Ước tính các thông số di truyền của chương trình chọn giống thương mại trên cá tuyết (Gadus morhua) tại Na Uy
TÓM TẮT Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về di truyền số lượng trên cá Tuyết (Atlantic cod) trong vòng hai thập kỷ qua, việc ước tính hệ số di truyền và tương quan di truyền cho một số tính trạng kinh tế quan trọng (tính trạng tăng trưởng và tính trạng phần thịt) cũng như ước tính tương tác giữa kiểu gien và môi trường (G×E) vẫn còn khá ít. Do đó, nghiên cứu này thực hiện việc ước tính các thông số di truyền cơ bản với dữ liệu có được từ một chương trình chọn giống thương mại trên đối tượng này (từ công ty CodFarmers AS) ở Na Uy trong 3 thế hệ chọn lọc, từ năm 2002 đến năm 2008 nhằm mục đích ước tính các chỉ tiêu đó cho chương trình chọn giống này. Mô hình một tính trạng và hai tính trạng được sử dụng để tính toán các (hiệp) phương sai thành phần, kết quả cho thấy hệ số di truyền (h2) ước tính được ở mức trung bình đến khá cao cho tính trạng khối lượng thân (KLT) ở 9 địa điểm nuôi, từ 0,11 – 0,86; và ước tính riêng cho từng thế hệ (2002, 2005 và 2008) lần lượt là 0,54±0,15, 0,29±0,04 và 0,22±0,04. Ở thế hệ 2005, các tính trạng thu khi giết mổ cá được ghi nhận cùng với tính trạng tăng trưởng (KL không ruột, KL phile, KL cắt khúc và KL gan), với hệ số di truyền ở mức thấp đến trung bình (từ 0,18 – 0,28). Một vài tính trạng có hệ số di truyền được ước tính cao như chiều dài thân và KL tuyến sinh dục (đều là 0,43), nhưng rất thấp cho tính trạng KL phần đầu (0,06). Chưa tìm thấy tương quan chặt giữa kiểu gien và môi trường (G×E) qua 2 thế hệ (2002 và 2005). Có tương tác G×E nhẹ được tìm thấy trong thế hệ 2008. Tương quan di truyền (r g ) chặt đã tìm thấy giữa các tính trạng được nghiên cứu (như KL phile, KL cắt khúc, KL không ruột và KL thân) cho thấy về bản chất di truyền là cùng nhiều gien tương đối giống nhau và việc ước tính các thông số di truyền của tính trạng này giúp ta phỏng đoán tốt các tính trạng còn lại
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Tóm tắt nội dung tài liệu: Ước tính các thông số di truyền của chương trình chọn giống thương mại trên cá tuyết (Gadus morhua) tại Na Uy
n tăng trưởng thông qua chọn lọc. 4.3. Hệ số di truyền và tương quan di truyền giữa các tính trạng giết mổ được quan sát. Có 870 cá thể của 86 gia đình được đưa vào phân tích, kết quả trình bày trong bảng 7. Mô hình 2 được dùng, ảnh hưởng gia đình được loại bỏ do số lượng quan sát không đủ lớn. Kết quả từ bảng 7 cho thấy tương quan di truyền giữa các tính trạng được quan sát khá cao (>0,7) giữa KLT, KLKR, KLPL với CDT, KLĐ và KLCK. Mối tương quan chặt và có ý nghĩa giữa các tính trạng KLT, KLKR và KLPL (>0,97). Kristjánsson (2011) ước tính các thông số tương tự cho cá Tuyết ở Canada cho 3 tính trạng KLT, KLKR và KLPL, kết quả các tương quan di truyền giữa 3 tính trạng này đều nhỏ hơn so với kết quả trong nghiên cứu này. Chẳng hạn, ước tính tương quan di truyền cho tính trạng KLG với KLT và KLKR trong nghiên cứu của Kristjánsson (2011) lần lượt là 0,67 và 0,62. Trong nghiên cứu này, giá trị tương ứng là 0,87 và 0,84. Tương tự, tương quan di truyền ước tính trong báo cáo này cao hơn báo cáo của Garber và ctv (2010). Mức tương quan giữa KLT với CDT, KLKR, KLCK, KLG và KLTSD là 0,83, 0,98, 0,94, 0,91 và 0,56. Số liệu tương ứng trong báo cáo này là 0,89, 0,99, 0,99, 0,98 và 0,54. Một điều nhìn