BÁO CÁO " Chọn giống cá Rô phi Oreochromis niloticus (dòng GIFT) nhằm nâng cao sức sinh trưởng và khả năng chịu lạnh" doc

Chọn giống cá Rô phi Oreochromis niloticus (dòng GIFT) nhằm nâng cao sức sinh trởng v khả năng chịu lạnh Nguyễn Công Dân, Trần Đình Luân, Phan Minh Quý, Nguyễn Thị Hoa Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 1 I. Đặt vấn đề Di truyền chọn giống trong nuôi trồng thủy sản đã thu đợc những thành tựu to lớn trên một số đối tợng cá nuôi nh cá hồi ở Na Uy và cá chép ở nhiều nớc châu Âu. Đối với cá rô phi, chơng trình chọn giống thuộc dự án GIFT (Nâng cao chất lợng di truyền cá rô phi nuôi) đã đợc Trung tâm quốc tế về quản lý nguồn lợi thủy sản (ICLARM) tiến hành trong những năm cuối 1980 và đầu 1990. Kết quả của chơng trình chọn giống này đã tạo ra đợc một dòng cá rô phi Oreochromis niloticus có tốc độ sinh trởng tăng 60% và tỷ lệ sống tăng 40% so với các dòng rô phi địa phơng ở Philippines (ICLARM, 1998). Dòng rô phi GIFT đã đợc phát tán đi nuôi thử nghiệm ở 5 nớc thuộc vùng Đông Nam á trong đó có Việt Nam, để khảo nghiệm chất lợng di truyền đàn cá chọn giống thông qua việc nuôi so sánh với các loài cá rô phi địa phơng. Kết quả nuôi thử nghiệm cho thấy dòng GIFT có tốc độ sinh trởng nhanh hơn từ 15-20% so với các dòng cá rô phi khác hiện có ở Việt Nam (Nguyễn Công Dân và ctv, 1998). Phơng pháp chọn giống theo gia đình cho phép lựa chọn nhiều tính trạng đồng thời trên đối tợng. Việc kết hợp chọn lọc giữa tính trạng sinh trởng và chịu lạnh để tạo ra dòng cá rô phi có sức sinh trởng cao lại có khả năng chịu lạnh tốt trong điều kiện miền Bắc đợc thực hiện từ năm 1999 - 2006. Báo cáo này là những kết quả chọn lọc và nuôi thử nghiệm đạt đợc trong khuôn khổ Hợp phần 1, dự án NORAD giai đoạn 1999-2003. II. Vật liệu v phơng pháp nghiên cứu 1. Vật liệu chọn giống ban đầu Vật liệu cho chọn giống ban đầu từ 106 gia đình cá rô phi dòng GIFT thế hệ chọn giống thứ 5 của ICLARM nhập vào Viện 1 năm 1997 (mỗi tổ hợp gia đình gồm 1 con đực và 3 con cái) và 50 cặp cá rô phi dòng Việt (đàn cá gốc từ Đài Loan) nhập vào Việt Nam năm 1973. 2. Thiết kế thí nghiệm (Sơ đồ 1) Các gia đình cá chọn giống đợc cho sinh sản riêng rẽ trong giai 3m 3 , đây là giai đoạn quan trọng quyết định chơng trình chọn giống cá rô phi theo phơng pháp gia đình. Mỗi gia đình đợc ghép 1 con đực và 2 con cái cho đẻ tự nhiên trong giai. Cá bột sau khi xuất hiện, thu 250 con/gia đình và chuyển sang ơng riêng ở các giai 1m 3 . Khi cá đạt đến kích thớc 1- 2g/con sẽ chọn ngẫu nhiên 150 con/gia đình và chuyển sang ơng trong giai 3m 3 đến khi đạt kích thớc 12-15g/con để đánh dấu điện tử phục vụ thí nghiệm. Dòng cá Việt thuộc loài O. niloticus nhập vào Việt Nam từ năm 1973. Sau hơn 20 năm thuần hoá, nuôi ở miền Bắc, dòng cá đợc cho là có khả năng