 2011, Le và ctv [50] đã nghiên cứu trên cá đù vàng Các thí nghiệm trong nghiên cứu sử dụng các ion Na+, K+, Ca2+, Mg2+

ở các nồng độ 0,0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 M và pH ở các giá trị 6; 7; 8; 9 Đối với ảnh hưởng của các ion: 0,4M Na+ và 0,4M K+ cho kết quả cao nhất với thời gian và tỉ lệ % hoạt động là 267,6 ± 8,2s; 91,7 ± 1,4% (0,4 M Na+ ) và 257,8 ± 3,3s; 91,4 ± 1,8% (0,4M K+); tinh trùng hoạt lực cao nhất ở nồng độ 0,2M Mg2+ với tỉ lệ hoạt động và thời gian hoạt động lần lượt là 35,2 ± 2,7% và 156,6 ± 12,8s Kết quả cũng ghi nhận 0,2M Ca2+ cho hoạt lực tốt nhất Giá trị pH tối ưu cho tinh trùng cá đù vàng hoạt lực là pH=8 với thời gian hoạt lực là 266 ± 4,91s Alavi và ctv [26] đã công bố kết quả

nghiên cứu trên tinh trùng cá rô Châu Âu (Perca fluviatilis) cho thấy ion K+ ở nồng độ 50mM có tỷ lệ phần trăm hoạt lực cao nhất, đối với ion Ca2+ tinh trùng hoạt lực tốt nhất ở nồng độ 2,5 mM Kết quả nghiên cứu trên cá tầm Ba Tư [25] cho hoạt lực tinh trùng tốt nhất ở 25mM Na+, 0,2mM K+, 3mM Ca2+ ,10mM Mg2+ và ở giá trị pH= 8

1.4.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

Ở Việt Nam, các nghiên cứu đánh giá chất lượng của tinh trùng và ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến hoạt lực của tinh trùng đã được thực hiện trên một số đối tượng nhưng cũng còn hạn chế Một trong số các nghiên cứu được thực hiện là

“Đánh giá chất lượng tinh trùng tôm sú Penaeus monodon (Fabricius,1798) thế hệ F2 nuôi từ ao đìa” Kết quả cho thấy chất lượng tinh trùng của tôm sú nuôi trong

ao đìa ở nhóm khối lượng từ 60 – 70g là tốt nhất với tổng số tinh trùng đạt 155,9 – 205,4×106, tinh trùng bình thường đạt 80,9 – 81,7%, tinh trùng chết đạt 29,5 – 31,2% Đồng thời, sau khi tiến hành thí nghiệm cũng nhận thấy chất lượng tinh trùng của tôm thành thục ngoài tự nhiên tốt hơn tôm nuôi trong ao đìa, thể hiện ở chỗ mật độ

tinh trùng giao động từ 280 – 358,8×106 tb/ml, tỷ lệ phần trăm tinh trùng bình thường

từ 84,3 – 87,5%, tinh trùng chết từ 14,6 – 17,9% [22]

Đầu năm 2013, Nguyễn Thị Hồng Nhung [10] đã nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường lên hoạt lực tinh trùng cá chẽm mõm nhọn Các thông số môi trường được đánh giá bao gồm: nhiệt độ, pH, tỷ lệ pha loãng, ASTT và các ion Theo

đó, tinh trùng loài cá này hoạt lực tốt nhất ở nhiệt độ 30oC, tỷ lệ pha loãng 1:100; ASTT 400 mOsm/kg và pH = 8 Nồng độ ion tối ưu là: 0,6M Na+; 0,6M K+; 0,2M

Ca2+ và 0,2M Mg2+

Các nghiên cứu về tinh trùng ở Việt Nam chủ yếu tập trung ở việc nghiên cứu bảo quản tinh trùng trong tủ lạnh hoặc trong nitơ lỏng Hồ Kim Diệp [3] nghiên cứu thành công quy trình bảo quản tinh trùng một số loài cá nước ngọt như cá chép, trắm

cỏ, bống… Kết quả như sau: tỉ lệ thụ tinh của tinh trùng cá Chép đạt đến 81,7%, tỉ lệ

nở cá con là 75,0%; cá Trắm cỏ có tỉ lệ từ 47,3%- 97,4%, tỉ lệ nở cá con là 77,0%; cá bống tỉ lệ thụ tinh từ 34,7%-51,7%, tỉ lệ nở cá con là 74,0% Nguyễn Minh Thành [18]

đã bảo quản thành công tinh cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus) dài hạn bằng nitơ

lỏng Các tác giả cũng có báo cáo đánh giá chất lượng tinh trùng cá tra về mặt mật độ

và hoạt lực của tinh trùng nhưng chưa sâu sắc

Đối với cá hồng bạc, các nghiên cứu tập trung tìm hiểu về đặc điểm sinh học sinh sản và quy trình kỹ thuật sản xuất giống [21, 17], tuy nhiên chưa có công trình nghiên cứu về tinh trùng cá hồng bạc được công bố Vì vậy, tìm hiểu đặc tính lý hóa cùng với đánh giá chất lượng tinh trùng cá hồng bạc cũng như các đối tượng cá biển đang được nuôi là hướng nghiên cứu cần thiết và có ý nghĩa quan trọng