SỰ PHÁT TRIỂN PHÔI RƯƠI TỪ QUÁ TRÌNH THỤ TINH NHÂN TẠO VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẶN TRONG ƯƠNG ẤU TRÙNG RƯƠI Tylorrhynchus heterochaetus LÊN GIAI ĐOẠN METACHOPHORA Phạm Công Thảo * , Nguyễn Thức Tuấn ** , Nguyễn Quang Chương *** GIỚI THIỆU Nghiên cứu này thử nghiệm việc cho rươi thụ tinh trong điều kiện nhân tạo, đánh giá và mô tả lại sự phát triển của phôi rươi trong môi trường nước lợ (15‰). Nghiên cứu cũng bố trí thí nghiệm ương nuôi và đánh giá ảnh hưởng của độ mặn (0‰, 5‰, 10‰, 015‰) lên tỷ lệ sống của ấu trùng rươi đến giai đoạn Metachophora. Kết quả thí nghiệm đã cung cấp thêm những kiến thức quan trọng về Sinh học phát triển của rươi, tính khả thi trong thụ tinh nhân tạo và ương nuôi ấu trùng, đồng thời xác định được khoảng độ mặn phù hợp cho sự phát triển của ấu trùng rươi. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Rươi (Tylorrhynchus heterochaetus) là loài động vật không xương sống, thuộc lớp giun nhiều tơ (polycheata), sinh sống chủ yếu trong vùng nước lợ, có vai trò khá quan trọng trong hệ sinh thái. Rươi phân bố ở Việt Nam, Trung Quốc, Nhật Bản, Indonesia. Ở nước ta chúng thường xuất hiện nhiều ở các tỉnh như Hải Phòng, Hải Dương, Thái Bình, Nam Định, Nghệ An, Khánh Hoà, Côn Đảo,… Rươi chỉ xuất hiện vào những thời vụ nhất định trong năm. Sự xuất hiện của chúng thường gắn liền với hoạt động sinh sản và liên quan đến các yếu tố như thuỷ triều, thời tiết, tuần trăng, nhiệt độ,…, trong đó độ mặn là một yếu tố đặc trưng và liên quan trực tiếp đến vùng rươi lên. Những hiểu biết chi tiết về sự thích ứng với môi trường, sinh học phát triển,… của rươi còn rất ít, nên rất cần được quan tâm nghiên cứu nhiều hơn. Từ lâu, rươi được biết đến bởi các món ăn đặc sản, ngon và bổ dưỡng của người dân vùng đồng bằng Bắc Bộ. Hiện nay, nguồn lợi rươi tự nhiên đang trở nên khan hiếm do nhu cầu sử dụng ngày càng cao và việc bảo vệ, khai thác chưa được chú trọng. Gần đây, tại một số vùng ven biển, người dân đã biết vận dụng việc thu giống tự nhiên đưa vào các đầm lớn để nuôi, bổ sung phân bón, tạo điều kiện thuận lợi cho Rươi sinh trưởng và phát triển tốt nên cho sản lượng và năng suất thu hoạch khá cao, qua đó từng bước hình thành nghề nuôi rươi quảng canh. Nếu có được nguồn rươi giống chủ động từ sản xuất nhân tao, nghề nuôi rươi sẽ có một bước tiến lớn, mang lại hiệu quả cao hơn, đáp ứng được nhu cầu thực tiễn của sản xuất. Nghiên cứu này nhằm cung cấp thêm các hiểu biết về các đặc điểm sinh học phát triển và hướng tới việc xây dựng quy trình sản xuất giống rươi nhân tạo. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Đối tượng, thời gian và địa điểm nghiên cứu 1.1. Đối tượng nghiên cứu Loài Rươi: Tylorrhynchus heterochaetus Quatrefages, 1865 1.2. Địa điểm nghiên cứu: Rươi được thu ở các cửa sông tại Hải Phòng 1.3. Thời gian nghiên cứu: từ tháng 4 đến 9/2009 2. Vật liệu nghiên cứu Chai nhựa (thu mẫu nước), Lưới (Thu mẫu rươi sinh sản), Xô nhựa 10 lít (làm bể ấp trứng), Vợt thu trứng (kích cỡ mắt lưới 60µm), Máy sục khí mini, Máy đo DO (YSI 52-Mỹ), Máy đo pH (WTW 315i-Đức), Khúc xạ kế Refactometer-Mỹ, Kính hiển vi, cân điện tử, một số hóa chất và dụng cụ phụ trợ khác. Rươi đực Rươi cái 3. Phương pháp nghiên cứu và bố trí thí nghiệm 3.1. Phương pháp thụ tinh nhân tạo - Thu Rươi bố mẹ Dựa vào lịch thuỷ triều kết hợp với quan sát thời tiết và mùa vụ sinh sản để xác định thời điểm thu Rươi hợp lý. Dùng lưới chặn ở miệng cống khi nước thủy triều rút để thu Rươi. Rươi được rửa sạch và bảo quản mát trong các thùng xốp để có thể sống tốt. Số lượng: 120 cá thể (30 đực/90 cái)/đợt thí nghiệm, thu 2 đợt (tháng 5 và tháng 9). Hình 1. Hình thái ngoài của Rươi đực và Rươi cái lúc thành thục ở - Cho rươi sinh sản trong điều kiện nhân tạo Rươi bố mẹ (120 cá thể), chọn những cá thể khoẻ mạnh bơi lội nhanh nhẹn, mập mạp với tỷ lệ đực/cái: 1/3. Cho Rươi bố mẹ vào xô có độ muối 15‰, tiến hành sục khí. Sau một thời gian cơ thể Rươi bố mẹ tự vỡ, lọc hỗn hợp trứng, tinh trùng qua vợt (60µm), tính toán số lượng trứng, chia đều vào xô, sục khí liên tục 24/24h. - Xác định sức sinh sản của Rươi Sức sinh sản tuyệt đối (số trứng/cá thể): Fa = n * V Trong đó - n: Lượng trứng có trong 1ml dung dịch sau khi cho 1 cá thể sinh sản - V: Thể tích dung dịch pha loãng (ml) 3.2. Phương pháp theo dõi sự phát triển phôi và ấu trùng - Quan sát trực tiếp: Sử dụng kim tiêm, vợt (kích thước mắt lưới 60µm), lam kính để thu trứng và quan sát trên kính hiển vi ghi lại hình ảnh các giai đoạn phát triển của phôi và ấu trùng. - Xác định tỷ lệ thụ tinh sau khi cho thụ tinh 30 phút: Dùng vợt vớt trứng kiểm tra từng xô, trứng được quan sát kính hiển vi, lấy giá trị trung bình cho các mẫu quan sát. - Xác định tỷ lệ nở sau khi trứng nở hết T s (%) = 1 2 T T *100 Trong đó: T 1 : số trứng đã thụ tinh; T 2: số trứng đã nở Ấu trùng rươi từ thụ nh nhân tạo CT 1 (0‰) CT 2(5‰) CT 3 (10‰) CT 4 (15‰) -Theo dõi các yếu tố môi trường (Nhiệt độ, DO, Ph) - Xác định tỷ lệ sống lên ấu trùng 3 a Kết luận 3.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của độ mặn đến tỷ lệ sống của ấu trùng rươi đến giai đoạn Metachophora - Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên, lặp lại 3 lần trong các thùng xốp với 4 mức độ mặn: 0‰, 5‰, 10‰, 15‰, - Nước biển có độ mặn 20‰ được pha loãng với nước đầm được lọc sạch, đến các độ muối yêu cầu, Cho nước vào các thùng xốp có đấy là bùn cát dày 5-7cm, sục khí 24/24h. Các yếu tố phi thí nghiệm được quản lý đồng đều giữa các công thức thí nghiệm. - Thức ăn sử dụng các loài tảo như Chaetoceros sp và lòng đỏ trứng gà. Mật độ thả ấu trùng ban đầu là 400 ct/lít. Ấu trùng được thuần giảm dần độ mặn trước lúc đưa vào ương. Thời gian ương: 3 ngày. - Sơ đồ nghiên cứu 4. Xử lý số liệu: sử dụng phần mềm Ecxel và SPSS 16.0 để xử lý số liệu 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Kết qủa thụ tinh nhân tạo và sự phát triển phôi rươi 1.1. Kết quả thụ tinh nhân tạo - Tỷ lệ thụ tinh Sau khoảng 5 