Các thông số di truyền tính trạng tăng trưởng và tỉ lệ sống ở kích cỡ đánh dấu của cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus) dòng GIFT thế hệ 15
TÓM TẮT Nghiên cứu này nhằm đánh giá sự khác biệt giữa các gia đình về các tính trạng tăng trưởng (khối lượng, chiều dài chuẩn, chiều cao) và tỉ lệ sống (theo cá thể và theo gia đình) tại thời điểm đánh dấu từ trên cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus) thế hệ 15 tại Đồng bằng sông Cửu Long. Ảnh hưởng của ‘thời gian ương’ và ‘gia đình’ được phân tích bằng mô hình tuyến tính hoặc hồi quy logistic sử dụng phần mềm R. Các thông số di truyền (hệ số di truyền h2, ảnh hưởng của môi trường ương riêng rẽ c2, tương quan di truyền r g ) của các tính trạng được ước tính bằng mô hình toán linear mixed animal model bằng phần mềm ASReml. Nhìn chung, ảnh hưởng của ‘thời gian ương’ và ‘gia đình’ lên các tính trạng tăng trưởng và tỉ lệ sống là rất có ý nghĩa thống kê (P<0,001). đối="" với="" các="" mô="" hình="" có="" c2,="" hệ="" số="" di="" truyền="" (h2)="" được="" ước="" tính="" là="" 0,23="" ±="" 0,03="" (trung="" bình="" ±="" sai="" số="" chuẩn)="" cho="" tính="" trạng="" khối="" lượng;="" 0,42="" ±="" 0,06="" cho="" tính="" trạng="" chiều="" dài="" chuẩn;="" và="" 0,37="" ±="" 0,08="" cho="" tính="" trạng="" chiều="" cao="" thân;="" ảnh="" hưởng="" của="" môi="" trường="" ương="" riêng="" rẽ="" (c2)="" tương="" ứng="" là="" 0,77="" ±="" 0,03;="" 0,52="" ±="" 0,05="" và="" 0,47="" ±="" 0,06.="" đối="" với="" mô="" hình="" không="" có="" c2,="" hệ="" số="" di="" truyền="" được="" ước="" tính="" là="" 0,99="" ±0,00="" cho="" cả="" ba="" tính="" trạng="" khối="" lượng,="" chiều="" dài="" chuẩn="" và="" chiều="" cao.="" cho="" tính="" trạng="" tỉ="" lệ="" sống="" cá="" thể="" (sống="1," chết="0)," hệ="" số="" di="" truyền="" được="" ước="" tính="" là="" 0,29="" ±="" 0,02.="" tương="" quan="" di="" truyền="" (r="" g="" )="" giữa="" tính="" trạng="" khối="" lượng="" và="" tỉ="" lệ="" sống="" tại="" thời="" điểm="" đánh="" dấu="" được="" ước="" tính="" là="" 0,22="" ±="" 0,01,="" cho="" thấy="" tăng="" trưởng="" nhanh="" ở="" cá="" giống="" có="" xu="" hướng="" cải="" thiện="" tỉ="" lệ="">0,001).>
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Tóm tắt nội dung tài liệu: Các thông số di truyền tính trạng tăng trưởng và tỉ lệ sống ở kích cỡ đánh dấu của cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus) dòng GIFT thế hệ 15
a thống kê (p<0,001), nhưng ảnh hưởng của (thời gian ương)2 lên khối lượng thì không có ý nghĩa thống kê (p=0,16). Đối với Mô hình 2, ảnh hưởng của gia đình lên khối lượng rất có ý nghĩa thống kê (p<0,001). 32 TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 4 - THAÙNG 10/2014 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Cho tính trạng chiều dài chuẩn, đối với Mô hình 1, ảnh hưởng của (thời gian ương)2 (p=0,0082), của thời gian ương và nhóm (đánh dấu/không đánh dấu) lên chiều dài chuẩn đều rất có ý nghĩa thống kê (p<0,001). Đối với Mô hình 2, ảnh hưởng của gia đình lên chiều dài chuẩn cũng rất có ý nghĩa thống kê (p<0,001). Cho tính trạng chiều cao, ảnh hưởng của thời gian ương lên tính trạng này có ý nghĩa thống kê (p=0,043), của nhóm (đánh dấu/không đánh dấu) lên chiều cao rất có ý nghĩa thống kê (p<0,001), nhưng ảnh hưởng của (thời gian ương)2 lên chiều cao không có ý nghĩa thống kê (p=0,658). Đối với Mô hình 2, ảnh hưởng của gia đình lên chiều cao rất có ý nghĩa thống kê (p<0,001). 