ảnh hưởng nhiệt độ lên sự thay đổi áp suất thẩm thấu, glucose, nồng độ ion, hormone cortisol trong cá tra (pangasianodon hypophthalmus)

Nhiệt độ đã ảnh hưởng mạnh lên sinh vật trong thí nghiệm, tất cả cá ở tất cả các nghiệm thức đều bị stress ở mức cao và sự thay đổi nồng độ cortisol không mang tính quy luật dù... Nhiệt

ii

GIẤY XÁC NHẬN

Tôi tên Nguyễn Minh Trí (MSSV: 4108567) đã báo cáo đề tài : “ Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sự thay đổi áp suất thẩm thấu, glucose, nồng độ ion, hormone cortisol trong cá tra (Pangasianodon hyphophthalmus)” vào ngày 6 tháng 12 năm 2013 Hội đồng báo cáo luận văn gồm PGs.Ts Đỗ Thị Thanh Hương, Ths.Trần Lê Cẩm Tú, Ths Trần Minh Phú Tôi cam kết luận văn này

đã được chỉnh sửa theo yêu cầu của hội đồng

………

LỜI CẢM TẠ

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Gs.Ts Nguyễn Thanh Phương và PGs Ts Đỗ Thị Thanh Hương (Khoa Thuỷ Sản , Trường Đại Học Cần Thơ) đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình làm nghiên cứu

Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Trọng Hồng Phúc (Bộ môn Sinh Học, Khoa Sư Phạm, Trường Đại Học Cần Thơ), Cô Nguyễn Thị Kim Hà (Bộ môn Dinh dưỡng và Chế biến Thuỷ Sản, Khoa Thuỷ Sản, Trường Đại Học Cần Thơ) đã hướng dẫn, hỗ trợ, đóng góp ý kiến quý báu cho tôi trong thời gian nghiên cứu

Xin gửi lời cám ơn chân thành đến chị Phan Vĩnh Thịnh (Cao Học Nuôi Trồng Thuỷ Sản k19), bạn Huỳnh Thị Cẩm Tiên lớp quản lý nghề cá k36, chị Nguyễn Hồng Ngân, Chị Lê Kim Xuyến, Anh Hồ Văn Toả, Anh Nguyễn Tấn Thông, Anh Nguyễn Văn Khoẻ (Bộ môn sinh học, khoa Sư Phạm, Trường Đại Học Cần Thơ) đã luôn giúp đỡ nhiệt tình, động viên, giúp đỡ tôi trong những lúc khó khăn nhất

Cuối cùng, tôi xin cám ơn gia đình, cám ơn ba mẹ đã luôn chia sẻ, khích

lệ và quan tâm tôi trong suốt quá trình học tập và làm nghiên cứu tại Trường Đại Học Cần Thơ

i

TÓM LƯỢC

Cá tra (Pangasianodon hypophthlamus) là loài cá được nuôi từ lâu và

phổ biến ở Đồng Bằng sông Cửu Long Nghiên cứu về tỷ lệ sống, tăng trưởng

và các chỉ tiêu sinh lý của cá tra ở các mức nhiệt độ khác nhau nhằm tìm ra ngưỡng nhiệt độ khác nhau mà cá tra có thể thích nghi và sinh trưởng tốt, góp phần dự đoán và giải quyết khó khăn cho sự phát triển bền vững của nghề nuôi

cá tra trước những tác động của biến đổi khí hậu Thí nghiệm (TN) 1: Khảo sát nhiệt độ của cá 10 cá/bể với các mức nhiệt độ gồm đối chứng (nhiệt độ môi trường), 300

C, 320C, 340C và 360C trong 96h TN2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên các chỉ tiêu sinh lý của cá tra với 6 nghiệm thức ở 6 mức nhiệt độ khác nhau gồm 240C, đối chứng (270C), 300C, 320C, 340C và 360C, mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần TN3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên sự tăng trưởng của cá, cá được nuôi trong 56 ngày ở 6 nghiệm thức nhiệt độ :

240C, đối chứng (270

C), 300C, 320C, 340C và 360C với 3 lần lặp lại, thí nghiệm được tiến hành trong 56 ngày Kết quả nghiên cứu ở TN1 cho thấy tỉ lệ sống của cá giảm trong điều kiện nhiệt độ thấp hơn 240C và tỉ lệ sống kém ở 210C; nhiệt độ nước thay đổi cấp tính lên 390C làm 100% cá chết sau 96 giờ thí nghiệm Kết quả thí nghiệm ngắn ngày và dài ngày cho thấy nhiệt độ không làm thay đổi ASTT huyết tương của cá và nồng độ glucose của cá Nhiệt độ đã ảnh hưởng mạnh lên sinh vật trong thí nghiệm, tất cả cá ở tất cả các nghiệm thức đều bị stress ở mức cao và sự thay đổi nồng độ cortisol không mang tính quy luật dù Nồng độ Na+ và K+ tăng lên ở các nghiệm thức có nhiệt độ cao (30, 32, 34 và 360C), khác biệt có ý nghĩa thống kê với các nghiệm thức có nhiệt độ thấp hơn (240C và đối chứng) (p<0,05)

ii

MỤC LỤC

LỜI CẢM TẠ i

TÓM LƯỢC ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH BẢNG iv

DANH SÁCH HÌNH v

TỪ VIẾT TẮT vii

Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1 Giới thiệu 1

2 Mục tiêu đề tài 2

3 Nội dung đề tài 2

Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

1 Đặc điểm sinh học cá tra 3

2 Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu lên động vật thủy sinh 5

2.1 Biến đổi khí hậu 5

2.2 Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu lên động vật thủy sinh 7

3 Cortisol và các yếu tố ảnh hưởng nồng độ cortisol 11

4 Ảnh hưởng nhiệt độ lên các chỉ tiêu sinh lý ở cá tra 16

Chương 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 20

1 Phương tiện nghiên cứu 20

1.1 Thời gian thực hiện đề tài 20

1.2 Địa điểm thực hiện 20

1.3 Vật liệu nghiên cứu 20

2 Phương pháp nghiên cứu 22

2.1 Bố trí thí nghiệm 22

2.2 Thu mẫu và ghi nhận số liệu 24

2.3 Phương pháp phân tích 24

2.4 Phương pháp xử lý số liệu 28

iii

Chương 4 KẾT LUẬN VÀ THẢO LUẬN 29

1 Các yếu tố môi trường thí nghiệm 29

2 Ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ lên tỉ lệ sống của cá tra 31

3 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên các chỉ tiêu sinh lý và nồng độ cortisol của cá tra 32

3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên áp suất thẩm thấu trong huyết tương 32

3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên nồng độ các ion 33

3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên nồng độ hormon cortisol 36

3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên hàm lượng glucose trong máu 37

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 39

1 Kết luận 39

2 Kiến nghị 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

PHỤ LỤC a 1 Phương pháp phân tích ion Na+ và K+ sử dụng máy Flamephotometer 420 a 2 Phân tích thống kê sự khác biệt về oxy hòa tan giữa các nghiệm thức b 3 Ảnh hưởng của nhiệt độ lênh áp suất thẩm thấu huyết tương cá tra c 4 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên nồng độ Na+ g 5 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sự thay đổi nồng độ ion K k 6 Phương trình đường chuẩn dùng trong định lượng cortisol p 7 So sánh trung bình nồng độ cortisol giữa các nghiệm thức q 8 Phương trình đường chuẩn đo glucose u 9 So sánh trung bình nồng độ glucose trong máu v

iv

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1 Số liệu nhiệt độ và PH đo trong thí nghiệm (Số liệu: trung bình ± độ lệch chuẩn) 29

v

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1 Cá tra (Panganodon hypophthalmus) (Roberts and Vidthayanon,

