Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu điều kiện nuôi vi tảo Thalassiosira pseudonana để làm thức ăn cho ấu trùng tôm thẻ chân trắng

• Tác giả: Nguyễn Văn Công
• Người hướng dẫn: PGS. Đỗ Thị Hoa Viên
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Nghiên Cứu Nuôi Vi Tảo Thalassiosira Pseudonana Làm Thức Ăn Cho Ấu Trùng Tôm Thẻ Chân Trắng
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu chung về vi tảo trong nuôi trồng thủy sản
• 1.2. Giá trị dinh dưỡng của vi tảo
• 1.3. Sử dụng vi tảo trong ương nuôi ấu trùng động vật thân mềm
• 1.4. Sử dụng vi tảo trong nuôi luân trùng và artemia
• 1.5. Sử dụng vi tảo trong sản xuất giống cá biển
• 1.6. Vi tảo sử dụng trong trại sản xuất giống tôm biển và tôm thẻ chân trắng
• 1.7. Giới thiệu về Thalassiosira pseudonana
• 1.8. Vị trí phân loại của Thalassiosira pseudonana
• 1.9. Đặc điểm sinh học sinh sản của Thalassiosira pseudonana
• 1.10. Công nghệ nuôi Thalassiosira pseudonana
• 1.11. Công nghệ nuôi Thalassiosira pseudonana trên thế giới
• 1.12. Công nghệ nuôi Thalassiosira pseudonana ở Việt Nam
• 1.13. Ứng dụng Thalassiosira pseudonana trong sản xuất giống tôm thẻ chân trắng
• 1.14. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana
• 1.15. Tình hình nghiên cứu sản xuất giống và nuôi thương phẩm tôm thẻ chân trắng trên thế giới và ở Việt Nam
• 1.15.1. Trên thế giới
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Hóa chất và thiết bị
• 2.3. Các môi trường nuôi cấy
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Phương pháp chụp ảnh hình thái tế bào
• 2.4.2. Phương pháp sinh học phân tử
• 2.4.3. Xác định điều kiện nuôi cấy thích hợp Thalassiosira pseudonana ở quy mô phòng thí nghiệm và pilot
• 2.4.4. Xác định các thông số sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana
• 2.4.5. Phân tích thành phần sinh hóa trong sinh khối của Thalassiosira pseudonana
• 2.4.5.1. Phương pháp phân tích hàm lượng lipít tổng
• 2.4.5.2. Phương pháp phân tích thành phần và hàm lượng các axít béo bão hòa và không bão hòa đa nối đôi
• 2.4.5.3. Phương pháp phân tích thành phần dinh dưỡng và kim loại nặng
• 2.4.6. Nghiên cứu ứng dụng Thalassiosira pseudonana trong sản xuất giống tôm thẻ chân trắng
• 2.4.7. Phương pháp nghiên cứu độc tính cấp, độc tính bán trường diễn và hành vi của động vật thực nghiệm sử dụng sinh khối Thalassiosira pseudonana
• 2.4.8. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của loại thức ăn đến tăng trưởng và tỉ lệ sống của ấu trùng tôm thẻ chân trắng
• 2.4.9. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ tôm nuôi đến tăng trưởng và tỉ lệ sống của ấu trùng tôm thẻ chân trắng
• 2.4.10. Phương pháp thử nghiệm nuôi thương phẩm tôm thẻ chân trắng với nguồn con giống được sản xuất bằng Thalassiosira pseudonana
• 2.4.11. Xử lý số liệu nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đặc điểm sinh học của Thalassiosira pseudonana
• 3.2. Đặc điểm hình thái tế bào của Thalassiosira sp.
• 3.3. Định tên khoa học Thalassiosira sp. bằng kỹ thuật đọc và so sánh trình tự nucleotide của đoạn gen 18S rRNA
• 3.4. Nghiên cứu lưu giữ, khả năng sinh sản và sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana
• 3.4.1. Lưu giữ Thalassiosira pseudonana ở nhiệt độ phòng
• 3.4.2. Đặc điểm sinh học sinh sản của Thalassiosira pseudonana
• 3.4.3. Sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana
• 3.4.4. Điều kiện nuôi sinh khối Thalassiosira pseudonana ở các quy mô khác nhau
• 3.4.4.1. Điều kiện thích hợp để nuôi sinh khối Thalassiosira pseudonana ở quy mô phòng thí nghiệm. Quy mô bình thủy tinh 0,25 L
• 3.4.4.2. Quy mô bình thuỷ tinh 1 L
• 3.4.4.3. Quy mô bình thủy tinh 2 L
• 3.4.4.4. Điều kiện thích hợp để nuôi sinh khối Thalassiosira pseudonana ở quy mô pilot
• 3.4.4.5. Quy mô bể composite 0,2 m3
• 3.4.4.6. Quy mô bể composite 1 m3
• 3.4.4.7. Quy mô bể composite 3,5 m3
• 3.4.5. Quy trình công nghệ nuôi Thalassiosira pseudonana ở quy mô phòng thí nghiệm và pilot
• 3.4.6. Thành phần hóa học của sinh khối Thalassiosira pseudonana ở quy mô pilot
• 3.4.7. Ứng dụng Thalassiosira pseudonana trong sản xuất giống tôm thẻ chân trắng
• 3.4.8. Đánh giá độ an toàn và tác dụng sinh dược của sinh khối Thalassiosira pseudonana để làm thức ăn cho ấu trùng tôm thẻ chân trắng
• 3.4.8.1. Độc tính cấp của Thalassiosira pseudonana
• 3.4.8.2. Độc tính bán trường diễn của Thalassiosira pseudonana
• 3.4.8.3. Hành vi của chuột thực nghiệm sau khi sử dụng sinh khối Thalassiosira pseudonana
• 3.4.9. Sử dụng Thalassiosira pseudonana trong sản xuất giống tôm thẻ chân trắng
• 3.4.10. Ảnh hưởng của loại thức ăn đến sinh trưởng và tỉ lệ sống của ấu trùng tôm thẻ chân trắng
• 3.4.11. Ảnh hưởng của mật độ tôm nuôi đến tăng trưởng và tỉ lệ sống của ấu trùng tôm thẻ chân trắng
• 3.4.12. Thử nghiệm nuôi thương phẩm với nguồn con giống được sản xuất bằng Thalassiosira pseudonana
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Nuôi trồng vi tảo Cơ sở lý thuyết và thực tiễn

