1. Trang Chủ
  2. Ngư nghiệp
  3. Đánh giá đa dạng di truyền các quần thể tôm sú bố mẹ (Penaeus monodon) và nguồn vật liệu ban đầu cho chương trình chọn giống theo tính trạng tăng trưởng

Đánh giá đa dạng di truyền các quần thể tôm sú bố mẹ (Penaeus monodon) và nguồn vật liệu ban đầu cho chương trình chọn giống theo tính trạng tăng trưởng

Đánh giá đa dạng di truyền của nguồn vật liệu khởi đầu của chương trình chọn giống tăng trưởng trên đối tượng tôm sú (Penaeus monodon) được Viện NCNTTS 2 thực hiện nhằm hạn chế suy giảm biến dị di truyền, loại bỏ các yếu tố cạnh tranh sinh tồn của từng cá thể trong các điều kiện chọn lọc; đồng thời hỗ trợ hoặc dự đoán giá trị trong các tính toán phối cặp gia đình. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Đánh giá đa dẠNG di TRUYỀN các QUẦN THỂ tôm sú bỐ mẸ (Penaeus monodon) VÀ nguỒN vẬT liỆu ban đẦ

Thể loại Tài liệu miễn phí Ngư nghiệp

Số trang 14

Ngày tạo 12/29/2020 11:31:55 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 1.03 M

Tên tệp

Tải Đánh giá đa dạng di truyền các quần thể tôm sú bố ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Đánh giá đa dẠNG di TRUYỀN các QUẦN THỂ tôm sú bỐ mẸ (Penaeus monodon) VÀ nguỒN vẬT liỆu ban đẦu cho chương trình chỌn giỐng theo tính trẠng tăng trưỞng Bùi Thị Liên Hà1*, Trần Nguyễn Ái Hằng1, Lê Thị Hoài Oanh1, Nguyễn Văn Hảo2 TÓM TẮT Đánh giá đa dạng di truyền của nguồn vật liệu khởi đầu của chương trình chọn giống tăng trưởng trên đối tượng tôm sú (Penaeus monodon) được Viện NCNTTS 2 thực hiện nhằm hạn chế suy giảm biến dị di truyền, loại bỏ các yếu tố cạnh tranh sinh tồn của từng cá thể trong các điều kiện chọn lọc; đồng thời hỗ trợ hoặc dự đoán giá trị trong các tính toán phối cặp gia đình. Với tổng số 29 cặp microsatellite tham khảo từ các tác giả công bố được sàng lọc cho việc phân tích đa dạng di truyền. Đa dạng di truyền của bốn quần thể bố mẹ tôm sú được khảo sát trên 15 cặp microsatellite có chỉ số đa dạng tốt nhất và sử dụng 10 microsatellite cặp trong số 15 cặp microsatellite này phục vụ phân tích đa dạng di truyền đàn mẫu tôm sú đàn con thuộc 16 phép phối từ bốn quần thể tôm sú bố mẹ ban đầu (Ấn Độ Dương, Thái Bình Dương, Nội địa và Gia hóa nhập nội). Từ khóa: Penaeus monodon, đa dạng di truyền, microsatellite, chương trình chọn giống. I. ĐẶT VẤN ĐỀ dạng di truyền quần thể của sinh vật sống trong Tôm sú (Penaeus monodon) là một trong môi trường nước biển (Pan và ctv., 2004). những loài giáp xác có giá trị kinh tế quan trọng Tôm sú bố mẹ hiện nay chủ yếu đánh bắt từ nhất trên thế giới và cũng là loài đang được khai tự nhiên, kết quả đàn tôm bố mẹ được di cư bị thác và nuôi trồng chủ đạo tại Việt Nam. Tại động đến các quốc gia có có ngành nuôi trồng Việt Nam, tính đến cuối tháng 11/2013, giá trị thủy sản phát triển mạnh, đặc biệt là các nước xuất khẩu tôm 10 tháng năm 2013 đạt gần 2,5 Đông Nam Á và Úc. Những bố mẹ nhập ngoại tỷ USD, tăng gần 32,7% so với cùng kỳ năm này đem đến rất nhiều hệ lụy như lây truyền 2012, chiếm 44% tổng giá trị xuất khẩu thủy mầm bệnh, hủy hoại tài nguyên, phá hủy đa sản của cả nước (http://www.fistenet.gov.vn/). dạng sinh học. Hơn nữa, việc đánh bắt bố mẹ Ngoài ra, nghiên cứu đa dạng di truyền tôm sú từ tự nhiên này đã gây áp lực rất lớn cho sự cân không chỉ quan trọng về mặt kinh tế mà còn bằng sinh thái do nguồn tôm này ngày càng cạn quan trọng cả về mặt phân bố và nguồn gốc con kiệt. Ngoài ra, việc dùng tôm bố mẹ tự nhiên giống. Nguyên nhân là loài này phân bố rộng ở mang theo nguy cơ lây lan các mầm bệnh virus biển Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương, một nguy hiểm (đặc biệt virus đốm trắng WSSV, đặc điểm rất thích hợp để phân tích, đánh giá đa virus đầu vàng YHV, virus gây còi MBV) qua 1 Phòng Sinh Học Thực Nghiệm, Viện nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2 * Email: lienha09@gmail.com 2 Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2. TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 3