1991) 4Hình 2 Phân bố của họ Pangasiidae (Berra,2001) 4

Hình 3 Khu vực chịu tác động mạnh của sự biến đổi khí hậu trên thế giới (US Environmental Protection Agency, 2011) 5

Hình 4 Sự gia tăng nghiệt độ bề mặt trái đất từ năm 1900 đến năm 2000 (IPCC, 2007) 6

Hình 5 Quy luật chung về mối quan hệ giữa nhiệt độ và tăng trưởng ở động vật (TL: nhiệt độ tối thiểu ảnh hưởng lên sự sống; TOPT nhiệt độ tối ưu; TU nhiệt độ tối đa) (Wootton,2011) 9

Hình 6 Thời gian đáp ứng của adrenaline (A), cortisol (C), và glucose (G)

trong huyết tương dưới ảnh hưởng của stress cấp tính ở cá chép (Cyprinus carpio) (Bonga, 2011) 11

Hình 7 Quy chế hormon của chuyển hóa nhiên liệu (Goodman,2003) 12

Hình 8 Chu kỳ thay đổi trong ngày của nồng độ cortisol và ACTH người (Despopoulos, 2003) 13

Hình 9 Cortisol hoạt hoá quá trình sinh tổng hợp các enzym tham gia vào hoạt động trao đổi chất của cá 14

Hình 10 Cân bằng năng lượng ở cá bình thường, cá trong điều kiện sinh sản

và cá dưới ảnh hưởng của stress hay dịch bệnh (Tort,2011) 15Hình 11 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên các chỉ tiêu sinh lý ở cá tra 23

vi

Hình 12 Máy ly tâm 27Hình 13 Ủ dung dịch phản ứng với mẫu và chuẩn trong cuvet 27Hình 14 Đọc kết quả bằng máy quang phổ so màu 28

Hình 15 Oxy hòa tan giữa các nghiệm thức (giá trị: trung bình±độ lệch chuẩn, các cột không cùng chữ cái thì khác biệt có ý nghĩa thống kê (Tukey, p<0.05))30

Hình 16 Mối quan hệ của nhiệt độ, độ mặn và oxy hòa tan trong nước (JJ Cech and Brauner 2011) 31

Hình 17 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sự thay đổi áp suất thẩm thấu huyết tương cá tra (Giá trị: trung bình ± độ lệch chuẩn) 33Hình 18 Nồng độ Na+ huyết tương cá trong 56 ngày thí nghiệm (Giá trị: trung bình± độ lệch chuẩn; Các giá trị không có cùng chữ cái thì khác biệt có ý nghĩa thống kê, Tukey, p<0,05) 34

Hình 19 Nồng độ K+ huyết tương cá trong 56 ngày thí nghiệm (Giá trị: trung bình+độ lệch chuẩn; Các giá trị không có cùng chữ cái thì khác biệt có ý nghĩa thống kê, Tukey, p<0,05) 35

Hình 20 Nồng độ hormone cortisol trong máu cá thí nghiệm (Giá trị: trung bình+độ lệch chuẩn) 36Hình 21 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sự thay đổi glucose trong máu (Giá trị: trung bình+độ lệch chuẩn) 38

vii

TỪ VIẾT TẮT

GH – IGF: Growth hormone - Insulin-like growth factors

Biến đổi khí hậu và các biểu hiện của nó như nước biển dâng, nhiệt độ tăng, bão lũ, hạn hán, triều cường và các hiện tượng thời tiết cực đoan, đã và đang ảnh hưởng trực tiếp đến cả vùng nuôi trồng thủy sản tại ĐBSCL.Sự tăng lên nhiệt độ được dự đoán là sẽ có những tác động nhất định đến ngành nuôi trồng thủy sản, tiêu biểu là cá tra thâm canh nước ngọt Nhiệt độ thay đổi cũng làm biến đổi lượng mưa từ đó ảnh hưởng đến sự phân bố của các quần thể thủy sinh vật và thành phần loài trong hệ sinh thái nước ngọt Sự biến đổi khí hậu không những làm tăng nhiệt độ mà còn làm thay đổi quy luật thời tiết, đặc biệt

là việc làm hạ nhiệt độ nước trong những ngày mưa bão, ảnh hưởng tiêu cực đến tỷ lệ sống, sinh trưởng của cá nước ngọt, đồng thời làm tăng lên sự phát sinh dịch bệnh trong môi trường ao nuôi.Với những ảnh hưởng xấu của biến đổi khí hậu tác động lên vùng chuyên canh thủy sản tại ĐBSCL, đặc biệt đối

với nghề nuôi cá tra ở vùng ĐBSCL, đề tài: “Ảnh hưởng nhiệt độ lên sự thay

đổi áp suất thẩm thấu,glucozo, nồng độ ion và hormone cortizol trong cá

tra (Pagasianodon Hypophthalmus)” được tiến hành nhằm khảo sát những

thay đổi của quá trình sinh trưởng, sinh lý của cá tra dưới ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ từ đó đưa ra những hoạch định phù hợp để quy hoạch lâu dài

Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên tỷ lệ sống cá tra

Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ lên sự thay đổi của một số chỉ tiêu sinh lý cá như sự thay đổi áp suất thẩm thấu huyết tương, đường huyết

và nồng độ ion NA+ và K+

Đánh giá mức độ stress của cá tra dưới tác động của nhiệt độ thông qua khảo sát sự thay đổi của hormone cortizol hiện diện trong huyết tương

cá

3 Nội dung đề tài

Đề tài được thực hiện bằng 3 thí nghiệm tương ứng với cá mục tiêu bao gồm:

Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nhiệt độ lên tỷ lệ sống được thực hiện trong 96h

Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nhiệt độ lên các chỉ tiêu sinh lý và hàm lượng cortisol để đánh giá mức stress của cá được thực hiện thông qua thí nghiệm 14 ngày và 56 ngày

3

Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1 Đặc điểm sinh học cá tra

Cá tra là loài cá ki n h tế phổ biến ở khu vực ch âu Á, là một trong 30

loài cá thuộc họ Pangasiidae (theo https://www.fishbase.org) Họ cá Pangasiidae được phát hiện đầu tiên trong thủy vực nước ngọt ở các quốc gia

phụ cận khu vực hạ lưu của Ấn Độ Dương; sự đa dạng thành p hần loài của họ

cá này tập trung chủ yếu ở khu vực Đông Nam châu Á (Roberts và Vithayanon, 1991) Cá tra có nguồn gốc từ Cambodia, Lào, Thái Lan và Việt Nam (www.fishbase.org) Ngoài ra, loài cá Tra được đưa vào nuôi rộng rãi khắp các thủy vực nước ngọt Đông Nam Á

Theo dẫn liệu từ ITIS (http://www.itis.gov cập nhật ngày16/03/2013) hệ thống phân loại của loài cá tra được xác định như sau:

Ngành: Chordata

Lớp: Actinopterygii

Bộ: Siluriformes Họ: Pangasiidae Giống (chi): Pangasius Loài: Pangasianodon hypophthalmus

