Kết quả cải thiện chất lượng giống cá rô phi đỏ qua 3 thế hệ chọn lọc

Đề tài “Ứng dụng di truyền phân tử, di truyền số lượng phục vụ chọn giống nâng cao sinh trưởng cá rô phi đỏ (Oreochromis spp.)” thực hiện năm 2014 – 2016 đã chọn giống qua 3 thế hệ từ G2 đến G4 cho tính trạng tăng trưởng và màu sắc đỏ đẹp.

VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II KẾT QUẢ CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG GIỐNG CÁ RÔ PHI ĐỎ QUA THẾ HỆ CHỌN LỌC Trịnh Quốc Trọng1*, Phạm Đăng Khoa1, Lê Trung Đỉnh1, Nguyễn Thanh Tiền1, Nguyễn Thanh Vũ1, Nguyễn Thị Đang1, Nguyễn Thị Kiều Nga1, Võ Thị Hồng Thắm1, Trần Hữu Phúc1, Nguyễn Trung Ký1, Huỳnh Thị Bích Liên1 TÓM TẮT Đề tài “Ứng dụng di truyền phân tử, di truyền số lượng phục vụ chọn giống nâng cao sinh trưởng cá rô phi đỏ (Oreochromis spp.)” thực năm 2014 – 2016 chọn giống qua hệ từ G2 đến G4 cho tính trạng tăng trưởng màu sắc đỏ đẹp Đối với tính trạng tăng trưởng, hệ số di truyền ước tính dao động từ 0,19 đến 0,29 tăng dần qua hệ: 0,19 ± 0,09 G2, 0,22 ± 0,09 G3, 0,29 ± 0,10 G4 Đối với tính trạng màu sắc, hệ số di truyền ổn định qua hệ chọn giống dao động từ 0,27 đến 0,33 Hiệu chọn lọc hệ rô phi đỏ chọn giống G2, G3 G4 dao động từ 17,6 đến 49,8 g (giá trị tuyệt đối) 5,4 đến 14,2% (giá trị phần trăm) Sau hệ chọn lọc (từ G2 đến G4) hiệu chọn lọc tăng 24% so với ban đầu Từ khóa: cá rơ phi đỏ, tăng trưởng, màu sắc, thông số di truyền I ĐẶT VẤN ĐỀ Cá rơ phi tên gọi chung nhiều lồi cá thuộc họ Cichlidae, chia làm ba nhóm Tilapia, Sarotherodon Oreochromis dựa tập tính sinh sản nuôi giữ (Beveridge McAndrew, 2000) Trong số này, cá rô phi đỏ (Oreochromis spp.) nuôi phổ biến toàn giới (FAO, 2016) Ở Việt Nam, cá rô phi đỏ nuôi phổ biến Nam Bộ Tuy nhiên, công tác quản lý cá bố mẹ cá giống chưa chặt chẽ dẫn đến chất lượng cá giống suy giảm Điều ảnh hưởng lớn đến hiệu nghề nuôi cá lớn chậm, tỉ lệ sống thấp dẫn đến gia tăng hệ số thức ăn phát sinh chi phí khác hóa chất xử lý mơi trường, thuốc trị bệnh q trình ni Do đó, sản xuất giống có chất lượng cao yêu cầu thiết nghề nuôi Nghề nuôi cá rô phi đỏ Đồng sơng Cửu Long địi hỏi giống có chất lượng, cụ thể tăng trưởng nhanh, màu sắc đỏ đẹp tỉ lệ sống cao Nhu cầu giải chọn giống dài hạn Chọn giống dựa lý thuyết di truyền số lượng chứng minh cách thức khoa học có hiệu nhằm nâng cao tính trạng mong muốn vật ni Ngồi ra, kết chọn giống cịn tích lũy trì qua hệ, chất lượng giống ổn định gia tăng theo thời gian Chương trình chọn giống cá rô phi đỏ Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II áp dụng phương pháp GIFT Trung tâm Nghề cá Thế giới đề xuất (WorldFish Center, 2004) Theo đó, cá thể có giá trị chọn giống ước tính (Estimated Breeding Value, EBV) cao chọn làm cá bố mẹ cho hệ sau Cá bố mẹ ghép phối theo tỉ lệ đực: Trung tâm Quốc Gia Giống Thủy Sản Nước Ngọt Nam Bộ, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II *Email: trongtq@gmail.com 12 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 10 - THÁNG 12/2017 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II theo nguyên tắc hạn chế cận huyết để sản xuất gia đình hệ Cá gia đình ương ni riêng rẽ Khi cá đạt kích cỡ khoảng g trở lên, đại diện ngẫu nhiên gia đình đánh dấu từ (Passive Integrated Transpondertag, PIT tag) thả nuôi chung môi trường để đánh giá tăng trưởng Sự khác biệt ngày tuổi việc ương nuôi riêng rẽ gia đình thường gây ảnh hưởng khơng mong muốn mơi trường ương riêng rẽ gia đình1 (environmental effect common to full-sibs, gọi tắt c2) Hệ số di truyền (heritability, h2) định nghĩa tỉ số phương sai giá trị di truyền cộng gộp (additive genetic variance, ) phương