- NUÔI VỖ THÀNH THỤC VÀ KÍCH THÍCH SINH SẢN CẦU GAI ĐEN Diadema setosum (LESKE, 1778). - Cầu gai đen Diadema setosum, nuôi vỗ thành thục, kích thích sinh sản. - Nghiên cứu được thực hiện gồm 2 thí nghiệm (TN) nhằm xác định được thức ăn thích hợp trong nuôi vỗ thành thục và phương pháp kích thích sinh sản phù hợp cho cầu gai đen Diadema setosum. - Ở TN1, cầu gai trưởng thành được cho ăn với 3 nghiệm thức (NT) thức ăn: 100% rong Gracillari sp. - thức ăn chế biến (NT2) và kết hợp rong và thức ăn chế biến (NT3). - Kết quả cho thấy sau 90 ngày nuôi tỷ lệ sống cầu gai đạt >50% ở tất cả các NT. - Tỷ lệ cầu gai đạt các giai đoạn thành thục III và IV chủ yếu ở NT2 và NT3. - Không có cầu gai sinh sản ở 2 PP dùng đèn UV và PP dùng H 2 O 2 . - Nuôi vỗ thành thục và kích thích sinh sản cầu gai đen Diadema setosum (Leske, 1778). - Cầu gai còn được gọi là nhum hay nhím biển, thuộc lớp ngành động vật da gai. - Hiện nay, có hơn 800 loài cầu gai phân bố trên thế giới, trong đó loài cầu gai Diadema setosum (Leske, 1778) còn được gọi là cầu gai đen. - Loài cầu gai này phân bố chủ yếu ở vùng biển nông, nước cạn như khu vực nhiệt đới Ấn Độ Dương đến Nhật Bản, Nam Thái Bình Dương và vùng biển Đỏ (Lessions et al., 2001). - Ở Việt Nam, cầu gai đen thường phân bố ở vùng ven biển miền Trung, Vịnh Bắc Bộ, Trường Sa, Côn Đảo và vùng biển phía Tây Nam Việt Nam (Latypov and Salin, 2011;Hứa Thái Nhân và ctv., 2019a).. - Ở Việt Nam, trong vài năm gần đây cầu gai đã được biết đến như là nguồn thực phẩm dinh dưỡng và tiêu thụ khá phổ biển ở nhiều vùng biển, đặc biệt là vùng biển Kiên Giang. - Giá cầu gai rất cao dao động từ 50 – 70 nghìn đồng/con tại các nhà hàng.. - Tuy nhiên, nguồn cầu gai tiêu thụ chủ yếu được thu từ tự nhiên dẫn đến nguồn lợi cầu gai ngày càng giảm nghiêm trọng (Thông tin trao đổi trực tiếp từ Cán bộ Quản lý, Phòng Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, huyện Kiên Hải, Kiên Giang). - Vì vậy, việc duy trì quản lí loài cầu gai đen để cải thiện nguồn lợi giúp cân bằng hệ sinh thái biển là đặc biệt cần thiết. - Do đó, mục tiêu của nghiên cứu này là nhằm tìm ra loại thức ăn thích hợp cho quá trình nuôi vỗ thành thục sinh dục và phương pháp kích thích sinh sản phù hợp kết hợp quan sát quá trình phát triển phôi, biến thái của ấu trùng cầu gai đen nhằm cung cấp dẫn liệu khoa học phục vụ nghiên cứu phát triển quy trình sản xuất giống của cầu gai đen.. - 2.1 Nghiên cứu nuôi vỗ thành thục cầu gai bằng các loại thức ăn khác nhau. - Cầu gai trưởng thành (đường kính vỏ 4,07±0,24 cm) được thu từ tự nhiên ở vùng biển Hòn Sơn, Kiên Hải, Kiên Giang. - Mẫu cầu gai sau khi thu được vận chuyển sống trong thùng xốp có sục khí về Trại Thực nghiệm Khoa Thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ.. - Một hệ thống tuần hoàn gồm 3 bể nuôi cầu gai bố mẹ và 1 bể lọc sinh học (100L), 5L giá thể lọc (RK Plast bioelement, SSA: 750 m 2 /m 3 ) được cho vào bể lọc sau đó chạy hệ thống khoảng 1 tuần trước bố trí thí nghiệm. - sinh học được lọc qua bông lọc (Thái Hòa, Việt Nam) để loại các chất lơ lửng và thải từ cầu gai. - Ở NT 1, cầu gai được