Nghiên cứu đa dạng di truyền và các thông số di truyền theo tính trạng tăng trưởng phục vụ chọn giống tôm sú (penaeus monodon fabricius, 1798)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGUYỄN HỮU HÙNG NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN VÀ CÁC THƠNG SỐ DI TRUYỀN THEO TÍNH TRẠNG TĂNG TRƯỞNG PHỤC VỤ CHỌN GIỐNG TÔM SÚ (PENAEUS MONODON FABRICIUS, 1798) LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHÁNH HÒA - 2020 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGUYỄN HỮU HÙNG NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN VÀ CÁC THƠNG SỐ DI TRUYỀN THEO TÍNH TRẠNG TĂNG TRƯỞNG PHỤC VỤ CHỌN GIỐNG TÔM SÚ (PENAEUS MONODON FABRICIUS, 1798) Ngành đào tạo: Nuôi trồng thủy sản Mã số: 9620301 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN VĂN HẢO PGS.TS LẠI VĂN HÙNG KHÁNH HỊA - 2020 ii Cơng trình hồn thành Trường Đại học Nha Trang Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Văn Hảo PGS TS Lại Văn Hùng Phản biện 1: TS Nguyễn Minh Thành Phản biện 2: TS Trần Thị Thúy Hà Phản biện 3: TS Đặng Thúy Bình Luận án bảo vệ Hội đồng đánh giá luận án cấp trường họp Trường Đại học Nha Trang vào hồi ngày tháng năm 2020 Có thể tìm hiểu luận án : Thư viện Quốc gia Thư viện Trường Đại học Nha Trang iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học thực hướng dẫn TS Nguyễn Văn Hảo, PGS TS Lại Văn Hùng hỗ trợ đồng nghiệp Số liệu luận án trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu khác Khánh Hịa, ngày 02 tháng 04 năm 2020 Tác giả luận án Nguyễn Hữu Hùng iv LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc tới TS Nguyễn Văn Hảo, PGS TS Lại Văn Hùng – người thầy tận tình hướng dẫn tơi suốt thời gian nghiên cứu luận án khơng thể hồn thành khơng có giúp đỡ q báu Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Viện Nghiên cứu Ni trồng thủy sản III phịng chức tạo điều kiện cho suốt trình nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Đại học Nha Trang, Lãnh đạo Viện Nuôi trồng thủy sản, Phịng sau Đại học tồn thể thầy cô tạo điều kiện tốt cho suốt trình học tập nghiên cứu trường Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Viện Nghiên cứu Nuôi trồng thủy sản II giúp đỡ tạo điều kiện sở vật chất, người suốt trình thực luận án Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Trung tâm Quốc gia giống Hải sản Nam bộ, Trại thực nghiệm Bạc Liêu, Trung tâm Quan trắc môi trường dịch bệnh Thủy sản Nam bộ, Phòng Sinh học Thực nghiệm - Viện Nghiên cứu Nuôi trồng thủy sản II, Doanh nghiệp tư nhân Đặng Lâm (Vũng Tàu) tất đồng nghiệp giúp đỡ triển khai nội dung nghiên cứu suốt thời gian thực luận án Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè sát cánh, động viên, chia sẻ với tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Một lần xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc với tất giúp đỡ quý báu Khánh Hòa, ngày 02 tháng 04 năm 2020 Tác giả luận án Nguyễn Hữu Hùng