Quá trình phát triển phôi tôm bác sĩ (Lysmata amboinensis DE MANN, 1888)

24 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 4/2017 THOÂNG BAÙO KHOA HOÏC QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN PHÔI TÔM BÁC SĨ (Lysmata amboinensis DE MANN, 1888) EMBRYONIC DEVELOPMENT OF WHITE-STRIPED CLEANER SHRIMP (Lysmata amboinensis DE MANN, 1888) Lục Minh Diệp1, Phùng Thế Trung1, Đoàn Thị Ngọc Kiều2 Ngày nhận bài: 9/1/2017; Ngày phản biện thông qua: 11/12/2017; Ngày duyệt đăng: 29/12/2017 TÓM TẮT Quá trình phát triển phôi của tôm bác sĩ (Lysmata amboinensis De Mann, 1888) được xác định với nguồn tôm mẹ thu thập tại Vịnh Nha Trang. Tôm mẹ sau khi đẻ ôm trứng được tách nuôi riêng để tiện theo dõi. Trứng tôm được ấp ở nhiệt độ nước 28-31oC, độ mặn 33-35 ppt và oxy hòa tan 3,54-3,98 ppm. Trứng đang ấp được thu hàng ngày và đưa lên quan sát trên kính hiển vi nhằm xác định các giai đoạn phát triển phôi của tôm. Dựa vào các dấu hiệu và hình ảnh thu được, quá trình phát triển phôi tôm bác sĩ có thể được phân chia thành 8 giai đoạn gồm: (1) trứng mới đẻ, (2) trứng phân cắt, (3) đĩa phôi, (4) phôi nauplius, (5) đầu giai đoạn hậu nauplius, (6) giữa giai đoạn hậu nauplius, (7) cuối giai đoạn hậu nauplius, (8) phôi sắp nở. Ở nhiệt độ nước 28-310C, quá trình phát triển phôi của tôm bác sĩ hoàn thành trong khoảng 11 ngày. Từ khóa: Lysmata amboinensis, tôm bác sĩ, phát triển phôi. ABSTRACT Embryonic development of the cleaner shrimp (Lysmata amboinensis De Mann, 1888) was determined based on the broodstock collected from Nha Trang Bay. After spawning, the incubating shrimps were separated for monitoring. Eggs were incubated in a water temperature level of 28-310C, salinity level of 33-35 ppt and dissolved oxygen level of 3.54-3.98 ppm. The incubated eggs were collected and observed daily in order to determine specifi c embryonic stages and characteristics. Based on the results, embryonic development of the shrimp could be devided into 8 stages: (1) spawning egg, (2) cleavage, (3) germinal disc, (4) embryonized nauplius, (5) initial post-nauplius, (6) mid post-nauplius, (7) fi nal post-nauplius, (8) pre-hatching embryo. Besides, embryonic development of the shrimp lasted for around 11 days at 28-310C. Keywords: Lysmata amboinensis, cleaner shrimp, embryonic development. 1 Viện Nuôi trồng Thủy sản, Trường Đại học Nha Trang 2 Học viên cao học Khóa 2013, Viện Nuôi trồng Thủy sản, Trường Đại học Nha Trang phát triển [1, 4]. Tuy vậy, nguồn tôm bác sĩ cung cấp cho nhu cầu nuôi cảnh chủ yếu được thu gom từ tự nhiên vì chưa được sản xuất giống thành công [4, 5]. Điều này gây ảnh hưởng nghiêm trọng không những lên quần thể tôm bác sĩ mà cả I. ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, nhu cầu nuôi thủy sinh vật cảnh tăng nhanh, ổn định bao gồm nhiều chủng loại như cá, san hô, sứa và giáp xác [2]. Trong nhóm giáp xác, tôm bác sĩ là loài tôm cảnh tiềm năng, được nuôi nhiều và đang trên đà Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 4/2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 25 rạn san hô nơi loài này phân bố. Nhằm giảm áp lực khai thác phục vụ nhu cầu nuôi cảnh, sản xuất giống tôm bác sĩ trở thành nhu cầu cấp thiết. Để có thể sản xuất giống tôm bác sĩ hiệu quả, trước tiên cần tìm hiểu các đặc điểm sinh học sinh sản quan trọng và các yếu tố liên quan trong quá trình nuôi tôm bố mẹ sinh sản. Việc sản xuất giống tôm bác sĩ còn gặp nhiều khó khăn, trong đó nổi bật là hiểu biết về đặc điểm sinh sản và quá trình phát triển phôi chưa nhiều. Hiện chưa có tài liệu nào công bố đặc điểm thời kỳ phát triển phôi của tôm bác sĩ mà chỉ có những mô tả ở một số loài tôm có tập tính đẻ rồi ôm, ấp trứng ở phần bụng tương tự tôm bác sĩ. Đó là các loài tôm càng nước ngọt thuộc họ Palaemonidae như Macrobrachium olfersi, M. potiuna, Palaemon pandaliformis và Palaemonetes argentines. Ở các loài tôm này, thời kỳ phôi bắt đầu từ khi trứng thụ tinh đến khi trứng nở, thời gian phát triển phôi tùy vào nhiệt độ nước, thường khoảng 13 ngày, trải qua tám giai đoạn: trứng mới đẻ, trứng phân chia tế bào, đĩa phôi, phôi nauplius, đầu hậu nauplius, giữa hậu nauplius, cuối hậu nauplius và trứng trước khi nở [3, 6]. Nghiên cứu này được thực hiện nhằm chỉ rõ đặc điểm các giai đoạn phát triển phôi của tôm bác sĩ. Qua đó, người đọc có thể phân biệt các giai đoạn tôm mẹ ôm ấp trứng khác nhau cũng như dự đoán được thời gian chuyển giai đoạn, tính toán được kích thước trứng và sức sinh sản của tôm trong quá trình sản xuất giống. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nghiên cứu được tiến hành trên tôm bác sĩ (Lysmata amboinensis De Mann, 1888) nuôi trong bể tại Trại thực nghiệm Nuôi Hải sản Cam Ranh, thuộc Viện Nuôi trồng Thủy sản - Trường Đại học Nha Trang trong 2 năm 2014 - 2015. Đàn tôm dùng cho nghiên cứu được thu gom từ ngư dân chuyên lặn bắt sinh vật cảnh biển ở các rạn san hô thuộc Vịnh Nha Trang. Tôm mẹ thu về được nuôi trong các bể composite thể tích 250L với nước biển lọc sạch và sục khí nhẹ. Sau khi đẻ, tôm mẹ ôm trứng được đưa vào nuôi riêng trong các xô nhựa 5L. Trứng tôm được ấp trong điều kiện nhiệt độ nước 28-310C, độ mặn 33-35 ppt và DO (hàm lượng oxy hòa tan) 3,54-3,98 ppm. Phôi đang phát triển được theo dõi liên tục và thu mẫu hàng ngày từ tôm mẹ ôm trứng từ khi mới đẻ cho đến khi nở. Phôi tôm được quan sát dưới kính soi nổi, đo kích thước bằng thước đo thị kính. Số lượng phôi trong mỗi lần đo kích thước là 10 phôi. Số liệu được trình bày dưới dạng Trung bình ± Độ lệch chuẩn. Đặc điểm của từng giai đoạn phát triển phôi được ghi nhận chi tiết. Hình chụp tất cả các giai đoạn phát triển phôi của tôm được thu thập. Thời gian phát triển của từng giai đoạn cùng các đặc điểm môi trường nước cũng được ghi nhận trong từng đợt thí nghiệm. Các giai đoạn phát triển phôi của tôm bác sĩ trong nghiên cứu này được phân chia dựa theo sự phân chia của Muller và ctv. (2004) [3]. III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Hiện chưa có tài liệu phân chia cụ thể các giai đoạn phát triển phôi tôm bác sĩ (Lysmata amboinensis). Tuy nhiên, giống tôm Lysmata thuộc loại đẻ và ấp trứng ở bụng với nhiều đặc điểm phân cắt giống với giống tôm càng nước ngọt Macrobrachium, họ tôm Palaemonidae với quá trình phát triển phôi được chia làm 8 giai đoạn chính [3]. Dựa trên sự phân chia các giai đoạn phát triển phôi của tác giả trên, thời kỳ phát triển phôi tôm bác sĩ cũng được nhận diện và phân chia thành 8 giai đoạn: Trứng mới đẻ, phân chia tế bào, đĩa phôi, phôi nauplius, đầu giai đoạn hậu nauplius, giữa giai đoạn hậu nauplius, cuối giai đoạn hậu nauplius, và trứng trước khi nở. Trứng mới đẻ Trứng tôm bác sĩ mới đẻ chưa phân cắt nên chưa có cấu trúc phôi, có màu xanh ngọc, được tôm mẹ ôm dưới các khoang ấp trứng dưới bụng. Khoang ấp trứng được tạo thành bởi các đôi chân bơi (Hình 1). 26 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 4/2017 Hình 1. Trứng tôm bác sĩ lúc mới đẻ (A) dưới bụng tôm mẹ, (B) nhìn dưới kính hiển vi Màu trứng lú c này nhạt hơn so với màu xanh lam của buồng trứng giai đoạn 4 và khác với trứng mới đẻ có màu vàng nhạt thường thấy ở các các loài tôm càng nước ngọt thuộc họ Palaemonidae như Macrobrachium olfersi, M. potiuna, Palaemon pandaliformis và Palaemonetes argentines [3]. Phân chia tế bào Trứng tôm bác sĩ ở giai đoạn phân chia có màu vàng. Các tế bào phân chia dễ dàng được nhìn thấy. Sự phân chia của nhân cũng có thể được theo dõi dễ dàng dưới kính hiển vi (Hình 2). Hình thành đĩa phôi Trứng tôm bác sĩ giai đoạn này có màu vàng lục. Kích thước trứng còn nhỏ với nhiều phôi bào có thể quan sát trên bề mặt của trứng, một vài phôi bào tập trung trên một khu vực được định trước của trứng, hình thành đĩa phôi. Khi nhìn theo chiều dọc, đĩa phôi có dạng hình chữ V. Trứng không được thụ tinh cũng phân cắt thành nhiều tế bào nhưng không theo quy luật nhất định và không hình thành đĩa phôi (Hình 3). Hình 2. Trứng tôm bác sĩ giai đoạn phân chia tế bào (A) trứng ở bụng tôm mẹ, (B) giai đoạn 2 tế bào, (C) 8 tế bào, (D) 16 tế bào, (E) nhiều tế bào Hình 3. Trứng tôm giai đoạn đĩa phôi và trứng không th ụ tinh cùng thời gian (A) trứng ở bụng tôm mẹ, (B) hình thành đĩa phôi, (C) phôi không thụ tinh không hình thành đĩa phôi Phôi nauplius Trứng ở giai đoạn phôi nauplius có màu xanh lục, kích thước lớn tập trung dày ở phần Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 4/2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 27 bụng tôm mẹ. Lúc này, cấu trúc phôi được phân chia rõ ràng, sự gia tăng kích thước và tổ chức lại đĩa phôi dẫn đến sự hình thành phôi nauplius. Khu vực giữa ở mặt bên chia làm ba phần, hình thành các phần phụ nauplius sau này, gồm ăng ten 1, ăng ten 2 và nhiều cơ quan phần phụ khác. Phần giữa sẽ hình thành lỗ miệng của ống tiêu hóa, phần sau cuối là đuôi (Hình 4). Hình 4. Trứng tôm bác sĩ giai đoạn phôi nauplius (A) ở bụng tôm mẹ, (B) đầu giai đoạn, (C) cu ối giai đoạn Đầu giai đoạn hậu nauplius Giai đoạn này trứng có màu xanh đen đến màu đen, kích thước lớn làm thể tích khoang ấp trứng tăng. Phôi phát triển theo trục dài của trứng. Thùy mắt xuất hiện ở vùng đầu của phôi, các phần phụ nauplius cũng xuất hiện ở mặt bụng đến phần đuôi. Phôi giai đoạn này sáng trong, uốn cong dạng hình chữ C. Ngay dưới các phần phụ nauplius, có thể quan sát thấy các phần phụ hậu nauplius được bố trí theo chiều ngang. Phần phụ nauplius trở thành phần phụ hai nhánh, được xác định rõ giới hạn bên ngoài. Đuôi