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 Đánh giá đa dẠNG di TRUYỀN 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 nguồn vật liệu khởi đầu chương trình chọn giống tăng trưởng đối tượng tơm sú (Penaeus monodon) Viện NCNTTS thực nhằm hạn chế suy giảm biến dị di truyền, loại bỏ yếu tố cạnh tranh sinh tồn cá thể điều kiện chọn lọc; đồng thời hỗ trợ dự đốn giá trị tính tốn phối cặp gia đình Với tổng số 29 cặp microsatellite tham khảo từ tác giả công bố sàng lọc cho việc phân tích đa dạng di truyền Đa dạng di truyền bốn quần thể bố mẹ tôm sú khảo sát 15 cặp microsatellite có số đa dạng tốt sử dụng 10 microsatellite cặp số 15 cặp microsatellite phục vụ phân tích đa dạng di truyền đàn mẫu tôm sú đàn thuộc 16 phép phối từ bốn quần thể tôm sú bố mẹ ban đầu (Ấn Độ Dương, Thái Bình Dương, Nội địa 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 sinh vật sống Tôm sú (Penaeus monodon) môi trường nước biển (Pan ctv., 2004) lồi giáp xác có giá trị kinh tế quan trọng Tôm sú bố mẹ chủ yếu đánh bắt từ giới loài khai tự nhiên, kết đàn tôm bố mẹ di cư bị thác nuôi trồng chủ đạo Việt Nam Tại động đến quốc gia có có ngành ni trồng Việt Nam, tính đến cuối tháng 11/2013, giá trị thủy sản phát triển mạnh, đặc biệt nước xuất tôm 10 tháng năm 2013 đạt gần 2,5 Đông Nam Á Úc Những bố mẹ nhập ngoại tỷ USD, tăng gần 32,7% so với kỳ năm đem đến nhiều hệ lụy lây truyền 2012, chiếm 44% tổng giá trị xuất thủy mầm bệnh, hủy hoại tài nguyên, phá hủy đa sản 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 gây áp lực lớn cho cân không quan trọng mặt kinh tế mà sinh thái nguồn tôm ngày cạn quan trọng mặt phân bố nguồn gốc kiệt Ngồi ra, việc dùng tơm bố mẹ tự nhiên giống Nguyên nhân loài phân bố rộng mang theo nguy lây lan mầm bệnh virus biển Ấn Độ Dương Thái Bình Dương, nguy hiểm (đặc biệt virus đốm trắng WSSV, đặc điểm thích hợp để phân tích, đánh giá đa virus đầu vàng YHV, virus gây còi MBV) qua Phòng Sinh Học Thực Nghiệm, Viện nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản * Email: lienha09@gmail.com Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NI TRỒNG THỦY SẢN tơm giống làm bùng phát dịch bệnh gây chết bốn quần thể tôm sú bố mẹ ban đầu tham gia tôm nuôi hàng loạt Đây thách thức sinh sản cho đề tài “Ứng dụng di truyền số lớn nỗ lực phát triển bền vững ngành công lượng di truyền phân tử để tạo vật liệu ban nghiệp nuôi tôm Việt Nam nói riêng đầu cho chọn giống tơm sú theo tính trạng giới nói chung Nhằm chủ động giống gia tăng trưởng” hệ đàn quần hóa, có tốc độ tăng trưởng nhanh bệnh thể giải pháp chọn giống nâng cao tốc độ tăng trưởng kết hợp sản xuất giống bệnh giải pháp giải triệt để vấn đề chất lượng giống Yếu tố khó khăn việc hình thành ban đầu chương trình chọn giống phải tập hợp quần thể mang nhiều nguồn vật liệu có chất lượng di truyền tốt Thêm vào đó, việc thiết kế để có phối hợp Nội dung đề tài: • Phân tích đa dạng di truyền quần thể tôm sú bố