Ảnh Hưởng Của Điều Kiện Ánh Sáng Đến Hiệu Suất Tăng Trưởng Và Thành Phần Sinh Hóa Của Cua Bùn Cái Sau Khi Giao Phối (Scylla Paramamosain)

Tóm tắt

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất sinh sản của cua bùn (Scylla paramamosain) cần được nghiên cứu để tối ưu hóa các điều kiện nuôi cấy. Có một số dấu hiệu cho thấy bóng tối hoàn toàn có thể tăng cường và đẩy nhanh quá trình sinh sản ở các loài decapod cái, nhưng đôi khi nó có thể dẫn đến chất lượng ấu trùng thấp. Do đó, nghiên cứu này được thực hiện để làm rõ tác động của các điều kiện ánh sáng khác nhau đối với S. paramamosain cái trong thời kỳ sau khi giao phối. Để thực hiện được điều này, các thành phần, hàm lượng carotenoid tổng số, axit amin và cấu hình axit béo đã được nghiên cứu ở S. paramamosain cái được nuôi trong hai điều kiện ánh sáng khác nhau: bóng tối hoàn toàn (0 ± 0 lx; 0 giờ sáng: 24 giờ tối) và điều kiện ánh sáng bình thường (7,00 ± 1,50 lx; 12 giờ sáng: 12 giờ tối; điều kiện ánh sáng này là điều kiện thường xuyên trong các trại giống S. paramamosain). Hơn nữa, tỷ lệ tăng trọng (WGR), tốc độ tăng trưởng riêng (SGR), chỉ số sinh dục (GSI) và chỉ số gan (HSI) cũng được nghiên cứu. Các điều kiện ánh sáng khác nhau ảnh hưởng đến hàm lượng carotenoid, protein, axit amin và axit béo, nhưng không ảnh hưởng đến các thông số tăng trưởng. S. paramamosain cái được nuôi cấy trong bóng tối hoàn toàn có hàm lượng axit amin và protein trong cơ thấp hơn so với những con trong điều kiện ánh sáng bình thường. Hơn nữa, bóng tối hoàn toàn làm giảm protein và carotenoid của buồng trứng. Những thay đổi trong hồ sơ axit béo là khác nhau trong hai điều kiện ánh sáng. Những kết quả này chỉ ra rằng việc giảm hàm lượng carotenoid và protein trong buồng trứng trong bóng tối hoàn toàn có thể là những yếu tố hạn chế tiềm tàng ảnh hưởng đến hiệu suất sinh sản của S. paramamosain cái sau khi giao phối.

1. Giới thiệu

Cua bùn thuộc chi Scylla, được coi là thực phẩm xa xỉ vì có kích thước lớn, hương vị thịt và kết cấu của chúng. Chi Scylla bao gồm bốn loài: Scylla paramamosain, S. olivacea, S. serrata và S. tranquebarica (Quy và cộng sự, 2018) và phân bố rộng rãi ở các vùng Ấn Độ Dương – Thái Bình Dương nhiệt đới và cận nhiệt đới (Azra và Ikhwanuddin, 2016). S. paramamosain phân bố chủ yếu ở vùng ven biển đông nam Trung Quốc (Wang và cộng sự, 2005; Wu và cộng sự, 2019). Loài này được coi là loài quan trọng về mặt kinh tế và sinh thái, và việc nuôi loài này đang ngày càng tăng để đáp ứng nhu cầu cao của thị trường (Shi và cộng sự, 2019a, 2019b). Tại Trung Quốc, nghề nuôi cua bùn đang phát triển nhanh chóng và sản lượng nuôi trồng thủy sản đạt 138 nghìn tấn mỗi năm (Li và cộng sự, 2018).

Các yếu tố bên ngoài như quang kỳ, cường độ ánh sáng (Bembe và cộng sự, 2018, 2017), nhiệt độ nước (Bembe và cộng sự, 2017; Kim và cộng sự, 2010; Zeng, 2007), màu bể (Rabbani và Zeng, 2005; Shi và cộng sự, 2019a, 2019b), dinh dưỡng (Azra và Ikhwanuddin, 2016), tỷ lệ giới tính và mật độ thả (Waiho và cộng sự, 2015) ảnh hưởng đến sự tăng trưởng, thành phần sinh hóa cơ thể và hiệu suất sinh sản của cua. Quang kỳ và cường độ ánh sáng ảnh hưởng đến sự tăng trưởng, phát triển, ăn thịt đồng loại, khả năng sống sót (Andres và cộng sự, 2010), tần suất lột xác (Li và cộng sự, 2011), chuyển hóa năng lượng và thành phần sinh hóa (Chitto và cộng sự, 2009; Li và cộng sự, 2020) cũng như sự phát triển tuyến sinh dục (Kim và cộng sự, 2010) và tốc độ sinh sản (Bembe và cộng sự, 2018, 2017). Việc điều chỉnh quang kỳ và cường độ ánh sáng có thể là một kỹ thuật hiệu quả để tăng cường khả năng sinh trưởng và sinh sản của cua (Bembe và cộng sự, 2018, 2017; Chitto và cộng sự, 2009).

