HORMONE SINH DỤC ĐIỀU KHIỂN GIỚI TÍNH THUỶ SẢN NUÔI VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ TRONG SẢN XUẤT GIỐNG CÁ ĐƠN TÍNH

KS. Trần Thị Xuân Đào

Phòng Kiểm định và Bảo đảm chất lượng

xuandao@nbac.edu.vn

TÓM TẮT

Điều khiển giới tính đối tượng nuôi thuỷ sản là một trong những hướng đi mới và ngày càng chứng minh được tầm quan trọng của nó trong việcquyết định năng suất và hiệu quả kinh tế của một số mô hình nuôi thuỷ sản. Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều sản phẩm được sản xuất ra có áp dụng công nghệ điều khiển giới tính như tôm càng xanh toàn đực, cá rô phi, cá điêu hồng toàn đực, cá rô đồng toàn cái,… Có nhiều phương pháp để chuyển đổi giới tính của đối tượng nuôi thuỷ sản theo mong muốn của người nuôi, trong đó phải kể đến phương pháp sử dụng hormone sinh dục tác động lên quá trình biệt hoá giới tính ở giai đoạn nhỏ của đối tượng nuôi. Bài báo sẽ tập trungtổng quan các vấn đề xoay quanh kỹ thuật điều khiển giới tính bằng hormone sinh dục cũng như tổng quan về các nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực này trên một số đối tượng nuôi thuỷ sản. Ngoài ra, bài báo cũng giúp chúng ta nhận định một số ảnh hưởng của phương pháp sử dụng hormone trong sản xuất cá đơn tính đồng thời có cái nhìn tích cực hơn đối với các sản phẩm có sử dụng hormone sinh dục nhất là đối với sản phẩm thuỷ sản.

Từ khoá: Điều khiển giới tính cá, hormone sinh dục, sản xuất cá đơn tính

SUMMARY

Controlling sex of aquaculture species is one of the new directions and importance in the economic efficiency of some aquaculture models. Currently, there are many products produced with the application of sex control technology such as all-male giant freshwater shrimp, all-male tilapia, all-male red tilapia, all-female field perch, etc. There are many methods to change the sex of aquaculture species according to the wishes of the farmers, one of them is that using sex hormones to affect the sex distinction process at a young stage of the cultured species. The article will overview of issues sex control techniques by sex hormones as well as an overview of scientific researches which are use this techniques on a lot of aquaculture species. In addition, the article also helps us to identify some effects of hormone method in monogamous fish production and to have positive opinion on products that use sex hormones, especially for aquaculture products.

Keywords:Fish gender control, sex hormones, monosexual fish

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay dưới sự phát triển không ngừng của khoa học và công nghệ đã tạo nhiều hướng đi mới trong sản xuất kinh doanh trong đó có lĩnh vực nuôi trồng thuỷ sản. Qua nhiều năm sản xuất, người dân đã nhìn nhận ra một vấn đề là có một số đối tượng thuỷ sản giới tính quyết định một phần năng suất và giá trị kinh tế của vụ nuôi. Ví dụ: nuôi cá rô phi, điêu hồng hoặc tôm càng xanh nếu con đực nhiều thì năng suất sẽ cao, ngược lại nuôi cá rô đồng toàn cái năng suất sẽ cao. Hoặc một số đối tượng cá cảnh như cá lia thia hay cá xiêm nếu là con đực thì màu sắc đẹp hơn từ đó giá trị kinh tế sẽ cao hơn. Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó, các nhà khoa học đã nghiên cứu vấn đề điều khiển giới tính của đối tượng nuôi theo hướng có lợi nhằm tạo hiệu quả tối ưu trong sản xuất, mang lại hiệu quả kinh tế cho người nuôi.