chịu lạnh tốt hơn dòng cá mới nhập. Việc thêm các nhóm cá dòng Việt vào đàn cá chọn giống ban đầu (trong sơ đồ thí nghiệm) nhằm mục đích tăng thêm sự khác biệt về gen, di truyền (genetic variation) của vật liệu chọn giống ở cả 2 tính trạng sinh trởng và khả năng chịu lạnh. Sơ đồ 1: Chọn giống cá rô phi O. niloticus theo phơng pháp chọn lọc gia đình Cho cá đẻ theo gia đình trong giai 3 m 3 Đ1 C1 C2 Đ50 C1 C2 Dòng GIFT đẻ chung trong ao Dòng Việt đẻ chung trong ao Ương cá bột lên cá hơng trong giai 1 m 3 Giai 1 250 cá bột Giai 100 250 cá bột Giai 1-8 250 cá bột Giai 1-8 250 cá bột Ương cá hơng lên cá giống trong giai 3 m 3 Giai 1 150 cá giống Giai 100 150 cá giống Giai 1-8 150 cá giống Giai 1-8 150 cá giống Đánh dấu Lấy ngẫu nhiên 40 cá giống/mỗi gia đình để nuôi thành cá thơng phẩm Lấy ngẫu nhiên 20 cá giống/mỗi gia đình để thí nghiệm khả năng chịu lạnh Nuôi cá thơng phẩm trong ao Thả nuôi chung trong 2 ao 1200 m 2 , thời gian 3 tháng Thu 10 - 15% cá sống sau thí nghiệm chịu lạnh Chọn lọc cá thể, gia đình theo giá trị chọn lọc và chỉ số di truyền Thu hoạch, cân đo toàn bộ cá thể, tính tỷ lệ sống, hệ số di truyền (h 2 ), giá trị chọn lọc (A) và chỉ số di truyền (I) 3. Phơng pháp phân tích số liệu Chỉ số thống kê sinh học và phân tích phơng sai Mean: giá trị trung bình; Variance: phơng sai; Standard Deviation: độ lệch chuẩn ANOVA: phân tích phơng sai CF = (X) 2 /sdn Sire SS = 1/dn (sire total) 2 CF Total SS = X 2 CF Dam SS = 1/n (dam total) 2 CF sire SS Bảng 1: Phơng pháp phân tích phơng sai Source of variance DF Sum of squares Expectation of mean squares Between sires s-1 1/dn (sire total) 2 CF e 2 + d 2 + nd s 2 Within-sires and between dams s (d-1) Dam SS = 1/n (dam total) 2 CF sire SS e 2 + d 2 Within-dams sd(n-1) By difference e 2 Total sdn-1 X 2 CF Ghi chú: s = sire, d = dam, n= number of observation. Hệ số di truyền (Heritability-h 2 ) (1) 2 2 A 2 P h = h 2 : hệ số di truyền A 2 : additive genetic variance P 2 : phenotypic variance fs: fullsib hs: halfsib (2) () () sd 2 22 e sd 2(2) h(fs) + + = + (3) 2 2 s 22 se 4 h(hs) = + Giá trị chọn lọc (Breeding value) h 2 : Hệ số di truyền A = h 2 (Pi - P P ) Pi: Trọng lợng của cá thể i P P : Trọng lợng trung bình quần đàn A: Giá trị chọn lọc  = bI (Pi - fs) + b fs (Pfs - Phs) + b hs (Phs Pp) Sử dụng chơng trình SAS/GLM: tính Hệ số di truyền (h 2 ) và Giá trị chọn lọc (Â) Hệ số di truyền thực tế (Realized heritability) X thế hệ con (chọn giống) - X thế hệ con (đối chứng) h 2 = X bố mẹ (chọn giống) - X bố mẹ (đối chứng) III. Kết quả nghiên cứu 1. Kết quả sản xuất gia đình Sản xuất các gia đình cá chọn giống đóng vai trò quan trọng trong toàn bộ các giai đoạn của chọn giống. Việc cho đẻ cá gia đình trong giai phụ thuộc rất nhiều vào chọn lựa cá cái đã thành thục và biện