Phương pháp sản xuất cá rô phi đơn tính và khả năng ứng dụng ở Việt Nam

Giới thiệu

Cá rô phi có nguồn gốc từ Châu Phi, nhưng do đặc điểm dễ thích nghi, chúng đã được du nhập và được nuôi phổ biến ở nhiều nước trên thế giới. Những nước sản xuất cá rô phi chủ yếu là: Trung Quốc, Ai Cập, Thái Lan, Indonesia, Philippines, Uganda…Theo thống kê của FAO, năm 1990, sản lượng cá rô phi toàn thế giới là 830.000 tấn, tăng gấp đôi vào năm 1999, 1,6 triệu tấn, dự đoán năm 2001 là 2 triệu tấn, trong đó 75% sản lượng do nghề nuôi cung cấp (http://www.globefish.org/presentations/hjtilapia/). Hạn chế chủ yếu trong việc nuôi cá rô phi là do đặc điểm sinh sản, cá thành thục sớm, sinh sản tự nhiên gần như quanh năm nên khó kiểm soát được mật độ cá thả trong ao. Hơn nữa, trong quần đàn, cá cái thường tăng trưởng chậm và có kích cỡ nhỏ hơn so với cá đực.

Để khắc phục những nhược điểm trên nhằm nâng cao năng suất và hiệu quả của nghề nuôi, việc chủ động sản xuất cá rô phi đơn tính đực đã được các nhà nghiên cứu quan tâm. Có nhiều phương pháp khác nhau  để tạo ra quần đàn cá đực, đó là (i) tách nuôi riêng cá đực, (ii) chuyển giới tính bằng hormon, (iii) lai xa khác loài và (iv) tạo cá siêu đực. Phương pháp tách nuôi riêng cá đực dựa vào đặc điểm sinh dục thứ cấp để phân biệt đực cái. Phương pháp này tốn công lao động, kém chính xác, hiệu quả thấp và không thể áp dụng đại trà. Trong bài này, chúng tôi chỉ đề cặp đến các các phương pháp được ứng dụng rộng rãi hiện nay, cơ sở khoa học, kết quả cũng như ưu, nhược điểm của từng phương pháp và khả năng ứng dụng chúng trong sản xuất.

Các phương pháp sản xuất cá rô phi đơn tính và khả năng ứng dụng ở việt nam

2.1 Cơ chế xác định giới tính của cá rô phi

Năm 1960, Hickling lần đầu tiên đã tạo ra đàn cá rô phi toàn đực bằng phương pháp lai xa giữa hai loài Oreochromis mossambicusvà O. urolepsis hornorum. Từ đó cơ chế xác định giới tính của cá rô phi đã thu hút sự say mê nghiên cứu của nhiều nhà khoa học. Phần lớn các nghiên cứu gần đây về cơ chế xác định giới tính cá rô phi đều tập trung nghiên cứu tỉ lệ đực cái trong một số công thức lai cùng  loài, đặc biệt là lai giữa cá có giới tính bình thường với cá được xử lý formol chuyển giới tính (Shelton et al, 1983; Mair 1988; Wohlfarth và Wedekind, 1991, trích bởi Tuấn và ctv, 1999). Theo Mair và ctv, (1991) kiểu xác định giới tính cá O. niloticuschủ yếu là kiểu một gen/nhiễm sắc thể qui định giới tính, với con đực ở dạng dị giao tử. Trong khi đó, Shelton và ctv (1983) và Lester và ctv. (1989) lại đặt giả thuyết giới tính của loài cá này do nhiều gen qui định. Tuy nhiên, các tác giả như Mair et al. (1990), Baroiller et al. (1995), Abucay  (1997) và Abucay et al. (1999) đều thống nhất rằng các nhân tố di truyền (gen nằm trên nhiễm sắc thể thường), nhiệt độ, độ mặn, pH và tương tác giữa các yếu tố môi trường và kiểu gen đều ảnh hưởng đến tỉ lệ giới tính của cá (trích bởi Tuấn và ctv, 1999).