Phản ứng với các chế độ cường độ ánh sáng và quang kỳ khác nhau phụ thuộc vào giai đoạn sống và nhu cầu ánh sáng của loài (Farhadi và Harlıoglu, 2019b; Harlıoglu và Farhadi, 2017). Ví dụ, ghẹ xanh Portunus pelagicus (Andrïes và cộng sự, 2010), tôm hùm gai Nhật Bản Panulirus japonicus (Matsuda và cộng sự, 2012), cua huỳnh đế Ranina ranina (Minagawa, 1994), tôm hùm đá Jasus edwardsii (Bermudes và Ritar, 2008), và tôm càng nước ngọt Pontastacus leptodactylus (Ulikowski và Krzywosz, 2004) đòi hỏi tăng cường độ ánh sáng và chu kỳ quang học nhiều hơn để tồn tại và phát triển nhanh hơn. Tuy nhiên, P. leptodactylus trưởng thành (Harlıoglu và Duran, 2010), cua xanh Đại Tây Dương Callinectes sapidus (Bembe và cộng sự, 2017), Procambarus llamasi (Carmona-Osalde và cộng sự, 2002) và tôm bạc thẻ Penaeus merguiensis (Hoang và cộng sự, 2002a, 2002b,2002c) có tỷ lệ sinh sản cao hơn trong bóng tối hoàn toàn. P. leptodactylus trưởng thành có tốc độ tăng trưởng lớn hơn ở quang kỳ ngắn hơn (Farhadi và Jensen, 2016), trong khi P. leptodactylus non phát triển nhanh hơn trong chế độ quang kỳ dài hơn (U likowski và Krzywosz, 2004).

Cường độ ánh sáng và quang kỳ cũng ảnh hưởng đến thành phần sinh hóa cơ thể của giáp xác (Li và cộng sự, 2020). Ví dụ, P. leptodactylus được nuôi cấy dưới ánh sáng liên tục có hàm lượng protein, lipid và axit béo không bão hòa đơn (MUFA) cao hơn, nhưng hàm lượng axit béo không bão hòa đa (PUFA), serine, n-6, 20:4 (n-6) và 20:2 trong gan tụy ít hơn so với các chế độ chiếu sáng khác (Farhadi và Harlıoglu, 2019b; Farhadi và Jensen, 2016). Lipid, PUFA, carotenoid, protein và axit amin có vai trò quan trọng trong hiệu suất sinh sản của cua bùn (Scylla spp.) (Azra và Ikhwanuddin, 2016; Ghazali và cộng sự, 2017). Lipid và PUFA cung cấp năng lượng, sterol, phospholipid và vitamin tan trong chất béo cần thiết cho quá trình trưởng thành của tuyến sinh dục, quá trình hình thành noãn hoàng và cũng là nguồn năng lượng hữu cơ quan trọng cho quá trình phát triển của trứng và phôi (Alava và cộng sự, 2007b; Harlıoglu và Farhadi, 2017). Protein và axit amin đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh sản, thụ tinh và phát triển phôi ở động vật giáp xác. Carotenoid là chất diệt gốc tự do mạnh, do đó, ngăn ngừa trứng bị oxy hóa và ngăn ngừa quá trình peroxy hóa PUFA. Hơn nữa, thành phần sinh hóa của cua cũng rất quan trọng về mặt giá trị dinh dưỡng khi dùng làm thực phẩm cho con người. Cơ, gan tụy và tuyến sinh dục là những bộ phận ăn được chính của cua và hương thơm độc đáo của chúng được hầu hết người tiêu dùng ưa chuộng (Shao và cộng sự, 2013).

Trong quá trình giao phối, tinh trùng được con đực chuyển đến con cái. Ở giáp xác 10 chân, quá trình thụ tinh và sinh sản không diễn ra ngay sau khi giao phối vì con cái lưu trữ tinh trùng trong một thời gian (Niksirat và cộng sự, 2014; Yazicioglu và cộng sự, 2018), giai đoạn này được gọi là giai đoạn sau giao phối (Farhadi và Harlıoglu, 2019a). Thời gian của giai đoạn sau giao phối thay đổi từ vài giờ đến vài năm và phụ thuộc vào sinh học sinh sản, loại túi chứa tinh của con cái (tức là loại thelycum hoặc spermathecae) và các yếu tố môi trường (tức là nhiệt độ nước) (Niksirat và cộng sự, 2016, 2015). Tuy nhiên, tác động của điều kiện ánh sáng vẫn chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng trong giai đoạn sau giao phối.

