Cắt Bỏ Tuyến Androgen Gây Chuyển đực Sang Cái ở Tôm Càng ...

1. Đặt vấn đềTuyến androgen được Cronin phát hiện và mô tả lần đầu tiên vào năm 1947 ở cua Callinectes sapides. Sau đó Charniaux-Cotton và Peyen (1988) chứng minh vai trò của tuyến trong điều chỉnh biệt hoá tính đực và tạo tinh ở tôm. Ở Decapod tuyến thường nằm ở cận cuối và bám nhẹ vào ống dẫn tinh. Nagamine và cộng sự (1980, 1987) cho biết là tuyến có tác động đực hoá khi được ghép vào tôm cái. Sự cắt bỏ tuyến androgen ở tôm càng xanh Macrobrachium rosenbergii giai đoạn non có thể gây đảo giới hoàn toàn, với sự cái hoá các tính trạng sinh dục sơ cấp và thứ cấp và con vật có thể sinh sản như con cái (theo Amir Sagi và cs. 1990, 1997). Katakura (1989) đã dùng các con cái giả này để tiến hành một số công thức lai, nghiên cứu giới tính hậu thế đã cho kết luận là tôm càng xanh thuộc loài dị giao tử cái và khi lai con cái giả ZZ với con đực ZZ thì cho ra 100% con đực.Tôm càng (Macrobrachium nipponense de Haan) là loài tôm nước ngọt cỡ trung bình, phân bố ở hầu hết vùng nước nội địa nước ta. Thống kê ở một số hồ khu vực Tây nguyên, sản lượng tôm bằng 22,6% tổng sản lượng thủy sản trong hồ. Tôm càng có thể trở thành đối tượng nuôi nước ngọt nhiều triển vọng cho nghề nuôi thuỷ sản nội địa của Việt nam (Nguyễn Quốc Ân, Phan Đình Phúc, 2003)Tôm càng là loài dị hình giới tính, khi trưởng thành trọng lượng tôm đực hơn 30% so với trọng lượng tôm cái. Như vậy về mặt kinh tế, tạo được càng nhiều tôm đực trong quần thể càng tốt. Với mục đích đó chúng tôi đã tiến hành cắt bỏ tuyến androgen ở tôm non loài Macrobrachium nipponense de Haan để đảo giới tôm đực thành tôm cái với hy vọng sẽ dùng các con cái giả này để tạo quần thể tôm càng toàn đực.2. Vật liệu và phương phápVật liệuTôm càng Macrobrachium nipponenese De Haan đực non được thu nhận tại các ao của Viện nghiên cứu nuôi trồng thuỷ sản I, Đình Bảng, Bắc Ninh. Tôm được định loại theo hình thái đặc trưng trong khoá phân loại , dựa chủ yếu vào kích thước, số gai trên và dưới của chuỷ đầu, các gai của giáp đầu ngực. Phân biệt đực cái chủ yếu nhờ phần phụ sinh dục chỉ có ở con đực dưới dạng một nhánh hình que ở nhánh trong của đôi chân bơi thứ hai (tạm gọi là gai đực). Đây là dấu hiệu phân biệt đực cái rõ nhất thấy ở tôm non.Phương pháp Chiều dài cơ thể được đo theo trạng thái duỗi thẳng từ mút chuỷ đầu đến hết telson. Chiều dài giáp đầu ngực tính từ đường thẳng qua giữa hai mắt tới hết giáp. Khử tuyến androgen được tiến hành theo phương pháp của Sagi và cs (1990) như sau: Tôm được đặt ngửa trên giá xốp, được cố định bằng bông ướt. Dưới kính hiển vi soi nổi, chúng tôi xác định gốc chân bò 5 là nơi đổ ra của ống dẫn tinh và cũng là nơi định vị của tuyến androgen. Sử dụng vi kéo (của bộ vi phẫu thuật chuyên dụng) cắt lớp vỏ kitin và các khối cơ xung quanh gốc chân 5, dùng panh rút chân 5 kéo theo ống dẫn tinh, sau đó dùng kéo cắt bỏ vùng ống chứa tuyến androgen ở cả hai bên. Để theo dõi sự cái hoá phần phụ sinh dục chúng tôi cắt bỏ 1 bên phần phụ sinh dục ở gốc chân bơi thứ hai những con đực thí nghiệm. Với nhóm tôm đực đối chứng chúng tôi chỉ cắt lớp kitin và các nhóm cơ mà không loại bỏ tuyến androgen (phẫu thuật giả). Các lô tôm thí nghiệm và đối chứng được nuôi riêng trong bể kính (1 x 0,5 x 0,5m) hoặc các ô lưới có kích thước 0,5 x 0,5 x 0,5 m, trong bể bê tông (1 x 1 x 1 mét). Các bể nuôi đều có điều nhiệt để mùa đông nhiệt độ nước luôn giữ trên 180C . Hàng ngày tôm được nuôi bằng tôm nõn cắt miếng nhỏ và hàng tuần thay nước cho tôm. Sau 3 tháng , tôm thí nghiệm, tôm đực đối chứng, cái đối chứng được thu lại tiến hành khảo sát các đặc điểm sinh dục thứ cấp và sơ cấp, tuyến sinh dục được đúc cắt làm tiêu bản theo phương pháp làm tiêu bản cố định, tiêu bản được nghiên cứu và chụp ảnh theo phương pháp hiển vi thông thường.3. Kết quả nghiên cứu và bàn luậnĐặc điểm sinh dục thứ cấpSau thí nghiệm 3 tháng chúng tôi tiến hành đo đạc kích thước cơ thể và giáp đầu ngực, quan sát phần phụ sinh dục đực gốc chân bơi 2, lỗ mở sinh dục. Số liệu được tổng hợp trong bảng 1 và bảng 2

