Ảnh hưởng của ánh sáng đèn led (Light emitting diode) đến hormone IGF-I mRNA (Insulin-like growth factor messenger RNA) và sinh sản ở cá chép (Cyprinus carpio)
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
ẢNH HƯỞNG CỦA ÁNH SÁNG ĐÈN LED (LIGHT EMITTING DIODE)
ĐẾN HORMONE IGF-I mRNA (INSULIN-LIKE GROWTH FACTOR
MESSENGER RNA) VÀ SINH SẢN Ở CÁ CHÉP (Cyprinus carpio)
Nguyễn Thị Đang1* và Katsuhisa Uchida2
TÓM TẮT
Hiện nay công cụ Light Emitting Diode (LED) đang được ứng dụng rꢀng rãi trong nuôi trồng thủy
sản và đã chứng minh mang lại hiệu quả cao trong tăng năng suất vật nuôi. Trong nghiên cứu này,
chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của đèn LED với các bước sóng là trắng, xanh da trời, xanh lá và
đỏ đến nồng đꢀ hormone IGF-I mRNA (Insulin-like Growth Factor messenger RNA) và sinh sản
của cá chép. Cá chép có khối lượng trung bình 92 ± 4,3 g được nuôi trong bể kính trong phòng thí
nghiệm, bể được che tối kín bằng hꢀp giấy màu đen có nắp đậy. Cá được nuôi với mật đꢀ 8 con/bể
trong thời gian 10 tuần, cho ăn bằng thức ăn viên công nghiệp 34% đạm, khẩu phần ăn là 2%/trọng
lượng thân, cho ăn 2 lần/ ngày vào lúc 9:00 và 17:00. Cá chép được nuôi dưới ánh sáng đèn LED ở
các bước sóng 446 nm (trắng), 468 nm (xanh da trời), 537 nm (xanh lá) và 630 nm (đỏ) với mật đꢀ
chiếu sáng là 5,0 µm/s/m2.Khoảng cách ánh sáng đến bề mặt nước là 50 cm. Thời gian chiếu sáng là
12 giờ/ngày (07 giờ mở đèn và 19 giờ tắt đèn). Kết quả nghiên cứu cho thấy, nồng đꢀ IGF-I mRNA
(insulin-like growth factor messenger RNA) cao hơn ở ánh sáng màu xanh da trời và trắng so với
màu đỏ. Chỉ số tuyến sinh dục (GSI) của cá chép cái nuôi dưới ánh sáng màu xanh da trời tăng cao
có ý nghĩa so với ánh sáng trắng, xanh lá và đỏ. Hình ảnh mô học cũng chỉ ra tỷ lệ phát triển noãn
bào ở tế bào trứng cao nhất dưới ánh sáng màu xanh da trời và có tỷ lệ thấp dưới ánh sáng trắng,
xanh lá và đỏ. Cá chép cái phơi dưới ánh sáng màu xanh da trời có nồng đꢀ estradiol -17β trong
máu cao hơn có ý nghĩa khi so sánh với các ánh sáng trắng, xanh lá và đỏ. Kết quả nghiên cứu cho
thấy rằng ánh sáng LED màu xanh da trời kích thích phát triển của tuyến sinh dục và cải thiện chất
lượng trứng ở cá chép (Cyprinus carpio).
Từ khóa: Light emitting diode (LED), Cyprinus carpio, cá chꢀp.
I. GIỚI THIỆU
Cá chép (Cyprinus carpio) sống trong môi
năm 2016) (Karnai và Naukowe, 2018). Trung
Quốc là quốc gia đứng đầu thế giới về sản lượng
nuôi cá chép, trong đó Việt Nam cũng là mꢀt
trong 10 nước có sản lượng cao nuôi cá chép đạt
khoảng 400.000 tấn năm 2015 (Weimin, 2017).
