Tài liệu ứng dụng nuôi sinh khối vi tảo biển làm thức ăn cho ấu trùng trai ngọc tại vân đồn, quảng ninh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Nguyễn Thị Hường ỨNG DỤNG NUÔI SINH KHỐI VI TẢO BIỂN LÀM THỨC ĂN CHO ẤU TRÙNG TRAI NGỌC TẠI VÂN ĐỒN, QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Nguyễn Thị Hường ỨNG DỤNG NUÔI SINH KHỐI VI TẢO BIỂN LÀM THỨC ĂN CHO ẤU TRÙNG TRAI NGỌC TẠI VÂN ĐỒN, QUẢNG NINH Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 60.42.30 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS.Nguyễn Thị Hoài Hà Hà Nội – Năm 2012 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ Taq Taq (Thermus aquaticus) polymerases EPA Eicosapentaenoic acid AA Arachidonic acid DHA Docosahexaenoic acid PUFA Polyunsaturated fatty acid LA Linoleic acid DNA Deoxyribonucleic acid RNA Ribonucleic acid PCR Polymerase chain reaction MT F/2 Môi trường F/2 Omega3 (3) Omega6 () TB/ml Tế bào/ml DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Trai ngọc Pinctada [39] ...................................................................................3 Hình 1.2. Bản đồ vùng đông bắc bộ [41]..........................................................................14 Hình 3.1. Hình dạng tế bào vi tảo Chaetoceros VĐ01 (×100) ..........................................27 Hình 3.2. Hình dạng tế bào vi tảo Chlorella VĐ02 (×100) ..............................................27 Hình 3.3. Hình dạng tế bào vi tảo Isochrysis VĐ03 (×100)..............................................28 Hình 3.4. Hình dạng tế bào vi tảo Nannochloropsis VĐ04 (×100) ...................................28 Hình 3.5. Hình dạng tế bào vi tảo Navicula VĐ05 (×100)................................................28 Hình 3.6. Hình dạng tế bào vi tảo Tetrselmis VĐ06 (×100)..............................................29 Hình 3.7. Quan sát dưới kính hiển vi giai đoạn ấu trùng trai ngọc ăn vi tảo (× 100) .........32 Hình 3.8. Cây phả hệ Chaetoceros VĐ01 với các loài có quan hệ họ hàng gần ................33 Hình 3.9. Cây phả hệ Chlorella VĐ02 với các loài có quan hệ họ hàng gần .....................34 Hình 3.10. Cây phả hệ Isochrysis VĐ03 và các loài có quan hệ họ hàng gần ...................35 Hình 3.11. Cây phả hệ Nannochloropsis VĐ04 và các loài có quan hệ họ hàng gần .........36 Hình 3.12. Cây phả hệ Navicula VĐ05 và các loài có quan hệ họ hàng gần .....................37 Hình 3.13. Cây phả hệ Tetraselmis VĐ06 và các loài có quan hệ họ hàng gần .................38 Hình 3.14. Thành phần acid béo của 6 loài vi tảo Chaetoceros calcitrans VĐ01, Chlorella vulgaris VĐ02, Isochrysis galbana VĐ03, Nannochloropsis oculata VĐ04, Navicula sp. VĐ05 và Tetraselmis chuii VĐ06 ....................................................................................43 Hình 3.15. Sắc ký đồ thành phần acid béo của vi tảo Chaetoceros VĐ01.........................46 Hình 3.16. Sắc ký đồ thành phần acid béo của vi tảo Chlorella VĐ02..............................47 Hình 3.17. Sắc ký đồ thành phần acid béo của vi tảo Isochrysis VĐ03.............................47 Hình 3.18. Sắc ký đồ thành phần acid béo của vi tảo Nannochloropsis VĐ04 ..................48 Hình 3.19. Sắc ký đồ thành phần acid béo của vi tảo Navicula VĐ05 ..............................48 Hình 3.20. Sắc ký đồ thành phần acid béo của vi tảo Tetraselmis VĐ06...........................49 Hình 3.21. Động thái sinh trưởng của 6 chủng vi tảo ở độ mặn khác nhau .......................52 Hình 3.22. Đường cong biến thiên Fv /Fm theo nhiệt độ của 6 loài vi tảo trên môi trường F/2...................................................................................................................................54 Hình 3.23. Quy trình nuôi cấy vi tảo biểntrong sản xuất giống trai ngọc ..........................58 Hình 3.24. Nhân nuôi giống vi tảo cấp 1 trong bình tam giác và bình nhựa 2-5 lít............60 Hình 3.25. Nhân nuôi sinh khối vi tảo trong túi plastic 30-60 lít ......................................61 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Các loài vi tảo biển được sử dụng làm thức ăn cho ấu trùng Pteria sterna [37]........................................................................................................ 