pháp hạn chế cá đực tấn công cá cái trong giai sinh sản Sau khi thu cá bột và chuyển cá cái đẻ rồi ra khỏi giai, cá đực đợc giữ lại trong giai nuôi vỗ 1 tuần rồi thả cá cái (thứ 2) vào cho đẻ và thu cá bột (lứa 2). Nh vậy, mỗi tổ hợp cho đẻ gồm 1 cá đực và 2 cá cái để sản xuất ra cá bột của 50 gia đình cùng bố cùng mẹ (full-sibs) lứa thứ nhất và 50 gia đình cùng bố cùng mẹ (full-sibs) lứa thứ hai, quan hệ giữa những con cùng bố khác mẹ là half-sibs. Trong các lần sản xuất gia đình chọn giống tiếp theo từ thế hệ chọn giống thứ 1 trở đi thì việc ghép các tổ hợp cá đẻ phải tuân theo một nguyên tắc là cá đực và cá cái trong cùng một gia đình không bao giờ ghép với nhau trong giai cho đẻ để tránh giao phối cận huyết. Qua bảng 2 cho thấy số lợng các gia đình sinh sản trong giai qua các năm có sự khác nhau, cao nhất năm 2003 với 110 gia đình và thấp nhất năm 2001 với 83 gia đình. Thời gian cho cá đẻ của các gia đình trong giai kéo dài hơn một tháng, thờng bắt đầu vào cuối tháng 4 đầu tháng 5 và kết thúc đầu tháng 6 (bảng 2). Sau khi cá bột xuất hiện, chúng đợc chuyển ngay sang giai ơng, tỷ lệ sống và kích cỡ cá ở các giai đoạn uơng từ bột lên hơng và từ hơng lên giống đợc ghi lại trong bảng 2. Bảng 2: Kết quả sản xuất các gia đình cá chọn giống giai đoạn 1999 - 2003 Năm 1999 2000 2001 2002 2003 Thời gian 03/05-17/06 24/04-01/06 10/05-16/06 05/05-10/06 28/04-15/06 Số gia đình 106 98 83 103 110 Tỷ lệ sống cá hơng (%) 78,8 - 93,5 91,0 - 98,0 86,0 - 98,0 77,9 - 100 88,7 - 99,0 Tr.lợng TB cá hơng (g) 0,7 - 1,5 1,5 - 4,0 0,96 - 2,36 1,49 6,09 0,8 - 4,7 Tỷ lệ sống cá giống (%) 93,7 - 96,0 93,5 - 98,6 95,7 -,98,2 92,0 - 100 95,6 - 100 Tr.lợng TB cá giống (g) 15,0 - 17,8 8,1 - 12,1 8,2 - 11,3 5,5 16,4 4,1 - 15,3 Trọng lợng trung bình của các gia đình trớc khi đánh dấu điện tử thờng trên 10 g, đây là kích cỡ phù hợp cho đánh loại dấu 12mm và sức chịu đựng của cá tốt hơn. Toàn bộ số cá đánh dấu đợc thả vào nuôi trong ao 1.500m 2 và thu hoạch vào cuối năm. 2. Kết quả nuôi tăng trởng cá thí nghiệm trong ao đất Chọn ngẫu nhiên mỗi gia đình 40 con đánh dấu điện tử thả nuôi chung trong ao đất đến khi đạt kích thớc thơng phẩm. Tổng số cá đã đánh dấu điện tử để nuôi thí nghiệm dao động từ 3.340 - 1.400 con phụ thuộc vào số gia đình thu đợc. Trọng lợng ban đầu, số lợng thả, số dấu điện tử, số gia đình đợc ghi lại phục vụ cho phân tích số liệu sau khi thu hoạch. Trọng lợng trung bình cá trớc khi đánh dấu điện tử thờng trên 11 gam/con (bảng 3), thời gian nuôi từ tháng 8 đến tháng 12 hàng năm. Bảng 3: Kết quả nuôi cá thí nghiệm trong ao đất giai đoạn 1999 - 2003 Năm 1999 2000 2001 2002 2003 Số cá thả (con) 4.240 3.920 3.440 4.120 4.400 Tr.lợng thả (g) 17,3 15,3 11,3 11,2 17,4 Thời gian nuôi 09 - 12 08 - 11 08 - 11 08 - 11 09 -12 Số cá thu (con) 