Lựa chọn kháng bệnh cho tôm thẻ chân trắng Ấn Độ

Tôm Giống 03/01/2020

Kết quả cho đến nay của một chương trình nhân giống chọn lọc được áp dụng ở Ai Cập

Xem các cơ sở và ao được sử dụng trong chương trình nhân giống chọn lọc.

Tôm thẻ chân trắng Ấn Độ ( Fenneropenaeus notifyus ) là một loài quan trọng trong ngành nuôi trồng thủy sản của Ai Cập, và nó đã bị ảnh hưởng tiêu cực bởi các bệnh lớn khác nhau. Một số chương trình nhân giống chọn lọc cho tôm nuôi đã thành công ở những nơi khác trong việc cải thiện khả năng kháng bệnh chống lại các mầm bệnh cụ thể, cho thấy rằng cải thiện di truyền trong việc kháng một số bệnh là khả thi.

Tuy nhiên, để thực hiện tối ưu việc lựa chọn cải thiện khả năng kháng bệnh trong chương trình nhân giống, điều quan trọng là phải điều tra xem có tồn tại mối tương quan di truyền quan trọng giữa khả năng kháng bệnh và các đặc điểm quan trọng khác trong mục tiêu nhân giống hay không.

Lựa chọn kháng bệnh là một phương pháp bền vững để phát triển sản xuất nuôi trồng thủy sản bằng cách đưa ra các cách để phát triển các nguồn dự trữ kháng bệnh tốt hơn. Nó cũng được ghi nhận rằng có sự khác biệt di truyền phụ gia lớn trong việc kháng các bệnh phổ biến trong nuôi trồng thủy sản, và điều này có thể tạo điều kiện đáp ứng cao với lựa chọn. Các chương trình nhân giống hiệu quả cho tôm nên bao gồm cải thiện khả năng kháng bệnh thông qua lựa chọn.

Tác giả với một số tôm thẻ chân trắng Ấn Độ từ chương trình nhân giống chọn lọc ở Ai Cập.

Công việc nghiên cứu của chúng tôi đã thực hiện lựa chọn để tăng khả năng kháng bệnh như là một phần của chương trình tuyển chọn tôm thẻ chân trắng Ấn Độ tại một trang trại nuôi tôm tư nhân ở Vùng Tam giác AL Dibah (DTZ) ở Ai Cập. Nghiên cứu của chúng tôi dựa trên các thí nghiệm thử nghiệm có kiểm soát trong đó tôm từ mỗi gia đình riêng lẻ được tạo ra trong nhân giống được tiếp xúc với WSSV, IHHNV và Vibrio (EMS) bằng cách sử dụng đồng thời bị nhiễm bệnh (người mang mầm bệnh).

Mục tiêu tổng thể của dự án của chúng tôi – được hỗ trợ bởi Quỹ Phát triển Khoa học & Công nghệ (STDF), Ai Cập theo trợ cấp số 5661 – là phát triển một chương trình chọn lọc để tăng sức đề kháng đối với mầm bệnh tôm lớn ở tôm thẻ chân trắng, để điều tra mức độ di truyền phụ gia sự khác biệt về khả năng kháng nhiễm trùng kết hợp WSSV, IHHNV và Vibrio (EMS) trong các thử nghiệm thử thách trong điều kiện nuôi thương mại và phát triển một giống, đa mục đích, giống hoặc một số giống cho một số môi trường đặc biệt (ví dụ như các bệnh cụ thể) .

Chúng tôi hy vọng công việc của chúng tôi có lợi ích kinh tế trực tiếp cho người nuôi tôm, bằng cách giảm tổn thất tôm do dịch bệnh.

Phát triển các điểm đánh dấu kính hiển vi

Một trong những mục tiêu của chúng tôi là phát triển hệ thống kiểu gen cho tôm thẻ chân trắng Ấn Độ ( Fenneropenaeus notifyus ) chống lại các bệnh khác nhau, sử dụng locus microsatocate làm điểm đánh dấu. Hệ thống này cuối cùng sẽ được sử dụng để tạo kiểu gen cho cá bố mẹ của các loài này để theo dõi sự đa dạng di truyền trong nhóm này như một hình thức quản lý tôm bố mẹ.