thấy rõ là tương quan di truyền càng lớn khi tuổi cá tăng. Theo Tosh và 19TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 3 - THAÙNG 6/2014 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 ctv (2011) tương quan di truyền cho tính trạng tăng trưởng giữa thời điểm đánh dấu với thu hoạch là 0,95 và ở giai đoạn cá 2 tuổi với thu hoạch là 0,89 (Kolstad và ctv,, 2006a). Hệ số tương quan (0,64 – 0,76) được tìm thấy bởi Kettunen và Fjalestad (2007) giữa khối lượng đánh dấu, 1 năm tuổi+ và 2 năm tuổi+. Mối tương quan chặt giữa các tính trạng chỉ ra mối liên kết chặt chẽ giữa các tính trạng khi cá đạt 2 tuổi. Tuy nhiên, mối tương quan giữa KLTSD với các tính trạng khác ít chặt chẽ, dao động từ 0,33 – 0,57. Kết quả cho ta thấy một vài thông tin cơ bản của các tính trạng được quan sát ở cá Tuyết đạt 2 năm tuổi. Với tính trạng KLT, hệ số di truyền trình bày trong bảng 7 tương đối thấp và có mức sai số cao (0,18 ± 0,20). Hệ số di truyền của các tính trạng khác dao động khá lớn, từ rất thấp đến trung bình (0,06 - 0,43) với sai số cao nếu so sánh với tổng phương sai di truyền cộng gộp có được. Theo báo cáo của Garber và ctv (2010), ước tính hệ số di truyền cho hầu hết tính trạng quan sát như KLT, CDT, KLKR, KLCK, KLG, KLTSD và khối lượng da khá cao và ổn định cho dòng cá Tuyết Canada (0,35 – 0,39), ngoại trừ KLTSD (0,11) khá thấp và thấp hơn nghiên cứu này (0,43). Ước tính cho CDT (0,43) nằm trong khoảng ước tính của Kettunen và Fjalestad (2007), từ 0,31 – 0,48 và cao hơn báo cáo của Tosh và ctv., (2011), với giá trị 0,31. Hệ số di truyền trung bình được ước tính hầu hết các tính trạng được quan sát, KLKR (0,21), KLPL (0,23), KLCK (0,20) và KLG (0,28). Ước tính cho KLĐ rất thấp (0,06), tuy nhiên ước tính cho KLTSD lại rất cao (0,43). Kết quả này tham khảo cho lần đầu tiên tính toán từ chương trình chọn giống với một dữ liệu nhỏ, để tăng tính chính xác hơn thì cần nhiều dữ liệu hơn. 4.4. Tương tác kiểu gien – môi trường (G×E) cho tính trạng khối lượng thân. Tương quan di truyền giữa các địa điểm nuôi (trình bày trong bảng 4, 5 và 6) cho thấy mức tương quan cao trong các thế hệ. Giá trị dao động từ 0,58 – 0,99. Tương quan di truyền cao cho tính trạng tăng trưởng giữa Averøy và Tromsø vào năm 2002 (0,95) và giữa các địa điểm nuôi trong thế hệ 2005, dao động từ 0,81 – 0,99 với mức sai số thấp, cho thấy không tồn tại ảnh hưởng kiểu gien - môi trường trong hai thế hệ đầu tiên trong chương trình chọn giống này. Điều này tương tự với các nghiên cứu trước (Kolstad và ctv,, 2006b; Kolstad và ctv,, 2006a; Tosh và ctv,, 2011). Tuy nhiên, thế hệ 2008 cho thấy sự khác biệt với 2 thế hệ trước (bảng 6). Không có G×E được tìm thấy giữa Trại nuôi 2 và Averøy hay giữa CodFarmer2 và CodFarmer 1, với các giá trị tương quan này lần lượt là 0,87 và 0,95. Các cặp tương quan khác, cho thấy sự xuất hiện tương tác nhẹ của G×E giữa Trại nuôi 1 và Averoy, Trại nuôi 1 và Gildeskål (giá trị là 0,79 và 0,64). Cá nuôi ở Gildeskål có hệ số tương quan thấp với Averøy và Trại nuôi 2 (0,58 và 0,64) cho thấy tương tác G×E có thể tồn tại ở một mức độ nào đó chưa rõ ràng. Nói một cách khác, tương quan di truyền là một thông số rất mơ hồ (Falconer, 1981) như sai số cao trong nghiên này. Kết quả tương quan cho 3 thế hệ đại diện cho cá ở các tuổi khác nhau là rất khác biệt. V. KẾT LUẬN Hệ số di truyền ước tính cho 3 thế hệ (2002, 2005 và 2008), và cho