Ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED (Light Emitting Diode) đến hormone IGF-I mRNA (Insulin-like growth factor messenger RNA) và sinh sản ở cá chép (Cyprinus carpio)

ĩa về mặt thống kê (P<0,05) và được chỉ ra ở Hình 5. 
*
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Ban đầu Xanh da trời Xanh lá Đỏ Trắng
E
st
ra
di
ol
 -
17
β
(p
g/
m
l)
Xanh da trời Xanh lá Đỏ Trắng Ban đầu
GĐ4 23% 19% 6% 10% 0%
GĐ3 8% 11% 7% 12% 0%
GĐ2 11% 14% 5% 8% 0%
GĐ1 58% 56% 82% 70% 100%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
T
ỷ
 l
ệ 
p
h
ần
 t
ră
m
 g
ia
i 
đ
o
ạn
 b
u
ồ
n
g
 t
rứ
n
g
 (
%
)
Hình 4: Tỷ lệ phần trăm các giai đoạn phát triển của buồng trứng cá chép nuôi dưới điều kiện 
ánh sáng đèn LED màu xanh da trời, xanh lá, đỏ và trắng trong thời gian 10 tuần (n=60). 
3.3. Sự thay đổi nồng độ hormone estradiol-17β (E2) trong huyết tương ở cá chép cái 
Kết quả thí nghiệm cho thấy, cá chép cái nuôi dưới điều kiện ánh sáng đèn LED màu xanh 
da trời có hàm lượng estradiol-17β (E2) trong huyết tương cao hơn so với các nhóm còn lại. Sự 
khác biệt này là có ý nghĩa về mặt thống kê (P<0,05) và được chỉ ra ở Hình 5. 
*
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Ban đầu Xanh da trời Xanh lá Đỏ Trắng
E
st
ra
di
ol
 -
17
β
(p
g/
m
l)
Xanh da trời Xanh lá Đỏ Trắng Ban đầu
GĐ4 23% 19% 6% 10% 0%
GĐ3 8% 11% 7% 12% 0%
GĐ2 11% 14% 5% 8% 0%
GĐ1 58% 56% 82% 70% 100%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
T
ỷ
 l
ệ 
p
h
ần
 t
ră
m
 g
ia
i 
đ
o
ạn
 b
u
ồ
n
g
 t
rứ
n
g
 (
%
)
Hình 5: Nồng độ estradiol-17β (E2) ở cá chép cái sau 10 tuần nuôi dưới điều kiện ánh sáng đèn 
LED màu xanh da trời, xanh lá, đỏ và trắng, trung bình ± SE (n=4). *: Sự khác biệt có ý nghĩa 
thống kê (P<0,05).
19TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
IV. THẢO LUẬN
Nghiên cứu được thực hiện để khảo sát ảnh 
hưởng của đèn LED với các phổ ánh sáng khác 
nhau (trắng, xanh da trời, xanh lá và đỏ) lên tốc 
độ tăng trưởng và sinh sản ở cá chép. Sau thời 
gian 10 tuần nuôi, kết quả cho thấy nồng độ 
IGF-I trong gan của cá chép ở nghiệm thức ánh 
sáng màu xanh da trời và ánh sáng trắng đều cao 
hơn ánh sáng màu đỏ và có ý nghĩa thống kê (P< 
0,05). Các ánh sáng còn lại khác nhau không 
có ý nghĩa thống kê. Kết quả của nghiên cứu 
này trùng hợp với kết quả của một số nghiên 
cứu trước là ánh sáng màu xanh da trời làm tăng 
nồng độ hormone tăng trưởng so với ánh sáng 
màu đỏ. Theo nhận định của (Shin và ctv., 2012) 
đèn LED màu xanh da trời và xanh lá làm tăng 
nồng độ hormone tăng trưởng và melatonin, vì 
vậy giúp làm tăng tốc độ tăng trưởng của cá hề 
đuôi vàng (Yellowtail clownfish). Một nghiên 
cứu tương tự trên ấu trùng cá chẽm châu Âu 
cũng cho thấy nồng độ hormone IGF-I cao hơn 
dưới điều kiện ánh sáng màu xanh da trời so 
với ánh sáng đỏ và trắng (Villamizar và ctv., 
2009). Trong nghiên cứu của chúng tôi kết quả 
bước đầu cho thấy nồng độ hormone IGF-I (loại 
hormone có liên quan đến tăng trưởng) của cá 
chép phơi dưới ánh sáng LED màu xanh da trời 
và màu trắng đều cao hơn có ý nghĩa thống kê 
so với màu đỏ. 