Cá chép là loài cá nước ngọt tương đối quan
trọng và nuôi phổ biến ở Việt Nam vì lý do nuôi
cá chép không cần đầu tư nhiều vốn, dễ nuôi
trường nước ngọt, là loài nꢀi địa và có từ lâu
đời. Cá thường thích sống theo bầy đàn tập trung
những nơi nước cạn như sông, suối và nơi nhiều
rau cỏ rậm rạp. Cá có thể chịu đựng trong điều
kiện hàm lượng oxy thấp, nhiệt đꢀ thích hợp
cho cá tăng trưởng tốt từ 23-300C và khoảng pH
tối ưu của cá từ 7,5-8,0 (Heydarnejad, 2012). trong quy mô nhỏ, đặc biệt những nơi phong phú
Sản lượng cá chép trên thế giới chủ yếu từ nuôi các loại phụ phẩm về nông nghiệp như vùng núi
trồng chiếm (97,3%) đạt 3,4% (4,4 triệu tấn cao. Hơn nữa, thịt cá chép thơm ngon cung cấp
1 Viện Nghiện cứu Nuôi trồng Thủy sản II
2 Trường đại học Miyazaki, Nhật Bản
*Email: [email protected]
13
TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu thí nghiệm
nguồn đạm cao cho con người. Nghiên cứu chỉ
ra ánh sáng là yếu tố môi trường quan trọng bao
gồm chất lượng, mật đꢀ cũng như thời gian chiếu
sáng tất cả đều có ảnh hưởng mạnh đến chức
năng sinh lý như tăng trưởng và phát triển tuyến
sinh dục của cá (Boeuf, 1999; Björnsson, 1997;
Imsland và ctv., 2007; Tucker và ctv., 2006).
Cá có khả năng phát hiện mật đꢀ và phổ ánh
sáng thông qua mắt, da và não (Bayarri và ctv.,
2002; Vera và ctv., 2010). Ở cá xương, ánh sáng
có ảnh hưởng đến tuyến yên tại đây kích thích
sản xuất follicle stimulating hormone (FSH) và
luteinizing hormone (LH) có ảnh hưởng tuyến
sinh dục phát triển (Davie và ctv., 2007). Ngày
nay, công cụ đèn LEDs được áp dụng cho nhiều
lĩnh vực cây trồng, đꢀng vật và thủy sản. Trong
nuôi trồng thủy sản mꢀt bước sóng ánh sáng rõ
ràng sẽ ảnh hưởng đến tăng trưởng, miễn dịch
và sinh sản của cá trong môi trường thí nghiệm
và vùng nuôi (Shin và ctv., 2013; Takahashi và
ctv., 2016; Zheng và ctv., 2016). Hơn nữa, đèn
LEDs còn có nhiều lợi thế để sử dụng trong trang
trại nuôi thủy sản như là giá thấp, đꢀ nóng vừa
phải và đꢀ bền cao (Migaud và ctv., 2007). Mꢀt
vài nghiên cứu chỉ ra kết quả thú vị khi sử dụng
đèn LED trong nuôi trồng thủy sản như đạt tăng
trưởng cao ở cá chẽm khi nuôi dưới ánh sáng
màu xanh da trời có bước sóng 435-500 nm
(Villamizar và ctv., 2009a). Trên cá bơn, cá rô phi
và cá chép koi giảm stress, cải thiện miễn dịch
và tốc đꢀ tăng trưởng dưới ánh sáng LED màu
xanh lá (Bairwa và ctv., 2017b; Shin và ctv.,
2011; Volpato và ctv., 2011). Nghiên cứu cũng
cho thấy ánh sáng LED màu xanh lá cải thiện
sự phát triển tuyến sinh dục trên cá chép koi và
cá ba đuôi (gold fish) (Bairwa và ctv., 2017b;
Choi và ctv., 2015; Shin và ctv., 2013). Nghiên
cứu của chúng tôi được thực hiện để đánh giá
ảnh hưởng của bước sóng ánh sáng khác nhau
đèn LEDs với màu xanh da trời, màu xanh lá,
màu đỏ và màu trắng đến tốc đꢀ tăng trưởng và
sinh sản ở cá chép (Cyprinus carpio).
Cá chép (Cyprinus carpio) được cung cấp
từ Trung tâm giống, trường đại học Miyazaki,
Nhật Bản. Cá chép giống có khối lượng trung
bình ban đầu là 92 ± 4,3 g và chiều dài là 19
±0,6 cm. Cá được nuôi dưỡng trong bể xi măng
ngoài trời cho ổn định sức khỏe trước khi thực
hiện thí nghiệm.
Nguồn nước
Cá được nuôi bằng nguồn nước máy sử
dụng cho sinh hoạt. Nước được sục khí 1 ngày
trước khi cấp vào bể nuôi cá để hạn chế khí đꢀc.
2.2. Thiết kế thí nghiệm
Cá được nuôi thuần dưỡng 10 ngày cho
quen môi trường trước khi bắt đầu thí nghiệm.
