- Thí nghiệm được tiến hành với cá mè vinh giống kích cỡ 10-15 g, cá được cho tiếp tiếp xúc với 4 nồng độ thuốc quinalphos gồm 0,0. - 0,1712 và 0,428 mg/L để xác định những thay đổi hoạt tính men cholinesterase (ChE) của cá và với 5 nồng độ quinalphos gồm 0,0. - Kết quả thí nghiệm cho thấy giá trị LC50-96 giờ của quinalphos đối với cá mè vinh là 0,856 mg/L. - quinalphos làm giảm có ý nghĩa thống kê (p<0,05) về tăng trưởng và hoạt tính ChE ở não, cơ và mang ở tất cả các nồng độ thuốc so với đối chứng, mức độ ức chế tăng trưởng và hoạt tính ChE tăng theo sự tăng của nồng độ thuốc. - Mức độ ức chế hoạt tính ChE có thể sử dụng để đánh giá mức độ nhiễm thuốc trừ sâu gốc lân hữu trong môi trường nước ruộng lúa.. - Cá mè vinh (Barbodes gonionotus) là loài khá phổ biến và có giá trị kinh tế tại đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). - Giống như đặc tính chung của thuốc BVTV gốc lân hữu cơ, quinalphos gây hại cho sinh vật chủ yếu tác động lên hệ thần kinh thông qua ức chế hoạt tính men cholinesterase (ChE) của sinh vật (Tomlin, 1994);. - khi men ChE bị ức chế đến 70% sẽ làm chết hầu hết các loài thủy sinh vật (Fulton và Key, 2001) và ức chế 30% được xem như ngưỡng giới hạn cho phép không ảnh hưởng đến sức khỏe của hầu hết sinh vật (Aprea et al., 2002).Trong thực tế, đa số thuốc BVTV tồn tại trong môi trường ở nồng độ dưới ngưỡng gây chết (Murty, 1988) nên có nguy cơ gây ảnh hưởng đến sinh vật. - Nghiên cứu này được thực hiện nhằm mục đích tìm hiểu khả năng ảnh hưởng của quinalphos lên hoạt tính men cholinesterase (ChE) và tốc độ tăng trưởng của cá mè vinh (Barbodes gonionotus) từ nồng độ gây chết (LC50) đến nồng độ dưới ngưỡng gây chết để có thể ứng dụng trong quản lý hệ thống nuôi cá-lúa hợp lý và tìm ra chỉ thị đánh giá sự tồn lưu của thuốc trong môi trường nước.. - 2.2 Cá thí nghiệm. - cá được thuần dưỡng trong bể composite 2 m 3 trước khi bố trí thí nghiệm khoảng 14 ngày.. - 2.3 Thuốc thí nghiệm. - 2.4 Nguồn nước thí nghiệm. - Sử dụng nguồn nước máy, nước được bơm vào các bể thí nghiệm, sục khí liên tục 48 giờ trước khi dùng cho thí nghiệm.. - Trong thời gian thuần dưỡng cá trong bể composite và trong thời gian thí nghiệm thì cho cá ăn thức ăn viên nổi Cargill có hàm lượng đạm 30%. - 2.6 Bố trí thí nghiệm. - Thí nghiệm được tiến hành theo phương pháp nước tĩnh (APHA, 2005) và tiến hành qua 2 giai đoạn là thí nghiệm tìm khoảng nồng độ gây độc của thuốc (thí nghiệm thăm dò) và thí nghiệm xác định giá trị LC 50. - Thí nghiệm xác định khoảng gây độc: thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiêu với 10 mức nồng độ quinalphos (0. - Thí nghiệm được tiến hành trong bể kính 50 lít nước;. - Ghi nhận số cá chết trong 96 giờ để xác định nồng độ cao nhất gây chết 10% và nồng độ thấp nhất gây chết 90% và từ đó tiến hành thí nghiệm xác định giá trị LC 50. - Thí nghiệm xác định giá trị LC 50 : thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 7 mức nồng độ quinalphos (0,0. - 1,2 và 1,4 mg/L) dựa vào thí nghiệm tìm khoảng nồng độ gây độc. - 72 và 96 giờ sau khi bố trí thí nghiệm. - Cá chết trong thời gian thí nghiệm được vớt để tránh làm bẩn môi trường thí nghiệm. - Các giá trị pH, nhiệt độ nước, oxy hòa tan được theo dõi 2 lần mỗi ngày