Kết quả tìm hiểu ảnh hưởng của đèn LED 
đến sinh sản của cá chép. Nghiên cứu đã kiểm 
tra chỉ số GSI, mẫu mô học và đo nồng độ 
hormone estradiol-17β (E2) của cá chép cái. Kết 
quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy, nhóm cá 
chép cái nuôi dưới ánh sáng màu xanh da trời có 
chỉ số GSI cao hơn các nhóm cá còn lại. Nghiên 
cứu trước cho thấy, chỉ số GSI là yếu tố quan 
trọng để đánh giá phát triển tuyến sinh dục ở 
cá, chỉ số này cao thể hiện tuyến sinh dục phát 
triển ở mức tốt (Bairwa và ctv., 2017a). Quan 
sát mô học buồng trứng của nhóm cá chép chỉ 
ra dưới ánh sáng màu xanh da trời có noãn bào 
phát triển ở giai đoạn cao hơn so với ở ánh sáng 
màu xanh lá, đỏ và trắng. Nồng độ estradiol-
17β (E2) của cá chép cái trong điều kiện ánh 
sáng màu xanh da trời tăng có ý nghĩa thống 
kê (P < 0,05) so với nhóm cá còn lại. Điều này 
khẳng định tuyến sinh dục của cá chép cái nuôi 
ở điều kiện ánh sáng màu xanh da trời phát triển 
tốt hơn so với ở điều kiện ánh sáng xanh lá, đỏ 
và trắng. Estradiol-17β là dạng của hormone 
estrogen có hoạt lực mạnh nhất, chủ yếu được 
sản xuất từ buồng trứng và có liên quan đến chu 
kỳ sinh sản ở giống cái. Kết quả của nghiên cứu 
này phù hợp với kết quả của một vài nghiên 
cứu trước là ánh sáng có bước sóng ngắn (màu 
xanh da trời và xanh lá) kích thích sinh sản sự 
phát triển tuyến sinh dục ở cá (Bairwa và ctv., 
2017a; Choi và ctv., 2015; Shin và ctv., 2013). 
Tuy nhiên chưa có nhiều thông tin về cơ chế mà 
ánh sáng có bước sóng ngắn có khả năng kích 
thích phát triển buồng trứng. Theo nghiên cứu 
của (Shin và ctv., 2013) ánh sáng có bước sóng 
ngắn có thể chứa một sắc tố duy nhất với độ 
nhạy quang phổ rộng, có thể liên quan đến sự 
tải nạp chất kích thích thần kinh ngoại sinh ở cá. 
Hơn nữa ánh sáng có bước sóng ngắn như ánh 
sáng LED màu xanh da trời có thể truyền trong 
mực nước sâu tạo ra mật độ ánh sáng trong nước 
nhiều hơn, một nghiên cứu cho thấy mật độ ánh 
sáng là yếu tố ảnh hưởng đến sinh lý của cá 
(Myrberg và Fuiman, 2002). Ngược lại đối với 
ánh sáng LED màu đỏ là loại ánh sáng có bước 
sóng dài chỉ thâm nhập ở độ sâu thấp hơn nên 
có thể ít ảnh hưởng đến sự phát triển tuyến sinh 
dục của cá. Từ những nhận định trên cho thấy 
việc nuôi cá chép dưới ánh sáng LED màu xanh 
da trời kích thích sự phát triển tuyến sinh dục 
của cá chép cái. 
V. KẾT LUẬN
Thí nghiệm cho thấy, cá chép nuôi dưới 
điều kiện ánh sáng có bước sóng ngắn đèn LED 
màu xanh da trời, xanh lá, đỏ và trắng trong thời 
gian 10 tuần, thời gian chiếu sáng là 12 giờ/
20 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
ngày với mật độ chiếu sáng là 5,0 µm/s/m2. Kết 
quả chỉ ra nồng độ IGF-I mRNA trong gan của 
cá chép cao hơn dưới ánh sáng LED màu xanh 
da trời và màu trắng so với màu đỏ. 
 Cá chép cái được phơi dưới ánh sáng LED 
màu xanh da trời có ảnh hưởng đến sự phát triển 
của tuyến sinh dục cụ thể khối lượng tuyến sinh 
dục của cá chép cái tăng có ý nghĩa trong thời 
gian nuôi (chỉ số GSI tăng cao ở nghiệm thức 
màu xanh da trời so với màu xanh lá, đỏ và 
trắng). Quan sát mẫu mô học của buồng trứng 
thấy rõ tỷ lệ phần trăm noãn bào của tế bào trứng 
phát triển cao hơn dưới ánh sáng màu xanh da 
trời. Nồng độ hormone estradiol-17β trong máu 
của cá cũng cao hơn ở nghiệm thức LED màu 
xanh da trời so với các màu còn lại (trắng, xanh 
lá và đỏ). 