3.813 3.528 3.197 3.622 3.954 Tr.lợng thu (g) 175,0 185,7 176,4 179,4 207.7 Tỷ lệ sống (%) 90,4 90,0 93,0 88,0 89,86 Sau 3-4 tháng nuôi khi cá đạt kích cỡ thơng phẩm tiến hành thu hoạch, thờng thu hoạch diễn ra trớc khi thời tiết lạnh để tránh gây bệnh cho cá và thu số liệu phục vụ cho phân tích các thông số di truyền. Tỷ lệ sống của cá trong ao dao động trong khoảng 90% (bảng 3), đây là một khó khăn của quá trình chọn giống do số lợng dấu điện tử mất đi khoảng 10% mỗi năm. 3. Kết quả thí nghiệm chịu lạnh Tổng số cá đánh dấu để thí nghiệm chịu lạnh từ năm 1999 - 2003 dao động từ 1.660 đến 2.200 con, số cá này đợc chọn ngẫu nhiên 20 con/gia đình. Qua bảng 4 cho thấy, ngỡng nhiệt độ chịu lạnh của cá rô phi chọn giống dao động từ 9,5 - 11 0 C, trong đó năm 2002 đã hạ đến nhiệt độ 9,5 0 C trong một thời gian ngắn. Số cá thí nghiệm còn sống sót qua mỗi lần thí nghiệm khoảng 10 - 15% đợc thả vào ao thí nghiệm nuôi lớn và thu hoạch vào cuối năm cùng với cá thí nghiệm tăng trởng. Bảng 4: Kết quả thí nghiệm chịu lạnh của các gia đình cá chọn giống Năm 1999 2000 2001 2002 2003 Số cá thí nghiệm (con) 2.120 1.960 1.660 2.060 2.200 Ngỡng nhiệt độ ( 0 C) 11,0 10,9 10,5 9,5 10,4 Số cá sống 331 209 262 402 317 Số gia đình 33 36 57 62 63 Số gia đình có cá còn sống sót ở các gia đình có sự khác biệt, năm 1999 chỉ có ở 33 gia đình thì đến năm 2003 đã có 63 gia đình có cá còn sống sót ở ngỡng nhiệt độ 10,4 0 C (bảng 4). Nh vậy khả năng chịu lạnh của các gia đình đã đợc tăng lên. Kết quả từ thí nghiệm chịu lạnh đợc sử dụng cùng với kết quả nuôi lớn trong ao làm cơ sở lựa chọn thế hệ cá bố mẹ theo hai tính trạng tăng trởng và khả năng chịu lạnh cho năm tiếp theo. 4. Kết quả tính các thông số di truyền, số lợng cá thể và gia đình đợc chọn Hệ số di truyền của cá chọn giống biến động từ 0,12 - 0,44, trong đó hệ số di truyền tăng từ năm 1999 là 0,12 và đạt cao nhất năm 2001 là 0,44, sau đó giảm xuống 0,27 năm 2002 (bảng 5). Bảng 5 cho thấy, số cá đực và cá cái cũng đợc chọn nhiều hơn từ năm 1999 đến năm 2002, một trong những lý y do là tăng số lợng cá bố mẹ để dễ dàng hơn khi ghép các gia đình và giảm tỷ lệ cận huyết đến mức thấp nhất. Bảng 5: hệ số di truyền, giá trị chọn lọc, gia đình và cá thể đợc chọn từ năm 1999 - 2002 Năm 1999 2000 2001 2002 Hệ số di truyền (h 2 ): 0,12 0,19 0,44 0,27 Giá trị chọn lọc (A) từ 31,42 đến -24,43 từ 42,69 đến -19,04 từ 92,57 đến -59,07 từ 32,26 đến -27,35 Số cá cá đực 100 100 180 150 đợc chọn: cá cái 200 250 320 340 Số gia đình đợc chọn 48 38 38 50 Để ghép các gia đình thờng chọn số lợng cá cái nhiều gấp đôi số lợng cá đực. Qua bảng 5, đến năm 2002 có tổng số 50 gia đình đợc chọn trong số này là các gia đình có số lợng cá còn sống sót và nuôi lớn trong ao sau thí nghiệm chịu lạnh ở bảng 4. Nh vậy, việc chọn