Mặc dù có báo cáo rằng bóng tối hoàn toàn có thể làm tăng tỷ lệ sinh sản và đẩy nhanh quá trình sinh sản (Bembe và cộng sự, 2017; Carmona-Osalde và cộng sự, 2002; Harlıoglu và Duran, 2010), đôi khi nó có thể dẫn đến chất lượng ấu trùng kém (Bembe và cộng sự, 2017). Do đó, việc đo lường các thành phần gần đúng và sinh hóa có thể giúp hiểu rõ hơn về tác động của điều kiện ánh sáng đến tình trạng sinh lý của cá bố mẹ cái. Do đó, nghiên cứu này được thực hiện để so sánh tác động của bóng tối hoàn toàn (0 ± 0 lx; 0 giờ sáng: 24 giờ tối) và điều kiện ánh sáng bình thường (7,00 ± 1,50 lx; 12 giờ sáng: 12 giờ tối) đối với hiệu suất tăng trưởng và thành phần sinh hóa của S. paramamosain cái trong giai đoạn sau khi giao phối.

2. Vật liệu và phương pháp

2.1. Động vật thí nghiệm

Nghiên cứu này được thực hiện theo các nguyên tắc của Hướng dẫn của Ủy ban Đạo đức Chăm sóc và Sử dụng Động vật của Viện Đại học Shantou. S. paramamosain cái sau khi giao phối (n = 30; trọng lượng trung bình 174,8 ± 31,5 g) được lấy từ một trang trại nuôi cua ở thành phố Triều Châu, tỉnh Quảng Đông, Trung Quốc. Kiểm tra bằng kính hiển vi các ống dẫn tinh (nơi chứa tinh dịch) của con cái xác nhận rằng những con cua đã giao phối (có tinh trùng trong ống dẫn tinh).

2.2. Thiết kế thử nghiệm

Cua được chuyển từ bể chứa 1000 L, cân và phân phối ngẫu nhiên vào 30 hộp nuôi cua bằng nhựa 30 L (mỗi hộp có 1 cá thể). Cua được thích nghi với điều kiện nuôi trong 1 tuần. Cua được nuôi trong hai điều kiện ánh sáng khác nhau: bóng tối hoàn toàn (0 ± 0 lx; 0 giờ sáng: 24 giờ tối; trọng lượng trung bình của cua: 177,6 ± 27,8 g; N = 15) và điều kiện ánh sáng bình thường trong trại giống S. paramamosain (7,00 ± 1,50 lx; 12 giờ sáng: 12 giờ tối; trọng lượng trung bình của cua: 172,0 ± 19,5 g; N = 15) trong 1 tháng. Đối với nhóm bóng tối hoàn toàn, ánh sáng bên ngoài được loại trừ khỏi các hộp bằng tấm polyvinyl đen dày. Cường độ ánh sáng được đo bằng máy đo lux kỹ thuật số (Cảm biến thông minh AS803, Trung Quốc). Cua được cho ăn một lần mỗi ngày (10% khối lượng cơ thể) lúc 17:00 h với chế độ ăn tự nhiên (Potamocorbula rubromuscula). Chế độ ăn được thả vào hộp nuôi cua qua lỗ cho ăn. Tổng thời gian cho ăn ít hơn 10 giây để giảm thiểu khả năng cường độ ánh sáng trong quá trình cho ăn. Trong quá trình nuôi thử nghiệm, độ sâu của nước trong các hộp được giữ ở mức 15 cm. Nhiệt độ nước, độ mặn, pH, nitơ amoniac, nitrit và oxy hòa tan lần lượt dao động từ 21,0–24,0℃, 12–15 ppt, 7,4–81, < 0,5 mg/ L, < 0,1 mg/ L, và > 3 mg/ L. Không quan sát thấy cua chết trong quá trình thử nghiệm ở bất kỳ nghiệm thức nào. Tất cả cua thí nghiệm đều ở giai đoạn giữa quá trình lột xác.

2.3. Biến số sinh trưởng và sinh sản

Vào cuối thí nghiệm, cua bị bỏ đói trong 24 giờ trước khi lấy mẫu. Cua trong mỗi nghiệm thức được gây mê trong 5 phút trên đá và cân để xác định tốc độ tăng trưởng (tỷ lệ tăng trọng, WGR; tốc độ tăng trưởng riêng, SGR; chỉ số sinh dục GSI; chỉ số gan, HSI). Cơ, gan tụy và buồng trứng của cua được mổ bằng dao mổ đã được làm sạch trước và kéo phẫu thuật. Trọng lượng cơ thể, gan tụy và buồng trứng được đo bằng cân kỹ thuật số chính xác đến 0,1 g. Sau đó, các mô đã mổ (buồng trứng, gan tụy và cơ) được bảo quản ở nhiệt độ −80℃ để phân tích thêm. WGR, SGR, GSI và HSI trong mỗi nghiệm thức được tính theo (Farhadi và Harlıoglu, 2019c).