Bể kính được đặt trong thùng xốp màu đen để
hạn chế ảnh hưởng của ánh sáng bên ngoài. Thí
nghiệm thực hiện trong thời gian 10 tuần trong
bể kính có dung tích 60 lít có gắn hệ thống lọc
nước xả tràn. Mật đꢀ thả nuôi là 8 con/ bể, cá
được cho ăn 2 lần trong ngày (sáng 9:00, chiều
17:00) bằng thức ăn viên công nghiệp đꢀ đạm
34% với khẩu phần thức ăn là 2 % trọng lượng
thân. Nhóm cá thí nghiệm được thiết kế gắn đèn
LED với màu sắc và bước sóng khác nhau như
màu xanh lá (468 nm), màu xanh da trời (537
nm), màu đỏ (630 nm) và màu trắng (446 nm).
Đèn LED được lắp đặt với khoảng cách 50 cm
đến mặt nước và mật đꢀ ánh sáng được đo bằng
máy đo cầm tay Sekonic spectromaster model
C-7000. Chu kꢁ chiếu sáng của thí nghiệm là
12 giờ sáng và 12 giờ tối (đèn được mở lúc 7
giờ sáng và tắt lúc 19 giờ). Yếu tố môi trường
được theo dõi trong suốt thời gian thí nghiệm,
nhiệt đꢀ đo hàng ngày, pH và oxy đo hàng tuần.
Nước được thay 50% mỗi ngày trong 10 tuần
thí nghiệm.
Phương pháp thu mẫu và phân tích
Mẫu được thu tại thời điểm bắt đầu và kết
thúc thí nghiệm, trước khi thu mẫu cá được
14
TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
gây mê trong dung dịch 2-phenoxyethanol (0,5
Giai đoạn 5 (GĐ5): tế bào tích tụ các noãn
ml/L, Sigma, St. Louis, MO). Cá được cân khối hoàng và các túi noãn hoàng ở ngoại vi của tế
lượng, đo chiều dài, sau đó mổ cá cho thu buồng bào chất.
trứng ở cá cái.
Để xác định mật đꢀ phát triển khác nhau
Chỉ số Gonadosomatic index (GSI) = [trọng của buồng trứng, 6 tiêu bản mô học được chọn
lượng buồng trứng (g)]/[trọng lượng cá (g)] x ngẫu nhiên từ buồng trứng cho mỗi cá cái và 10
100
hình ảnh được chụp từ kính hiển vi quang học
Nồng đꢀ hormone IGF-I (insulin-like cho mỗi tiêu bản.
growth factor-I) được xác định bằng phương
Thu mẫu máu cá: Mẫu máu cá được lấy
pháp real time PCR. Phản ứng được tiến hành từ tĩnh mạch đuôi sử dụng xi lanh 2,5ml. Máu
với tổng dung dịch là 10µl trong đó chứa đựng được ly tâm ở nhiệt đꢀ 4οC, 12000 rpm trong
2,5 ng of cDNA với 0,5µl cho mỗi 2µM cặp mồi thời gian 10 phút thu huyết tương trên bề mặt
xuôi và mồi nghịch với nhiệt đꢀ từ 60οC đến và được bảo quản trong tủ đông âm 20οC đến
95οC.
khi phân tích. Tiếp theo hỗn hợp gồm100μl mẫu
Kỹ thuật cắt mô buồng trứng: Buồng trứng này và 500μl ethylene ether (tỷ lệ là 1:5). Dung
được cố định trong 10% formaldehyde. Mẫu dịch được lắc mạnh trong 5 phút, sau đó ủ tại
mô được làm khô bằng cồn có nồng đꢀ từ 70 nhiệt đꢀ phòng cho 1 phút và đặt trên khối đá
đến 100%. Xylene được sử dụng cho làm sạch khô trong 1 giờ trước khi thu phần dịch nổi trên
mô. Sau đó mô được nhúng trong paraffin 64οC. bề mặt.
Tiêu bản cắt 5 µm sau đó đem nhuꢀm bằng
Nồng đꢀ hormone estradiol-17β được xác
haematoxyline, eosin và được kiểm tra bằng định bằng phương pháp ELISA theo hướng dẫn
kính hiển vi quang phổ với đꢀ phóng đại x10 của nhà sản xuất, công ty Cayman (Ann Arbor,
(Nikon, Japan).
MI, USA).
Noãn bào được quan sát các giai đoạn phát III. KẾT QUẢ
triển theo tác giả (Wallace và Selman, 1981),
gồm 5 giai đoạn.