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Bairwa, M. K., Saharan, N., Rawat, K. D., Tiwari, 
V. K., & Prasad, K. P., 2017a. Effect of LED 
light spectra on reproductive performance of Koi 
carp (Cyprinus carpio). Indian Journal of Animal 
Research, 51(6), 1012-1018. 
Bairwa, M. K., Saharan, N., Rawat, K. D., Tiwari, V. 
K., & Prasad, K. P., 2017b. Effect of Light Spectra 
on Growth Performance and Immune Response 
of Koi Carp, Cyprinus carpio (Linnaeus, 1758). 
Fishery Technology, 54(2), 100-106. 
Bayarri, M., Madrid, J., & Sánchez‐Vázquez, F., 
2002. Influence of light intensity, spectrum 
and orientation on sea bass plasma and ocular 
melatonin. Journal of pineal research, 32(1), 34-
40. 
Björnsson, B. T., 1997. The biology of salmon 
growth hormone: from daylight to dominance. 
Fish physiology and biochemistry, 17(1-6), 9-24. 
Boeuf, G., & Le Bail, P.-Y., 1999. Does light have an 
influence on fish growth? Aquaculture, 177(1-4), 
129-152. 
Choi, C. Y., Shin, H. S., Kim, N. N., Yang, S.-G., Kim, 
B.-S., & Yu, Y. M., 2015. Time-related effects 
of various LED light spectra on reproductive 
hormones in the brain of the goldfish Carassius 
auratus. Biological rhythm research, 46(5), 671-
682. 
Davie, A., de Quero, C. M., Bromage, N., 
Treasurer, J., & Migaud, H., 2007. Inhibition 
of sexual maturation in tank reared haddock 
(Melanogrammus aeglefinus) through the use of 
constant light photoperiods. Aquaculture, 270(1-
4), 379-389. 
Heydarnejad, M. S., 2012. Survival and growth 
of common carp (Cyprinus carpio L.) exposed 
to different water pH levels. Turkish Journal of 
Veterinary and Animal Sciences, 36(3), 245-249. 
Imsland, A., Foss, A., Koedijk, R., Folkvord, A., 
Stefansson, S., & Jonassen, T. (2007). Persistent 
growth effects of temperature and photoperiod 
in Atlantic cod Gadus morhua. Journal of Fish 
Biology, 71(5), 1371-1382. 
Karnai, L., & naukowe StowaRzySzenia 
ekonomiStów, I. S. R., 2018. Outlooks and 
perspectives of the common carp production. 
Roczniki Naukowe SERiA, 20(1). 
Migaud, H., Cowan, M., Taylor, J., & Ferguson, H. 
W., 2007. The effect of spectral composition and 
light intensity on melatonin, stress and retinal 
damage in post-smolt Atlantic salmon, Salmo 
salar. Aquaculture, 270(1-4), 390-404. 
Myrberg, A., & Fuiman, L. A., 2002. The sensory 
world of coral reef fishes. Coral reef fishes: 
dynamics and diversity in a complex ecosystem. 
Academic, San Diego, 123-148. 
Navarro, R. D., de Sousa, S. C., Bizarro, Y. W. S., 
da Silva, R. F., & Navarro, F. K. S. P., 2015. 
Effects of photoperiod on somatic growth and 
gonadal development in male nile tilapia. Acta 
Scientiarum. Technology, 37(4), 381-385. 
Ruchin, A., 2002. Growth and feeding intensity 
of young carp Cyprinus carpio under different 
constant and variable monochromatic 
illuminations. J Ichthyol, 42, 191-199. 
Shin, H. S., Kim, N. N., Choi, Y. J., Habibi, H. R., 
Kim, J. W., & Choi, C. Y., 2013. Light-emitting 
diode spectral sensitivity relationship with 
reproductive parameters and ovarian maturation 
in yellowtail damselfish, Chrysiptera parasema. 
Journal of Photochemistry and Photobiology B: 
Biology, 127, 108-113. 
Shin, H. S., Lee, J., & Choi, C. Y., 2011. Effects 
of LED light spectra on oxidative stress and 
the protective role of melatonin in relation to 
the daily rhythm of the yellowtail clownfish, 
Amphiprion clarkii. Comparative Biochemistry 
and Physiology Part A: Molecular & Integrative 
Physiology, 160(2), 221-228. 
Shin, H. S., Lee, J., & Choi, C. Y., 2012. Effects of 
21TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
LED light spectra on the growth of the yellowtail 
clownfish Amphiprion clarkii. Fisheries science, 
78(3), 549-556. 
Takahashi, A., Kasagi, S., Murakami, N., Furufuji, 
S., Kikuchi, S., Mizusawa, K., & Andoh, T., 
2016. Chronic effects of light irradiated from 
LED on the growth performance and endocrine 
properties of barfin flounder Verasper moseri. 
General and comparative endocrinology, 232, 
101-108. 