sai kiểu hình đo đạc tính trạng chọn lọc (phenotypic variance, ) Tính trạng có hệ số di truyền cao đồng nghĩa với việc kiểu hình đo đạc ước đốn tốt cho kiểu gen tính trạng đó, ngược lại (Falconer Mackay, 1996) Tương quan di truyền (genetic correlation, rg) cho biết mối tương quan kiểu gen hai tính trạng quan tâm Tương quan di truyền thuận (rg>0) ngụ ý chọn lọc tính trạng tính trạng cịn lại thay đổi theo hướng, tức tính trạng thứ hai chọn lọc cách gián tiếp thông qua chọn lọc trực tiếp tính trạng Tương quan di truyền nghịch (rg 5% diện tích thể) quần thể có nguồn gốc từ Ecuador quần thể ban đầu G0 Quần thể ban đầu chọn giống cá rô phi đỏ Việt Nam thành lập với đóng góp cá rơ phi đỏ Ecuador (80%), Malaysia (10%), Đài Loan (5%) Thái Lan (5%) Nhóm rơ phi đỏ Ecuador có nhiều đốm đen tỉ lệ cá có màu sắc đạt yêu cầu lớn Lý cá rô phi đỏ Ecuador thương phẩm chủ yếu xuất sang Mỹ dạng philê, nên màu sắc bên tiêu quan trọng Ngược lại, cá rô phi đỏ Châu Á tuyển lựa nghiêm ngặt theo màu sắc đốm đen, trường hợp nhóm cá Malaysia, Đài Loan Thái Lan nhập nội IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Kết luận Nghiên cứu chọn lọc nuôi vỗ thành thục cá bố mẹ từ hệ G1 (nước mặn =317 cá + 95 cá đực, nước = 390 cá + 119 cá đực), G2 (812 cá + 251 cá đực) G3 (706 cá + 374 cá đực) sản xuất tổng cộng 483 gia đình Đối với tính trạng tăng trưởng, hệ số di truyền (h2) nằm mức trung bình (0,22 – 0,29), gần tương đương G2 (0,19 ± 0,09) G3 (0,22 ± 0,09), sau tăng lên G4 (0,29 ± 0,10) Ảnh hưởng môi trường ương nuôi riêng rẽ (c2) khơng vượt q 10% phương sai kiểu hình (0,07 – 0,10), G2 0,10 ± 0,03, G3 0,08 ± 0,04 G4 0,07 ± 0,03) Đối với tính trạng màu sắc, hệ số di truyền (h ) mức khá, trì ổn định qua hệ chọn giống tương tự cho mơ hình logit probit (0,27 – 0,33) khác biệt có ý nghĩa so với zero Hệ số di truyền mức cho phép nhận định chọn lọc giúp cải thiện tính trạng màu sắc hệ Hiệu chọn lọc hệ rô phi đỏ chọn giống G2, G3 G4 dao động từ 17,6 đến 49,8 g (giá trị tuyệt đối) 5,4 đến 14,2% (giá trị phần trăm) Sau hệ chọn lọc (từ G2 đến G4) hiệu chọn lọc tăng 24% so với ban đầu Đề xuất Việc trì chương trình chọn giống dài hạn cá rơ phi đỏ dựa nguồn vật liệu ban đầu thành lập khuôn khổ đề tài cần thiết, nhằm bảo vệ quần thể chọn giống chọn lọc qua hệ nhằm cải thiện tính trạng tăng trưởng màu sắc cá rơ phi đỏ Việt Nam Tính trạng chọn lọc tăng trưởng, ghi nhận thông qua khối lượng thu hoạch Xem xét bổ sung tính trạng màu sắc tỉ lệ sống vào chương trình chọn giống dài hạn Nghiên cứu sử dụng thị phân tử cho truy xuất phả hệ, nhằm giảm thiểu ảnh hưởng chung môi trường (c2) việc ương nuôi riêng rẽ gia đình (trước đánh dấu) gây tăng độ xác ước tính thơng số di truyền, từ tăng hiệu chọn lọc TÀI LIỆU THAM KHẢO Bentsen, H.B., Gjerde, B., Nguyen, N.H., Rye, M., Ponzoni, R.W., Palada de Vera, M.S., Bolivar, H.L., Velasco, R.R., Danting, J.C., TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ 10 - THÁNG 12/2017 19 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Dionisio, E.E., Longalong, F.M., Reyes, R.A., Abella, T.A., Tayamen, M.M., Eknath, A.E., 2012 Genetic improvement of farmed tilapias: Genetic parameters for body weight at harvest in Nile tilapia (Oreochromisniloticus) during five generations of testing in multiple environments Aquaculture 338–341: 56–65 Khaw, H.L., Ponzoni, R.W., Hamzah, A., AbuBakar, K.R., Bijma, P., 2012 Genotype by production environment interaction in the GIFT strain of Nile tilapia (Oreochromisniloticus) Aquaculture 326–329: 53–60 Maluwa, A.O., Gjerde, B., Ponzoni, R.W., 2006 Genetic parameters and genotype by environment