›
›

Di truyền chọn giống cá

ppt 57 trang phuongnguyen 90
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Di truyền chọn giống cá", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptdi_truyen_chon_giong_ca.ppt

Nội dung text: Di truyền chọn giống cá

  1. DI TRUYỀN CHỌN GIỐNG CÁ Các chương trình chọn giống: ⚫ Thuần hóa (domestication) ⚫ Chọn lọc (Selection) ⚫ Các phương pháp lai ⚫ Sinh sản đơn tính nhân tạo và đa bội thể 1
  2. THUẦN HÓA Tác động của con THUẦN HÓA người Chọn lọc Nuôi Sinh sản Sinh vật ngoài Ương nuôi Những cá Nguồn cá tự nhiên thể tốt bố mẹ + TĂ nhiều - Dễ bị bệnh Thế hệ con - Địch hại - Sốc Khái niệm thuần hóa trong nuôi thủy sản 2
  3. THUẦN HÓA ⚫ Phân biệt thuần hóa và ương nuôi? ⚫ Số loài thuần hóa thành công còn ít, chủ yếu là cá chép, cá hồi, cá trơn, cá rô phi và tôm nước ngọt. 3
  4. THUẦN HÓA Những tác động của quá trình thuần hóa đối với sinh vật – Tập tính sống (tính hung dữ, không gian sống, thức ăn, chất lượng nước ) VD: Cá chim trắng Colossoma brachypomun – Sinh lý (tăng trưởng, quá trình trao đổi chất ) – Tập tính sinh sản thay đổi một số tính trạng (kiểu gen và kiểu hình) 4
  5. THUẦN HÓA Ý nghĩa ⚫ Tích cực: – Đa dạng đối tượng nuôi – Tăng năng suất – Chủ động nguồn con giống – Kiểm soát bệnh ⚫ Tiêu cực: – Lai cận huyết và trôi dạt gen giảm sự đa dạng di truyền. – Sự thất thoát sinh vật thuần hóa mất cân bằng sinh thái tự nhiên (do cạnh tranh), thay đổi sự phân bố của loài tự nhiên 5
  6. THUẦN HÓA Vấn đề cần lưu ý trước khi thuần hóa ⚫ Yếu tố sinh học: – Tốc độ tăng trưởng – Giá trị kinh tế – Khả năng chịu sốc – Chu kỳ sống đơn giản – Khả năng sử dụng thức ăn nhân tạo – Đặc điểm hình thái – Khả năng duy trì sự đa dạng và biểu hiện di truyền cho thế hệ sau. 6
  7. THUẦN HÓA Vấn đề cần lưu ý trước khi thuần hóa ⚫ Yếu tố môi trường và xã hội (phi sinh học) – Chất lượng nước – Phương tiện nuôi dưỡng. – Khí tượng, thủy văn – Chính sách và các vấn đề kinh tế xã hội liên quan 7
  8. THUẦN HÓA Tiến trình thuần hóa Nắm được đặc điểm sinh học của loài trong tự nhiên – Vị trí của loài (phân loại) – Chu kỳ sống – Đặc điểm dinh dưỡng. – Ngưỡng sinh lý – Bệnh ⚫ Điều kiện môi trường sống của loài 8
  9. THUẦN HÓA Phương pháp áp dụng trong quá trình thuần hóa – Chọn loài – Chọn giai đoạn – Kiểm tra chế độ dinh dưỡng – Chọn hình thức nuôi – Hình thức sinh sản 9
  10. THUẦN HÓA Trở ngại trong quá trình thuần hóa – Khó sinh sản nhân tạo – Cung cấp dinh dưõng không đầy đủ – Bệnh – Sốc 10