mẹ thu thập ban đầu, • Phân tích đa dạng di truyền nguồn vật liệu ban đầu (G0) cho chương trình chọn giống theo tính trạng tăng trưởng II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU nguồn gốc vật liệu chất lượng di truyền Vật liệu sinh học quần thể ban đầu đóng vai trị lớn Tổng số lượng mẫu tôm bố mẹ nhập nội thành công chương trình chọn giống Phân cho chương trình thu tách chiết DNA, tích đa dạng di truyền vật liệu ban đầu quần chọn 137 mẫu (50 tôm bố 87 tôm đàn chọn giống yếu tố định mức độ cải mẹ) nhóm tơm từ Ấn Độ Dương gọi thiện di truyền, tạo nguồn vật liệu quỹ gien đa tắt A (30 mẫu), Thái Bình Dương gọi tắt dạng Trong chương trình chọn giống tính trạng T (31 mẫu), Gia hóa gọi tắt G (36 mẫu) tăng trưởng tơm sú, Viện nghiên cứu ni nhóm tơm Nội địa gọi tắt N (40 mẫu) Mẫu trồng thủy sản II thu thập bốn quần đàn chân bơi cuống mắt bảo quản tôm sú bố mẹ khác có nguồn gốc từ: Ấn cồn 70oC cung cấp chuyển Phòng Độ Dương, Thái Bình Dương, Nội địa Gia thí nghiệm Di truyền Phân tử - Phịng Sinh học hóa nhập nội để tạo quần thể ban đầu Như Thực nghiệm từ chương trình chọn giống Tơm bước chương trình chọn giống trước sú thuộc đề tài “Ứng dụng di truyền số lượng thực Viện NCNTTS 2, song song di truyền phân tử để tạo vật liệu ban đầu với thiết kế lai phối gia đình, đề tài sử dụng cho chọn giống tơm sú theo tính trạng tăng thị microsatellite phân tích đánh giá đa trưởng” chọn giống Trung tâm Quốc gia dạng di truyền bốn quần thể bố mẹ tham gia Giống Hải sản Nam Bộ (TTQGGHSNB) sinh sản ban đầu phân tích chất lượng di truyền đàn bốn quần thể bố mẹ sau phối ghép 29 cặp mồi microsatellite sử dụng để đánh giá mức độ đa dạng di truyền, chọn 15 Mục đích nghiên cứu: cặp microsatellite hoạt động tốt để phân tích đa Phân tích đánh giá đa dạng di truyền 2.2 Phương pháp dạng di truyền quần thể tôm bố mẹ ban đầu, TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN chọn tiếp tục 10 cặp microsatellite 15 cặp dịch đệm formamide, 0,25μl thang chuẩn (60bp- microsatellite để phân tích đa dạng di truyền 400bp) giọt dầu Các alleles ghi đàn Ký hiệu mồi microsatellite so sánh với thang ADN chuẩn, đồng thời so sử dụng chữ viết tắt tên tác giả báo tham sánh với allele mẫu chạy lần trước Số liệu khảo: L (PMMS2D2-L1, PMMS4CA-L2, phân tích biến dị di truyền phân tích PMMS7HG-L3, PMMS8A2-L4, PMMS16-L5, phần mềm GenePop 3.2 (Raymond Rousset, PMMS6-L6: Li ctv., 2007, Development 1995) 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 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 loci microsatellite AY500869-P6, AY500875-P7, Pan ctv., theo quy luật Hardy-Weinberg, sai khác di 2004); W (DTLPM103- W1, DTLPM109- W2, truyền (genetic differentiation) quần DTLPM110-W3, DTLPM136-W4, DTLPM402-W5, đàn: ước tính giá trị F DTLPM313-W6, DTLPm101-W7, DTLPm120F-W8, DTLPm217-W9, DTLPm308-W10: Wuthi ctv., 2003) X (TUZXPm2.41-X1, TUZXPm4.82 –X2, TUZXPm4.45 –X3:Xu ctv., 1999) Tách chiết DNA: tách