6 Bảng 1.2. Vi tảo biển thường đựơc sử dụng trong nuôi trồng thủy sản, cũng như chế độ ăn của cá thể hay chế độ ăn chung (hỗn hợp)................................8 Bảng 3.1. Quan sát khả năng ăn và tiêu hóa của ấu trùng trai ngọc sau 1 giờ.....................................................................................................................30 Bảng 3.2. Khả năng ăn và tiêu hóa 6 vi tảo của ấu trùng trai ngọc sau thời gian 1-2 giờ sau lọc rửa ấu trùng theo thời gian sinh trưởng của ấu trùng..............30 Bảng 3.3. Thành phần acid béo của 6 loài vi tảo biển......................................40 Bảng 3.4. Khả năng sinh trưởng của 6 loài vi tảo nghiên cứu ở các độ mặn (‰) khác nhau..................................................................................................51 Bảng 3.5. Sự biến thiên Fv/Fm theo nhiệt độ của 6 loài vi tảo trên môi trường F/2.....................................................................................................................54 Bảng 3.6. Môi trường nuôi cấy F/2..................................................................64 Bảng 3.7. Thành phần dung dịch của môi trường nuôi cấy..............................64 Bảng 3.8. Môi trường cho nhân nuôi sinh khối................................................65 MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................................1 Chương 1. TỔNG QUAN...............................................................................................3 1.1. Giới thiệu trai ngọc .....................................................................................3 1.1.1. Phân loại ........................................................................................................3 1.1.2. Đặc điểm của trai ngọc...................................................................................3 1.1.3. Giá trị của ngọc trai........................................................................................4 1.1.4. Khả năng tiêu hóa vi tảo biển của ấu trùng trai ngọc.......................................5 1.2. Đặc điểm của vi tảo biển ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản .....................6 1.2.1. Đặc điểm chung của vi tảo biển được sử dụng trong nuôi trồng thủy sản ........6 1.2.2. Đặc điểm về dinh dưỡng của vi tảo ................................................................9 1.3. Tình hình nghiên cứu vi tảo biển làm thức ăn cho ấu trùng nhuyễn thể ở trong nước và ngoài nước............................................................................................11 1.3.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ...................................................................11 1.3.2. Tình hình nuôi cấy trai ngọc trong nước .........................................................12 1.3.3. Tình hình nuôi trai ngọc ở huyệnVân Đồn, Quảng Ninh.................................14 Chương 2. PHƯƠNG PHÁP ...........................................................................................17 2.1. Đối tượng nghiên cứu..................................................................................17 2.2. Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu.................................................17 2.3. Hóa chất......................................................................................................17 2.4. Máy móc và dụng cụ ...................................................................................17 2.5. Môi trường nuôi cấy....................................................................................18 2.6. Phương pháp phân lập vi tảo biển bằng micropipette...................................18 2.7. Xác định khả năng tiêu hóa và ăn vi tảo biển của ấu trùng trai ngọc ............19 2.8. Xác định trình tự gen mã hóa 18S rADN.....................................................19 2.8.1. Phương pháp tách chiết ADN .........................................................................19 2.8.2. Nhân đoạn gen bằng phản ứng PCR ...............................................................20 2.8.3. Xác định trình tự gen bằng máy tự động.........................................................22 2.9. Xác định thành phần acid béo......................................................................23 2.10. