I. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐẶC TRƯNG CỦA SỰ DI TRUYỀ NỞ ĐỘNG VẬT THỦY SINH
4. Một số phương phỏp di truyền hiện đại trong việc sản xuất giống thuỷ sản
4.1. Kỹ thuật nhiễm sắc thể
Kỹ thuật nhiễm sắc thể cỏ dựa trờn dựa trờn những nghiờn cứu bức xạ ion hoỏ trờn tinh trựng lưỡng cư từ những năm đầu của thế kỷ 20. Phỏt minh được ghi nhận bởi nghiờn cứu của Hertwig (1911) khi ụng thụ tinh trứng lưỡng cư bằng trứng của tinh trựng đó chiếu xạ để khỏm phỏ ra quan hệ giữa liều lượng bức xạ với tỷ lệ sống sút của phụi. Nhận xột quan trọng của ụng là trứng thụ tinh cú thể phỏt triển thành phụi mà khụng cần tham gia vật chất di truyền của tinh trựng. Sinh sản như thế gọi là sinh sản đơn tớnh cỏi hay mẫu sinh.
Cựng với sinh sản đơn tớnh cỏi, một phương thức sinh sản khỏc cũng được phỏt hiện từ nghiờn cứu trờn lưỡng cư, đú là sinh sản đơn tớnh đực hay phụ sinh. Trong sinh sản đơn tớnh đực bộ nhiễm sắc thể của trứng được thụ tinh bị bất hoạt hoỏ bằng bức xạ và sự phỏt triển của phụi nhờ vào bộ nhiễm sắc thể của tinh trựng. Kỹ thuật nhiễm sắc thể cũn liờn quan đến số lượng nhiễm sắc thể của cỏ, tạo tam bội hay tứ bội thể.
Một ứng dụng trong thức tiễn nuụi cỏ, việc điều khiển giới tớnh của cỏ cũng được dựa trờn biểu biết về nhiễm sắc thể giới tớnh hay núi rộng hơn- cơ chế xỏc định giới tớnh.
4.2. Mẫu sinh
* Mẫu sinh tự nhiờn: Mẫu sinh tự nhiờn là một kiểu sinh sản hữu tớnh, ở đõy sự thụ tinh là cần thiết, nhưng hạch của tinh trựng sau khi chui vào trứng bị mất hoạt hoỏ trong tế bào chất của trứng và sự phỏt triển phụi diễn ra dưới sự kiểm tra của bộ mỏy di truyền của mẹ. Cỏc nhiễm sắc thể của tinh trựng bị thải loại. Do vậy, để cú mẫu sinh cần cú xuất hiện hai biến đổi về di truyền, một là bất hoạt hoỏ về di truyền của tinh trựng, hai là loại bỏ giảm phõn của nhiễm sắc thể mẹ trong lỳc chớn trứng. Vai trũ của tinh trựng trong giảm phõn tự nhiờn chưa rừ lắm, chỉ biết rằng trứng chớn trong sinh sản mẫu sinh khụng thể phỏt triển
nếu khụng cú tinh trựng. Khụng loại trừ khả năng coi tinh trựng là đối tượng mang vào trứng trung thể, một bộ phận cần thiết trong phõn bào. Mặt khỏc cũng cú thể khi vào trứng tinh trựng cú vai trũ như “ưu thế lai sinh lý”. Như vậy ưu thế lai tạo ra thế hệ con hoàn toàn mang cấu trỳc di truyền của mẹ. Trong số mẫu sinh thường gặp cú cỏ diếc bạc, cỏ đẻ con thuộc họ Poecilidae, cỏ chạch (Cobitidae)... Riờng cỏ diếc bạc cú thể sinh sản đơn tớnh cỏi qua thụ tinh với cỏ đực của hàng chục loài trong và ngoài họ cỏ chộp.