3.1. Biểu hiện của gene IGF-I mRNA
Mức đꢀ biểu hiện của IGF-I mRNA của cá
Giai đoạn 1 (GĐ1): noãn bào có nhân lớn chép nuôi dưới ánh sáng đèn LED trong thời gian
và hình cầu không đều. 10 tuần được trình bày ở Hình 1. Cá chép được
Giai đoạn 2 (GĐ 2): xuất hiện túi noãn nuôi dưới mật đꢀ chiếu sáng là 5,0 µm/s/m2. Kết
hoàng chiếm hai hoặc ba phần trong ngoại vi tế quả chỉ ra, nồng đꢀ của IGF-I mRNA của cá dưới
bào chất.
các phổ ánh sáng LED màu xanh da trời và trắng
Giai đoạn 3 (GĐ3): noãn bào chứa đầy túi được cho thấy cao hơn so với nghiệm thức màu
noãn hoàng. Xuất hiện các lớp nang và tế bào đỏ, mức đꢀ khác nhau này có ý nghĩa thống kê (P
khác nhau.
< 0,05). Các nghiệm thức còn lại không có sự sai
Giai đoạn 4 (GĐ4): xuất hiện các noãn khác có ý nghĩa thống kê.
hoàng ở trung tâm của noãn bào
15
TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
IGF-1 mRNA
6
*
5
4
3
2
1
0
*
Xanh lá
Trắng
Đỏ
Xanh da trời
Hình 1: IGF-I-mRNA của cá chép nuôi dưới các phổ ánh sáng đèn LED khác nhau trong thời gian
10 tuần, trung bình ± SE (n=8). *: Khác nhau có ý nghĩa thống kê (P<0,05).
3.2. Phát triển tuyến sinh dục ở cá chép cái
được trình bày ở Hình 2. Kết quả cho thấy, cá
cái được nuôi dưới ánh sáng màu xanh da trời
có GSI cao hơn và có ý nghĩa thống kê (P<
0,05) so với các ánh sáng còn lại là xanh lá, đỏ
và trắng.
3.2.1. Chỉ số GSI (Gonadal-somatic index)
của cá chép cái
Chỉ số GSI (Gonadal-somatic index) của cá
chép cái sau thời gian 10 tuần của thí nghiệm
12
*
10
8
6
4
2
0
Xanh lá
Ban đầu
Xanh da trời
Đỏ
Trắng
Hình 2: GSI của cá chép nuôi dưới các phổ ánh sáng đèn LED khác nhau trong thời gian 10 tuần,
trung bình ± SE (n=4). *: Khác nhau có ý nghĩa thống kê (P<0,05).
16
TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
3.2.2. Hình ảnh mô học buồng trứng của
cá chép cái
thấy, nhóm cá dưới ánh sáng màu xanh da trời
xuất hiện số đông noãn hoàng phát triển ở trung
tâm của noãn bào (GĐ4) so với các nhóm cá
còn lại (chủ yếu phát triển ở giai GĐ3, GĐ2 hay
GĐ1).
Kết quả theo dõi tiêu bản mô học các giai
đoạn phát triển noãn bào của buồng trứng ở cá
cái được thể hiện trong Hình 3. Quan sát cho
a
b
GĐ4
GĐ3
c
d
GĐ2
GĐ1
Hình 3: Hình ảnh mô học của tế bào trứng cá chép nuôi dưới điều kiện ánh sáng đèn LED
trong thời gian 10 tuần; a: màu xanh lá; b: xanh da trời; c: đỏ và d: trắng (n=30). GĐ1: noãn
bào có nhân lớn và hình cầu không đều; GĐ2: xuất hiện túi noãn hoàng chiếm hai hoặc ba
phần trong ngoại vi tế bào chất; GĐ3: noãn bào chứa đầy túi noãn hoàng, xuất hiện các lớp
nang và tế bào khác nhau; GĐ4: xuất hiện các noãn hoàng ở trung tâm của noãn bào.
Tỷ lệ phần trăm các giai đoạn phát triển của đạt 23%, cao hơn màu xanh lá (19%), màu đỏ
buồng trứng được thể hiện ở Hình 4. Nhóm cá (6%), màu trắng (10%). Ở thời điểm đầu thí
được nuôi dưới ánh sáng màu xanh da trời sau nghiệm, 100% số cá có buồng trứng phát triển
10 tuần có buồng trứng phát triển ở giai đoạn 4 ở giai đoạn 1.
