Giới thiệu về lai khác loài ở động vật thủy sản Tại sao cần xác định chính xác con lai? (Những ứng dụng của việc xác định con lai khác loài trong nuôi và quản lý nguồn lợi thủy sản) Phương pháp xác định con lai khác loài Phương pháp xác định con lai bằng chỉ thị DNAGiới thiệu về lai khác loài ở động vật thủy sản Tại sao cần xác định chính xác con lai? (Những ứng dụng của việc xác định con lai khác loài trong nuôi và quản lý nguồn lợi thủy sản) Phương pháp xác định con lai khác loài Phương pháp xác định con lai bằng chỉ thị DNAGiới thiệu về lai khác loài ở động vật thủy sản Tại sao cần xác định chính xác con lai? (Những ứng dụng của việc xác định con lai khác loài trong nuôi và quản lý nguồn lợi thủy sản) Phương pháp xác định con lai khác loài Phương pháp xác định con lai bằng chỉ thị DNAGiới thiệu về lai khác loài ở động vật thủy sản Tại sao cần xác định chính xác con lai? (Những ứng dụng của việc xác định con lai khác loài trong nuôi và quản lý nguồn lợi thủy sản) Phương pháp xác định con lai khác loài Phương pháp xác định con lai bằng chỉ thị DNAGiới thiệu về lai khác loài ở động vật thủy sản Tại sao cần xác định chính xác con lai? (Những ứng dụng của việc xác định con lai khác loài trong nuôi và quản lý nguồn lợi thủy sản) Phương pháp xác định con lai khác loài Phương pháp xác định con lai bằng chỉ thị DNA
2/18/2016 Báo cáo chuyên đề Những phương pháp tiên tiến xác định lai khác loài động vật thủy sản Dương Thúy Yên Bộ môn Kỹ thuật nuôi TS nước Khoa Thủy Sản Nội dung báo cáo Giới thiệu lai khác loài động vật thủy sản Tại cần xác định xác lai? (Những ứng dụng việc xác định lai khác loài nuôi quản lý nguồn lợi thủy sản) Phương pháp xác định lai khác loài Phương pháp xác định lai thị DNA 2/18/2016 Giới thiệu lai khác loài động vật TS Lai khác loài (inter-specific hybridization) Lai loài xảy tự nhiên sản xuất nhân tạo Ở cá, xảy phổ biến động vật có xương sống khác, do: Thụ tinh Cơ chế cách ly sinh sản thể yếu Số lượng hai loài khác nhau, có loài khan Cạnh tranh bãi sinh sản Giảm tính phức tạp môi trường sống Nhạy cảm với tương tác thứ cấp dạng tiến hóa Giới thiệu lai khác loài động vật TS Cơ chế cách ly sinh sản Rào cản sinh sản trước thụ tinh Môi trường sống bị ngăn cách Khác biệt thời gian sinh sản Khác biệt tập tính sinh sản Khác biệt nhiễm sắc thể Khác biệt giao tử Rào cản sinh sản sau hình thành hợp tử Con lai khả sống Con lai bất thụ Con lai suy thoái 2/18/2016 Những ví dụ lai khác loài cá (Scribner et al., 2001) Họ* Số cặp loài lai Nguyên nhân lai Catostomidae (cá mút) TN; nuôi + di nhập Centrarchidae (thái dương nước ngọt) 28 21 TN; di nhập + môi trường Cichlidae (rô phi) nuôi; di nhập Clariidae (trê) nuôi Cyprinidae (chép) 56 28 TN; 28 nuôi + di nhập, môi trường Ictaluriidae TN; nuôi Perciliidae (vược) 5 TN Poeciliidae (bảy màu) TN; Môi trường + di