Phương pháp thủ công gây ra sự melanin hóa túi tinh trên tôm

Việc sản xuất tôm bố mẹ thuần hóa là một quá trình tốn kém mà cũng đòi hỏi nhiều thời gian. Tôm bố mẹ được thu từ môi trường tự nhiên như lạch hoặc các cửa sông và gia hóa trong điều kiện nhân tạo. Việc này đã trở nên quan trọng hơn đối với nghề nuôi tôm, giúp giảm áp lực lên nguồn tôm ngoài tự nhiên.

Tuy nhiên, các kỹ thuật hiện đang được sử dụng trong hầu hết các trại sản xuất giống tôm không dựa trên nguyên tắc đạo đức động vật. Ví dụ, kỹ thuật chính được sử dụng để kích thích sự trưởng thành của tuyến sinh dục nữ là sự cắt bỏ cuống mắt, một vài nghiên cứu mới đây cho thấy áp dụng kỹ thuật này sẽ giảm sự tăng trưởng của tôm, rút ngắn chu kỳ lột xác, tăng nhu cầu năng lượng và dẫn đến tỷ lệ tử vong cao ở tôm, dần dần chất lượng trứng sẽ giảm. 

Đối với tôm đực, vấn đề chính liên quan đến chất lượng sinh sản của chúng trong điều kiện nuôi nhốt là sự melanin hóa (melanization) của túi tinh. Melanin hóa (melanization) là quá trình liên quan đến đáp ứng miễn dịch chính của động vật giáp xác trong đó bao gồm các phản ứng  giúp tiêu diệt mầm bệnh cuối cùng là sự tổng hợp và lắng đọng của melanin. 

Sự tổng hợp của tinh trùng và đóng gói vào túi tinh được quan sát thấy ở tôm đực khi chúng đạt khoảng 6-8 g. Từ giai đoạn này, tôm tổng hợp các tế bào tinh trùng thông qua một quá trình liên tục, đạt tối đa khi ở 17 g. Do đó, tôm đực bố thường có thời gian nuôi vỗ thành thục (tôm sống trong điều kiện nuôi nhốt) dài hơn so với những con cái và thực tế này có thể làm giảm chất lượng sinh sản của tôm đực.

Trong các phòng thí nghiệm về thành thục, việc giao phối tự nhiên của tôm với mục tiêu để có được sản lượng ấu trùng tốt cả về chất lượng lẫn số lượng. Tuy nhiên, tỷ lệ tôm cái trưởng thành không được thụ tinh bởi tôm đực cũng còn nhiều, điều này phụ thuộc vào việc duy trì các yếu tố môi trường trong phạm vi thích hợp cho sinh sản của tôm.

Một chiến lược để tăng tỉ lệ giao phối ở một số trang trại sản xuất giống tôm là nuôi nhốt tất cả tôm đực trong bể, nhằm thu thập tinh trùng để sử dụng cho thụ tinh nhân tạo.

Những hình ảnh trên cho thấy một túi tinh trùng được chèn vào trong bộ phận giao vĩ (thelycum đóng – mũi tên xanh)của tôm cái, trong khi những con ở phía dưới cho thấy khối lượng tinh trùng bên ngoài dính chặt vào bộ phận giao vĩ của tôm cái (khi thelycum mở).

Thụ tinh nhân tạo trong sản xuất giống tôm bao gồm gắn chặt túi tinh bên ngoài thelycum con cái (trong trường hợp thelycum mở) hoặc cấy tinh trùng vào bộ phận giao vĩ con cái (trong trường hợp thelycum đóng) (Hình 2). Trong cả hai trường hợp, tinh trùng được thu thập từ túi tinh (terminal ampoule) của tôm đực. Phương pháp thủ công để thu thập tinh trùng được sử dụng rộng rãi là ép và nén khớp háng cặp chân bò thứ 5 của tôm đực.

Mối liên hệ giữ ép tinh trùng thủ công và melanin hóa trên tôm

Mối liên quan giữa việc thu thập tinh trùng thủ công và sự melanin hóa của túi tinh trùng đã được đề cập trước đây trong các nghiên cứu. Để làm rõ mối quan hệ này các nhà khoa học đã tiến hành một nghiên cứu thực nghiệm trên tôm Farfantepenaeus brasiliensis và đây là nghiên cứu đầu tiên chứng minh rằng phương pháp ép tinh trùng thủ công có thể gây ra sự melanine túi tinh.

Nghiên cứu được tiến hành trong 30 ngày, những con đực tôm Farfantepenaeus brasiliensis có tinh trùng được thu thập bằng phương pháp ép đùn bằng tay mỗi 2 tuần 1 lần vào những ngày 0, 15 và 30. Sau đó chất lượng tinh trùng và phân tích mô học được tiến hành. 

Kính hiển vi mô học của tế bào tinh trùng bình thường (bên trái) và có sự melanin hóa (bên phải). Mũi tên chỉ ra sự thâm nhiễm hồng cầu. Kính hiển vi mô học cho thấy rằng một quá trình viêm đặc trưng bởi sự xâm nhập tế bào máu vào các mô tinh trùng được xác định là kích hoạt cho sự melanine túi tinh(Hình 3).

Kết quả cho thấy rằng sự sống của tôm đực cũng giảm sau khi thí nghiệm. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng chứng minh một sự giảm dần của chất lượng tinh trùng của tôm đực bị ép tinh trùng thủ công. 

Hình 4 cho thấy mất chất lượng tinh trùng được đặc trưng bởi việc giảm số lượng tinh trùng tổng số và tăng số lượng tinh trùng bất thường chứa trong tinh trùng phân tích. Điều này cho thấy chất lượng tinh trùng bị ảnh hưởng tiêu cực bởi sự lắng đọng melanin. Trong hình khối lượng tinh trùng của tôm Farfantepenaeus brasiliensis cho thấy hầu hết các tinh trùng có biến dạng.

Những phát hiện này được mô tả trong bài báo Farfantepenaeus brasiliensis melanized spermatophore, gần đây được công bố trên tạp chí Aquaculture và sciencetrends.