tính trạng tăng trưởng từ trung bình – cao, lần lượt là 0,54±0,15, 0,29±0,04 và 0,22±0,04. Với kết quả này sẽ là ưu thế cho việc cải thiện tăng trưởng cho chương trình chọn giống đang được tiếp tục. Hơn nữa, hệ số di truyền ước tính cho các tính trạng khác cùng với tính trạng tăng trưởng được thực hiện ở G2-2005. Giá trị trung bình được tìm thấy cho hầu hết các tính trạng quan sát: KLKR (0,21±0,19), KLPL (0,23±0,19), KLCK (0,20±0,17) và KLG (0,28±0,21). CDT và KLTSD có hệ số di truyền cao với giá trị 20 TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 3 - THAÙNG 6/2014 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 tương ứng là 0,43±0,17 và 0,43±0,20. Hệ số ước tính được từ trung bình trở lên (ngoại trừ KLĐ với 0.06±0.18) cho thấy tiềm năng cải thiện di truyền của các tính trạng này. Tương quan cao giữa các tính trạng được quan sát cho thấy sự liên kết gien tốt giữa các tính trạng quan sát này, có thể được điều khiển bởi cùng một gien. Việc lựa chọn tính trạng này có thể giúp cải tiến các tính trạng khác. Tương quan di truyền giữa các địa điểm nuôi trong cùng thế hệ tương đối cao (0.58<rg<0.95), Vì vậy chưa cần thiết tách chương trình chọn giống riêng biệt cho từng địa điểm nuôi trong thời điểm này. Tuy nhiên các đánh giá tiếp theo là cần thiết để kiểm tra G×E với một cơ sở dữ liệu lớn hơn. Có lẽ chúng ta đã ước tính được các thông số chưa tốt cho một chương trình chọn giống qua 3 thế hệ với mức sai số tương đối cao. Điều này có thể là do sự hạn chế số lượng đầu vào cho từng thế hệ, địa điểm nuôi hay gia đình. Sự cần thiết tiến hành nhiều đánh giá và ước tính hơn cho các thế hệ sau là cần thiết với một dữ liệu lớn hơn. LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành và kính trọng gửi lời cảm ơn đến giáo sư Hans Magnus Gjøen đã tận tình hướng dẫn tôi thực hiện đề tài này. Tôi cũng nhân cơ hội này gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Bộ Giáo Dục và Đào Tạo cùng với Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn đã cung cấp kinh phí cho tôi thực hiện đề tài này, cũng như thời gian tôi học tập tại Na Uy. Lòng biết ơn của tôi đối với ông Phạm Đình Khôi (Nghiên cứu sinh tại trường UMB, Na Uy) và ông Trịnh Quốc Trọng (Viện Nghiên Cứu Nuôi Trồng Thủy Sản 2) vì sự nhiệt tình giúp đỡ và các góp ý có giá trị cao. TÀI LIỆU THAM KHẢO Bangera, R., Ødegård, J., Præbel, A.K., Mortensen, A., Nielsen, H.M., 2011. Genetic correlations between growth rate and resistance to vibriosis and viral nervous necrosis in Atlantic cod (Gadus morhua L.). Aquaculture 317, 67-73. Bekkevold, D., Hansen, M.M., Nielsen, E.E., 2006. Genetic impact of gadoid culture on wild fish populations: predictions, lessons from salmonids, and possibilities for minimizing adverse effects. pp. 198-208. Conference, C.F., 2011. Cod farming in Nordic countries. 21. sept. 2011, Reykjavik, Iceland, 18. Cowan, M., Davie, A., Migaud, H., 2011. The effect of combining shading and continuous lighting on the suppression of sexual maturation in outdoor- reared Atlantic cod, Gadus morhua. Aquaculture 320, 113-122. Falconer, D.S., 1981. Introduction to quatitative genetics. Longman Group Ltd., HarKLCK, UK. Falconer, D.S., Mackay, T.F.C., 1996. Introduction to Quantitative Genetics. Prentice Hall, England, 464. Franco, 2007. Selection and breeding programme applied to the Atlantic Cod (Gadus morhua). Genetic & selection 2007/2008, 