Cá tra phân bố rộng ở hầu hết các lưu vực tự nhiên của hệ thống sông Mekong từ Thái Lan, Lào, Campuchia và Việt Nam Ở Thái Lan, ngoài sông Mekong cá tra còn xuất hiện ở lưu vực sông Chao Phraya và một số nhánh sông khác (Nguyễn Văn Thường, 2008)

4

Hình 1 Cá tra (Panganodon hypophthalmus) (Roberts and Vidthayanon, 1991)

Bên cạnh đó, theo Nguyễn Chung (2008) tại Việt Nam, cá tra tự nhiên thường xuất hiện ở hạ lưu sông Mekong Ngoài ra, cá cũng sống ở hầu hết các kênh sông rạch của Việt Nam như sông Đồng Nai, Vàm Cỏ, hồ biển Lạc Tánh Linh, sông La Ngà huyện Đức Linh-Bình Thuận, các hồ đầm ở các tỉnh vùng cao như Đak Nong, Đak Lak, Pleiku Ngoài ra, cá còn có ở hệ thống sông Hồng và hệ thống các sông ở miền Trung Việt Nam

Hình 2 Phân bố của họ Pangasiidae (Berra, 2001)

Theo Trương Thủ Khoa và Trần Thị Thu Hương (1993) loài cá tra được

mô tả như sau: đầu rộng, dẹp bằng, miệng trước rộng ngang, không co duỗi được có dạng hình vòng cung và nằm trên mặt phẳng ngang Răng nhỏ mịn, răng vòm miệng chia thành 4 đám nhỏ, mỏng, nằm trên đường vòng cung, đôi khi bị che lấp bởi nếp da vòm miệng, có hai đôi râu, râu mép kéo dài chưa

5

chạm đến gốc vi ngực, râu cằm ngắn hơn Thân thon dài, phần sau dẹp bên Đường bên hoàn toàn và phân nhánh, bắt đầu từ mép trên của lỗ mang đến điểm giữa gốc vi đuôi Mặt sau của vi lưng, vi ngực có răng cưa hướng xuống gốc vi Vi bụng kéo dài chưa chạm đến khởi điểm của gốc vi hậu môn

Kích thước của cá tương đối lớn với chiều dài trung bình 30-40 cm và nặng 1,2-1,5 kg/con, trong tự nhiên cá có thể nặng 10-15 kg/con và dài 80-100

cm Cá tra sống chủ yếu trong môi trường nước ngọt nhưng có thể sống được ở vùng nước lợ (độ mặn 10-14‰), có thể chịu đựng được nước phèn với pH ≥ 4 (pH dưới 4 thì cá bỏ ăn, bị sốc), ít chịu được nhiệt độ thấp dưới 15°C và chịu nóng tới 39°C ( Nguyễn Chung, 2008)

2 Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu lên động vật thủy sinh

2.1 Biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu là sự biến đổi trạng thái của khí hậu so với trung bình hoặc dao động của khí hậu , duy trì trong một khoảng thời gian dài, thường là vài thập kỉ hoặc dài hơn Biến đổi khí hậu có thể là do quá trình tự nhiên bên trong hoặc các tác động từ bên ngoài, hoặc do hoạt động của con người, làm thay đổi thành phần khí quyển hay trong khai thác sử dụng đất (Nguyễn Văn Cường, 2008)

Hình 3 Khu vực chịu tác động mạnh của sự biến đổi khí hậu trên thế giới

(US Environmental Protection Agency, 2011)

6

Theo dự đoán của cơ quan biến đối khí hậu toàn cầu (IPCC, 2007) cũng như bộ bảo vệ môi trường Mỹ (EPA, 2011), ĐBSCL là một trong ba vùng chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu, trong đó, hiện tượng ấm lên toàn cầu dẫn đến sự dâng lên của nước biến có nguy cơ làm ảnh hưởng đến đời sống của người dân cũng như các hoạt động sản xuất, nông nghiệp

Nhiệt độ bề mặt trái đât không ngừng tăng lên trong những năm gần đây (Hình 4) và có nguy cơ làm thay đổi những hoạt động khí hậu thông thường, làm thay đổi chu kỳ mùa cũng như làm ảnh hưởng đến các hoạt động bình thường của sinh vật Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện nhằm xác định ảnh hưởng của sự tăng lên hay thay đổi của nhiệt độ lên các hoạt động sống, hoạt động sinh lý của sinh vật nhằm dự báo cũng như tạo các cơ sở khoa học cho các hoạt định cho các khu kinh tế, khu nuôi trồng thủy hải sản

Hình 4 Sự gia tăng nghiệt độ bề mặt trái đất từ năm 1900 đến năm 2000 (IPCC,

7

sẽ ảnh hưởng đến đến hoạt động của cá, làm cá bị sốc, bỏ ăn, giảm khả năng miễn dịch của cá trước các nguy cơ dịch bệnh Từ đó đưa ra bài toán nan giải cho người nuôi cá trong việc xoay vòng thời gian nuôi, nhiệt độ lên cao cũng dẫn đến khả năng mưa lũ kéo dài, nguy cơ thất thoát cho người nuôi, nhất là tại ĐBSCL hiện nay mô hình nuôi cá tra trên cồn và dọc theo sông lớn ngày càng phổ biến (Đinh Nguyễn Trọng Nghĩa & ctv, 2010)

2.2 Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu lên động vật thủy sinh

Theo nghiên cứu của Lê Văn Khoa (2007), nhiệt độ nước tăng có thể dẫn đến sự thay đổi phân tầng nhiệt độ theo chiều sâu cột nước, từ đó gây ra những ảnh hưởng nhất định đến môi trường sống của thủy sinh vật Khi nhiệt

độ nước tăng ở vùng ven bờ sẽ lắng đọng các chất khoáng và hữu cơ cũng tăng

Từ đó, nhiệt độ sẽ gây ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn, giảm sản lượng cũng như chất lượng của các loài thủy sản

Đối với cá da trơn nhiệt độ tối ưu cho tăng trưởng từ 26-30°C, khi nhiệt

độ dưới khoảng tối ưu, nó chi phối đến nhu cầu dinh dưỡng của cá (NRC, 1993) Ngoài ra, theo nghiên cứu của Stickney và Lovell (1977) cá da trơn ở Nam Mỹ về nhu cầu dinh dưỡng và thức ăn cho thấy ở 26,7-28,9°C cá có khối lượng 15-30 g sẽ sử dụng lượng thức ăn tương đương 3% khối lượng cơ thể, khi nhiệt độ cao hơn hay thấp hơn khoảng này thì cá sử dụng thức ăn kém hơn

Cụ thể cá 50 g ở 25,5°C ăn 2,8% nhưng khi nhiệt độ thấp hơn (22,2°C) cá ăn 2,5% khối lượng thân, khi nhiệt độ của ao nuôi dưới 21°C thì cá ngừng ăn (trích dẫn bởi NRC, 1993)

Theo Trần Thị Thanh Hiền và Nguyễn Anh Tuấn (2009), động vật thủy sản là động vật biến nhiệt nên nhu cầu năng lượng thấp hơn động vật trên cạn

và phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường sống Khả năng tổng hợp của động vật thủy sản rất kém, nhiều vitamin không thể tổng hợp được như vitamin C, do đó việc cung cấp đầy đủ nhu cầu các vitamin này là cần thiết Ở cá tra, mức protein khác nhau cũng ảnh hưởng đến thành phần hóa học của cơ thể, độ đạm trong thức ăn là: 15%, 30%, 50% thì tỉ lệ protein tương ứng trong cơ thể là: 32,1; 45,8; 55,4 và lipid là: 49,8; 43; 29,1 theo thứ tự Tỷ lệ protein trong thức