Bảng1: Kết quả theo dõi nhóm tôm bị khử tuyến androgen

Bảng2: Kết quả theo dõi nhóm tôm đối chứng

Qua các bảng ta thấy tỷ lệ sống của tôm khử tuyến là 52% (100 con sống sót trong số 192 tôm thí nghiệm). Sau khi khử tuyến tôm thí nghiệm tăng trưởng chậm so với tôm đực bình thường nhưng tương tự như tôm cái bình thường (Bảng 1 và 2). 80% tôm khử tuyến không có phần phụ sinh dục đực ở chân bơi 2 (So với 100% đực đối chứng). 20% vẫn tồn tại phần phụ này, điều này cần được nghiên cứu thêm. Có thể tôm này kích thước cơ thể nhỏ nhưng tuổi của chúng quá lớn, tuyến androgen không còn vai trò quyết định sự biệt hoá giới tính ở những trường hợp này. Qua đây có thể thấy tuyến androgen chỉ xác định sự biệt hoá giới tính ở giai đoạn sớm. Lỗ mở của ống sinh dục cũng được xem là đặc điểm sinh dục thứ cấp. Trong số tôm thí nghiệm 70% biểu hiện ở chân bò 3 giống con cái bình thường, 10% biểu hiện ở chân bò 5 giống con đực bình thường, 20% không thấy xuất hiện ở cả chân 3, 5 (bảng1). Sự hình thành ống dẫn và lỗ mở sinh dục là điều kiện rất quan trọng cho việc hình thành con cái sinh sản. Trong thí nghiệm của chúng tôi có tới 70% tôm đã hình thành được lỗ mở sinh dục ở gốc chân bò 3, đặc trưng cho con cái.

Hình1: Phần phụ sinh dục đặc trưng cho tôm đực. Các chân bơi thứ 2 đã cắt bỏ đốt thứ nhất (coxa). Bên trái là của con đực, thấy rõ hai nhánh hình que. Bên phải là của con cái, chỉ thấy 1 nhánh hình que

Tuyến sinh dục

Nghiên cứu các lát cắt mô học, chúng tôi thấy tinh hoàn và buồng trứng tôm có một sơ đồ cấu trúc chung. Cấu trúc ống tinh tương đồng với các tiểu thuỳ của buồng trứng. Quá trình tạo tế bào sinh dục đều diễn ra theo hướng từ trung tâm ra ngoại vi. Khoảng 1/3 đường kính dọc theo các ống sinh tinh là khu vực mầm, với các tinh nguyên bào và tinh bào, khu vực này thường hướng vào trung tâm và có xu hướng áp sát vào các khu vực tương tự của các ống khác. Hướng tạo noãn trong các tiểu thuỳ buồng trứng cũng tương tự như vậy. Sự tương đồng này có lẽ là cơ sở cho việc chuyển giới tuyến sinh dục ở tôm càng.

Theo quan sát qua lúp, về hình thái bên ngoài, buồng trứng tôm đảo giới có một số nét đặc biệt (hình 2 ), như các thuỳ cách nhau xa hơn, mô gian thuỳ rộng hơn. Ngoài khu vực thấy rõ các hạt trứng vẫn còn các khu vực giống như tinh hoàn. Kích thước buồng trứng và các hạt trứng rõ ràng là nhỏ hơn so với nhóm đối chứng cùng tuổi

Hình 2. Buồng trứng tôm đảo giới (bên trái) sau phẫu thuật 3 tháng và buồng trứng tôm đối chứng cùng tuổi (bên phải).

