Nghiên Cứu Đa Hình Gen IGF Liên Quan Đến Tăng Trưởng Ở Cá Tra Nuôi (Pangasianodon hypophthalmus)

Nghiên cứu đa hình gen IGF liên quan đến tăng trưởng cá tra nuôi (Pangasianodon hypophthalmus) là một lĩnh… 184 trang · Học viện Khoa học và Công nghệ · 2023.

• Tác giả: Trần Thị Huyền Trang
• Người hướng dẫn: TS. Kim Thị Phương Oanh
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Nghiên Cứu Đa Hình Gen IGF Liên Quan Đến Tăng Trưởng Cá Tra Nuôi
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 3. PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA CÁC GEN ĐÍCH
• 4. PHÁT HIỆN VÀ SÀNG LỌC SNP TRÊN CÁC GEN ĐÍCH
• 5. XÁC ĐỊNH KIỂU GEN VÀ PHÂN TÍCH DỮ LIỆU SNP
• 6. PHÂN TÍCH ĐA DẠNG DI TRUYỀN VÀ LIÊN QUAN TÍNH TRẠNG TĂNG TRƯỞNG
• 7. PHÁT TRIỂN CHỈ THỊ PHÂN TỬ SNP ỨNG DỤNG CHỌN GIỐNG CÁ TRA
• 8. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Đa Hình Gen IGF Ở Cá Tra Nuôi

Nghiên cứu đa hình gen IGF liên quan đến tăng trưởng cá tra nuôi (Pangasianodon hypophthalmus) là một lĩnh vực quan trọng trong công nghệ sinh học thủy sản. Gen IGF (Insulin-like Growth Factor) đóng vai trò quan trọng trong quá trình tăng trưởng và phát triển của cá. Việc hiểu rõ về các đa hình gen này sẽ giúp cải thiện chất lượng giống cá tra, từ đó nâng cao năng suất nuôi trồng. Nghiên cứu này không chỉ mang lại giá trị kinh tế mà còn góp phần bảo tồn nguồn gen quý hiếm.

1.1. Đặc Điểm Sinh Học Của Cá Tra Nuôi

Cá tra nuôi (Pangasianodon hypophthalmus) là loài cá da trơn, có khả năng sinh trưởng nhanh và thích nghi tốt với môi trường nuôi trồng. Chúng có thể đạt chiều dài lên đến 130 cm và trọng lượng 44 kg. Đặc điểm sinh học này làm cho cá tra trở thành đối tượng nuôi trồng phổ biến tại Việt Nam.

1.2. Vai Trò Của Gen IGF Trong Tăng Trưởng

Gen IGF có vai trò quan trọng trong việc điều hòa quá trình tăng trưởng và phát triển của cá. Sự tương tác giữa IGF và các thụ thể của nó giúp kích thích sự phát triển tế bào và mô. Nghiên cứu về gen IGF sẽ giúp xác định các chỉ thị phân tử hỗ trợ trong chọn giống cá tra.

II. Thách Thức Trong Nghiên Cứu Đa Hình Gen IGF Ở Cá Tra

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về gen IGF, nhưng việc áp dụng các kết quả này vào thực tiễn nuôi trồng cá tra vẫn gặp nhiều thách thức. Chất lượng giống cá tra hiện nay đang giảm sút, và dịch bệnh thường xuyên xảy ra, gây thiệt hại lớn cho người nuôi. Việc tìm kiếm các chỉ thị SNP (Single Nucleotide Polymorphism) trên gen IGF là cần thiết để cải thiện tình hình này.

2.1. Giảm Chất Lượng Giống Cá Tra

Chất lượng giống cá tra đang giảm sút do nhiều yếu tố như di truyền, môi trường và quy trình nuôi trồng. Việc nghiên cứu đa hình gen IGF sẽ giúp xác định các gen có liên quan đến tính trạng tăng trưởng, từ đó cải thiện chất lượng giống.