8

ăn nhiều sẽ làm tăng tỷ lệ tiêu hóa các thành phần thức ăn khác Tuy nhiên, nếu quá nhiều protein sẽ làm giảm tỷ lệ tiêu hóa protein và các chất hữu cơ khác Khả năng tiêu hóa carbohydrate của động vật thủy sản không cao, sự tiêu hóa protein của cá da trơn giảm khi hàm lượng carbohydrate tăng Cá bị stress do bị đánh bắt hay nhiễm bệnh có độ tiêu hóa giảm rất nhiều Trong các yếu tố môi trường, nhiệt độ có ảnh hưởng lớn nhất đến độ tiêu hóa Hoạt tính của các enzyme tiêu hóa ở động vật biến nhiệt thay đổi rất lớn khi nhiệt độ môi trường thay đổi Đối với cá tra, độ tiêu hóa sẽ tăng từ 26 0C đến 32 0C sau đó sẽ giảm khi nhiệt độ tăng trên 34 0C Lượng thức ăn của cá thay đổi khi có sự thay đổi nhỏ về nhiệt độ (Trần Thị Thanh Hiền và Nguyễn Anh Tuấn, 2009)

Khi nhiệt độ giảm, lượng thức ăn cá cũng giảm theo Ở nhiệt độ tối đa cho tăng trưởng cá ăn mạnh nhất, khi nhiệt độ tăng lên trên mức tối đa cá sẽ giảm lượng ăn Trái lại, khi nhiệt độ hạ thấp cá sẽ giảm ăn đến mức ngưng ăn Đối với cá tra, khi nhiệt độ xuống 22 0C và tăng lên 36 0C cá sẽ ngừng ăn, cá tiêu thụ thức ăn nhiều nhất ở 32 0C (Trần Thị Thanh Hiền và Nguyễn Anh Tuấn, 2009) Trong một nghiên cứu khác, Trần Thị Bé (2006) về vấn đề sử

dụng thức ăn của cá tra (Pangasius hypophthalmus) ở các mức nhiệt độ khác

nhau, kết quả cá sử dụng thức ăn tốt nhất ở nhiệt độ 31 0C – 32 0C và ngừng ăn

ở 21 0C – 22 0C và 35 0C – 36 0C Theo một nghiên cứu của Buentello et al

(2000) về sự ảnh hưởng của nhiệt độ và oxy hòa tan lên sự tiêu thụ thức ăn

hằng ngày và tăng trưởng của cá da trơn Ictalurus punctatus cho thấy rằng khi

nhiệt độ tăng từ 15,7 0C đến 31,7 0C, thức ăn ăn vào cũng tăng lên Thức ăn ăn vào thấp hơn đáng kể ở 15,7 0C so với ở tất cả các nhiệt độ khác Cá da trơn trong nghiên cứu này tăng trưởng nhanh nhất khi nhiệt độ nước từ 270C – 280C

và không ăn khi nhiệt độ nước giảm xuống dưới 21 0C Nhiệt độ tối đa cho sự phát triển cá có xu hướng thấp hơn một vài độ so với nhiệt độ mà tại đó thức ăn

ăn vào đạt giá trị tối đa

Cá là động vật biến nhiệt nên nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến hoạt động sống, các quá trình sinh hóa diễn ra trong cơ thể như trao đổi chất, hô hấp, sinh trưởng (Đỗ Thị Thanh Hương và Trần Thị Thanh Hiền, 2000) Nhiệt độ nước

9

ảnh hưởng đến sự tiêu thụ thức ăn, tốc độ trao đổi chất và tiêu hao năng lượng

Do đó, ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của các loài động vật có xương sống

động vật biến nhiệt, bao gồm cả cá (Buentello et al, 200) Khi nhiệt độ lên đến

một giới hạn nhất định sẽ làm tăng tốc độ tăng trưởng và rút ngắn thời gian trưởng thành của cá Tuy nhiên, nhiệt độ vượt quá giới hạn tối ưu của một loài

sẽ dẫn tới ảnh hưởng đến sức khỏe của động vật thủy sản do sự căng thẳng trong quá trình trao đổi chất Do đó, làm tăng tính nhạy cảm với bệnh tật, gia

tăng của các mầm bệnh và nhu cầu oxy (Buentello et al, 2006)

Hình 5 Quy luật chung về mối quan hệ giữa nhiệt độ và tăng trưởng ở động vật (TL: nhiệt độ tối thiểu ảnh hưởng lên sự sống; TOPT nhiệt độ tối ưu; TU nhiệt

độ tối đa) (Wootton,2011)

Khi nhiệt độ tăng thì nhu cầu oxy sẽ tăng, nếu oxy trong nước thấp, khả năng kết hợp của hemoglobin sẽ giảm Khi nhiệt độ tăng, cá sẽ tăng cường đưa nước qua mang bằng cách tăng tần số hô hấp đồng thời gia tăng lượng máu đến mang và huy động hồng cầu từ kho dự trữ đến hệ thống tuần hoàn để gia tăng khả năng vận chuyển oxy trong máu Khi nhiệt độ tăng quá cao cá có thể chết

vì không lấy đủ oxy (Đỗ Thị Thanh Hương và Trần Thị Thanh Hiền, 2000) Nhiệt độ ảnh hưởng đến chức năng sinh lý và hoạt động của thủy sinh vật, dẫn đến thay đổi hoạt động sống bình thường cũng như các hoạt động sinh lý trong

cơ thể (Zeng et al, 2009) Nhiệt độ cũng ảnh hưởng lớn đến trạng thái hoạt

động của thủy sinh vật, khi sống trong môi trường nước có nhiệt độ không

10

thích hợp cá có xu hướng bơi lội nhanh hơn, hoạt động mạnh hơn và thích nghi

bằng cách sống ở tầng nước thấp hơn Theo nghiên cứu của Zeng et al (2009)

về sự ảnh hưởng của nhiệt độ lên hiệu suất bơi của cá da trơn cho thấy rằng tốc

độ bơi của cá da trơn gia tăng trong vùng nhiệt độ từ 10 0C đến 25 0

C và giữ nguyên từ 25 0C đến 30 0C Một nghiên cứu khác của Debnath et al (2006) về

khả năng chịu nhiệt và hoạt động trao đổi chất của cá da trơn đuôi vàng, cá tra

và cá basa cho thấy, cá thích nghi với nhiệt độ 30 0C, ở 39 0C cá hoạt động mạnh hơn, bơi lội nhanh hơn, đến nhiệt độ 41 0C cá có xu hướng tập trung dưới phần đáy của bể và cá bắt đầu nhảy ra khỏi bể ở nhiệt độ 42 0C

Theo Niconski (1951, được trích dẫn bởi Trương Quốc Phú, 2001) nhiệt

độ cơ thể cá chỉ chênh lệch với nhiệt độ của môi trường khoảng 0,1- 10C Khi nhiệt độ môi trường tăng, cá sẽ tăng cường độ trao đổi chất, dẫn đến gia tăng cường độ hô hấp

