nghiÊn cỨu tỔ chỨc hỌc cỦa tinh sÀo cÁ chẼm mÕm …ntu.edu.vn/portals/66/tap chi...

Taïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûn Soá 2/2011

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANG � 19

THOÂNG BAÙO KHOA HOÏC

NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC HỌC CỦA TINH SÀO CÁ CHẼM MÕM NHỌN

Psammoperca waigiensis (Cuvier, 1828)

STUDIES ON TESTES HISTOLOGY OF WAIGIEU SEAPERCH – Psammoperca waigiensis (Cuvier 1828)

Phạm Quốc Hùng, Lê Hoàng Thị Mỹ DungKhoa Nuôi Trồng Thủy Sản - Trường Đại học Nha Trang

TÓM TẮT

Nghiên cứu này được tiến hành trên cá Chẽm Mõm Nhọn (Psammoperca waigiensis) 3+ tuổi trong chu

kỳ sinh sản 12 tháng trong năm. Mẫu tinh sào (126 mẫu) sau khi thu được cố định trong dung dịch Bouin và

cắt lớp (5-7 μm) để làm tiêu bản tổ chức học. Kết quả nghiên cứu cho thấy sự thành thục của tinh sào dường

như xảy ra quanh năm từ tháng 2 đến tháng 10. Quá trình tạo tinh thể hiện khá phức tạp và có nhiều sự chồng

chéo của các giai đoạn. Trong cùng một ống sinh tinh, các tinh bào phát triển khá đồng bộ. Tuy nhiên, khi quan

sát sự phát triển của tinh bào lại thể hiện sự không đồng bộ khá rõ giữa các ống sinh tinh. Điều đó khẳng định

đây là loài cá có sự thành thục liên tục, hay nói cách khác là sinh sản nhiều lần trong năm. Sự phát triển của

tinh sào có thể chia thành 6 giai đoạn phát triển khác nhau.

ABSTRACT

The commonly applied classifi cation scale of fi sh gonad development divides the maturation process

into six stages. However, the scales do not entirely refl ect the continuity of the maturation process. Based on

light microscope observations, this article describes a comprehensive pattern of testicular transformations

during maturation. The study was carried out on Waigieu seaperch - Psammoperca waigiensis aged 3 years.

A total of 126 testes collected during reproductive season of the year were examined. The testes were fi xed in

Bouin’s fl uid. Histological slides of the gonad were made using the standard paraffi n technique. The 5-7 μm

sections were stained with haematoxylin and eosin. Histological changes of testes during maturation indicated

this is a multiple spawner with a long reproductive cycle from Febuary until October in year. In the testis, there

are different stages of male gamete development at the same time indicating an asynchronous species.

I. MỞ ĐẦUỞ cá xương, các nghiên cứu về tổ chức học cũng như sự phát triển của tinh sào vẫn còn ít so

với buồng trứng bởi một vài nguyên nhân. Một trong những nguyên nhân chính có thể là do ở cá

đực dễ đạt đến trạng thái thành thục cũng như việc kích thích cá đực sinh sản trong điều kiện nhân


20 � TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANG

tạo không gặp nhiều khó khăn như ở cá cái (Schulz và CTV 2000). Thời gian phát triển và chín muồi

tế bào sinh dục cũng ngắn hơn. Ở một vài loài cá nhiệt đới, sự thành thục của tinh sào xảy ra sớm

hơn và kéo dài hơn so với noãn sào (Shimose & Tachihara 2006). Một số nghiên cứu trên các loài

cá đẻ nhiều lần trong năm đã cho thấy tổ chức tinh sào phức tạp hơn so với buồng trứng vì sự hiện

diện đồng thời các giai đoạn phát triển của tế bào sinh dục đực và sự chồng chéo giữa các giai đoạn

(Callard và CTV 1989). Trong cùng một ống sinh tinh, các tinh bào phát triển khá đồng bộ. Tuy nhiên,

giữa các ống sinh tinh tinh bào lại thể hiện sự không đồng bộ khá rõ (Schulz và CTV 2005).

