ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC VÀ THỰC NGHIỆM SINH SẢN VÔ TÍNH LOÀI SAN HÔ MỀM Sarcophyton serenei TIXIER–DURIVAULT, 1958

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC VÀ THỰC NGHIỆM SINH SẢN VÔ TÍNH LOÀI SAN HÔ MỀM Sarcophyton serenei TIXIER–DURIVAULT, 1958. San hô mềm là một thành phần quan trọng trong quần xã sinh vật của hệ sinh thái rạn san hô nhiệt đới, góp phần đáng kể vào sự đa dạng sinh học của hệ sinh thái này. Với khả năng thích nghi cao, san hô mềm không chỉ cung cấp môi trường sống cho nhiều loài sinh vật như cá, ốc, và tảo, mà còn đóng vai trò như loài tiên phong xây dựng rạn tại các khu vực nước đục, nơi san hô cứng gặp khó khăn trong việc phát triển [1, 2]. Ngoài vai trò sinh thái, san hô mềm còn là nguồn cung cấp các hợp chất sinh học có giá trị, đặc biệt trong lĩnh vực y–sinh. Bên cạnh các giá trị y–sinh, san hô mềm còn có giá trị kinh tế cao trên thị trường sinh vật cảnh biển do màu sắc thu hút và khả năng thích nghi tốt trong bể nuôi cảnh. Tuy nhiên, nhu cầu thương mại đã dẫn đến tình trạng khai thác quá mức san hô mềm từ tự nhiên.

Điều này đã gây suy giảm quần thể san hô mềm, ảnh hưởng tiêu cực đến đa dạng sinh học và hệ sinh thái rạn san hô [3]. Trước tình hình trên, nuôi trồng san hô mềm đang trở thành một lĩnh vực quan trọng, không chỉ để giảm áp lực khai thác tự nhiên mà còn nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng trong các ngành thương mại sinh vật cảnh, chiết xuất các chất có hoạt tính sinh học và phục hồi rạn san hô [4]. Mặc dù đã có một số nghiên cứu về sinh sản của san hô mềm, tuy nhiên các nghiên cứu này chỉ tập trung chủ yếu các khu vực như Biển Đỏ và Rạn san hô Great Barrier [5, 6], các khu vực khác như đảo Tây Thái Bình Dương có rất ít nghiên cứu được công bố. Tại Việt Nam, nghiên cứu về đặc điểm sinh sản san hô mềm vẫn ít được quan tâm nghiên cứu, chỉ có một số nghiên cứu được thực hiện trên một số loài san hô cứng [7, 8]. Bên cạnh đó, vấn đề phát triển các phương pháp sinh sản và nuôi trồng chi phí thấp trong trại giống đã trở thành giải pháp bền vững cho cả mục đích thương mại và bảo tồn san hô [9]. Các phương pháp nhân giống vô tính của san hô mềm trong điều kiện nhân tạo đã được nghiên cứu thông qua việc đánh giá tác động của nhiều yếu tố khác nhau như phương pháp gắn giá thể [10], thức ăn [11, 12], ánh sáng [11, 13], hệ thống nuôi [12, 14]… Các nghiên cứu đã thành công trong việc phát triển các tập đoàn san hô mềm mới, khỏe mạnh.