Theo Elliott (1981) thì khoảng nhiệt độ tối ưu cho cá là “khoảng nhiệt

độ mà hoạt động bắt mồi diễn ra bình thường, không có biểu hiện bất thường nào xảy ra do áp lực của nhiệt độ” Tuy nhiên, nhiệt độ thích hợp cho loài thường lại không là nhiệt độ thích hợp nhất cho hoạt động tiêu hoá và chuyển hoá thức ăn Nhiệt độ tối ưu cho tăng trưởng thường thấp hơn nhiệt độ tốt nhất cho việc bắt mồi và lại cao hơn nhiệt độ cho hiệu suất chuyển háo thức ăn Tuy nhiên kết luận này không mang ý nghĩa nhiều vì cá vẫn ăn ở các nhiệt độ cao hơn nhiệt độ thích hợp nhất cho việc bắt mồi Theo Trương Quốc Phú (2001) nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng cá là 25-300C và tốc độ thay đổi nhiệt độ trong ngày thay đổi đột ngột từ 3-40C có thể làm cá bị chết do sốc nhiệt (Bùi Quang

Tề, 2002)

Theo Houlihan et al (2001) nhiệt độ được xem là nhân tố chi phối rất

quan trọng đến cường độ trao đổi chất do nhiệt độ có khả năng hoạt hoá phân

tử của một số thành phần chuỗi trao đổi chất Do đó nhiệt độ cũng ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến một số quá trình liên quan đến nhu cầu và hoạt động dinh dưỡng hàng ngày của cá

11

3 Cortisol và các yếu tố ảnh hưởng nồng độ cortisol

Các cortisteroid chủ yếu được tiết ra bởi các tế bào thận trong cá xương

là cortisol (Mommsen et al., 1999) Theo Moon (2011), nguồn glucocorticoid

chính trong cá là cortisol (hydrocortisone) Nó được xem là chỉ số đầu tiên của những phản ứng khi cá bị stress, lúc bình thường cũng như ở từng mức độ stress khác nhau đều có thể đo được Hàm lượng cortisol trong huyết tương tăng khi cá bị stress cấp tính và phụ thuộc nhiều vào từng loài cá Cortisol cũng

là một hormone đa diện thể hiện sự đa dạng về sinh lý, cũng như kết nối với các hormone khác Tùy thuộc vào từng loài cá, tính chất, mức độ stress khác nhau thì ảnh hưởng cortisol có thể sẽ khác nhau Stress gây tăng cortisol trong huyết tương, ảnh hưởng đến hàm lượng glucose được tạo ra, hạn chế sự bắt mồi, cân bằng muối khoáng và sinh sản

Hình 6 Thời gian đáp ứng của adrenaline (A), cortisol (C), và glucose (G) trong

huyết tương dưới ảnh hưởng của stress cấp tính ở cá chép (Cyprinus carpio)

(Bonga, 2011)

Stress là hiện tượng sinh lý phổ biến ở cá và cũng như các loài sinh vật khác, để đáp ứng trước những ảnh hưởng, kích thích hay sự thay đổi của môi trường nhằm tồn tại, duy trì các yếu tố cân bằng bên trong của cơ thể bằng cách chuyển đổi trạng thái, chức năng sinh lý và tạo ra mức năng lượng

cao để đáp ứng với những tác động từ bên ngoài (Fuzzen et al., 2011)

Cortisol được sản xuất theo từng cấp độ ở tế bào thượng thận, nó được chuyển hóa trong gan và giải phóng ra trong máu Cortisol chủ yếu được tiết ra

12

từ gian thận được sự kiểm soát bởi ACTH, kích thích tố có nguồn gốc từ tuyến yên vùng dưới đồi Khi não bộ bị kích thích bởi các yếu tố ngoại cảnh, cùng dưới đồi và tuyến yên kết hợp để tiết ra ACTH (hormone kích thích sự tổng hợp các hormone ở tuyến thận) đến máu và liên kết với các thụ thể, cuối cùng hàm lượng cortisol được tổng hợp sẽ tăng khi tăng stress Các yếu tố như cạnh tranh, sốc nhiệt, thẩm thấu cũng như khi tiếp xúc hóa chất lên cá là những yếu

tố gây stress (Hồ Văn Hải, 2010) Nồng độ cortisol trong huyết tương cá thông thường khoảng 5 ng/ml, nhưng khi cơ thể ở trạng thái stress nồng độ có thể tăng lên 10-100 lần (Kiilerich Prunet, 2011) Ở cá nước ngọt cortisol có khả năng làm tăng diện tích bề mặt của tế bào mang nhiều ty thể nhằm tăng cường

sự trao đổi của natri và clorua, ảnh hưởng đến hoạt động của mang cá dưới sự điều khiển của thận Cortisol được xem là có tác dụng làm giảm quá trình tăng trưởng dinh dưỡng trong cá, nhưng sự tăng trưởng của cá được xem là một quá trình phức tạp được điều chế bởi GH-IGF và được điều khiển bởi hệ thần kinh nội tiết (Moon,2011)

Hình 7 Quy chế hormon của chuyển hóa nhiên liệu (Goodman,2003)

Ở động vật, glucose chủ yếu được lấy vào thông qua thức ăn, một phần trực tiếp được vận chuyển đến não, cơ để trực tiếp tham gia vào các quá trình

13

đường phân, hô hấp tế bào để tạo ra ATP phục vụ trực tiếp cho nhu cầu của cơ

thể dưới sự thúc đẩy của insulin, cortisol, hormone tăng trưởng, epinephrine

Insulin vận chuyển glucose đến cơ thể, sau đó chuyển glucose đến các tế bào

của cơ thể, giúp cơ thể dự trữ năng lượng thừa dưới dạng glycogen trong một

thời gian ngắn hoặc dưới dạng triglyceride trong các tế bào mỡ Tuy nhiên, khi

các yếu tố môi trường thay đổi hormone tăng trưởng có tác dụng giảm sử dụng

glucose cho mục đích sinh năng lượng; tăng dự trữ glycogen ở tế bào; giảm

vận chuyển glucose vào tế bào và tăng nồng độ glucose trong máu; tăng bài tiết

insuline và giảm tính nhạy cảm với insuline làm giảm quá trình tiêu thụ gucose

trong cơ thể, hormone cortisol có tác dụng tham gia thúc đẩy quá trình phân

giải glycogen, protein và chất béo thành đường để cung cấp năng lượng cho cơ

thể tiếp tục hoạt động, thúc đẩy quá trình tiêu thụ đường của cơ thể

Theo Despopoulos (2003), nồng độ ACHT và cortisol hiện diện trong

huyết tương thay đổi theo chu kỳ ngày đêm và có biên độ dao động khác lớn

Nồng độ Cortisol và ACTH tăng cao vào buổi sáng và giảm dần cho đến tối

Hình 8 Chu kỳ thay đổi trong ngày của nồng độ cortisol và ACTH người

(Despopoulos, 2003)

Theo Trạch (2007) thì cortisol trong cơ thể thường sẽ là một trong hai

nhóm hormone do vỏ thượng thận tiết ra có vai trò quan trọng trong việc

chuyển hóa đường (chiếm 95% tổng hoạt tính) Kết quả này là do hai tác dụng

mà cortisol gây ra, một là làm tăng nồng độ các men tham gia cho quá trình

chuyển hóa glucose ở gan nhờ kích hoạt hoạt động biểu hiện gen tổng hợp

14

protein tham gia vào quá trình trao đổi chất Cortisol còn làm tăng huy động các acid amin từ các mô bên ngoài gan mà chủ yếu là đi vào huyết tương rồi vào gan do vậy mà tăng cường chuyển hóa glucose ở gan Mặt khác cortisol lại

có tác dụng huy động lượng chuyển đổi từ quá trình trao đổi chất vào huyết tương làm tăng lượng đường cung ứng sẵn sàng cho các hoạt động đường phân xảy ra ở ty thể trong các nhóm tế bào nhiều ty thể nhằm ứng phó với stress Lượng đường này được huy động từ vốn năng lượng vốn có cho hoạt động tăng trưởng và sinh sản của cá