Có nhiều phương pháp để điều khiển giới tính của thuỷ sản nuôi đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng thực tế. Một trong những phương pháp đó là sử dụng hormone sinh dục tác động vào quá trình biệt hoá giới tính ở thuỷ sản. Các nghiên cứu khoa học đã chứng minh được vai trò của hormone sinh dục là biệt hóa giới tính của con vật. Khi động vật mới nở, các tế bào của tuyến sinh dục vẫn đang trong giai đoạn phát triển và chưa biệt hoá đực, cái. Khi biệt hoá đực cái, các tế bào kẽ của tuyến sinh dục tiết ra hormone sinh dục quyết định hình thành và phát triển các đặc điểm sinh dục thứ cấp (Purdom, 1993). Trong những năm qua, việc nghiên cứu sử dụng hormone steroid để chuyển đổi giới tính cá đã thực hiện thành công trên nhiều đối tượng nuôi: cá rô phi (Nguyễn Tường Anh, 2014), cá la hán (Phạm Thị Thúy Em, 2009), cá bảy màu (Nguyễn Ngô Thị Lưu Ngọc Giàu và Nguyễn Tường Anh, 2014),cá xiêm (Trịnh Quốc Trọng và Nguyễn Tường Anh, 1998),…Những nghiên cứu này bước đầu đã đưa vào thực tiễn và mang lại hiệu quả cao trong sản xuất nuôi trồng thuỷ sản những năm gần đây. Tuy nhiên vẫn còn nhiều e ngại về vấn đề dư lượng hormone sau khi xử lý chuyển giới tính có ảnh hưởng đến sức khoẻ người tiêu dùng không, có gây tác động đến môi trườnghay có ảnh hưởng đến sức khoẻ vật nuôi không? Bài báo này tổng hợp một số thông tin từ nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước để giúp làm sáng tỏ một phần những vấn đề trên, giúp người tiêu dùng có cái nhìn tích cực hơn đối với những sản phẩm thuỷ sản được sản xuất ra từ phương pháp này.

2. TỔNG QUAN VỀ HORMONE SINH DỤC VÀ CƠ CHẾ XÁC ĐỊNH GIỚI TÍNH Ở CÁ

2.1. Hormone sinh dục ở cá

2.1.1. Hormone sinh dục đực

- Hormone sinh dục đực là Androgen mà phổ biến là testosterone

- Tác dụng: kích thích phát triển của cơ thể, kích thích sự phát triển của tuyến sinh dục và các đặc điểm sinh dục phụ.

- Hormone sinh dục đực ở cá do tế bào kẽ của tinh sào tiết ra

Hoạt động nội tiết của tuyến sinh dục chịu sự chỉ huy của tuyến yên (não thuỳ) thông qua hormone hướng sinh dục: FSH, LTH, LH,… Hoạt động của hormone hướng dụclại chịu sự điều khiển của vùng dưới đồi (hypothalamus), thông qua các yếu tố giải phóng LH-RF, FSH-RF (Đỗ Thanh Hương và Trần Thanh Hiền, 2000).

2.1.2. Hormone sinh dục cái

Hormone sinh dục cái là Estrogen và Progesteron

- Estrogen do tế bào áo trong của nang trứng tiết ra số lượng tăng dần theo quá trình phát triển của nang trứng và giảm theo quá trình thoái hoá của nó. Tác dụng đảm bảo sự phát triển bình thường của cơ quan sinh dục cái, xuất hiện và phát triển cơ quan sinh dục phụ, tăng sinh lớp tế bào hạt của nang trứng.Dưới tác dụng của FSH nang trứng sẽ phát triển thành thục và đồng thời tiết ra estrogen, kích thích gây nên hiện tượng động dục.

- Progesteron do nhau thai tiết ra, không có tác dụng đơn độc mà dựa trên cơ sở tác dụng của estrogen. Tác dụng duy trì sự mang thai, kìm hãm sự động dục, ức chế sự rụng trứng liên tục.

Ở cá, estrogen và progesteron do màng trong của noãn sào sinh ra. Lượng hormone thay đổi phụ thuộc vào độ thành thục của tuyến sinh dục. Tác dụng phát triển các đặc điểm sinh dục phụ, kích thích sự phát triển sản phẩm sinh dục (Đỗ Thanh Hương và Trần Thanh Hiền, 2000).

2.2. Cơ chế xác định giới tính ở cá

Những gen chính xác định giới tính của cá nằm trên nhiễm sắc thể giới tính. Các giống cá cảnh đẻ con, các gen chính này liên kết chặt chẽ với gen qui định màu sắc.Dựa trên những dẫn liệu nghiên cứu về quá trình phân hóa hình thành sinh lý cá, cá xương được tách ra thành 2 nhóm biệt hóa giới tính:

- Các loài biệt hóa trực tiếp thì tuyến sinh dục trung gian được phân hóa trực tiếp theo hướng cái hoặc đực.

- Các loài biệt hóa gián tiếp thì tuyến sinh dục biệt hóa theo hướng cái, đực thông qua mầm tuyến sinh dục lưỡng tính nguyên thủy. Hormone sinh dục là các yếu tố cảm ứng của cá xương. Tuy nhiên, sựbiệt hóa tuyến sinh dục bằng cơ chế di truyền thông qua hệ thống nội tiết tố của phôi trong quá trình biệt hóa, các yếu tố bên trong và bên ngoài có thể làm thay đổi giới tính đã được biệt hóa về mặt di truyền của phôi (Trịnh Đình Đạt, 2002).