3.2.2. Các thông số di truyền Hệ số di truyền (h2) của tính trạng khối lượng dao động lớn giữa hai mô hình có và không có ảnh hưởng của môi trường ương riêng rẽ (c2). Đối với mô hình có c2, hệ số di truyền được ước tính là 0,23 ± 0,03, và hầu hết phương sai kiểu hình được giải thích bằng c2 (0,77 ± 0,03). Đối với mô hình không có c2, hệ số di truyền gần như bằng 1 (Bảng 2). Đối với tính trạng chiều dài chuẩn, trong mô hình có c2, hệ số di truyền được ước tính là 0,42 ± 0,06, và c2 được ước tính là 0,52 ± 0,05. Đối với mô hình không có c2, hệ số di truyền gần như bằng 1 (Bảng 2). Đối với tính trạng chiều cao, hệ số di truyền được ước tính là 0,37 ± 0,08, ảnh hưởng của c2 là 0,47 ± 0,06. Đối với mô hình không có c2, hệ số di truyền cũng gần như bằng 1 (Bảng 2). Đối với tính trạng tỉ lệ sống theo cá thể, hệ số di truyền là 0,29 ± 0,02. Khi thêm ảnh hưởng của c2 vào mô hình thì không ước tính được các thành phần phương sai. Trong nghiên cứu này, chúng tôi không ước tính được tỉ lệ sống theo gia đình, vì mỗi gia đình chỉ có một giá trị duy nhất (không có phương sai). Bảng 2. Ước tính của hệ số di truyền (h2) và ảnh hưởng của môi trường ương riêng rẽ (c2) cho các tính trạng tăng trưởng và tỉ lệ sống theo cá thể. Mô hình có c2 Mô hình không có c2 h2 c2 h2 Khối lượng 0,23 ± 0,03 0,77 ± 0,03 0,99 ± 0,00 Chiều dài chuẩn 0,42 ± 0,06 0,52 ± 0,05 0,99 ± 0,00 Chiều cao 0,37 ± 0,08 0,47 ± 0,06 0,99 ± 0,00 Tỉ lệ sống theo cá thể NE NE 0,29 ± 0,02 Giá trị = trung bình + sai số chuẩn. NE = Not estimable, không ước tính được. Tương quan di truyền (rg) giữa tính trạng khối lượng và tỉ lệ sống cá thể được ước tính là 0,22 ± 0,01. IV. THẢO LUẬN 4.1. Ảnh hưởng của các yếu tố ‘thời gian ương’ và ‘gia đình’ trong mô hình tuyến tính và mô hình hồi quy logistic Tăng trưởng (khối lượng, chiều dài, chiều cao) của cá phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tuổi, thức ăn, môi trường sống, Trong nghiên cứu này, chỉ duy nhất một loại thức ăn được sử dụng cho tất cả các gia đình cá thí nghiệm, và lượng cho ăn là thỏa mãn nhu cầu của cá. Do đó, tuổi và môi trường sống là hai yếu tố cần lưu ý khi đánh giá tăng trưởng. Đối với cá nói riêng và 33TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 4 - THAÙNG 10/2014 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 động vật nói chung, ảnh hưởng của tuổi thường được đánh giá không chỉ qua tuổi, mà còn qua (tuổi)2, vì tăng trưởng của cá không theo hàm số tuyến tính (Weatherley và ctv., 1987). Trong nghiên cứu này, đối với toàn bộ ba tính trạng tăng trưởng (khối lượng, chiều dài chuẩn, chiều cao) thì thời gian ương (tuổi ương tính đến thời điểm đánh dấu và xác định tăng trưởng) rất có ý nghĩa thống kê (P<0,001), và (thời gian ương)2 (tức là (tuổi ương)2) cũng có ý nghĩa thống kê (P<0,01) trong hầu hết các trường hợp. Các cá thể cùng một gia đình