v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN v MỤC LỤC vi DANH MỤC BẢNG xi DANH MỤC HÌNH xii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT xiii TÓM TẮT NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN xiv SUMMARY OF NEW FINDINGDS OF PhD DISSERTATION xvi MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN .4 1.1 Thành tựu chương trình chọn giống đối tượng thủy sản nước giới 1.1.1 Các chương trình chọn giống đối tượng thủy sản 1.1.2 Tính đa dạng mặt địa lý thu thập vật liệu ban đầu để hình thành quần thể chọn giống .7 1.1.3 Đánh giá vật liệu ban đầu cho chương trình chọn giống 1.1.4 Đảm bảo an toàn sinh học bệnh chọn giống tôm 10 1.1.5 Kỹ thuật đánh dấu chọn giống thủy sản 12 1.1.6 Các đánh giá tương tác kiểu gen môi trường 14 1.1.7 Hệ số di truyền tương quan di truyền 15 1.1.8 Hiệu chọn lọc 17 1.2 Gia hóa khép kín vịng đời đối tượng chọn giống điều kiện nhân tạo Việt Nam giới .19 vi 1.3 Ứng dụng thị microsatellite để đánh giá biến dị di truyền chọn giống đối tượng trồng thủy sản 23 1.4 Ứng dụng phương pháp đại (MAS – Marker Assisted Selection; GWS – Genome Wide Selection) chọn giống .26 CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Đối tượng, thời gian, địa điểm phạm vi nghiên cứu 28 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 28 2.1.2 Thời gian nghiên cứu .28 2.1.3 Địa điểm nghiên cứu 28 2.1.4 Phạm vi nghiên cứu 28 2.2 Vật liệu nghiên cứu 30 2.2.1 Vật liệu nghiên cứu cho đánh giá biến dị di truyền microsatellite 31 2.2.1.1 Vật liệu sinh học .31 2.2.1.2 Dụng cụ .31 2.2.1.3 Hóa chất sử dụng .31 2.2.2 Vật liệu nghiên cứu cho đánh giá dòng phép lai hỗn hợp ước tính số thơng số di truyền .34 2.3 Phương pháp nghiên cứu 34 2.3.1 Phương pháp đánh giá biến dị di truyền microsatellite 34 2.3.1.1 Phương pháp tách chiết ADN tổng số 34 2.3.1.2 Khuếch đại microsatelite PCR 35 2.3.1.3 Phương pháp điện di kiểm tra sản phẩm PCR 37 2.3.1.4 Phân tích allele 37 2.3.2 Phương pháp đánh giá tăng trưởng dịng tơm phương pháp lai hỗn hợp 37 vii 2.3.2.1 Phương pháp đảm bảo an toàn sinh học (Chi tiết phụ lục 7) .37 2.3.2.2 Phương pháp sàng lọc bệnh tôm bố mẹ đầu vào giai đoạn phát triển vịng đời tơm sú (Chi tiết phụ lục 8) .37 2.3.2.3 Phương pháp phân tích chất lượng nước 37 2.3.2.4 Phương pháp nuôi thành thục, cho sinh sản tôm bố mẹ ương nuôi ấu trùng 38 2.3.2.5 Phương pháp ni tăng trưởng gia đình tôm hệ G0 G1 42 2.3.2.6 Phương pháp đánh dấu cá thể 44 2.4 Bố trí thí nghiệm .45 2.4.1 Bố trí thí nghiệm chọn lọc cặp mồi sử dụng để đánh giá biến dị di truyền microsatelite 45 2.4.2 Bố trí tổ hợp lai tồn phần dịng tơm sú 45 2.4.3 Bố trí lai tạo gia đình hệ G0 tạo hệ G1 45 2.4.3.1 Các tiêu chí chọn ghép cặp gia đình hệ G0 tạo G1 .45 2.4.3.2 Bố trí ghép cặp tôm bố mẹ G0 tạo hệ G1 46 2.4.4 Nuôi tăng trưởng đánh giá tương tác kiểu gen môi trường 48 2.5 Phương pháp phân tích xử lý số liệu 48 2.5.1 Phương pháp phân tích xử lý số liệu đánh giá đa dạng di truyền .48 2.5.2 Phương pháp phân tích xử lý số liệu phục vụ đánh giá tăng trưởng dịng tơm khác phép lai hỗn hợp 49 2.5.3 Phương pháp thu thập, phân tích xử lý số liệu phục vụ tính tốn thơng số di truyền 50 2.5.3.1 Phương pháp ước tính thành phần phương sai phục vụ đánh giá tương tác kiểu gen - môi trường (G x E) 50 2.5.3.2 Phương pháp tính ảnh hưởng cố định ước tính thành phần phương sai phục vụ tính hệ số di truyền 51 viii CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 55 3.1 Đánh giá biến dị di truyền tôm sú thị microsatellite 55 3.1.1 Kết chọn microsatellite đánh giá biến dị di truyền 55 3.1.2 Các thông số đa dạng di truyền dựa 15 microsatellite bốn dịng tơm sú bố mẹ vật liệu ban đầu 56 3.1.3 Đa dạng di truyền dịng tơm sú vật liệu ban đầu 59 3.1.3.1 Đa dạng kiểu gen (G) 62 3.1.3.2 Dị hợp tử quan sát (H0) 62 3.1.3.3 Thơng tin đa hình (PIC) 63 3.1.3.4 Sai khác so với cân Hardy-Weinberg .63 3.1.3.5 Giá trị cận huyết (FIS ) 63 3.1.3.6 Sai khác di truyền dịng tơm (FST ) 64 3.2 Đánh giá tăng trưởng dịng tơm sú 66 3.2.1 Sàng lọc bệnh dịng tơm bố mẹ vật liệu ban đầu .66 3.2.2 Tạo gia đình tổ hợp lai 67 3.2.3 Ương nuôi gia đình tơm hệ G0 68 3.2.3.1 Ương nuôi từ nauplius đến hậu ấu trùng 15 68 3.2.3.2 Ni từ hậu ấu trùng 15 đến kích cỡ đánh dấu 70 3.2.4 Tăng trưởng tơm ni bể an tồn sinh học 71 3.2.4.1 Thống kê mô tả yếu tố ảnh hưởng đến tăng trưởng tôm hệ G0 71 3.2.4.2 Tăng trưởng tôm tổ hợp lai 73 3.3 Ước tính số thơng số di truyền quần đàn thiết lập 79 3.3.1 Đánh giá tương tác kiển gen môi trường (G × E) .79 3.3.1.1 Các yếu tố mơi trường ni 79 ix 3.3.1.2 Thống kê mô tả yếu tố ảnh hưởng 80 3.3.1.3 Tương quan kiểu gen mơi trường (G × E) 81 3.3.2 Hệ số di truyền 83 3.3.2.1 Thống kê mô tả tăng trưởng tôm sú hệ G1 83 3.3.2.2 Ước tính hệ số di truyền 85 3.3.3 Hiệu chọn lọc sau hệ tính trạng tăng trưởng 90 3.3.3.1 Hiệu chọn lọc .90 3.3.3.2 Ước tính hiệu chọn lọc phân tích xu hướng di truyền thơng qua khác biệt EBV hai nhóm chọn lọc G0 G1 90 3.3.3.3 Ước tính hiệu chọn lọc thơng qua khác biệt EBV nhóm chọn lọc trung bình hệ G1 .91 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 94 4.1 Kết luận 94 4.2 Đề xuất ý kiến 96 TÀI LỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo tiếng Việt Tài liệu tham khảo tiếng Anh x ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGUYỄN HỮU HÙNG NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN VÀ CÁC THƠNG SỐ DI TRUYỀN THEO TÍNH TRẠNG TĂNG TRƯỞNG PHỤC VỤ CHỌN GIỐNG TÔM SÚ (PENAEUS MONODON FABRICIUS, 1798). .. chương trình nghiên cứu chọn giống cho đối tượng Việt nam Đề tài nghiên cứu sinh “ Nghiên cứu đa dạng di truyền thông số di truyền theo tính trạng tăng trưởng phục vụ chọn giống tơm sú? ?? thực dựa... đầu vàng ADN: AFLP: xiii TÓM TẮT NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Tên luận án: Nghiên cứu đa dạng di truyền thơng số di truyền theo tính trạng tăng trưởng phục vụ chọn giống tôm sú (Penaeus monodon