2.2 Phương pháp dùng hormon chuyển giới tính

2.2.1. Cơ sở khoa học

Khi cá rô phi mới nở, những tế bào nguyên thuỷ của tuyến sinh dục vẫn đang trong giai đoạn phát triển và chưa có sự biệt hoá đực, cái. Khi có sự biệt hoá đực cái, những tế bào bào kẽ của tuyến sinh dục sẽ tiết ra hormon sinh dục, quyết định sự hình thành và phát triển của các đặc điểm sinh dục thứ cấp (Purdom, 1993). Do đó, khi dùng hormon nhân tạo có bản chất là androgen như 17- a methyltestosterone (MT) hoặc 17- a ethynyltestosterone (ET) với liều lượng thích hợp ở giai đoạn sớm, lượng hormon này sẽ át chế hormon tự nhiên có trong cơ thể cá cái hoặc át chế gen quyết định giới tính, vì thế, cá sẽ có biểu hiện kiểu hình là con đực.

2.2.2. Phương pháp

Hormon được ngâm hoặc bổ sung vào thức ăn ở giai đoạn cá bột. Ngày tuổi cá, liều lượng hormon và thời gian áp dụng khác nhau tuỳ dòng cá, điều kiện môi trường và phương pháp áp dụng.

a.      Phương pháp trộn hormon vào thức ăn:

Năm 1994, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng thủy sản I (Viện I) đã tiếp thu công nghệ chuyển giới tính cá rô phi bằng hormon MT trộn vào thức ăn. Sau 3 năm nghiên cứu ứng dụng, cải tiến và hoàn thiện qui trình cho phù hợp với điều kiện ở miền Bắc, Dũng và An cùng nhóm nghiên cứu đã đề xuất qui trình như Hình 1. Các tác giả báo cáo, với phương pháp chuyển giới tính này, tỉ lệ cá đực thu được từ 95-99%, tỉ lệ sống của cá con sau khi xử lý hormon đạt 72,2%.

Sơ đồ qui trình sản xuất cá rô phi giống toàn đực (Dũng và ctv., 2000)

b. Phương pháp ngâm hormon:

Phương pháp ngâm cá trong dung dịch hormon với ưu điểm là thời gian xử lý ngắn và thao tác đơn giản. Tuy nhiên, để đạt kết quả chuyển giới tính cao, cần phải nghiên cứu liều lượng, thời gian ngâm hormon và độ tuổi áp dụng trên cá, từ đó rút ra được qui trình thích hợp cho mỗi dòng cá rô phi.

Với mục đích đó, Thắng và Tuấn (2000) đã tiến hành nghiên cứu chuyển giới tính cá rô phi O. niloticusdòng Thái bằng phương pháp ngâm cá trong hormon MT. Theo các tác giả trên, liều lượng và thời gian ngâm hormon thích hợp là 5ppm trong 3-4 ngày và độ tuổi của cá tốt nhất là từ 17-20 ngày sau khi nở, tỉ lệ cá đực đạt được 81,1-81,6%. Tuy nhiên, tốc độ tăng trưởng và tỉ lệ sống của cá trong giai đoạn xứ lý hormon đều thấp hơn cá không xử lý hormon. Tỉ lệ sống của cá trong giai đoạn xử lý hormon đạt từ 74-84% (thấp hơn so với cá không xử lý hormon, 87%, và phương pháp cho ăn thức ăn có hormon 84,5%).

c. So sánh hiệu quả chuyển giới tính cá rô phi bằng phương pháp cho ăn và ngâm cá trong dung dịch MT:

Phương pháp ngâm hormon có mức độ dùng hormon nhiều hơn, tỉ lệ cá đực và tỉ lệ sống thấp hơn so với cá cho ăn thức ăn có trộn hormon. Tuy nhiên, phương pháp này cần ít cơ sở vật chất, trang thiết bị, dễ áp dụng, thời gian xử lý hormon ngắn, tăng trưởng của cá sau giai đoạn xử lý nhanh hơn và có khả năng sản xuất được nhiều nên có hiệu quả cao hơn so với phương pháp cho ăn.