được ương trong cùng một giai. Như vậy, các cá thể trong cùng một gia đình chỉ có một thời gian ương duy nhất, nên hai biến thời gian ương và gia đình là ‘chồng lấn’ nhau (confounding). Do tính chất của giai ương (kích thước 3 m2, mắt lưới “dày”) nên có lẽ môi trường giữa các giai ương là không hoàn toàn giống nhau. Do đó, ảnh hưởng của gia đình rất có ý nghĩa thống kê (P<0,001) trong các mô hình tuyến tính (dành cho các tính trạng tăng trưởng) và mô hình hồi quy logistic (cho tính trạng tỉ lệ sống cá thể và tỉ lệ sống gia đình). 4.2. Thông số di truyền Hệ số di truyền h2 được ước tính bằng hai mô hình có ảnh hưởng của môi trường ương riêng rẽ c2 và không có c2. Hệ số di truyền giảm mạnh khi có c2 trong mô hình. Điều này ngụ ý rằng khi vắng mặt ảnh hưởng của môi trường ương riêng rẽ, hệ số di truyền có khả năng bị ước tính vượt mức (over-estimated). Trên cá hồi Coho (Oncorhynchus kisutch), Martinez và ctv., (1999) chỉ ra rằng mô hình toán có xu hướng làm gia tăng (‘thổi phồng”, inflate) phương sai di truyền cộng gộp (tức là, ) khi không có ảnh hưởng của môi trường ương riêng rẽ c2. Gần đây, điều này đã được khẳng định qua các ước tính di truyền trên cá rô phi vằn (Bentsen và ctv., 2012; Khaw và ctv., 2012), cá hồi (Oncorhynchus mykiss) (Sae-Lim và ctv., 2013). Mặt khác, cũng có khả năng là phương sai của ảnh hưởng môi trường ương riêng rẽ (tức là, ) đã “chiếm” (capture) một phần của phương sai di truyền cộng gộp (Maluwa và ctv., 2006; Trọng và ctv., 2013). Trong nghiên cứu này, phương sai di truyền cộng gộp của tính trạng khối lượng, chiều dài chuẩn, chiều cao đã bị “chiếm” bởi . Điều này được thể hiện qua việc ước tính của h2 bị giảm mạnh khi có c2 trong mô hình (Bảng 2). Các gia đình được ương trong các giai riêng rẽ, với môi trường giữa các giai là không hoàn toàn như nhau, nên việc ước tính chính xác các tính trạng tăng trưởng và cuối giai đoạn ương là khó khăn. Lý do là ảnh hưởng của các giai ương (tức là, c2) là rất lớn. Sự khác biệt về thời gian ương (tuổi ương) thực chất cũng thể hiện sự khác nhau giữa các giai ương. Do đó, rất khó để tách bạch ảnh hưởng của c2 và h2 đối với số liệu trong nghiên cứu này. Thông thường, ảnh hưởng của c2 là lớn trong giai đoạn ương cá hương/cá giống, và giảm dần trong giai đoạn nuôi sau đó (từ cá giống đến kích cỡ thương phẩm). Do đó, hệ số di truyền của tính trạng khối lượng cá tại thời điểm thu hoạch (khi cá đạt kích cỡ thương phẩm) thường được sử dụng cho chọn giống và ước tính giá trị chọn giống. Vào thời điểm thu hoạch, ảnh hưởng di truyền cộng gộp ( ) đã có đủ thời gian thể hiện, sau một thời gian nuôi thương phẩm khi đại diện của tất cả các gia đình được thả chung trong một môi trường nuôi và được nhận cùng chế độ nuôi dưỡng, chăm sóc như nhau. Trong nghiên cứu này, kết quả ước tính h2 của khối lượng đánh dấu thấp hơn so với ước tính của Sae-Lim và ctv., (2013) trên cá hồi (Oncorhynchus mykiss) (0,28 ± 0,13). 