Ở cá, tuyến sinh dục được hình thành trong giai đoạn hậu phôi, sau khi ấu trùng nở ra từ trứng. Do đó, người ta có thể dễ dàng can thiệp vào giai đoạn này để đưa sự phát triển của tuyến sinh dục vào hướng mong muốn. Việc dùng hormone để đổi giới tính ở cá có thể dẫn đến tỷ lệ sống thấp ở giới tính đồng giao tử (XX hoặc ZZ) ở liều thích hợp thì cá đổi giới tính thuộc họ cá chép và rô phi có thể lớn nhanh gấp đôi hoặc thậm chí gấp 3. Tuy nhiên, những cá đổi giới tính thì khả năng sinh sản sẽ bị hạn chế (Nguyễn Tường Anh,1998).

Phần lớn các loài cá tồn tại với tỷ lệ đực:cái tương đối ổn định là 1:1, chứng tỏ sự di truyền giới tính được quyết định bởi vật chất di truyền đặc thù (Jaroensutasinee M. và Jaroensutasinee K., 2001).Theo Nguyễn Tường Anh (1999), sự kiểm soát giới tính của cá có bộ nhiễm sắc thể giới tính là XY được chia làm hai giai đoạn. Giai đoạn định đoạt giới tính xảy ra trong thời kỳ thụ tinh và phôi đực hay phôi cái được hình thành. Giai đoạn biệt hóa tuyến sinh dục - giới tính xảy ra trong thời kỳ hậu phôi hay khi ấu trùng nở ra.

3. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN GIỚI TÍNH CÁ BẰNG HORMONE SINH DỤC

3.1. Cơ sở khoa học điều khiển giới tính cá bằng hormone sinh dục

Hormone sinh dục có thể được sản xuất ở tinh sào hay buồng trứng cá. Lượng hormone sinh dục thay đổi phụ thuộc vào độ thành thục của tuyến sinh dục. Với tác dụng phát triển tuyến sinh dục cá, kích thích sự phát triển của các sản phẩm sinh dục, các đặc điểm sinh dục thứ cấp (Đỗ Thanh Hương và Trần Thanh Hiền, 2000).Theo Piferrer (2001), khi cá mới nở, các tế bào tuyến sinh dục vẫn chưa biệt hóa giới tính. Khi biệt hóa đực - cái, các tế bào tuyến sinh dục tiết hormone sinh dục hình thành và phát triển các dấu hiệu sinh dục thứ cấp.

Kiểu hình giới tính của cá có thể được chuyển đổi từ đực sang cái hoặc ngược lại, trong khi đó kiểu gen giới tính vẫn không thay đổi và được di truyền cho thế hệ sau. Theo Nguyễn Tường Anh (1998), chỉ có thể đổi được giới tính của cá khi cá con được xử lý một cách thích hợp. Khi điều khiển giới tính của cá bằng các hormone sinh dục (hình thức trộn cho ăn, ngâm cá vào dung dịch trộn hay tiêm vào cơ thể cá), liều dùng càng cao thì tỷ lệ sống của cá càng thấp. Và hiệu lực của thuốc chỉ tăng khi tăng đến một giá trị nhất định, vượt quá thì sự tăng liều sẽ dẫn đến phản tác dụng. Về nghịch lý này cũng được chứng minh trong các nghiên cứu chuyển đổi giới tính bằng hormone của Pandian etal. (1990).

Theo Nguyễn Thanh Tuyền (2008), xu hướng điều khiển giới tính cá bằng hormone tốt nhất là khi chúng còn nhỏ - chưa biệt hóa giới tính. Có 2 nhóm hormone thường được sử dụng: Androgen - hormone sinh dục đực (Testosterone, 11 keto – testosterone, 19 nor – ethynyltestosterone, methyltestosterone); Estrogen - hormonee sinh dục cái (17β-estradiol, estriol, estrone, ethynyloestradiol).

3.2. Các loại hormone sinh dục thường dùng trong điều khiển giới tính động vật thuỷ sản

3.2.1. Nhóm hormoneAndrogen - hormone sinh dục đực

Testosterone: là một hormone steroid từ nhóm androgen và được tìm thấy trong động vật có vú, bò sát, chim và các động vật có xương sống. Đây là hormone sinh dục chính của con đực và đồng thời cũng là một steroid đồng hóa.

11 keto – testosterone: là một dạng testosterone bị oxy hóa có chứa nhóm keto ở vị trí C11. Nó có liên quan đến adrenosterone, một androgen được tìm thấy với số lượng ít ở người. Ở cá, 11-ketotestosterone có chức năng như hormone sinh dục nội sinh androgen. Tuy nhiên, không giống như testosterone, nó đồng hóa rất yếu và hầu như ngăn cản sự phân hủy cơ chứ không phải thúc đẩy sự phát triển của cơ.