Điều này đã chứng minh rằng một số lượng lớn các tập đoàn san hô con có thể được tạo ra bằng cách sử dụng các kỹ thuật nhân giống đơn giản. Mặc dù đã có một số nghiên cứu về đa dạng, phân bố, sinh học sinh sản và sinh sản vô tính của một số loài thuộc giống Sarcophyton, tuy nhiên, đến nay vẫn chưa có công trình nào công bố về đặc điểm sinh học sinh sản cũng như khả năng sinh sản vô tính của loài san hô mềm S. serenei. Đây là loài đã được ghi nhận phân bố tại vịnh Nha Trang [15-17], vùng biển Lý Sơn [18], và vịnh Suez, Ai Cập [19]. Sự thiếu hụt thông tin về sinh học sinh sản của loài đã hạn chế cơ sở khoa học cho công tác bảo tồn, lưu giữ, khai thác và phát triển nguồn gen. Do đó, việc thực hiện nghiên cứu “Đặc điểm sinh học và thực2 nghiệm sinh sản vô tính loài san hô mềm Sarcophyton serenei Tixier–Durivault, 1958” là cần thiết, góp phần bổ sung dữ liệu khoa học về sinh học loài, đồng thời cung cấp cơ sở cho các hoạt động bảo tồn và phát triển bền vững nguồn tài nguyên sinh vật biển này

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ………………………………………………………………………………………….i
LỜI CẢM ƠN…………………………………………………………………………………………….. ii
DANH MỤC BẢNG………………………………………………………………………………….. vii
DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ ………………………………………………………………………ix
MỞ ĐẦU ……………………………………………………………………………………………………..1
Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU……………………………………….4
1.1. Đặc điểm phân loại giống san hô mềm Sarcophyton và loài S. serenei …………..4
1.1.1. Giống Sarcophyton………………………………………………………………………………..4
1.1.2. Hệ thống phân loại san hô mềm S. serenei ……………………………………………….5
1.2. Phân bố của giống san hô mềm Sarcophyton và loài S. serenei ……………………..7
1.3. Tổng quan tình hình nghiên cứu ngoài nước ……………………………………………….7
1.3.1. Một số đặc điểm sinh thái của san hô mềm và giống Sarcophyton ………………7
1.3.2. Đặc điểm sinh trưởng của giống Sarcophyton…………………………………………..8
1.3.3. Một số đặc điểm sinh học sinh sản của san hô mềm…………………………………11
1.3.3.1. Phương thức sinh sản………………………………………………………………………..11
1.3.3.2. Kích thước sinh sản lần đầu và mùa vụ sinh sản…………………………………..14
1.3.4. Quan hệ giữa zooxanthellae, Chlorophyll–a và san hô mềm……………………..16
1.3.5. Một số kết quả nghiên cứu về sinh sản vô tính san hô mềm………………………16
1.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước………………………………………………21
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU …………………..23
2.1. Đối tượng, thời gian và địa điểm nghiên cứu……………………………………………..23
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu…………………………………………………………………………..23
2.1.2. Thời gian nghiên cứu …………………………………………………………………………..23
2.1.3. Địa điểm nghiên cứu ……………………………………………………………………………23
2.1.4. Thời điểm thu mẫu:……………………………………………………………………………..24
2.2. Phương pháp nghiên cứu…………………………………………………………………………26
2.2.1. Nội dung 1: Đặc điểm sinh học của loài san hô mềm S. serenei. ……………….26
2.2.2. Nội dung 2: Nghiên cứu sinh sản vô tính loài san hô mềm S. serenei trong
điều kiện nhân tạo. ……………………………………………………………………………………….30
2.2.2.1. Nội dung 2.1: Ảnh hưởng nồng độ Lugol và thời gian xử lý mảnh tách …..31
2.2.2.2. Nội dung 2.2: Ảnh hưởng của giá thể và kích thước mảnh tách. …………….32
2.2.2.3. Nội dung 2.3: Ảnh hưởng của thức ăn và chế độ cho ăn………………………..33
2.2.2.4. Nội dung 2.4: Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng. ……………………………….34
2.2.3. Kỹ thuật thu thập và xử lý dữ liệu………………………………………………………….35
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN …………………………………………………….39v
3.1. Đặc điểm sinh học của loài san hô mềm S. serenei …………………………………….39
3.1.1. Đặc điểm hình thái và phân loại loài san hô mềm S. serenei……………………..39
3.1.1.1. Hình thái bên ngoài của loài san hô mềm S. serenei……………………………..39
3.1.1.2. Đặc điểm trâm xương của loài san hô mềm S. serenei…………………………..40
3.1.2. Đặc điểm môi trường sống của loài san hô mềm S. serenei ở vịnh Nha Trang …….49
3.1.2.1. Các yếu tố sinh thái môi trường sống của loài san hô mềm S. serenei:……49