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của vi tảo biển..................24 2.10.1. Ảnh hưởng của độ mặn ................................................................................24 2.10.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ ...............................................................................25 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................................27 3.1. Phân lập và tuyển chọn các chủng vi tảo biển..............................................27 3.2. Khả năng ăn và tiêu hóa 6 vi tảo của ấu trùng trai ngọc...............................29 3.3. Phân tích giải trình tự 18S rADN 6 chủng vi tảo biển..................................32 3.4. Thành phần acid béo của 6 loài vi tảo biển ..................................................39 3.5. Ảnh hưởng của các điều kiện nuôi cấy đến sinh trưởng của 6 chủng vi tảo biển....................................................................................................................49 3.5.1. Ảnh hưởng của độ mặn ..................................................................................49 3.5.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ .................................................................................53 3.6. Xây dựng hệ thống nuôi cấy vi tảo biển ......................................................56 3.6.1. Chuẩn bị trang thiết bị và dự phòng sản xuất ..................................................56 3.6.2. Quy trình nuôi cấy vi tảo biển ........................................................................59 3.6.3. Lựa chọn các loài vi tảo biển cho hệ thống nuôi .............................................62 3.6.4. Chuẩn bị môi trường nuôi cấy vi tảo ..............................................................63 3.6.5. Xác định mật độ tế bào vi tảo biển .................................................................65 KẾT LUẬN.....................................................................................................................68 KIẾN NGHỊ ....................................................................................................................70 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................................71 MỞ ĐẦU Nuôi trồng thủy sản là một ngành rất được quan tâm phát triển đối với hầu hết các nước có bờ biển. Với chiều dài trên 3200 km bờ biển, nghề nuôi trồng thủy sản ở nước ta chứa đầy tiềm năng và đã mang lại lợi nhuận cho nền kinh tế quốc dân. Trong những năm gần đây, nhu cầu tiêu thụ thủy sản không ngừng tăng lên cùng với sự quan tâm của chính phủ, nghề nuôi trồng thủy sản ở nước ta đã và đang phát triển mạnh mẽ. Các sản phẩm từ thủy sản có giá trị kinh tế rất cao trong đó có ngọc trai- là vật trang sức được ưa chuộng từ lâu. Từ xa xưa con người đã biết thu hoạch ngọc trai ở biển và cho tới nay dù trải qua nhiều thế kỷ, trai ngọc vẫn là nguồn lợi vô cùng to lớn. Với tốc độ và sản lượng khai thác lớn, liên tục, không có kế hoạch và định hướng nên nguồn lợi hải sản này sẽ sớm bị cạn kiệt. Để đáp ứng đủ nhu cầu thương mại, ngành nuôi cấy trai ngọc cần số lượng lớn trai trưởng thành để lấy ngọc. Vì vậy, việc sản xuất trai giống bằng phương pháp nhân tạo trở thành mối quan tâm hàng đầu. Trong đó, thức ăn là yếu tố đầu tiên quyết định tới chất lượng con giống. Một trong những nguồn thức ăn hết sức quan trọng đối với nuôi trồng thủy sản là vi tảo biển. Việc lựa chọn và chủ động nguồn thức ăn tươi sống giàu dinh dưỡng từ vi tảo cho ấu trùng của một số loài thủy sản còn gặp nhiều khó khăn như: nguồn giống và sinh khối còn phụ thuộc vào điều kiện thu vớt tự nhiên nên không thuần khiết, khó lưu trữ. Các chủng vi tảo nguồn gốc ngoại nhập có quy trình nuôi không phù hợp với điều kiện Việt Nam, nên hiệu quả đem lại không cao, sinh khối đạt thấp, giống sơ cấp không chủ động, tính chống chịu cao không cao với nhiệt độ và môi trường. Từ những yếu tố trên dẫn đến việc phân lập, định danh và sử dụng vi tảo làm thức ăn tươi sống trong ương nuôi các loài thủy sản gặp khó khăn không đáp ứng được nhu cầu thực tế. Do đó, những nghiên cứu