interaction for body weight of Oreochromisshiranus Aquaculture 259: 47–55 Martinez, V., Neira, R., Gall, G A E., 1999 Estimation of genetic parameters from pedigreed populations: lessons from analysis of alevin weight in Coho salmon (Oncorhynchus kisutch) Aquaculture 180: 223–236 Merican, Z., 2011 Tilapia is gaining popularity in Vietnam, Aquaculture Asia Pacific, pp 40 Ponzoni, R.W., Nguyen, N.H., Khaw, H.L., Hamzah, A., Bakar, K.R.A., Yee, H.Y., 2011 Genetic improvement of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) with special reference to the work conducted by the World Fish Center with the GIFT strain Reviews in Aquaculture, 3, 27−41 R Core Team, 2014 R: A language and environment for statistical computing R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria URL http://www.R-project.org/ Sae-Lim, P., H Komen, A Kause, K E Martin, R Crooijmans, J A M van Arendonk, J E Parsons, 2013 Enhancing selective breeding for growth, slaughter traits and overall survival in rainbow trout (Oncorhynchusmykiss) Aquaculture 372–375: 89–96 Trịnh Quốc Trọng, Han A Mulder, Johan A.M van Arendonk, Hans Komen Heritability and genotype by environment interaction estimates for harvest weight, growth rate, and shape of Nile tilapia (Oreochromisniloticus) grown in river cage and VAC in Vietnam Aquaculture 384–387: 119–127 Vehvilainen, H., Kause, A., Kuukka-Anttila, H., Koskinen, H., and Paananen, T., 2012 20 Untangling the positive genetic correlation between rainbow trout growth and survival Evolutionary Applications, pp 732–745 Weatherley, A.H., Gill, H.S., Casselman, J.M., 1987 The biology of fish growth Academic Press, London.Bentsen, H.B., Gjerde, B., Eknath, A.E., de Vera, M.S.P., Velasco, R.R., Danting, J.C., Dionisio, E.E., Longalong, F.M., Reyes, R.A., Abella, T.A., Tayamen, M.M., Ponzoni, R.W., 2017 Genetic improvement of farmed tilapias: Response to five generations of selection for increased body weight at harvest in Oreochromis niloticus and the further impact of the project Aquaculture 468, Part 1, 206-217 Bentsen, H.B., Gjerde, B., Nguyen, N.H., Rye, M., Ponzoni, R.W., Palada de Vera, M.S., Bolivar, H.L., Velasco, R.R., Danting, J.C., Dionisio, E.E., Longalong, F.M., Reyes, R.A., Abella, T.A., Tayamen, M.M., Eknath, A.E., 2012 Genetic improvement of farmed tilapias: Genetic parameters for body weight at harvest in Nile tilapia (Oreochromis niloticus) during five generations of testing in multiple environments Aquaculture 338–341, 56-65 Dunham, R., 2011 Aquaculture and Fisheries Biotechnology: Genetic Approaches, 2nd Edition CAB International Gilmour, A.R., Gogel, B.J., Cullis, B.R., Welham, S.J., Thompson, R., 2015 ASReml User Guide Release 4.1 Structural Specication VNS International Ltd., Hemel Hempstead, HP1 1ES, United Kingdom Gjedrem, T., 2005 Selection and breeding programs in aquaculture Springer Netherlands Gjedrem, T., 2012 Genetic improvement for the development of efficient global aquaculture: A personal opinion review Aquaculture 344–349, 12-22 Maluwa, A.O., Gjerde, B., 2007 Response to selection for harvest body weight of Oreochromis shiranus Aquaculture 273, 33-41 Ngô Phú Thỏa, Mai Văn Nguyễn, Phạm Ngọc Tuyên, Nguyễn Hữu Ninh, 2015 Ước tính thơng số di truyền quần đàn rô phi vằn (Oreochromis nilotitus) qua hệ chọn giống sinh trưởng nhanh điều kiện nước lợ mặn Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nơng thơn, 115-119 Romana-Eguia, M.R.R., Ikeda, M., Basiao, Z.U., TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 10 - THÁNG 12/2017 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Taniguchi, N., 2004 Genetic diversity in farmed Asian Nile and red hybrid tilapia stocks evaluated from microsatellite and mitochondrial DNA analysis Aquaculture 236, 131-150 Thodesen, J., Rye, M., Wang, Y.