phát triển và có dạng uốn cong (Hình 5). Hình 5. Phôi tôm bác sĩ đầu giai đoạn hậu nauplius (A) ở bụng tôm mẹ, (B) dưới kính hiển vi Giữa giai đoạn hậu nauplius Trứng giai đoạn giữa hậu nauplius có màu xám đen. Thay đổi lớn nhất trong giai đoạn này là sự xuất hiện của điểm mắt dài và mảnh. Đồng thời, hình dạng phôi biến đổi thành một đường cong rõ rệt. Trên các phần phụ nauplius xuất hiện nhiều lông cứng, và phát triển xuống phía dưới. Phần phụ nauplius phát triển và nằm trên gai đuôi. Kích thước khối noãn hoàng giảm nhường chỗ cho sự tăng lên của phôi (Hình 6). 28 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 4/2017 Cuối giai đoạn hậu nauplius Trứng ở giai đoạn này có màu xám trắng, phần màu đen thu nhỏ hơn. Lúc này, điểm mắt to, rõ hơn giai đoạn trước, và có dạng hình bầu dục. Phần bụng chia thành các đốt rõ ràng. Phần cuối cơ thể thấy xuất hiện chạc đuôi (Hình 7). Hình 6. Phôi tôm bác sĩ giữa giai đoạn hậu nauplius (A) ở bụng tôm mẹ, (B) dưới kính hiển vi Hình 7. Phôi tôm bác sĩ cuối giai đoạn hậ u nauplius (A) ở bụng tôm mẹ, (B) dưới kính hiển vi Phôi sắp nở Trứng sắp nở có màu trắng xám với các điểm màu đen nhỏ li ti. Tuy vậy, giai đoạn nay không có sự thay đổi rõ ràng về hình thái bên ngoài của phôi. Điểm mắt lúc này to và tròn hơn. Phần giáp đầu ngực, ăng ten 1, ăng ten 2 và hàm dưới phát triển hơn. Phần bụng chia thành 5 đốt, đốt cuối cùng kéo dài nhất (Hình 8). Hình 8. Phôi tôm bác sĩ giai đoạn trước nở (A) ở bụng tôm mẹ, (B) nhìn ngang, (C) nhìn từ mặt lưng, (D) nhìn từ mặt bụng Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 4/2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 29 Như vậy, có thể thấy sự phân chia các giai đoạn phát triển phôi tôm bác sĩ khác hẳn so với tôm he. Ở tôm he, trứng sau khi trải qua giai đoạn phôi nauplius sẽ nở thành ấu trùng nauplius. Ở tôm ôm trứng, trứng còn trải qua các giai đoạn phôi hậu nauplius trước khi nở thành ấu trùng Zoea mà không trải qua giai đoạn ấu trùng na uplius như ở các loài tôm không ôm trứng. Thời gian phát triển phôi và kích thước trứng Kết quả theo dõi thời gian phát triển phôi và xác định kích thước trứng ở các giai đoạn khác nhau được thể hiện trong Bảng 1. Kết quả cho thấy, kích thước trứng có xu hướng tăng dần cả về trục dài lẫn trục ngắn qua từng giai đoạn. Bảng 1. Thời gian và kích thước các giai đoạn phát triển phôi của tôm bác sĩ Giai đoạn Thời gian Trục dài (mm) Trục ngắn (mm) Mới đẻ Phân cắt Ngày thứ 1 0,61 ± 0,03 0,45 ± 0,03 Đĩa phôi Ngày thứ 2 0,60 ± 0,02 0,44 ± 0,02 Phôi nauplius Ngày 3 - 4 0,61 ± 0,05 0,45 ± 0,04 Đầu hậu nauplius Ngày thứ 6 0,63 ± 0,02 0,47 ± 0,02 Giữa hậu nauplius Ngày thứ 7 0,66 ± 0,03 0,48 ± 0,01 Cuối hậu nauplius Ngày thứ 9 0,72 ± 0,02 0,49 ± 0,01 Sắp nở Ngày thứ 11 0,81 ± 0,02 0,53 ± 0,02 Trứng tôm được ấp trong điều kiện nhiệt độ nước 28-31oC, độ mặn 32-34 ppt, DO 3,54-3,98 ppm, sục khí liên tục. Như vậy, thời gian phát triển phôi tôm bác sĩ chỉ diễn ra trong 11 ngày (Bảng 1). So với thời gian phát triển phôi ở các loài tôm càng nước ngọt Macrobrachium olfersi (14 ngày), M. potiuna (21 ngày), Palaemon pandaliformis (12 ngày) và Palaemonetes argentines (13 