về đặc tính sinh học của vi tảo cũng như ứng dụng từng chủng vi tảo vào nuôi giống thủy sản là hết sức cần thiết. Những loài vi tảo biển có thể được sử dụng làm thức ăn phải có những tiêu chuẩn nhất định về kích cỡ, hàm lượng chất dinh dưỡng, hệ số tiêu hóa... phù hợp với yêu cầu, khả năng nhận biết cũng như kích thước miệng ấu thể. Cần 1 tìm kiếm và phát triển nguồn thức ăn tự nhiên theo hướng giảm thiểu chi phí, chủ động với khối lượng lớn trong thời gian ngắn, đáp ứng nhu cầu sản xuất là một vấn đề được quan tâm đặc biệt. Muốn thực hiện tốt điều này cần có sự phối hợp giữa các cơ quan nghiên cứu khoa học và các doanh nghiệp thủy sản nhằm đảm bảo nguồn thức ăn tươi sống chất lượng cho sản xuất con giống. Do đó, tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng nuôi sinh khối vi tảo biển làm thức ăn cho ấu trùng trai ngọc tại Vân Đồn, Quảng Ninh”. Sự thành công của đề tài sẽ góp phần mang lại hiệu quả kinh tế cao, quan trọng hơn, từ kết quả nghiên cứu này, có thể chủ động được con giống và góp phần phát triển sản xuất trai lấy ngọc có quy mô lớn cũng như hạn chế việc khai thác tự nhiên và bảo vệ nguồn lợi trai ngọc tại Vân Đồn, Quảng Ninh. 2 Chương 1- TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu trai ngọc 1.1.1. Phân loại Trai ngọc thuộc Ngành: Mollusca Lớp: Bivalvia Bộ: Pterioida Họ: Pteriidae Chi: Pinctada 1.1.2. Đặc điểm của trai ngọc Hình 1.1. Trai ngọc Pinctada [39] Trai ngọc thuộc lớp vỏ hai mảnh, đầu bị tiêu giảm, chân hình lưỡi rìu màu hơi vàng để di chuyển trong cát. Vỏ gồm 2 mảnh được gắn lại với nhau bởi dây chằng, có hai cơ khép mở bám ở mặt trong và hoạt động theo nguyên lí cửa sổ. Vỏ có lớp sừng bao bọc ở mặt ngoài, lớp đá vôi ở giữa và cuối cùng là lớp xà cừ. Sau vỏ là vạt áo Trai, đến hai tấm mang nằm trong khoang áo và ở giữa là chân, thân. Trai ngọc sống ở vùng triều, những con lớn thường sống ở dưới triều, có khi sâu 20 m nơi có dòng nước lưu chuyển và đáy là các rạn san hô, sỏi, cát; độ trong cao; độ mặn ổn định trong khoảng 32-35‰. Chúng có chân tơ bám vào bờ đá, rạn san hô hay những giá bám cứng. Thường sống tập trung 5 - 10 cá thể trên một vật bám [8]. 3 Trai một tuổi bắt đầu sinh sản, thời gian sinh sản từ tháng 4 đến tháng 10. Sức sinh sản của trai ngọc khá lớn như trai môi vàng (P.maxima) số trứng trong một lần đẻ trung bình 12×106 trứng/một trai mẹ [1]. Trứng thụ tinh sẽ phát triển qua các giai đoạn ấu trùng phù du. Ấu trùng trải qua các thời kỳ biến thái với những kích thước tương ứng như sau: kích thước trung bình của ấu trùng Trochophora là 70×73µm, ấu trùng có một vành tiêm mao bao xung quanh và có một tiên mao dài ở giữa, đặc điểm đó giúp ấu trùng có thể bơi lội trong nước. Ấu trùng Veliger 90×92µm, có cấu tạo đối xứng hai bên, tuyến vỏ của ấu trùng lúc đầu tiết ra một tấm vỏ ở mặt lưng sau đó phát triển ra hai bên để hình thành hai tấm vỏ như ở trưởng thành. Ấu trùng Umbo có 3 giai đoạn biến thái là tiền Umbo 109×130µm, trung Umbo 130×135µm và hậu Umbo 180×189µm. Ðây là giai đoạn chuyển từ sống trôi nổi sang giai đoạn ấu trùng bò, rồi đến giai đoạn sống bám (spat) với kích thước là 683×525µm. Sau khoảng 25 ngày nở, ấu trùng biến thái chuyển sang giai đoạn sống bám. Ấu trùng bám thường tiết ra 3-4 rễ tô chân để bám vào giá thể [38]. 1.1.3. Giá trị của ngọc trai Trai ngọc có khả năng tự bảo vệ khi có vật lạ xâm nhập vào cơ thể. Đây là cách phản xạ lại để tự chữa lành các vết thương của chúng, bằng cách tiết ra chất bao bọc dị vật bằng những lớp cacbonat canxi (CaCO3) dưới dạng chất khoáng aragonit hoặc canxit (cả hai dạng là dạng kết tinh của cacbonat canxi) dính với nhau bởi một hợp chất hữu cơ giống chất sừng gọi là conchiolin. Sự kết hợp của cacbonat canxi và conchiolin được gọi là xà cừ. Quá trình này lặp lại nhiều năm hình thành nên ngọc trai. Tác nhân kích thích điển hình thường là các chất hữu cơ, ký sinh trùng hoặc thậm chí những tổn hại làm chuyển chỗ lớp màng áo sang phần khác của thân thể con vật. Các vật lạ hoặc chất hữu cơ chui vào bên trong khi nó hé vỏ ra ăn hoặc hô hấp [8]. Ngọc trai (trân châu) là một vật hình cầu, cứng, kích thước từ 2-20mm được đánh giá là một loại đá quý có giá trị kinh tế cao, dùng làm đồ trang sức hoặc mỹ phẩm. Ngành Đông y cho rằng