cho ăn rong theo nhu cầu adlibitum hàng ngày. - Chế biến thức ăn. - Cầu gai được cho ăn 1 lần/ngày vào lúc 18 h. - Đánh giá sự thành thục của cầu gai. - Sự thành thục của cầu gai được xác định vào các ngày nuôi thứ 60 và 90 bằng cách thu mẫu ngẫu nhiên 3 con ở mỗi nghiệm thức (1 con/bể). - Sự thành thục của cầu gai được xác định bằng hệ số thành thục GSI (Gonadosomatic index) theo công thức (1).. - Tỷ lệ sống và tỷ lệ thành thục của cầu gai được xác định sau 90 ngày nuôi. - Tỷ lệ sống. - (số cầu gai sống sau khi kết thúc thí nghiệm/số thả nuôi ban đầu. - 2.2 Nghiên cứu kích thích sinh sản cầu gai đen. - 2.2.1 Nguồn cầu gai bố mẹ. - Cầu gai bố mẹ thành thục sử dụng trong nghiên cứu này được thu từ tự nhiên ở vùng biển Hòn Sơn, Kiên Hải, Kiên Giang.. - Hình 1: a: Cầu gai bố mẹ sử dụng cho sinh sản. - b: kích thích sinh sản bằng cách tiêm KCl, Cầu gai đực (c, trái) và cầu gai cái (c, phải) thành thục sau khi giải phẩu. - Các tiêu chí chọn cá thể cầu gai bố mẹ. - Cầu gai thành thục có kích thước đường kính lớn 30 mm.. - Cầu gai không xác định được giới tính và mức độ thành thục từ hình thái bên ngoài nên trước khi tiến hành thí nghiệm 7 đến 10 cầu gai bố mẹ được chọn ngẫu nhiên trong nhóm cầu gai bố mẹ chuẩn bị cho đẻ để giải phẩu và xác định mức độ thành thục. - Đối với cầu gai đực thành thục có buồng tinh màu vàng tươi khi chạm vào bằng kéo hay dao nhọn có sẹ trắng chảy ra và cầu gai cái thành thục có tuyến sinh dục màu nâu hoặc nâu đen, dùng vật nhọn chạm vào có trứng chảy ra (Hình 1) và chỉ số thành thục (GSI) trung bình lớn hơn 12% (dựa vào kết quả nghiên cứu đặc điểm sinh học sinh sản).. - Số lượng cầu gai bố mẹ (đường kính vỏ >40,0 cm) sử dụng cho mỗi lần kích thích sinh sản là 10 con được chọn ngẫu nhiên trong cùng 1 nhóm như nhau cho từng phương pháp kích thích sinh sản và được thực hiện 3 lần (tổng 30 con/phương pháp kích thích), ở độ mặn 30‰.. - 2.2.2 Phương pháp kích thích sinh sản Các phương pháp kích thích sinh sản cầu gai được sử dụng trong nghiên cứu này là:. - Pha 3,73 g KCl với 100mL nước cất thành dung dịch KCl (0,5M), sau đó dùng ống xilanh tiêm 1,0 mL dung dịch KCl vào vùng xoang của cầu gai cách miệng khoảng 1,0 cm theo gốc nghiêng 45 0 . - Sau khi tiêm dung dịch KCl cho cầu gai vào bể đẻ sau đó bắt đầu quan sát quá trình sinh sản của cầu gai. - Phơi cầu gai bố mẹ dưới ánh nắng râm khoảng 10 phút, sau đó cho vào bể đẻ (bể nhựa 30 L nước mặn đã qua lưới lọc như mô tả bên trên), tiếp theo nhiệt độ được tăng lên từ 3-5 o C trong 30 phút bằng heater và sau đó giảm xuống nhiệt độ bình thường (28 o C) cách thay 100%. - Cho cầu gai thành thục vào bể đẻ như mô tả ở phương pháp tiêm KCl sau đó dùng đèn UV (UV Lamp 7W, SEBO, China) soi trực tiếp vào bể khoảng 30 phút sau đó thay 100% nước trong bể đẻ và bắt đầu quan sát sự sinh sản của cầu gai.. - Sau khi chọn ngẫu nhiên 10 cầu gai bố mẹ cho vào bể đẻ có thể tích 30L nước độ mặn 30‰, bể đẻ có sục khí mạnh,. - lượng dung dịch H 2 O 2 10% được nhỏ từng giọt vào bể đẻ đến khi đạt được nồng độ 0,06% thì dừng lại và quan sát biểu hiện của cầu gai bố mẹ trong 30 