Hình 9 Cortisol hoạt hoá quá trình sinh tổng hợp các enzym tham gia vào hoạt

động trao đổi chất của cá

15

Hình 10 Cân bằng năng lượng ở cá bình thường, cá trong điều kiện sinh sản và

cá dưới ảnh hưởng của stress hay dịch bệnh (Tort,2011)

Theo Kiilerich & Prunet (2011), cortisol đóng vai trò quan trọng trong nhiều chức năng sinh lý của cơ thể, bao gồm cả quá trình trao đổi chất, miễn dịch, sinh sản, phát triển, tuần hoàn mạch,… và quan trọng là sự đáp ứng stress với điều kiện môi trường Sự điều hòa nội tiết cortisol được điều khiển bởi phức hệ vùng dưới đồi – tuyến yên – tuyến trên thận thông qua hoạt động của CRH (corticotrophin-releasing hormone) khi có những đáp ứng khi thiếu oxy, thay đổi nhiệt độ môi trường sống, thay đổi áp suất thẩm thấu, nhiễm bệnh, hay bị nhiễm độc chất (Grutter & Pankhurst, 2000; Kiilerich & Prunet,

2011; Raven et al., 2009; Richman & Zaugg, 1987) Cortisol cũng được xác

định là hormone quan trọng trong việc thích ứng với sự thay đổi điều kiện môi trường từ nước ngọt sang nước mặn của đại đa số các loài cá xương Thí nghiệm trên cá nước ngọt cho thấy những nghiệm thức có cortisol làm tăng số lượng tế bào chlor giàu ti thể trên mang cá nước ngọt, tăng hoạt tính ATPase

và làm tăng lượng ion (Natri và chlor) qua mang cá (McCormick, 2001; McCormick, 2011)

16

Độ mặn của môi trường cũng có thể ảnh hưởng lên sự tăng trưởng và

làm thay đổi hàm lượng cortisol của cá Tra nuôi (Pangasianodon Hypopthalmus) (Nguyễn Loan Thảo & ctv, 2013) Nồng độ cortisol của cá ở

các nghiệm thức độ mặn khác nhau thay đổi khác nhau Trong điều kiện phòng thí nghiệm, nồng độ cortisol huyết tương cá ở nghiệm thức đối chứng là thấp nhất (2574,983 pg/ml) ở thời điểm bắt đầu thí nghiệm, trong khi ở nghiệm thức 18‰ giá trị đó là cao nhất, gấp 4 lần so với đối chứng (10498,51 pg/ml) Nồng

độ cortisol trung bình trong mẫu máu cá dao dộng mặc dù cá đã được lấy máu trong 5 đến 7 phút tính từ thời điểm bắt (Grutter & Pankhurst, 2000) Dưới ảnh hưởng của độ mặn (18‰), nồng độ cortisol ở cá tra biểu hiện ở mức 28505,9pg/ml, cao hơn rất nhiều so biểu hiện cortisol ở cá được nuôi trong điều

kiện bình thường (Nguyễn Loan Thảo & ctv, 2013) Thêm vào đó, cá tra có

khả năng thích nghi tốt với stress, cụ thể là trong thí nghiệm xét ảnh hưởng của

độ mặn lên sinh lý cá tra của tác giả Nguyễn Loan Thảo & ctv (2013) thì sau 4

ngày thí nghiệm, nồng độ cortisol ở tất cả các nghiệm thức bắt đầu giảm, và không có sự khác biệt lớn về nồng độ hormone này giữa các nghiệm thức sau

14 ngày

4 Ảnh hưởng nhiệt độ lên các chỉ tiêu sinh lý ở cá tra

Cá là động vật biến nhiệt nên nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến hoạt động sống, các quá trình sinh hóa diễn ra trong cơ thể như trao đổi chất, hô hấp, sinh trưởng (Đỗ Thị Thanh Hương và Trần Thị Thanh Hiền, 2000) Khi nhiệt độ tăng thì nhu cầu oxy sẽ tăng, nếu oxy trong nước thấp khả năng kết hợp của hemoglobin sẽ giảm Khi nhiệt độ tăng cá sẽ tăng cường đưa nước qua mang bằng cách tăng tần số hô hấp đồng thời gia tăng lượng máu đến mang và huy động hồng cầu từ kho dự trữ đến hệ thống tuần hoàn để gia tăng khả năng vận chuyển oxy trong máu Khi nhiệt độ tăng quá cao cá có thể chết vì không lấy

đủ oxy (Đỗ Thị Thanh Hương và Trần Thị Thanh Hiền, 2000) Nhiệt độ ảnh hưởng đến chức năng sinh lý và hoạt động của thủy sinh vật, dẫn đến thay đổi hoạt động sống bình thường cũng như các hoạt động sinh lý trong cơ thể (Zeng

et al, 2009)

17

Từ nhiều nghiên cứu, Varsamos et al (2005) tổng hợp rằng cá nước

ngọt có cơ chế duy trì áp suất thẩm thấu sao cho áp suất thẩm thấu huyết tương luôn ở mức cân bằng từ 280 -360 mOsm/kg, và tại đây, quá trình sinh lý trong

cá diễn ra bình thường Môi trường đẳng trương của cá nước ngọt là từ

10~12 ppt (Varsamos et al., 2005) Boeuf và Payan (2001) thảo luận rằng để

thích nghi với điều kiện chuyển đổi từ nước ngọt sang nước mặn, nhiều nghiên cứu cho thấy cá tiêu tốn 10-50% cho hoạt động cân bằng nội môi, cá uống nhiều nước hơn, tăng cường bài thải ion nhiều hơn thông qua tiêu tốn năng lượng và vật chất cho kênh Na+-K+-ATPase, đồng thời tăng kênh vận chuyển ion, các hệ enzyme, các và các quá trình sinh hóa để đáp ứng với

nguồn gây stress này (Eckert et al., 2001; Varsamos et al., 2005) Tất cả quá

trình này chịu sự chi phối rất lớn của não bộ, hệ nội tiết và trong đó, cortisol đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng stress (Barton & Iwama, 1991; Boeuf & Payan, 2001; Sakamoto & McCormick, 2006)