19 nor – ethynyltestosterone: là một progestin, hoặc một progestogen tổng hợp, và do đó là chất chủ vận của thụ thể progesterone, mục tiêu sinh học của các progestogen như progesterone. Nó là một progestogen tương đối yếu. Nó là tiền chất của các chất chuyển hóa hoạt động khác nhau trong cơ thể, chẳng hạn như norethisterone trong số những chất khác.

Methyltestosterone (MT): còn được gọi là 17α-methyltestosterone hoặc 17α-methylandrost-4-en-17β-ol-3-one, là một steroid androstrane tổng hợp, 17α-alkyl hóa và là một dẫn xuất của testosterone, chỉ khác với nó khi có mặt methyl nhóm ở vị trí C17α. Họ hàng tổng hợp gần gũi của methyltestosterone bao gồm metandienone (17α-methyl-δ1-testosterone) và fluoxymesterone (9α-fluoro-11β-hydroxy-17α-methyltestosterone).

3.2.2. Nhóm hormone Estrogen - hormone sinh dục cái

17 β-estradiol: Estradiol là một steroid estrane. Nó còn được gọi là 17β-estradiol (để phân biệt với 17α-estradiol) hoặc estra-1,3,5 (10) -triene-3,17β-diol. Estradiol là một hormone steroid estrogen và là hormone sinh dục nữ chính. Estradiol cũng chịu trách nhiệm cho sự phát triển của các đặc điểm sinh dục thứ cấp. Ngoài con người và động vật có vú khác, estradiol cũng được tìm thấy ở hầu hết các loài động vật có xương sống và động vật giáp xác, côn trùng, cá và các loài động vật khác.Estradiol được sản xuất trong cơ thể từ cholesterol thông qua một loạt các phản ứng và các chất trung gian.

Estriol: là một loại steroid, một loại estrogen yếu. Nó là một trong ba loại estrogen nội sinh chính, các loại còn lại là estradiol và estrone.

Estrone: cũng như các estrogen khác, được tổng hợp từ cholesterol và được tiết ra chủ yếu từ các tuyến sinh dục, mặc dù chúng cũng có thể được hình thành từ các androgen tuyến thượng thận trong mô mỡ. So với estradiol, cả estrone và estriol đều có hoạt tính yếu hơn nhiều so với estrogen. Estrone có thể được chuyển đổi thành estradiol, và chủ yếu đóng vai trò là tiền chất hoặc chất trung gian chuyển hóa của estradiol.

Ethynyloestradiol:còn được gọi là 17α-ethynylestradiol hoặc 17α-ethynylestra-1,3,5(10)-triene-3,17β-diol, là một steroid estrane tổng hợp và dẫn xuất của estradiol với vị trí thay thế ethynyl ở vị trí C17α.

3.3. Các phương pháp sử dụng hormone điều khiển giới tính động vật thuỷ sản

Hai phương pháp xử lý thông dụng nhất hiện nay là: Steroid trộn vào thức ăn của cá; phôi cá hay cá bột được ngâm trong nước có pha steroid. Ngoài ra còn có phương pháp khác như tiêm steroid vào xoang bụng, vào cơ hay cấy steroid dưới da,…

3.3.1. Phương pháp cho ăn

Tan-Fermin et al. (1994), đã chuyển giới tính cá mú với liều 5 mg MT/kg thức ăn, kết quả sau 3 tháng chỉ có 50% cá trong tuyến sinh dục các noãn bào đã tiêu biến hoàn toàn và xuất hiện nhiều tinh tử và tinh trùng, 50% số cá còn lại trong tuyến sinh dục xuất hiện cả noãn bào, tinh bào và tinh trùng.

Trong nghiên cứu của Phạm Thị Thúy Em (2009), tỷ lệ đực hóa tối ưu cá la hán bằng phương pháp cho ăn MT với hàm lượng 60 mg/kg thức ăn là 100%, tỷ lệ sống 74,07%.

Nguyễn Bích Tuyền (2011), đã nghiên cứu chuyển đổi giới tính cá trê phi (Clarias gariepius) toàn đực với các ngày tuổi khác nhau (7, 8, 9, 10 tuổi) bằng phương pháp cho ăn 17α-methyltestosterone trong 21 ngày. Sau 100 ngày ương kết quả cho thấy, tỉ lệ cá trê phi đực đạt từ 92,68 đến 96,34%, tỉ lệ sống từ 13,67 đến 37,67%, tốc độ tăng trưởng từ 0,13 đến 0,37 g/ngày.