2.2. Tác Động Của Dịch Bệnh Đến Ngành Nuôi Cá

Dịch bệnh là một trong những thách thức lớn nhất đối với ngành nuôi cá tra. Việc nghiên cứu gen IGF có thể giúp phát hiện các gen kháng bệnh, từ đó nâng cao khả năng chống chịu của cá tra trước các tác nhân gây bệnh.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Đa Hình Gen IGF Ở Cá Tra

Nghiên cứu đa hình gen IGF được thực hiện thông qua các phương pháp hiện đại như giải trình tự gen và phân tích SNP. Các phương pháp này giúp xác định các biến thể di truyền có liên quan đến tính trạng tăng trưởng của cá tra nuôi. Việc áp dụng công nghệ sinh học trong nghiên cứu này sẽ mang lại nhiều lợi ích cho ngành nuôi trồng thủy sản.

3.1. Giải Trình Tự Gen IGF

Giải trình tự gen IGF là bước quan trọng trong việc xác định các đa hình SNP. Phương pháp Sanger được sử dụng để kiểm tra tính xác thực của trình tự gen, từ đó phát hiện các biến thể di truyền có liên quan đến tăng trưởng.

3.2. Phân Tích SNP Trên Gen IGF

Phân tích SNP giúp xác định các chỉ thị phân tử có thể ứng dụng trong chọn giống cá tra. Việc sàng lọc SNP trên các gen IGF sẽ cung cấp thông tin quý giá cho các chương trình chọn giống nhằm nâng cao năng suất và chất lượng cá tra.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Nghiên Cứu Đa Hình Gen IGF

Kết quả nghiên cứu về đa hình gen IGF có thể được ứng dụng trong việc chọn giống cá tra theo hướng tăng trưởng nhanh. Việc phát hiện các SNP tiềm năng sẽ giúp cải thiện chất lượng giống, từ đó nâng cao năng suất nuôi trồng. Điều này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần bảo tồn nguồn gen quý hiếm.

4.1. Chọn Giống Cá Tra Theo Hướng Tăng Trưởng

Chọn giống cá tra theo hướng tăng trưởng nhanh dựa trên các chỉ thị SNP sẽ giúp rút ngắn thời gian chọn giống và nâng cao hiệu quả sản xuất. Việc áp dụng công nghệ sinh học trong chọn giống sẽ mang lại nhiều lợi ích cho ngành nuôi trồng thủy sản.

4.2. Tăng Cường Khả Năng Chống Chịu Của Cá Tra

Nghiên cứu về gen IGF không chỉ giúp cải thiện tăng trưởng mà còn tăng cường khả năng chống chịu của cá tra trước các tác nhân gây bệnh. Điều này sẽ giúp giảm thiểu thiệt hại do dịch bệnh trong ngành nuôi trồng.

V. Kết Luận Về Nghiên Cứu Đa Hình Gen IGF Ở Cá Tra Nuôi

Nghiên cứu đa hình gen IGF liên quan đến tăng trưởng cá tra nuôi là một lĩnh vực đầy tiềm năng. Việc phát hiện và ứng dụng các SNP tiềm năng sẽ giúp cải thiện chất lượng giống cá tra, từ đó nâng cao năng suất nuôi trồng. Tương lai của ngành nuôi cá tra sẽ phụ thuộc vào việc áp dụng các công nghệ sinh học hiện đại trong nghiên cứu và phát triển giống.

5.1. Triển Vọng Tương Lai Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu đa hình gen IGF sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành nuôi trồng thủy sản. Việc áp dụng các chỉ thị SNP trong chọn giống sẽ giúp nâng cao năng suất và chất lượng cá tra, đáp ứng nhu cầu thị trường.

5.2. Đề Xuất Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo

Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các gen IGF và các yếu tố di truyền khác có liên quan đến tăng trưởng cá tra. Việc kết hợp giữa di truyền số lượng và di truyền phân tử sẽ giúp tối ưu hóa quy trình chọn giống.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Cá tra nuôi (Pangasianodon hypophthalmus) thuộc bộ cá da trơn (Siluriformes), là đối tượng thủy sản nuôi trồng chủ lực tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long của Việt Nam theo Quyết định số 50/2018/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ. Ngành sản xuất và chế biến xuất khẩu cá tra đóng vai trò quan trọng trong cơ cấu kinh tế thủy sản, đạt kim ngạch xuất khẩu trên 1,61 tỷ USD vào năm 2021 và duy trì đà tăng trưởng về sản lượng trong các năm tiếp theo. Mặc dù vậy, hoạt động nuôi cá tra đang đối mặt với các khó khăn thực tiễn như sự suy giảm chất lượng đàn giống qua các thế hệ nuôi và tỷ lệ hao hụt do dịch bệnh. Nâng cao tốc độ sinh trưởng thông qua công tác chọn giống là mục tiêu trọng tâm để cải thiện năng suất và hạ giá thành sản xuất.

