1. Tóm tắt nội dung luận án

Một số loài "cá linh" thuộc họ cá chép Cyprinidae đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái và kinh tế ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), đặc biệt là trong mùa lũ. Nhóm này bao gồm bốn loài thuộc hai giống: Labiobarbus (cá linh rây – Labiobarbus leptocheilus và cá linh rìa xiêm – Labiobarbus siamensis) và Henicorhynchus (cá linh rìa đuôi vàng – Henicorhynchus entmema và cá linh rìa xiêm – Henicorhynchus siamensis). Việc phân biệt các loài trong cùng một giống là thách thức đối với các nhà không chuyên về ngư loại học, do chúng có ngoại hình bên ngoài tương đồng, đặc biệt ở giai đoạn cá nhỏ.

Nghiên cứu này kết hợp phương pháp hình thái và DNA để đánh giá sự đa dạng về hình thái và di truyền của một số loài cá linh phân bố ở vùng sông ngòi ĐBSCL, nhằm phân biệt và hoàn chỉnh việc định danh bốn loài cá linh; đồng thời đánh giá mức độ đa dạng di truyền của cá linh rìa xiêm H. siamensis – loài có giá trị kinh tế ở các môi trường tự nhiên và trong ao để phục vụ cho phát triển nghề nuôi loài cá này trong tương lai. Việc thu mẫu được thực hiện từ tháng 8 năm 2022 đến năm tháng 7 năm 2023 ở các thuỷ vực thuộc tỉnh An Giang, Cần Thơ, Tiền Giang, Đồng Tháp, Long An với số mẫu dao động từ 18 đến 186 mẫu tuỳ theo từng loài. Mẫu được thu trong các mùa lũ, thu ngẫu nhiên với nhiều kích cỡ khác nhau từ 3,1 g đến 136,8 g. Ban đầu, mẫu cá được phân loại và đếm, đo các chỉ tiêu hình thái. Kết quả cho thấy có sự khác biệt về hình thái giữa hai loài cùng giống. Trong giống Labiobarbus, số vảy quanh cuống đuôi ở loài L. siamensis (20-21 vảy) nhiều hơn loài L. leptocheilus (16-19 vảy). Chúng cũng khác nhau ở 9/16 chỉ tiêu đo sinh trắc (tỉ lệ số đo được tính theo chiều dài chuẩn và chiều dài đầu). Hai loài thuộc giống Henicorhynchus giống nhau ở các chỉ tiêu đếm nhưng khác nhau ở một số chỉ tiêu sinh trắc và tỉ lệ chiều dài hàm trên (HT) và hàm dưới (HD), với HT/HD ở H. entmema (1,41±0,06) cao hơn (p < 0,001) so với H. siamensis (1,20±0,04). Tiếp theo, gen cytochrome c oxidase subunit I (COI) của mỗi loài được giải trình tự. Khoảng cách di truyền theo tham số Kimura 2 (K2P) giữa hai loài trong mỗi giống Labiobarbus và Henicorhynchus lần lượt là 0,0878±0,0135 và 0,1005±0,123. Trong khi đó, khoảng cách di truyền trong cùng một loài dao động từ 0 đến 0,0046. Kết quả này cho thấy DNA mã vạch kiểm chứng sự chính xác của phương pháp phân loại hình thái và việc kết hợp hai phương pháp có thể giải quyết những trở ngại trong phân loại các loài cá linh nói riêng và các loài cá khác nói chung.

Ngoài ra, nghiên cứu còn so sánh đa dạng hình thái theo quần thể và theo giới tính của cá linh rìa xiêm (H. siamensis) và cá linh rây (L. leptocheilus) phân bố trên sông Tiền và sông Hậu. Các quần thể giống nhau ở các chỉ tiêu đếm nhưng khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05) ở chỉ tiêu hình thái đo với 16/20 chỉ số sinh trắc ở cả hai loài cá linh rìa xiêm (H. siamensis) và cá linh rây (L. leptocheilus). Kết quả này không thay đổi đối với chỉ tiêu đo sau hiệu chỉnh khi áp dụng phương pháp loại trừ ảnh hưởng của kích cỡ đến các chỉ tiêu đo. Phân tích nhóm dựa trên 20 chỉ tiêu đo sau hiệu chỉnh cho kết quả xếp đúng 80-93,3% cá thể vào nhóm thu mẫu ban đầu. Nhìn chung, quần thể cá ở Tiền Giang và An Giang (cá linh rìa xiêm (H. siamensis)) và cá ở quần thể An Giang và Cần Thơ (cá linh rây (L. leptocheilus)) có tỉ lệ phân nhóm đúng cao do có sự khác biệt so với các quần thể cá còn lại. Ở cả hai loài cá linh rìa xiêm (H. siamensis) và cá linh rây (L. leptocheilus) cho thấy sự khác biệt giữa hai giới tính liên quan đến việc mang trứng của con cái, dẫn đến cơ thể phát triển to và dày hơn so với cá đực.