DNA 200 mẫu (50 mẫu/nhóm tơm x 04 nhóm) 414 mẫu (06 con/gia đình x 69 gia đình) từ 16 phép phối III KẾT QUẢ 3.1 Kết chọn lọc các cặp mồi Microsatellite Dựa vào kết khảo sát, chọn 29 cặp mồi microsatellite có sản phẩm khuếch đại tốt Sử dụng 29 cặp mồi để phân tích mồi đa hình 28 mẫu DNA tơm ngẫu nhiên, từ đánh giá hiệu suất PCR số alen Xác định allele microsatellite cặp mồi để sàng lọc chọn 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 tính đa hình để tiến hành chạy hành đĩa mẫu 96 giếng, 0,2 ml/giếng; PCR đồng loạt để phân tích biến dị di truyền giếng có chứa 2μl sản phẩm PCR, 28μl dung quần thể tơm TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Bảng Hiệu suất PCR số alen 29 cặp mồi microsatellite 28 mẫu DNA tôm sú Tên mồi Tổng số mẫu có sản phẩm PCR Hiệu suất PCR (%) Số alen Tên mồi Tổng số mẫu có sản phẩm PCR Hiệu suất PCR (%) Số alen W1 23 82,14 P5 25 89,28 W2 24 85,71 P6 23 82,14 W3 22 78,57 P7 28 100 W4 25 92,28 L1 26 92,86 W5 24 85,71 L2 22 78,57 W6 26 92,86 L3 25 89,28 P1 27 96,43 L4 25 89,28 P2 28 100 L5 23 82,14 P3 22 78,57 L6 23 82,14 P4 25 89,28 W7 24 81,12 W8 22 79,21 W9 25 94,23 W10 28 92,1 X1 22 79,03 X2 21 78,12 N2 26 93,03 X3 24 80,01 N1 27 93,2 P8 22 80,01 Kết tổng kết thấy hiệu suất PCR 29 cặp mồi microsatelle tương đối đồng ổn định, dao động khoảng 78-100% Trong có cặp mồi microsatellite W6, P1, P2, P7, L1,W9, W10, N1, N2 có hiệu PCR cao nhất, dao động từ 92-100% Các cặp mồi cịn lại có hiệu suất PCR thấp hiệu suất PCR nằm khoảng cao, dao động từ 78-89% Từ kết kết luận việc tối ưu yếu tố nhiệt độ bắt cặp mồi, nồng độ MgCl2, nồng độ DNA giúp hiệu suất PCR tăng cao, đồng thời phản ứng PCR ổn định Kết ban đầu cho thấy số alen cặp mồi microsatellite dao động không lớn, dao động từ 2- alen Số alen cao thể tính đa hình cặp mồi microsatellite Các cặp mồi microsatellite chọn để đánh giá biến dị di truyền cho quần thể địi hỏi cặp mồi phải có tính đa hình cao (các cặp mồi có từ alen trở lên) Vì cặp mồi microsatellite P1, P2, W2, W3, W9, P4, P5, P7, L1, L4, N1, N2 phù hợp cho việc phân tích đánh giá biến dị di truyền quần thể Tuy nhiên, phân tích di truyền xuất nhiều null alen ảnh hưởng đến kết phân tích Vì ngồi tính đa hình cao hiệu suất PCR cặp mồi ảnh hưởng tới kết phân tích di truyền Do đó, chọn thêm cặp mồi vừa có tính đa hình (có alen trở lên) vừa đạt hiệu suất PCR lớn cặp mồi: W10, W4, L3 Như tổng có 15 cặp mồi sử dụng để phân tích, đánh giá biến dị di truyền bốn nhóm tơm sú Ấn Độ Dương,Thái Bình TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NI TRỒNG THỦY SẢN Dương, Gia Hố Nội Địa nhằm cung cấp sở khoa học cho chương trình chọn giống tơm sú quốc gia 3.2 Khảo sát đa dạng di truyền bốn quần thể tôm sú bố mẹ 3.2.1 Thông tin đa dạng di truyền Thông tin đa dạng di truyền đánh giá qua số như: số lượng allele (A), kích thước allele (S), tần số allele (P), số lượng kiểu gene (G), kiểu gene dị hợp lý thuyết (He) thực tế (Ho), xác xuất