2.4. Phân tích thành phần cơ thể

Hàm lượng protein thô, lipid thô, độ ẩm và tro được xác định theo ba lần theo phương pháp AOAC (1995). Tóm lại, độ ẩm được xác định bằng cách sấy mẫu trong lò đến khối lượng không đổi ở 105℃. Protein thô được xác định bằng phương pháp Kjeldahl với máy phân tích hệ thống mẫu tự động Kjeltec 1035 (Tecator, Thụy Điển) sau khi tiêu hóa bằng axit trong máy tiêu hóa Tecator 2020 (Tecator, Thụy Điển). Lipid thô được đo bằng phương pháp chiết xuất ete và hàm lượng tro được phân tích bằng lò nung ở 550℃ trong 8 giờ.

2.5. Chiết xuất carotenoid và xác định hàm lượng carotenoid tổng số tương đối (RTCC)

Các mẫu được sấy khô trong máy sấy đông lạnh chân không và sau đó nghiền thành bột mịn bằng cối và chày. Carotenoid được chiết xuất theo phương pháp được mô tả bởi (Wu và cộng sự, 2020, 2019). Các mẫu đồng nhất 0,3 g được thêm 3 mL acetone và lắc ở tốc độ 200 vòng/phút trong 1 giờ trong bóng tối ở nhiệt độ phòng. Chiết xuất được ly tâm ở tốc độ 5000 vòng/phút trong 5 phút và sau đó phần chất lỏng trong được quét trong máy quang phổ ghi UV-vis (UV2501PC, Nhật Bản) từ 400 đến 700 nm. Độ hấp thụ được đọc ở 480 nm để xác định hàm lượng carotenoid tổng số tương đối (RTCC).

2.6. Phân tích axit amin

Các axit amin được phân tích bằng máy phân tích axit amin tự động S-433D (Sykam, Eresing, Đức) theo các quy trình đã mô tả trước đây (Wu và cộng sự, 2019). Các mẫu đồng nhất đầu tiên được thủy phân trong dung dịch HCl 6,0 M ở 110℃ trong 24 giờ trong môi trường nitơ. Hàm lượng tryptophan được phân tích riêng biệt và quá trình xử lý từng phương pháp được thực hiện thông qua phương pháp thủy phân kiềm theo (Wu và cộng sự, 2020). Nhận dạng và số lượng axit amin được đánh giá bằng cách tham khảo thời gian lưu và diện tích đỉnh của các axit amin chuẩn (Sigma-Aldrich, St.Louis. MO, Hoa Kỳ).

2.7. Chiết xuất lipid và phân tích axit béo

Các lipid được chiết xuất bằng cloroform/methanol (V/V, 2:1) chứa 0,01% hydroxytoluene butylated (BHT) làm chất chống oxy hóa theo các quy trình được mô tả bởi (Wu và cộng sự, 2020, 2019). Sau đó, metyl este của axit béo (FAME) được điều chế bằng cách chuyển este hóa với bo trifluoride etherat (khoảng 48%, Acros Organics, Waltham, MA, Hoa Kỳ). Dung dịch FAME được tiêm vào sắc ký khí GC-17A được trang bị máy lấy mẫu tự động và máy dò flameionization (Shimadzu, Kyoto, Nhật Bản). Các axit béo riêng lẻ được xác định bằng cách so sánh với các hỗn hợp chuẩn bên ngoài được phân tích bằng cùng điều kiện. Định lượng axit béo được tiến hành bằng cách sử dụng trạm làm việc GC CLASS-GC10 (Shimadzu, Kyoto, Nhật Bản).

2.8. Phân tích thống kê

Tất cả dữ liệu được biểu diễn bằng Giá trị trung bình ± Độ lệch chuẩn (SD), và SPSS phiên bản 21.0 (Chicago, Ill., Hoa Kỳ) được sử dụng để phân tích thống kê dữ liệu thực nghiệm. Tính chuẩn và tính đồng phương sai của dữ liệu được đánh giá lần lượt bằng phép kiểm định Kolmogorov-Smirnov và Levene. Dữ liệu tỷ lệ được chuẩn hóa bằng phép biến đổi arcsin căn bậc hai. Kiểm định t- test mẫu độc lập được sử dụng để phát hiện sự khác biệt về các thông số tăng trưởng, thành phần cơ thể, axit amin, axit béo và nồng độ carotenoid giữa hai nhóm. Mức độ ý nghĩa cho tất cả các phân tích được đặt ở mức P < 0,05.

3. Kết quả

3.1. Các biến số sinh trưởng và sinh sản

WGR, SGR, GSI và HSI của S. paramamosain nuôi cấy trong các điều kiện ánh sáng khác nhau được thể hiện trong Hình 1. WGR, SGR, HSI và GSI không bị ảnh hưởng bởi điều kiện ánh sáng (P > 0,05). Tuy nhiên, GSI của S. paramamosain cái trong điều kiện bóng tối hoàn toàn cao hơn một chút so với GSI trong điều kiện ánh sáng bình thường (mặc dù không quan sát thấy sự khác biệt về mặt thống kê; P > 0,05).