17
TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Xanh lá
19%
Xanh da trời
23%
Đỏ
6%
7%
5%
82%
Trắng
10%
12%
8%
Ban đầu
0%
GĐ4
GĐ3
GĐ2
GĐ1
8%
11%
0%
11%
14%
0%
58%
56%
70%
100%
Hình 4: Tỷ lệ phần trăm các giai đoạn phát triển của buồng trứng cá chép nuôi dưới điều kiện ánh
sáng đèn LED màu xanh da trời, xanh lá, đỏ và trắng trong thời gian 10 tuần (n=60).
3.3. Sựthayđổinồngđộhormoneestradiol- xanh da trời có hàm lượng estradiol-17β (E2)
17β (E2) trong huyết tương ở cá chép cái
trong huyết tương cao hơn so với các nhóm còn
Kết quả thí nghiệm cho thấy, cá chép cái lại. Sự khác biệt này là có ý nghĩa về mặt thống
nuôi dưới điều kiện ánh sáng đèn LED màu kê (P<0,05) và được chỉ ra ở Hình 5.
1600
*
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
Xanh lá
Ban đầu
Xanh da trời
Đỏ
Trắng
Hình 5: Nồng đꢀ estradiol-17β (E2) ở cá chép cái sau 10 tuần nuôi dưới điều kiện ánh sáng đèn
LED màu xanh da trời, xanh lá, đỏ và trắng, trung bình ± SE (n=4). *: Sự khác biệt có ý nghĩa
thống kê (P<0,05).
18
TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
IV. THẢO LUẬN
phát triển ở giai đoạn cao hơn so với ở ánh sáng
Nghiên cứu được thực hiện để khảo sát ảnh màu xanh lá, đỏ và trắng. Nồng đꢀ estradiol-
hưởng của đèn LED với các phổ ánh sáng khác 17β (E2) của cá chép cái trong điều kiện ánh
nhau (trắng, xanh da trời, xanh lá và đỏ) lên tốc sáng màu xanh da trời tăng có ý nghĩa thống
đꢀ tăng trưởng và sinh sản ở cá chép. Sau thời kê (P < 0,05) so với nhóm cá còn lại. Điều này
gian 10 tuần nuôi, kết quả cho thấy nồng đꢀ khẳng định tuyến sinh dục của cá chép cái nuôi
IGF-I trong gan của cá chép ở nghiệm thức ánh ở điều kiện ánh sáng màu xanh da trời phát triển
sáng màu xanh da trời và ánh sáng trắng đều cao tốt hơn so với ở điều kiện ánh sáng xanh lá, đỏ
hơn ánh sáng màu đỏ và có ý nghĩa thống kê (P< và trắng. Estradiol-17β là dạng của hormone
0,05). Các ánh sáng còn lại khác nhau không estrogen có hoạt lực mạnh nhất, chủ yếu được
có ý nghĩa thống kê. Kết quả của nghiên cứu sản xuất từ buồng trứng và có liên quan đến chu
này trùng hợp với kết quả của mꢀt số nghiên kꢁ sinh sản ở giống cái. Kết quả của nghiên cứu
cứu trước là ánh sáng màu xanh da trời làm tăng này phù hợp với kết quả của mꢀt vài nghiên
nồng đꢀ hormone tăng trưởng so với ánh sáng cứu trước là ánh sáng có bước sóng ngắn (màu
màu đỏ. Theo nhận định của (Shin và ctv., 2012) xanh da trời và xanh lá) kích thích sinh sản sự
đèn LED màu xanh da trời và xanh lá làm tăng phát triển tuyến sinh dục ở cá (Bairwa và ctv.,
nồng đꢀ hormone tăng trưởng và melatonin, vì 2017a; Choi và ctv., 2015; Shin và ctv., 2013).
vậy giúp làm tăng tốc đꢀ tăng trưởng của cá hề Tuy nhiên chưa có nhiều thông tin về cơ chế mà
đuôi vàng (Yellowtail clownfish). Mꢀt nghiên ánh sáng có bước sóng ngắn có khả năng kích
cứu tương tự trên ấu trùng cá chẽm châu Âu thích phát triển buồng trứng. Theo nghiên cứu
cũng cho thấy nồng đꢀ hormone IGF-I cao hơn của (Shin và ctv., 2013) ánh sáng có bước sóng
dưới điều kiện ánh sáng màu xanh da trời so ngắn có thể chứa mꢀt sắc tố duy nhất với đꢀ
với ánh sáng đỏ và trắng (Villamizar và ctv., nhạy quang phổ rꢀng, có thể liên quan đến sự
2009). Trong nghiên cứu của chúng tôi kết quả tải nạp chất kích thích thần kinh ngoại sinh ở cá.