nhập Salmonidae (hồi) 11 TN; 10 nuôi + di nhập/môi trường (*) Ngoài môt số họ cá khác VN Những ví dụ lai khác loài động vật thủy sản khác Nhuyễn thể Ruditapes decussatus X R philippinarum (ở châu Âu) (di nhập từ Nhật) Tôm chưa tìm ví dụ 2/18/2016 Tại cần xác định lai khác loài? Trong quản lý nguồn lợi thủy sản Nghiên cứu tượng di nhập gene (loài mang gene đặc trưng loài khác) Đánh giá khả lai thất thoát tự nhiên Kiểm định khả lai hai loài tự nhiên Trong nuôi trồng thủy sản Dùng nhầm lai với loài bố mẹ giảm tiêu sinh sản giảm suất nuôi Tại cần xác định lai khác loài? VD: Con lai có sức sinh sản (Liêm, 2008) 2/18/2016 Phương pháp xác định lai khác loài PP hình thái Dựa vào đặc điểm quan sát (TT chất lượng) dễ? Hình dạng vi lưng loài cá hồi lai (Popowich et al., 2011) Phương pháp xác định lai khác loài PP hình thái Dựa vào đặc điểm hình thái quan sát CM CM x CG CG CG x CM Hình dạng xương chẩm cá trê vàng (CM), trê phi (CG) hai lai (Liêm, 2008) 2/18/2016 Phương pháp xác định lai khác loài PP hình thái Dựa vào tiêu đếm, đo, sau đó: phân tích số lai I (phải biết loài bố mẹ) I = 100 x [(u – X)/(Y – X)] với: u giá trị (của đặc điểm nghiên cứu) cá thể lai; X Y giá trị đặc điểm loài bố mẹ I ~ 50 (biến động 30 – 70) phương pháp thống kê đa biến (không cần biết loài bố mẹ) Phương pháp xác định lai khác loài PP hình thái Nhược điểm Dựa giả thuyết: lai mang tính trung gian loài bố mẹ không cho đặc điểm Tính trạng hình thái thường nhiều gene qui định chịu ảnh hưởng môi trường có khỏang biến động lớn chồng chéo giá trị nhóm không thể biết xác xem xét cá thể/nhóm cá thể Càng khó phân biệt hệ lai sau F1 Ví dụ: cá trê lai trê vàng trê phi 2/18/2016 Phương pháp xác định lai khác loài PP hình thái Ví dụ: cá trê lai trê vàng trê phi (Liêm, 2009) Số lượng lược mang Phương pháp xác định lai khác loài PP phân tích nhiễm sắc thể ◦ Không phổ biến, tốn nhiều công, ◦ Một số loài cá có số lượng NST giống 2/18/2016 Phương pháp xác định lai khác loài PP protein (isozyme) ◦ Nếu loài bố mẹ khác hai nhiều locus (gen) đồng hợp lai di hợp gene Phương pháp DNA RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) mtDNA Microsatellite PCR-RFLP … Phương pháp xác định lai khác loài ◦ So sánh hiệu xác định lai số thị DNA với phương pháp khác Loại thị Hình thái Hiệu phát lai X Nhiễm sắc thể XX Isozyme XX mtDNA XX RAPD ?/X* Microsatellite XX PCR-RFLP XXX (*) Theo Liu and Cordes, 2004 Chọn nghiên cứu cá trê lai 2/18/2016 Xác định lai thị DNA Microsatellite Chỉ thị đồng trội, tính đa hình cao Parents AA aa Aa ♀ ♂ Offspring Xác định lai thị DNA Microsatellite Phương pháp phân tích Ly trích DNA 10 11 Polymerase reaction chain (PCR) Điện di Polyacrimide Scan kết Vạch thể kích thước (bp) microsatellite locus mẫu cá tầm 2/18/2016 Xác định lai cá trê thị microsatellite Kiểu gene C macrocephalus (Cm, A1-12), C