phút. - Sau đó nước trong bể đẻ được shipon ra ngoài hoàn toàn và thay bằng nước mới sau đó bắt đầu quan sát cầu gai sinh sản.. - Quá trình sinh sản của cầu gai rất dễ nhận biết khi quan sát bằng mắt thường. - Cầu gai đực khi sinh sản sẽ phóng tinh ra môi trường nước có màu trắng như luồng khói và con cái phóng trứng ra môi trường nước có dạng hạt, màu vàng nhạt và được phun ra từng luồng.. - 2.2.3 Quá trình phát triển phôi và biến thái của ấu trùng cầu gai. - Sau khi đẻ khoảng 15 phút tiến hành vớt cầu gai bố mẹ ra, sau đó siphon trứng thụ tinh qua vợt (25 µm). - sức sinh sản (trứng/kg), tỷ lệ thụ tinh. - Tỷ lệ cầu gai sinh sản. - Tỷ lệ thụ tinh. - Tỷ lệ nở. - Khoảng 24 h sau khi nở, ấu trùng được bố trí vào bể ương có thể tích 50 L ở độ mặn 30 ‰ để quan sát quá trình phát triển và biến thái của ấu trùng cầu gai đến ngày thứ 25, tức thời gian ấu trùng chuẩn bị chuyển sang giai đoạn sống đáy. - Bảng 2 thể hiện sự tăng trưởng và chỉ số thành thục sinh dục (GSI) của cầu gai bố mẹ sau 90 ngày ương. - Mặc dù hệ số thành thục của cầu gai trong thí này không cao và thấp hơn so với chỉ số GSI thu từ tự nhiên (>12%).. - Bảng 2: Sự tăng trưởng, GSI và tỷ lệ sống của cầu gai trưởng thành sau 90 ngày nuôi Thời gian Các chỉ tiêu tăng trưởng Nghiệm thức. - Thức ăn chế biến NT3:. - Kết quả phân tích tỷ lệ các giai đoạn thành thục sinh dục cho thấy có nhiều cầu gai ở NT 2 và 3 thành thục đạt đến giai đoạn III và IV, trong đó có đến 35%. - cầu gai đạt giai đoạn IV (NT3) và chỉ có 10% cầu gai ở NT2 đạt giai đoạn thành thục sinh dục, giai đoạn IV (Hình 2). - bằng rong, không có cầu gai đạt đến gai đoạn thành thục sinh dục, có đến 50% cầu ở nghiệm thức này đạt giai đoạn II và chỉ có khoảng 10% đạt đến giai đoạn III. - Kết quả này có thể là do trong rong thiếu một số thành phần dinh dưỡng thiết yếu cho nhu cầu phát triển và thành thục của cầu gai.. - Hình 2: Tỷ lệ các giai đoạn thành thục sinh dục của cầu gai. - Nghiên cứu nuôi vỗ thành thục cầu gai đã được thực hiện trên nhiều nước trên thế giới trong đó đặc biệt là cầu gai tím Heliocidaris erythrogramma, theo Senaratna et al. - (2005) cầu gai thành thục sinh dục tốt khi cho ăn thức ăn chế biến. - (2007) cho rằng cầu gai thành thục tốt khi cho ăn kết hợp thức ăn chế biến có bổ sung 5% rong. - (2006) thì tỷ lệ protein (35%) cao và carbohydrate (9%) thấp trong thức ăn có ảnh hưởng trực tiếp đến thành phần sinh hóa và phát triển của trứng cầu gai Lytechinus variegatus. - Nhóm tác giả cũng kết luận rằng khi nuôi vỗ thành thục sinh dục cầu gai cần phải bổ sung thức ăn chế biến do thức ăn chế biến cung cấp đủ các thành phần dinh dưỡng thiết yếu giúp tăng quá trình thành thục và nâng cao tỷ lệ sống của cầu gai.. - Từ các nghiên cứu trên cho thấy việc nuôi vỗ cầu gai bằng thức ăn chế biến là hoàn toàn khả thi và kết quả nghiên cứu này cho thấy cầu gai đen thành thục khi cho ăn bằng thức ăn chế biến và khi có bổ sung rong Gracilaria sp.. - 3.3 Kết quả kích thích sinh sản. - Bảng 3 cho thấy kết quả kích thích sinh sản cầu gai bằng các phương pháp khác nhau. - Kết quả cho thấy thời gian sinh sản cầu gai