2.3 Phương pháp lai tạo

2.3.1. Cơ sở khoa học và các công thức lai

Vào những năm 1960 và 1970, các nhà khoa học Israel đã cho lai tạo giữa các loài cá rô phi với mong muốn con lai sẽ có tốc độ tăng trưởng tốt. Kết quả cho thấy tốc độ tăng trưởng của con lai chỉ cải thiện được rất ít, song một kết quả bất ngờ là thế hệ con toàn con đực (Kenvin, 1997) . Từ đó, phương pháp lai xa để tạo ra những quần đàn cá đực được ứng dụng. Tuy nhiên, chỉ một số công thức lai cho ra 100% con đực, một số công thức khác cho tỉ lệ con đực từ 50-75%.

2.3.2. Ưu, nhựơc điểm của phương pháp lai tạo

Ưu điểm quan trọng của phương pháp lai tạo là tránh việc dùng hormon nhân tạo. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có nhiều trở ngại:

- Trại giống phải có đủ phương tiện để duy trì cùng một lúc hai loài cá.

- Mức độ thuần chủng của cá bố mẹ rất quan trọng để tạo ra đàn con toàn đực. Việc lưu giữ dòng thuần chủng đòi hỏi phải rất cẩn thận để ngăn ngừa hiện tượng tạp chủng co do cá thất thoát giao phối với nhau. Con lai thường có kiểu hình giống bố mẹ không thể phân biệt được và khi giao phối không cho tỉ lệ con đực cao.

- Các chỉ tiêu sinh sản như: tỉ lệ thụ tinh, tỉ lệ nở của các công thức lai xa thường thấp hơn so với cùng một loài vì cơ chế cách ly sinh sản. Do đó, sản lượng cá bột thường thấp.

- Khi chọn bố mẹ tham gia sinh sản, nếu xác định giới tính sai có thể sẽ cho ra đàn con có nhiều con cái.

2.3.3. Nghiên cứu ứng dụng ở Việt Nam

Ứng dụng lai xa trong tạo quần đàn cá đực, Viện I đã tiến hành lai tạo giữa cá rô phi xanh O. aureusvới cá rô phi vằn dòng Egypt-Thái và cá siêu đực dòng Egypt-Swansae. Kết quả cho thấy tỉ lệ con đực từ công thức lai A ( O. niloticusdòng Egypt-Thái X O. aureus) là 65,4%; công thức B ( O. aureusX cá siêu đực dòng Egypt-Swansae) là 67,2%; và công thức C (cá cái thường dòng Egypt-Swansae  X cá siêu đực dòng Egypt-Swansae) là 83,2% (Tuyết và ctv., 2000). Tỉ lệ cá đực từ các công thức trên vẫn còn thấp so với tỉ lệ đực tối thiểu 95% mà quần đàn cá đơn tính cần đạt để phát huy tác dụng của nuôi cá đơn tính (Mair và Little, 1991). Hơn nữa, trong cùng một công thức, tỉ lệ con đực giữa các gia đình khác nhau dao động rất lớn, từ 34-100% (P< 0,001). Kết quả tỉ lệ con đực thấp và không ổn định trong thí nghiệm này, theo Tuyết và ctv., (2000) có thể là do sự khác biệt địa lý và mức độ thuần chủng của các dòng cá bố mẹ. Ngoài ra, tỉ lệ sống của cá con và các yếu tố môi trường cũng có thể ảnh hưởng đến tỉ lệ giới tính.

Từ nghiên cứu này cho thấy, không thể sử dụng trực tiếp các công thức trên để tạo ra quần đàn cá đơn tính, nhưng một số gia đình có tỉ lệ con đực rất cao (96-100%). Điều này gợi ý có khả năng lựa chọn các gia đình có tiềm năng di truyền tạo ra đàn con đơn tính đực bằng phương pháp chọn lọc. Như vậy, phương pháp này vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu và đánh giá khả năng ứng dụng vào sản xuất.