-X., Yang, K.S., Bentsen, H.B., Gjedrem, T., 2011 Genetic improvement of tilapias in China: genetic parameters and selection responses in growth of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) after six generations of multi-trait selection for growth and fillet yield Aquaculture 322, 51-64 Thodesen, J., Rye, M., Wang, Y.-X., Li, S.-J., Bentsen, H.B., Gjedrem, T., 2013a Genetic improvement of tilapias in China: Genetic parameters and selection responses in growth, pond survival and cold-water tolerance of blue tilapia (Oreochromis aureus) after four generations of multi-trait selection Aquaculture 396–399, 32-42 Thodesen, J., Rye, M., Wang, Y.-X., Li, S.-J., Bentsen, H.B., Yazdi, M.H., Gjedrem, T., 2013b Genetic improvement of tilapias in China: Genetic parameters and selection responses in growth, survival and external color traits of red tilapia (Oreochromis spp.) after four generations of multi-trait selection Aquaculture 416, 354366 Trịnh Quốc Trọng, 2013 Optimisation of selective breeding program for Nile tilapia (Oreochromis niloticus), Animal Breeding and Genetics Group, Department of Animal Science Wageningen University, Wageningen, the Netherlands, pp 176 WorldFish Center, 2004 GIFT Technology Manual: An aid to Tilapia selective breeding WorldFish Center, Penang, Malaysia TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ 10 - THÁNG 12/2017 21 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II GENETIC IMPROVEMENT OF RED TILAPIA AFTER GENERATIONS OF SELECTION Trinh Quoc Trong1*, Pham Dang Khoa1, Le Trung Dinh1, Nguyen Thanh Tien1, Nguyen Thanh Vu1, Nguyen Thi Dang1, Nguyen Thi Kieu Nga1, Vo Thi Hong Tham1, Tran Huu Phuc1, Nguyen Trung Ky1, Huynh Thi Bich Lien1 ABSTRACT The project “Application of quantitative and molecular genetics to improve growth of red tilapia (Oreochromis spp.)” (year 2014 – 2016) selected for generation from G2 to G4, aiming at growth and external colour Heritability estimate for growth was ranged from 0.19 to 0.29, and increased over time: 0.19 ± 0.09 for G2, 0.22 ± 0.09 for G3, and 0.29 ± 0.10 for G4 For external colour, heritability was relatively stable over generations, ranging from 0.27 to 0.33 Response to selection of G2, G3 and G4 ranged from 17.6 to 49.8 g (trait unit) or 5.4 to 14.2% (percentage) After generations of selection (from G2 to G4) accumulated response was 24% Keywords: red tilapia, growth, external colour, genetic parameters Người phản biện: TS Nguyễn Văn Sáng Ngày nhận bài: 20/11/2017 Ngày thông qua phản biện: 10/12/2017 Ngày duyệt đăng: 15/12/2017 National Breeding Centre for Southern Freshwater Aquaculture, Research Institute for Aquaculture No *Email: trongtq@gmail.com 22 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ 10 - THÁNG 12/2017 ... đình chọn giống có cá chọn khơng tham gia sinh sản, cần chọn nhiều cá để thay cần thiết Bảng Số lượng cá chọn lọc đối chứng hệ G1, G2 G3 Thế hệ- môi trường G1 G2 G3 Tổng Nhóm chọn lọc Cá Cá đực 32 2... Bảng Khối lượng trước đưa vào ni vỗ nhóm cá chọn lọc đối chứng hệ G1, G2, G3 Thế hệ- môi trường G1 G2 G3 Nhóm chọn lọc Cá Cá đực 30 7,6 ± 110,9 410,2 ± 138 ,3 388 ± 72,8 522,7 ± 92 ,3 380 ,3 ± 104,4... 611 34 9 1.809 706 Khối lượng cá chọn lọc có xu hướng lớn qua hệ Điều cho phép nhận Nhóm đối chứng Cá Cá đực 68 20 192 71 95 25 416 133 Tổng 509 1.0 63 1.080 3. 064 định hiệu chọn lọc qua hệ chọn giống