Hình 1. Ảnh hưởng của hai điều kiện ánh sáng: bóng tối hoàn toàn và điều kiện ánh sáng bình thường đến các thông số sinh trưởng và sinh sản của Scylla paramamosain cái. Sự khác biệt đáng kể được biểu thị bằng dấu * (P < 0,05). Giá trị là trung bình (± SD).

3.2. Thành phần cơ thể

Bảng 1 cho thấy các thành phần (độ ẩm, tro, protein thô và lipid thô) trong cơ, gan tụy và buồng trứng. S. paramamosain cái được nuôi cấy trong điều kiện bóng tối hoàn toàn có hàm lượng tro cao hơn trong cơ (23,27% khối lượng khô) và buồng trứng (7,56% khối lượng khô) so với những con trong điều kiện ánh sáng bình thường. Tuy nhiên, hàm lượng protein trong cơ (85,26% khối lượng khô) và buồng trứng (69,71% khối lượng khô) thấp hơn so với hàm lượng protein trong điều kiện ánh sáng bình thường (cơ, 88,08% khối lượng khô; buồng trứng, 72,14% khối lượng khô) (P < 0,05).

Bảng 1 Thành phần (% khối lượng khô; DM) của các mô khác nhau trong Scylla paramamosain trong các điều kiện ánh sáng khác nhau.

Sự khác biệt đáng kể được chỉ ra bằng dấu * (P < 0,05). Các giá trị là trung bình (± SD).

3.3. Hàm lượng carotenoid

RTCC trong các mô khác nhau bao gồm cơ, gan tụy và buồng trứng được thể hiện trong Hình 2. RTCC trong buồng trứng của cua được nuôi trong bóng tối hoàn toàn (40,19 ug/g) thấp hơn đáng kể so với RTCC trong điều kiện ánh sáng bình thường (45,98 ug/g) (P < 0,05).

Hình 2. Hàm lượng carotenoid tổng số tương đối (TTCC; ug/g) trong các mô khác nhau (Buồng trứng, gan tụy và cơ) của Scylla paramamosain trong các điều kiện ánh sáng khác nhau. Sự khác biệt đáng kể được chỉ ra bằng dấu * (P < 0,05). Các giá trị là trung bình (± SD).

3.4. Hàm lượng axit amin

Hàm lượng axit amin của cơ được thể hiện trong Bảng 2. Cơ của cua được nuôi trong bóng tối hoàn toàn có hàm lượng axit aspartic, threonine, glycine, methionine, leucine, tyrosine, lysine, arginine, tổng axit amin (TAA), axit amin hương vị (FAA) và axit amin thiết yếu (EAA) thấp hơn đáng kể (P < 0,05).

Bảng 2 Hàm lượng axit amin (mg/g) trong cơ của Scylla paramamosain dưới các điều kiện ánh sáng khác nhau.

Axit amin hương vị bao gồm: Axit aspartic, Axit glutamic, Glycine, Alanine, Methionine, Phenylalanine; Axit amin thiết yếu bao gồm: Threonine, Valine, Methionine, Isoleucine, Leucine, Phenylalanine, Lysine. Sự khác biệt đáng kể được chỉ ra bằng dấu * (P < 0,05). Giá trị là trung bình (± SD).

Bảng 3 trình bày hàm lượng axit amin của gan tụy. Hàm lượng glycine (8,25 mg/g) và isoleucine (4,75 mg/g) trong gan tụy của cua được nuôi trong bóng tối hoàn toàn cao hơn đáng kể so với hàm lượng trong điều kiện ánh sáng bình thường (P < 0,05).

Bảng 3 Hàm lượng axit amin (mg/g) trong gan tụy của Scylla paramamosain trong các điều kiện ánh sáng khác nhau.

Hàm lượng axit amin của buồng trứng được thể hiện trong Bảng 4. Hàm lượng proline trong buồng trứng của cua được nuôi trong bóng tối hoàn toàn thấp hơn so với nhóm điều kiện ánh sáng bình thường (P < 0,05).

Bảng 4 Hàm lượng axit amin (mg/g) trong buồng trứng của Scylla paramamosain ở các điều kiện ánh sáng khác nhau.

3.5. Hàm lượng axit béo

Hàm lượng axit béo của gan tụy được thể hiện trong Bảng 5. Hàm lượng PUFA 20:1, 20:2n-6, và n-6 trong gan tụy của cua được nuôi trong bóng tối hoàn toàn cao hơn đáng kể so với điều kiện ánh sáng bình thường (P < 0,05). Ngược lại, gan tụy của cua trong bóng tối hoàn toàn có tỷ lệ 18:1 và n-3/n-6 thấp hơn đáng kể so với gan tụy trong điều kiện ánh sáng bình thường (P < 0,05).