3.3.2. Phương pháp ngâm

            Nguyễn Thanh Tuyền (2008), đã thành công trong việc tạo ra cá mè vinh đơn tính bằng cách ngâm cá trong hormone 17 β - Estradion 4 ngày liên tục khi cá được 17 ngày tuổi với nồng độ 5 mg/l và tỷ lệ đực hóa là 79,2%.

Theo Nguyễn Tường Anh và Ngô Đức Quân (2011), cách ngâm cá rô phi ở thời điểm trước khi biệt hoá tuyến sinh dục trong nước pha MT có nhiều ưu điểm như tỷ lệ đực và tỷ lệ sống cao, đơn giản, thời gian thực hiện ngắn, liều MT sử dụng thấp và công nhân không tiếp xúc trực tiếp với hormone nên an toàn cho cả người tiêu dùng và sản xuất. Tuy nhiên, các công trình gần đây cho thấy, mật độ cá khi xử lý còn khá thấp (60 con/l) hay phải xử lý nhiều lần trên cùng 1 đàn cá, việc ngâm được thực hiện trong những dụng cụ chứa nước lớn, chiếm diện tích và cần sử dụng điện để sục khí (Lê Ngọc Thảo, 2008), thời gian xử lý dài (2 - 9 ngày) và sử dụng nhiều MT (5, 10 mg/l) (Lê Văn Thắng và Phạm Anh Tuấn, 2000) là những mặt hạn chế của cách ngâm hiện nay.

Nguyễn Tường Anh và Ngô Đức Quân (2011), đã khắc phục những nhược điểm của các phương pháp đực hóa bằng cách thực hiện đực hóa cá Rô phi ngâm trong túi polyethylen chứa nước pha MT có bơm oxy. Cá rô phi ở tuổi 8 - 11 - 14 ngày sau khi nở được đực hóa bằng cách ngâm trong túi polyethylene chứa 17α-methyltestosterone ở các nồng độ 1,2 - 1,6 - 2,0 mg/l có bơm oxy (thể tích không khí:thể tích nước bằng 2:1); mật độ 500 con/l trong 2 giờ. Kết quả cho thấy tỷ lệ đực là 84,44 - 86,67% (trung bình 85,55%), tỷ lệ sống 90 ngày sau khi nở là 94,45 - 95,89% (trung bình 95,17%), hiệu suất đực hóa là 78,9 - 82,12% (trung bình 80,51%).

Nguyễn Ngô Thị Lưu Ngọc Giàu và Nguyễn Tường Anh (2014), đã nghiên cứu “Thử nghiệm đực hóa cá bảy màu (Poecilia reticulata) bằng Spironolacton và nhận biết cá đực XX”. Quần thể cá con của từng cá bảy màu mẹ (nuôi riêng) được đực hóa bằng cách ngâm con chúng ngay sau khi được sinh ra trong nước có pha SP hay MT. Kết quả thu được trong thí nghiệm ngâm cá con MT cho kết quả hiệu suất đực hóa tốt hơn (73,75%) so với ngâm bằng SP (67,35%).

Bùi Văn Mướp (2021), đã nghiên cứu cải tiến việc đực hoá Cá xiêm (Betta splendens Regan, 1910) 1 ngày tuổi bằng cách ngâm trong túi polyethylene chứa 17α-methyltestosterone (17α–MT) ở các nồng độ 2,5 - 5,0 - 7,5 mg/L có bơm oxy (thể tích oxy:thể tích nước bằng 2:1), mật độ 150 con/L trong 4 giờ. Kết quả cho thấy, tỷ lệ đực và đực hóa tăng khi tăng nồng độ hormone, với nồng độ 2,5 mg 17α–MT/L cá đạt tỷ lệ đực, tỷ lệ đực hóa là 88,89%, 78,26%. Nồng độ 5,0 mg 17α–MT/L và nồng độ 7,5 mg 17α–MT/L đạt tỷ lệ đực, tỷ lệ đực hóa là 100%. Tỷ lệ sống 60 ngày sau khi nở là 54 – 89,89%, tỷ lệ sống giảm khi tăng nồng độ hormone 17α–MT trong nước ngâm.Theo nghiên cứu này nồng độ 2,5 mg 17α–MT/L cá đạt tỷ lệ sống, hiệu suất đực hóa cao nhất là 86,22% và 76,81%. Với nhiều ưu điểm như đơn giản, chi phí thấp và có thể áp dụng ở mọi nơi nên có thể sản xuất cá xiêm đực bằng cách áp dụng phương pháp ngâm cá trong hormone 17α–MT với nồng độ 2,5 mg/L để đạt hiệu quả kinh tế tối ưu cho người nuôi.