độ lệch có ý nghĩa theo Hardy-Weinberg (P), PIC thơng tin đa hình (Polymorphic Information Content –PIC), I, D sai số số lượng locus (r), FIS, FIT FST Các số trình bày bảng sau: Bảng Thông tin đa dạng di truyền chung quần thể tôm sú bố mẹ khảo sát 15 cặp microsatellie Locus A S (bp) r G Ho He PIC HWE test FIS P1 264-382 0,300 0,715 0,664 *** 0,552 P2 285-393 0,557 0,639 0,559 NS 0,142 W2 216-406 3,9 0,477 0,711 0,653 *** 0,284 W10 316-492 0,523 0,738 0,686 *** 0,232 P4 222-364 0,556 0,629 0,548 NS 0,108 P5 282-382 2,9 0,446 0,612 0,527 NS 0,240 P7 178-286 3,9 0,512 0,677 0,625 *** 0,241 L1 270-328 0,465 0,663 0,586 *** 0,270 L3 275-330 3 0,496 0,650 0,573 *** 0,223 L4 251-331 3,9 0,412 0,687 0,624 *** 0,404 W4 441-533 3,9 0,210 0,715 0,659 *** 0,696 W3 502-606 0,176 0,490 0,369 *** 0,647 N1 185-235 3 0,405 0,644 0,564 *** 0,378 N2 180-230 3 0,395 0,641 0,562 *** 0,393 W9 227-275 0,203 0,502 0,375 *** 0,618 0,407 0,633 TB Kết thông tin đa dạng di truyền bốn nhóm tơm bố mẹ đạt nghiên cứu sau: tổng số lượng alen (A) 49 alen số 15 cặp microsatellite khảo sát, đa số primer có số lượng alen từ 3-4 alen; kích thước alen (S) tập trung chủ yếu kích thước từ 200- 0,357 300bp, có hai mồi microsatellite có phạm vi kích thước 400-600bp W3 W4; số lượng kiểu gien (G) khoảng trung bình kiểu gien, cao kiểu gien tìm thấy hai cặp mồi P1 W10 Kết tương tự kết nghiên cứu nhóm tác giả Nahavandi TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN ctv., (2011), cặp microsatellite khảo sát đa dạng di truyền hai nhóm mẫu tơm sú ni tơm sú tự nhiên Malaysia có số lượng alen khoảng 3-5 alen Thông tin đa hình PIC thể lực đánh giá đa dạng di truyền locus Chỉ số thông tin đa hình cao locus có nhiều tiềm việc phân biệt khác biệt thể hay quần thể với Ví dụ, số PIC nghiên cứu nhóm loci: P1, W2, W10, P7, L4, W4 có giá trị tốt số PIC hai loci: W3, W9 Cân Hardy-Weinberg (HWE): độ lệch từ phân phối cân HWE quần thể cho thấy trạng thái di truyền liên quan đến phối ghép cá thể trạng thái giao phối ngẫu nhiên hay xu giao phối áp lực chọn lọc Trong kết đạt có ba cặp mồi P2, P4 P5 phân phối tuân theo cân HWE Các cặp mồi cịn lại lệch khỏi cân HWE số kiểu gien dị hợp tử quan sát thấp số kiểu gien dị hợp tử mong đợi Ngun nhân tìm thấy nhiều cá thể mang kiểu gien đồng hợp tử Điều cần thiết để có chiến lược phối ghép, trao đổi tôm bố mẹ trại giống với để giảm thiểu rủi ro suy giảm vật liệu di truyền cận huyết Quần thể có dấu hiệu cận huyết có dấu hiệu tăng số kiểu gien đồng hợp tử, số lồi tơm điều dẫn tới khả suy giảm sức tăng trưởng, tỷ lệ sống sức sinh sản (Goyard ctv., 2008) Theo bảng kết hệ số dị hợp tử quan sát nghiên cứu có giá trị trung bình tất cặp microsatellite 0,407 thấp so với hệ số dị hợp tử mong đợi 0,633 Kết tương tự nghiên cứu gần đây, cho thấy trạng chung biến dị di truyền tôm sú có xu suy giảm (Nahavandi ctv., 2011; Sekar ctv., 2014) cần thiết việc quản lý theo phả hệ để giảm thiểu tượng