Nghiên cứu mô học buồng trứng cho thấy ở buồng trứng tôm đối chứng, các cột tế bào trứng nằm sát nhau, cấu trúc tiểu thuỳ không rõ rệt. Ngược lại trong buồng trứng đảo giới các tiểu thuỳ nằm cách xa nhau, giữa các tiểu thuỳ là mô liên kết (hình 3). ở đa số tiêu bản trong mô liên kết không phát hiện thấy các yếu tố tạo tinh chứng tỏ rằng sự đảo giới là hoàn toàn.

Hình 3. Ảnh hiển vi buồng trứng tôm đối chứng (bên trái) và tôm đảo giới (bên phải). VK.10 X TK.10.

Nghiên cứu với độ phóng đại lớn hơn chúng tôi phát hiện được trong một số ít tiêu bản buồng trứng đảo giới (2 trong 10 mẫu) vẫn còn yếu tố tạo tinh. Nằm chen giữa các tiểu thuỳ trứng, yếu tố tạo tinh được thấy dưới dạng một nang sinh tinh nhỏ, trong nang có các tế bào với nhân lớn, nhiễm sắc chất thưa với 5-7 tiểu hạch tròn, nhỏ đặc trưng cho các tinh nguyên bào (hình 4).

Hình 4. Yếu tố tạo tinh (trung tâm hình) bên cạnh các noãn bào lớn. VK: 40 X TK: 10

Như vậy qua kết quả trên, chúng tôi đã hoàn thiện được phương pháp khử tuyến androgen ở tôm non. Đây là một phương pháp phẫu thuật tinh vi . Tỷ lệ sống sau phẫu thuật tương đối nhỏ, tuy nhiên tỷ lệ thành công là lớn. Sau 3 tháng khử tuyến androgen ở tôm đực non đã gây đảo giới hoàn toàn từ con đực sang con cái, cá biệt có những con cái đảo giới có buồng trứng lớn không kém gì nhóm cái đối chứng cùng tuổi. Rất lý thú là sự đảo giới xẩy ra với cả các tính trạng sinh dục thứ cấp, thí dụ như vị trí lỗ đẻ, sự tiêu biến gai đực ở các con đảo giới. Tiếc rằng chúng tôi chưa biết cách ương nuôi ấu thể tôm càng nên không thể xác định được giới tính hậu thế, như đã làm được với tôm càng xanh.4. Kết luậnĐã hoàn thiện được phương pháp khử tuyến androgen ở các con đực non tôm càng Macrobrachium nipponense De Haan. Khử tuyến androgen đã làm đảo giới hoàn toàn từ các con đực non sang các con cái sinh sản.5. Lời cám ơn: Công trình này được thực hiện với sự hỗ trợ của đề tài đặc biệt cấp Đại học Quốc gia Hà nội, QG-01-05. Các tác giả tỏ lòng cám ơn tới các cấp lãnh đạo đã dành cho sự quan tâm đó. Các tác giả cũng chân thành cám ơn NCS Chu Văn Trung và CN Phan Ngọc Quang đã giúp nhiều về mặt kỹ thuật cho công trình này.Tài liệu tham khảo1. Nguyễn Quốc Ân, Phan Đình Phúc, (2003). Đặc điểm sinh học tôm càng Macrobrachium nipponenese De Haan ở hồ Lắc và hồ Ea Nhái tỉnh Đắc lắc.Tạp chí Thông tin Y Dược 6-2003 ( http://vnbio.homeftp.org)2. Katakura, Y. (1989).Endocrin and genetic control of sex differenciation in the malacostracan Crustacea. Invert. Reprod. Development., 16, (1989), 177-182.3. Nagamine C., Knight, A.W., Maggenti, A. and Paxman, G.Effect of androgenic gland ablation on male primary and secondary sexual characteristics in the Macrobrachium rosenbergii (de Man).General and Comparative Endocrinology 41, 423-441 (1980)4- Amir Sagi, Dan Cohen, 1990.Grow, maturation and progeny of sex–reversed Macrobrachium rosenbergii males.World Aquaculture 21 (4) December, 1990, page 87.5- Amir Sagi, Evitar Snir and Isam Khalaila, 1997Sexual differentiation in decapod crustaceans: role of the androgenic glandInvertebrate Reproduction and Development, 31:1-3 (1997) 55-61

Nguyễn Mộng Hùng, Bùi Việt Anh (Nguồn sinhhocvietnam)