  11. Cá nhập nội và vấn đề di nhập Thế nào là loài cá nhập nội? ⚫ Cá bản địa là loài cá phân bố tự nhiên ở một vùng nào đó ⚫ Di nhập: là dự di chuyển cá từ vùng phân bố tự nhiên đến vùng khác ⚫ Có 3.141 trường hợp di nhập trên thế giới: Châu Âu 25% Châu Á 16% Châu Phi 15% Nam và Trung Mỹ 14% 11
  12. Những loài cá di nhập (Xếp thứ hạng) 1. Cá chép (124 ) 2. Cá hồi (99) 3. Rô phi đen O. mossambicus (92) 4. Cá trắm cỏ (91) 5. Rô phi vằn O. nilocitus (80) Lý do/mục đích chính của việc di giống Nuôi thủy sản 39% Bổ sung loài mới cho khai thác 8,4% Giải trí, thể thao 7,9% Tình cờ 7,5% Cá cảnh 7,3% 12
  13. Hiện trạng các loài di nhập ⚫ 48% đã hình thành quần đàn trong tự nhiên ⚫ Chủ yếu qua con giống: – Sinh sản tự nhiên (85%) – Thả giống liên tục (12%) – Cả hai con đường (3,5%) Số loài di nhập ở các nước Đông nam Á - Cambodia 4 (+ ? Di nhập từ Thái Lan) - Lào 8 - Việt Nam 14 + ? - Thái Lan 28 13
  14. Vai trò cá nhập nội trong nuôi thủy sản ⚫ Đóng góp cá nhập nội trong nuôi thủy sản: – Thế giới: 10%. – Châu Á: ? – Nam Mỹ: 96% * Thả giống cá rô phi ở hồ Victoria làm tăng sản lượng cá đánh bắt 4-5 lần. * Sri Lanka: sản lượng cá rô phi tăng 50 lần khi di nhập loài cá rô phi đen 14
  15. Tác động các loài cá di nhập - Những tác động tiêu cực ⚫ Những tác động về sinh thái – Cá dữ: chim trắng?, – Cạnh tranh thức ăn? – Cạnh tranh vùng nơi sinh sống, vùng sinh sản? ⚫ Di truyền – Sự đa dạng sinh học? – Hiện tượng lai tạo? ⚫ Lây lan bệnh – Bệnh ký sinh? Bệnh virus? - Những tác động tích cực – Tạo việc làm - Tăng thu nhập – Cung cấp dinh dưỡng Những tác động tiêu cực về kinh tế-xã hội? 15
  16. Hiện trạng, tác động và giải pháp nâng cao hiệu quả nhập nội các lòai cá/tôm Việt nam 16
  17. Các lòai cá tôm nhập nội ⚫ Tên cá/tôm, năm, nguồn nhập nội Tên địa Tên khoa học Năm nhập Nguồn phương nhập Cá rô phi đen O. mossambicus 1950’s Taiwan Vằn O.niloticus, 1970’s, 1990’s Thailand, Xanh O. aureus 1958 Philip. Hồng O. sp 1983,97,2001 Cuba, Thailand Cá mè hoa Aristichthys nobilis (Rich) 1958,1999 China Cá trắm cỏ Ctenopharyngodon idellus 1964,1999 China Cá mè trắng Hypophthalmichthys 1982,1999 TQ molitrix China Lào, Cá Rohu Labeo rohita Hamilton 1984,95,2001 Lào, India Cá Mrigal Cirrhinus mrigala 1984, 1996 China17 Cá chình Anguilla anguilla 2000
  18. ⚫ Tên cá/tôm, năm, nguồn nhập nội Tên địa phương Tên khoa học Năm Nguồn nhập Cá chép kính Hung Cyprinus carpio L. 1971 Hungary Cá chép vảy Hung Cyprinus carpio L. 1975 Hungary Cá chép Indonesia Cyprinus carpio L. 1975 Indonesia Cá trê phi Clarias gariepinus 1975 Trung phi Cá chim trắng Clossoma brachiomun 97,98, 2000 Trung quốc Cá trân miệng rộng Xtiobus cyprinellus 1984 Cuba Cá Catla Catla catla Hamilton 1984 Lào Cá đù đỏ Sciaenops ocellatus 1999 Trung quốc Tôm hùm nước ngọt Cherax sp. 2002 Australia Đực Cái 18