Nắm được quy luật phát triển của tinh sào và những thay đổi về tổ chức học trong chu kỳ sinh

sản là rất cần thiết và là yếu tố cho biết hoặc có thể dự báo trạng thái thành thục của cá đực, phục

vụ cho công tác quản lý đàn cá bố mẹ. Cá Chẽm Mõm Nhọn (Psammoperca waigiensis) là loài cá

biển nhiệt đới, đẻ nhiều lần trong năm, giống như một số loài cá biển khác đang được nuôi phổ biến

ở nước ta như cá Mú (Epinephelus spp), cá Giò (Rachycentron canadum), cá Hồng (Lutjanus eryth-

ropterus), cá Đù Mỹ (Scyaenops ocellatus) và cá Chẽm (Lates calcarifer). Các nghiên cứu về quá

trình phát triển, thành thục, chín muồi và phóng thích tế bào sinh dục đực trong chu kỳ sinh sản của

các loài cá này là khá phức tạp và chưa được nghiên cứu đầy đủ. Vì vậy mục tiêu của nghiên cứu là

mô tả chi tiết các giai đoạn phát triển của tinh sào cũng như tổ chức học ở từng giai đoạn phát triển,

làm căn cứ hướng dẫn phân biệt các giai đoạn phát triển của tinh sào cá biển nhiệt đới nói chung

và cá Chẽm Mõm Nhọn nói riêng.

II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

1. Đàn cá thí nghiệm

Đàn cá bố mẹ tuổi 3+, có chiều dài toàn thân dao động 22 - 28cm và khối lượng 120 - 320g/con,

được nuôi trong giai, đặt trong ao đất, tại khu vực Đồng Bò, Nha Trang. Nhiệt độ nước trong ao nuôi

dao động 28 - 32oC; độ mặn: 26 - 34‰; pH: 7,8 - 8,6 và oxy hòa tan (DO): 3,5 - 4,6 mg/l. Mật độ nuôi

bình quân 3 kg/m 3 (20 con/m 3) với tỷ lệ đực cái ước tính 1:1. Cá bố mẹ được cho ăn “cá tạp” (cá nục

hoặc cá cơm) hàng ngày với khẩu phần bằng 3 - 5% khối lượng thân. Hàng tháng, khoảng 10 cá đực

được bắt ngẫu nhiên để thu mẫu tinh sào và được cố định ngay trong dung dịch Bouin

2. Phương pháp làm tiêu bản tổ chức học tinh sào

Tinh sào được đưa ra khỏi dung dịch cố định, rửa và rút nước bằng cách ngâm trong cồn tuyệt

đối khoảng 4 - 8 giờ, tiếp theo, ngâm trong methyl salicylate 12 - 24 giờ. Sau cùng, mẫu được thấm

trong parafi n nóng chảy ở 65oC trong thời gian ít nhất 6 giờ. Sử dụng máy đổ parafi n đã nóng chảy

vào khuôn đã chứa mẫu, để trên dàn lạnh khoảng 30 phút cho mẫu parafi n (Auxilab, Tây Ban Nha)

đông cứng lại. Dùng dao gọt khối parafi n chứa mẫu thành hình thang hoặc hình chữ nhật để dễ cắt

lớp. Gắn khối parafi n lên đế gỗ và dán nhãn. Gắn đế gỗ có mẫu vào máy microtom (Microtec CUT



4060, Đức), cắt lát có độ dày 5 - 7 mm. Đưa lát cắt vào nước ấm (40-45oC) khoảng 1 - 2 phút để lát

cắt giãn ra. Dùng lam sạch lấy lát cắt ra khỏi nước và sấy trên máy sấy ở nhiệt độ 45 - 60oC trong

1 - 4 giờ. Sau khi được sấy khô, tiếp theo, mẫu được khử parafi n bằng cách ngâm trong dung

dịch xilen và làm trương nước bằng cách nhúng trong dung dịch ethanol ở các nồng độ khác nhau

khoảng 2-3 phút. Cuối cùng mẫu được nhuộm trong dung dịch Hematoxylin-Mayer (4-6 phút) và Eo-

sin (2 phút). Để làm trong mẫu, thuận tiện cho việc quan sát, chúng tôi ngâm các tiêu bản đã nhuộm

trong dung dịch xilen (2 - 3 phút), để khô và đậy lamen bằng keo dán Baume (Canada). Ghi nhãn

trên lamen là khâu cuối cùng của quy trình.