34 TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 4 - THAÙNG 10/2014 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Tuy nhiên, không có nghĩa là ước tính các thông số di truyền của tính trạng khối lượng tại thời điểm đánh dấu là không có ý nghĩa. Sae- Lim và ctv., (2013) đã chỉ ra rằng chọn lọc tại thời điểm đánh dấu (pre-selection, tức là chọn khối lượng đánh dấu) sẽ cải thiện hiệu quả chọn lọc của tính trạng khối lượng khi thu hoạch. Vấn đề mấu chốt là xác định thời điểm đánh dấu thích hợp để tối ưu hóa hiệu quả chọn lọc của khối lượng thu hoạch trong khi vẫn đảm bảo thời gian ương không quá dài (sẽ làm tăng chi phí và tăng c2). Trong nghiên cứu này, tuy đã chọn ngẫu nhiên các cá thể để đánh dấu, nhưng khối lượng của nhóm đánh dấu PIT vẫn cao hơn có ý nghĩa (P<0,001) so với nhóm không được đánh dấu. Nếu nhận định của Sae-Lim và ctv., (2013) cũng chính xác trên cá rô phi GIFT, thì việc (vô tình) chọn lọc tại thời điểm đánh dấu (pre-selection) này, nếu không làm tăng hiệu quả chọn lọc khi thu hoach, thì cũng không gây ảnh hưởng tiêu cực lên tính trạng khối lượng thu hoạch. Một vấn đề còn bỏ ngỏ là trong tương lai, cần đánh giá chi tiết tương quan di truyền giữa tính trạng khối lượng (1) khi đánh dấu PIT và (2) khi thu hoạch, nhằm để quyết định chỉ chọn lọc 1 giai đoạn (tức là, chỉ chọn khi thu hoạch) hoặc có thể áp dụng phương pháp chọn lọc 2 giai đoạn (tức là, vừa chọn khi đánh dấu, vừa chọn khi thu hoạch) tùy thuộc vào hệ số di truyền, tương quan di truyền và sự khác biệt giữa chọn lọc 1 và 2 giai đoạn, sao cho tăng nhanh hiệu quả chọn lọc. Tương quan di truyền thuận giữa tính trạng khối lượng và tỉ lệ sống tại thời điểm đánh dấu (rg = 0,22 ± 0,01) ngụ ý tăng trưởng nhanh có khuynh hướng cải thiện tỉ lệ sống ở giai đoạn cá giống. Về mặt sinh học, cá tăng trưởng nhanh, đạt kích cỡ lớn hơn sẽ có điều kiện cạnh tranh tốt hơn những cá thể nhỏ bé. Vehvilainen và ctv., (2012) báo cáo rằng trên cá hồi (Oncorhynchus mykiss), tăng trưởng nhanh ở kích cỡ cá thịt cải thiện tỉ lệ sống (rg = 0,17). Tuy nhiên, ở giai đoạn cá giống thì cá tăng trưởng nhanh có khuynh hướng dễ bị dị hình (rg = 0,18), và rằng tăng trưởng nhanh ở cá giống không nhất thiết có tương quan di truyền đến tỉ lệ sống ở cá thịt (Vehvilainen và ctv., 2012). V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 5.1. Kết luận Nhìn chung, tại thời điểm đánh dấu PIT, ảnh hưởng của thời gian ương, (thời gian ương)2 và gia đình lên các tính trạng tăng trưởng và tỉ lệ sống là rất có ý nghĩa thống kê (P<0,001). Đối với các mô hình có c2, hệ số di truyền (h2) được ước tính là 0,23 ± 0,03 cho tính trạng khối lượng; 0,42 ± 0,06 cho tính trạng chiều dài chuẩn và 0,37 ± 0,08 cho tính trạng chiều cao thân. Ảnh hưởng của môi trường ương riêng rẽ (c2) tương ứng là 0,77 ± 0,03; 0,52 ± 0,05 và 0,47 ± 0,06. Đối với mô hình không có c2, hệ số di truyền được ước tính là 0,99 ± 0,00 cho cả ba tính trạng khối lượng, chiều dài chuẩn và chiều cao. Cho tính trạng tỉ lệ sống cá thể, hệ số di truyền được ước tính là 0,29 ± 0,02. Tương quan di truyền giữa tính trạng khối lượng thân và tính trạng tỉ lệ sống cá thể là 0,22 ± 0,01, cho thấy tăng trưởng nhanh ở cá giống có xu hướng cải thiện tỉ lệ sống. 5.2. Đề xuất Trong tương lai, cần ước tính tương quan di truyền (rg) giữa tính trạng khối lượng thu hoạch và khối lượng đánh dấu để quyết định chọn lọc 1 giai đoạn (tức là, chỉ chọn khi thu hoạch) hoặc chọn lọc 2 giai đoạn (tức là, vừa chọn khi đánh dấu, vừa chọn khi thu hoạch). 35TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 4 - THAÙNG 10/2014 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 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., 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. Khaw, H.L., Ponzoni, R.W., Hamzah, A., Abu-Bakar, K.R., Bijma, P., 2012. Genotype by production environment interaction in the GIFT strain of Nile tilapia (Oreochromis niloticus). 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 Oreochromis shiranus. 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 Viet- nam, 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 im- provement of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) with special reference to the work conducted by the World Fish Center with the GIFT strain. Re- views 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 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 (Oncorhynchus mykiss). 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 (Oreochromis niloticus) 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. 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. 36 TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 4 - THAÙNG 10/2014 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 GROWTH AND SURVIVAL AT TAGGING OF GIFT NILE TILAPIA (Oreochromis niloticus) GENERATION 15 Trinh Quoc Trong1*, Le Trung Đinh1, Pham Dang Khoa1 ABSTRACT This study assessed the differences between families of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) of the GIFT generation 15 in the Mekong Delta of Viet Nam for growth traits (body weight, length, and height) and survival (individual and family-based). The effects of ‘nursing time’ and ‘family’ were analysed using linear or logistic regression models with the R software. Genetic parameters (heritability h2, environmental effects common to full-sibs c2, and genetic correlations rg) for traits were analysed using linear mixed animal model with ASReml software. The effects of ‘nursing time’ and ‘family’ were highly significant (P<0.001). For models that include c2, heritability was 0.23 ± 0.03 (estimate ± standard error) for body weight; 0.42 ± 0.06 for length; and 0.37 ± 0.08 for height; environmental effects common to full-sibs was 0.77 ± 0.03; 0.52 ± 0.05 and 0.47 ± 0.06, respectively. For model without c2, heritability was 0.99 ± 0.00 for body weight, length, and height. For individual survival (alive = 1, dead = 0), heritability was 0.29 ± 0.02. Genetic correlation (rg) between body weight and individual survival at tagging was 0.22 ± 0.01, indicated that fast growth at fingerling stage tends to improve survival. Keywords: GIFT 15, growth, survival, genetic correlation. Người phản biện: TS. Đinh Hùng Ngày nhận bài: 10/8/2014 Ngày thông qua phản biện: 28/8/2014 Ngày duyệt đăng: 05/9/2014 1 National Breeding Center for Southern Freshwater Aquaculture, Research Institute for Aquaculture No.2 *Email: trongtq@gmail.com
File đính kèm:
- cac_thong_so_di_truyen_tinh_trang_tang_truong_va_ti_le_song.pdf