  19. Các lòai cá tôm nhập nội: ⚫ 17 loài du nhập ⚫ Từ 12 nước ⚫ RP đen O. mossambicus loài nhập sớm nhất (1951) ⚫ Tham gia các cơ quan nghiên cứu: lựa chọn thử nghiệm (14 loài = 82,4%) ⚫ 10 lòai (58,8%) là loài nuôi chủ yếu ⚫ 2 lòai (11,8%) là vật liệu tạo giống ⚫ 5 lòai (29,4%) sau thử nghiệm không phát tán 19
  20. Tên cá/tôm nước lợ/mặn nhập nội Tên địa phương Tên khoa học Nhập từ Năm nhập Cá giò R. canadum Hongkong 1994-2000 (12 lần) Cá hồng L. enrythropterus Hongkong, 1996-01 (4 lần) Taiwan Cá mú E. sp. Taiwan 1996-2000 (10 l) Cá chẽm Lates sp. Taiwan, Thailand, 1996-2001 (9 lần) China Cá đù Mỹ S. oceliatus China 1999 Cá măng C. chanos Taiwan 1999 Cá Chim P. argentenus 2000 (2 lần) Cá tầm Hisodauric sp. Nga 1997 T. he chân trắng L. vannamei Mỹ, Chiana 1999-2003 (n lần) Tôm sú P. monodon Singapore, Úc 1999-2003 (n lần) 20
  21. Các cá/tôm nước lợ/mặn nhập nội ⚫ Du nhập những năm gần đây ⚫ 10 loài, nhập từ 5 nước ⚫ Tính thương mại cao: số loài ít, số lượng nhiều ⚫ Chủ yếu phục vụ giống nuôi ⚫ Làm bố mẹ, vật liệu chọn giống ít ⚫ Tập trung ở phía Nam ⚫ Đa phần là loài phân bố ở VN nhưng chủ yếu là do nhu cầu con giống 21
  22. Các loài cá tôm nhập nội Tác động ⚫ Đóng vai trò quan trọng trong nuôi Thủy sản ⚫ Làm phong phú giống loài nuôi ⚫ Đáp ứng nhu cầu giống nuôi của sản xuất ⚫ Làm vật liệu di truyền chọn giống ⚫ Nâng cao chất lượng loài nuôi 22
  23. Cá chép lai (Việt x Hung, Hung x Indonesia): ⚫ Sinh trưởng cá chép Việt, và con lai Việt x Hung: 700 600 500 400 Vietnam 300 F1 Hybrid 200 100 0 4 7 9 23
  24. Các loài cá tôm nhập nội Tác động nguồn gen bản địa ⚫ Giống thuần chủng? Chép vàng x Vietnam Hungary x Vietnam Trắm cỏ x Trắm đen (Cá chép) Vietnam x T.Quốc (Cá mè trắng) Lai tạp giống Mè hoa x Mè trắng 24
  25. Cá chép địa phương và con lai? 25
  26. Các loài cá tôm nhập nội Tác động – nguồn mang bệnh ⚫ Lan truyền dịch bệnh? - 27 loài KST bản xứ ở cá Mrigal - Hầu hết KST ở Mrigal khi nhập nội không phát hiện - Cho thấy 3 nhóm thuộc Protozoa, Monogenea & Trematoda (KST thích nghi rộng?) - Bệnh Taura ở tôm he chân trắng, tôm sú??? 26
  27. Quản lý nhà nước về nhập nội cá/tôm ⚫Cơ quan quản lý: Bộ -Vụ Kế Hoạch - Đầu Tư: cấp giấy phép -Cục BVNLTS: kiểm dịch -Các Viện: khảo nghiệm ⚫Văn bản pháp luật: ( -Thông tư 04/TS-TT (30/08/90): hướng dẫn thực hiện pháp lệnh BVNLTS. -Quyết định QĐ 344/2001/QĐ-BTS (2/5/01): quản lý xuất nhập khẩu chuyên ngành. -Quyết định: 18/2002QĐ-BTS về qui chế khảo nghiệm giống Thủy sản, thức ăn, thuốc hóa chất và chế phẩm sinh học trong nuôi Thủy sản -Chỉ thị 1/2004/CT-BTS về tăng cường tôm thẻ chân trắng ở VN. 27