lúc 7–8 giờ và 14–15 giờ trong quá trình thí nghiệm.. - 2.6.2 Thí nghiệm xác định hoạt tính ChE của cá khi tiếp xúc với quinalphos Thí nghiệm được thực hiện hoàn toàn ngẫu nhiên trong bể kính 50L với 4 nghiệm thức là đối chứng, 10%, 20% và 50% giá trị LC 50 -96 giờ tương đương các nồng độ là 0,0856 mg/L, 0,1712 mg/L và 0,428 mg/L. - Trong thời gian thí nghiệm không sục khí. - từ khi bắt đầu thí nghiệm đến ngày thứ 6 chỉ rút. - Khi bắt đầu thí nghiệm đến ngày thứ 3 không cho cá ăn, sau đó mỗi ngày cho cá ăn thức ăn Cargill 30% đạm theo nhu cầu.. - 2.6.3 Thí nghiệm ảnh hưởng của quinalphos lên tăng trưởng của cá mè vinh.. - Thí nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên với 5 nghiệm thức gồm 10% LC 50 -96 giờ (0,0856 mg/L). - nồng độ chỉ dẫn (0,1875 mg/L) và nghiệm thức đối chứng và mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần.. - Thời gian thí nghiệm 90 ngày. - Hoạt chất quinalphos cho vào bể 3 lần vào ngày thứ nhất, ngày thứ 30 và ngày thứ 60 từ khi bắt đầu thí nghiệm. - Trong thời gian thí nghiệm không thay nước bể nuôi vào các ngày và 60–64. - Phân tích hoạt tính men thì các mẫu não, cơ và mang được giải đông và được nghiền bằng máy nghiền trong 1 mL dung dịch đệm KH 2 PO4/K 2 HPO 4 (pH=7,5). - hút lấy phần nước trong nổi ở trên và trữ trong eppendoft 0,5 mL ở -80 0 C cho đến khi phân tích hoạt tính men ChE.. - 2.7.2 Phân tích hoạt tính men cholinessterase (ChE). - Hoạt tính của ChE được xác định theo phương pháp Ellman et al. - 2.7.3 Tăng trưởng của cá. - Xác định khối lượng bằng cách cân cá vào các thời điểm 0, 30, 60 và 90 ngày thí nghiệm trước khi cho quinalphos vào bể.. - Các số liệu hoạt tính men ChE, tăng trưởng, hệ số thức ăn,… được tính các giá trình trung bình và độ lệch chuẩn bằng chương trình Excel. - 3.1 Các yếu tố môi trường trong thời gian thí nghiệm. - Các yếu tố môi trường trong thí nghiệm xác định giá trị LC 50 , hoạt tính men ChE và tăng trưởng được trình bày trong Bảng 1. - Nhiệt độ, pH, oxy hòa tan giữa các bể trong cùng thí nghiệm khá đồng nhất, chênh lệch trong ngày không quá 1 0 C. - Biến động oxy ở các thí nghiệm không lớn, dao động 3,2–3,23 mg/L (thí nghiệm LC 50. - Nhìn chung, các yếu tố môi trường không ảnh hướng đến các chỉ tiêu sinh lý – sinh hóa và tăng trưởng của cá thí nghiệm.. - Bảng 1: Các yếu tố môi trường trong thời gian thí nghiệm xác định giá trị LC 50 , hoạt tính men ChE và tăng trưởng. - Thí nghiệm. - Sáng Chiều Sáng Chiều Sáng Chiều LC Hoạt tính. - Khi cho quinalphos vào bể thí nghiệm thì cá bắt đầu chết lúc 6 giờ và kéo dài đến 96 giờ sau khi tiếp xúc với thuốc và số cá chết càng tăng ở nồng độ thuốc cao. - Khi cá mới tiếp xúc với quinalphos thì cá hoạt động mạnh, tăng hô hấp, bơi lội không định hướng (nồng độ 1,2–1,4 mg/L). - LC 50 1,245 mg/L 0,947 mg/L 0,881 mg/L 0,856 mg/L 3.3 Ảnh hưởng của quinalphos lên hoạt tính men cholinesterase (ChE). - gia tăng theo nồng độ quinalphos. - ở nồng độ 0,428 mg/L. - trung bình của cá mè vinh trong thí nghiệm xác định ChE Nồng độ thuốc (mg/L) Tỷ lệ chết. - 3.3.1 Ảnh hưởng của quinalphos lên hoạt tính men cholinesterase (ChE) ở não Bảng 3 cho thấy hoạt tính ChE ở não giảm rất rõ theo sự gia tăng nồng độ quinalphos. - hoạt tính ChE giảm có ý nghĩa