Phần này tập trung vào nuôi trồng vi tảo, đặc biệt là vi tảo Thalassiosira pseudonana. Luận án tiến sĩ nghiên cứu điều kiện nuôi sinh khối vi tảo Thalassiosira pseudonana để làm thức ăn cho ấu trùng tôm thẻ chân trắng. Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong nghiên cứu nuôi trồng thủy sản bền vững, đặc biệt là đối với ngành nuôi tôm thẻ chân trắng. Vi tảo đóng vai trò quan trọng trong chuỗi thức ăn của nhiều loài thủy sản, cung cấp nguồn dinh dưỡng thiết yếu. Thalassiosira pseudonana, thuộc nhóm Diatoms, được chọn lựa vì giá trị dinh dưỡng cao và khả năng sinh trưởng nhanh. Nghiên cứu tập trung vào việc tối ưu hóa các điều kiện nuôi cấy như: ánh sáng, nhiệt độ, độ mặn, pH, và chế độ sục khí để đạt được năng suất nuôi tảo cao nhất. Sản xuất vi tảo quy mô lớn là mục tiêu hướng đến, đảm bảo nguồn thức ăn chất lượng cho ấu trùng tôm thẻ chân trắng. Nghiên cứu này liên quan đến ứng dụng vi tảo trong nuôi trồng thủy sản. Kết quả nghiên cứu góp phần phát triển công nghệ nuôi tôm hiện đại, hiệu quả và thân thiện với môi trường. Chế phẩm sinh học nuôi tôm cũng được xem xét, hướng đến hệ sinh thái nuôi tôm bền vững.