6 pages. Garber, A.F., Tosh, J.J., Fordham, S.E., Hubert, S., Simpson, G., Symonds, J.E., Robinson, J.A.B., Bowman, S., Trippel, E.A., 2010. Survival and growth traits at harvest of communally reared families of Atlantic cod (Gadus morhua). Aquaculture 307, 12-19. Gjedrem, T., 2005. Selection and breeding programs in aquaculture. Springer, 364 pages. Gjedrem, T., Baranski, M., 2009. Selective Breeding in Aquaculture: An Introduction, Reviews: Methods and Technologies in Fish Biology and Fisheries 10. Springer Science Business Media B.V. 2009, 216 pages. Gjerde, B., Gjedrem, T., 1984. Estimates of phenotypic and genetic parameters for carcass traits in Atlantic salmon and rainbow trout. Aquaculture 36, 97-110. 21TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 3 - THAÙNG 6/2014 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Gjerde, B., Simianer, H., Refstie, T., 1994. Estimates of genetic and phenotypic parameters for body weight, growth rate and sexual maturity in Atlantic salmon. Livestock Production Science 38, 133-143. Gjerde, B., Terjesen, B.F., Barr, Y., Lein, I., Thorland, I., 2004. Genetic variation for juvenile growth and survival in Atlantic cod (Gadus morhua). Aquaculture 236, 167-177. Jørstad, K.E., Fjalestad, K.T., Ágústsson, T., Marteinsdottir, 2006. Atlantic cod – Gadus morhua. In: “Genetic effects of domestication, culture and breeding of fish and shellfish, and their impacts on wild populations.”. D. Crosetti, S. Lapègue, I. Olesen, T. Svaasand (eds). GENIMPACT project: Evaluation of genetic impact of aquaculture activities on native populations. A European network. WP1 workshop “Genetics of domestication, breeding and enhancement of performance of fish and shellfish”, Viterbo, Italy, 12-17th June, 2006,1-6 Karlsen, Ø., Hemre, G.I., Tveit, K., Rosenlund, G., 2006. Effect of varying levels of macro-nutrients and continuous light on growth, energy deposits and maturation in farmed Atlantic cod (Gadus morhua L.). Aquaculture 255, 242-254. Kettunen, A., Fjalestad, K.T., 2006. Resistance to vibriosis in Atlantic cod (Gadus morhua L.): First challenge test results. Aquaculture 258, 263-269. Kettunen, A., Fjalestad, K.T., 2007. Genetic parameters for important traits in the breeding program for Atlantic cod (Gadus morhua L.). Aquaculture 272, Supplement 1, S276. Kolstad, K., Thorland, I., Refstie, T., Gjerde, B., 2006a. Body weight, sexual maturity, and spinal deformity in strains and families of Atlantic cod (Gadus morhua) at two years of age at different locations along the Norwegian coast. ICES Journal of Marine Science: Journal du Conseil 63, 246-252. Kolstad, K., Thorland, I., Refstie, T., Gjerde, B., 2006b. Genetic variation and genotype by location interaction in body weight, spinal deformity and sexual maturity in Atlantic cod (Gadus morhua) reared at different locations off Norway. Aquaculture 259, 66-73. Kristjánsson, T., 2011. Status of selective breeding of cod in Iceland, Norway and Canada. A presentation from conference Cod farming in Nordic countries. 21. sept. 2011, Reykjavik, Iceland. 