Tương quan di truyền dương giữa tính trạng kháng bệnh gan thận mủ và tăng trưởng trên cá tra (Pangasianodon hypophthalmus): Ý nghĩa cho chọn giống dài hạn
TÓM TẮT
Thí nghiệm cảm nhiễm với vi khuẩn Edwardsiella ictaluri gây bệnh gan thận mủ trên cá tra được
thực hiện trên 9.614 cá tra giống có khối lượng từ 15 – 25 g thuộc 177 gia đình được sản xuất bằng
cách phối hỗn hợp giữa 4 nhóm cá (nhóm cá Chọn giống và 3 nhóm cá Tự nhiên). Cá giống được
đánh dấu PIT, nuôi thuần dưỡng tại Trung tâm Quốc gia Giống Thủy sản Nước ngọt Nam Bộ (tỉnh
Tiền Giang) và chuyển lên Trại Thực nghiệm Thủy sản Gò Vấp (Tp. Hồ Chí Minh) cho thí nghiệm
cảm nhiễm bằng phương pháp cho cá bệnh sống chung với cá khỏe (cohabitant). Tỉ lệ chết tích lũy
do bệnh gan thận mủ sau hơn 40 ngày thí nghiệm đạt 39%. Hệ số di truyền ước tính đối với tính
trạng kháng bệnh gan thận mủ ở mức khá 0,23 ± 0,03 (theo thang quan sát nhị phân, observed binary scale) hoặc 0,37± 0,05 (theo thang tiềm ẩn liên tục, underlying continuous scale). Tương quan
di truyền giữa tính trạng kháng bệnh gan thận mủ và tăng trưởng là 0,26 ± 0,11 cho thấy khi cải
thiện tính trạng kháng bệnh thì không có ảnh hưởng tiêu cực đến tăng trưởng.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Tóm tắt nội dung tài liệu: Tương quan di truyền dương giữa tính trạng kháng bệnh gan thận mủ và tăng trưởng trên cá tra (Pangasianodon hypophthalmus): Ý nghĩa cho chọn giống dài hạn
i truyền là và ảnh hưởng của môi trường ương nuôi riêng rẽ là Tương quan di truyền (rg) giữa tính trạng kháng bệnh gan thận mủ và khối lượng thu hoạch được ước tính theo công thức , trong đó là hiệp phương sai của ảnh hưởng di truyền cộng gộp của hai tính trạng, và lần lượt là phương sai của ảnh hưởng di truyền cộng gộp của tính trạng kháng bệnh gan thận mủ và tính trạng khối lượng thu hoạch (Falconer và Mackay, 1996). III. KẾT QUẢ 3.1. Nuôi tĕng trưởng Tại thời điểm kết thúc thí nghiệm nuôi tĕng trưởng, cá đạt khối lượng trung bình 987 ± 249 g sau 230 (220 – 240) ngày nuôi. Tỉ lệ sống đạt 78,6%. Cho từng gia đình, tỉ lệ sống dao động từ 32,5 – 100%, tương ứng tỉ lệ chết dao động từ 2,6 – 67,5%. Tĕng trưởng của 16 phép ghép phối được thể hiện ở Bảng 1. 14 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 8 - THÁNG 9/2016 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II 3.2. Thí nghiệm cảm nhiễm Tổng số cá thí nghiệm là 9,614 cá thể. Đối với bể 1, cá bắt đầu chết sau 120 giờ (ngày thứ 5); từ ngày thứ 9 số lượng cá chết tĕng nhanh, đến ngày 15 thì giảm dần; đến ngày 21 thì cá ngừng chết. Đối với bể 2, cá bắt đầu chết sớm hơn bể 1, sau 28 giờ (ngày thứ 2); cá chết cao điểm từ ngày 8 đến ngày 17; đến ngày thứ 28 thì cá ngừng chết. Cho cả hai bể, cá chết đều có dấu hiệu lâm sàng của bệnh gan thận mủ như như xuất huyết tại các vây, gốc vây, hậu môn, hốc mắt và vòm miệng và có vô số đốm trắng trên thận, gan và lách đồng thời các cơ quan này sưng nhũn. Khi thu mẫu phân lập vi khuẩn xác định E.ictaluri là nguyên nhân gây chết. Tỉ lệ sống vào cuối thí nghiệm được minh họa ở Hình 1. Đường ước tính Kaplan – Meier của tỉ lệ sống theo thời gian được minh họa trong Hình 2. Bảng 1. Thống kê mô tả của các chỉ tiêu khối lượng và tuổi thu hoạch, khối lượng thu hoạch và tỉ lệ sống của 16 phép ghép