3.3.3. Phương pháp tiêm

Nguyễn Hữu Thanh và Nguyễn Thị Kim Vân (2012), trong nghiên cứu chuyển đổi giới tính cá mó (Cheilinus undulatus) bằng hình thức tiêm MT đạt kết quả 100% cá đực. Kiểm tra tuyến sinh dục cá thí nghiệm cho thấy các noãn bào đã tiêu biến hoàn toàn, thay vào đó là các tế bào sinh tinh đã chuyển hoàn toàn thành các tinh tử.

4. ẢNH HƯỞNG CỦA HORMONE SINH DỤC DÙNG TRONG PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT CÁ ĐƠN TÍNH

4.1. Ảnh hưởng trong quá trình sản xuất

4.1.1. Tác động đến tỷ lệ sống

Nhìn chung, ương nuôi ấu trùng cá và sản xuất giống thuỷ sản thường gặp khó khăn bởi tỷ lệ chết cao.Qua nhiều nghiên cứu thực tế cho thấy, steroid tổng hợp dùng trong sản xuất giống đơn tính gây ra tỷ lệ chết cao ở một số loài. Theo Alcántar-Vázquez (2018), tỷ lệ sống sót phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau bao gồm loại hormone (tự nhiên hoặc tổng hợp), nồng độ sử dụng, thời điểm và thời gian điều trị bằng hormone. Pandian &Varadaraj (1990) đã kết luận tỷ lệ chết ở loài cá rô phi (Oreochromis mossambicus) tăng khi gia tăng lượng MT quá mức; hay Ridha & Lone (1990) xử lý cá rô phi O. spirulus với 4 nghiệm thức (0, 30, 50, 70) mg/l đã đi đến kết luận: tỷ lệ sống tỷ lệ nghịch với liều lượng hormone; tỷ lệ sống của cá rô đồng có xu hướng giảm khi tăng liều lượng cho ăn của hormone diethylstilbestrol (DES) (Tô Minh Thảo, 2011).Nghiên cứu của Bùi Văn Mướp (2017), cho thấy tỷ lệ sống của ếch Thái Lan (Rana tigerina)có xu hướng tăng khi lượng hormone Ethinylestradiol (EE) bổ sung vào thức ăn tăng từ 40 mg EE/ kg thức ăn đến 80 mg EE/ kg thức ăn. Tuy nhiên, khi tăng lượng hormone bổ sung vào thức ăn đến 100 mg EE/ kg thức ăn thì tỷ lệ sống có xu hướng giảm.Nguyễn Tường Anh (1999) cũng nhận định rằng tỷ lệ sống của cá giảm dần cùng với sự gia tăng hàm lượng hormone. Một số nghiên cứu khác cũng cho kết quả tương tự là tỷ lệ sống của cá tỷ lệ nghịch với liều lượng hormone sử dụng, trên cá điêu hồng (Lê Thị Minh Hoàng, 2006); cá la hán (Phạm Thị Thúy Em, 2009); cá rô phi đỏ(Bùi Văn Mướp và ctv, 2019).

4.1.2. Ảnh hưởng đối với môi trường

Hormone được đưa vào môi trường nước tự nhiên từ nhiều nguồn khác nhau như từ nước thải sinh hoạt, y tế, … và một phần do loại bỏ không đúng cách hoặc bất hợp pháp nước có chứa dư lượng các hợp chất này dùng để xử lý cá. Sự ô nhiễm có thể bắt nguồn từ sự bài tiết của cá, cũng như từ thức ăn có tẩm thuốc mà cá vẫn còn thừa. Theo một Specker & Chandlee (2003), gan chuyển hóa các hormone trong các hợp chất hòa tan trong nước. Khoảng 99% lượng hormone được sử dụng thông qua chế độ ăn uống trong quá trình chuyển đổi giới tính được chuyển hóa và giải phóng vào nước theo mật và bài tiết nước tiểu trong vòng vài giờ hoặc vài ngày sau khixử lý. Estrogen sau đó được bài tiết chủ yếu dưới dạng liên kết không hoạt động của axit sulfuric và glucuronic, trong môi trường nước chúng không có hiệu lực vềmặt sinh học, nhưng có thể tồn tại như hormone tiền thân có thể được chuyển đổi lại thành steroid tự do bởi vi khuẩn trong môi trường, chẳng hạn như vi sinh vật trong nhà máy xử lý nước thải và nước thải thô (Ying, Kookana, & Ru, 2002). Nói cách khác, kỹ thuật chuyển đổi giới tính có thể gây ô nhiễm môi trường nếu nước thải không được xử lý thích hợp.