trân châu có vị hơi ngọt tính bình vào được kinh tâm can thận, có tác dụng phối hợp chữa kinh phong, an thần, giải độc, tan màn mây ở 4 mắt, trở ngại tuần hoàn nước mắt, ù tai. Ngọc trai tự nhiên là loại đồ trang sức quý hiếm, giá trị thực của nó tương đương với đá quý, phụ thuộc vào kích cỡ, hình dạng và chất lượng của hạt ngọc. Ngọc trai tự nhiên đang trở nên ngày càng hiếm hơn do đó nghề nuôi trai lấy ngọc trở nên phát triển. Ngọc trai tự nhiên có hình dáng tự nhiên còn ngọc trai nhân tạo có hình dáng của nhân mà người ta cấy vào. Ngọc trai thường có màu trắng, đôi khi có màu kem hoặc phớt hồng và có thể nhuốm màu vàng, xanh lá cây, nâu, tím hoặc đen, trong đó ngọc trai đen được tạo ra từ loài trai Pinctada margaritifera rất quý hiếm và có giá trị kinh tế rất cao [40]. 1.1.4. Khả năng tiêu hóa vi tảo biển của ấu trùng trai ngọc Trai ngọc là loài ăn lọc, thức ăn chủ yếu là vi tảo biển, ngoài ra còn các chất lơ lửng trong nước như xác bã hữu cơ có kích thước nhỏ. Khả năng tiêu hóa là một trong những yếu tố quyết định sự tồn tại và phát triển của ấu trùng. Kính hiển vi huỳnh quang được sử dụng để phát hiện quá trình ăn và tiêu hóa vi tảo của ấu trùng thể hai mảnh vỏ [25]. Ấu trùng trai ngọc không ăn và tiêu hóa tất cả các loài vi tảo, hoặc chúng có thể ăn nhưng không có nghĩa chúng có thể tiêu hóa được [11]. Trong nghiên cứu khả năng ăn và tiêu hóa của ấu trùng Pteria sterna đối với mười loài vi tảo các nhà khoa học thấy rằng ấu trùng P.sterna chỉ ăn ba loài vi tảo Pavlova lutherid, Isochrysis Phaeodactylum calcitrans, aff. Galbanad tricornutum, Thalassiosira và Nannochloris Chaetoceros weisflogii, sp.,. muelleri, Dunaliella salina, Các loài Chaetoceros Tetraselmis tetrathele và Tetraselmis suecica không được ăn ở bất cứ giai đoạn nào của ấu trùng. Ấu trùng 4, 5 và 22 ngày tuổi chỉ tiêu hóa Pavlova lutherid và Isochrysis aff. galbanad, không nhận thấy quá trình tiêu hóa diễn ra ở ấu trùng 2 ngày tuổi. Ấu trùng ăn các vi tảo có kích thước từ 2-8µm (bảng 1). Các loài vi tảo Tetraselmis tetrathele, T.suecica có đường kính tế bào lên tới 15µm và có roi có thể là quá lớn đối với ấu trùng trai ngọc. Còn các loài Chaetoceros calcitrans, Chaetoceros muelleri có đường kính tế bào chỉ 4-5µm nhưng thành tế bào cứng và có các gai lớn nên ấu trùng trai ngọc P.sterna không thể ăn [37]. Như vậy hình dạng, kích thước, cấu tạo thành tế bào và thành phần dinh dưỡng của tảo 5 quyết định khả năng ăn và tiêu hóa của ấu trùng hai mảnh. Vì vậy, trong giai đoạn này phải kiểm soát chất lượng nguồn nước không cho các vi tảo mà ấu trùng không ăn và tiêu hóa xuất hiện. Bảng 1.1. Các loài vi tảo biển được sử dụng làm thức ăn cho ấu trùng Pteria sterna [37] Kích Ngành Lớp thước Loài Đặc điểm Ký hiệu µm Diatoms Bacillariophyta algae Prasinophyceae Tế bào thon dài, có gai CHC lớn Ch.muellerib 5×5 CH Thành tế bào cứng, gai 11×4 THA lớn Dunaliella salinaa 8-10 DUN Tế bào lớn di động, 2 Nannochloris sp. Chlorophyceae PHA 4-5 Thalassiosira weisflogiia Green 25×5 Chaetoceros calcitransb Coscinodiscophyceae Phaeodactylum tricornutum 2-3 NAN roi. Tế bào nhỏ có sợi Tetraselmis tetratheled glicoprotein T. suecicad TET Tế bào lớn chuyển Isochrysis aff. galbanad 12-15 TES động có 4 roi Pavlova lutherid 6-8 T-ISO Hai roi, hình tròn, bầu 5 Flagellates Prymnesiophyceae 8×16 PAV dục. Thành polysaccharide 1.2. Đặc điểm của vi tảo biển ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản Nghề nuôi trai ngọc đang ngày càng phát triển, vì thế nhu cầu nuôi con giống đang ngày càng gia tăng. Mặc dù có nhiều kĩ thuật tiên tiến trong sản xuất thức ăn nhân tạo cho ấu trùng, nhưng các loại thức ăn tươi sống như vi tảo, luân trùng, giáp xác... vẫn được xem là thức ăn vô cùng quan trọng và có tiềm năng rất lớn. 1.2.1. Đặc điểm chung của vi tảo biển được sử dụng trong nuôi trồng thủy sản Vi tảo được sử dụng trong nuôi trồng thủy sản như nguồn thức ăn tươi sống cho tất cả các giai đoạn sinh trưởng của động vật hai mảnh, động vật giáp xác, một số loài cá và động vật phù du sử dụng trong chuỗi thức ăn nuôi trồng thủy sản [6]. Trong bốn thập niên qua, khoảng 20 đã loài được sử dụng rộng rãi. Vi tảo phải có một số đặc tính quan trọng phù hợp với các loài thủy sản. Chúng phải có kích