  28. Quản lý nhà nước về nhập nội cá/tôm ⚫ Hiện trạng quản lý: - Trước 90’s: khảo nghiệm tốt, ít thương mại - Gần đây: + Du nhập nhiều + Thương mại cao + Nhập lậu + Ít khảo nghiệm + Kiểm dịch hạn chế + Hồ sơ xin nhập không chi tiết 28
  29. Các loài cá nhập nội: Hiện trạng chất lượng? Chỉ 1 đàn nhập Đẻ sớm Giống xấu Quần đàn nhỏ Chăm sóc kém 29
  30. Các loài cá nhập nội : Nâng cao chất lượng? ⚫ Công cụ: Di truyền Tái nhập Gene bank/B.quản tinh Giống thuần Đánh giá chọn dòng Chọn dòng tốt Ưu thế lai Lai chéo Nâng cao sinh trưởng Chọn giống 30
  31. Nâng cao quản lý nhà nước ⚫ Thông tin đầy đủ trước khi thu nhập ⚫ Tư vấn các cơ quan Khoa học ⚫ Kiểm dịch bắt buộc ⚫ Tăng cường năng lực kiểm dịch ⚫ Khảo nghiệm bắt buộc với giống ngoại ⚫ Phối hợp tốt hơn giữa các cơ quan nhà nước ⚫ Tăng cường công tác quản lý giống, bảo tồn quỹ gen 31
  32. Kết luận ⚫ Các loài cá/tôm nhập nội đóng vai trò quan trọng trong nuôi Thủy sản ⚫ Nhập nội cá/tôm cần quy chế quản lý và thử nghiệm chặt chẻ hơn để đảm bảo bền vững và giảm thiểu ảnh hưởng xấu về: dịch bệnh, đa dạng sinh học. ⚫ Di truyền, quản lý và tổ chức là những công cụ hiệu quả trong việc nâng cao chất lượng đàn cá/tôm nhập nội. ⚫ Những nghiên cứu quan hệ về loài cá/tôm nhập nội và bản địa còn hạn chế cần được tăng cường 32
  33. CHỌN LỌC (SELECTION) ⚫Chọn lọc hàng loạt (mass selection) Là chọn những cá thể nổi bật nhất trong quần thể để làm bố mẹ. –Áp dụng có hiệu quả cho các TT số lượng và chất lượng khi có hệ số di truyền (h2) cao. – Đơn giản, ít tốn phương tiện và công lưu giữ. –Không áp dụng được cho những TT cần giải phẩu cá thể. –Ít hiệu quả khi h2 thấp 33
  34. CHỌN LỌC (SELECTION) ⚫ Chọn lọc gia đình (Family selection) ⚫ Dựa trên giá trị trung bình về một TT nào đó của mỗi gia đình so với giá trị trung bình của quần thể chọn những gia đình/cá thể nổi bật. – Áp dụng có hiệu quả cho các TT có h2 thấp hoặc khó xác định riêng từng cá thể. – Hạn chế những tác động do lai cận huyết. – Phức tạp, tốn nhiều phương tiện và công lưu giữ. 34
  35. CHỌN LỌC (SELECTION) ⚫ Chọn lọc gia đình (Family selection) Có 2 cách chọn lọc gia đình: + Chọn lọc giữa các gia đình + Chọn lọc trong cùng một gia đình 35
  36. CHỌN LỌC (SELECTION) 36 Mass Sel. Between family Within family B + C
  37. CHỌN LỌC (SELECTION) Quần thể đối chứng - Cần thiết cho các CT chọn giống để đánh giá mức độ cải thiện di truyền. - Có 3 cách chọn QThể đối chứng (cách tốt nhất chọn ngẫu nhiên) - Đàn cá đầu: 1,25 kg - Đàn cá chọn lọc: 1,65 kg - F1 đối chứng: 1,39 kg - F1 chọn lọc: 1,88 kg 37