phối. Phép lai (Cái × Đực) Khối lượng đánh dấu (g) Tuổi thu hoạch từ PIT (ngày) Khối lượng thu hoạch (g) Nhỏ nhất (g) Lớn nhất (g) Tỉ lệ sống (%) CG×CG 22,5 229,9 1.097,0 307,2 2353,6 75,7 CG×TN1 30,8 230,5 999,2 484,0 2231,8 84,3 CG ×TN2 24,0 230,7 1.033,0 528,6 1797,2 80,9 CG×TN3 24,1 231,1 969,6 550,0 1717,4 86,1 TN1×CG 21,1 228,3 916,0 528,1 1674,8 80,2 TN1×TN1 28,9 231,4 893,2 121,0 1987,8 78,0 TN1×TN2 26,2 229,9 853,5 298,6 2014,6 71,9 TN1×TN3 26,3 226,9 916,6 464,2 1466,4 81,9 TN2×CG 26,7 228,5 1.008,7 454,8 1912,8 78,0 TN2×TN1 27,3 231,7 884,3 356,8 1501,0 87,0 TN2×TN2 30,8 229,7 1.040,9 392,6 1735,6 84,6 TN2×TN3 30,1 232,6 953,5 582,2 1928,8 84,9 TN3×CG 29,8 220,2 918,8 482,4 1875,8 73,8 TN3×TN1 23,4 230,8 980,8 553,6 1853,8 78,9 TN3×TN2 19,5 228,8 812,5 398,0 1915,6 70,1 TN3×TN3 23,3 234,8 865,2 446,9 1698,2 80,3 Trung bình 25,0 230,1 987,5 121,0 2353,6 78,6 CG = Chọn giống, TN1 = Tự nhiên 1, TN2 = Tự nhiên 2, TN3 = Tự nhiên 3. 15TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 8 - THÁNG 9/2016 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Hình 1. Tỉ lệ sống của các gia đình khi kết thúc thí nghiệm cảm nhiễm. Hình 2. Đường biểu diễn Kaplan – Meier của tỉ lệ sống của cá thí nghiệm cảm nhiễm. 3.3. Hệ số di truyền và tương quan di truyền Hệ số di truyền (kháng bệnh và khối lượng thu hoạch), ảnh hưởng của môi trường ương nuôi riêng rẽ (khối lượng thu hoạch) và tương quan di truyền giữa hai tính trạng được trình bày trong Bảng 2. Đối với tính trạng kháng bệnh gan thận mủ, hệ số di truyền ước tính (h2) ở mức trung bình khá (0,23 ± 0,03 cho observed binary scale và 0,37 ± 0,05 cho underlying continous scale). Đối với tính trạng khối lượng thu hoạch thì h2 (0,35 ± 0,12) và c2 (0,18 ± 0,06) đều ở mức khá. Tương quan di truyền giữa hai tính trạng là 0,26 ± 0,11, cho thấy có tương quan thuận giữa kháng bệnh gan thận mủ và tĕng trưởng. Bảng 2. Các thành phần phương sai, hệ số di truyền và ảnh hưởng của môi trường ương nuôi riêng rẽ của tính trạng kháng bệnh gan thận mủ và khối lượng thu hoạch. Đối với tính trạng kháng bệnh, số liệu của hai bể thí nghiệm gộp chung. Tính trạng h2± se c2± se Kháng bệnh gan thận mủ 0,082 - 0,276 0,364 0,37± 0,05 - Tĕng trưởng 20784 10740 28450 59974 0,35 ± 0,12 0,18 ± 0,06 = phương sai di truyền cộng gộp, = phương sai môi trường ương nuôi riêng rẽ, = phương sai của số dư, = phương sai kiểu hình, h2= hệ số di truyền, c2= ảnh của môi trường ương nuôi riêng rẽ, se = sai số chuẩn. Đối với tính trạng kháng bệnh gan thận mủ, số liệu trình bày là của underlying continuous scale. 16 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 8 - THÁNG 9/2016 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II IV. THẢO LUẬN Trong nghiên cứu này, hệ số di truyền ước tính của tính trạng kháng bệnh gan thận mủ trên cá giống thuộc các nguồn vật liệu ban đầu là 0,37 ± 0,05. Với hệ số di truyền ở mức trung bình khá, kết hợp với biến dị kiểu hình lớn (độ lệch chuẩn 20,0% và hệ số biến thiên 33,5%) cho phép nhận định quần thể ban đầu sẽ đáp ứng tích cực khi được chọn lọc. Nói cách khác, chọn lọc sẽ làm gia tĕng khả nĕng kháng bệnh gan thận mủ trên cá tra giống ở những thế hệ tiếp theo. Hệ số di truyền ước tính của tính trạng kháng bệnh gan thận mủ (gây ra bởi vi khuẩn