Bảng 5 Hàm lượng axit béo (% tổng axit béo) trong gan tụy của Scylla paramamosain trong các điều kiện ánh sáng khác nhau.

Sự khác biệt đáng kể được biểu thị bằng dấu * (P < 0,05). Giá trị là trung bình (± SD).

Buồng trứng của cua được nuôi trong bóng tối hoàn toàn có hàm lượng 20:0, 22:0, 20:1, 18:2n-6, 20:3n-6 và n-6 cao hơn, nhưng tỷ lệ 20:3n-3, 22:5n-3 và n-3/n-6 thấp hơn so với gan tụy được nuôi trong điều kiện ánh sáng bình thường (P < 0,05; Bảng 6).

Bảng 6 Hàm lượng axit béo (% tổng axit béo) trong buồng trứng của Scylla paramamosain trong các điều kiện ánh sáng khác nhau.

Sự khác biệt đáng kể được chỉ ra bằng dấu * (P < 0,05). Các giá trị là trung bình (± SD).

3.6. Đặc điểm hình thái

Hình thái bên trong của con cái S. paramamosain dưới hai điều kiện ánh sáng được trình bày trong Hình 3. Thí nghiệm ảnh hưởng đến màu sắc và kích thước của buồng trứng. Khi bắt đầu thí nghiệm, buồng trứng ở giai đoạn IV (giai đoạn tiền trưởng thành) và có kích thước nhỏ (Hình 3A). Sau 1 tháng thí nghiệm, buồng trứng mở rộng, lớn hơn và đạt đến giai đoạn V (giai đoạn trưởng thành) (Hình 3B, C). Buồng trứng của cua được nuôi trong điều kiện ánh sáng bình thường có màu cam sáng (có thể là do hàm lượng carotenoid cao hơn), trong khi những con ở trong bóng tối hoàn toàn có màu vàng nhạt. Các giai đoạn phát triển của buồng trứng được xác định dựa trên kích thước, màu sắc và hình thái theo Q. Wu và cộng sự (2020).

Hình 3. Hình thái bên trong của Scylla paramamosain cái dưới các điều kiện ánh sáng khác nhau. (A) lúc bắt đầu thí nghiệm; (B) bóng tối hoàn toàn; (C) điều kiện ánh sáng bình thường. Ov, buồng trứng; He, gan tụy; H, tim; G, mang; St, dạ dày.

4. Thảo luận

4.1 Hiệu suất tăng trưởng

Chúng tôi đã nghiên cứu WGR, SGR và HSI ở S. paramamosain cái được nuôi trong bóng tối hoàn toàn (0 ± 0 lx; 0 giờ sáng L: 24 giờ tối) và điều kiện ánh sáng bình thường (7,00 ± 1,50 lx; 12 giờ sáng: 12 giờ tối). WGR và SGR biểu thị hiệu suất tăng trưởng và nuôi cấy. HSI được coi là một chỉ số quan trọng về trạng thái dự trữ năng lượng trong gan tụy (Wu và cộng sự, 2020). Một số nghiên cứu cho thấy cường độ ánh sáng và quang kỳ ảnh hưởng đến hiệu suất tăng trưởng của giáp xác. Hầu hết các nghiên cứu đều cho thấy ấu trùng và ấu trùng giáp xác có hiệu suất nuôi cấy tốt hơn trong quang pha dài với cường độ ánh sáng cao hơn. Ví dụ, bóng tối hoàn toàn dẫn đến tỷ lệ sống và tốc độ phát triển của ấu trùng thấp hơn, trong khi quang kỳ 18 L: 6D là chế độ quang kỳ phù hợp nhất để nuôi ấu trùng P. pelagicus (Andres và cộng sự, 2010). Ấu trùng của J. edwardsii có tốc độ tăng trưởng nhanh hơn khi tăng chiều dài ngày (Bermudes và Ritar, 2008). Tương tự như vậy, ấu trùng P. gigas có thời gian lột xác ngắn hơn và phát triển nhanh hơn dưới cường độ ánh sáng cao (Gardner và Maguire, 1998). Không giống như ấu trùng,rất ít thông tin có sẵn về tác động của cường độ ánh sáng và quang kỳ đến hiệu suất tăng trưởng của giáp xác trưởng thành. Trong nghiên cứu này, không có sự khác biệt đáng kể nào giữa hai nhóm về hiệu suất tăng trưởng (WGR và SGR). Những kết quả này có thể là do kích thước lớn hơn của cua trưởng thành. Ở giáp xác, để phát triển, lớp vỏ cũ phải thường xuyên được thay thế bằng lớp vỏ ngoài mới lớn hơn. Vì giai đoạn lột xác dài hơn khi cá thể lớn lên nên cua lớn phát triển chậm hơn cua nhỏ (Farhadi và Jensen, 2016; Tao và cộng sự, 2014).