bằng phương pháp tiêm dung dịch KCl là 1-3 phút, cầu gai bắt đầu phóng tinh và trứng vào môi trường nước và quá. - Tuy nhiên, đối với phương pháp kích thích bằng cách sốc nhiệt thì thời gian sinh sản của cầu gai bắt đầu lâu hơn, khoảng 45 phút.. - Không có cầu gai sinh sản bằng phương pháp sử dụng đèn UV và dung dịch H 2 O 2 , đặc biệt là khoảng 30% số cầu gai bố mẹ chết sau sử dụng phương pháp H 2 O 2. - Kết quả này có thể là mức độ thành thục của cầu gai đực và cái không đồng đều, do nguồn bố mẹ cho sinh sản được thu từ tự nhiên. - Bên cạnh đó, cầu gai bố mẹ sau khi kích thích sinh sản bằng phương pháp sốc nhiệt thì cầu gai bố mẹ khỏe hơn so với pháp tiêm KCl.. - Bảng 3: Kết quả kích thích sinh sản cầu gai bằng các phương pháp khác nhau Phương pháp. - Tỷ lệ thụ. - Tương tự kết quả nghiên cứu kích thích sinh sản cầu gai bằng phương pháp tiêm dung dịch KCL (0,5 M) cho kết quả tối ưu nhất trên loài Echinometra mathaei (Jose et al., 2007), Strongylocentrotus purpuratus (Vacquier, 2011).. - 3.4 Quá trình phát triển phôi. - Thời gian biến thái và phát triển ấu trùng cầu gai được trình bày trong Bảng 4 và Hình 3. - Hình 3: Thời gian và quá trình phát triển phôi và hậu phôi của cầu gai đen ở nhiệt độ 27-29 o C. - cầu gai đen (Diadema setosum o C). - 3.5 Quá trình biến thái của ấu trùng cầu gai. - Quá trình phát triển và biến thái chuyển giai đoạn của ấu trùng cầu gai đen trong thời gian thí nghiệm 1 được thể hiện trong Hình 4. - Cho nên đây là thời điểm thích hợp để chuyển sang giai đoạn ương từ ấu trùng bám lên cầu gai giống.. - Hình 4: Quá trình biến thái chuyển giai đoạn của ấu trùng cầu gai đen. - biến thái của ấu trùng cầu gai đen bởi (Dautov and Dautova, 2016), ấu trùng cầu gai đen trong nghiên cứu này chỉ phát triển đến giai đoạn 2 tay sau đó giảm dần và biến mất trước khi xuống bám đáy và phát triển thành giống. - Tuy nhiên giai đoạn ấu trùng 4 tay vẫn xuất hiện vào các ngày thứ 3-4 nhưng không phát triển và sau đó biến thái và biến mất dần vào ngày thứ 7 nên một số tác giả vẫn cho là ấu trùng cầu gai đen chỉ phát triển đến giai đoạn 2 tay. - Kết quả này cung cấp thông tin cơ bản về quá trình biến thái và phát triển ấu trùng cầu gai góp phần quan trọng phục vụ nghiên cứu kỹ thuật ương ấu trùng cầu gai đen giai đoạn sống trôi nổi trước khi giống đáy và phát triển thành con giống.. - Cầu gai đen hoàn toàn có thể thành thục khi nuôi vỗ trong hệ thống tuần hoàn ở độ mặn 30‰ bằng thức ăn chế biến và thức ăn chế biến có kết hợp với rong Gracilaria sp.. - Kích thích sinh sản cầu gai bằng cách tiêm dung dịch KCl (0,5M) cho kết quả tốt nhất với tỷ lệ sinh sản 63,43% và tỷ lệ thụ tinh đạt 85,5% và tỷ lệ nở của ấu trùng đạt 85,6%.. - Quá trình phát triển phôi đến khi nở của cầu gai đen dao động từ 27- 30 h sau khi thụ tinh (ở nhiệt độ 27,5-29,0 o C). - của ấu trùng cầu gai đen sau khi nở đến giai đoạn trước khi xuống đáy là khoảng 25 ngày.. - Hiện trạng và tiềm năng phát triển nuôi cầu gai ở vùng biển Kiên Giang, Việt Nam.. - Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học sinh sản cầu gai đen Diadema setosum (Leske, 1778)