18 pages. http:// www.sjavarutvegur.is/Codfarm11/program.html. Kristjánsson, T., 2013. Comparison of growth in Atlantic cod (Gadus morhua) originating from the northern and southern coast of Iceland reared under common conditions. Fisheries Research 139, 105-109. Mikkelsen, H., Seppola, M., 2013. Response to vaccination of Atlantic cod (Gadus morhua L.) progenies from families with different estimated family breeding values for vibriosis resistance. Fish & Shellfish Immunology 34, 387-392. Mrode, R.A., 2005. Linear models for the prediction of animal breeding values. Library of Congress Cataloging-in-PuCDTiscation Data Second edition, 344 pages. Rosenlund, G., Skretting, M., 2006. Worldwide status and perspective on gadoid culture. ICES Journal of Marine Science: Journal du Conseil 63, 194-197. Tosh, J.J., Garber, A.F., Trippel, E.A., Robinson, J.A.B., 2011. Genetic, maternal, and environmental variance components for body weight and length of Atlantic cod at 2 points in life. Journal of Animal Science 88, 3513-3521. Ødegård, J., Sommer, A.-I., Præbel, A.K., 2010 Heritability of resistance to viral nervous necrosis in Atlantic cod (Gadus morhua L.). Aquaculture 300, 59-64. 22 TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 3 - THAÙNG 6/2014 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 GENETIC PARAMETERS IN A COMMERCIAL ATLANTIC COD (Gadus morhua) BREEDING PROGRAM Nguyen Thanh Vu1 ABSTRACT Despite many quantitative genetic studies on Atlantic cod (Gadus morhua) over the last two de- cades, the magnitude of heritabilities and genetic correlations for some economic important traits (growth rate, carcass quality traits) as well as genotype by environment (G×E) interactions, to some extent, still remain shortage Therefore, this study estimated the genetic parameter using a dataset from a commercial cod breeding program (CodFarmers AS) in Norway for 3 generations, from 2002 to 2008, with purpose of estimating for this breeding program. Univariate and bivariate mod- els were used to obtain (co)variance components. The estimated heritabilities were from moderate to extremely high for body weight at nine rearing locations, ranging from 0.11 – 0.86. Heritabili- ties for harvest body weight were estimated for three generations (2002, 2005, and 2008), and were medium to high, 0.54±0.15, 0.29±0.04 and 0.22±0.04, respectively. For generation 2005, all traits other than harvest body weight were recorded, and estimates of heritability were medium for most trait (harvest body weight, gutted body weight, fillet weight, loin weight and liver weight), ranging from 0.18 to 0.28. Some traits had high heritability such as body length and gonad weight (0.43 for both), but very low heritability estimate was obtained for head weight (only 0.06). No G×E was found among different reared locations in generations of 2002 and of 2005. There were some mild G×Es found for some reared locations in generation 2008. The strong and significant genetic cor- relation (rg=0.99) between some traits (such as fillet weight, loin weight, gutted weight and harvest weight) indicated that they are genetically the same trait, and that estimation of genetic parameters for one trait can give good predictions for others. Keywords: Atlantic cod, heritability, genetic correlation, GxE Người phản biện: TS. Nguyễn Văn Sáng Ngày nhận bài: 10/02/2014 Ngày thông qua phản biện: 28/02/2014 Ngày duyệt đăng: 30/3/2014 1 National Breeding Center for Southern Freshwater Aquaculture, Research Institute for Aquaculture No.2 Email: nguyenthanhvu190782@gmail.com
File đính kèm:
- uoc_tinh_cac_thong_so_di_truyen_cua_chuong_trinh_chon_giong.pdf