  2. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 tôm giống làm bùng phát dịch bệnh gây chết bốn quần thể tôm sú bố mẹ ban đầu tham gia tôm nuôi hàng loạt... Đây là những thách thức sinh sản cho đề tài “Ứng dụng di truyền số lớn trong nỗ lực phát triển bền vững ngành công lượng và di truyền phân tử để tạo vật liệu ban nghiệp nuôi tôm của Việt Nam nói riêng và thế đầu cho chọn giống tôm sú theo tính trạng giới nói chung. Nhằm chủ động con giống gia tăng trưởng” và thế hệ đàn con của các quần hóa, có tốc độ tăng trưởng nhanh và sạch bệnh thể này. thì giải pháp chọn giống nâng cao tốc độ tăng Nội dung đề tài: trưởng kết hợp sản xuất con giống sạch bệnh • Phân tích đa dạng di truyền của các quần là giải pháp giải quyết triệt để vấn đề về chất thể tôm sú bố mẹ thu thập ban đầu, lượng con giống. • Phân tích đa dạng di truyền nguồn vật liệu Yếu tố khó khăn nhất trong việc hình thành ban đầu (G0) cho chương trình chọn giống ban đầu của một chương trình chọn giống là theo tính trạng tăng trưởng. phải tập hợp được một quần thể mang nhiều II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP nguồn vật liệu có chất lượng di truyền tốt nhất. NGHIÊN CỨU Thêm vào đó, việc thiết kế để có sự phối hợp nguồn gốc vật liệu và chất lượng di truyền của 2. 1. Vật liệu sinh học các quần thể ban đầu đóng vai trò lớn trong sự Tổng số lượng mẫu tôm bố mẹ nhập nội thành công của chương trình chọn giống. Phân cho chương trình được thu và tách chiết DNA, tích đa dạng di truyền vật liệu ban đầu của quần chọn ra được 137 mẫu (50 tôm bố và 87 tôm đàn chọn giống là yếu tố quyết định mức độ cải mẹ) trong đó nhóm tôm từ Ấn Độ Dương gọi thiện di truyền, tạo nguồn vật liệu quỹ gien đa tắt là A (30 mẫu), Thái Bình Dương gọi tắt là dạng. Trong chương trình chọn giống tính trạng T (31 mẫu), Gia hóa gọi tắt là G (36 mẫu) và tăng trưởng trên tôm sú, Viện nghiên cứu nuôi nhóm tôm Nội địa gọi tắt là N (40 mẫu). Mẫu trồng thủy sản II đã thu thập được bốn quần đàn chân bơi hoặc cuống mắt được bảo quản trong tôm sú bố mẹ khác nhau có nguồn gốc từ: Ấn cồn 70oC và được cung cấp và chuyển về Phòng Độ Dương, Thái Bình Dương, Nội địa và Gia thí nghiệm Di truyền Phân tử - Phòng Sinh học hóa nhập nội để tạo quần thể ban đầu. Như các Thực nghiệm từ chương trình chọn giống Tôm bước của các chương trình chọn giống trước đây sú thuộc đề tài “Ứng dụng di truyền số lượng được thực hiện tại Viện NCNTTS 2, song song và di truyền phân tử để tạo vật liệu ban đầu với các thiết kế lai phối gia đình, đề tài sử dụng cho chọn giống tôm sú theo tính trạng tăng các chỉ thị microsatellite phân tích đánh giá đa trưởng” chọn giống tại Trung tâm  Quốc gia dạng di truyền của bốn quần thể bố mẹ tham gia Giống Hải sản Nam Bộ (TTQGGHSNB). sinh sản ban đầu và cũng phân tích chất lượng 2.2. Phương pháp di truyền của đàn con của bốn quần thể bố mẹ 29 cặp mồi microsatellite được sử dụng để này sau phối ghép. đánh giá mức độ đa dạng di truyền, chọn ra 15 Mục đích nghiên cứu: cặp microsatellite hoạt động tốt để phân tích đa Phân tích đánh giá đa dạng di truyền dạng di truyền các quần thể tôm bố mẹ ban đầu, 4 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015
  3. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 chọn tiếp tục 10 cặp microsatellite trong 15 cặp dịch đệm formamide, 0,25μl thang chuẩn (60bp- microsatellite để phân tích đa dạng di truyền 400bp) và một giọt dầu. Các alleles được ghi đàn con. Ký hiệu các mồi microsatellite được và so sánh với thang ADN chuẩn, đồng thời so sử dụng chữ viết tắt tên tác giả bài báo tham sánh với allele của mẫu chạy ở lần trước. Số liệu khảo: L (PMMS2D2-L1, PMMS4CA-L2, phân tích biến dị di truyền được phân tích trên PMMS7HG-L3, PMMS8A2-L4, PMMS16-L5, phần mềm GenePop 3.2 (Raymond và Rousset, PMMS6-L6: Li và ctv., 2007, Development 1995) và Cervus, Fstat 3.1. Phân tích số liệu: of two microsatellite multiplex systems for Đánh giá đa dạng di truyền (genetic diversity) black tiger shrimp Penaeus monodon and its của các quần đàn: số lượng allele, tần số allele, application in genetic diversity study for two allele đặc trưng (private allele), mức độ dị hợp populations); P (AY500855-P1, AY500858-P2, tử (heterozygosity), allelic richness (Ar), hệ số AY500860-P3, AY500862-P4, AY500866-P5, FIS, phân bố allele của các loci microsatellite AY500869-P6, AY500875-P7, Pan và ctv., theo quy luật Hardy-Weinberg, sai khác di 2004); W (DTLPM103- W1, DTLPM109- W2, truyền (genetic differentiation) giữa các quần DTLPM110-W3, DTLPM136-W4, DTLPM402-W5, đàn: ước tính các giá trị F. DTLPM313-W6, DTLPm101-W7, DTLPm120F-W8, III. KẾT QUẢ DTLPm217-W9, DTLPm308-W10: Wuthi và ctv., 3.1. Kết quả chọn lọc các các cặp mồi 2003) và X (TUZXPm2.41-X1, TUZXPm4.82 –X2, Microsatellite TUZXPm4.45 –X3:Xu và ctv., 1999). Dựa vào kết quả khảo sát, chọn ra được 29 Tách chiết DNA: tách DNA của 200 cặp mồi microsatellite có sản phẩm khuếch đại mẫu (50 mẫu/nhóm tôm x 04 nhóm) và 414 tốt. Sử dụng 29 cặp mồi này để phân tích mồi mẫu (06 con/gia đình x 69 gia đình) từ 16 đa hình trên 28 mẫu DNA tôm ngẫu nhiên, từ phép phối. đó đánh giá hiệu suất PCR và số alen của từng Xác định allele của microsatellite bằng cặp mồi để sàng lọc và chọn ra các cặp mồi máy điện di mao quản Qiagen (The QIAxcel cho hiệu suất PCR cao nhất, đồng thời có số DNA Screening Kit). Điện di tách allele tiến alen cao thể hiện tính đa hình để tiến hành chạy hành trong đĩa mẫu 96 giếng, 0,2 ml/giếng; mỗi PCR đồng loạt để phân tích biến dị di truyền giếng có chứa 2μl sản phẩm PCR, 28μl dung của các quần thể tôm. TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 5
  4. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Bảng 1. Hiệu suất PCR và số alen của 29 cặp mồi microsatellite trên 28 mẫu DNA tôm sú. Tên Tổng số mẫu có sản Hiệu suất Số Tên Tổng số mẫu có sản Hiệu suất Số alen mồi phẩm PCR PCR (%) alen mồi phẩm PCR PCR (%) W1 23 82,14 3 P5 25 89,28 5 W2 24 85,71 5 P6 23 82,14 5 W3 22 78,57 5 P7 28 100 4 W4 25 92,28 4 L1 26 92,86 5 W5 24 85,71 2 L2 22 78,57 5 W6 26 92,86 3 L3 25 89,28 4 P1 27 96,43 5 L4 25 89,28 5 P2 28 100 5 L5 23 82,14 5 P3 22 78,57 5 L6 23 82,14 2 P4 25 89,28 5 W7 24 81,12 3 W8 22 79,21 4 W9 25 94,23 5 W10 28 92,1 4 X1 22 79,03 2 X2 21 78,12 3 N2 26 93,03 4 X3 24 80,01 2 N1 27 93,2 4 P8 22 80,01 2 Kết quả tổng kết có thể thấy hiệu suất PCR Các cặp mồi microsatellite được chọn để của 29 cặp mồi microsatelle tương đối đồng đều đánh giá biến dị di truyền cho các quần thể đòi và ổn định, dao động trong khoảng 78-100%. hỏi các cặp mồi đó phải có tính đa hình cao (các Trong đó có các cặp mồi microsatellite W6, P1, cặp mồi có từ 5 alen trở lên). Vì vậy các cặp P2, P7, L1,W9, W10, N1, N2 có hiệu PCR cao mồi microsatellite P1, P2, W2, W3, W9, P4, P5, nhất, dao động từ 92-100%. Các cặp mồi còn P7, L1, L4, N1, N2 là phù hợp cho việc phân lại có hiệu suất PCR thấp hơn nhưng hiệu suất tích đánh giá biến dị di truyền của quần thể. Tuy PCR vẫn nằm trong khoảng cao, dao động từ nhiên, trong phân tích di truyền nếu xuất hiện 78-89%. Từ kết quả trên có thể kết luận rằng quá nhiều null alen sẽ ảnh hưởng đến kết quả việc tối ưu các yếu tố như nhiệt độ bắt cặp của phân tích. Vì vậy ngoài tính đa hình cao thì hiệu mồi, nồng độ MgCl2, nồng độ DNA đã giúp suất PCR của các cặp mồi cũng ảnh hưởng tới hiệu suất PCR được tăng cao, đồng thời phản kết quả phân tích di truyền. Do đó, chọn thêm ứng PCR được ổn định. 3 cặp mồi vừa có tính đa hình (có 4 alen trở Kết quả ban đầu cũng cho thấy số alen của lên) vừa đạt hiệu suất PCR lớn như các cặp mồi: từng cặp mồi microsatellite dao động không W10, W4, L3. Như vậy tổng có 15 cặp mồi được lớn, dao động từ 2- 6 alen. Số alen cao thể hiện sử dụng để phân tích, đánh giá biến dị di truyền tính đa hình của cặp mồi microsatellite. của bốn nhóm tôm sú Ấn Độ Dương,Thái Bình 6 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015
  5. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Dương, Gia Hoá và Nội Địa nhằm cung cấp cơ thước của allele (S), tần số của mỗi allele (P), số sở khoa học cho chương trình chọn giống tôm lượng kiểu gene (G), kiểu gene dị hợp lý thuyết sú quốc gia. (He) và thực tế (Ho), xác xuất của độ lệch có 3.2 Khảo sát đa dạng di truyền của bốn ý nghĩa theo Hardy-Weinberg (P), PIC thông quần thể tôm sú bố mẹ tin đa hình (Polymorphic Information Content 3.2.1 Thông tin đa dạng di truyền –PIC), I, D và sai số số lượng locus (r), FIS, FIT Thông tin đa dạng di truyền được đánh giá và FST. Các chỉ số trên được trình bày ở các qua các chỉ số như: số lượng allele (A), kích bảng sau: Bảng 2. Thông tin đa dạng di truyền chung của 4 quần thể tôm sú bố mẹ được khảo sát trên 15 