Trước đây, công tác chọn giống cá tra nâng cao tốc độ tăng trưởng tại Việt Nam được thực hiện chủ yếu dựa trên phương pháp di truyền số lượng qua các thế hệ G1, G2, G3 và G4 do Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2 chủ trì. Phương pháp chọn giống nhờ chỉ thị phân tử (Marker-Assisted Selection - MAS) dựa trên các đa hình đơn nucleotide (SNP) đã được ứng dụng trên nhiều đối tượng thủy sản nhưng chưa được triển khai một cách hệ thống trên hệ thống các gen liên quan đến tăng trưởng ở cá tra. Hệ thống yếu tố tăng trưởng tương tự insulin (Insulin-like Growth Factor - IGF) đóng vai trò trung tâm trong điều hòa phân chia, biệt hóa và phát triển sợi cơ ở cá xương. Tuy nhiên, các dữ liệu về đa hình di truyền trên các gen thuộc hệ thống IGF và mối liên quan của chúng với tính trạng tăng trưởng ở cá tra nuôi vẫn còn là khoảng trống chưa được công bố trước thời điểm thực hiện luận án.

Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu phát hiện các đa hình SNP trên một số gen thuộc hệ thống IGF và kiểm nghiệm sự liên quan của các SNP này với tính trạng tăng trưởng ở cá tra nuôi, đề xuất được một số chỉ thị phân tử tiềm năng hướng tới ứng dụng trong chương trình chọn giống cá tra theo hướng tăng trưởng.

Bốn nội dung nghiên cứu cụ thể được xác định bao gồm:

1. Phân tích cấu trúc các gen IGF1, IGF2, IGF1R, IGFBP-1, -2, -3, -5, -6, -7 thuộc hệ thống IGF của cá tra nuôi, tìm các vùng quan trọng để xác định đa hình SNP và giải trình tự các vùng đó trên 01 cá thể bằng phương pháp Sanger nhằm kiểm tra tính xác thực về trình tự so với trình tự tham chiếu.
2. Giải trình tự các vùng quan trọng thuộc 9 gen nêu trên ở bộ mẫu khởi tạo gồm 10 cá thể tăng trưởng nhanh và 10 cá thể tăng trưởng chậm bằng phương pháp Sanger; so sánh các trình tự thu được với trình tự tham chiếu để phát hiện và sàng lọc các SNP.
3. Xác định kiểu gen (genotyping) các SNP được sàng lọc trên bộ mẫu kiểm nghiệm gồm 70 cá thể tăng trưởng nhanh và 70 cá thể tăng trưởng chậm bằng phương pháp kéo dài một nucleotide (Single Base Extension - SBE).
4. Phân tích dữ liệu SNP thu được từ cả bộ mẫu khởi tạo và bộ mẫu kiểm nghiệm (tổng cộng 80 cá thể tăng trưởng nhanh và 80 cá thể tăng trưởng chậm), xác định mối liên quan của các SNP được sàng lọc, các haplotype và tổ hợp kiểu gen với tính trạng tăng trưởng của cá tra nuôi.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Cá tra nuôi (Pangasianodon hypophthalmus).
• Mẫu sinh học: Tổng số 160 cá thể cá tra thuộc thế hệ chọn giống thứ 3 (G3 cộng gộp, năm 2015) từ chương trình chọn giống của Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2. Mẫu vây được thu thập và bảo quản trong cồn tuyệt đối ở -20°C.
  • Bộ mẫu khởi tạo: 20 cá thể (10 cá thể tăng trưởng nhanh có giá trị chọn giống ước đoán EBV cao nhất và 10 cá thể tăng trưởng chậm có EBV thấp nhất).
  • Bộ mẫu kiểm nghiệm: 140 cá thể (70 cá thể tăng trưởng nhanh thuộc 24 gia đình có EBV cao nhất và 70 cá thể tăng trưởng chậm thuộc 31 gia đình có EBV thấp nhất).
• Phạm vi phân tử: 9 gen thuộc hệ thống IGF gồm IGF1, IGF2, IGF1R, IGFBP-1, IGFBP-2A, IGFBP-3, IGFBP-5, IGFBP-6, IGFBP-7.
• Thời gian và địa điểm: Nghiên cứu được thực hiện tại Phòng Hệ gen học Môi trường thuộc Viện Nghiên cứu hệ gen, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, hoàn thành năm 2023.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trước đây