Các dấu hiệu và dữ liệu kiểu gen kết quả sẽ được sử dụng chủ yếu cho bốn mục đích: (1) so sánh sự đa dạng di truyền của tôm bố mẹ giữa các quần thể tôm và ước tính sự khác biệt di truyền giữa các quần thể (ví dụ Fst), (2) theo dõi sự thay đổi thế tục về tần số alen trong tôm bố mẹ kín, (3) phân công cha mẹ và nhận dạng gia đình đầy đủ trong tôm bố mẹ, (4) các ứng dụng pháp y và sở hữu trí tuệ.

Trong giai đoạn I, 100 mồi được thiết kế từ các chuỗi kính hiển vi của F. chỉ ra . Để tối ưu hóa và kiểm tra đa hình của giai đoạn II, 41 mồi đã được thử nghiệm ban đầu. Hiện tại, 21 bộ mồi đã được tối ưu hóa và được sử dụng để khuếch đại microsatellites ở các cá nhân trong giai đoạn I. Cho đến nay, 9 trong số các locus này đã được chứng minh là đa hình, sẽ cung cấp thông tin hữu ích và sau đó sẽ được sử dụng trong kiểu gen. Sự đa hình trong phần còn lại của loci vẫn chưa được xác định vì chúng vẫn đang được phân tích trên gel polyacrylamide. Nếu cần thiết, nhiều locus sẽ được thêm vào 21 gốc từ 41 bộ mồi đã được đặt hàng.

Chủng chuyên cho môi trường

Mục tiêu ban đầu là sản xuất một giống tôm trắng Ấn Độ đa năng, đa mục đích, nhưng chúng tôi đã phát triển mục tiêu và cam kết với hai hệ thống nuôi rất khác nhau, thâm canh và bán thâm canh. Sự nhấn mạnh mới vào môi trường thâm canh ngụ ý rằng nhiều con tôm sẽ phát triển toàn bộ cuộc sống của chúng với mật độ cao mà không có thức ăn tự nhiên (trừ biofloc) và, có thể, không có một số thách thức về bệnh trong ao. Tuy nhiên, chúng tôi cũng cam kết canh tác bán thâm canh trong môi trường có thức ăn tự nhiên, động vật ăn thịt và không gian cho các tương tác hành vi.

Có thể có sự đánh đổi giữa các đặc điểm ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và sự sống còn trong hai môi trường này. Mặc dù tôi không biết về bất kỳ bằng chứng nào về sự đánh đổi như vậy ở tôm – hoặc cá cho vấn đề đó – chúng được tìm thấy ở những động vật nuôi khác. Khả năng đánh đổi giữa tăng trưởng và khả năng kháng bệnh trong một hoặc cả hai môi trường, vẫn còn bỏ ngỏ.

Do đó, chương trình di truyền sẽ chỉ phát triển một chủng trong hai thế hệ đầu tiên và cho đến tháng 1 năm 2016. Trong nửa cuối năm nay, thông tin này cho phép chúng tôi đưa ra quyết định có căn cứ về việc có bao nhiêu chủng phát triển từ đó trở đi. Thông tin bắt buộc bao gồm hồ sơ tăng trưởng và tỷ lệ sống sót về các cá nhân đã biết mối quan hệ gia đình với nhau và là thông tin tương tự được sử dụng để lựa chọn. Việc thu thập thông tin này phải là một thành phần thường lệ của bất kỳ chương trình di truyền nào.

Quan điểm của động vật được thu hoạch từ một ao nghiên cứu, với một số được cân trên cánh đồng (trái).