E. ictaluri) trong nghiên cứu này thấp hơn so với tính trạng kháng bệnh do vi khuẩn Aeromonas salmonicida trên cá hồi Đại Tây Dương (0,43– 0,59) (Ødegård và ctv., 2007), 0,62 (Kjøglum và ctv., 2008), (0,47) (Gjerde và ctv., 2009), tương đương Aeromonas hydrophila trên cá rôhu (Labeo rohita) (0,03 – 0,39) (Mahapatra và ctv., 2008), nhưng cao hơn trên cá chép (Cyprinus carpio) (0,04) (Ødegård và ctv., 2010) và cao hơn Vibrio anguillarum trên cá tuyết (Gadus morhua) (0,08) (Kettunen và ctv., 2007). Trong hiểu biết của nhóm tác giả, hầu như chưa có công bố nào trên thế giới về tương quan di truyền giữa tĕng trưởng và kháng bệnh vi khuẩn. Đối với bệnh do ký sinh trùng, tương quan di truyền giữa tính trạng kháng bệnh rận cá và tĕng trưởng trên cá hồi là tương quan thuận nhưng thấp (0,14) (Kolstad và ctv., 2005) hoặc tương quan nghịch (-0,02 đến -0,32) (Yáñez và ctv., 2014). Trong nghiên cứu này, tương quan ở mức trung bình khá cho thấy có thể cải thiện hai tính trạng kháng bệnh và tĕng trưởng đồng thời, hoặc ít ra thì khi cải thiện tính trạng kháng bệnh cũng sẽ không ảnh hưởng tiêu cực đến tĕng trưởng. Do đó, dựa trên kết quả của nghiên cứu này thì quần thể ban đầu cho chọn giống cá tra kháng bệnh gan thận mủ cũng có thể được chọn lọc theo hướng kết hợp cải thiện tĕng trưởng. Trong nghiên cứu này, sự sống sót của cá tra giống trong một thí nghiệm cảm nhiễm đối với vi khuẩn Edwardsiella ictaluri gây bệnh gan thận mủ được mô hình hóa và được phân tích bằng mô hình tuyến tính. Sự sống sót của cá giống trong thí nghiệm cảm nhiễm được phân tích như biến nhị phân trong suốt thời gian thí nghiệm, tức là cá thể còn sống vào cuối thí nghiệm được mã hóa là 1, ngược lại được mã hóa là 0. Về nguyên tắc thì biến nhị phân dạng đầu tiên (tính đến thời điểm cuối thí nghiệm) không tận dụng hết toàn bộ số liệu sẵn có, vì tốc độ chết của các cá thể là khác nhau (có cá thể chết nhanh, có cá thể chết chậm). Trong khi đó, tỉ lệ sống theo ngày thì có tính đến thời gian cá chết (tức là, chặn = censoring) dựa trên hàm phân tích mối nguy (Ducrocq và Sölkner, 1998). Tuy nhiên, mô hình tuyến tính được ưu tiên lựa chọn vì tính đơn giản và kết quả của nó dễ biện luận của nó (Ødegård và ctv., 2011). Các ước tính trong nghiên cứu đều khác biệt có ý nghĩa so với zero. Điều này chứng tỏ là số liệu đạt yêu cầu, tức là, cấu trúc gia đình, số lượng gia đình và số lượng cá thể/gia đình là đạt yêu cầu để cho phép ước tính đạt độ chính xác cần thiết. Ngoài ra, tỉ lệ chết cũng đạt yêu cầu cho phân tích số liệu thí nghiệm cảm nhiễm bệnh trên đối tượng thủy sản. Theo Ødegård và ctv., (2011), thí nghiệm cảm nhiễm sẽ được dừng lại khi tỉ lệ chết đạt khoảng 40%, hoặc quan trọng hơn, là khi tỉ lệ chết không tĕng lên nữa. Trường hợp thứ hai được ghi nhận rất rõ trong nghiên cứu này. V. KẾT LUẬN Hệ số di truyền ước tính của tính trạng gan thận mủ trên cá tra là 0,37 ± 0,05. Với biến dị kiểu hình của tỉ lệ sống khi kết thúc thí nghiệm cảm nhiễm khá lớn (hệ số biến thiên = 33,5%) cho phép nhận định chọn giống kháng bệnh gan thận mủ là có triển vọng. Sau khi thành lập quần thể ban đầu, cần tiếp tục chọn giống theo phương pháp chọn lọc gia đình kết hợp. Tương quan di truyền thuận (0,26 ± 0,11) giữa tính trạng kháng bệnh gan thận mủ và tính