4.2 Hiệu suất sinh sản

GSI cung cấp thông tin liên quan đến sự trưởng thành về mặt sinh dục và trạng thái phát triển của tinh hoàn hoặc buồng trứng (Flores và cộng sự, 2015). Trong nghiên cứu này, bóng tối hoàn toàn làm tăng nhẹ GSI (P > 0,05) của S. paramamosain cái khi so sánh với chế độ quang kỳ tự nhiên. Bóng tối hoàn toàn tác đông tích cực đến tốc độ sinh sản đã được báo cáo ở một số loài giáp xác bao gồm P. leptodactylus (Harlıoglu và Duran, 2010), C. sapidus (Bembe và cộng sự, 2017), P. llamasi (Carmona-Osalde và cộng sự, 2002) và P. merguiensis (Hoang và cộng sự, 2002a, 2002b,2002c). Ví dụ, C. sapidus cái sinh sản nhiều nhất trong điều kiện bóng tối liên tục (Bembe và cộng sự, 2017). Nuôi P. leptodactylus cái trong bóng tối hoàn toàn thúc đẩy sinh sản và tăng tỷ lệ con cái đẻ trứng (Harlıoglu và Duran, 2010). Giải thích cho tỷ lệ sinh sản cao hơn trong bóng tối hoàn toàn là bóng tối có thể có tác dụng ức chế cơ quan X bằng cách giảm kích thích cơ quan này (Farhadi và Harlıoglu, 2019b). Cơ quan X là trung tâm điều hòa nội tiết thần kinh chính và nằm ở cuống mắt của giáp xác (Fingerman, 1987). Cơ quan X điều chỉnh sinh sản của giáp xác bằng cách tiết hormone ức chế lột xác (MIH), hormone ức chế tuyến sinh dục/sinh noãn hoàng (GIH hoặc VIH) và CHH (hormone tăng đường huyết ở giáp xác) (Bocking và cộng sự, 2002). Kích thích cơ quan X làm tăng tiết các hormone thần kinh này và ức chế quá trình lột xác và sinh sản (Bocking và cộng sự, 2002; Lacombe và cộng sự, 1999). Việc cắt bỏ cuống mắt làm tăng tốc độ trưởng thành của tuyến sinh dục và làm tăng tỷ lệ sinh sản (Fingerman, 1987).

4.3 Hàm lượng protein và axit amin

Quá trình chuyển hóa protein và axit amin ở giáp xác dưới các yếu tố môi trường khác nhau như cường độ ánh sáng và quang kỳ vẫn chưa rõ ràng (Farhadi và Harlıoglu, 2019b). Trong nghiên cứu này, hàm lượng protein và axit amin trong cơ và hàm lượng protein trong buồng trứng giảm trong điều kiện bóng tối hoàn toàn. Những kết quả này trái ngược với những phát hiện trước đây trong đó việc cắt bỏ cuống mắt làm tăng quá trình dự trữ protein, carbohydrate, lipid và ức chế quá trình tiêu thụ chất hữu cơ (Murugesan và cộng sự, 2008; Sun và cộng sự, 2014). Do đó, có thể cho rằng con đường lắng đọng protein và axit amin trong bóng tối hoàn toàn có thể không giống như trong cơ chế cắt bỏ cuống mắt. Protein là yếu tố quan trọng cho quá trình thụ tinh và phát triển phôi ở cua bùn (Waiho và cộng sự, 2018). Do đó, việc giảm protein trong buồng trứng trong bóng tối hoàn toàn có thể làm suy giảm chất lượng ấu trùng.

FAA đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành hương vị thịt. Ví dụ, axit aspartic và axit glutamic có vị mặn (hay còn gọi là umami) và tạo ra vị umami. Vị umami của thịt cua có sự đóng góp đáng kể của glutamate. Arginine, phenylalanine và tyrosine tạo ra vị đắng và chúng có nhiều trong các loại hải sản như cua (Shao và cộng sự, 2013). Phenylalanine và tyrosine cũng là những thành phần chính tạo nên vị mặn. Glycine và alanine tạo ra vị ngọt dễ chịu (Sarower và cộng sự, 2012). Arginine, glycine, alanine và axit glutamic có tác động mạnh đến hương vị thịt cua (Chen và Zhang, 2007). S. paramamosain cái được nuôi trong điều kiện ánh sáng bình thường có hàm lượng FAA cao hơn trong cơ. Do đó, có thể kết luận rằng nuôi S. paramamosain trong điều kiện ánh sáng bình thường có thể mang lại hương vị ngon hơn và giá trị dinh dưỡng cao hơn so với nuôi trong bóng tối hoàn toàn.