Cường độ lựa chọn tương đối về tăng trưởng và tỷ lệ sống

Trong năm đầu tiên, chúng tôi đã nghiên cứu các cường độ lựa chọn ngang nhau về tăng trưởng và khả năng chống lại các thách thức WSSV, IHHNV và Vibrio (EMS), nhưng gần đây chúng tôi đã áp dụng tỷ lệ tương đối là 70:30. Sự cân bằng sẽ đạt được bằng cách điều chỉnh mức độ nghiêm trọng của lựa chọn tăng trưởng và các thách thức WSSV, IHHNV và Vibrio (EMS), và bằng cách bỏ qua thử thách hoàn toàn trong một số gia đình hoặc lô gia đình được chọn.

Quyết định về việc có hay không thách thức bất kỳ nhóm động vật cụ thể nào có thể dễ dàng được đưa ra bởi người quản lý di truyền của dự án nếu việc lưu giữ hồ sơ được cập nhật. Phân tích về sự đánh đổi có thể có giữa tăng trưởng và tỷ lệ sống.

Kết hợp cải tạo tôm bố mẹ vào hệ thống sản xuất

Vì những lý do này, cách tiếp cận mới của chúng tôi là có một hệ thống chăn nuôi gia đình, trong đó chỉ có một nam và một nữ (không phải 4 người) được sử dụng để sản xuất mỗi gia đình trong đó lựa chọn diễn ra. Một anh trai của chương trình di truyền nam và một em gái của nữ sẽ được giao phối cho dây chuyền sản xuất. Nhược điểm của quyết định này là hiệu suất của tôm hậu sản xuất (PL) sẽ luôn là một thế hệ đằng sau hiệu suất của dòng chọn lọc. Hiệu suất sản xuất sẽ cải thiện ở cùng tốc độ với dòng lựa chọn có độ trễ một thế hệ.

Hình 1: Biểu đồ quy trình di truyền tích hợp và quy trình sản xuất.

Bảo vệ di truyền chống vi phạm bản quyền

Ban đầu, chúng tôi nghĩ rằng việc đi trước đối thủ cạnh tranh bằng cách tạo ra PL tốt hơn mỗi năm sẽ đủ bảo vệ cho công việc của chúng tôi, ít nhất là cho đến khi có thể áp dụng hệ thống nhận dạng dựa trên kính hiển vi. Bây giờ có vẻ như một chủng cải tiến có thể được điều khiển gần như nhanh chóng như chúng ta có thể phát triển nó. Do đó, hệ thống sản xuất đã được sửa đổi để bất kỳ PL sản xuất nào được sử dụng làm nhà lai tạo sẽ sinh ra những con con đồng nhất ở mức F = 0,125, tương đương với giao phối một nửa.

Kết quả là trầm cảm cận huyết là khoảng 20% trong điều kiện căng thẳng của sản xuất nuôi trồng thủy sản. Các thế hệ tiếp theo của cá bố mẹ lậu sẽ có trung bình F = 0,125 và như một thách thức bổ sung, sự cận huyết sẽ thay đổi giữa các cá nhân và các đợt, khiến hiệu suất tăng trưởng trở nên khó lường. Sự bảo vệ di truyền chống vi phạm bản quyền này là lý do chính tại sao việc sản xuất PL được nuôi sẽ tụt hậu một năm so với PL từ chương trình di truyền.

Bằng chứng từ các điểm đánh dấu kính hiển vi cho tôm nuôi cận huyết và dịch bệnh ở Ai Cập

Cuộc khủng hoảng dịch bệnh mà ngành nuôi tôm ở Ai Cập phải đối mặt là kết quả của sự tương tác giữa các thực hành quản lý gây ra cận huyết, sự hiện diện của mầm bệnh và tính nhạy cảm của động vật đối với bệnh tật và áp lực môi trường. Sự gia tăng cận huyết đã thúc đẩy tỷ lệ mắc các bệnh khác nhau, bao gồm WSSV, IHHNV, YHV, Vibrio và EMS (AHPND).

Hình 2. sự thay đổi trong đóng góp của người sáng lập dẫn đến mất cận huyết và mất đa dạng.