trạng tĕng trưởng cho thấy có thể chọn giống cải thiện cả hai tính trạng đồng thời. LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu được thực hiện trong khuôn khổ đề tài ‘Nghiên cứu chọn giống cá tra kháng bệnh gan thận mủ’ thuộc Chương trình Trọng điểm cấp Nhà nước KC.06. của Bộ Khoa học và Công nghệ. Chân thành cám ơn Trại Nghiên cứu Thực nghiệm Thủy sản Gò Vấp, Trung tâm Công nghệ thức ĕn và Sau Thu hoạch Thủy sản (Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II) đã tạo điều kiện thực hiện thí nghiệm cảm nhiễm. 17TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 8 - THÁNG 9/2016 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Từ Thanh Dung, M. Crumlish, H.W. Ferguson, N.T.N. Ngọc, N.Q. Thịnh, D.T.M.T., 2003. Xác định vi khuẩn gây bệnh đốm trắng trên gan cá tra nuôi thâm canh ở Đồng bằng Sông Cửu Long. Tuyển tập báo cáo khoa học về nuôi trồng thủy sản, hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ 2, Viện nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản I. Nhà Xuất bản Nông nghiệp, 411-420. Nguyễn Mạnh Thắng, 2007. Kết quả nghiên cứu vaccine phòng bệnh đốm trắng cho cá tra, Báo cáo tóm tắt kết quả nghiên cứu nĕm 2006-2007. Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II. Tài liệu tiếng Anh Crumlish, M., Dung, T., Turnbull, J., Ngoc, N., Ferguson, H., 2002. Identification of Edwardsi- ella ictaluri from diseased freshwater catfish, Pangasius hypophthalmus (Sauvage), cultured in the Mekong Delta, Vietnam. Journal of fish diseases. 25, 733-736. Dempster, E.R., Lerner, I.M., 1950. Heritability of threshold characters. Genetics. 35, 212-236. Ducrocq, V., Sölkner, J., 1998. The Survival Kit- a Fortran package for the analysis of survival data, Proc. 6th World Congr. Genet. Appl. Liv- est. Prod., Armidale, Australia, pp. 447-448. Falconer, D.S., Mackay, T.F., 1996. Introduction to quantitative genetics (4th Ed). Gilmour, A., Gogel, B., Cullis, B., Welham, S., Thompson, R., Butler, D., Cherry, M., Collins, D., Dutkowski, G., Harding, S., 2015. ASReml user guide. Release 4.1 structural specification. VSN International Ltd, Hemel Hempstead, HP1 1ES, UK www. vsni.co.uk. Gjerde, B., Evensen, Ø., Bentsen, H.B., Storset, A., 2009. Genetic (co)variation of vaccine injuries and innate resistance to furunculosis (Aeromonas salmonicida) and infectious salm- on anaemia (ISA) in Atlantic salmon (Salmo salar). Aquaculture. 287, 52-58. Kettunen, A., Serenius, T., Fjalestad, K.T., 2007. Three statistical approaches for genetic analy- sis of disease resistance to vibriosis in Atlantic cod (Gadus morhua L.)1. Journal of Animal Science. 85, 305-313. Kjøglum, S., Henryon, M., Aasmundstad, T., Korsgaard, I., 2008. Selective breeding can increase resistance of Atlantic salmon to fu- runculosis, infectious salmon anaemia and in- fectious pancreatic necrosis. Aquaculture Re- search. 39, 498-505. Kolstad, K., Heuch, P.A., Gjerde, B., Gjedrem, T., Salte, R., 2005. Genetic variation in resistance of Atlantic salmon (Salmo salar) to the salmon louse Lepeophtheirus salmonis. Aquaculture. 247, 145-151. Mahapatra, K.D., Gjerde, B., Sahoo, P.K., Saha, J.N., Barat, A., Sahoo, M., Mohanty, B.R., Ødegård, J., Rye, M., Salte, R., 2008. Genetic variations in survival of rohu carp (Labeo ro- hita, Hamilton) after Aeromonas hydrophila infection in challenge tests. Aquaculture. 