thống kê so với đối chứng (p<0,05) vào. - hoạt tính ChE tiếp tục giảm thấp nhất ở ngày thứ 4 sau khi tiếp xúc với thuốc. - hoạt tính ChE thấp nhất là 10,8 nmole/phút/mg protein (tương đương 10,6% cá nghiệm thức đối chứng). - Ở thời điểm 7 ngày thì hoạt tính ChE bắt đầu phục hồi dần cho đến ngày thứ 21 thì phục hồi hoàn toàn ở nồng độ thuốc 0,0856 mg/L và đến ngày thứ 28 thì phục hồi 67,8% ở nồng độ 0,1712 mg/L và 60,5% ở nồng độ 0,428 mg/L.. - Bàng 3: Hoạt tính men ChE não theo thời gian và nồng độ quinalphos Thời gian sau. - Hoạt tính ChE ở não (nmol/phút/mg protein). - 3.3.2 Ảnh hưởng của quianlphos lên hoạt tính men cholinesterase (ChE) ở cơ Thay đổi hoạt tính của ChE ở cơ theo nồng độ thuốc và thời gian được trình bày ở bảng 4. - hoạt tính ChE giảm có ý nghĩa thống kê so với đối chứng (p<0,05) ở tất cả các nồng độ quinalphos sau 1 ngày tiếp xúc. - Ngày thứ 4 sau tiếp xúc thì ChE giảm thấp nhất ở nồng độ 0,1712 và 0,428 mg/L lần lượt là 2,14 nmole/phút/mg protein (tương đương 12% đối chứng) và 1,8 nmole/phút/mg protein (tương đương 10,1%. - Ngày thứ 7 thì hoạt tính ChE tiếp tục giảm thấp nhất ở nồng độ 0,0856 mg/L là 3,46 nmole/phút/mg protein (tương đương 19,1% đối chứng) nhưng các nồng độ khác thì hoạt tính ChE chỉ mới bắt đầu phục hồi. - Ngày thứ 28 thì hoạt tính ChE phục hồi không hoàn toàn, còn khác có ý nghĩa thống kê so với đối chứng (p>0,05).. - Bảng 4: Hoạt tính men ChE ở cơ theo thời gian và nồng độ quinalphos Thời gian tiếp. - Hoạt tính ChE ở cơ (nmol/phút/mg protein). - 3.3.3 Ảnh hưởng của quianlphos lên hoạt tính men cholinesterase (ChE) ở mang Tương tự ở não và cơ, hoạt tính ChE ở mang giảm có ý nghĩa thống kê so với đối chứng (p<0,05) sau khi tiếp xúc với quinalphos 1 ngày. - Bảng 5 cho thấy hoạt tính ChE giảm thấp nhất vào ngày thứ 4 tiếp xúc với thuốc ở các nồng độ 0,0856;. - Sau 7 ngày tiếp xúc với quinalphos thì hoạt tính ChE bắt đầu phục hồi. - Ngày thứ 28 thì ChE phục hồi hoàn toàn ở nồng độ 0,0856 và 0,1712 mg/L nhưng ở nồng độ 0,428 mg/L thì khả năng phục hồi chậm (tương đương 38,3% đối chứng) và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng (p<0,05).. - Bảng 5: Hoạt tính men ChE mang theo thời gian và nồng độ quinalphos Thời gian sau. - Hoạt tính ChE ở mang (nmol/phút/mg protein). - Tăng trưởng cá càng thấp ở nồng độ quinalphos càng cao.. - Hình 1: Tăng trưởng tuyệt đối (DWG) của cá ở các nồng độ quinalphos khác nhau. - Giá trị pH trong các thí nghiệm tương đối ổn định và nằm trong khoảng thích hợp phát triển của cá mè vinh là 6,5–9 (www.fao.org). - Nhiệt độ chênh lệch trong ngày thấp vào buổi sáng và cao vào buổi chiều là do các thí nghiệm được bố trí trong nhà có mái che. - Thời gian thí nghiệm xác định LC 50 và hoạt tính men ChE thì các bể không được sục khí nhưng vẫn được si phong hàng ngày nên hàm lượng oxy hòa tan luôn được duy trì lớn hơn 3 mg/L. - Ở thí nghiệm tăng trưởng thì hàm lượng oxy hòa tan dao động rất nhỏ và được duy trì trong khoảng 6,1 mg/L do bề được sục khí. - Nhìn chung, các yếu tố môi trường gồm pH, nhiệt độ và oxy hòa tan gần như đồng nhất giữa các nghiệm thức của từng thí nghiệm và nằm trong giới hạn thích hợp về sinh lý, sinh trưởng của cá mè vinh... - Hoạt tính men ChE ở não, cơ và mang cá mè