  38. Sơ đồ: Chọn lọc gia đình về TT tăng trưởng và khả năng chịu lạnh của cá rô phi Đực Đực Đực Đực Giai 1 Giai 2 Giai 49 Giai 50 Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Full Full Full Full Full Full Full Full sibs sibs sibs sibs sibs sibs sibs sibs Half Half sibs sibs Full-sibs Full-sibs Full-sibs Full-sibs Full-sibs Full-sibs 1.a 1.b 2.a 2.b 50.a 50.b Ương 250 cá bột lên giống trong giai riêng 40 cá giống/gia đình được đánh dấu nuôi chung 38
  39. LAI CẬN HUYẾT (Inbreeding) ⚫ Là việc cho giao phối giữa các cá thể có quan hệ họ hàng gần với nhau. ⚫ Làm tăng khả năng đồng hợp tử ⚫ Không làm thay tần số allen, nhưng thay đổi tần số kiểu gen (và kiểu hình) phân phối chuẩn có thể tách làm 2 PP chuẩn mới. 39
  40. LAI CẬN HUYẾT (Inbreeding) Lai cận huyết (AA x AA; Aa x Aa; aa x aa) ảnh hưởng đến TS kiểu gen và TS allen Thế hệ Tần số kiểu gen Tần số allen f(AA) f(Aa) f(aa) f(A) f(a) P 0,25 0,5 0,25 0,5 0,5 F1 0,375 0,25 0,375 0,5 0,5 F2 0,4375 0,125 0,4375 0,5 0,5 F3 0,4687 0,0625 0,4687 0,5 0,5 F 0,5 0 0,5 0,5 0,5 40
  41. LAI CẬN HUYẾT (Inbreeding) Sử dụng lai cận huyết trong chọn giống ⚫ Lai tạo dòng ⚫ Lai cùng dòng (inbred lines) (Linebreeding) Dòng 1 Dòng 1 Lai cận Lai cận huyết huyết Lai chéo tạo F1 41
  42. LAI CẬN HUYẾT (Inbreeding) Ảnh hưởng kích cỡ quần thể đến mức độ cận huyết 1 4 (♀)(♂) F = Với Ne = 2Ne (♀) + (♂) Ne : effective breeding number (♀), (♂): số cá cái, đực tham gia sinh sản Kích cỡ quần thể càng nhỏ, khả năng lai cận huyết càng cao. Sự trôi dạt gen cũng dẫn đến lai cận huyết. 42
  43. LAI CẬN HUYẾT (Inbreeding) Tăng Ne - Ne cho chương trình chọn giống ngắn hạn ít nhất là 50 và cho CT dài hạn là 500 (FAO, 1981). - Ne từ 45-250 (Tave, 1988) Khác nhau tùy vào mỗi trại giống và phụ thuộc vào 2 thông số: 1. Độ cận huyết mà tại đó xảy ra sự suy thoái (5-10%). 2. Số thế hệ mà người quản lý mong muốn trước khi sự suy thoái do lai cận huyết xảy ra. VD: tính Ne để một quần thể sau 15 thế hệ mới xảy ra độ cận huyết 5%? 43
  44. LAI CẬN HUYẾT (Inbreeding) Ảnh hưởng tiêu cực của lai cận huyết - Giảm sự sinh trưởng, tỉ lệ sống, sức sinh sản, và làm tăng tỉ lệ dị hình, tỉ lệ chết - Nguyên nhân: tăng khả năng đồng hợp của các allele lặn bất lợi hoặc gây chết. - Trong thực tế, chương trình sinh sản được sử dụng ở hấu hết các trại giống có thể dẫn đến lai cận huyết 3-5% sau mỗi thế hệ hiện tượng suy thoái có thể sẽ xảy ra sau 3-5 thế hệ. - Loại trừ trực tiếp thông qua việc lai chéo 44