3.1.2.2. Trầm tích đáy nơi sinh sống của san hô: ……………………………………………..55
3.1.3. Đặc điểm sinh học sinh sản của loài san hô mềm S. serenei ……………………..57
3.1.3.1. Giới tính và tỷ lệ đực cái của loài san hô mềm S. serenei ………………………57
3.1.3.2. Các giai đoạn phát triển của noãn bào và tinh sào của S. serenei…………..58
3.1.3.3. Sức sinh sản của S. serenei ………………………………………………………………..63
3.1.3.4. Tỷ lệ thành thục và mùa vụ sinh sản của S. serenei……………………………….63
3.2. Nghiên cứu sinh sản vô tính loài san hô mềm S. serenei trong điều kiện nhân tạo..67
3.2.1. Ảnh hưởng của Lugol và thời gian xử lý mảnh tách ………………………………..67
3.2.1.1. Tỷ lệ sống ………………………………………………………………………………………..67
3.2.1.2. Thời gian bám chân ………………………………………………………………………….69
3.2.1.3. Sinh trưởng………………………………………………………………………………………70
3.2.1.4. Mật độ tảo zooxanthellae…………………………………………………………………..71
3.2.1.5. Hàm lượng Chlorophyll–a …………………………………………………………………72
3.2.1.6. Hàm lượng hữu cơ ……………………………………………………………………………73
3.2.2. Ảnh hưởng của giá thể và kích thước mảnh tách……………………………………..78
3.2.2.1. Tỷ lệ sống ………………………………………………………………………………………..78
3.2.2.2. Thời gian bám chân ………………………………………………………………………….80
3.2.2.3. Sinh trưởng………………………………………………………………………………………81
3.2.2.4. Mật độ tảo zooxanthellae…………………………………………………………………..83
3.2.2.5. Hàm lượng Chlorophyll–a …………………………………………………………………84
3.2.2.6. Hàm lượng khối lượng hữu cơ ……………………………………………………………86
3.2.3. Ảnh hưởng của thức ăn và chế độ cho ăn ……………………………………………….91
3.2.3.1. Tỷ lệ sống ………………………………………………………………………………………..91
3.2.3.2. Sinh trưởng………………………………………………………………………………………92
3.2.3.3. Mật độ zooxanthellae ………………………………………………………………………..92
3.2.3.4. Hàm lượng Chlorophyll–a …………………………………………………………………93
3.2.3.5. Hàm lượng hữu cơ ……………………………………………………………………………94
3.2.4. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng………………………………………………………..99
3.2.4.1. Tỷ lệ sống ………………………………………………………………………………………..99
3.2.4.2. Thời gian bám chân ………………………………………………………………………..100vi
3.2.4.3. Sinh trưởng…………………………………………………………………………………….101
3.2.4.4. Mật độ zooxanthellae ………………………………………………………………………102
3.2.4.5. Hàm lượng Chlorophyll–a ……………………………………………………………….103
3.2.4.6. Hàm lượng hữu cơ ………………………………………………………………………….104
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ……………………………………………………………………111
1. Kết luận …………………………………………………………………………………………………111
2. Kiến nghị……………………………………………………………………………………………….112
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ…………………………………………….113
TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………………………………114vii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Một số kết quả nghiên cứu về kích thước trứng thành thục và phương
thức sinh sản của một số loài san hô mềm ……………………………………………………….13
Bảng 2.1. Thông tin các mốc thời gian thực hiện chính của luận án……………………….23
Bảng 2.2. Thông tin thu mẫu đặc điểm sinh học sinh sản và các yếu tố môi trường ….25
Bảng 3.1. Đặc điểm hình thái ngoài của S. serenei trong các nghiên cứu khác nhau …44
Bảng 3.2. Hình dạng, kích thước trâm xương của S. serenei qua các nghiên cứu khác
nhau ……………………………………………………………………………………………………………45
Bảng 3.3. Các thông số vật lý, sinh thái ở hai điểm khảo sát ……………………………..49
Bảng 3.4. Kích thước noãn bào (µm) qua các giai đoạn (n = 30)………………………..60
Bảng 3.5. Kích thước túi tinh (µm) qua các giai đoạn (n = 30)…………………………..61
Bảng 3.6. Một số kết quả nghiên cứu sinh sản hữu tính của Sarcophyton ……………66
Bảng 3.7. Tỷ lệ sống của loài san hô mềm S. serenei (n = 3)……………………………..68
Bảng 3.8. Thời gian bám chân của S. serenei (n = 3) ………………………………………..69
Bảng 3.9. Tốc độ tăng trưởng về chiều dài (SGRL,% ngày-1) và khối lượng
(SGRW,% ngày-1) của S. serenei (n = 3) ………………………………………………………….70
Bảng 3.10. Tỷ lệ khối lượng hữu cơ của S. serenei thí nghiệm (n = 3)………………..73
Bảng 3.11. Tỷ lệ sống của S. serenei (n = 3) ……………………………………………………79
Bảng 3.12. Thời gian bám chân của S. serenei (n = 3) ………………………………………80
Bảng 3.13. Tốc độ tăng trưởng đặc trưng về chiều dài (SGRL) và khối lượng