phối ghép cá thể có chung huyết thống Khi phân tích tổng thể tham số đa dạng di truyền ba quần đàn tôm sú bố mẹ (Ấn Độ Dương, Thái Bình Dương Nội địa) giá trị khác biệt khơng có ý nghĩa với kết phân tích chung bốn quần thể Trong giá trị đa dạng gien ba nhóm tơm bố mẹ Ấn Độ Dương, Thái Bình Dương Nội địa tương đối 0,645; 0,649 0,640 Trong nghiên cứu phân tích từ bốn nhóm quần thể bố mẹ ban đầu, số FIS trung bình khoảng 0,353 ±0,19, số tương đối cao Chỉ có hai cặp microsatellite P2 W10 có số FIS ~0,12; hai cặp microsatellite sử dụng cho nghiên cứu sâu Như bốn nhóm mẫu tôm bố mẹ khảo sát cần phải tiến hành chọn lọc phối ghép theo phả hệ để giảm thiểu nguy thối hóa giao phối cận huyết Ở số nghiên cứu biến dị di truyền, tượng suy giảm đa dạng di truyền hay dư thừa kiểu gien đồng hợp tử kết quần thể bố mẹ tham gia sinh sản ban đầu thấp (Wolfus ctv., 1997; Dunham ctv., 2000) Vì vậy, cơng tác quản lý giống cần trọng việc bổ sung thêm nguồn biến dị di truyền vào quần thể gốc ban đầu Khi phân tích số liệu ba quần thể Ấn Độ Dương, Thái Bình Dương Nội địa giá trị cận huyết FIS ba quần thể 0,374; 0,398 0,338 Mặc dù giá trị nằm giới hạn cảnh báo, nhiên phạm vi đề tài vật liệu di truyền nhóm Nội địa tương đối tốt nhất, mẫu thu từ nhiều vùng nhiều thời điểm khác để đóng góp vật liệu trình hình thành quần thể ban đầu 3.2.2 Biến động di truyền bên quần thể tôm sú bố mẹ Đa dạng gien hay biến động hệ số dị hợp tử mong đợi (Gene diversity) TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Đa dạng gien, hay gọi dị hợp tử mong đợi, thông số thường sử dụng để mô tả mức độ biến dị di truyền áp dụng lĩnh vực đa dạng di truyền quần thể Đa dạng gien sử dụng để định lượng đánh giá tỷ lệ cá thể có kiểu gien dị hợp tử quần thể theo giả định định luật cân Hardy-Weinberg (Driscoll ctv., 2002; Hoelzel ctv., 2002), phát quần thể giao phối (Li Horvitz, 1953), đo lường liên kết disequilibrium (Sabatti Risch, 2002), thử nghiệm cho ảnh hưởng chọn lọc tự nhiên (Depaulis Veuille, 1998; Sabeti ctv., 2002)… Trong số nghiên cứu di truyền quần thể, tác giả tìm thấy mối quan hệ tuyến tính chặt chẽ đa dạng gien khoảng cách di truyền (Nei Roychoudhury 1974; Ramachandran ctv., 2008, DeGiorgio Rosenberg, 2009) Bảng Thông tin đa dạng gien 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 SƠNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Đa dạng kiểu gien (Genotype diversity) Số kiểu gien trung bình bốn nhóm mẫu tương đối đồng 4,5 – kiểu gien so với giá trị kiểu gien mong đợi 7,2 Ba số bốn nhóm mẫu tơm bố mẹ có đến cặp mồi có kiểu gien có số lượng cá thể mang gien dị hợp tử > 50%: nhóm mẫu Ấn Độ Dương, Nội địa Gia hoá nhập nội Tuy nhiên, giá trị trung bình đa dạng kiểu gien nhóm Thái Bình Dương cao Trong kết quả, có ghi nhận suy giảm số kiểu gien, điều xem xét thêm khả kiểu gien q trình phân tích chưa đạt khả phân ly sản phẩm khuếch đại cao nên làm số alen Sự sai khác di truyền Sự sai khác di