thước 6 phù hợp cho tiêu hóa ví dụ từ 1-15μm đối với loài ăn lọc [35] và dễ tiêu hóa, tốc độ tăng trưởng nhanh chóng, được nuôi tập trung và phải ổn định trong nuôi cấy dưới bất kì biến động về nhiệt độ, ánh sáng, và chất dinh dưỡng có thể xảy ra trong hệ thống trang trại nuôi giống. Cuối cùng, chúng phải có một thành phần chất dinh dưỡng tốt, bao gồm cả việc không có chất độc có thể được chuyển vào chuỗi thức ăn [3, 7]. Persoone & Claus (1980) sử dụng thành công một số chủng trong nuôi động vật hai mảnh vỏ, bao gồm: Isochrysis galbana, Isochrysis sp., ( T.ISO), Pavlova lutheri, Tetraselmis suecica, Pseudoidochrysis paradoxa, Chaetoceros calcitrans và Skeletonema costatum. Isochrysis sp., (T.ISO), Pavlova lutheri và Chatetoceros calcitrans là những loài thường được sử dụng làm thức ăn cho các ấu trùng, con non và con giống bố mẹ (trong trang trại sản xuất giống) của động vật hai mảnh. Nhiều loài đã sử dụng thành công cho động vật hai mảnh cũng được sử dụng trực tiếp làm thức ăn cho động vật giáp xác (đặc biệt là tôm) trong giai đoạn sớm của ấu trùng, đặc biệt là tảo silic Skeletonema spp., và Chaetoceros spp., [16]. Tảo silic ở tầng đáy như Navicula spp., và Nitzschia spp., được nuôi hàng loạt và sử dụng như một nguồn thức ăn cho bào ngư non. Isochrysis sp., (T.ISO), Pavlova lutheri, T.suecica hoặc Nannochloropsis spp., thường dùng làm thức ăn cho Artemia hoặc trùng bánh xe - là nguồn thức ăn cho các giai đoạn về sau của ấu trùng giáp xác và ấu trùng cá [31]. Đáng chú ý là hiện tại, sau hơn 20 năm, các trang trại sản xuất giống vẫn sử dụng các chủng giống giống nhau cho sản xuất (Bảng 2) [16]. 7 Bảng 1.2. Vi tảo biển thường đựơc sử dụng trong nuôi trồng thủy sản, cũng như chế độ ăn của cá thể hay chế độ ăn chung (hỗn hợp). Vi tảo biển Động vật Ấu trùng của 2 mảnh vỏ động vật giáp xác Bào ngư non Động vật phù du (sử dụng cho các loài giáp xác, ấu trùng cá) Isochrysis sp. ( T.ISO) ++ + ++ Pavlova lutheri ++ + ++ Chaetocceros calcitrans ++ ++ + C.melleri hoặc C.gracilis + ++ + Thalassionsira pseudomana + + Skelerotonema spp. + ++ Tetraselmis suecica + + Rhodomonas spp. + Pyramimonas spp. + Navicula spp. + Nizschia spp. ++ + ++ + ++ Cocconeis spp. + Amphora spp. + Nanochloropsos spp. ++ Chú ý: ++ biểu thị sự phổ biến hơn + 8 Ngoài việc được sử dụng trực tiếp, vi tảo còn là thức ăn quan trọng dùng nuôi động vật phù du - để làm thức ăn cho cá và các ấu trùng khác. Nó cung cấp protein (các acid amin thiết yếu), năng lượng và chất dinh dưỡng quan trọng như vitamin, các PUFA cần thiết, sắc tố được chuyển hóa thông qua chuỗi thức ăn. Ví dụ các loại trùng bánh xe khi ăn vi tảo thì hàm lượng axit ascorbic (AsA) sẽ được tăng lên đáng kể. Sau 24h, trùng bánh xe ăn Isochrysis sp., (T.ISO) và Nanochloropsis oculata chứa tương ứng 2.5 và 1.7mg/g trọng lượng khô, trong khi đó sử dụng nấm men làm thức ăn của trùng bánh xe thì chúng chứa chỉ 0.6mg/g trọng lượng khô [19]. Sắc tố vi tảo được chuyển hóa và vận chuyển thông qua động vật phù du. Các sắc tố trong loài giáp xác Temora sp., chủ yếu là lutein và astaxanthin, còn trong Artemia là canthxanthin. Khi các con mồi được dùng làm thức ăn cho ấu trùng cá bơn, vitamin A được tìm thấy trong cá bơn ăn giáp xác với hàm lượng đáng kể, nhưng không có ở cá bơn ăn Artemia. Ấu trùng làm biến đổi lutein và/hoặc astaxanthin, nhưng không biến đổi canthaxanthin thành vitamin A [35]. 1.2.2. Đặc điểm về dinh dưỡng của vi tảo Các loài vi tảo có thể thay đổi đáng kể giá trị dinh dưỡng của chúng, và có thể cũng thay đổi trong những điều kiện nuôi khác nhau. Tuy nhiên, một hỗn hợp các vi tảo được lựa chọn cẩn thận có thể cung cấp nguồn dinh dưỡng tuyệt đối cho ấu trùng động vật, trực tiếp hoặc gián tiếp (thông qua việc làm giàu động vật phù du) [12]. Vi tảo có chứa nhiều chất béo và các loại dầu tương tự thành phần dầu thực vật bậc cao. Trong một số điều kiện nhất định, chúng có thể chứa hàm lượng lipid tới 85% khối lượng khô. Ngoài ra, vi tảo cũng chứa lượng lớn cacbonhydrate dưới dạng sản phẩm dự trữ (tinh bột, glycogen) và nhiều thành phần carotenoid quan trọng như astaxanthin, β-caroten... Giá trị dinh dưỡng của vi tảo có thể bị thay đổi rất lớn ở các pha phát triển và dưới các điều kiện nuôi khác nhau. Vi tảo