Tuy nhiên, việc xử lý nguồn nước có chứa dư lượng hormone cũng không quá phức tạp. Nguyên nhân là do các hormone sử dụng trong phương pháp này thường là một steroid tự nhiên, nhanh chóng chuyển hóa và bài tiết, chúng được coi là hormone ít tác động đến môi trường nhất (Hendry, Martin-Robichaud,& Benfey, 2003; Piferrer, 2001). Khi nghiên cứu chuyển đổi giới tính trên cá hồi (Salmo gairdneri), Adeel, Song, Wang, Francis, Yang (2017) báo cáo rằng các estrogen steroid giảm đáng kể trong pha nước, thể hiện thời gian bán hủy ngắn. Trên thực tế, thời gian bán hủy của steroid estrogen (17β-estradiol, estradiol và ethynyl estradiol) được ước tính trong 2–6 ngày ở 20°C, trong nước và trầm tích, với ethynyl estradiol ổn định hơn hai loại estrogen khác (Celia A. Hoga, Fernanda L. Almeida & Felix G. R. Reyes, 2018).

4.2. Dư lượng hormone trong sản phẩm thuỷ sản và chất lượng sản phẩm sau xử lý

4.2.1. Dư lượng hormone trong sản phẩm thuỷ sản

Theo Piferrer (2001), dư lượng 17β-estradiol trong thịt cá sẽ biến mất ít hơn một tháng sau khi kết thúc quá trìnhxử lý chuyển đổi giới tính, kể từ đây steroid có nguồn gốc tự nhiên, được chuyển hóa và đào thải nhanh chóng. Theo Goudie et al. (1996) được trích dẫn bởi Nguyễn Tường Anh (2004) sau thí nghiệm đo lượng Methyltestosterone (MT)bằng phóng xạ trên cá rô phi xanh cho biết nội tạng chứa 99% hormone. Nhưng 24 giờ sau khi ngưng cho ăn thì lượng này giảm mất 90%, 2 ngày sau khi ngưng cho ăn hầu như không còn MT trong thân cá và sau 3 tuần thì không phát hiện được hoạt chất này nữa. cũng được chuyển hóa nhanh chóng sau một thời gian xử lý nội tiết tố. Vì vậy, về mặt lý thuyết, hormonesẽ không được tìm thấy ở mức cao trong thịt cá nếu việc xử lý được thực hiện đúng cách và trong khoảng thời gian chính xác.

Các nghiên cứu cụ thể đã chứng minh rằng việc sử dụng hormone không dẫn đến sự tích tụ chất cặn bã trong các mô của cá bị chuyển giới tính. Theo Specker và Chandlee (2003), ấu trùng cá bơn (Paralichthys dentatus) có nồng độ estradiol toàn cơ thể không khác biệt đáng kể so với nhóm đối chứng không được xử lý hormone sau 24 giờ. Rothbard et al. (1990) cho thấy rằng trong cơ của cá rô phi được điều trị trong 11 tuần với chế độ ăn uống có chứa 60 mg kg-1 của 17α-ethynyl testosterone, nồng độ cao của steroid được phát hiện vào ngày 0 (142,1 mg g − 1) và ngày 1 (168,6 mg g − 1) sau khi tiếp xúc với nội tiết tố. Các mẫu được lấy vào các ngày 3, 5 và 7 không khác với các đối chứng không được điều trị. Curtis, Diren, Hurley, Seim và Tubb (1991) cho cá rô phi sông Nile ăn chế độ ăn chứa 30mg/kg 17α-metyl testosterone trong 30 ngày. Nồng độ hormone giảm theo logarit từ ngày 1 đến ngày 10 sau khi điều trị.

Nhìn chung, phương pháp chuyển đổi giới tính bằng hormone thường áp dụng ở giai đoạn con non lúc chưa biệt hoá giới tính để tạo đàn con giống toàn đực hoặc toàn cái. Đàn con giống này có thể đưa vào nuôi thương phẩm từ 4 – 6 tháng tuỳ đối tượng hoặc sử dụng làm đàn con bố mẹ trong đó có con đực giả hoặc cái giả (kiểu hình là giới tính này nhưng kiểu gen là giới tính kia) để đưa vào lai tạo ra đàn con đơn tính. Bên cạnh đó, những đối tượng được xử lý hormone để chuyển giới tính trong lĩnh vực cá cảnh thì không dùng làm thực phẩm cho con người nên vấn đề dư lượng hormone ở đối tượng này cũng không là vấn đề nghiêm trọng.

Từ 2 yếu tố trên có thể cho thấy vấn đề dư lượng hormone còn tồn đọng trong cơ thể vật nuôi đến khi được con người sử dụng làm thực phẩm là hầu như không tồn tại.