truyền quần đàn mẫu ước lượng theo giá trị FST Theo Nei (1978), FST < 0,05 cho sai khác nhỏ; 0,05 50% Sai khác di truyền Sai khác di truyền của16 tổ hợp tôm sú đàn liệt kê theo bảng Hầu hết phép phối có giá trị khác biệt với nhau, FST phép phối có mẹ có giá trị sai khác di truyền < 15% Giá trị FST phép phối 0,53 0 0,56 0,54 0,58 nhóm mẹ Ấn Độ Dương, Nội Địa Thái Bình Dương nằm mức sai khác nhỏ < 15% Tuy nhiên, nhóm phép phối mẹ bố Gia Hố số sai khác di truyền với phép phối khác cao từ 20-33% Các phép phối cịn lại có nguồn gốc từ mẹ Gia Hóa có số sai khác di truyền với phép phối khác cao >15% Trên kết khảo sát mồi microsatellite nghiên cứu 69 gia đình tôm sú đàn 16 tổ hợp phối ghép từ bốn đàn tôm bố mẹ cho thấy vật liệu di truyền nhóm tơm có nguồn gốc Gia hóa tương đối đa dạng vật liệu di truyền nhóm khác Hiện tượng đa dạng di truyền có nguy xảy chương trình chọn giống hàng loạt xu hướng chọn giống theo kiểu hình hay chọn giống theo định hướng ưa chuộng nhà chọn giống dẫn đến vật liệu di truyền tính đa dạng TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 6/2015 11 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN IV THẢO LUẬN phối ghép mẹ với bố có xuất xứ khác 4.1 Khảo sát đa dạng di truyền bốn quần thể tơm sú bố mẹ Ví dụ, phép phối nội dòng Ấn Độ Trong nghiên cứu này, số FIS trung bình khoảng 0,353 ±0,19, số tương đối cao Chỉ có hai cặp microsatellite P2 W10 có sốFIS ~0,12, hai cặp microsatellite sử dụng cho nghiên cứu sâu Như bốn nhóm mẫu tơm bố mẹ khảo sát cần phải tiến hành chọn lọc phối ghép theo phả hệ để giảm thiểu nguy thối hóa giao phối cận huyết Ở số nghiên cứu biến dị di truyền, tượng suy giảm đa dạng di truyền hay dư thừa kiểu gien đồng hợp tử kết quần thể bố mẹ tham gia sinh sản ban đầu thấp (Wolfus ctv., 1997; Dunham ctv., 2000) Vì vậy, cơng tác quản lý giống cần trọng việc bổ sung thêm nguồn biến dị di truyền vào quần thể gốc ban đầu 0,57 phối ngoại dịng có mẹ Ấn Giá trị đa dạng gien quần thể khảo sát nằm khoảng 0,599 – 0,649 Ở ba nhóm mẫu Ấn Độ Dương, Thái Bình Dương Nội địa giá trị tương đối mức cao ~ 0,645 Chỉ có nhóm mẫu Gia hóa có số đa dạng gien thấp 0,599 Thêm vào đó, giá trị tương đối giao động nội quần thể quần thể Ấn Độ Dương, Thái Bình Dương Nội địa cặp microsatellite Trong đó, giá trị đa dạng gien có biến động lớn quần thể Gia hóa: 0,398 – 0,710 4.2 Khảo sát đa dạng di truyền 16 tổ hợp tôm sú đàn Độ Dương với bố Nội địa (AN) số đạt giá trị cao 0,62 Tuy nhiên nếu, mẹ thuộc nhóm Nội địa phội ghép với bố Ấn Độ Dương (NA) giá trị giảm cịn 0,49 Thêm vào đó, gần phép phối tơm mẹ có xuất xứ từ nhóm Gia hóa có giá trị đa dạng gien Nhưng sử dụng bố có xuất xứ tơm Gia hóa phối với nhóm tơm mẹ khác giá trị đa dạng gien cải thiện (AG: 0,55; NG: 0,57 TG: 0,55) Sự khác biệt di truyền tương đối thấp nhóm tơm nội dịng có xuất xứ Ấn Độ Dương, Nội Địa Thái Bình Dương Ví dụ: AA NN có giá trị FST = 0,0805; AA TT có giá trị FST = 0,0931; NN TT có