  45. LAI CHÉO CÙ NG LOÀ I (intraspecific crossbreeding) - Lai chéo là cho giao phối giữa những cá thể không có quan hệ họ hàng (khác dòng). - Thế nào là dòng (strain)? - Lai chéo làm tăng khả năng dị hợp, khai thác VD. 45
  46. LAI XA KHÁC LOÀ I (interspecific hybridization) ⚫ Là sự giao phối giữa các cá thể khác loài. ⚫ Mục đích: – Con lai có biểu hiện vượt trội. – Con lai mang tính trung gian giữa bố và mẹ – Có TT mong muốn cho nghề nuôi hay cho mục đích giải trí. – Thay đổi tỉ lệ đực cái 46
  47. LAI XA KHÁC LOÀ I (interspecific hybridization) ⚫ Lai xa ít khi thành công do cơ chế cách ly sinh sản: – Sự khác biệt về cấu trúc tế bào, bộ nhiễm sắc thể. – Sự không tương thích giữa các giao tử. – Tập tính sinh sản. – Môi trường sống ⚫ Con lai khác loài được chọn là đối tượng nuôi mới cần có đặc điểm gì? 47
  48. LAI XA KHÁC LOÀ I (interspecific hybridization) ⚫ Cải thiện về tăng trưởng, khả năng chịu đựng với môi trường. - Trê phi và trê vàng - Cá nheo cái Channel catfish x cá nheo xanh đực Blue catfish ⚫ Tạo ra cá thể đơn tính - Oreochromis niloticus x O. aureus 48
  49. MẪU SINH NHÂN TẠO (Gynogenesis) ⚫ Mục đích: - Tạo đàn cá đơn tính (cái) - Xác định giới tính cá - Tạo dòng cá thuần chủng 49
  50. MẪU SINH NHÂN TẠO (Gynogenesis) Sinh sản đơn tính cái: kế thừa tòan bộ vật chất di truyền con cái Tạo ra do sự họat hóa quá trình phân bào của tinh trùng bằng bức xạ (phá hủy DNA). Do đó không có sự kết hợp vật chât di truyền của con đực trong hợp tử. Dùng UV, tia gama hay hóa chất dimethylsulfate. 50
  51. MẪU SINH NHÂN TẠO (Gynogenesis) 51
  52. PHỤ SINH NHÂN TẠO (Androgenesis) Tinh trùng bình thường thụ tinh với trứng đã bị chiếu xạ, ức chế quá trình phân chia lần I của hợp tử Sinh sản đơn tính đực khó hơn cái vì thể lưỡng bội chỉ tạo thành khi phân bào lần I và thời điểm rất khó thao tác trên phôi. Con đực 100% đồng hợp tử hại => chết Bức xạ phá hủy mtDNA ở trứng đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất. 52
  53. PHỤ SINH NHÂN TẠO (Androgenesis) Cách khác: Tinh trùng ở thể tứ bội với trứng đã bị chiếu xạ. Thành công trên cá hồi. Thế hệ con sống sót nhiều hơn. 53
  54. PHỤ SINH NHÂN TẠO (Androgenesis) 54
  55. TAM BỘI (Triploidy) ⚫ Cá tăng trưởng nhanh, thịt ngon, sản lượng tăng. ⚫ Bất thụ: - Hạn chế sinh sản cá rô phi - Hạn chế sự phân bố của chúng ở các vùng địa lý khác nhau - Ngăn cản qúa trình tạp giao trở lại bố mẹ 55
  56. TAM BỘI (Triploidy) 56
  57. CHUYỂN GIỚI TÍNH Ở CÁ (Sex reversal) ⚫ Kiểu gen được xác định ⚫ Cá trong những tuần đầu thì kiểu hình được xác định do hormone, môi trường. ⚫ Hormone đưa vào phải át chế H tự nhiên ⚫ Lọai hormone: 17∝-methyltestosterone và 17ß-estradiol 57