bước đầu cho thấy nồng đꢀ hormone IGF-I (loại Hơn nữa ánh sáng có bước sóng ngắn như ánh
hormone có liên quan đến tăng trưởng) của cá sáng LED màu xanh da trời có thể truyền trong
chép phơi dưới ánh sáng LED màu xanh da trời mực nước sâu tạo ra mật đꢀ ánh sáng trong nước
và màu trắng đều cao hơn có ý nghĩa thống kê nhiều hơn, mꢀt nghiên cứu cho thấy mật đꢀ ánh
so với màu đỏ.
sáng là yếu tố ảnh hưởng đến sinh lý của cá
Kết quả tìm hiểu ảnh hưởng của đèn LED (Myrberg và Fuiman, 2002). Ngược lại đối với
đến sinh sản của cá chép. Nghiên cứu đã kiểm ánh sáng LED màu đỏ là loại ánh sáng có bước
tra chỉ số GSI, mẫu mô học và đo nồng đꢀ sóng dài chỉ thâm nhập ở đꢀ sâu thấp hơn nên
hormone estradiol-17β (E2) của cá chép cái. Kết có thể ít ảnh hưởng đến sự phát triển tuyến sinh
quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy, nhóm cá dục của cá. Từ những nhận định trên cho thấy
chép cái nuôi dưới ánh sáng màu xanh da trời có việc nuôi cá chép dưới ánh sáng LED màu xanh
chỉ số GSI cao hơn các nhóm cá còn lại. Nghiên da trời kích thích sự phát triển tuyến sinh dục
cứu trước cho thấy, chỉ số GSI là yếu tố quan của cá chép cái.
trọng để đánh giá phát triển tuyến sinh dục ở V. KẾT LUẬN
cá, chỉ số này cao thể hiện tuyến sinh dục phát
Thí nghiệm cho thấy, cá chép nuôi dưới
triển ở mức tốt (Bairwa và ctv., 2017a). Quan điều kiện ánh sáng có bước sóng ngắn đèn LED
sát mô học buồng trứng của nhóm cá chép chỉ màu xanh da trời, xanh lá, đỏ và trắng trong thời
ra dưới ánh sáng màu xanh da trời có noãn bào gian 10 tuần, thời gian chiếu sáng là 12 giờ/
19
TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
ngày với mật đꢀ chiếu sáng là 5,0 µm/s/m2. Kết
quả chỉ ra nồng đꢀ IGF-I mRNA trong gan của
cá chép cao hơn dưới ánh sáng LED màu xanh
da trời và màu trắng so với màu đỏ.
Treasurer, J., & Migaud, H., 2007. Inhibition
of sexual maturation in tank reared haddock
(Melanogrammus aeglefinus) through the use of
constant light photoperiods. Aquaculture, 270(1-
4), 379-389.
Cá chép cái được phơi dưới ánh sáng LED
màu xanh da trời có ảnh hưởng đến sự phát triển
của tuyến sinh dục cụ thể khối lượng tuyến sinh
dục của cá chép cái tăng có ý nghĩa trong thời
gian nuôi (chỉ số GSI tăng cao ở nghiệm thức
màu xanh da trời so với màu xanh lá, đỏ và
trắng). Quan sát mẫu mô học của buồng trứng
thấy rõ tỷ lệ phần trăm noãn bào của tế bào trứng
phát triển cao hơn dưới ánh sáng màu xanh da
trời. Nồng đꢀ hormone estradiol-17β trong máu
của cá cũng cao hơn ở nghiệm thức LED màu
xanh da trời so với các màu còn lại (trắng, xanh
lá và đỏ).
Heydarnejad, M. S., 2012. Survival and growth
of common carp (Cyprinus carpio L.) exposed
to different water pH levels. Turkish Journal of
Veterinary and Animal Sciences, 36(3), 245-249.
Imsland, A., Foss, A., Koedijk, R., Folkvord, A.,
Stefansson, S., & Jonassen, T. (2007). Persistent
growth effects of temperature and photoperiod
in Atlantic cod Gadus morhua. Journal of Fish
Biology, 71(5), 1371-1382.