* Mẫu sinh nhõn tạo: Mẫu sinh nhõn tạo của cỏ được mở đầu bằng cụng trỡnh của Opperman (1913) ở cỏ hồi suối (Salmo strutta). Hai khõu chủ yếu trong mẫu sinh nhõn tạo là khử hoạt hoỏ bộ nhiễm sắc thể của tinh trựng của cỏ đực để ngăn chận sự kết hợp hạch và phục hồi lưỡng bội của trứng chớn để đảm bảo phỏt triển của phụi từ trứng lưỡng bội. Khử hoạt hoỏ bộ nhiễm sắc thể của tinh trựng bằng cỏch chiếu xạ tinh trựng trước khi thụ tinh với liều cao. Dựng tia X và tia cực tớm (Uv) hoặc xử lý bằng cỏc hoỏ chất cú hoạt tớnh cao. Do nhiễm sắc thể cú độ nhạy cảm cao hơn tế bào chất nờn cần phải chọn liều hợp lý cú đủ sức khử hoạt hoỏ cỏc nhiễm sắc thể mà vẫn bảo tồn hoạt tớnh của tinh trựng. Liều đú khoảng 26kl/kg (với tia Y và tia x) hoặc 100-300Df/m2 (với Uv) nồng dộ 1x3mg/l (với Embychie) 7,7 x 10-3M (với Dymethylsulfate). Khi khử hoạt chất cần thận trọng vỡ nú dễ dớnh vào trứng, ảnh hưởng xấu đến phụi sau này. Một vấn đề quan trọng trong tạo mẫu sinh là lưỡng bội hoỏ bộ nhiễm sắc thể của con cỏi. Muốn nõng cao tỷ lệ cỏc mẫu sinh với 2n thỡ người ta dựng phương phỏp xốc nhiệt- tỏc động vào trứng nhiệt độ cao hoặc thấp ở mức độ bỏn gõy chết, sự tỏc động này cú thể tiến hành trước khi thụ tinh hoặc ngay sau khi thụ tinh. Mẫu sinh cú ý nghĩa lớn trong nghiờn cứu di truyền và chọn giống. Trước hết mẫu sinh nhõn tạo được sử dụng trong việc tạo nhanh cỏc dũng cỏ cận huyết với mục đớch lai kinh tế. Kết quả sử dụng mẫu sinh phụ thuộc vào độ hữu thụ của cỏ cỏi.
Mẫu sinh cú thể được sử dụng để khống chế sinh sản của cỏ ở cỏc vựng nước tự nhiờn bằng cỏch thả vào đõy những con cỏ đơn tớnh cỏi.
Trong quỏ trỡnh chọn giống cỏ chộp Kazak, Hungari và nhiều giống cỏ chộp khỏc người ta đó đưa mẫu sinh nhõn tạo vào như một khõu khụng thể thiếu. Từ những năm 80, mẫu sinh được sử dụng một cỏch cú hiệu quả trong việc đẩy nhanh quỏ trỡnh đồng hợp tử của đàn cỏ chộp sau khi xử lý đột biến (Xoi,1983).
Cụng trỡnh nghiờn cứu tạo mẫu sinh lưỡng bội ở cỏ trờ phi (Clariasgariepinus) và cỏ chộp (Cyprinus carpio) với việc dựng tia cực tớm để gõy bất hoạt bộ nhiễm sắc thể của tinh trựng và xốc nhiệt trứng do Trần Thị Thuý Nga tiến hành (1985, 1986) bước đầu đó giải quyết một số vấn đề phương phỏp và thu được một số cỏ mẫu sinh.
Gần đõy trong chọn giống động vật thuỷ sản, đặc biệt là chọn giống cỏ người ta đặc biệt chỳ ý đến việc gõy đa bội thể bởi cỏc lý do sau đõy:
- Tiềm năng ứng dụng đa bội thể trong thực tiễn nuụi cỏ khỏ cao vỡ nú trực tiếp hoặc giỏn tiếp đỏp ứng yờu cầu nuụi cỏ thương phẩm vụ sinh hoặc kộm sinh sản nhưng sinh trưởng lại khỏ hơn.
- Khả năng tạo đa bội thể ở cỏ lớn hơn nhiều vật nuụi khỏc trước hết nhờ thụ tinh bờn ngoài và sức sinh sản cao. Thời gian gần đõy Nguyễn Thị Nga và cộng sự (1998) đó thăm dũ cú kết quả việc tạo tam bội cỏ trờ vàng ở Việt Nam bằng phương phỏp xốc nhiệt. Chourrut (1984) và Myers và cộng sự (1986) đó tạo ra tứ bội thể ở cỏ hồi (Salmo strutta)
với sức sống rất thấp nhưng cũng đó nuụi được đến trưởng thành. Những khú khăn hạn chế trong việc tạo và sử dụng tứ bội cú thể được khắc phục ở những loài với số lượng nhiễm sắc thể ớt
4.4. Điều khiển giới tớnh ở cỏ
Vấn đề mẫu sinh hay phụ sinh nhõn tạo thực chất là khớa cạnh của điều khiển giới tớnh, vỡ bằng phương phỏp này con người cú thể trực tiếp tạo ra cỏc đàn cỏ cỏi, đực đơn tớnh theo ý muốn. Thực tiễn cho thấy nhiều đối tượng thuỷ sản, sản lượng và chất lượng sản phẩm thuộc giới tớnh khỏc nhau rất khỏc nhau. Thớ dụ cỏ rụ phi đực cú tốc độ sinh trưởng nhanh hơn và kớch cỡ lớn hơn cỏ cỏi; ngược lại cỏ hồi, cỏ tầm cỏi cú giỏ trị kinh tế cao hơn bởi chỳng cung cấp trứng loại thực phẩm cao cấp; cỏ mố vinh cỏi lớn nhanh hơn đực hay tụm càng xanh đực lớn hơn tụm càng xanh cỏi nhiều lần. Do vậy, vấn đề giới tớnh của cỏ và một số sinh vật thuỷ sinh khỏc được cỏc nhà nghiờn cứu giống rất quan tõm và điều khiển giới tớnh trở thành một hướng quan trọng trong chọn giống hiện đại.