1.1. Đặc điểm sinh học và sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana

Phần này tập trung vào Thalassiosira pseudonana, một loài vi tảo quan trọng. Nghiên cứu mô tả chi tiết đặc điểm sinh học và sinh trưởng của loài này. Đặc điểm hình thái tế bào được quan sát kỹ lưỡng dưới kính hiển vi quang học (LM) và kính hiển vi điện tử quét (SEM). Định tên khoa học Thalassiosira sp. được xác nhận bằng kỹ thuật đọc và so sánh trình tự nucleotide của đoạn gen 18S rRNA. Sinh trưởng của Thalassiosira pseudonana được đánh giá dựa trên các yếu tố môi trường khác nhau. Lưu giữ Thalassiosira pseudonana ở nhiệt độ phòng cũng được nghiên cứu. Các yếu tố như mật độ tế bào, nhiệt độ, ánh sáng, độ mặn, pH, và chế độ sục khí ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ sinh trưởng. Sinh khối vi tảo đạt được ở các quy mô khác nhau (phòng thí nghiệm và pilot) được phân tích. Thành phần sinh hóa của sinh khối Thalassiosira pseudonana, bao gồm protein trong vi tảo, carbohydrates trong vi tảo, fatty acids trong vi tảo, được xác định. Phân tích thành phần dinh dưỡng vi tảo là yếu tố then chốt để đánh giá giá trị dinh dưỡng của tảo. Nghiên cứu này tập trung vào vi tảo làm thức ăn cho ấu trùng tôm.

1.2. Tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy Thalassiosira pseudonana

Phần này trình bày quá trình tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy Thalassiosira pseudonana ở các quy mô khác nhau: phòng thí nghiệm và pilot. Nghiên cứu xác định các yếu tố môi trường tối ưu, bao gồm mật độ tế bào ban đầu, nhiệt độ, cường độ ánh sáng, pH, độ mặn, và chế độ sục khí. Quy trình công nghệ nuôi Thalassiosira pseudonana được thiết lập dựa trên kết quả nghiên cứu. Môi trường nuôi cấy được lựa chọn kỹ càng để đảm bảo sự sinh trưởng tối ưu của tảo. Công nghệ nuôi Thalassiosira pseudonana được thiết kế để dễ dàng nhân rộng ở quy mô lớn. Nghiên cứu này đề cập đến công nghệ nuôi tảo tiên tiến, hướng đến sản xuất vi tảo quy mô công nghiệp. Năng suất nuôi tảo đạt được ở mỗi quy mô được đánh giá. Các thông số sinh trưởng được theo dõi chặt chẽ để đảm bảo chất lượng sinh khối vi tảo. Quản lý chất lượng nước nuôi tảo là một yếu tố quan trọng cần được chú trọng trong quá trình nuôi cấy.

II. Ứng dụng Thalassiosira pseudonana làm thức ăn cho ấu trùng tôm thẻ chân trắng

Phần này tập trung vào ứng dụng Thalassiosira pseudonana làm thức ăn cho ấu trùng tôm thẻ chân trắng. Nghiên cứu đánh giá chất lượng thức ăn ấu trùng tôm từ vi tảo Thalassiosira pseudonana. Thành phần dinh dưỡng ấu trùng tôm được xem xét để đảm bảo sự phát triển khỏe mạnh của ấu trùng. Thức ăn tự nhiên cho tôm được so sánh với thức ăn tổng hợp. Tảo đơn bào được xem là một lựa chọn tốt cho thức ăn ấu trùng tôm. Tỷ lệ sống ấu trùng tôm và tăng trưởng ấu trùng tôm được theo dõi để đánh giá hiệu quả của loại thức ăn này. Micronutrients cho tôm từ vi tảo cũng được nghiên cứu. Độc tính của vi tảo Thalassiosira pseudonana đối với ấu trùng tôm được đánh giá kỹ lưỡng. Phân tích thành phần dinh dưỡng ấu trùng tôm được thực hiện để đánh giá hiệu quả của thức ăn. Nghiên cứu này liên quan đến nuôi tôm thẻ chân trắng, một ngành quan trọng của nuôi trồng thủy sản. Phương pháp nuôi ấu trùng tôm được cải tiến để tăng hiệu quả sản xuất.

