Tín hiệu mới về gen kháng bệnh hoại tử gan tụy cấp tính trên tôm thẻ

Các peptit kháng khuẩn (AMP) là một loại phân tử tự nhiên đa dạng được tạo ra bởi tất cả các sinh vật đa bào; chúng hoạt động như tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại vi khuẩn, nấm men, nấm, vi rút. Các peptit đa chức năng này là thành phần chính của hệ thống miễn dịch tôm bao gồm penaeidin, crushtins và anti-lipopolysaccharide (ALFs). ALF, penaeidin là AMP có phổ rộng về hoạt tính kháng khuẩn, ngoài ra các dạng ALF khác nhau đã được xác định ở nhiều loài tôm và các loài giáp xác khác. Đột biến gen có thể dẫn đến thay đổi cấu trúc và biểu hiện của protein; do đó, đột biến gen mã hóa penaeidin và ALF của tôm thẻ chân trắng có thể làm tăng tính nhạy cảm hoặc khả năng chống lại các bệnh truyền nhiễm. 

Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đã xác định các đa hình nucleotide đơn (SNP) trong các gen antilipopolysaccharide (nLvALF1) và penaeidin 2-1 (PEN2-1) của tôm thẻ chân trắng và họ phân tích các mối liên hệ giữa các SNP này và khả năng kháng V. parahaemolyticus (AHPND) ở tôm thẻ chân trắng. ALF và PEN của tôm là các gen liên quan đến miễn dịch trong họ AMP; do đó, SNP trong gen nLvALF1 và PEN2-1 rất hữu ích cho các nghiên cứu liên kết di truyền.

Đây là một chiến lược mới có tiềm năng nhân giống tôm thẻ chân trắng kháng V. parahaemolyticus để đối phó với AHPND bên cạnh các phương pháp phòng ngừa và điều trị hiện có như là sử dụng các chất chiết xuất từ thực vật làm phụ gia thức ăn chăn nuôi để ức chế sự hình thành màng tế bào vi khuẩn, hay Bacillus subtilis làm mất độc lực của gen độc tố PirA/B, cũng như chế độ ăn uống bổ sung probiotic Rhodobacter sphaeroides. Tuy nhiên, đây chỉ mới là một quần thể được sử dụng nghiên cứu; do đó, cần nghiên cứu thêm để xác minh những kết quả này ở cỡ mẫu lớn hơn và ở các quần thể khác nhau. Đồng thời cần nghiên cứu mối liên hệ giữa SNP trong gen nLvALF1 và PEN2-1 và khả năng chống lại các mầm bệnh khác gây bệnh cho những con tôm này. Nếu kết quả thu được tương tự với kết quả được báo cáo trong nghiên cứu này, thì SNPs này có thể được sử dụng làm dấu hiệu phổ biến để lai tạo dòng tôm thẻ chân trắng kháng bệnh. 

Nhóm thực hiện với tôm thẻ chân trắng ở giai đoạn postlarvae (PL20), những con tôm này được cảm nhiễm với một dòng vi khuẩn V. parahaemolyticus phân lập từ tôm thẻ chân trắng bệnh AHPND, với liều gây chết 50% trong 14 ngày. DNA đã được chiết xuất từ tôm chết trong vòng 6 ngày và tôm kháng (sống sau cảm nhiễm). Sau đó chúng được sử dụng để khuếch đại PCR đối với 2 cặp gen mã hóa nLvALF1 (397 bp) và PEN2-1 (637 bp). Các sản phẩm PCR được giải trình tự và phân tích tần số alen trong các mẫu nhạy cảm (tôm chết) và kháng bệnh. Cụ thể là các alen và kiểu gen ở các locus SNP khác nhau của các nhóm nhạy cảm và kháng bệnh được xác định từ sắc ký đồ trình tự và sau đó được sử dụng trong phân tích liên kết.

Kết quả là nhóm tác giả đã xác định SNP trong gen nLvALF1 và PEN2-1 của tôm thẻ chân trắng, sau khi phân tích mối liên quan của chúng với tính kháng vi khuẩn V. parahaemolyticus. Có chín SNP trong đoạn gen nLvALF1 (397 bp) và bảy SNP trong đoạn gen PEN2-1 (637 bp) đã được phát hiện. Bốn SNP (230T/G, 271T/A, 275G/A và 284G/A) trong nLvALF1 và sáu SNP (g.582A/G, g.657G/T, g.664T/G, g.708C/T, g.798G/A, và g.1013C/T) trong PEN2-1 có liên quan đến tính kháng với nhiễm V. parahaemolyticus và do đó có thể là dấu hiệu di truyền tiềm năng để nhân giống tôm thẻ chân trắng kháng V. parahaemolyticus gây bệnh hoại tử gan tụy cấp tính. 

SNP được xác định trong đoạn 637 bp của gen PEN2-1 của tôm thẻ chân trắng. Các vùng mã hóa được đánh dấu bằng màu xám, các vị trí liên kết mồi được gạch chân và các vị trí SNP ở chữ in đậm màu đỏ

Nguồn: Pawapol Kongchum, Suphavadee Chimtong, Naparat Prapaiwong. Association between single nucleotide polymorphisms of nLvALF1 and PEN2-1 genes and resistance to Vibrio parahaemolyticus in the Pacific white shrimp Litopenaeus vannamei. Aquaculture and Fisheries.