Một số hướng nghiên cứu gen và ứng dụng công nghệ sản xuất tôm giống

Tập hợp bộ gen của tôm sú liên quan đến tăng trưởng

PGS.TS Dương Thúy Yên giới thiệu nghiên cứu “Tập hợp bộ gen của tôm sú (Penaeus monodon) ở cấp độ nhiễm sắc thể tạo điều kiện xác định các gen liên quan đến tăng trưởng”.

Tôm sú (Penaeus monodon) là một trong những loài giáp xác được nuôi phổ biến với sản lượng trung bình hàng năm (tính trong mười năm qua) trên toàn cầu khoảng 500.000 tấn, chiếm 9% tổng sản lượng giáp xác. Nghề nuôi tôm sú phát triển nhưng sản lượng không ổn định do thiếu kiến ​​thức về sinh học và di truyền để cải thiện những đặc điểm mong muốn như tăng trưởng nhanh, kháng bệnh, thành thục sinh sản để không phụ thuộc vào nguồn tôm bố mẹ tự nhiên. 

Trước đây, những nghiên cứu trên bộ gen của tôm sú chưa có sự liên tục và hoàn chỉnh cần thiết để chú thích bộ gen chính xác do tính chất lặp lại cao của bộ gen và khó khăn về kỹ thuật trong việc sàng lọc DNA có trọng lượng phân tử cao và chất lượng cao. 

Uengwetwanit et al. vào năm 2021, lần đầu tiên báo cáo kết quả về sự tập hợp thành công toàn bộ bộ gen chất lượng cao ở cấp độ nhiễm sắc thể của tôm sú thông qua việc sử dụng kết hợp công nghệ “long-read Pacific Biosciences” (PacBio) và “long-range Chicago và Hi-C”. Bộ gen tập hợp bao phủ 2,39 Gb (chiếm 92,3% kích thước bộ gen ước tính) và chứa 44 nhiễm sắc thể đơn bội. Các đoạn DNA lặp lại (Repetitive DNA) chiếm phần lớn (62,5%) trong bộ gen, tỉ lệ này đạt cao nhất so với các loài giáp xác khác. Bộ gen tập hợp chất lượng cao này cho phép xác định các gen liên quan đến tốc độ tăng trưởng nhanh ở tôm sú thông qua việc so sánh bộ phiên mã (transcriptome, là tập hợp các mRNA) gan tụy của tôm sinh trưởng chậm và tôm lớn nhanh. 

Kết quả đã xác định được một số gen liên quan đến tăng trưởng. Bộ gen chất lượng cao này cung cấp nguồn thông tin có giá trị để cải thiện di truyền và chọn giống tôm sú nói riêng và nhóm tôm biển (họ Penaeidae) nói chung. Bên cạnh đó, bộ gen của tôm sú còn được dùng trong các nghiên cứu về tác động sinh thái, khả năng tiến hóa và thích nghi của tôm, góp phần vào sự phát triển bền vững nghề nuôi tôm.

Cần nói thêm, cải thiện di truyền động vật nuôi thủy sản (cá, giáp xác) thông qua chọn lọc có sự hỗ trợ của chỉ thị phân tử và chọn lọc dựa trên bộ gen đang là hướng mới trong di truyền chọn giống hiện nay, mang lại lợi ích to lớn cho sự phát triển bền vững của nuôi trồng thủy sản. Tuy nhiên, đến nay chỉ một số ít loài giáp xác nuôi đã được nghiên cứu bộ gen hoàn chỉnh, trong đó có tôm sú.

Chọn lọc dựa trên bộ gen giúp tôm thẻ kháng WSSV

Cũng theo PGS.TS Dương Thúy Yên, nghiên cứu “Chọn lọc dựa trên bộ gen đối với tính kháng vi rút gây hội chứng đốm trắng (WSSV) ở tôm thẻ chân trắng giúp tăng tỷ lệ sống trong thí nghiệm cảm nhiễm” cho kết quả tiềm năng lớn cải thiện chất lượng giống.