Việc tạo ra cỏ đực hoặc cỏi theo ý muốn được tiến hành bằng nhiều cỏch khỏc nhau:
* Lai xa: Cú thể thu được gần 100% cỏ đực trong thế hệ con khi thực hiờn cỏc phộp lai sau: Cỏ cỏi rụ phi sụng Nil Oreochromis niloticus X cỏ đực rụ phi O. hornorum và cỏ cỏi rụ phi sụng Nil X cỏ đực rụ phi xanh O. aureus.
Nguyờn nhõn của kết quả trờn cú thể do cỏ rụ phi sụng Nil cú kiểu nhiễm sắc thể định đoạt giới tớnh là XY (con đực XY con cỏi XX), cũn ở cỏc loài rụ phi xanh và loài
O.hornorum thỡ nhiễm sắc thể giới tớnh là ZX (con đực ZZ, con cỏi ZX). Cú thể coi những con ZZ như những cỏ siờu đực
* Kỹ thuật cỏ siờu đực YY: Bằng cỏch phối hợp dựng hormone sinh dục cỏi để tạo ra cỏ cỏi XY, rồi cho giao phối cỏ cỏi XY với cỏ đực XY bỡnh thường, người ta cú thể tạo ra cỏ con siờu đực YY với tỷ lệ xấp xỉ 25% trong thế hệ con.
Về lý thuyết, cỏ siờu đực YY khi giao phối bỡnh thường với cỏ XX cho ra thế hệ con gồm 100% cỏ XY. Đại đa số cỏ ZX này về sau biệt hoỏ thành cỏ đực (trung bỡnh 96,6%).
Hiện nay, ở Việt Nam cú cỏ siờu đực O.niloticus thuộc dũng Thỏi, Việt và Egypt- Swansea. Trong đú, ở điều kiện Việt Nam, cỏ siờu đực dũng Thỏi cú thể cho thế hệ con là 92,4% đực. Một cỏch tương ứng cỏ siờu đực dũng Việt 84% và cỏ siờu đực dũng Egypt- Swansea là 95,65%
Tại sao cú sự khỏc biệt lớn giữa lý thuyết và thực hành (theo lý thuyết nếu lai cỏ siờu đực với cỏ cỏi bỡnh thường thỡ sẽ cho thế hệ con 100% đực). Trước hết là do cơ chế xỏc định giới tớnh của loài này khụng đơn giản như nhiều động vật cấp cao khỏc qui định bởi giới tớnh X-Y mà cú thể phức tạp hơn: Đa gen hoặc đa hỡnh giới tớnh của O. noloticus
và nhiều loài rụ phi khỏc chịu tỏc động khụng nhỏ của yếu tố mụi trường bằng chứng là hiện tượng chuyển đổi giới tớnh bằng hormone sinh dục của chỳng. Trong khi đú khõu quan trọng nhất của kỹ thuật siờu đực được cỏc tỏc giả dựng là lai phõn tớch đối với O. niloticus- đối tượng cú cơ chế xỏc định giới tớnh phức tạp để chọn cỏc cỏ thể với kiểu gen mong muốn khụng phự hợp với lý luận di truyền và do đú hiệu quả thực tế cũng bị hạn chế.