khi sinh trưởng đến cuối pha log có chứa 9 30 đến 40% protein, 10 đến 20% lipid và 5 đến 10% carbohydrate [18]. Protein không phải là yếu tố quyết định sự khác nhau về giá trị dinh dưỡng của các loài vi tảo. Lipid rất quan trọng trong việc dự trữ năng lượng cho ấu trùng động vật hai mảnh khi sống trong điều kiện thiếu thức ăn, hàm lượng các acid béo góp phần quan trọng để quyết định giá trị dinh dưỡng của vi tảo [5]. Mỗi ngành tảo có thành phần và tỷ lệ các acid béo riêng. Trong thành phần acid béo của vi tảo có cả acid béo no và acid béo không no. Các axit béo không no (PUFA) có trong tảo, ví dụ như: docosahecxaenoic acid (DHA), eicosapentaenoic acid (EPA), arachidonic acid (AA) rất cần thiết đối với động vật nuôi thủy sản. Hầu hết các loài tảo đều chứa loại acid béo không no EPA ở mức độ từ trung bình tới cao (7 – 34% tổng hàm lượng acid béo). Lớp tảo Bacillariophyceae (Chaetoceros, Thalassiosira, Nitzchia, Skeletonema), Prymnesiophyceae (Isochrysis, Paplova), Cryptophyceae (Rhodomonad, Criptomonad), Rhodophyceae (Rhodosorus), Eustigmatophyceae (Nannochloropsis) rất giàu một hoặc cả hai loại acid beó không no DHA và EPA. Còn DHA có trong tảo Prymnesiophyceae chiếm từ 0,2 – 11%, trong khi đó Eustigmatophyceae lại có hàm lượng AA nhiều nhất là 0 – 4%. Prasinophyceae (Tetraselmis, Micromonas, Pyramimonas) chứa khoảng 4 – 10% DHA hoặc EPA, ngược lại Chlorophyceae (Chlorella, Dunaliella) chỉ có khoảng 0 – 3% tổng hàm lượng acid béo, vì vậy chúng được xem là có giá trị dinh dưỡng thấp [32]. Vi tảo là nguồn cung cấp vitamin quan trọng cho các đối tượng nuôi thuỷ sản. Theo thống kê của Brown (2002), hàm lượng acid ascorbic (vitamin C) trong vi tảo có sự khác nhau rất lớn giữa các loài (16mg/g trọng lượng khô ở tảo C.muelleri; 1,1mg/g ở tảo T. pseudonana). Còn lại các vitamin khác chỉ khác nhau từ 2 – 4 lần giữa các loài tảo như β-carotene 0.5 - 1.1mg/g, α-tocopherol 0.07-0.29mg/g, thiamin 29 - 109μg/g, riboflavin 25 - 50μg/g, pantothenic acid 14 - 38μg/g, folates 17 - 24μg/g, pyridoxine 3.6 - 17μg/g, cobalamin 1.8 - 7.4μg/g, biotin 1.1 - 1.9μg/g, retinol ≤ 2.2μg/g và vitamin D < 0.45μg/g [14]. Điều này chứng tỏ rằng, việc lựa chọn một cách cẩn thận các loại vi tảo kết hợp với nhau sẽ cung cấp đầy đủ vitamin 10 cho chuỗi thức ăn của động vật nuôi thủy sản. Ngoài ra, các khoáng chất và sắc tố trong vi tảo cũng đóng góp một vai trò quan trọng trong giá trị dinh dưỡng của một loài tảo. Thành phần chủ yếu của sắc tố là chlorophyll và các loại carotenoid chiếm 0,5 – 5% khối lượng khô, phycoerythin và phycocyanin chỉ chiếm một lượng nhỏ khoảng 1%. ß-carotene, lutein và astaxanthin (có nhiều trong tảo xanh - Tetraselmis sp.) là những sắc tố có khả năng chuyển đổi thành vitamin A trong chuỗi mắt xích thức ăn của động vật nuôi thủy sản [17]. Tuy nhiên, không phải lúc nào tảo cũng có lợi cho động vật thủy sản. Trong trường hợp vùng biển bị ô nhiễm bởi các độc tố do sự nở hoa của tảo, động vật thân mềm và một số loài ăn tảo sẽ bị nhiễm độc, có thể trở thành nguồn gây bệnh cho con người. Sự không an toàn về thực phẩm như trên có tác hại không nhỏ đối với việc tiêu thụ sản phẩm thủy sản, đặc biệt là các loài hai mảnh vỏ, gây thiệt hại kinh tế đáng kể cho các quốc gia [20]. 1.3. Tình hình nghiên cứu vi tảo biển làm thức ăn cho ấu trùng nhuyễn thể ở trong nước và ngoài nước 1.3.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước Việc nuôi và sử dụng các sinh vật nhỏ làm thức ăn cho ấu trùng nhuyễn thể đã có một lịch sử lâu đời ở nhiều nước và ngày nay đang được áp dụng trên thế giới. Beijerinck đã nghiên cứu nuôi vi tảo Chlorella vulgaris lần đầu tiên trong ống nghiệm và đĩa Petri. Nhiều nghiên cứu tiếp theo được tiến hành và cho đến năm 1948-1950, một công trình đầu tiên chuyển phương pháp nuôi cấy trong phòng thí nghiệm ra quy mô sản xuất lớn đã được thực hiện bởi nhà khoa học Litter của Cambridge. Tuy nhiên, về sau nuôi vi tảo Chlorella phát triển chủ yếu là ở Đông Nam Chân Á, đặc biệt là ở Nhật, Trung Quốc, Đài Loan [12, 18, 30]. Ở Đài Loan, nuôi sản xuất vi tảo được hình thành vào năm 1964, đến năm 2009, đã có vài chục đến trăm trại sản xuất với công suất 200 tấn/tháng, sản xuất vào khoảng >1.000 tấn/năm [33]. Để phục vụ cho mục đích nuôi thủy sản, nhiều loài vi tảo khác cũng được nghiên cứu nuôi trong điều kiện phòng thí nghiệm hoặc ở quy mô sản xuất. 11 Wendy và Kevan, năm 1991, đã tổng kết ở Hoa Kỳ, các loài Chaetoceros calcitrans, Chaetoceros mulleri, Nannochloropsis oculata, Chlorella minutissima... Dược nuôi để làm thức ăn cho luân trùng, ấu trùng, tôm và theo phươg pháp từng đợt hoặc bán liên tục trong những bể composite 2000 - 25.000 lít. Ở Hawaii, năng suất loài Nannochlopsis đạt khoảng > 2,2 triệu lít/năm [18]. Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu nuôi vi tảo từ những năm 1940, nhưng mãi đến 1980, chỉ có hai loài Phaeodactylum triconutum và Tetraselmis subcordiformis là đối tượng được dùng trong ương ấu trùng nhuyễn thể. Chúng được nuôi bằng phương pháp thu từng đợt [18]. Ở Đài Loan, các đối tượng nuôi chính là Nannochloropsis oculata, Tetraselmis sp., Chlorella sp., dùng cho ương nuôi ấu trùng họ tôm he (Penaeus), loài Isochrysis galbana trong ương nhuyễn thể. Riêng loài Skeletonema costatum, sản lượng nuôi cs thể đạt tới > 10.000 tấn/ năm [30]. Nuôi vi tảo ở Nhật cũng rất quan trọng với nhiều đối tượng nuôi và bằng phương pháp thu từng đợt hoặc bán liên tục: Chaetoceros sp., Penaeus japonicus và Metapenaues ensis, Isochrysis sp., cho luân trùng Brachionus plicatilis [27]. Nuôi vi tảo silic cũng rất phổ biến ở Thái Lan, nhất là loài Skeletonema costatum và Chaetoceros calcitrans dùng cho ấu trùng tôm, nguyễn thể. Bể nuôi thường là bể composite có thể tích 1000 lít hay bể ximăng >4000 lít. Nuôi vi tảo là một hoạt động rất quan trọng tại các trại sản xuất giống, nhằm cung cấp thức ăn cho ấu trùng của nhiều đối tượng thủy sản khác nhau. Đặc biệt là trong ương nuôi trai ngọc, nguồn dinh dưỡng từ vi tảo đảm bảo khả năng sống sót cao của ấu trùng và nâng cao chất lượng sản phẩm ngọc trai. Chúng góp phần rất quan trọng cho việc quyết định đến hiệu quả sản xuất của các giai đoạn sau. Vì vậy, để phục vụ cho sự phát triển của nghề nuôi trồng thủy sản thì việc nghiên cứu và sử dụng vi tảo làm thức ăn là lựa chọn tối ưu cho bối ảnh hiện nay. 1.3.2. Tình hình nuôi cấy trai ngọc trong nước Ở nước ta, thiên nhiên ưu đãi một chiều dài bờ biển hàng ngàn km với nhiều vùng sinh thái phù hợp cho nghề nuôi trai lấy ngọc phát triển. Theo kết quả nghiên 12 cứu của một số đề tài khoa học, người ta đã xác định nhiều giống trai ngọc sinh trưởng khá phổ biến ở một số vùng bờ biển khá phổ biến từ Quảng ninh đến Kiên Giang. Giống trai ngọc có tên khoa học Pinetada Martensii Dunker thường thấy xuất hiện ở các vùng biển thuộc Hải Phòng, Quảng Ninh, Thanh Hóa, Bình Thuận, Vũng Tàu - Côn Đảo và Bình Định. Ở vùng duyên hải miền Trung, nghề nuôi trai ngọc bắt đầu manh nha phát triển vào khoảng đầu những năm 90. Tuy vậy đến nay cũng chỉ có một vài cơ sở nuôi trai lấy ngọc quy mô nhỏ. Tại Quy Nhơn, qua thăm dò cảu sở thủy sản Bình Định đã phát hiện tren vùng ven biển có một số loài ngọc trai sinh sống, phát triển. Sự tồn tại này hầu như chưa được sự chú ý đặc biệt nào của người dân cũng như ngành chức năng. Trong 3 năm từ 1998- 2000, một đề tài nghiên cứu khoa học về giống trai ngọc nuôi tại vùng biển quy Nhơn đã được sở thủy sản bình Định tiến hành thực hiện. Bờ biển Hải Giang thuộc xã đảo Nhơn Hải, thành phố Quy Nhơn đã được sở thủy sản Bình Định tiến hành thực hiện. Bờ biển Hải Giang thuộc xã đảo Nhơn Hải, thành phố Quy Nhơn được chọn làm nơi nuôi cấy ngọc trai thử nghiệm. Làm rộ lên phong trào nuôi trai lấy ngọc ở khu vực duyên hải miền trung [41] Thời gian gần đây, đã có một số cơ quan khoa học, trung tâm ngiên cứu thủy sản tiến hành nhân giống trai bằng phương pháp nhân tạo. Tại Nha Trang, trung tâm nghiên cứu thủy sản III đã tiến hành nghiên cứu khá chi tiết về đặc điểm sinh học sinh sản của trai môi vàng Pinctada Maxima và tiến hành cho đẻ thử nghiệm nhiều lần, ương nuôi ấu trùng thành con giống, nhưng số lượng còn ít do sự hạn chế về nguồn trai cha mẹ và kinh phí [1]. Theo điều tra của sở thủy sản Kiên giang, ở vùng biển đảo Phú Quốc có nguồn trai cha mẹ khá nhiều. Các chuyên gia Nhật Bản, Úc trong một số chương trình phối hợp khảo sát với Việt nam đã kết luận môi trường và số lượng trai phân bố tại đây cho phép có thể sản xuất giống trai nhân tạo. 13