Nghiên cứu ảnh hưởng của độ mặn lên điều hòa áp suất thẩm thấu và

tăng trưởng của cá lóc (Channa strista), Đỗ Thị Thanh Hương và Ngô Tú

Trinh báo cáo rằng ASTT của cá tăng theo sự gia tăng độ mặn của môi trường nhưng ở độ mặn từ 0 - 9‰ thì ASTT trong máu cá ổn định, chỉ dao động nhẹ

nên sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05) và ASTT trong máu cá

luôn cao hơn môi trường (điều hòa ưu trương) Tại độ mặn 12‰ thì ASTT của

cơ thể cá dao động từ 307 - 345 mOsm/kg tương đương với ASTT môi trường nước 323 mOsm/kg Như vậy, điểm đẳng áp của cá lóc là 12‰ Khi độ mặn vượt qua điểm đẳng áp thì ASTT trong máu cá tăng rõ rệt và tạo nên sự khác biệt có ý nghĩa thống kê, đồng thời ASTT cá thấp hơn ASTT môi trương (điều hòa nhược trương) Kết quả này phù hợp với kết quả nghiên cứu trên cá sặc rằn với điểm đẳng áp cũng là 12‰, ở các độ mặn thấp hơn điểm đẳng áp, cá luôn điều hòa ưu trương và cá sống ở độ mặn môi trường cao hơn 12‰ kéo dài thì

cá chết (Trang Văn Phước, 2010) Kết quả cho thấy ở 15‰, ASTT môi trường cao hơn trong máu nhưng do phản ứng chậm nên từ 24 giờ trở đi thì ASTT của huyết tương không ngừng tăng cao và khả năng điều hòa ASTT của cá lóc bị phá vỡ nên cá chết sau 15 ngày kể từ khi đạt độ mặn của nghiệm thức Kết quả

18

này phù hợp với nhận định của Bùi Lai và ctv (1985) rằng cá xương nước ngọt

có thành phần muối và ASTT cao hơn môi trường, khả năng điều hòa ASTT chủ động kém linh động được xem là loài cá hẹp muối Do đó, có thể xác định rằng cá lóc là loài hẹp muối

Các nghiên cứu gần đây đã chững minh rằng ASTT của cá tăng theo sự gia tăng độ mặn của môi trường nhưng ở độ mặn từ 0 - 9‰ thì ASTT trong máu cá ổn định, chỉ dao động nhẹ nên sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê

(p>0,05) và ASTT trong máu cá luôn cao hơn môi trường (điều hòa ưu trương)

(Đỗ Thị Thanh Hương, 2013)

Quá trình điều hoà ASTT còn được kiểm soát bởi các hormone Trong

đó cortisol và Prolactin (PRL) là những hormone quan trọng nhất trong việc kiểm soát quá trình điều hoà thẩm thấu (Grau et al., 1994 được trích dẫn bởi Boeaf & Payan, 2000) Trong đó cortizol làm gia tăng việc giữ lại muối trong máu cá nước ngọt và làm giảm muối trong máu cá nước mặn Còn PRL có tác dụng làm giảm khả năng thẩm thấu các ion và nước qua màng tế bào, đồng thời

nó còn ngăn cản sự bài tiết chloride ở cá biển Vì vậy PRL có vai trò quan trọng trong việc điều hoà ASTT khi cá di chuyển vào môi trường nước ngọt Ngược lại cortisol là hormone giúp cho cá điều hoà astt khi di chuyển từ nước ngọt vào môi trường nước lợ mặn Ngoài ra Adrenalin và một số hormone khác cũng có vai trò trong việc điều hoà ASTT Theo Huong et al (2008) được trích dẫn bởi Phạm Tân Tiến (2010) thì ASTT trong máu cá tra trung bình là 238 mOsm/kg

Theo Phạm Tân Tiến (2010) trong máu thì đường glucose là thành phần chủ yếu có trong huyết tương Hàm lượng đường thay đổi trong phạm vi rộng,

ở cá sụn hàm lượng đường trong máu ít hơn cá xương , cá xương biển thì hàm lượng đường có liên hệ trực tiếp đặc tính sống Cá hoạt động nhiều thì hàm lượng đường cao Cá đực thường có lượng đường cao hơn Hàm lượng oxy trong môi trường sống giảm đột ngột cũng làm tăng lượng đường trong máu cá Các yếu tố thay đổi môi trường stress sẽ làm thay đổi hàm lượng đường trong máu cá Hàm lượng glucose của cá basa trong môi trường bình thường là 719±

19 94,3 mg/L , còn trong môi trường stress là 691± 772 mg/L (Đỗ Thị Thanh Hương & ctv, 2009 được trích dẫn bởi Phạm Tân Tiễn, 2012)

20

Chương 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN

1 Phương tiện nghiên cứu

1.1.Thời gian thực hiện đề tài

Đề tài được thực hiện từ tháng 11/2012 đến tháng 5/2013

1.2.Địa điểm thực hiện

Thí nghiệm được bố trí tại trại thực nghiệm (Wetlab 2) và tiến hành phân tích trong các phòng thí nghiệm tại Bộ môn Dinh dưỡng và Chế biến Thủy sản, Khoa Thủy sản, Đại học Cần Thơ

1.3.Vật liệu nghiên cứu

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu

Cá thí nghiệm là cá tra giống cỡ 20-25 g/con (16-19 cm/con) có chung nguồn gốc bố mẹ được mua về thuần dưỡng từ trại giống ở quận Ô Môn, Thành phố Cần Thơ Cá tra giống phải có màu sắc tươi sáng tự nhiên, hoạt động khỏe mạnh, không bị dị tật, không có dấu hiệu bệnh

21

Máy đo nồng độ ion Na+

& K+ FlamePhotometer

Máy đo áp suất thẩm thấu Fiske 110

Máy đo pH, nhiệt độ

Máy ly tâm lạnh

Máy quang phổ so màu

Máy đọc đĩa 96 giếng

Máy vortex

Tủ lạnh

Tủ đông -80OC

1.3.3 Hóa chất thí nghiệm

Hóa chất xử lý nước bao gồm chlorin, NaCl

Chất chống đông máu heperin

Bộ kit thương mại đo Cortizol

Các hóa chất dùng trong thí nghiệm xác định nồng độ glucose trong máu

Các hóa chất dùng trong thí nghiệm xác định nồng độ ion Na+, K+

2.1.1 Thí nghiệm xác định tỉ lệ sống

Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nhiệt độ lên tỉ lệ sống của cá được thực hiện thông quá thí nghiệm được bố trí như sau: 24 bể 150 lít nước được bố trí 100 lít nước đã điều chỉnh nhiệt độ ở các nghiệm thức gồm 21, 24, 27, 29,

31, 33, 36 và 39oC, mỗi nghiệm thức được bố trí lặp lại 3 lần Điều chỉnh các thiết bị tạo nhiệt đạt được nhiệt độ bố trí Khi tất cả các bể thí nghiệm đạt được nhiệt độ bố trí và ổn định thì tiến hành bố trí 10 cá (20-25g/con) vào mỗi bể và bắt đầu tính 0 giờ Trong suốt thời gian thí nghiệm cá không được cho ăn, không thay nước Hệ thống sục khí được áp dụng liên tục trong suốt 96 giờ thí nghiệm

Trong quá trình thí nghiệm, thời điểm và số lượng cá chết được ghi nhận để xác định ảnh hưởng của nhiệt độ lên tỉ lệ sống của cá

2.1.2 Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng nhiệt độ đến nồng độ ion Na + & K + ,

áp suất thẩm thấu và cortizol trên cá tra

Được thực hiện bởi hai thí nghiệm, thí nghiệm 14 ngày và thí nghiệm 56 ngày được bố trí và thu mẫu tương tự nhau Thí nghiệm bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 6 nghiệm thức ở 6 mức nhiệt độ khác nhau, mỗi nghiệm thức lặp lại

3 lần, gồm 18 bể composit Sử dụng clorine diệt khuẩn trước khi đưa vào thí nghiệm Mỗi bể được lắp đặt hệ thống lọc nước