phút từ lúc cho Rươi thành thục vào bể có độ mặn 15‰, các cá thể bố mẹ đều tự vỡ ra, đồng thời giải phóng trứng và tinh trùng vào nước. Hỗn hợp trứng và tinh trùng có màu xanh nhạt. Sau 30 phút quan sát trứng thấy có sự khác nhau rất rõ giữa trứng đã thụ tinh và trứng Hình 2. Trứng thụ nh và không thụ nh không thụ tinh: Trứng thụ tinh trương nước, tăng mạnh về kích thướccó màng tế bào dày, tế bào chất đặc lại, kích thước trứng nhỏ hơn, trứng không thụ tinh thì ngược lại. Qua 2 đợt thí nghiệm, tỷ lệ thụ tinh đạt từ 78,93% - 79,18%. Như vậy, việc cho rươi thụ tinh nhân tạo đã thành công và đạt tỷ lệ khá cao. - Sức sinh sản tuyệt đối của Rươi. Sức sinh sản tuyệt đối của rươi thí nghiệm đạt trung bình 43898 trứng/cá thể rươi cái. Bảng 1. Sức sinh sản của Rươi qua trong thí nghiệm STT Đợt thí nghiệm Fa (trứng/cá thể) 1 Tháng 5 41589 ± 26 2 Tháng 9 46207 ± 31 Trung bình 43898 Sức sinh sản của rươi vào tháng 9 cao hơn (46207 ± 31) so với rươi tháng 5 (41589 ± 26). Điều này do rươi cái tháng 9 thường có kích thước lớn, khía cạnh khác có thể do sức sinh sản của rươi trong thời vụ chính (tháng 9) cao hơn thời vụ phụ (tháng 5). 1.2. Sự phát triển phôi và tỷ lệ nở của ấu trùng rươi Kết quả quan sát, theo dõi trực tiếp sự phát triển của các trứng đã thụ tinh trên kính hiển vi điện tử đã xác định được một số thời kỳ phát triển của phôi rươi như sau: Hình 3. Trứng ở các giai đoạn 2, 4 và 8 phôi bào Sau thụ tinh 2-2,5giờ: Xuất hiện rãnh phân cắt, phân chia trứng thành 2 phôi bào dọc theo cực động vật và cực thực vật. Sau 3,5 – 4giờ : Xuất hiện rãnh phân cắt thứ 2 phân cắt trứng thành 4 phôi bào Sau 5-6 giờ phôi đã phân cắt lần thứ 3 thành 8 tế bào, nhưng ở lần phân cắt này không đều nhau 4 tế bào ở phía trên nhỏ hơn và nằm giữa các góc của 4 tế bào bên giới. Theo tác giả Lưu thị Dung và Phạm Quốc Hùng đây là hiện tượng phân cắt hoàn toàn theo kiểu xoắn ốc, nguyên nhân là do thoi phân cắt nằm nghiêng hoặc do phôi bào mới hình thành di chuyển mạnh. Sau 6-10 giờ, phôi tiếp tục phân cắt, nhưng rất khó quan sát và đếm số lượng tế bào Sau 10-17h là giai đoạn đầu phôi nang và cuối phôi vị, phôi vị phát triển theo hình thức lan phủ. Hình 4. Quá trình phát triển phôi vị Sau 24 giờ, ấu trùng Trochophora với đặc điểm hình cầu, xuất hiện vành tiêm mao viền đỏ giúp cho chúng có thể di chuyển theo kiểu xoay vòng. Những trứng không thụ tinh sau khoảng thời gian từ 20-24h chúng sẽ tự vỡ ra và tan biến vào nước - Tỷ lệ nở của ấu trùng: Qua thí nghiệm cho rươi thụ tinh nhân tạo, tỷ lệ nở từ các trứng thụ tinh lên ấu trùng trochophora đạt khoảng 65,75%. 