II. GIỐNG NUễI TRỒNG THỦY SẢN
1. Nguồn giống tự nhiờn
Khi chưa sản xuất được nguồn giống nhõn tạo, thỡ nguồn giống tự nhiờn đúng vai trũ quan trọng quyết định năng suất và sản lượng trong nuụi trồng thuỷ sản. Từ khi sản xuất được nguồn giống nhõn tạo, nghề nuụi đó chủ động hơn ớt phụ thuộc vào nguồn giống tự nhiờn. Tuy vậy, nguồn giống tự nhiờn như cỏ trụi, cỏ mố, cỏ trắm cỏ, cỏ vền, cỏ chài, cỏ lúc, cỏ he, cỏ chỡnh, cỏ tra, cỏ ba sa, tụm càng xanh, cỏ mỳ, cỏ hồng, cỏ dỡa, vẹm xanh, hàu, nghiờu... vẫn đúng một vai trũ quan trọng nhằm nõng cao hiệu quả kinh tế cho người nuụi. Đõy là những đối tượng nuụi rất cú giỏ trị kinh tế hoặc là chưa sản xuất được giống nhõn tạo hoặc là nguồn giống tự nhiờn rất nhiều. Đó lõu rồi, hàng năm cứ đến mựa sinh sản thỡ ngư dõn vẫn tiến hành vớt cỏ giống để nuụi hoặc cung cấp cho người nuụi.
* Vớt cỏ bột ở hệ thống sụng Hồng:
Mựa cỏ bột kộo dài theo mựa vụ cỏ đẻ, từ thỏng 5 đến thỏng 7. Nhõn dõn dọc hai bờn sụng dựng xăm hứng vớt cỏ bột ở sụng. Sau đú lọc ộp làm cho cỏ tạp chết, cỏc loài cỏ nuụi (mố, trụi, trắm) được đem về ương trong ao thành cỏ hương và cỏ giống
* Vớt cỏ bột ở hệ thống sụng Cửu Long:
Mựa vớt cỏ bột thường tiến hành từ thỏng 6-8, bao gồm cỏ tra, cỏ vồ, cỏ ba sa, cỏ bụng lau, trong đú chủ yếu là cỏ tra. Sản lượng cỏ tra bột hàng năm vớt ở sụng Cửu Long 500-600 triệu con (viện Kinh tế và Qui hoạch thuỷ sản, 1990).
Ngoài hai hệ thống sụng chớnh trờn, nhiều sụng ở miền Trung, ở vựng đầm phỏ, ở vựng cửa biển...hàng năm khoảng từ thỏng 4 đến thỏng 8 ngư dõn đó thu được một nguồn giống thuỷ sản nước ngọt và nước mặn đỏng kể nhằm cung cấp nguồn giống cho người nuụi. Nguồn giống tự nhiờn rất phong phỳ như một nguồn lợi đặc biệt cho nghề nuụi trũng thủy sản ở Việt Nam.
1.1. Ưu điểm
- Tận dụng được nguồn giống sẵn cú tự nhiờn - Thành phần loài đa dạng
- Chi phớ tạo ra con giống thấp
- Cỏ cú sức sống tốt, tốc độ sinh trưởng nhanh
- Cỏ thớch nghi tốt với điều kiện thời tiết và điều kiện mụi trường ở khu vực đỏnh bắt. - Hiện nay một số đối tượng nuụi chưa chủ động nguồn giống bằng sinh sản nhõn tạo, thỡ nguồn giống tự nhiờn đúng vai trũ quan trọng trong sản lượng đàn cỏ nuụi.
1.2. Nhược điểm
- Nguồn giống khụng chủ động, số lượng nuụi, diện tớch nuụi phụ thuộc vào nguồn giống thu được.
- Mựa vụ sinh sản khụng ổn định và thường muộn hơn trong nhõn tạo. - Làm giảm nguồn lợi cỏ tự nhiờn.
- Khi vớt cỏ bột với kỹ thuật lọc ộp để lấy cỏ nuụi thỡ nhiều cỏ kinh tế ở sụng bị chết làm giảm nguồn lợi tự nhiờn một cỏch nghiờm trọng.
- Kớch cỡ cỏ khụng đồng đều gõy trở ngại khi nuụi cụng nghiệp hay nuụi thõm canh và ảnh hưởng đến thời gian và sản lượng thu hoạch về sau.
Việc sử dụng nguồn giống tự nhiờn cú nhiều ưu điểm cũng như nhiều khuyết điểm. Vỡ vậy, tuỳ thuộc vào nhu cầu, điều kiện ở từng địa phương, nguồn giống nhõn tạo để sử dụng một cỏch cú hiệu quả nguồn giống tự nhhiờn nhằm phỏt triển nuụi trồng thuỷ sản bền vững.