cặp microsatellie Locus A S (bp) r G Ho He PIC HWE test FIS P1 4 264-382 4 8 0,300 0,715 0,664 *** 0,552 P2 3 285-393 3 6 0,557 0,639 0,559 NS 0,142 W2 4 216-406 3,9 6 0,477 0,711 0,653 *** 0,284 W10 4 316-492 4 8 0,523 0,738 0,686 *** 0,232 P4 3 222-364 3 6 0,556 0,629 0,548 NS 0,108 P5 3 282-382 2,9 5 0,446 0,612 0,527 NS 0,240 P7 4 178-286 3,9 7 0,512 0,677 0,625 *** 0,241 L1 3 270-328 3 6 0,465 0,663 0,586 *** 0,270 L3 3 275-330 3 3 0,496 0,650 0,573 *** 0,223 L4 4 251-331 3,9 7 0,412 0,687 0,624 *** 0,404 W4 4 441-533 3,9 4 0,210 0,715 0,659 *** 0,696 W3 2 502-606 2 3 0,176 0,490 0,369 *** 0,647 N1 3 185-235 3 3 0,405 0,644 0,564 *** 0,378 N2 3 180-230 3 3 0,395 0,641 0,562 *** 0,393 W9 2 227-275 2 3 0,203 0,502 0,375 *** 0,618 TB 0,407 0,633 0,357 Kết quả thông tin đa dạng di truyền của bốn 300bp, chỉ có hai mồi microsatellite có phạm vi nhóm tôm bố mẹ đạt được nghiên cứu này như kích thước 400-600bp là W3 và W4; số lượng sau: tổng số lượng alen (A) là 49 alen trong số kiểu gien (G) trong khoảng trung bình là 6 kiểu 15 cặp microsatellite khảo sát, đa số các primer gien, cao nhất là 8 kiểu gien được tìm thấy ở hai có số lượng alen từ 3-4 alen; kích thước của các cặp mồi P1 và W10. Kết quả này cũng tương tự alen (S) tập trung chủ yếu ở kích thước từ 200- kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả Nahavandi TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 7
  6. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 và ctv., (2011), các cặp microsatellite khảo sát việc quản lý theo phả hệ để giảm thiểu hiện đa dạng di truyền của hai nhóm mẫu tôm sú tượng phối ghép các cá thể có chung huyết thống. nuôi và tôm sú tự nhiên ở Malaysia có số lượng Khi phân tích tổng thể các tham số đa dạng di alen cũng trong khoảng 3-5 alen. truyền chỉ trên ba quần đàn tôm sú bố mẹ (Ấn Độ Thông tin đa hình PIC thể hiện năng lực đánh Dương, Thái Bình Dương và Nội địa) thì các giá giá đa dạng di truyền của từng locus. Chỉ số thông trị khác biệt không có ý nghĩa với kết quả phân tin đa hình càng cao thì locus đó có nhiều tiềm tích chung bốn quần thể. Trong đó giá trị đa dạng năng trong việc phân biệt sự khác biệt của từng các gien của ba nhóm tôm bố mẹ Ấn Độ Dương, Thái thể hay giữa các quần thể với nhau. Ví dụ, chỉ số Bình Dương và Nội địa tương đối đều nhau và của PIC trong nghiên cứu này của nhóm loci: P1, lần lượt là 0,645; 0,649 và 0,640. W2, W10, P7, L4, W4 có giá trị tốt trong khi đó chỉ Trong nghiên cứu phân tích từ bốn nhóm số PIC của hai loci: W3, W9 là kém nhất. quần thể bố mẹ ban đầu, chỉ số FIS trung bình Cân bằng Hardy-Weinberg (HWE): độ lệch khoảng 0,353 ±0,19, chỉ số này tương đối cao. từ phân phối cân bằng HWE của một quần thể Chỉ có hai cặp microsatellite P2 và W10 có chỉ cho thấy trạng thái di truyền liên quan đến sự số FIS ~0,12; hai cặp microsatellite này có thể sử phối ghép các cá thể có thể ở trạng thái giao dụng cho nghiên cứu sâu hơn. Như vậy trong phối ngẫu nhiên hay xu thế giao phối dưới áp bốn nhóm mẫu tôm bố mẹ khảo sát rất cần phải lực của chọn lọc. Trong kết quả đạt được thì chỉ tiến hành chọn lọc phối ghép theo phả hệ để có ba cặp mồi P2, P4 và P5 là phân phối tuân giảm thiểu nguy cơ thoái hóa do giao phối cận theo cân bằng HWE. Các cặp mồi còn lại thì huyết. Ở một số nghiên cứu biến dị di truyền, lệch khỏi cân bằng HWE do chỉ số kiểu gien dị hiện tượng suy giảm đa dạng di truyền hay dư hợp tử quan sát thấp hơn chỉ số kiểu gien dị hợp thừa của kiểu gien đồng hợp tử cũng có thể là kết tử mong đợi. Nguyên nhân được tìm thấy có thể quả của quần thể bố mẹ tham gia sinh sản ban là do quá nhiều cá thể mang kiểu gien đồng hợp đầu quá thấp (Wolfus và ctv., 1997; Dunham và tử. Điều này rất cần thiết để có chiến lược phối ctv., 2000). Vì vậy, công tác quản lý con giống ghép, trao đổi tôm bố mẹ giữa các trại giống với rất cần được chú trọng việc bổ sung thêm nguồn nhau để giảm thiểu rủi ro suy giảm vật liệu di biến dị di truyền mới vào quần thể gốc ban đầu. truyền do cận huyết. Quần thể có dấu hiệu cận Khi phân tích số liệu chỉ trên ba quần thể Ấn Độ huyết khi có dấu hiệu tăng chỉ số kiểu gien đồng Dương, Thái Bình Dương và Nội địa thì giá trị hợp tử, ở một số loài tôm điều này dẫn tới