vinh bị ức chế rất cao từ 1–4 ngày sau khi tiếp xúc với quinalphos. - Trong thí nghiệm này, sau 1 ngày cá mè vinh tiếp xúc với thuốc thì hoạt tính men ChE bị ức chế vượt quá giới hạn thấp nhất không ảnh hưởng đến cá ở tất cả các nghiệm thức có quinalphos. - Kết quả thí nghiệm này tương tự nghiên cứu của Đỗ Thị Thanh Hương (1998), tác giả cho rằng cá mè vinh tiếp xúc với basudin (hoạt chất diazinon) sau 96 giờ thì hoạt tính men ChE ở các nồng độ 0,18. - Nghiên cứu ảnh hưởng của kinalux (hoạt chất quinalphos) lên hoạt tính ChE mang cá chép của Nguyễn Quang Trung (2010) cho thấy sau 4 ngày tiếp xúc với thuốc, hoạt tính men ChE giảm thấp nhất ở các nồng độ 0,0076. - Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Quế Trân (2010) cho thấy cá tra sau 6 giờ tiếp xúc với 0,1 mg/L quinalphos (75% giá trị LC 50 ) thì ức chế hoạt tính men ChE não là 84,5%. - Các nghiên cứu cho thấy sự ức chế hoạt tính men ChE khác nhau ở các cơ quan khác nhau có thể do sự hiện diện của isozyme ái lực khác nhau với chất nền và chất ức chế và bản thân hóa chất có thể hiện diện khác nhau trong các cơ quan khác nhau (nơi sản xuất ra chất ức chế hoặc các chất ức chế chuyển hóa với tỷ lệ khác nhau) (Kabeer et al., 1979). - Hơn nữa, trong công thức cấu tạo của hoạt chất quinalphos (gốc lân hữu cơ) có liên kết P=S (Tomlin, 1994) bền hơn liên kết P=O do đó có thể ảnh hưởng đến sự phục hồi hoạt tính ChE khi tiếp xúc với hoạt chất quinalphos. - Rao (2004) cho rằng sự phục hồi hoàn toàn hoạt tính ChE ở não trong thời gian 34 – 36 ngày đối với thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ có liên kết P=S, trong khi đó với liên kết P=O của thuốc monochlorophos thì thời gian phục hồi mất 22 ngày.. - Tăng trưởng của cá càng thấp khi nồng độ quinalphos càng cao phù hợp với kết quả nghiên cứu của Đỗ Thị Thanh Hương (1998), tác giả này cho rằng diazinon (Basudin 40EC) làm giảm tăng trưởng của cá mè vinh, cá chép và cá rô phi và tốc độ tăng trưởng càng giảm theo sự gia tăng nồng độ. - (2006) cho biết khi cho cá lóc (Channa striata) tiếp xúc với diazinon 4 ngày ở nồng độ 0,35 mg/L, sau đó chuyển vào nước sạch 40 ngày thì tốc độ tăng trưởng của cá bị ức chế 50% và 60 ngày 33% so với đối chứng. - Nghiên cứu này cho thấy hoạt tính ChE cá mè vinh rất nhạy cảm với quinalphos ở nồng độ thấp (0,0856 mg/L) vì thế đo hoạt tính ChE cá mè vinh (Barbodes gonionotus) có thể xác định cá đã sống trong môi trường có tồn tại quinalphos.. - hoạt chất này làm giảm đáng kể hoạt tính ChE ở não, cơ và mang ở tất cả các nồng độ. - mức độ ức chế hoạt tính ChE tăng theo sự gia tăng của nồng độ thuốc và hoạt tính men ChE phục hồi hoàn toàn ở não (nồng độ 0,0856 mg/L), mang (0,0856 và 0,1712 mg/L) sau 28 ngày. - Quinalphos đã ức chế rõ rệt tốc độ tăng trưởng của cá mè vinh ở tất cả các nồng độ.. - Có thể xem hoạt tính ChE là một đánh dấu sinh học chỉ sự ô nhiễm hóa chất thuốc BVTV gốc lân hữu cơ như quinalphos.. - Thí nghiệm với thời gian dài hơn nhằm xác định khả năng phục hồi hoàn toàn hoạt tính men ChE ở cơ cá mè vinh bị ảnh hưởng bởi quinalphos.. - Ảnh hưởng của Basudin 50EC lên hoạt tính enzyme Cholinesterase và tăng trọng của cá lóc (Channa striata), Tạp chí khoa học – Trường Đại học Cần Thơ, trang 13 – 23.