2. Ảnh hưởng của độ mặn lên tỷ lệ sống của ấu trùng rươi 2.1. Các yếu tố môi trường cơ bản trong thí nghiệm Bảng 2. Diễn biến nhiệt độ, DO và pH trong thí nghiệm CT Nhiệt độ DO pH Sáng Chiều Sáng Chiều Sáng Chiều MaxMin SdTB → ± MaxMin SdTB → ± MaxMin SdTB → ± MaxMin SdTB → ± MaxMin → MaxMin → 0‰ 7,262,25 57,007,26 → ± 5,286,26 74,062,27 → ± 44,619,6 10,033,6 → ± 51,623,6 11,037,6 → ± 82,761,7 → 85,772,7 → 5‰ 7,264,25 57,005,26 → ± 6,288,26 68,068,27 → ± 58,618,6 17,038,6 → ± 56,621,6 15,036,6 → ± 83,769,7 → 86,772,7 → 10‰ 6,263,25 57,002,26 → ± 5,288,26 69,068,27 → ± 53,631,6 10,042,6 → ± 58,630,6 12,046,6 → ± 82,772,7 → 92,779,7 → 15‰ 7,262,25 66,007,26 → ± 5,286,26 81,067,27 → ± 55,619,6 16,038,6 → ± 51,621,6 12,037,6 → ± 86,767,7 → 82,775,7 → Nhiệt độ nước dao động từ 25,2 – 28,5 o C, DO trong khoảng từ 6,19 – 6,58mg/l, pH từ 7,61 - 7,86. Nhìn chung, các thông số môi trường đều nằm trong khoảng phù hợp cho sản xuất giống thủy sản nước lợ và đảm bảo đồng nhất giữa các công thức thí nghiệm. 2.2. Tỷ lệ sống của ấu trùng đến giai đoạn Metachophora Sau 3 ngày ương, tất cả ấu trùng đã phát triển đến giai đoạn Metachophora, Phần đầu có 2 đôi mấu lồi cảm giác, có 2 mắt. Cơ thể có 3 đôi chi bên, trên mỗi chi có các tia và lông tơ, chi bên giúp cho ấu trùng bơi lội tự do và có định hướng. Đuôi có thuỳ. Hình 5. Ấu trùng trung gian (35 giờ)(phải)và ấu trùng Metachophora (trái) Các công thức thí nghiệm đã thể hiện sự sai khác có ý nghĩa thống kê (mức α= 0,05) về tỷ lệ sống sau quá trình ương nuôi. Kết quả thí nghiệm thể hiện ở bảng sau: Bảng 3.Tỷ lệ sống của ấu trùng 3 tia trong các độ mặn khác nhau Độ mặn Đợt TN 0‰ 5‰ 10‰ 15‰ MaxMin SdTB → ± MaxMin SdTB → ± MaxMin SdTB → ± MaxMin SdTB → ± TLS đợt 1 00 00,000,0 → ± a 23,4797,44 22,184,45 → ± b 35,6567,63 92,073,64 → ± c 25,6748,65 94,019,66 → ± c TLS đợt 2 00 00,000,0 → ± a 78,4569,43 06,185,44 → ± b 16,6795,64 11,198,65 → ± c 78,6764,66 42,040,67 → ± c TLS trung bình 00 00,000,0 → ± a 23,4769,43 16,134,45 → ± b 16,6767,63 14,136,65 → ± c 78,6748,65 93,079,66 → ± c (Các số liệu trong cùng hàng có ký hiệu chữ mũ khác nhau thể hiện sự sai khác có ý nghĩa về mặt thống kê với mức xác suất p >95%) Trên bảng 3 ta thấy, độ mặn đã tác động trực tiếp đến tỷ lệ sống của ấu trùng rươi. So sánh bằng LSD 0,05 cho thấy hai mức độ mặn 10‰ và 15‰ có tỷ lệ sống cao và tương đương nhau, kế đến là độ mặn 5‰, thấp nhất là độ mặn 0‰. Hình 6. Đồ thị diễn tả tỷ lệ sống ấu trùng rươi theo các công thức thí nghiệm Trên đồ thị ta thấy, trong nước ngọt ấu trùng đã chết hoàn toàn. Quan sát thực tế chúng tôi thấy ấu trùng bị chết ngay từ ngày ương thứ nhất. Ở độ mặn 5‰, tỷ lệ sống không cao, chỉ đạt khoảng 45,34 ±1,16%. Tỷ lệ sống đạt tốt nhất ở độ mặn 10‰ và 15‰ lần lượt là 63,36 ± 1,14% và 66,79 ± 0,93%. Như vậy độ mặn 10-15‰ là phù hợp sho sự sinh sản và phát triển của ấu trùng rươi. 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN Kết luận 1. Thí nghiệm cho rươi thụ tinh nhân tạo đã thành công. Tỷ lệ thụ tinh đạt 78,9-79.1%, sức sinh sản tuyệt đối của rươi vào tháng 9 đạt 46207, tháng 5 đạt 41589 trứng/cá thể, tỷ lệ nở ra ấu trùng trochophora đạt 65,75%. 2. Sự phát triển của phôi diễn ra bình thường tại độ mặn 15‰. Giai đoạn 2 tế bào diễn ra sau thụ tinh 2-2,5 giờ, giai đoạn 4 tế bào sau 3-4giờ, giai đoạn 8 tế bào sau 5-6h, giai đoạn phôi vị sau 10-17h, sau 17-30h phôi phát triển sang giai đoạn ấu trùng Trochophora. 