khả cận huyết FIS của ba quần thể lần lượt là 0,374; năng suy giảm sức tăng trưởng, tỷ lệ sống và 0,398 và 0,338. Mặc dù giá trị này nằm trong giới sức sinh sản (Goyard và ctv., 2008). hạn cảnh báo, tuy nhiên trong phạm vi của đề tài thì vật liệu di truyền của nhóm Nội địa là tương Theo bảng 2 thì kết quả hệ số dị hợp tử quan đối tốt nhất, có thể mẫu thu được từ nhiều vùng sát trong nghiên cứu này có giá trị trung bình trên và nhiều thời điểm khác nhau để đóng góp vật tất cả các cặp microsatellite là 0,407 thấp hơn so liệu trong quá trình hình thành quần thể ban đầu. với hệ số dị hợp tử mong đợi là 0,633. Kết quả này cũng tương tự các nghiên cứu gần đây, cho 3.2.2 Biến động di truyền bên trong từng thấy hiện trạng chung về biến dị di truyền của quần thể tôm sú bố mẹ tôm sú đang có xu thế suy giảm (Nahavandi và Đa dạng gien hay biến động hệ số dị hợp ctv., 2011; Sekar và ctv., 2014) và rất cần thiết tử mong đợi (Gene diversity) 8 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015
  7. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Đa dạng gien, hay còn gọi là dị hợp tử mong Horvitz, 1953), đo lường liên kết disequilibrium đợi, là một thông số thường được sử dụng để mô (Sabatti và Risch, 2002), và thử nghiệm cho tả mức độ biến dị di truyền được áp dụng trong ảnh hưởng của chọn lọc tự nhiên (Depaulis và các lĩnh vực đa dạng di truyền của quần thể. Đa Veuille, 1998; Sabeti và ctv., 2002)… Trong một dạng gien được sử dụng để định lượng và đánh số nghiên cứu di truyền quần thể, các tác giả đã giá tỷ lệ các cá thể có kiểu gien dị hợp tử trong tìm thấy một mối quan hệ tuyến tính chặt chẽ giữa quần thể theo giả định của định luật cân bằng sự đa dạng gien và khoảng cách di truyền (Nei và Hardy-Weinberg (Driscoll và ctv., 2002; Hoelzel Roychoudhury 1974; Ramachandran ctv., 2008, và ctv., 2002), phát hiện quần thể giao phối (Li và DeGiorgio và Rosenberg, 2009). Bảng 3. Thông tin đa dạng gien trên 15 cặp microsatellite Loci A G T N P1 0,759 0,636 0,737 0,615 P2 0,627 0,615 0,651 0,654 W2 0,618 0,493 0,682 0,744 W10 0,670 0,649 0,613 0,720 P4 0,631 0,596 0,657 0,647 P5 0,625 0,610 0,598 0,570 P7 0,749 0,567 0,707 0,676 L1 0,650 0,623 0,651 0,650 L3 0,662 0,593 0,665 0,644 L4 0,655 0,710 0,729 0,638 W4 0,676 0,708 0,748 0,732 W3 0,512 0,398 0,472 0,509 N1 0,661 0,640 0,667 0,651 N2 0,665 0,640 0,649 0,647 W9 0,514 0,511 0,511 0,504 0,645±0,067 0,599±0,081 0,649±0,077 0,640±0,07 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 9
  8. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Đa dạng kiểu gien (Genotype diversity) Sự sai khác di truyền Số kiểu gien trung bình của cả bốn nhóm Sự sai khác di truyền giữa các quần đàn mẫu tương đối đồng đều 4,5 – 5 kiểu gien so với mẫu được ước lượng theo giá trị FST. Theo Nei giá trị kiểu gien mong đợi là 7,2. Ba trong số bốn (1978), FST nếu < 0,05 được cho là sai khác nhóm mẫu tôm bố mẹ có đến 5 cặp mồi có kiểu nhỏ; 0,050,15 là sai khác lớn. FST cung cấp 50%: nhóm mẫu Ấn Độ Dương, Nội địa và Gia những hiểu biết quan trọng vào quá trình tiến hoá nhập nội. Tuy nhiên, giá trị trung bình của đa hóa tác động đến cấu trúc di truyền bên trong dạng kiểu gien của nhóm Thái Bình Dương là cao nhất. Trong kết quả, có ghi nhận về sự suy giảm và giữa các quần thể với nhau. Sự khác biệt số kiểu gien, điều này có thể xem xét thêm khả di truyền chung cho các quần đàn mẫu trong năng mất kiểu gien do quá trình phân tích chưa trường hợp này tương đối thấp biến động trong đạt được khả năng phân ly sản phẩm khuếch đại giá trị 0,05. cao nên làm mất đi một số alen. Bảng 4. Thông tin về sai khác di truyền của 4 nhóm mẫu tôm sú bố mẹ FST/Pvalue Pop A Pop G Pop T Pop N Pop A 0 0,0555/0,00833* 0,0048/0,3833NS 0,0172/0,1916NS Pop G 0,0555 0 0,0494/0,00833* 0,0488/0,00833* Pop T 0,0048 0,0494 0 0,0164/0,1333NS Pop N 0,0172 0,0488 0,0164 0 *: Mức ý nghĩa sau khi hiệu chuẩn với Bonferroni p < 0,00833, NS: không khác biệt có ý nghĩa. Theo kết quả này, nhóm mẫu Gia hoá có sự Đa dạng gien hay biến động hệ số dị hợp sai khác di truyền có mức ý nghĩa (p < 0,00833) tử mong đợi (Gene diversity) với các nhóm mẫu còn lại, cụ thể là nhóm Gia Đa dạng di truyền của 16 nhóm tôm sú hoá có mức độ sai khác di truyền 5,6% so với đàn con từ 4 nhóm mẫu tôm sú bố mẹ ban nhóm Ấn Độ Dương; 4,9% so với nhóm Thái đầu được phân tích tương tự như ở phân tích Bình Dương và 4,8% so với nhóm còn lại, tôm của 4 nhóm mẫu tôm sú bố mẹ. Kết quả ghi nội địa. Tuy nhiên sự sai khác này là không lớn nhận về các giá trị về đa dạng gien, đa dạng FST< 0,05. kiểu gien và sai khác di truyền của 16 tổ hợp 3.3. Khảo sát đa dạng di truyền của vật tôm sú đàn con được ghi nhận trên các thông liệu ban đầu G0 - 16 tổ hợp tôm sú đàn con tin sau: 10 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015