Karnai, L.,
&
naukowe StowaRzySzenia
ekonomiStów, I. S. R., 2018. Outlooks and
perspectives of the common carp production.
Roczniki Naukowe SERiA, 20(1).
Migaud, H., Cowan, M., Taylor, J., & Ferguson, H.
W., 2007. The effect of spectral composition and
light intensity on melatonin, stress and retinal
damage in post-smolt Atlantic salmon, Salmo
salar. Aquaculture, 270(1-4), 390-404.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Myrberg, A., & Fuiman, L. A., 2002. The sensory
world of coral reef fishes. Coral reef fishes:
dynamics and diversity in a complex ecosystem.
Academic, San Diego, 123-148.
Navarro, R. D., de Sousa, S. C., Bizarro, Y. W. S.,
da Silva, R. F., & Navarro, F. K. S. P., 2015.
Effects of photoperiod on somatic growth and
gonadal development in male nile tilapia. Acta
Scientiarum. Technology, 37(4), 381-385.
Bairwa, M. K., Saharan, N., Rawat, K. D., Tiwari,
V. K., & Prasad, K. P., 2017a. Effect of LED
light spectra on reproductive performance of Koi
carp (Cyprinus carpio). Indian Journal of Animal
Research, 51(6), 1012-1018.
Bairwa, M. K., Saharan, N., Rawat, K. D., Tiwari, V.
K., & Prasad, K. P., 2017b. Effect of Light Spectra
on Growth Performance and Immune Response
of Koi Carp, Cyprinus carpio (Linnaeus, 1758).
Fishery Technology, 54(2), 100-106.
Bayarri, M., Madrid, J., & Sánchez‐Vázquez, F.,
2002. Influence of light intensity, spectrum
and orientation on sea bass plasma and ocular
melatonin. Journal of pineal research, 32(1), 34-
40.
Björnsson, B. T., 1997. The biology of salmon
growth hormone: from daylight to dominance.
Fish physiology and biochemistry, 17(1-6), 9-24.
Boeuf, G., & Le Bail, P.-Y., 1999. Does light have an
influence on fish growth? Aquaculture, 177(1-4),
129-152.
Ruchin, A., 2002. Growth and feeding intensity
of young carp Cyprinus carpio under different
constant
and
variable
monochromatic
illuminations. J Ichthyol, 42, 191-199.
Shin, H. S., Kim, N. N., Choi, Y. J., Habibi, H. R.,
Kim, J. W., & Choi, C. Y., 2013. Light-emitting
diode spectral sensitivity relationship with
reproductive parameters and ovarian maturation
in yellowtail damselfish, Chrysiptera parasema.
Journal of Photochemistry and Photobiology B:
Biology, 127, 108-113.
Shin, H. S., Lee, J., & Choi, C. Y., 2011. Effects
of LED light spectra on oxidative stress and
the protective role of melatonin in relation to
the daily rhythm of the yellowtail clownfish,
Amphiprion clarkii. Comparative Biochemistry
and Physiology Part A: Molecular & Integrative
Physiology, 160(2), 221-228.
Choi, C.Y., Shin, H. S., Kim, N. N.,Yang, S.-G., Kim,
B.-S., & Yu, Y. M., 2015. Time-related effects
of various LED light spectra on reproductive
hormones in the brain of the goldfish Carassius
auratus. Biological rhythm research, 46(5), 671-
682.
Shin, H. S., Lee, J., & Choi, C. Y., 2012. Effects of
Davie, A., de Quero, C. M., Bromage, N.,
20
TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
LED light spectra on the growth of the yellowtail
(Dicentrarchuslabrax) larvae. Aquaculture,
clownfish Amphiprion clarkii. Fisheries science,
78(3), 549-556.
292(1-2), 80-86.
Villamizar, N., García-Alcazar, A., & Sánchez-
Vázquez, F. J., 2009. Effect of light spectrum
and photoperiod on the growth. Dña. Natalia
Villamizar Villamizar, 292, 67.
Volpato, G. L., & Barreto, R., 2001. Environmental
blue light prevents stress in the fish Nile tilapia.
Brazilian Journal of Medical and Biological
Research, 34(8), 1041-1045.
Takahashi, A., Kasagi, S., Murakami, N., Furufuji,
S., Kikuchi, S., Mizusawa, K., & Andoh, T.,
2016. Chronic effects of light irradiated from
LED on the growth performance and endocrine
properties of barfin flounder Verasper moseri.
General and comparative endocrinology, 232,
101-108.