lọc theo 2 tính trạng tăng trởng và khả năng chịu lạnh ở cá rô phi có mối tơng quan theo chiều thuận. Kết quả này đã góp phần cải thiện tốc độ tăng trởng và khả năng chịu lạnh của cá rô phi dòng GIFT qua mỗi thế hệ chọn lọc ở nớc ta. 5. Hệ số di truyền thực tế (h 2 ) qua 2 năm thí nghiệm Những số liệu quan trọng khác dùng để tính hệ số di truyền thực tế năm 2000: - Wt.:T. lợng TB cá bố mẹ đàn chọn giống 231.37 5.74g - Wt.:T. lợng TB cá bố mẹ đàn cá gốc 170.23 12.32g - Wt.: T. lợng TB thế hệ con đàn chọn giống 309.29 8.94g - Wt.: T. lợng TB thế hệ con đàn cá gốc 257.70 8.56g - Hệ số di truyền thực tế: 0,84 - Hiệu quả chọn giống (thế hệ thứ 2 so với quần đàn gốc): 20% Những số liệu quan trọng khác dùng để tính hệ số di truyền thực tế năm 2003: - Wt.:T. lợng TB cá bố mẹ đàn chọn giống thế hệ 5 227.60 2.13g - Wt.:T. lợng TB cá bố mẹ đàn cá thế hệ thứ 3 169.70 7.31g - Wt.: T. lợng TB thế hệ con đàn chọn giống thế hệ 5 365.20 6.27g - Wt.: T. lợng TB thế hệ con đàn cá thế hệ thứ 3 332.60 8.50g - Hệ số di truyền thực tế: 0,56 - Hiệu quả chọn giống (thế hệ thứ 5 so với thế hệ thứ 3): 10% Qua số liệu trên cho thấy hiệu quả chọn lọc cao ở những thế hệ đầu (20% của thế hệ thứ 2 so với quần đàn gốc) sau đó giảm dần ở các năm chọn lọc kế tiếp, cho đến thế hệ thứ 5 chỉ còn là 10% so với thế hệ thứ 3. 6. Kết quả nuôi thử nghiệm cá chọn giống ở 3 vùng sinh thái khác nhau Tính đến năm 2003 đã có 219.350 cá rô phi chọn giống đã đợc chuyển cho các nông hộ nuôi thử nghiệm tại các tỉnh Thái Nguyên, Hng Yên, Hải Dơng và Nghệ An. Tổng diện tích nuôi, số lợng con giống chuyển đi nuôi thử nghiệm đợc thể hiện trong bảng 6, trong đó số lợng hộ tham gia, diện tích và số con giống tăng theo hàng năm và đạt cao nhất năm 2003 với 90 hộ và 73.500 cá chọn giống đã đợc thực hiện. Bảng 6: kết quả triển khai nuôi thử nghiệm ở nông hộ từ năm 2000 - 2003 Năm 2000 2001 2002 2003 Địa điểm Phú bình-Thái Nguyên Ân Thi - Hng Yên Quỳnh Lu - Nghệ An Phú bình-Thái Nguyên Ân Thi - Hng Yên Quỳnh Lu - Nghệ An Phú Lơng-Thái Nguyên Tứ Kỳ - Hải Dơng Quỳnh Lu - Nghệ An Phổ Yên -Thái Nguyên Cẩm Giàng-Hải Dơng Quỳnh Lu - Nghệ An Số hộ đã điều tra 90 100 150 120 Số hộ tham gia nuôi 45 62 90 90 Tổng diện tích nuôi (m 2 ) 22.970 33.300 34.600 37.700 Số cá nuôi thử nghiệm 35.850 50.000 60.000 73.500 Kết quả đạt đợc tại các vùng nuôi thử nghiệm: Tốc độ sinh trởng của cá rô phi dòng chọn giống tăng 25,6% (năm 2000) và 29,1% (2001) so với cá rô phi địa phơng. Việc nuôi cá rô phi chọn giống đã làm tăng 27,36% thu nhập của nông hộ. Đã phát tán đợc hơn 3 triệu cá rô phi chọn giống đến 56 tỉnh, để nuôi thành cá bố mẹ phục vụ sản xuất giống. Qua thực tiễn sản xuất đã chứng minh đợc vai trò của cá rô phi dòng GIFT chọn giống theo hai tính trạng tăng trởng và khả năng chịu lạnh đã đợc nuôi rộng rãi ở nhiều địa phơng trong cả nớc. Hiệu quả kinh tế của dòng cá mới này cao hơn hẳn so với các dòng cá rô phi cũ và đợc ngời nuôi a chuộng. 