1. Nghiên cứu di truyền và chọn giống cá tra:

   • Phạm Anh Tuấn và Nguyễn Hữu Ninh (2003) đã sử dụng 4 chỉ thị microsatellite để tìm mối tương quan với màu sắc thịt cá tra.
   • Nguyễn Minh Thành và cộng sự (2015) phân tích hệ gen chức năng ở mô thận nhằm tìm các gen liên quan đến khả năng chịu mặn.
   • Các nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền quần đàn bằng chỉ thị RAPD, AFLP và microsatellite được thực hiện bởi nhiều nhóm nghiên cứu trong nước.
   • Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2 thực hiện chương trình chọn giống từ năm 2001 đến 2022 qua các thế hệ G1, G2, G3 và G4 dựa trên di truyền số lượng kết hợp phương pháp đánh dấu cá thể PIT, quản lý phối cận huyết bằng phương pháp đóng góp tối ưu (Optimum Contribution - OC) và phần mềm ASReml, SAS, R.
   • Kim Thị Phương Oanh và cộng sự (2018) đã giải mã và lắp ráp toàn bộ hệ gen cá tra nuôi (de novo genome sequencing, BioProject PRJNA448819, mã số QUXB00000000) với kích thước ước tính 700 Mbp và 28.600 gen mã hóa protein, đồng thời phân tích transcriptome mô cơ và não bằng RNA-seq.
   • Marnis và cộng sự (2018) kiểm nghiệm 5 chỉ thị microsatellite và tìm thấy các chỉ thị liên quan đến chiều dài và khối lượng cơ thể cá tra.

2. Nghiên cứu đa hình SNP gen hệ thống IGF và liên quan tăng trưởng ở các loài cá xương:

   • Ở cá quế (Siniperca chuatsi), các nghiên cứu xác định 4 SNP trên gen GH và tổ hợp thành 4 haplotype liên quan đến tốc độ sinh trưởng.
   • Ở cá hồi Bắc cực (Salvelinus alpinus), SNP trên gen GHRH/PACAP2 thể hiện mối tương quan với tăng trưởng giai đoạn đầu.
   • Ở cá hồi Đại Tây Dương (Salmo salar), nghiên cứu của nhóm tác giả quốc tế phát hiện SNP trên promoter (g.5763G>T) và intron 3 (g.4671A>C) của gen IGF1 liên quan đến khối lượng cơ thể lúc thu hoạch và tỷ lệ phi lê.
   • Ở cá chép (Cyprinus carpio), SNP g.7627T>A trên intron 2 của IGF1 và SNP c.72C>T trên gen MTTN có liên quan chặt chẽ đến chiều dài và khối lượng thân.
   • Ở cá vược châu Âu (Dicentrarchus labrax), SNP g.46749C>T thuộc vùng 5'-UTR của IGF1 và SNP trên intron 3 của IGF2 liên quan đến tính trạng khối lượng.
   • Ở cá rô phi sông Nin (Oreochromis niloticus), SNP G161A trên exon 3 của gen IGF2 và các SNP trên GH, MyoG được chứng minh tương quan với tăng trưởng.
   • Ở cá bản địa Trung Quốc (Odontobutis potamophila), SNP 1208G>A trên gen IGF1R ảnh hưởng đến chiều dài và khối lượng cá thể.