279, 29-34. Ødegård, J., Olesen, I., Gjerde, B., Klemetsdal, G., 2007. Positive genetic correlation between resistance to bacterial (furunculosis) and viral (infectious salmon anaemia) diseases in farmed Atlantic salmon (Salmo salar). Aqua- culture. 271, 173-177. Ødegård, J., Baranski, M., Gjerde, B., Gjedrem, T., 2011. Methodology for genetic evaluation of disease resistance in aquaculture species: challenges and future prospects. Aquaculture Research. 42, 103-114. Ødegård, J., Olesen, I., Dixon, P., Jeney, Z., Nielsen, H.-M., Way, K., Joiner, C., Jeney, G., Ardó, L., Rónyai, A., 2010. Genetic analysis of common carp (Cyprinus carpio) strains. II: Resistance to koi herpesvirus and Aeromonas hydrophila and their relationship with pond survival. Aquaculture. 304, 7-13. Yáñez, J.M., Lhorente, J.P., Bassini, L.N., Oyar- zún, M., Neira, R., Newman, S., 2014. Genetic co-variation between resistance against both Caligus rogercresseyi and Piscirickettsia sal- monis, and body weight in Atlantic salmon (Salmo salar). Aquaculture. 433, 295-298. 18 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 8 - THÁNG 9/2016 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II POSITIVE GENETIC CORRELATION BETWEEN RESISTANCE TO Edwardsiella ictaluri AND GROWTH IN STRIPED CATFISH (Pangasianodon hypophthalmus): IMPLICATION FOR LONG-TERM SELECTION Trinh Quoc Trong1*, Nguyen Huynh Duy1, Nguyen Thanh Vu1, Le Hong Phuoc1, Nguyen Thi Hien2, Ngo Hong Ngan1, Tran Huu Phuc1, Nguyen Thi Dang1, Nguyen The Vuong1, Pham Dang Khoa1, Le Trung Dinh1 ABSTRACT A challenge test for resistance to Edwardsiella ictalurii on striped catfish (Pangasianodon hypo- phthalmus) was conducted on 9,614 fingerlings (15 – 25 g of body weight) originated from 177 families that belongs to 4 groups (1 group that has been selecting for fast growth rate, and 3 groups of wild fish). Juvenile fish were reared and tagged at the National Breeding Center for Freshwater Aquaculture (Tien Giang province), and thereafter were transferred to the Aquaculture Experimen- tal Station in Go Vap district, Ho Chi Minh City, for the challenge test using the so-called ‘cohabi- tant’ method. Accumulated mortality after 40 days was found to be of 39%. Heritability estimate for resistance to E. ictaluri was medium to high, 0.23 ± 0.05 (observed binary scale) or 0.37± 0.05 (underlying continuous scale). Genetic correlation between growth rate (indicated by harvest body weight) and resistance to E. ictaluriwas 0.26 ± 0.11, indicating that selection for resistant to E. ic- taluri will not impair growth in striped catfish. Keywords: striped catfish, Edwardsiella ictaluri, heritability, genetic correlation, disease resistance. Người phản biện: TS. Nguyễn Vĕn Sáng Ngày nhận bài: 26/7/2016 Ngày thông qua phản biện: 10/8/2017 Ngày duyệt đĕng: 05/9/2016 1 National Breeding Centre for Southern Freshwater Aquaculture, Research Institute for Aquaculture No. 2 2 Southern Monitoring Center for Aquaculture Environment and Epidemics, Research Institute for Aquaculture No.2 * Email: trongtq@gmail.com
File đính kèm:
- tuong_quan_di_truyen_duong_giua_tinh_trang_khang_benh_gan_th.pdf