  9. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Bảng 5. Đa dạng gien của 16 tổ hợp tôm sú đàn con  Loci AA AT AN AG NN NA NG NT TT TA TN TG GG GA GT GN P1 0,65 0,66 0,74 0,53 0,63 0,63 0,62 0,59 0,72 0,73 0,3 0,53 0,53 0,11 0,57 0,3 P2 0,59 0,56 0,57 0,32 0,55 0,3 0,34 0,67 0,48 0,12 0,26 0,52 0,64 0,69 0,23 0,16 W2 0,8 0,74 0,75 0,71 0,67 0,61 0,74 0,73 0,72 0,55 0,59 0,52 0,67 0,73 0,78 0,69 W10 0,62 0,74 0,63 0,76 0,72 0,61 0,71 0,48 0,54 0,69 0,66 0,72 0,57 0,59 0,72 0,75 P4 0,30 0,47 0,62 0,47 0,59 0,43 0,5 0,66 0,68 0,63 0,64 0,65 0 0,53 0 0 P5 0,66 0,56 0,73 0,64 0,59 0,51 0,6 0,63 0,57 0,59 0,68 0,56 0,3 0,58 0,5 0,52 P7 0,66 0,48 0,57 0,44 0,48 0,54 0,56 0,40 0,47 0,24 0,43 0,47 0,48 0,53 0,47 0,41 L1 0,59 0,59 0,51 0,54 0,48 0,48 0,46 0,58 0,59 0,32 0,51 0,32 0,34 0,45 0,46 0,3 L3 0,65 0,5 0,63 0,58 0,65 0,55 0,57 0,50 0,60 0,59 0,67 0,56 0 0,56 0,54 0,58 L4 0,16 0,52 0,38 0,51 0,14 0,31 0,61 0,07 0,49 0,69 0,48 0,63 0,3 0,61 0,55 0,62 TB 0,57 0,58 0,62 0,55 0,55 0,49 0,57 0,53 0,59 0,52 0,52 0,55 0,38 0,54 0,48 0,43 Thông số đa dạng gien của 16 tổ hợp tôm nhóm con mẹ của Ấn Độ Dương, Nội Địa và sú đàn con cũng giao động trong khoảng 0,55; Thái Bình Dương cũng nằm trong mức sai trong đó 4 tổ hợp phối của nhóm mẫu Gia hóa khác nhỏ < 15%. Tuy nhiên, nhóm phép phối có chỉ số đa dạng gien thấp hơn, trung bình thuần của mẹ và bố Gia Hoá thì chỉ số sai khoảng 0,45. khác di truyền của nó với các phép phối khác Đa dạng kiểu gien (Genotype diversity) khá cao từ 20-33%. Các phép phối còn lại có nguồn gốc từ con mẹ Gia Hóa cũng có chỉ số Số kiểu gien trung bình của bốn nhóm mẫu sai khác di truyền với các phép phối khác là của phép phối mà con mẹ có nguồn gốc Ấn Độ cao >15%. Dương có giá trị cao nhất. Ngược lại, giá trị kiểu gien trung bình của bốn nhóm mẫu của phép Trên kết quả khảo sát bằng các mồi phối mà con mẹ có nguồn gốc Gia Hoá có giá microsatellite trong nghiên cứu này trên 69 gia trị thấp nhất. Đồng thời, các phép phối của con đình tôm sú đàn con của 16 tổ hợp phối ghép từ mẹ Ấn Độ Dương cũng có nhiều kiểu gien có số bốn đàn tôm bố mẹ cho thấy vật liệu di truyền lượng cá thể mang gien dị hợp tử > 50%. của nhóm tôm có nguồn gốc Gia hóa tương đối kém đa dạng vật liệu di truyền hơn các nhóm Sai khác di truyền khác. Hiện tượng kém đa dạng di truyền có Sai khác di truyền của16 tổ hợp tôm sú đàn nguy cơ xảy ra trong những chương trình chọn con được liệt kê theo bảng 5. Hầu hết các phép giống hàng loạt vì xu hướng chọn giống theo phối đều có giá trị khác biệt với nhau, FST của kiểu hình hay chọn giống theo định hướng ưa các phép phối có cùng mẹ có giá trị sai khác chuộng của nhà chọn giống dẫn đến vật liệu di di truyền < 15%. Giá trị FST của các phép phối truyền mất đi tính đa dạng. TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 11
  10. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 IV. THẢO LUẬN phối ghép con mẹ với con bố có xuất xứ khác 4.1 Khảo sát đa dạng di truyền của bốn nhau. Ví dụ, ở các phép phối nội dòng Ấn Độ quần thể tôm sú bố mẹ Dương - Ấn Độ Dương (AA) giá trị này đạt Trong nghiên cứu này, chỉ số FIS trung 0,57 nhưng khi phối ngoại dòng có con mẹ Ấn bình khoảng 0,353 ±0,19, chỉ số này tương đối Độ Dương với con bố Nội địa (AN) thì chỉ số cao. Chỉ có hai cặp microsatellite P2 và W10 này đạt giá trị cao nhất 0,62. Tuy nhiên nếu, có chỉ sốFIS ~0,12, hai cặp microsatellite này con mẹ thuộc nhóm Nội địa phội ghép với con có thể sử dụng cho nghiên cứu sâu hơn. Như bố Ấn Độ Dương (NA) thì giá trị này giảm còn vậy trong bốn nhóm mẫu tôm bố mẹ khảo sát 0,49. Thêm vào đó, gần như các phép phối của rất