4.4 Hàm lượng lipid và axit béo

Lipid buồng trứng, SFA, MUFA và PUFA đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh sản như trưởng thành buồng trứng, là nguồn dự trữ năng lượng cho quá trình sản xuất trứng trong tương lai, phát triển phôi và tăng trưởng ấu trùng (Alava và cộng sự, 2007a; Wu và cộng sự, 2020). Gan tụy là cơ quan quan trọng nhất cung cấp chất nền và chuyển hóa năng lượng thành các dạng có thể sử dụng trong quá trình sinh sản (Kyomo, 1988). Axit béo là thành phần quan trọng của cơ thể con người và cần có thành phần cân bằng các axit béo thiết yếu để duy trì sức khỏe của con người. Ví dụ, các axit béo thiết yếu như PUFA rất quan trọng cho sự phát triển của hệ thần kinh trung ương ở phôi người (Muskiet và cộng sự, 2006). Các chuyên gia dinh dưỡng khuyến cáo rằng tỷ lệ PUFA n-3/n-6 trong chế độ ăn uống phải đạt ít nhất 0,1− 0,2 (FAO, 2008). Tỷ lệ n-3/n-6 trong gan tụy và buồng trứng ở cả hai nhóm đều cao, do đó, chúng có thể được định nghĩa là các loại hải sản lành mạnh giàu n-3 PUFA (FAO, 2008). Tuy nhiên, buồng trứng và gan tụy của cua trong điều kiện ánh sáng bình thường cho thấy tỷ lệ n-3/n-6 cao hơn. Ngược lại, MUFA gan tụy, PUFA n-6 gan tụy và buồng trứng trong bóng tối hoàn toàn cao hơn so với điều kiện ánh sáng bình thường.

4.5 Hàm lượng carotenoid

Giống như hầu hết các loài động vật, giáp xác không thể tổng hợp carotenoid và phải lấy chúng từ chế độ ăn (Wade và cộng sự, 2017). Carotenoid đóng vai trò quan trọng trong việc tạo màu cho buồng trứng từ vàng nhạt đến đỏ cam sáng trong quá trình phát triển buồng trứng (Ghazali và cộng sự, 2017). Carotenoid cũng đóng vai trò là chất chống oxy hóa và đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ trứng và phát triển mắt ở ấu trùng giáp xác (Dall và cộng sự, 1995; Tantikitti và cộng sự, 2015; Wu và cộng sự, 2020). Carotenoid buồng trứng gia tăng trong quá trình trưởng thành của buồng trứng chỉ ra sự tham gia có thể có của carotenoid vào quá trình phát triển trứng ở S. paramamosain (Wu và cộng sự, 2020). Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy bóng tối hoàn toàn làm giảm sự tích tụ carotenoid trong buồng trứng của S. paramamosain. Penaeus vannamei được nuôi trong điều kiện cường độ ánh sáng cao (2500 lx) cho thấy astaxanthin tích tụ hơn so với những con được nuôi trong điều kiện bóng tối hoàn toàn (You và cộng sự, 2006). Nguyên nhân dẫn đến sự tích tụ carotenoid thấp ở giáp xác trong điều kiện bóng tối hoàn toàn vẫn chưa được biết rõ. Có rất ít thông tin về các cơ chế phân tử và di truyền cơ bản cho quá trình hấp thụ, vận chuyển và tích tụ mô của carotenoid ở bất kỳ loài động vật nào (Wade và cộng sự, 2017).

5. Kết luận

Tóm lại, nghiên cứu này đã nghiên cứu WGR, SGR, HSI, GSI, thành phần, hàm lượng carotenoid, axit béo và axit amin trong S. paramamosain cái sau khi giao phối được nuôi cấy trong hai điều kiện ánh sáng khác nhau: bóng tối hoàn toàn (0 ± 0 lx; 0 giờ sáng: 24 giờ tối) và điều kiện ánh sáng bình thường (7,00 ± 1,50 lx; 12 giờ sáng: 12 giờ tối). Kết quả cho thấy bóng tối hoàn toàn ảnh hưởng đến thành phần sinh hóa của S. paramamosain cái. S. paramamosain cái được nuôi trong bóng tối hoàn toàn biểu hiện hàm lượng axit amin và protein trong cơ thấp hơn so với những con được nuôi trong điều kiện ánh sáng bình thường. Ngoài ra, bóng tối hoàn toàn làm giảm hàm lượng carotenoid và protein của buồng trứng. Việc giảm hàm lượng carotenoid và protein trong buồng trứng trong bóng tối hoàn toàn có thể là những yếu tố hạn chế quá trình sinh sản của S. paramamosain cái. Cần có các nghiên cứu trong tương lai để điều tra hiệu suất sinh sản của S. paramamosain cái trong bóng tối hoàn toàn được cho ăn chế độ ăn có chứa hàm lượng carotenoid và protein cao.

Theo Ardavan Farhadi, Zhi Huang, Bixun Qiu, Mhd Ikhwanuddin, Hongyu Ma

Nguồn: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352513421002234

Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Tôm Giống Gia Hóa Bình Minh

TÔM GIỐNG GIA HÓA – CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG

Xem thêm:

Kỹ Thuật Nuôi, Tin Tức