7. Kết luận và đề xuất Sau 5 năm thực hiện trơng trình chọn giống cá rô phi dòng GIFT nhằm năng cao sức sinh trởng và khả năng chịu lạnh đã thu đợc dòng cá có tốc độ tăng trởng cao hơn, có thể chịu đựng đợc ngỡng nhiệt độ thấp hơn trong điều kiện miền Bắc. Cá rô phi chọn giống đang trở thành một đối tợng đợc nuôi rộng khắp trong cả nớc với nhiều hình thức nuôi khác nhau và đạt kết quả tốt. Qua kết quả phân tích chúng tôi có một số đề xuất trong những năm tới: - Tiếp tục chơng trình chọn giống theo tính trạng sinh trởng và chịu lạnh các thế hệ 6, 7, 8 (từ 2004 đến 2006). - Đào tạo cán bộ khoa học về di truyền chọn giống. - Tiếp tục phát tán đàn cá chọn giống cho các địa phơng nuôi thành cá bố mẹ.Tập huấn và chuyển giao kỹ thuật sản xuất giống cá rô phi. Ti liệu tham khảo 1. Nguyễn Công Dân và ctv, 1998. Đánh giá kết quả thuần hoá một số dòng cá rô phi chọn giống (Oreochromis niloticus) nhập nội ở miền Bắc Việt Nam, tuyển tập báo cáo khoa học tại Hội thảo khoa học toàn quốc về nuôi trồng thuỷ sản, trang 172-177. 2. Capill, J.B., 1995. Growth and sex determination in Nile tilapia (Oreochromis niloticus L.) PhD theis, University of Wales Swansea. U.K 3. Guerrero, R. D., 1996. Aqua. in the Philippines WORLD AQUACULTURE 27 (1): 7-13 4. Macintosh, D. J. and Little, D.C., 1995. Nile tilapia (Orechromis niloticus). In: N.R Bromge and R. J. Roberts (eds). Broodstock Management and Egg and Larval Quality-pp. 277-320- Institute of Aquaculture, University of Stirling. 5. ICLARM, 1998. Dessemination and Evaluation of Genetically Improved Tilapia Species in Asia. Technical Report. International Centre for Living Aquatic Resources Managenent (ICLARM). 6. Pullin, R.S.V and Capill, J.B., 1988. Genetic improvement of tilapia, problems and prospects. In: R.S.V. Pullin, T. Bhukaswan, K. Tonguthai and J.L Maclean (Eds). The second International Symposium on Tilapia in Aquaculture. ICLARM conference Proceeding 15, 623 p, Separtment of Fisheries, bangkok, Thailand and Intermational Center for Living Aquatic Resources management, Manila, Philippines, pp. 259-266. . dòng cá mới này cao hơn hẳn so với các dòng cá rô phi cũ và đợc ngời nuôi a chuộng. 7. Kết luận và đề xuất Sau 5 năm thực hiện trơng trình chọn giống cá rô phi dòng GIFT nhằm năng cao sức sinh. Chọn giống cá Rô phi Oreochromis niloticus (dòng GIFT) nhằm nâng cao sức sinh trởng v khả năng chịu lạnh Nguyễn Công Dân, Trần Đình Luân, Phan. giữa tính trạng sinh trởng và chịu lạnh để tạo ra dòng cá rô phi có sức sinh trởng cao lại có khả năng chịu lạnh tốt trong điều kiện miền Bắc đợc thực hiện từ năm 1999 - 2006. Báo cáo này là những