giá trị FST = 0,0695 Tuy nhiên, nhóm phép phối mẹ bố Gia Hố số sai khác di truyền với phép phối khác cao từ 0,200,33 Ví dụ GG –AA có giá trị FST = 0,3246; GG – NN có giá trị FST = 0,2766; GG – TT có giá trị FST = 0,2106 Điều đáng quan tâm là, phép phối nội dòng GG khác biệt khơng có ý nghĩa với phép phối có mẹ máu G (GG-GA, GG-GT, GG-GN, GAGT GA-GN) Ngồi có số tổ hợp phép phối có giá trị di truyền khác biệt khơng có ý nghĩa cần tránh thực chương trình Nghiên cứu có điều đáng quan tâm là, giá trị đa dạng gien thay đổi tùy thuộc vào 12 Dương - Ấn Độ Dương (AA) giá trị đạt chọn giống như: NN-NA, NN-NG, NTTT, TA-GN, NG-GN, TA-GN TN-GA TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 6/2015 *: Mức ý nghĩa sau hiệu chuẩn với Bonferroni p < 0,00042, NS: khơng khác biệt có ý nghĩa Bảng Đa dạng kiểu gien 16 tổ hợp tôm sú đàn VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 6/2015 13 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Trên kết khảo sát mồi microsatellite nghiên cứu 69 gia đình tơm sú đàn 16 tổ hợp phối ghép từ bốn đàn tôm bố mẹ cho thấy vật liệu di truyền nhóm tơm có nguồn gốc Gia hóa tương đối đa dạng vật liệu di truyền nhóm khác Kết hợp với kết đánh giá kiểu hình nghiên cứu cho thấy kết hợp tơm sú bố Gia hóa với tơm mẹ từ ba nguồn khác Ấn Độ Dương, Thái Bình Dương Nội địa kết di truyền cải thiện suy giảm số kiểu gien tìm thấy nghiên cứu 5.2 Đa dạng di truyền 16 tổ hợp tôm sú đàn Giá trị đa dạng di truyền nhóm tơm sú đàn phối ghép từ mẹ có nguồn gốc Gia hóa thấp sai khác di truyền nhóm tơm cao so với nhóm tơm sú đàn phối ghép từ ba nhóm tơm mẹ Ấn Độ Dương, Thái Bình Dương Nội Địa V KẾT LUẬN 5.1 Đa dạng di truyền bốn quần đàn tơm sú bố mẹ LỜI CÁM ƠN Nhóm thực đề tài xin chân thành cám ơn đến Vụ KHCN&MT-Bộ Nông nghiệp Thông tin đa dạng di truyền tương đối Phát triển Nông thôn, Ban lãnh đạo Viện Nghiên bốn nhóm mẫu tơm sú bố mẹ Ấn Độ cứu Nuôi trồng Thủy sản II, Chủ nhiệm đề tài Dương, Thái Bình Dương, Nội địa Gia hóa bạn đồng nghiệp Trung tâm Quốc gia Có sai khác di truyền nhóm Gia hóa với Giống Hải sản Nam Bộ thành viên đề tài ba nhóm cịn lại, nhiên giá trị khơng tận tình định hướng kịp thời, đóng góp ý kiến lớn với FST biến động giá trị 0,05 hữu ích để đề tài có kết tốt đẹp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Anh Tài liệu Tiếng Việt Hồ Huỳnh Thùy Dương, 1997 Sinh học phân tử Nhà xuất Giáo Dục Nguyễn Thanh Phương, Thạch Thanh Trương Trọng Nghĩa, 1999 Cải thiện nâng cao hiệu sản xuất giống tôm sú (Penaeus monodon) hệ thống lọc sinh học Trích Tuyển tập cơng trình nghiên cứu Khoa Học, Nông Nghiệp phần II, trang 185-190 Nguyễn Thành Tâm, Phạm Thanh Liêm, 2012 So sánh đa dạng di truyền tôm xanh Việt Nam tôm xanh Trung Quốc sử dụng phương pháp Microsatellite RAPD 14 Brooker, A.L., Benzie, J.A.H., Blair, D., Versini, J.J., 2000 Population structure of the giant tiger prawn Penaeus monodonin Australian waters, determined using