Cá được thuần dưỡng trong vòng 2 tuần trước khi bố trí vào bể Khi cá

đã thích nghi được môi trường nước thí nghiệm, ta tiến hành bố trí cá vào bể

500 L, mật độ 45 con/bể 300 lít nước ở thí nghiệm ngắn hạn (14 ngày) và 51 con/300 lít nước ở thí nghiệm dài hạn 56 ngày Các nghiệm thức ở nhiệt độ cao

sẽ tiến hành nâng trước 20C/ngày, các nghiệm thức nhiệt độ thấp sẽ được nâng sau đảm bảo được các nghiệm thức đều đạt đúng nhiệt độ cần thiết lúc 0 giờ Đối với nghiệm thức 24°C, các bể được bố trí trong phòng thí nghiệm được bố

24

trí máy điều hòa không khí, cá được thả vào và điều chỉnh cho điều hòa giảm dần đến mức nhiệt độ mong muốn Các bể thí nghiệm được bố trí hệ thống sục khí Cá được cho ăn hàng ngày, tùy theo nhu cầu ăn của từng bể 2 lần/ngày (8 giờ sáng và 4 giờ chiều)

2.2.Thu mẫu và ghi nhận số liệu

Các yếu tố môi trường được theo dõi 2 lần/ngày ở 8 giờ sáng và 16 giờ chiều Các giá trị theo dõi bao gồm nhiệt độ, oxy hòa tan, NH3, NH4 Trong thời gian thí nghiệm thay nước định kỳ 7 ngày/ lần, thay 25% nước nhằm hạn chế nhiệt độ trong nước biến động lớn Thu mẫu được chia làm 5 đợt ở thí nghiệm ngắn ngày (14 ngày) bao gồm các thời điểm 0 giờ, 24 giờ, 96 giờ, 7 ngày và 14 ngày và thí nghiệm dài hạn 56 ngày thu ở ngày 28 và ngày 56

Dùng vợt nhanh chóng thu 03 cá/bể thí nghiệm và tiên hành thu mẫu máu cá Công việc được thực hiện cùng thời điểm vào buổi sáng (7:30 đến 10:30) trong vòng 5 phút Việc thu mẫu cá bao gồm cân cá, rút máu và đo chiều dài Máu được thu bằng bơm kim tiêm 1ml đã tráng qua Heparin Lượng máu thu khoảng 0,3-0,5 ml/mẫu và được trữ tuýp nhựa 1,5 ml được ký hiệu riêng cho từng nghiệm thức Mẫu được giữ lạnh trên nước đá trong suốt thời gian lấy mẫu Sau khi thu máu cá xong, tiến hành li tâm 10 phút (4020 vòng/phút) để thu huyết tương Huyết tương được trữ trong tủ đông -80°C cho đến khi phân tích mẫu

2.3.Phương pháp phân tích

2.3.1 Phương pháp đo cortizol

Nồng độ hormone cortisol trong huyết tương được định lượng bởi phương pháp miễn dịch men (ELISA-Enzyme-linked immunosorbent assay),

- Quyết định số lượng giếng sẽ được thực hiện

- Cho 20 µL mẫu chuẩn hoặc đối chứng hay mẫu vào mỗi giếng

- Tiếp tục thêm vào mỗi giếng 100 µL dung dịch Substrate và ủ 15 phút

2.3.2 Phương pháp đo ion Na + và K +

Đo nồng độ ion Na+, K+ bằng máy Model 420 Flame Photometer ( hãng Sherwood), phương pháp đo được thực hiện theo quy trình chuẩn tại Bộ môn Dinh dưỡng và Chế biến thủy sản, Khoa Thủy Sản, Trường Đại Học Cần Thơ

2.3.3 Phương pháp đo áp suất thẩm thấu

Đo áp suất thẩm thấu bằng máy Fiske One-Ten Osmometer

Dùng micropipet hút 15µl mẫu cho vào tuýp chuyên dụng và được xác định theo nguyên tắc hạ độ băng điểm, phương pháp đo được thực hiện theo quy trình chuẩn tại Bộ môn Dinh dưỡng và Chế biến thủy sản, Khoa Thủy Sản,

Trường Đại Học Cần Thơ

2.3.4 Phương pháp đo Glucose

Nguyên lý: đường được chuyển đổi thành glucose peroxide bởi enzyme

glucose oxidase Glucose peroxide tác dụng với ABS nhờ sự xúc tác của một loại enzyme khác là peroxidase để chuyển thành hợp chất màu xanh có thể đọc

26

ở bước sóng 436 nm Phương pháp đo nồng độ đường này để đánh giá trạng thái sinh lý của động vật dưới điều kiện sinh vật bị stress

Các dung dịch cần có để đo glucose trong huyết tương cá:

- Phosphate buffer (0,6M): gồm 28,36 g Na2HPO4 (PM = 141,96), 13,625

g KH2PO4 (PM = 136,09) và hòa tan trong 500 mL nước cất; rồi chỉnh

o 147 đơn vị peroxidise (nếu 113 đơn vị/mg, hòa tan 1,3 mg bột)

o 125 mg ABTS (2,2 Azino-di-(3-ethylbenzoline sulfonate))

Hòa tan toàn bộ trong 500 mL dd đệm phosphate 0,1M

Để dung dịch nơi tối,bao quanh giấy nhôm (enzyme nhạy ánh sáng); và được pha mới mỗi lần sử dụng

Các bước tiến hành:

- Dung dịch xây dựng đường chuẩn:

Dung dịch chuẩn Glucose hòa tan (μL) Nước cất (μL) Perchloric acid (μL)

Hình 13 Ủ dung dịch phản ứng với mẫu và chuẩn trong cuvet

28

Hình 14 Đọc kết quả bằng máy quang phổ so màu

- Tính toán: đường chuẩn glucose có hình cong Điểm hấp phụ của mẫu được quy ra từ phương trình đường chuẩn được xây dựng bằng phương

pháp hồi quy tuyến tính

29

Chương 4 KẾT LUẬN VÀ THẢO LUẬN

1 Các yếu tố môi trường thí nghiệm

Các yếu tố môi trường như nhiệt độ và pH cũng như oxy hòa tan được

đo đạt 2 lần/ngày vào buổi sáng (8-9 giờ) và chiều (15-16 giờ) và điều chỉnh kịp thời nếu có sự thay đổi trong suốt thời gian thí nghiệm

Từ kết quả nghiên cứu cho thấy, nhiệt độ của mỗi nghiệm thức có biên

độ dao động ít, sự chênh lệch nhiệt độ giữa sáng và chiều chỉ là 0,30C điều đó đảm bảo không ảnh hưởng nhiều đến khả năng sống của cá Theo (Boyd, 1990; Zhang, et al., 2010) thì biên độ dao động nhiệt độ trong ngày thay đổi đột ngột

từ 3-4 oC có thể làm cá bị sốc nhiệt

Giá trị PH trung bình giữa sáng và chiều ở các nghiệm thức chênh lệch không đáng kể, giá trị biến động trung bình chỉ khoảng từ 0,1-0,2 Theo Boyd (1990); Lê Văn Cát và ctv (2006); Nguyễn Chung (2008) cá tra phát triển tốt trong điều kiện pH 6,5-9,0, khi pH < 6,5 sẽ ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và phát triển của cá, ngoài ra, pH quá thấp có thể gián tiếp ảnh hưởng đến tính độc

NH3 và H2S và hoạt tính của hóa chất sử dụng trong ao nuôi cá Do vậy, giới hạn pH của thí nghiệm vẫn nằm trong khoảng thích hợp cho sự phát triển của