2.4 Sản xuất cá siêu đực

2.4.1. Cơ sở khoa học

Sản xuất cá siêu đực là một thành công rất lớn trong nghề nuôi cá rô phi. Phương pháp này dựa trên giả thuyết một gen qui định giới tính với con cái ở dạng đồng giao tử XX và con đực ở dạng di giao tử XY. Kiểu xác định giới tính này thể hiện ở cá O. niloticusvà O. mossambicus. Mair et la. (1988), Baroiller và Jalabert (1989), Scott et al. (1989), Pandian và Varadaraj (1990), Mair và Little (1991) và Mair et al. (1993) đã đề nghị phương pháp sản xuất cá rô phi siêu đực theo sơ đồ ở hình 2 (trích bởi Tuấn và ctv., 2000).

Khâu đầu tiên trong kỹ thuật sản xuất cá rô phi siêu đực là tạo cá cái chuyển giới tính (XY). Cá cái chuyển giới tính được tạo ra bằng cách dùng diethystibestrol (DES) trộn vào thức ăn cho cá ăn ở giai đoạn ương cá bột. Sau đó, cá cái chuyển giới tính được xác định thông qua kiểm tra thế hệ con khi cho chúng giao phối với cá đực chuyển giới tính (XX) của cùng một dòng. Tiếp tục cho cá cái XY giao phối với con đực XY để cho ra đàn con có ¼ (theo lý thuyết) cá siêu đực YY. Con đực YY được xác định bằng lai phân tích với con cái thường XX. Thế hệ đàn con của chúng sẽ có tỉ lệ đực: cái lớn hơn 1:1 có ý nghĩa thống kê ở mức 0,1%.

Hình 2: Sơ đồ công nghệ sản xuất cá rô phi siêu đực (Mair, 1993, 1997, trích bởi Tuấn, 2000)

2.4.2. Ưu, nhược điểm của phương pháp sản xuất cá siêu đực

Cũng như phương pháp lai xa, phương pháp tạo cá siêu đực để tạo đàn cá đơn tính có ưu điểm là không gây lo ngại về sự ảnh hưởng của hormon đến người tiêu dùng và hạn chế nguy cơ ô nhiễm môi trường. Phương pháp này rất có triển vọng, nhưng hiện nay vẫn chưa được ứng dụng trong sản xuất đại trà bởi vì việc tạo ra đàn cá siêu đực đòi hỏi phải có kỹ thuật viên có kinh nghiệm và phải trải qua nhiều bước kiểm tra thế hệ đàn con. Nếu cá siêu đực được sản xuất rộng rãi và với giá cả hợp lý thì việc ứng dụng kỹ thuật siêu đực trong tạo quần cá đơn tính mới được phổ biến ( Griffin , 2003).

2.4.3 Nghiên cứu ứng dụng vào sản xuất

Khi nuôi trong các điều kiện khác nhau (ao, hồ, ruộng lúa, thâm canh hay quảng canh…), cá siêu đực luôn có tốc độ tăng trưởng nhanh hơn cá thường cùng dòng trong cùng một điều kiện nuôi (Mair, 1993, 1995; Tuấn và ctv. 1997, trích bởi Tuấn và ctv., 2000.

Theo Tuấn (2000), một số nước đã nghiên cứu con đường ngắn và thích hợp nhất để du nhập cá siêu đực dòng Egypt-Swansae đưa vào sản xuất. Ở Thái Lan, cá rô phi dòng Egypt-Swansae  được nuôi thử nghiệm ở nhiều hệ thống nuôi khác nhau, kết quả cho thấy cá tăng trưởng tương đương với dòng Egypt-AIT đang được nuôi phổ biến tại địa phương. Kết quả này mở ra triển vọng di giống cá siêu đực và cá cái cùng dòng Egypt-Swansae  để sản xuất cá đơn tính ở Thái Lan.