ngày) thì thời gian phát triển giai đoạn phôi hậu nauplius của tôm bác sĩ ngắn nhất [3]. Kết quả này có thể chịu ảnh hưởng lớn của nhiệt độ và độ mặn môi trường khi tôm bác sĩ phân bố ở vùng biển nhiệt đới khác với các loài tôm càng nước ngọt nêu trên. Bên cạnh đó, kích thước trứng của tôm bác sĩ cuối giai đoạn phôi hậu nauplius đạt 0,49 ± 0,01 mm cho trục ngắn và 0,72 ± 0,02 mm cho trục dài, chỉ lớn hơn Macrobrachium olfersi (tương ứng 0,46 ± 0,04 mm và 0,67 ± 0,05 mm) và nhỏ hơn cả 3 loài tôm càng nước ngọt còn lại nêu trên. Riêng ở M. potiuna, kích thước này lần lượt là 1,51± 0,09 mm và 1,95 ± 0,10 theo thứ tự. Hình 9. Kích thước trứng thu từ một tôm mẹ ở các ngày ấp khác nhau Hình 10. Kích thước trứng tổng hợp từ nhiều tôm mẹ ở các ngày ấp khác nhau 30 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 4/2017 Số liệu trình bày trong Hình 9 và Hình 10 thể hiện khuynh hướng tăng dần về kích thước trứng theo ngày ấp. Bên cạnh đó, phôi ở các giai đoạn thu trên cùng một tôm mẹ có kích thước đồng đều trong khi phôi thu ở các tôm mẹ khác nhau biến thiên lớn về cả chiều dài trục dài và trục ngắn. Điều này cho thấy, kích thước trứng tôm bác sĩ phụ thuộc nhiều vào tôm mẹ mang trứng. IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận Quá trình phát triển phôi tôm bác sĩ diễn ra trong khoảng 11 ngày ở nhiệt độ nước 28-310C, trải qua 8 giai đoạn chính như được phân chia ở tôm càng nước ngọt Palaemonidae; gồm giai đoạn (1) trứng mới đẻ, (2) trứng phân cắt, (3) đĩa phôi, (4) phôi nauplius, (5) đầu giai đoạn hậu nauplius, (6) giữa giai đoạn hậu nauplius, (7) cuối giai đoạn hậu nauplius, (8) phôi sắp nở. 2. Kiến nghị Mối liên hệ giữa thời gian phát triển phôi ấu trùng tôm bác sĩ với các yếu tố môi trường nước, đặc biệt là nhiệt độ, cần được làm rõ trong các nghiên cứu sâu hơn. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Anh 1. Calado, R., et al., Effect of different diets on larval production, quality and fatty acid profi le of the marine or- namental shrimp Lysmata amboinensis (de Man 1888) using wild larvae as a standard. Aquaculture Nutrition, 2009. 15: p. 484-491. 2. Curt Fiedle, G., Functional, Simultaneous Hermaphroditism in Female-Phase Lysmata amboinensis (Decapoda: Caridea: Hippolytidae). Pacifi c Science, 1998. 52(2): p. 161-169. 3. Muller, Y., D. Ammar, and E. Nazari, Embryonic development of four species of palaemoid prawns (Crustacea, Decapoda): pre-naupliar, naupliar and post-naupliar periods. Revista Brasileira de Zoologia, 2004. 21(1): p. 27-32. 4. Tziouveli, K., Studies on aspects of Reproductive biology - Broodstock conditioning and Larval rearing of the ornamental cleaner shrimp Lysmata amboinensis. AIMS@JCU NEWS, 2006. 2(4): p. 4-4. 5. Tziouveli, V., M. Hall, and G. Smith, The Effect of Maturation Diets on the Reproductive Output of the White- striped Cleaner Shrimp Lysmata amboinensis. Journal Of The World Aquaculture Society, 2011. 42(1): p. 56-65. 6. Tziouveli, V. and G. Smith, Sexual maturity and environmental sex determination in the white-striped cleaner shrimp Lysmata amboinensis. Invertebrate Reproduction and Development, 2009. 53(3): p. 155-163.