Nghiên cứu tập trung vào việc chọn lọc dựa trên bộ gen đối với tính kháng vi rút gây bệnh WSSV ở tôm thẻ chân trắng

Nghiên cứu tập trung vào việc chọn lọc dựa trên bộ gen đối với tính kháng vi rút gây bệnh WSSV ở tôm thẻ chân trắng. Vi rút gây WSSV gây ra thiệt hại lớn cho ngành nuôi tôm trên toàn thế giới và một giải pháp để quản lý dịch bệnh này là chọn lọc đàn tôm kháng bệnh. Tuy nhiên, hệ số di truyền đối với tính kháng WSSV nói chung là thấp, do đó, cải thiện di truyền bằng phương pháp chọn lọc thông thường có kết quả thấp và mất nhiều thời gian.

Nghiên cứu được thiết kế nhằm đánh giá mức độ hiệu quả và độ chính xác của phương pháp chọn lọc dựa trên bộ gen để cải thiện tính kháng WSSV ở tôm thẻ chân trắng. Thí nghiệm cảm nhiễm với WSSV được thực hiện (ở giai đoạn tôm giống 3g) và sức đề kháng của tôm được đánh giá dựa trên tình trạng chết hoặc sống (DOA) tại thời điểm 23 ngày sau khi gây cảm nhiễm. Tất cả tôm trong thí nghiệm cảm nhiễm đều được phân tích xác định 18.643 đa hình nucleotide đơn (gọi là SNP). Các SNP này được xác định trước đó khi phân tích và so sánh bộ gen của 2 dòng kháng và mẫn cảm với WSSV. 

Các cá thể bố mẹ (G0) được chọn dựa trên xếp thứ hạng của giá trị chọn giống di truyền (GBV) về tính kháng WSSV. Từ đó, hai đàn con G1 được tạo ra từ (i) những cá thể có GBV cao và (ii) cá thể có GBV thấp. Một đàn con thứ ba được tạo ra từ sự giao phối “ngẫu nhiên” của đàn bố mẹ. Kết quả cho thấy tỷ lệ sống trung bình của 3 nhóm G1 khác biệt có ý nghĩa, tương ứng là 25% ở nhóm thấp, 38% ở nhóm ngẫu nhiên và 51% ở nhóm có GBV cao. Hệ số di truyền đối với DOA ở G1 cao (h2 = 0,41), chứng tỏ phương pháp chọn lọc dựa trên bộ gen đối với tính kháng WSSV có tiềm năng lớn trong cải thiện di truyền tính trạng này ở tôm thẻ chân trắng.

Ứng dụng công nghệ Biofloc sản xuất giống tôm sú

PGS.TS Châu Tài Tảo ở Trường Thủy sản thuộc Trường Đại học Cần Thơ cho biết, qui trình “Ứng dụng công nghệ Biofloc trong sản xuất giống tôm sú (Penaeus monodon)” đã chuyển giao cho nhiều trại sản xuất tại tỉnh Cà Mau đạt kết quả rất tốt. Trường Thủy sản cũng đang ứng dụng qui trình này tập huấn và chuyển giao công nghệ cho nhiều địa phương, trại giống và doanh nghiệp tôm giống.

Phát triển sản xuất giống tôm sú theo hướng an toàn sinh học, việc ứng dụng công nghệ Biofloc để tạo ra con giống chất lượng cao là rất cần thiết. Biofloc có vai trò quan trọng trong việc cải thiện chất lượng nước bể ương tôm, an toàn sinh học, làm thức ăn trực tiếp cho tôm, tăng cường dưỡng chất tự nhiên, giảm ô nhiễm môi trường. 

Những năm gần đây, các nhà khoa học tại Trường Thủy sản thuộc Trường Đại học Cần Thơ đã thực hiện rất nhiều nghiên cứu ương ấu trùng tôm sú theo công nghệ biofloc và đã xây dựng được qui trình sản xuất giống tôm sú theo công nghệ biofloc đạt tỷ lệ sống của postlarvae 12> 60%, năng suất >120.000 postlarvae/m3. Quá trình ương không sử dụng thuốc kháng sinh hay hóa chất, hạn chế thay nước, kiểm tra tôm Postlarvae sạch các loại bệnh đốm trắng (WSSV), bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (AHPND), bệnh còi (MBV).

 Qui trình này đã và đang chuyển giao cho nhiều trại sản xuất giống tôm sú ở các địa phương cho kết quả rất tốt.