Hiện nay, cá linh rìa xiêm (H. siamensis) đang được nghiên cứu phục vụ sinh sản nhân tạo, do đó, việc đánh giá đa dạng di truyền của loài cá này đóng vai trò quan trọng. Các mẫu cá linh rìa xiêm (H. siamensis) (18-23 mẫu/quần thể) được thu thập trong tự nhiên (4 quần thể) và ao nuôi (2 quần thể), sau đó được phân tích gen ty thể cytochrome b. Kết quả cho thấy loài này có mức độ đa dạng di truyền cao, với đa dạng kiểu đơn bội là từ 0,826±0,059 đến 0,915±0,052 và số kiểu đơn bội dao động từ 10-13 ở mỗi quần thể. Mức độ đa dạng di truyền tương đương nhau giữa các quần thể và môi trường tự nhiên hay trong ao. Như vậy, cá linh rìa xiêm (H. siamensis) ở các môi trường có tiềm năng làm nguồn cá ban đầu cho sinh sản nhân tạo nhằm thúc đẩy sự phát triển của ngành nuôi trồng thủy sản tại ĐBSCL..

2. Những kết quả mới của luận án

Luận án là công trình đầu tiên tại Việt Nam thực hiện phân tích tích hợp giữa dữ liệu hình thái và DNA mã vạch (gen COI) với số lượng mẫu lớn, bao quát toàn bộ khu vực phân bố của các loài cá linh trên các tuyến sông vùng ĐBSCL.

Luận án đạt được những kết quả mới, chưa được công bố trước đó. Đó là, xác định đa dạng di truyền của bốn loài cá linh, gồm H. siamensis, H. entmema, L. leptocheilus và L. siamensis, góp phần hoàn thiện cơ sở định danh và phân loại các loài trong hai giống Henicorhynchus và Labiobarbus vốn dễ nhầm lẫn về hình thái.

Ngoài ra, nghiên cứu còn cung cấp dữ liệu về sự khác biệt hình thái giữa các quần thể và giới tính của các loài cá linh thuộc hai giống Henicorhynchus và Labiobarbus ở hai nhánh sông Tiền và sông Hậu.

Đồng thời, luận án đã xác định mức độ biến dị di truyền và cấu trúc quần thể của loài H. Siamensis trong các môi trường sinh thái khác nhau. Đây là cơ sở khoa học quan trọng cho công tác bảo tồn nguồn gen, chọn giống và phát triển bền vững loài cá linh bản địa một nguồn lợi đặc trưng của vùng ĐBSCL.

3. Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn

Ứng dụng trong nghiên cứu khoa học

Việc kết hợp phương pháp hình thái và di truyền trong phân loại cá linh giúp nâng cao độ chính xác trong định danh loài, khắc phục hạn chế của từng phương pháp khi sử dụng riêng lẻ. Phân loại dựa trên hình thái dễ bị sai lệch do biến dị cá thể và ảnh hưởng môi trường, trong khi phương pháp di truyền – đặc biệt là sử dụng gen COI làm DNA mã vạch – cung cấp công cụ nhận diện loài ổn định và khách quan hơn. Áp dụng đồng thời hai phương pháp này cho phép phân biệt hiệu quả các loài cá linh có hình thái tương đồng, từ đó góp phần làm rõ thành phần loài, hỗ trợ công tác bảo tồn và quản lý nguồn lợi thủy sản một cách khoa học và bền vững.

Ứng dụng trong thực tiễn

Nghiên cứu chuyên sâu về sự đa dạng hình thái và di truyền đặc biệt là nghiên cứu về DNA mã vạch (DNA barcoding) của một số loài cá linh ở vùng ĐBSCL để bổ sung thông tin quan trọng và đáng tin cậy, có sức thuyết phục cao trong việc xác định loài cá linh và đóng góp vào cơ sở dữ liệu mã vạch DNA của các loài cá nước ngọt ở ĐBSCL. Hơn nữa, chỉ thị DNA còn được sử dụng trong đánh giá đa dạng di truyền của loài cá có tiềm năng trong nuôi trồng thủy sản như cá linh rìa xiêm (H. siamensis).

3.2 Các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

Đề xuất bổ sung tên gọi thông thường cho loài H. siamensis là cá linh rìa xiêm vây ngắn và L. siamensis là cá linh rìa xiêm vây dài.

Thiết lập ngân hàng dữ liệu gen cá linh tại Việt Nam. Đề xuất chọn giống quần thể cá linh rìa xiêm (H. siamensis) có đa dạng gen cao làm nguồn cá bố mẹ và nghiên cứu ảnh hưởng môi trường (dòng chảy, độ mặn, chất dinh dưỡng) lên biến dị hình thái trong tương lai.

1. Content of thesis summary

Riverine cyprinids, known as "cá linh" in Vietnam play a vital role in the economic and ecological systems of the Mekong Delta, particularly during the flooding season. These include four species from two genera: Labiobarbus (L. leptocheilus and L. siamensis) and Henicorhynchus (H. entmema and H. siamensis). Identifying species within each genus is challenging for non- ichthyologists due to their similar external appearance, particularly at early life stages.