3. Phương pháp xác định các giai đoạn phát triển tinh sào

Tiêu bản tổ chức học được đọc trên kính hiển vi Zeiss Axioskop 2-Plus light (Zeiss Inc., Vienna,

Austria) và chụp hình bằng máy Nikon Camera Head DS-5M và Nikon Camera Control Unit DS-L1.

Bậc thang phân biệt các giai đoạn phát triển tinh sào trong nghiên cứu này dựa theo tiêu chuẩn của

Nikolski (1963) và Sakun & Butskaya (1968).

III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

1. Sự thay đổi về tổ chức học của tinh sào trong chu kỳ sinh sản

Sự thành thục của tinh sào xảy ra sớm hơn và kéo dài. Quá trình tạo tinh thể hiện khá phức tạp

và có sự trùng lặp giữa các giai đoạn. Trong cùng một ống sinh tinh, các tinh bào phát triển khá đồng

bộ. Tuy nhiên, giữa các ống sinh tinh tinh bào lại thể hiện sự không đồng bộ khá rõ. Điều đó khẳng

định đây là loài cá có sự thành thục liên tục, hay nói cách khác là sinh sản nhiều lần trong năm. Vào

đầu mùa sinh sản (tháng 1) toàn bộ tinh sào cá đực (100%) được xác định là giai đoạn II. Tuy nhiên

sang tháng 2, đã có khoảng 60% tinh sào chuyển sang giai đoạn III. Ở giai đoạn này tinh sào tăng

lên về thể tích. Trên tiêu bản tổ chức học đã đã xuất hiện các ống chứa tinh nhỏ, trong đó có các tinh

bào cấp I, cấp II và một ít tinh tử. Khoảng 40% tinh sào ở tháng 3 vẫn còn đang ở giai đoạn II, giai

đoạn chưa thành thục.

Vào mùa sinh sản (tháng 3-10), hầu hết cá đực đã thành thục, tinh sào thu được bao gồm các

giai đoạn III, IV, V và VI, trong đó giai đoạn IV và V chiếm tỷ lệ khá cao. Tinh sào đạt kích thước tối đa

và có màu trắng sữa. Bụng cá tròn và mềm, nếu vuốt nhẹ hay uốn cong, sẹ trắng chảy ra ngoài. Đây

là giai đoạn thể hiện tình trạng đang sinh sản của cá đực. Trên các tiêu bản tổ chức học luôn tồn tại

nhiều giai đoạn phát triển khác nhau của tinh bào trong các ống sinh tinh, bao gồm các tinh tử, tinh

trùng và những tinh nguyên bào lớn là nguồn dự trữ cho lần sinh sản sau. Giai đoạn VI cũng tồn tại,

nhưng chiếm tỷ lệ thấp vì trên thực tế sau khi cá đực tham gia sinh sản, tinh sào trở lại giai đoạn III.

Đặc trưng của giai đoạn VI là tinh sào co lại có dạng như một dải mỏng và mềm nhão. Ở tháng 12,

tinh sào quay lại giai đoạn II (100%) giống như ở tháng 1. Đây là thời kỳ không sinh sản ở cá đực,

bên trong các túi chứa tinh chỉ còn các mô liên kết và tinh bào giai đoạn II (Hình 1H).



Hình 1: Sự thay đổi về tổ chức học của tinh sào cá Chẽm Mõm Nhọn trong chu kỳ sinh sản

A: tháng 1 - 2; B: tháng 3; C: tháng 4; D: tháng 5 - 6; E: tháng 7; F: tháng 8 - 9; G: tháng 10 - 11 và H: tháng 12. 1, 2 và 3: tinh bào cấp II; 4: tinh trùng; 5: ống dẫn; 6: mạng lưới mô liên kết.