Tucker, B. J., Booth, M. A., Allan, G. L., Booth, D., 
& Fielder, D. S., 2006. Effects of photoperiod 
and feeding frequency on performance of newly 
weaned Australian snapper Pagrus auratus. 
Aquaculture, 258(1-4), 514-520. 
Vera, L., Davie, A., Taylor, J., & Migaud, H., 
2010. Differential light intensity and spectral 
sensitivities of Atlantic salmon, European sea 
bass and Atlantic cod pineal glands ex vivo. 
General and comparative endocrinology, 165(1), 
25-33. 
Villamizar, N., García-Alcazar, A., & Sánchez-
Vázquez, F., 2009. Effect of light spectrum 
and photoperiod on the growth, development 
and survival of European sea bass 
(Dicentrarchuslabrax) larvae. Aquaculture, 
292(1-2), 80-86. 
Villamizar, N., García-Alcazar, A., & Sánchez-
Vázquez, F. J., 2009. Effect of light spectrum 
and photoperiod on the growth. Dña. Natalia 
Villamizar Villamizar, 292, 67. 
Volpato, G. L., & Barreto, R., 2001. Environmental 
blue light prevents stress in the fish Nile tilapia. 
Brazilian Journal of Medical and Biological 
Research, 34(8), 1041-1045. 
Wallace, R. A., & Selman, K., 1981. Cellular and 
dynamic aspects of oocyte growth in teleosts. 
American Zoologist, 21(2), 325-343. 
Weimin, M., 2017. Aquaculture production and 
trade trends: carp, tilapia and shrimp. Paper 
presented at the FMM/RAS/298: Strengthening 
Capacities, Policies and National Action Plans on 
Prudent and Responsible Use of Antimicrobials 
in Fisheries Final Workshop in Cooperation with 
AVA Singapore and INFOFISH.
Zheng, J.-L., Yuan, S.-S., Li, W.-Y., & Wu, C.-W., 
2016. Positive and negative innate immune 
responses in zebrafish under light emitting 
diodes conditions. Fish & shellfish immunology, 
56, 382-387.
22 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
EFFECT OF LIGHT EMITING DIODE (LED) WAVELENGTH ON 
HORMONE IGF-I mRNA (INSULIN-LIKE GROWTH FACTOR 
MESSENGER RNA) AND REPRODUCTION IN 
COMMON CARP (Cyprinus carpio)
Nguyen Thi Dang1* and Katsuhisa Uchida 2
ABSTRACT
Light Emitting Diode (LED) light sources are being used to improve the efficiency of aquaculture 
production. In this study, we investigated effects of various LED wavelength (white, blue, green 
and red) on concentration of IGF-I mRNA hormone and reproduction of common carp (Cyprinus 
carpio) with average individual weight of 92 ± 4.3g. Fishes were reared in flow-through water tanks, 
covered by black box in the laboratory for 10 weeks and stocked at a density of 8 fish per tank. The 
fish were fed with a commercial feed diet (containing 34.0% crude protein) and twice daily (09:00 
h and 17:00 h) with 2 % of body weight per day. The experimental groups were exposed to white 
(446 nm), blue (peak at 468 nm), green (537 nm) and red (630 nm) light. The LED lights were 
positioned 50 cm above the water surface and the irradiance at the water surface was maintained 
at approximately 5.0 µm/s/m2. The photoperiod was a 12h light-dark cycle, with 7:00 light-on 
and 19:00 light-off. The results showed that hepatic IGF-I mRNA hormone levels under the blue 
and white light were significantly greater than that under red light condition. Moreover, gonado-
somatic index (GSI) of female was significantly higher in the blue LED treated group than that in 
other experimental groups. Histological observation of ovary tissue indicated that the proportion 
of early vitellogenic stage oocyte was highest in the blue treated group while the percentage of 
pre-vitellogenic stage oocyte was still high in the white and red LED treated groups. Estradiol 
-17β concentration in female blood also was significantly higher under the blue LED condition 
compared to those in the others groups. These results suggest that the blue light promotes gonadal 
development and the improvement of egg quality in common carp.
Keywords: Light Emitting Diode (LED), Cyprinus carpio, common carp
Người phản biện: TS. Nguyễn Thị Ngọc Tĩnh
Ngày nhận bài: 04/7/2020
Ngày thông qua phản biện: 28/7/2020
Ngày duyệt đăng: 25/8/2020
Người phản biện: PGS. TS. Đỗ Thị Thanh Hương 
Ngày nhận bài: 04/7/2019
Ngày thông qua phản biện: 25/7/2020
Ngày duyệt đăng: 25/8/2020
1 Research Institute for Aquaculture No.2
2 Phygiology Lab, Miyazaki university, Japan.
*Email: nguyethidang34@gmail.com