cần phải tiến hành chọn lọc phối ghép theo tôm mẹ có xuất xứ từ nhóm Gia hóa đều có giá phả hệ để giảm thiểu nguy cơ thoái hóa do trị đa dạng gien là kém nhất. Nhưng nếu sử giao phối cận huyết. Ở một số nghiên cứu biến dụng con bố có xuất xứ là tôm Gia hóa phối dị di truyền, hiện tượng suy giảm đa dạng di với các nhóm tôm mẹ khác thì giá trị đa dạng truyền hay dư thừa của kiểu gien đồng hợp tử gien được cải thiện (AG: 0,55; NG: 0,57 và cũng có thể là kết quả của quần thể bố mẹ tham TG: 0,55). gia sinh sản ban đầu quá thấp (Wolfus và ctv., Sự khác biệt di truyền này cũng tương đối 1997; Dunham và ctv., 2000). Vì vậy, công tác thấp giữa 3 nhóm tôm nội dòng có xuất xứ Ấn quản lý con giống rất cần được chú trọng việc bổ sung thêm nguồn biến dị di truyền mới vào Độ Dương, Nội Địa và Thái Bình Dương. Ví dụ: quần thể gốc ban đầu. AA và NN có giá trị FST = 0,0805; AA và TT có giá trị FST = 0,0931; NN và TT có giá trị FST = Giá trị đa dạng gien của các quần thể khảo sát nằm trong khoảng 0,599 – 0,649. Ở ba 0,0695. Tuy nhiên, nhóm phép phối thuần của nhóm mẫu Ấn Độ Dương, Thái Bình Dương mẹ và bố Gia Hoá thì chỉ số sai khác di truyền và Nội địa giá trị này tương đối đều nhau và ở của nó với các phép phối khác khá cao từ 0,20- mức cao ~ 0,645. Chỉ có nhóm mẫu Gia hóa có 0,33. Ví dụ GG –AA có giá trị FST = 0,3246; chỉ số đa dạng gien thấp nhất là 0,599. Thêm GG – NN có giá trị FST = 0,2766; GG – TT có vào đó, các giá trị này tương đối ít giao động giá trị FST = 0,2106. Điều đáng quan tâm ở đây trong nội bộ quần thể của các quần thể Ấn Độ là, phép phối nội dòng GG hầu như khác biệt Dương, Thái Bình Dương và Nội địa ở các cặp không có ý nghĩa với các phép phối có con mẹ microsatellite. Trong khi đó, giá trị đa dạng cùng máu G (GG-GA, GG-GT, GG-GN, GA- gien có sự biến động lớn trong quần thể Gia GT và GA-GN). hóa: 0,398 – 0,710. Ngoài ra có một số tổ hợp các phép phối 4.2. Khảo sát đa dạng di truyền của 16 tổ có giá trị di truyền khác biệt không có ý nghĩa hợp tôm sú đàn con cần tránh trong khi thực hiện chương trình Nghiên cứu này có điều đáng quan tâm là, chọn giống này như: NN-NA, NN-NG, NT- giá trị đa dạng gien thay đổi tùy thuộc vào sự TT, TA-GN, NG-GN, TA-GN và TN-GA. 12 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015
  11. Bảng 6. Đa dạng kiểu gien 16 tổ hợp tôm sú đàn con *: Mức ý nghĩa sau khi hiệu chuẩn với Bonferroni p < 0,00042, NS: không khác biệt có ý nghĩa. TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 13
  12. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Trên kết quả khảo sát bằng các mồi suy giảm số kiểu gien cũng được tìm thấy trong microsatellite trong nghiên cứu này trên 69 gia nghiên cứu này. đình tôm sú đàn con của 16 tổ hợp phối ghép từ 5.2 Đa dạng di truyền của 16 tổ hợp tôm bốn đàn tôm bố mẹ cho thấy vật liệu di truyền sú đàn con của nhóm tôm có nguồn gốc Gia hóa tương đối Giá trị đa dạng di truyền của nhóm tôm sú kém đa dạng vật liệu di truyền hơn các nhóm đàn con được phối ghép từ con mẹ có nguồn khác. Kết hợp với kết quả đánh giá kiểu hình thì gốc Gia hóa là thấp nhất và sự sai khác di nghiên cứu cho thấy nếu kết hợp tôm sú bố Gia truyền của nhóm tôm này cũng khá cao so với hóa với tôm mẹ từ ba nguồn khác như Ấn Độ các nhóm tôm sú đàn con được phối ghép từ Dương, Thái Bình Dương và Nội địa thì kết quả ba nhóm tôm mẹ của Ấn Độ Dương, Thái Bình di truyền sẽ được cải thiện. Dương và Nội Địa. V. KẾT LUẬN LỜI CÁM ƠN 5.1 Đa dạng di truyền của bốn quần đàn Nhóm thực hiện đề tài xin chân thành cám tôm sú bố mẹ ơn đến Vụ KHCN&MT-Bộ Nông nghiệp và Thông tin đa dạng di truyền tương đối đều Phát triển Nông thôn, Ban lãnh đạo Viện Nghiên nhau ở cả bốn nhóm mẫu tôm sú bố mẹ Ấn Độ cứu Nuôi trồng Thủy sản II, Chủ nhiệm đề tài Dương, Thái Bình Dương, Nội địa và Gia hóa. và các bạn đồng nghiệp của Trung tâm Quốc gia Có sự sai khác di truyền của nhóm Gia hóa với Giống Hải sản Nam Bộ và các thành viên đề tài ba nhóm còn lại, tuy nhiên giá trị này không đã tận tình định hướng kịp thời, đóng góp ý kiến lớn với FST biến động trong giá trị 0,05 và sự hữu ích để đề tài có kết quả tốt đẹp. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Anh Brooker, A.L., Benzie, J.A.H., Blair, D., Versini, J.