This study combined morphological and DNA approaches to comprehensively analyze the variations in morphology and DNA barcoding of riverine cyprinids in the Mekong Delta, in order to distinguish and refine the identification of four cá linh species while also assessing the genetic diversity of the Siamese mud carp (H. siamensis) – an economically valuable species – in both natural river environments and pond conditions, supporting the future development of its aquaculture. Sampling was conducted from August 2022 to July 2023 in aquatic areas of An Giang, Can Tho, Tien Giang, Dong Thap, and Long An provinces, with sample sizes ranging from 18 to 186 individuals depending on the species. Samples were collected during the flood season, randomly selected with various sizes ranging from 3.1 g to 136.8 g. Initially, the samples were morphologically classified, and both countable and measurable traits were recorded. The results showed some morphological differences between species of the same genus. In the genus Labiobarbus, the number of circumpendicular scales in L. siamensis (20-21 scales) was higher than in L. leptocheilus (16-19 scales). They also differed in 9 out of 16 morphological features. The two Henicorhynchus species were similar in meristic traits but differed in some morphological features and the ratio of upper jaw length (UJ) to lower jaw length (LJ). The UJ/LJ ratio in H. entmema (1,41±0,06) was significantly higher (p < 0,001) than in H. siamensis (1,20±0,04).

Additionally, the study compared morphological diversity across populations and sexes of H. siamensis (ca linh ria xiem) and L. leptocheilus (ca linh ray) distributed along the Tien and Hau Rivers. Fish samples were collected from two river branches in the provinces of An Giang, Can Tho, Dong Thap, and Tien Giang (30 to 35 individuals per population). Populations exhibited similar meristic traits but significant differences (p < 0,05) in morphometric traits, with 16/20 biometric indices (measured as a proportion of standard length and head length) differing significantly in both species. These differences persisted even after accounting for size-related effects. Cluster analysis based on the adjusted indices correctly assigned 80-93,3% of individuals to their original sampling groups. Notably, fish from Tien Giang and An Giang populations (H. siamensis) and fish from An Giang and Can Tho populations (L. leptocheilus) showed higher classification accuracy due to significant differences from other populations. In both species, H. siamensis and L. leptocheilus, the observed sexual dimorphism may be related to the reproductive roles of females for carrying eggs. This leads to the development of a thicker and larger body in females compared to males.

Currently, H. siamensis is being studied for artificial reproduction, making the evaluation of genetic diversity in this species highly significant. Fish samples were collected (18-23 individuals per population) from four wild river populations and two aquaculture ponds and then analyzed using the mitochondrial cytochrome b gene. The results showed that this species has a high level of genetic diversity, with haplotype diversity ranging from 0,826±0,059 to 0,915±0,052 and the number of haplotypes varying from 10 to 13 per population. The level of genetic diversity was similar across populations and between river and pond environments. Thus, H. siamensis from different environments has potential to serve as founder broodstock sources for artificial breeding, contributing to the development of aquaculture in the Mekong Delta.

2. The novel aspects from the thesis

The dissertation is the first study in Viet Nam to conduct an integrated analysis of morphological data and DNA barcoding (COI gene) using a large sample size that comprehensively covers the entire distribution range of ca linh species along river systems in the Mekong Delta.

The dissertation presents novel findings that have not been previously reported. Specifically, it elucidates the genetic diversity of four ca linh species, namely Henicorhynchus siamensis, H. entmema, Labiobarbus leptocheilus, and L. siamensis, thereby contributing to the refinement of species identification and taxonomic classification within the two morphologically similar and often misidentified genera Henicorhynchus and Labiobarbus.

In addition, the study provides data on morphological differentiation among populations and between sexes of ca linh species belonging to the genera Henicorhynchus and Labiobarbus in the Tien and Hau River branches.

Furthermore, the dissertation determines the level of genetic variation and population structure of H. siamensis across different ecological environments. These findings constitute an important scientific basis for genetic resource conservation, selective breeding, and the sustainable development of native ca linh species, a characteristic aquatic resource of the Mekong Delta.

3. Application prospect and suggestions for further study

Practical applications and potential uses

- Scientific research: The integration of morphological and genetic approaches in fish taxonomy enhanced the precision of species identification and compensates for the limitations of each method when used separately. Morphological classification might be affected by individual variation and environmental influence, whereas genetic methods, particularly COI-based DNA barcoding, provided a more stable and objective means of identification. Applying both approaches concurrently allowed for the effective discrimination of morphologically similar species, contributing to species clarification, conservation, and scientific management of fishery resources.

- Practical research: This research provided integrated morphological and genetic datasets that enhance taxonomic accuracy, enriched the freshwater DNA barcode library for the Mekong Delta, and supported the management, conservation, and aquaculture development of fish resources.

3.2. Issues for further research

It is proposed to add vernacular names for the species H. siamensis as “short- finned Siamese fringe carp” and L. siamensis as “long-finned Siamese fringe carp.”

It is recommended to establish a “ca linh” genetic database in Vietnam. Populations of H. siamensis with high genetic diversity should be selected as broodstock for artificial breeding programs. Further research should investigate the effects of environmental factors (e.g., water flow, salinity, nutrient levels) on morphological variation in Ca linh species.