4.2.2. Chất lượng sản phẩm sau xử lý

Trong giai đoạn đầu của sự phát triển cá con, các gen quyết định giới tính và nhiễm sắc thể giới tính thông qua steroidogene đang hoàn thiện các tuyến sinh dục đối với đực và cái. Sản xuất hormone steroid có thể làm gián đoạn giai đoạn này, dẫn đến sự thay đổi giới tính mà không ảnh hưởng đến kiểu gen. Hầu hết các phương pháp sản xuất cá đơn tính đều nhắm tới sự hình thành steroid trong giai đoạn phát triển ban đầu. Vì vậy, có thể khẳng định rằng những sản phẩm được sản xuất ra theo phương pháp này không phải là sản phẩm biến đổi gen.

Đối với lĩnh vực sản xuất giống thuỷ sản phương pháp này giúp tạo ra đàn giống đơn tính đáp ứng được yêu cầu với tỷ lệ đực hoá hoặc cái hoá khá cao trung bình trên 80%: Cá rô phi 86,31% (Haitham Abo-Al-Ela, 2018); cá rô phi đỏ 84,44 - 97,78% (Bùi Văn Mướp và ctv, 2019).

Đối với lĩnh vực nuôi cá cảnhphương pháp này giúp sản xuất ra đàn cá cảnh có những biểu hiện về kiểu hình kèm theo giới tính đáp ứng được nhu cầu sản xuất.

5. KẾT LUẬN

Việc sử dụng hormon để điều khiển giới tính động vật nuôi thuỷ sản theo hướng mong muốn của người nuôi đang ngày càng khẳng định được hiệu quả và giúp cải thiện lợi nhuận của ngành nuôi trồng thuỷ sản. Những sản phẩm được sản xuất ra từ phương pháp này luôn được thị trường đón nhận bởi chúng đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng.Các hormone phổ biến nhất để chuyển đổi giới tính trong cá là 17β-estradiol và 17α-methyl testosterone, là steroid tự nhiên và do đó được bài tiết nhanh chóng ngay sau giai đoạn xử lý hormone. Và kết quả của phương pháp chuyển đổi giới tính này tạo được đàn cá chỉ biến đổi về kiểu hình nhưng kiểu gen không biến đổi nên đây không phải là những sản phẩm biến đổi gen.

Tuy nhiên, các hormone sẽ làm thay đổi các hệ thống khác nhau trong cơ thể thuỷ sản, có thể ảnh hưởng đến sự nhạy cảm của cá với bệnh tật và nhiễm trùng cơ hội, làm suy giảm miễn dịch ở cá. Ngoài ra, dư lượng hormone được thải ra sau quá trình xử lý chuyển giới tính có thể còn tồn đọng trong môi trường nước tự nhiên nếu nước thải không được xử lý thích hợp. Từ đó có thể làm ô nhiễm môi trường nước và ảnh hưởng gián tiếp đến thuỷ sinh vật trong tự nhiên.

Do đó, cần tiến hành các nghiên cứu sâu hơn để tìm ra những cách an toàn đảm bảo sản xuất thủy sản đơn tính, chẳng hạn như sử dụng di truyền như nhiễm sắc thể YY (cá thể đực) hoặc bổ sung các chất như vitamin C có thể điều chỉnh tác dụng của hormone. Mặt khác, khuyến cáo rằng việc sử dụng của các hormone nhằm mục đích chuyển đổi giới tính nên được quản lý chặt chẽ bởi các cơ quan, tổ chức có liên quan và cần xem xét đến an toàn cho con người và môi trường.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1. Nguyễn Tường Anh và Ngô Đức Quân, 2011. Cải tiến việc đực hóa cá Rô phi bằng cách ngâm trong 17α-methyltestosteron. Kỷ yếu Hội nghị Khoa học Thủy sản Toàn quốc
2. Nguyễn Tường Anh, 1998. Một số vấn đề nội tiết học sinh sản cá. NXB Nông Nghiệp, Hà Nội
3. Nguyễn Tường Anh, 1999. Vấn đề điều khiển giới tính ở động vật và sinh con trai hay con gái theo ý muốn. NXB Trẻ, TP. Hồ Chí Minh
4. Nguyễn Tường Anh, 2014. Đực hóa cá rô phi (Oreochromis niloticus) bằng phương pháp ngâm trong nước pha Spironolaton. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, s
   
   NBAC Sinh viên Nam Bộ Việc làm Hướng nghiệp Công tác HSSV Tuyển sinh Cao đẳng Nông nghiệp Nam Bộ Tiền Giang Hồ Chí Minh NBAC.EDU.VN