3. Độ mặn ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ lệ sống của ấu trùng rươi. Trong nước ngọt ấu trùng rươi bị chết hoàn toàn. Độ mặn thuận lợi cho ấu trùng rươi phát triển là 10‰ - 15‰ (63,3 – 66,7%). Độ mặn 5‰ cho tỷ lệ sống của ấu trùng rươi thấp hơn (45,34%). Đề xuất ý kiến 1. Tiếp tục nghiên cứu về các đặc điểm sinh học phát triển ở các giai đoạn khác trong vòng đời của rươi. 2. Cần nghiên cứu các vấn đề khác như thức ăn, nhiệt độ,… để tiến đến hình thành quy trình sản xuất giống rươi nhân tạo. Trong đó độ mặn ương nuôi ấu trùng nên chọn từ 10 -15‰. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Thái Trần Bái (Tái bản 2007),Động vật học không xương sống (Giáo trình dùng cho trường đại học sư phạm), NXB giáo dục 2. Phan Hồng Dũng (2007), Nguồn lợi Rươi biển, bản tin khoa học công nghệ, http://www.rimf.org.vn/bantin/tapchi. 3. Lưu thị Dung-Phạm Quốc Hùng (2005), Mô phôi học thuỷ sản.NXB nông nghiệp 4. Lê Quý Đôn (1773), Vân đài loại ngữ, theo Nguyễn Văn Khang (1991), Rươi và nguồn lợi. Báo khoa học và đời sống, số 48. 5. Nguyễn Quang Chương (2008), Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học sinh sản của Rươi ở một số tỉnh Miền Bắc Việt Nam, Báo cáo khoa học, Viện nghiên cứu nuôi trồng thuỷ sản I 6. Nguyễn Đức Hội (1997) Quản lý chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản, Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản I 7. Đặng Ngọc Thanh, Thái Trần Bái và Phạm Văn Miên (1980), Đinh loại động vật không xương sống nước ngọt bắc Việt Nam, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội. 8. Pham Dinh Trong (2006) About some biological characteristics and the spawning seaon of Tylorrhunchus (Quatrefaget) in the northern coast Viet Nam, Hai Phong Sud-Institute of Oceanography Marine Resourcse & Environment-Vol.6, http://www.marinespecis.org/aphia.php? p. 9. Michaeel Mazurkiewicz (1975), Laval Develoment and Habits of Laenonereis culveri (Wedster) (Polychaeta: Nereidea), Biological Bulletin, Vol. 149, No. 1,pp. 186-204, http://www.earthlife.net/inverts/polychaeta. (*) Sinh viên K45-Nuôi trồng thủy sản, khoa Nông Lâm Ngư, Trường ĐH. Vinh (**) Khoa Nông Lâm Ngư, Trường ĐH. Vinh ( *** ) Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản 1 . SỰ PHÁT TRIỂN PHÔI RƯƠI TỪ QUÁ TRÌNH THỤ TINH NHÂN TẠO VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẶN TRONG ƯƠNG ẤU TRÙNG RƯƠI Tylorrhynchus heterochaetus LÊN GIAI ĐOẠN METACHOPHORA Phạm Công. học phát triển của rươi, tính khả thi trong thụ tinh nhân tạo và ương nuôi ấu trùng, đồng thời xác định được khoảng độ mặn phù hợp cho sự phát triển của ấu trùng rươi. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Rươi (Tylorrhynchus. phôi phát triển sang giai đoạn ấu trùng Trochophora. 3. Độ mặn ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ lệ sống của ấu trùng rươi. Trong nước ngọt ấu trùng rươi bị chết hoàn toàn. Độ mặn thuận lợi cho ấu trùng