Vận hành sinh thái của kỹ thuật thủy lực là thiết yếu cho việc bảo tồn nguồn lợi thủy sản. Vận tốc nước được biết là ảnh hưởng đến sự sinh sản của cá đẻ trứng trôi dạt. Nghiên cứu này nhằm mục đích khám phá tác động của việc kích thích vận tốc nước lên sự trưởng thành của buồng trứng và khả năng chống oxy hóa của cá trắm cỏ trưởng thành (Ctenopharyngodon idellus) thông qua các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm để hiểu cơ chế sinh lý làm nền tảng cho phản ứng sinh sản tự nhiên với các dòng chảy sinh thái. Chúng tôi đã kiểm tra mô học, nồng độ hormone sinh dục và vitellogenin (VTG) của buồng trứng, và bản sao của các gen chính trong trục hạ đồi-tuyến yên-tuyến sinh dục (HPG), cũng như hoạt động chống oxy hóa của buồng trứng và gan ở cá trắm cỏ. Kết quả cho thấy mặc dù không có sự khác biệt rõ rệt về đặc điểm phát triển buồng trứng của cá trắm cỏ dưới tác động của kích thích vận tốc nước, nồng độ estradiol, testosterone, progesterone, 17α, 20β-dihydroxy-4-pregnen-3-one (17α, 20β-DHP) và VTG tăng cao, điều này liên quan đến sự điều hòa phiên mã của các gen trục HPG. Mức độ biểu hiện gen (gnrh2, fshβ, lhβ, cgα, hsd20b, hsd17b3 và vtg) trên trục HPG tăng cao đáng kể dưới tác động của kích thích vận tốc nước, trong khi mức độ biểu hiện của hsd3b1, cyp17a1, cyp19a1a, hsd17b1, star và igf3 bị ức chế. Ngoài ra, kích thích vận tốc nước thích hợp có thể cải thiện tình trạng sức khỏe của cơ thể bằng cách tăng hoạt động của các enzyme chống oxy hóa trong buồng trứng và gan. Kết quả nghiên cứu này cung cấp kiến thức cơ bản và dữ liệu hỗ trợ cho hoạt động sinh thái của các dự án thủy điện và phục hồi sinh thái sông.
Giới thiệu
Đập Tam Hiệp (TGD), nằm ở đoạn giữa sông Dương Tử, là dự án thủy điện lớn nhất thế giới và đóng vai trò quan trọng trong việc khai thác và sử dụng năng lượng của dòng sông (Tang và cộng sự, 2016). Tuy nhiên, việc vận hành TGD không chỉ làm thay đổi đáng kể các quá trình thủy văn của sông mà còn đe dọa môi trường sống dưới nước ở cả thượng nguồn và hạ lưu khu vực đập, qua đó góp phần làm suy thoái hệ sinh thái ven sông (Zhang và cộng sự, 2021). Cụ thể, việc điều tiết hồ chứa làm đồng nhất hóa các quá trình dòng chảy của sông và làm suy yếu hoặc loại bỏ các đỉnh lũ tự nhiên, từ đó dẫn đến sự suy giảm trứng cá (She và cộng sự, 2023).
Hoạt động sinh sản của cá có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố môi trường, bao gồm vận tốc nước, nhiệt độ nước và oxy hòa tan. Bằng cách tác động đến quá trình tổng hợp và tiết hormone, các yếu tố môi trường này ảnh hưởng đến sự phát triển tuyến sinh dục của cá (Liu và cộng sự, 2021). Đặc biệt, vận tốc nước được xác định là có ảnh hưởng đến quá trình sinh sản của cá đẻ trứng trôi dạt trên sông (Chen và cộng sự, 2021a). Để giảm thiểu tác động tiêu cực của việc vận hành đập đối với sinh sản của cá, cần thiết lập các quy trình thủy văn sinh thái cụ thể để kích thích sinh sản của cá (Wang và cộng sự, 2020).
Bốn loài cá chép Trung Quốc chính (FMCC), bao gồm cá chép đen (Mylopharyngodon piceus), cá trắm cỏ (Ctenopharyngodon idellus), cá chép bạc (Hypophthalmichthys molitrix) và cá chép đầu to (Hypophthalmichthys nobilis), là những loài cá rất nhạy cảm với các quá trình thủy văn, đại diện cho những loài cá quan trọng nhất về mặt kinh tế ở Trung Quốc. Quần thể FMCC sẽ di cư đến các địa điểm sinh sản và bắt đầu sinh sản để đáp ứng với các xung dòng chảy lớn từ tháng 3 đến tháng 6, trong khi việc xây dựng và vận hành TGD làm thay đổi nhịp điệu thủy văn tự nhiên và cản trở sự di cư của cá (Zhang và cộng sự, 2023). Do đó, việc kết hợp dòng chảy sinh thái vào kế hoạch vận hành TGD sẽ là một biện pháp giảm thiểu để bảo vệ sự sinh sản của FMCC. Người ta đã chứng minh rằng việc thực hiện các trận lũ nhân tạo có kiểm soát như một phần của hoạt động TGD giúp tăng cường khả năng sinh sản của FMCC ở các vùng hạ lưu (Xiao và cộng sự, 2022). Từ năm 2011, một số nỗ lực đã được tổ chức để thúc đẩy hành vi sinh sản của cá mú trắng (FMCC) nhằm giảm thiểu sự suy giảm của cá mú trắng (FMCC) trên sông Dương Tử. Kết quả nghiên cứu cho thấy vận tốc dòng nước kích thích cá mú trắng sinh sản dao động từ 1,11 đến 1,49 m/giây (Cao và cộng sự, 2022), với vận tốc dòng chảy tối ưu là 1,31 m/giây đã được xác định cho sự sinh sản của cá mú trắng (FMCC) trên sông (Chen và cộng sự, 2021a). Mặc dù vận tốc dòng nước đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh sản của cá mú trắng (FMCC), nhưng hiện nay vẫn còn rất ít nghiên cứu về cơ chế sinh lý làm nền tảng cho phản ứng của quá trình sinh sản tự nhiên với dòng chảy sinh thái.
Thời gian đăng: 05-08-2024