Việc lai tạo cá siêu đực dòng Egypt-Swansae với cá cái thường của các dòng cá khác cũng được nghiên cứu. Tuấn và ctv. (1994) và Capili (1995) báo cáo khi cho lai cá siêu đực Egypt-Swansae  với 9 dòng cá như: GIFT, Egypt-TIT, Egypt-Stirling, Egypt-ICLARM,…tỉ lệ cá đực ở đàn con lai dao động lớn. Tuy nhiên, khả năng tạo con lai đơn tính bằng cách lai này rất có triển vọng nếu việc chọn lọc các dòng cá cái có tiềm năng di truyền tạo thế hệ con lai có tỉ lệ cá đực cao và ổn định được thực hiện (Tuấn, 2000).

Ở Việt Nam , cá rô phi vằn O. niloticusđã nhập vào năm 1973. Qua thời gian chúng đã thích nghi với điều kiện khí hậu và điều kiện nuôi ở Việt Nam . Nghiên cứu áp dụng kỹ thuật sản xuất cá siêu đực trên dòng cá này đã được nghiên cứu từ năm 1997. Chương trình nghiên cứu bắt đầu bằng thử nghiệm sản xuất cá cái giả XY. Khi dùng hormon DES, tỉ lệ cá cái thu được dao động từ 79,2-95,8% (Hải và ctv., 2000). Nghiên cứu này cũng cho biết có sự sai khác lớn về tỉ lệ giới tính ở thế hệ con của các cặp bố mẹ. Do đó, việc tạo quần đàn cá đơn tính bằng kỹ thuật sản xuất cá siêu đực trên dòng cá Việt Nam phải có sự kết hợp giữa kỹ thuật sản xuất siêu đực và chọn lọc để ổn định tỉ lệ giới tính.

Để có nguồn cá siêu đực, cá cái thường và cá siêu đực dòng Egypt-Swansae  từ Philippinescũng đã được nhập vào Việt Nam . Chúng được nuôi trong các điều kiện khác nhau để so sánh tốc độ tăng trưởng với các dòng cá rô phi vằn khác đang được nuôi tại nước ta như dòng Egypt-AIT, GIFT và dòng Việt Nam . Kết quả cho thấy tăng trọng của cá đơn tính dòng Egypt-Swansae  tương đương với các dòng cá khác (Tuấn và ctv., 2000).

Ngoài ra, để tạo ra dòng cá có khả năng chịu lạnh tốt, thích nghi với điều kiện ở các tỉnh phía Bắc, Viện NCTS I còn đang nghiên cứu cho lai giữa cá siêu đực dòng Egypt-Swansae  với cá rô phi xanh O. aureus. Kết quả quần đàn con có 83,24% con đực (dao động từ 39-100%) và khả năng chịu lạnh của chúng đang tiếp tục được nghiên cứu đánh giá.

Kết luận

Sản xuất cá rô phi giống đơn tính là giải pháp tốt nhất để nâng cao năng suất và hiệu quả nuôi cá rô phi thương phẩm. Trong các phương pháp tạo quần đàn cá đơn tính đực, phương pháp dùng hormon được ứng dụng phổ biến và có hiệu quả kinh tế nhất. Tuy nhiên, trong xu hướng phát triển thuỷ sản bền vững và nhu cầu an toàn thực phẩm của người tiêu dùng, phương pháp lai tạo và sản xuất cá siêu đực mới đáp ứng được các yêu cầu đó. Những nghiên cứu ban đầu ở Việt Nam về các phương pháp này là cơ sở để tiếp tục nghiên cứu sâu hơn nhằm ổn định qui trình sản xuất, giảm giá thành con giống và hướng tới phổ biến rộng rãi qui trình cho người dân, góp phần nâng cao sản lượng nuôi cá rô phi trong cả nước.

Tài liệu tham khảo

1. Abucay, J.S., G.C. mari, P.O.F. Skibinski and J.A. Beardmore, 1999. Environmental sex determination: the effect of temperature and salinity on sex ratio in O. niloticusL. Aquaculture 173: 219-234.