microsatellite markers.Mar Biol 136, 149–157 Gjedrem, T., 2005 Selection and Breeding Programs in Aquaculture, Springer ISBN-10 1-4020-33419.364p Hansen, L.P., Windsor, M.L., Youngson, A.F., 1997 Interactions between salmon culture and wild stocks of Atlantic salmon: The scientific and management issues ICES Journal of Marine Science 54, 963–1225 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Hartl, DL, Clark, A.G., 1997 Principles of Population Genetics 3rd ed., Sinauer Associates Inc., Sunderland, Massachusets ISBN: 0-87893-3069 Jeremy, J., Agresti, S.S., Avner, C., Supawadee, P., Eric, M., Hallerman, N.U., Gideon, H., Graham, A.E., Gall, B.M., 2000 Breeding new strains of tilapia: development of an artificial center of origin and linkage map based on AFLP and microsatellite loci Aquaculture 185, 43–56 Li, Y., Wongprasert, K., Shekhar, M., Ryan, J., Dierens, L., Meadows, J., Preston, N P., Coman, G J., & Lyons, R E., 2007 Development of two microsatellite multiplex systems for black tiger shrimp Penaeus monodon and its application Pan, Y.-W., Chou, H.-H., You, E.-M., Yu, H.-T., 2004 Isolation andcharacterization of 23 polymorphic microsatellite markers fordiversity and stock analysis in tiger shrimp (Penaeus monodon) Mol Ecol Notes 4, 345–347 Wuthisuthimethavee, S., Lumubol, P., Vanavichit, A., Tragoonrung, S., 2003 Development of microsatellite markers in black tigershrimp (Penaeus monodonFabricius) Aquaculture 224, 39–50 Xu, Z., Dhar, A.K., Wyrzykowski, J., AlcivarWarren, A., 1999 Identification of abundant and informative microsatellites fromshrimp (Penaeus monodon) Anim Genet 30, 150–156 in genetic diversity study for two populations Aquaculture 266, 279–288 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 6/2015 15 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 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 – 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 specifiedfor tiger shrimp (Penaeus monodon) common published were used to examine genetic variation Genetic diversity of 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 Department of Experimental Biology, Research Institute for Aquaculture No * Email: lienha09@gmail.com Research Institute for Aquaculture No 16 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 6/2015 ... quần thể tôm sú bố mẹ thu thập ban đầu, • Phân tích đa dạng di truyền nguồn vật liệu ban đầu (G0) cho chương trình chọn giống theo tính trạng tăng trưởng II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU nguồn. .. cho chương trình chọn giống tơm sú quốc gia 3.2 Khảo sát đa dạng di truyền bốn quần thể tôm sú bố mẹ 3.2.1 Thông tin đa dạng di truyền Thông tin đa dạng di truyền đánh giá qua số như: số lượng... tích đa dạng di truyền vật liệu ban đầu quần chọn 137 mẫu (50 tôm bố 87 tôm đàn chọn giống yếu tố định mức độ cải mẹ) nhóm tơm từ Ấn Độ Dương gọi thiện di truyền, tạo nguồn vật liệu quỹ gien đa