Tổ chức của tinh sào phức tạp hơn so với buồng trứng vì sự hiện diện đồng thời các giai đoạn phát triển của tế bào sinh dục đực (Zutshi và Murthy 2001). Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là không thể xác định được đặc điểm chung của từng giai đoạn phát triển của tinh sào. Trong tinh sào cá đực đều tồn tại các tế bào sinh dục ở cùng một giai đoạn phát triển hay cùng tồn tại nhiều giai đoạn phát triển. Các tế bào sinh dưỡng khác có chức năng hỗ trợ và điều khiển quá trình tạo tinh như tế bào Sertoli cũng tồn tại trong tinh sào (Schulz và CTV 2005). Sự sinh sản ở cá đực ít được nghiên cứu so với cá cái và vì vậy sự thay đổi về hình thái học và tổ chức của tinh sào không được hiểu biết đầy đủ (Ramadan và CTV 1987).

Hình 2: Tinh sào cá Chẽm Mõm Nhọn ở giai đoạn thành thục

2. Các giai đoạn phát triển của tinh sào

Giai đoạn I (Giai đoạn còn non)Về hình thái: Tinh sào là những dải mỏng, trong suốt và khó phân biệt được đực cái bằng mắt

thường. Mạch máu kém phát triển. Tinh sào không màu hoặc hồng nhạt. Giai đoạn I chỉ gặp ở cá đực giai đoạn tiền trưởng thành và chưa tham gia sinh sản lần đầu.

Về tổ chức học: Ở giai đoạn này, tinh bào chưa phát triển. Trong tinh sào chủ yếu là mô liên kết và chỉ có các tinh nguyên bào lớn riêng biệt (Hình 3).

Giai đoạn II (Giai đoạn đầu quá trình tạo tinh)Về hình thái: Tinh sào lớn lên về mặt kích thước so với giai đoạn I do các tinh nguyên bào đang

phân chia. Tinh sào không trong suốt mà trở nên mờ đục. Tinh sào có dạng những dải tròn hay mảnh, thường có màu xám hay hồng nhạt, một số trường hợp tinh sào có màu đỏ vì có nhiều mạch máu phân bố.

Về tổ chức học: Đặc trưng của giai đoạn này là sự có mặt của các tế bào sinh dục ở giai đoạn đầu của quá trình tạo tinh trong trạng thái sinh sôi. Trên các tiêu bản tổ chức mô học, chúng ta có thể nhìn thấy các bào nang có kích thước lớn. Bên trong các bào nang này có các tinh nguyên bào và các tinh nguyên bào đang phân chia. Ngoài ra, trong tinh sào còn có các tế bào hồng cầu và mạch



máu (Hình 4).

Giai đoạn III (Giai đoạn giữa quá trình tạo tinh)Về hình thái: Ở giai đoạn này, tinh sào tăng lên về thể tích. Ở giai đoạn đầu, tinh sào có màu

hồng nhạt sau đó chuyển sang màu vàng - trắng vào cuối giai đoạn này.Về tổ chức học: Đây là giai đoạn mà sự tạo tinh xảy ra mạnh nhất. Trong các ống sinh tinh có

đầy các bào nang chứa đựng các tế bào tinh đang ở những giai đoạn khác nhau của quá trình tạo tinh. Khoảng trống giữa các ống tinh hẹp. Trong các ống sinh tinh bao gồm các bào nang chứa các nguyên tinh bào đang nguyên phân, các bào nang chứa tinh bào cấp I (tinh bào sơ cấp), các bào nang chứa tinh bào cấp II (tinh bào thứ cấp) và các bào nang chứa các tinh tử. Cuối giai đoạn này, trong tinh sào đã xuất hiện một số tinh trùng chín muồi (Hình 5).

Hình 3: Tinh sào giai đoạn I; 1: tinh nguyên bào, EP: mô liên kết

Hình 4: Tinh sào giai đoạn II; 1: tinh nguyên bào, 2: tinh nguyên bào đang phân chia, E: tế bào hồng cầu



Giai đoạn IV (Giai đoạn cuối quá trình tạo tinh)Về hình thái: Đây là giai đoạn kết thúc quá trình tạo tinh. Do có nhiều tinh trùng tức là có nhiều

tế bào rất nhỏ nên tinh sào có màu trắng sữa. Ở cuối giai đoạn này, tinh trùng dễ dàng theo ống dẫn đổ ra ngoài qua lỗ sinh dục nếu ta vuốt nhẹ ở bụng cá. Tinh dịch đặc như sữa, chứ không loãng.