Chúng tôi đã bắt đầu một chương trình nhân giống để lựa chọn tôm thẻ chân trắng Ấn Độ kháng bệnh ở Ai Cập như là một chương trình nhân giống thương mại ứng dụng để cải thiện sản lượng và lợi nhuận trong nuôi tôm ở nước này. Vào thời điểm đó, chỉ một phần dân số đóng góp gen được truyền cho thế hệ tiếp theo, làm giảm quy mô dân số hiệu quả và người nuôi tôm đang giao phối tôm liên quan và sử dụng các dòng thuần.

Điều này làm tăng mức độ cận huyết qua các thế hệ và điều này được nhận thấy trong các đặc điểm của mối quan tâm, chẳng hạn như khả năng kháng bệnh, tăng trưởng và hiệu suất sinh sản. Do đó, trong chương trình nhân giống của chúng tôi về khả năng kháng bệnh và tăng trưởng ở tôm thẻ chân trắng Ấn Độ, chúng tôi thường xuyên theo dõi và định lượng các tác động của cận huyết và cân bằng hợp lý của phản ứng đối với lựa chọn và ảnh hưởng của cận huyết.

Các dấu hiệu kính hiển vi và phả hệ đều được sử dụng để đánh giá sự biến đổi di truyền và quy mô dân số hiệu quả. Sử dụng 10 locus, quần thể tôm được chọn trong ba thế hệ cho thấy sự suy giảm tỷ lệ dị hợp tử dự kiến (15%) và các chỉ số đa dạng allelic (52 đến 93%), so với quần thể hoang dã ( P <0,05). Ước tính quy mô dân số hiệu quả dựa trên microsatellites đã giảm từ 46,5 đến 77,0% trong các quần thể nuôi cấy ( P <0,05), so với dân số hoang dã. Làm việc trong tiếp xúc trực tiếp với các bên liên quan đã dẫn đến sự cải thiện trong việc phổ biến kiến thức và nhận thức.

Hình 3: (Trên cùng) Minh họa mức độ đa dạng cao; sự đóng góp di truyền của những người sáng lập khác nhau được thể hiện trong các màu sắc khác nhau. (Dưới cùng) Phả hệ của 4 gia đình có tính lai tạo cao. Một cái nhìn mở rộng được vẽ lại ở phía dưới bên phải để nhấn mạnh sự tương đồng của nó với sơ đồ bảo vệ vi phạm bản quyền. Bắt đầu từ hàng dưới cùng của động vật và di chuyển lên, F = 0,38, 0,25. 0,125, 0,0 và 0,05 xấp xỉ.

Chiến lược của chúng tôi để kiểm soát cận huyết lâu dài trong chương trình nhân giống là sử dụng số lượng cá bố mẹ tương đối lớn trong mỗi thế hệ và kiểm soát giao phối giữa các họ hàng bằng cách áp dụng các hạn chế giao phối (sử dụng các dấu hiệu kính hiển vi để phân tích quan hệ cha con và thiết kế bạn đời). Kết quả đã chỉ ra rằng việc sử dụng các dấu hiệu vệ tinh cho thấy rằng dị hợp tử tại các locus microsatellites có mối tương quan tốt với các hệ số cận huyết riêng lẻ. Sự suy giảm của sự biến đổi di truyền trong dân số được chọn nuôi cấy do thuần hóa, và bằng chứng về sự suy giảm nhỏ hơn nữa về quy mô dân số hiệu quả qua các thế hệ trong quần thể được chọn, đã được quan sát khi phân tích dữ liệu phả hệ và kính hiển vi.

Giữ phả hệ là cần thiết để ngăn chặn sự suy giảm kích thước quần thể hiệu quả và duy trì sự biến đổi di truyền trong các chương trình nhân giống tôm, trong khi microsatellites rất hữu ích để đánh giá sự thay đổi kích thước quần thể hiệu quả ở cấp độ dân số. Tuy nhiên, chúng tôi vẫn cho phép bảo tồn biến thể di truyền cần thiết để tiếp tục cải thiện dân số cho các đặc điểm hiện tại hoặc các đặc điểm khác có thể cần được kết hợp trong tương lai.

Nguồn : https://sinhhoctomvang.vn/