(SGRW) của S. serenei (n = 3)………………………………………………………………………..82
Bảng 3.14. Sự thay đổi mật độ zooxanthellae của S. serenei thí nghiệm (n = 3). ….83
Bảng 3.15. Sự biến động hàm lượng Chlorophyll–a trong S. serenei (n = 3) ……….85
Bảng 3.16. Tỷ lệ khối lượng hữu cơ của loài san hô mềm S. serenei trong thí
nghiệm (n = 3)……………………………………………………………………………………………..87
Bảng 3.17. Tỷ lệ sống của S. serenei ở các nghiệm thức thí nghiệm (n = 3) ……………….91
Bảng 3.18. Tốc độ tăng trưởng đặc trưng về khối lượng (% ngày-1) của các nghiệm
thức thí nghiệm (n = 3)………………………………………………………………………………….92
Bảng 3.19. Mật độ zooxanthellae (× 106 tế bào g-1) của loài san hô mềm S. serenei ở
các nghiệm thức thí nghiệm khác nhau theo thời gian (n = 3)…………………………….93
Bảng 3.20. Hàm lượng Chlorophyll–a (× 102 μg g-1) của loài san hô mềm S. serenei
ở các nghiệm thức khác nhau theo thời gian (n = 3)………………………………………….94
Bảng 3.21. Tỷ lệ khối lượng hữu cơ san hô mềm S. serenei ở các nghiệm thức thí
nghiệm khác nhau (n = 3)………………………………………………………………………………95
Bảng 3.22. Tỷ lệ sống của S. serenei ở các nghiệm thức (n = 3)……………………….100
Bảng 3.23. Thời gian bám chân của các mảnh tách (n = 3)……………………………..100viii
Bảng 3.24. Tốc độ tăng trưởng đặc trưng (n = 3) ……………………………………………101
Bảng 3.25. Mật độ zooxanthellae của loài san hô mềm S. serenei (n = 3) ………….102
Bảng 3.26. Hàm lượng Chlorophyll–a của loài san hô mềm S. serenei (n = 3) …..103
Bảng 3.27. Hàm lượng hữu cơ của loài san hô mềm S. serenei (n = 3) ……………..10

DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. San hô mềm S. serenei trong nghiên cứu…………………………………………….6
Hình 2.1. Địa điểm thu mẫu nghiên cứu ………………………………………………………….24
Hình 2.2. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu ………………………………………………………26
Hình 2.3. Đo kích thước của các trâm xương …………………………………………………..27
Hình 2.4. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ và thời gian ………..32
xử lý mảnh tách bằng dung dịch Lugol……………………………………………………………32
Hình 2.5. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu ảnh hưởng giá thể và kích thước mảnh
tách đến loài san hô mềm S. serenei. ………………………………………………………………33
Hình 2.6. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu ảnh hưởng thức ăn và chế độ cho ăn đến
loài san hô mềm S. serenei…………………………………………………………………………….33
Hình 2.7. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu ảnh hưởng cường độ ánh sáng loài san hô
mềm S. serenei. ……………………………………………………………………………………………34
Hình 2.8. Hệ thống cân nổi sử dụng trong nghiên cứu. ……………………………………..36
Hình 3.1. San hô mềm S. serenei ……………………………………………………………………39
Hình 3.2. Các autozooid, anthocodia và các siphozooid ……………………………………39
Hình 3.3. Các loại trâm xương của loài san hô mềm S. serenei. ……………………………40
Hình 3.4. Trâm xương ở polyp……………………………………………………………………….41
Hình 3.5. Các trâm xương dạng chùy trên vỏ mũ……………………………………………..41
Hình 3.6. Trâm xương dạng chùy ở vỏ mũ………………………………………………………………42
Hình 3.7. Trâm xương dạng kim – needle ở trong mũ……………………………………….42
Hình 3.8. Trâm xương ở vỏ thân…………………………………………………………………….42
Hình 3.9. Các trâm xương ở coenenchymal trong thân ……………………………………..43
Hình 3.10. Các trâm xương nhọn có mụn cóc ít hơn trong phần thân………………….43
Hình 3.11. Biến động giá trị pH theo thời gian…………………………………………………49
Hình 3.12. Biến động nhiệt độ theo thời gian……………………………………………………..50
Hình 3.13. Biến động độ mặn theo thời gian…………………………………………………….51
Hình 3.14. Biến động độ đục theo thời gian …………………………………………………….51
Hình 3.15. Biến động cường độ ánh sáng theo thời gian……………………………………52
Hình 3.16. Biến động nồng độ oxy hòa tan theo thời gian …………………………………52
Hình 3.17. Biến động chỉ số COD theo thời gian ……………………………………………..53
Hình 3.18. Biến động hàm lượng NH4+, theo thời gian ……………………………………..54
Hình 3.19. Biến động hàm lượng NO3– theo thời gian ………………………………………54
Hình 3.20. Trầm tích và nền đáy nơi san hô mềm S. serenei phân bố……………………55
Hình 3.21. Trứng (màu hồng, mũi tên màu đen) của san hô mềm ………………………57
S. serenei ở giai đoạn thành thục…………………………………………………………………….5