Về tổ chức học: Trên các tiêu bản có thể nhận thấy ở giai đoạn này trong các ống sinh tinh tồn tại hầu hết các loại tế bào sinh dục ở các giai đoạn phát triển khác nhau. Trong đó, nhiều nhất là các tế bào tinh trùng chín muồi đã đi ra khỏi các bào nang và rơi vào xoang của các ống sinh tinh. Các tinh nguyên bào lớn đang phân chia nguyên nhiễm, các tinh bào cấp I (tinh bào sơ cấp), tinh bào cấp II (tinh bào thứ cấp) và các tinh tử nằm trên thành các ống sinh tinh là nguồn dự trữ cho lần sinh sản tiếp theo (Hình 6).

Giai đoạn V (Giai đoạn cá đực đang sinh sản)Về hình thái: Đây là giai đoạn thể hiện tình trạng đang sinh sản của cá đực. Sản phẩm sinh dục

chảy ra ngoài mà không cần mổ cá cũng có thể xác định được. Ở giai đoạn này tinh dịch được tạo ra làm loãng khối tinh trùng và làm cho chúng chảy ra ngoài dễ dàng. Tinh sào màu trắng sữa, bụng mềm, vuốt nhẹ hay uốn cong thân cá thấy có sẹ trắng đục chảy ra.

Về tổ chức học: Tinh sào đang ở tình trạng sinh sản. Bên trong các ống sinh tinh được lấp đầy bởi các tế bào tinh trùng chín muồi. Các tinh tử ở giai đoạn cuối của quá trình tạo tinh cũng được nhìn thấy bên cạnh thành của các ống sinh tinh (Hình 7).

Giai đoạn VI (Giai đoạn ngay sau khi cá đực sinh sản)Về hình thái: Là trạng thái cá đực ngay sau khi sinh sản, tinh sào co lại có dạng như một dải

mỏng và trở nên mềm nhão. Mạch máu mở rộng, tinh sào màu hồng hoặc nâu do xuất huyết. Nếu cắt tinh sào hay vuốt bụng thì có ít nước đục loãng hoặc hơi vàng chảy ra. Rất nhanh sau giai đoạn này, tinh sào trở về giai đoạn III.

Về tổ chức học: Trong tinh sào còn sót lại một số tinh trùng trong các ống sinh tinh và các tinh trùng này sẽ bị thực bào bởi các tế bào Sertoli. Ngoài ra, trong tinh sào cũng xuất hiện các tinh nguyên bào đang phân chia và các tinh bào cấp I và cấp II trên thành các ống sinh tinh, chuẩn bị cho đợt sinh sản tiếp theo. Ngoài ra một số lượng lớn các không bào cũng được tìm thấy trên thành của các ống sinh tinh (Hình 8).

Hình 5: Tinh sào giai đoạn III; 2: tinh nguyên bào đang phân chia, 3: tinh bào cấp 1,4: tinh bào cấp 2, 5: tinh tử, 6: tinh trùng, ST: tế bào Sertoli



Hình 6: Tinh sào giai đoạn IV; 4: tinh bào cấp 2, 5: tinh tử, 6: tinh trùng

Hình 7: Tinh sào giai đoạn V; 4: tinh bào cấp 2, 5: tinh tử, 6: tinh trùng

Hình 8: Tinh sào giai đoạn VI; 1: tinh nguyên bào, 2: tinh nguyên bào đang

phân chia, 6: tinh trùng



Ngay sau khi sinh sản, tinh sào trở về giai đoạn III. Tuy nhiên, đối với tinh bào, quá trình phát triển có thể chia thành 4 giai đoạn đó là (1) giai đoạn sinh sản (các tinh nguyên bào thực hiện phân chia nguyên nhiễm để tạo ra vô số tinh nguyên bào có kích thước nhỏ hơn), (2) giai đoạn sinh trưởng về sinh chất của các tinh nguyên bào để trở thành tinh bào cấp 1 (tinh bào sơ cấp), (3) giai đoạn thành thục: các tinh bào sơ cấp thực hiện giảm nhiễm để trở thành tinh bào cấp 2 (tinh bào thứ cấp) và (4) giai đoạn chín muồi: các tinh bào thứ cấp giảm nhiễm lần 2 để tạo thành tinh tử và biệt hóa thành tinh trùng.

IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận1.1. Cá Chẽm Mõm Nhọn là loài cá đẻ nhiều

lần trong năm với mùa sinh sản kéo dài từ tháng 2 đến tháng 10. Tổ chức học của tinh sào thể hiện tính không đồng bộ với sự hiện diện các tế bào sinh dục ở các giai đoạn phát triển khác nhau.

1.2. Quá trình phát triển của tinh sào cá Chẽm Mõm Nhọn trải qua các giai đoạn đặc trưng và có thể chia thành 6 giai đoạn tương ứng với giai đoạn còn non, giai đoạn đầu của quá trình tạo tinh, giai đoạn giữa của quá trình tạo tinh, giai đoạn kết thúc của quá trình tạo tinh, giai đoạn đang sinh sản và giai đoạn sau khi sinh sản.

2. Kiến nghịCác nghiên cứu về tổ chức học của tinh

sào cá biển ở nước ta vẫn còn hạn chế. Việc sử dụng các bậc thang phân chia các giai đoạn vẫn còn nhiều bất cập vì chúng phụ thuộc vào quan điểm, định nghĩa ở từng giai đoạn của các tác giả khác nhau cũng như tùy theo loài khác nhau. Vì vậy việc thực hiện các nghiên cứu về tổ chức học của tinh sào và sự phát triển của tinh bào trên một số loài cá biển nuôi ở nước ta là cần thiết nhằm xây dựng bậc thang phân chia các giai đoạn phát triển của tinh sào cá đực nói chung một cách thống nhất.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Callard, G., Mak, P., DuBois, W., Cuevas, M. E., 1989. Regulation of spermatogenesis: the shark testis model. J Exp Zool Suppl. 2, 23-34.

2. Nikolski,G.V. 1963. Người dịch Phạm Thị Minh Giang (1973). Sinh thái học cá, NXB Đại Học.3. Ramadan, A., Ezzat, A., Khadre, S., Maguid, N., Aziz, E., 1987. Cytological and cytochemical seasonal

changes in the testis of the marine hermaphrodite fi sh Sparus aurata. Folia Morphol (Praha). 35, 170-8.4. Sakun, O.F., Butskaya, N.A., 1968 Determination of maturity stage and analysis of reproductive cycles in

fi sh (in Russian). Polarnyj Institut Rybalovstva i Okeanografi i, Murmansk, Russia.5. Schulz, R., Bogerd, J., Goos, H., 2000. Spermatogenesis and its endocrine regulation. In: Proceedings

from the Sixth International Symposium on Reproductive Physiology of Fish, Bergen, Norway, July 4-9, 225-232.

6. Schulz, R., Menting, S., Bogerd, J., Franca, L., Vilela, D., Godinho, H., 2005. Sertoli cell proliferation in the adult testis--evidence from two fi sh species belonging to different orders. Biol Reprod. 73, 891-898.

7. Shimose, T., Tachihara, K., 2006. Age, growth, and reproductive biology of the Waigieu seaperch Psammoperca waigiensis (Perciformes: Latidae) around Okinawa Island, Japan. Ichthyol Res 53, 166-171.

8. Zutshi, B., Murthy, S., 2001. Ultrastructural changes in testis of gobiid fi sh Glossogobius giuris (Ham) induced by fenthion. Indian J Exp Biol. 39, 170-3.

nghiÊn cỨu tỔ chỨc hỌc cỦa tinh sÀo cÁ chẼm mÕm …ntu.edu.vn/portals/66/tap chi...

Documents