- Tài liệu Tiếng Việt J., 2000. Population structure of the giant tiger Hồ Huỳnh Thùy Dương, 1997. Sinh học phân tử. Nhà prawn Penaeus monodonin Australian waters, xuất bản Giáo Dục. determined using microsatellite markers.Mar. Nguyễn Thanh Phương, Thạch Thanh và Trương Trọng Biol. 136, 149–157. Nghĩa, 1999. Cải thiện và nâng cao hiệu quả sản Gjedrem, T., 2005. Selection and Breeding Programs xuất giống tôm sú (Penaeus monodon) trong hệ in Aquaculture, Springer ISBN-10 1-4020-3341- thống lọc sinh học. Trích trong Tuyển tập công 9.364p. trình nghiên cứu Khoa Học, Nông Nghiệp phần Hansen, L.P., Windsor, M.L., Youngson, A.F., 1997. II, trang 185-190. Interactions between salmon culture and wild Nguyễn Thành Tâm, Phạm Thanh Liêm, 2012. So sánh stocks of Atlantic salmon: The scientific and sự đa dạng di truyền giữa tôm càng xanh Việt Nam management issues. ICES Journal of Marine và tôm càng xanh Trung Quốc sử dụng phương Science 54, 963–1225 pháp Microsatellite và RAPD. 14 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015
  13. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Hartl, DL, Clark, A.G., 1997. Principles of Population Pan, Y.-W., Chou, H.-H., You, E.-M., Yu, H.-T., 2004. Genetics. 3rd ed., Sinauer Associates Inc., Isolation andcharacterization of 23 polymorphic Sunderland, Massachusets. ISBN: 0-87893-306- microsatellite markers fordiversity and stock 9. analysis in tiger shrimp (Penaeus monodon). Mol. Jeremy, J., Agresti, S.S., Avner, C., Supawadee, P., Eric, Ecol. Notes 4, 345–347. M., Hallerman, N.U., Gideon, H., Graham, A.E., Wuthisuthimethavee, S., Lumubol, P., Vanavichit, Gall, B.M., 2000. Breeding new strains of tilapia: A., Tragoonrung, S., 2003. Development of development of an artificial center of origin and microsatellite markers in black tigershrimp linkage map based on AFLP and microsatellite (Penaeus monodonFabricius). Aquaculture 224, loci. Aquaculture 185, 43–56. 39–50. Li, Y., Wongprasert, K., Shekhar, M., Ryan, J., Dierens, Xu, Z., Dhar, A.K., Wyrzykowski, J., Alcivar- L., Meadows, J., Preston, N. P., Coman, G. J., Warren, A., 1999. Identification of abundant and & Lyons, R. E., 2007. Development of two informative microsatellites fromshrimp (Penaeus microsatellite multiplex systems for black tiger monodon). Anim. Genet. 30, 150–156. shrimp Penaeus monodon and its application in genetic diversity study for two populations. Aquaculture 266, 279–288. TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 15
  14. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 ASSESSMENT OF GENETIC DIVERSITY IN DIFFERENT FOUNDER AND INITIAL POPULATIONS OF TIGER SHRIMP (Penaeus monodon) FOR SELECTION PROGRAMS ON GROWTH RATE Bui Thi Lien Ha1*, Tran Nguyen Ai Hang1, Le Thi Hoai Oanh1, Nguyen Van Hao2 ABSTRACT Assessing genetic diversity in the initial broodstocks of selection program for growth traits of black tiger shrimp (Penaeus monodon) conducting by the Research Institute for Aquaculture No. 2 – Ho Chi Minh city – Vietnam is to reduce genetic variation loss, to minimize of ignoring competitive factors among individuals at actual selective conditions, and to support predicting mating strategy in family-based genetic selection programs. 29 polymorphic microsatellite markers specified- for tiger shrimp (Penaeus monodon) common published were used to examine genetic variation. Genetic diversity of 4 different founder broodstocks (Indian Ocean, Pacific Ocean, Vietnamese sea and Import Domestication) was evaluated by 15 best microsatellite in term of diversity index while their offspring – initial population was evaluated by 10 of those 15 microsatellite. Keywords: Penaeus monodon, genetic variety, microsatellite, selective breeding program. Người phản biện: TS. Nguyễn Văn Sáng Ngày nhận bài: 29/5/2015 Ngày thông qua phản biện: 10/6/2015 Ngày duyệt đăng: 15/6/2015 1 Department of Experimental Biology, Research Institute for Aquaculture No 2. * Email: lienha09@gmail.com 2 Research Institute for Aquaculture No 2. 16 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015
nguon tai.lieu . vn
Nông nghiệp Ngư nghiệp Lâm nghiệp Sinh học Hoá học Ngôn ngữ học Ngân hàng - Tín dụng