2.1. Đánh giá chất lượng và độ an toàn của Thalassiosira pseudonana

Nghiên cứu này đánh giá chất lượng và độ an toàn của sinh khối Thalassiosira pseudonana khi sử dụng làm thức ăn cho ấu trùng tôm thẻ chân trắng. Độc tính cấp và độc tính bán trường diễn của tảo đối với chuột được xác định. Hành vi của chuột sau khi sử dụng tảo cũng được quan sát. Ảnh hưởng đến một số chỉ tiêu huyết học và chức năng gan, thận của chuột được phân tích. Thành phần axít béo của tôm được nuôi bằng tảo được phân tích. Hàm lượng kim loại và kháng sinh trong tôm cũng được kiểm tra. So sánh thức ăn cho ấu trùng tôm giữa các nguồn khác nhau được thực hiện. Kết quả nghiên cứu giúp đảm bảo an toàn và chất lượng của sản phẩm, đáp ứng yêu cầu về chất lượng thức ăn ấu trùng tôm. Thức ăn tự nhiên đóng vai trò quan trọng trong nuôi trồng thủy sản bền vững. Tỷ lệ sống ấu trùng tôm là một chỉ số quan trọng để đánh giá chất lượng thức ăn.

2.2. Ảnh hưởng của Thalassiosira pseudonana đến tăng trưởng và tỷ lệ sống của ấu trùng tôm

Phần này tập trung vào ảnh hưởng của Thalassiosira pseudonana đến tăng trưởng và tỷ lệ sống của ấu trùng tôm thẻ chân trắng. Ảnh hưởng của loại thức ăn và mật độ tôm nuôi đến sự phát triển của ấu trùng được nghiên cứu. Tăng trưởng về khối lượng, chiều dài, và thời gian biến thái của ấu trùng được theo dõi. Tỷ lệ sống ấu trùng tôm ở các điều kiện khác nhau được so sánh. Mật độ tôm nuôi thích hợp được xác định. Khẩu phần thức ăn được thiết kế phù hợp để đảm bảo sự phát triển tối ưu của ấu trùng. Tăng trưởng tuyệt đối về chiều dài (DLG) và tăng trưởng tuyệt đối về khối lượng (DWG) được sử dụng để đánh giá hiệu quả tăng trưởng. Nuôi thương phẩm tôm thẻ chân trắng với nguồn con giống từ tảo được nghiên cứu. Năng suất nuôi tôm được đánh giá dựa trên kết quả thực nghiệm. Nghiên cứu này mang tính ứng dụng cao trong nuôi trồng thủy sản.

III. Kết luận và kiến nghị

Phần này tóm tắt kết quả nghiên cứu và đưa ra các kiến nghị cho các nghiên cứu tiếp theo. Nghiên cứu đã thành công trong việc xác định điều kiện tối ưu để nuôi trồng Thalassiosira pseudonana. Ứng dụng Thalassiosira pseudonana làm thức ăn cho ấu trùng tôm thẻ chân trắng đã cho thấy kết quả khả quan. Tỷ lệ sống ấu trùng tôm được cải thiện. Tăng trưởng ấu trùng tôm cũng được nâng cao. Nghiên cứu đề xuất các hướng phát triển cho công nghệ nuôi trồng thủy sản bền vững. Chi phí nuôi tôm có thể được giảm thiểu. Năng suất nuôi tôm có thể được tăng lên. Nghiên cứu đóng góp vào việc phát triển ngành nuôi trồng thủy sản tại Việt Nam. Công nghệ nuôi tôm được hoàn thiện, đáp ứng nhu cầu thị trường.