Tucker, B. J., Booth, M. A., Allan, G. L., Booth, D.,
& Fielder, D. S., 2006. Effects of photoperiod
and feeding frequency on performance of newly
weaned Australian snapper Pagrus auratus.
Aquaculture, 258(1-4), 514-520.
Vera, L., Davie, A., Taylor, J., & Migaud, H.,
2010. Differential light intensity and spectral
sensitivities of Atlantic salmon, European sea
bass and Atlantic cod pineal glands ex vivo.
General and comparative endocrinology, 165(1),
25-33.
Wallace, R. A., & Selman, K., 1981. Cellular and
dynamic aspects of oocyte growth in teleosts.
American Zoologist, 21(2), 325-343.
Weimin, M., 2017. Aquaculture production and
trade trends: carp, tilapia and shrimp. Paper
presented at the FMM/RAS/298: Strengthening
Capacities, Policies and NationalAction Plans on
Prudent and Responsible Use of Antimicrobials
in Fisheries Final Workshop in Cooperation with
AVA Singapore and INFOFISH.
Zheng, J.-L., Yuan, S.-S., Li, W.-Y., & Wu, C.-W.,
2016. Positive and negative innate immune
responses in zebrafish under light emitting
diodes conditions. Fish & shellfish immunology,
56, 382-387.
Villamizar, N., García-Alcazar, A., & Sánchez-
Vázquez, F., 2009. Effect of light spectrum
and photoperiod on the growth, development
and survival of European sea bass
21
TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
EFFECT OF LIGHT EMITING DIODE (LED) WAVELENGTH ON
HORMONE IGF-I mRNA (INSULIN-LIKE GROWTH FACTOR
MESSENGER RNA) AND REPRODUCTION IN
COMMON CARP (Cyprinus carpio)
Nguyen Thi Dang1* and Katsuhisa Uchida2
ABSTRACT
Light Emitting Diode (LED) light sources are being used to improve the efficiency of aquaculture
production. In this study, we investigated effects of various LED wavelength (white, blue, green
and red) on concentration of IGF-I mRNA hormone and reproduction of common carp (Cyprinus
carpio) with average individual weight of 92 ± 4.3g. Fishes were reared in flow-through water tanks,
covered by black box in the laboratory for 10 weeks and stocked at a density of 8 fish per tank. The
fish were fed with a commercial feed diet (containing 34.0% crude protein) and twice daily (09:00
h and 17:00 h) with 2 % of body weight per day. The experimental groups were exposed to white
(446 nm), blue (peak at 468 nm), green (537 nm) and red (630 nm) light. The LED lights were
positioned 50 cm above the water surface and the irradiance at the water surface was maintained
at approximately 5.0 µm/s/m2. The photoperiod was a 12h light-dark cycle, with 7:00 light-on
and 19:00 light-off. The results showed that hepatic IGF-I mRNA hormone levels under the blue
and white light were significantly greater than that under red light condition. Moreover, gonado-
somatic index (GSI) of female was significantly higher in the blue LED treated group than that in
other experimental groups. Histological observation of ovary tissue indicated that the proportion
of early vitellogenic stage oocyte was highest in the blue treated group while the percentage of
pre-vitellogenic stage oocyte was still high in the white and red LED treated groups. Estradiol
-17β concentration in female blood also was significantly higher under the blue LED condition
compared to those in the others groups. These results suggest that the blue light promotes gonadal
development and the improvement of egg quality in common carp.
Keywords: Light Emitting Diode (LED), Cyprinus carpio, common carp
Người phản biện: TS. Nguyễn Thị Ngọc Tĩnh
Ngày nhận bài: 04/7/2020
Người phản biện: PGS. TS. Đỗ Thị Thanh Hương
Ngày nhận bài: 04/7/2019
Ngày thông qua phản biện: 28/7/2020
Ngày duyệt đăng: 25/8/2020
Ngày thông qua phản biện: 25/7/2020
Ngày duyệt đăng: 25/8/2020
1
2
Research Institute for Aquaculture No.2
Phygiology Lab, Miyazaki university, Japan.
*Email: [email protected]
22
TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020
10 trang
15580
Free
Bạn đang xem tài liệu "Ảnh hưởng của ánh sáng đèn led (Light emitting diode) đến hormone IGF-I mRNA (Insulin-like growth factor messenger RNA) và sinh sản ở cá chép (Cyprinus carpio)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- anh_huong_cua_anh_sang_den_led_light_emitting_diode_den_horm.pdf