gariepinus (Cg, B1-12) lai (C1-12 + D1-12) với mồi Cma05 Cm A1 12L Hybrid LC1 12LD1 12 Cg B1 12 Cm05-Plate 4-ABCD L: Ladder (Thang DNA chuẩn) Xác định lai cá trê thị microsatellite Kiểu gene C macrocephalus (Cm, A1-12), C gariepinus (Cg, B1-12) lai (C1-12 + D1-12) với mồi NCmD11 Cm LA1 -12L Hybrid LC1 -12 L D1 12 Cg B1 12 L: Ladder D11-Plate 4-ABCD 10 2/18/2016 Xác định lai thị DNA PCR-RFLP (Polymerase reaction chain - Restriction fragment length polymorphism) PCR: khuếch đại gene thành nhiều RFLP: đa hình chiều dài đoạn DNA sau dùng enzyme cắt giới hạn (RE) RE: Mỗi loại RE (của vi khuẩn) nhận biết đoạn trình tự đặc hiệu có từ 4, 5, bp cắt DNA vị trí đoạn trình tự đặc hiệu nhận VD: Vị trí cắt Enzyme XcmI gene Rhodopsin cá trê vàng # MS Cut position Site with flanks -1 337/336 320 tactgtaccc CCACTGG_T^CGGCTGG tcacgttata Phương pháp PCR-RFLP PCR gene biết (2 loài bố mẹ) Giải trình tự Alignment Tìm khác biệt Chọn RE cắt loài (dùng Restrictionmapper, NEBcutter) Ủ sản phẩm PCR với RE Điện di kết Ủ 37oC, h 11 2/18/2016 Kết Xác định lai cá trê thị PCR-RFLP Độ dài sản phẩm PCR enzyme chọn Discription COI rhodopsin Tropomyosin Sản phẩm PCR (bp) 652 802 952 Số vị trí nucleotide khác loài 83 22 51 (+65) SpeI XcmI PflMI Cg (trê phi) Cm (trê vàng) Cm Restriction enzyme (RE) Loài bị cắt RE Kết Xác định lai cá trê thị PCR-RFLP PCR-RFLP of COI gene (mtDNA) 10 11 12 13 14 15 16 1500 bp Cm Cg Hybrid 600 bp 100 bp L -5: Cm 6-9: Cg 10-15: hybrid 14-16 PCR products 12 2/18/2016 Kết Xác định lai cá trê thị PCR-RFLP PCR-RFLP of rhodopsin gene (nDNA): XcmI cut Cm 1500 bp 10 11 12 13 14 15 16 Cm Cg Hybrid 600 bp 100 bp L -5: Cm 6-9: Cg 10-15: hybrid 14-16 PCR products Kết Xác định lai cá trê thị PCR-RFLP PCR-RFLP of tropomyosin gene (nDNA): PflMI cut Cm 1500 bp 10 11 12 13 14 15 16 Cm Cg Hybrid 600 bp 100 bp L -5: Cm 6-9: Cg 10-15: hybrid 14-16 PCR products 13 2/18/2016 Đoạn trình tự gene rhodopsin khác loài cá trê lai (at positions 393 & 399 as labeled) C gariepinus C macrocephalus Hybrid KẾT LUẬN Xác định cá thể lai khác loài quan trọng nuôi quản lý nguồn lợi thủy sản Xác định lai thị microsatellite hay/và PCR_RFLP có độ cao xác cao Kết cá trê lai ứng dụng tương tự cho nhiều trường hợp lai khác loài khác 14 ... Trong nuôi trồng thủy sản Dùng nhầm lai với loài bố mẹ giảm tiêu sinh sản giảm suất nuôi Tại cần xác định lai khác loài? VD: Con lai có sức sinh sản (Liêm, 2008) 2/18/2016 Phương pháp xác. .. lược mang Phương pháp xác định lai khác loài PP phân tích nhiễm sắc thể ◦ Không phổ biến, tốn nhiều công, ◦ Một số loài cá có số lượng NST giống 2/18/2016 Phương pháp xác định lai khác loài PP... trị (của đặc điểm nghiên cứu) cá thể lai; X Y giá trị đặc điểm loài bố mẹ I ~ 50 (biến động 30 – 70) phương pháp thống kê đa biến (không cần biết loài bố mẹ) Phương pháp xác định lai khác loài