2. Chen, F.Y. 1969. Preliminary studies on the sex determining mechanism of Tilapia mossambica and T. hornorum. Int. Assoc. Theor. Appl. Limnol. Proc. 17: 719-724.

3. Dũng, N. D. và N.T. An, 2000. Ứng dụng công nghệ sản xuất giống cá rô phi toàn đực. Tuyển tập báo cáo khoa học  tại Hội thảo toàn quốc về nuôi trồng thủy sản, 29-30/9/1998, tại Bắc Ninh. Trang 104-113.

4. Griffin , M. 2003. Tilapia reproduction and sex reversal. Http://aquanic.org/publicat/state/il-in/ces/griffin.pdf. Truy cập ngày 18/7/2003.

5. Gurrero, R.D. 1975. Use of androgens for the production of all-mal Tipalia aureus. Trans. Am. Fish. Soc. 104: 342-348.

6. Hải, N.H., T.M. Thiên và P.A. Tuấn. 2000. Biến dị giới tính và triển vọng sản xuất cá rô phi O. niloticus(L.) siêu đực dòng Việt Nam . Tuyển tập báo cáo khoa học  tại Hội thảo toàn quốc về nuôi trồng thủy sản, 29-30/9/1998, tại Bắc Ninh. Trang 94-98.

7. Kenvin, F. 1997. Introduction to Tilapia Sex-Determination and Sex-Reversal. In Tilapia Aquaculture, NRAES-106, the proceedings from the Fourth International Symposium on Tilapia in Aquaculture (ISTA IV), November 9-12, 1997 in Orlando, Florida.

8. Mair, G.C, A.G. Scott, D.J. Beardmore, J.A. and D.O.F. Skibinski, 1991. Sex determination in the genus Oreochromis I: Sex reversal, gynogenesis and triploidy in O. niloticus. Theory Appplied Genetics 82: 144-152.

9. Mair. G.C. and D.C. Little. 1991. Population control in farmed Tilapia. NAGA, the ICLARM quaterly, 1991: 8-13.

10.  Popma, T. and L. Lovshin. 1996. Worldwide prospects for commercial Production of Tilapia. Research and Development Sereies No. 41. Auburn University . 24 tr.

11.  Purdom, C.E.  1993. Genetics and Fish breeding. Chapman and Hall. Fish and Fisheries Series 8.

12.  Tave, D. 1993. Genetics for Fish Hatchery Managers. Van Nostrand Reinhold New York , 415 pp.

13.  Thắng, L.V. và P.A. Tuấn. 2000. Nghiên cứu chuyển giới tính cá rô phi O. niloticusbằng phương pháp ngâm trong dung dịch hormon  17- a methyltestosterone. Tuyển tập báo cáo khoa học  tại Hội thảo toàn quốc về nuôi trồng thủy sản, 29-30/9/1998, tại Bắc Ninh. Trang 114.123.

14.  Tuấn, P.A., G.C. Mair, D.C Little and J.A. Beardmore. 1999. Sex determination and the feasibility of genetically male tilapia production in the Thai-chitralada strain of O. niloticus. Aquaculture 173: 257-270.

15.  Tuấn, P.A., N. D. Dũng và T.M. Thiên. 2000. Cá rô phi siêu đực: thành tựu thế giới và ứng dụng ở Việt Nam . Tuyển tập báo cáo khoa học  tại Hội thảo toàn quốc về nuôi trồng thủy sản, 29-30/9/1998, tại Bắc Ninh. Trang 88-98.

16.  Tuyết, B.T., P.A. Tuấn và T.T. Trí. 2000. Nghiên cứu sử dụng lai xa và cá siêu đực tạo quần đàn cá rô phi đơn tính đực. Tuyển tập báo cáo khoa học  tại Hội thảo toàn quốc về nuôi trồng thủy sản, 29-30/9/1998, tại Bắc Ninh. Trang 99-103.

17.  http://www.globefish.org/presentations/hjtilapia/

Nguồn: mekongfish.net.vn