Khoảng trống luận án giải quyết

Mặc dù dữ liệu hệ gen tham chiếu của cá tra đã được nhóm nghiên cứu của TS. Kim Thị Phương Oanh công bố năm 2018, chưa có công trình nào tiến hành khảo sát toàn diện cấu trúc, phát hiện các đa hình SNP trên toàn bộ 9 gen thuộc trục tín hiệu IGF (IGF1, IGF2, IGF1R và 6 gen IGFBP), cũng như kiểm chứng mối liên quan thống kê giữa các biến dị nucleotide đơn này với tính trạng tăng trưởng trên quần thể chọn giống cá tra tại Việt Nam. Luận án giải quyết trực tiếp khoảng trống này bằng phương pháp thực nghiệm kết hợp Sanger sequencing và SNaPshot multiplex genotyping.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và cơ chế sinh học

Quá trình tăng trưởng cơ ở cá xương diễn ra liên tục qua hai cơ chế: tăng sản (hyperplasia - gia tăng số lượng tế bào cơ) và phì đại (hypertrophy - gia tăng kích thước sợi cơ). Trục nội tiết điều hòa tăng trưởng bao gồm: vùng dưới đồi tiết GHRH/GHIH điều khiển tuyến yên tiết Growth Hormone (GH); GH gắn vào thụ thể GHR tại gan để kích thích tổng hợp các yếu tố tăng trưởng tương tự insulin (IGF1, IGF2).

Các phối tử IGF1 và IGF2 lưu chuyển trong máu dưới sự điều hòa của các protein bám (IGFBP-1 đến IGFBP-7) và tiểu đơn vị acid-labile (ALS). Khi IGF gắn vào thụ thể IGF1R (một thụ thể màng mang hoạt tính tyrosine kinase), tín hiệu nội bào được truyền qua hai con đường chính là PI3K/AKT/mTOR (kích thích tổng hợp protein, ức chế teo cơ) và MAPK (thúc đẩy phân chia tế bào tiền thân cơ MPCs). Các biến dị SNP tại vùng exon, intron hoặc vùng điều hòa phiên mã (promoter, UTR) của các gen này có thể làm biến đổi cấu trúc protein, ái lực liên kết hoặc mức độ biểu hiện gen, dẫn đến sự sai khác về kiểu hình tăng trưởng giữa các cá thể.

Tín hiệu môi trường -> Vùng dưới đồi (GHRH / GHIH)
      |
Tuyến yên (GH) -> Gan & Mô ngoại biên (GHR)
      |
Tổng hợp IGF1, IGF2 <---> Phức hợp điều hòa (IGFBP-1 đến -7 + ALS)
      |
Thụ thể IGF1R (Tyrosine kinase)
      |
      +---> Con đường PI3K / AKT / mTOR (Tăng sinh tổng hợp protein, phì đại cơ)
      +---> Con đường MAPK (Phân chia, biệt hóa tế bào tiền thân cơ)

Phương pháp nghiên cứu thực tế

Luận án kết hợp giữa phân tích tin sinh học, sinh học phân tử thực nghiệm và thống kê di truyền:

1. Phân tích tin sinh học:

   • Sử dụng công cụ ProteinBLAST (blastp) trên cơ sở dữ liệu NCBI và PDB để xác định các domain chức năng bảo thủ của protein IGF, IGFR, IGFBP.
   • Sử dụng phần mềm SignalP 5.0 dự đoán vị trí peptit tín hiệu (signal peptide).
   • Thiết kế 55 cặp mồi PCR chuyên biệt bằng phần mềm Primer3 (v.0.4.0) dựa trên trình tự hệ gen tham chiếu cá tra (BioProject PRJNA448819).

2. Phương pháp thực nghiệm phòng thí nghiệm:

   • Tách chiết DNA tổng số: Mẫu mô vây cá tra được nghiền trong nitơ lỏng, xử lý bằng dung dịch đệm ly giải chứa SDS 2,1% và Proteinase K (100 µg/ml) ở 56°C trong 3 giờ, sau đó tinh sạch bằng phương pháp phenol/chloroform truyền thống. Đánh giá chất lượng và nồng độ DNA bằng quang phổ kế NanoDrop One và điện di gel agarose 1%.
   • Phản ứng PCR: Sử dụng Taq 2X Master Mix (New England Biolabs - NEB) trên máy luân nhiệt với thể tích phản ứng 25 µl, tinh sạch sản phẩm PCR bằng GeneJET PCR Purification Kit (Thermo Fisher Scientific).
   • Giải trình tự Sanger: Sử dụng để giải mã 1 cá thể đối chiếu và 20 cá thể trong bộ mẫu khởi tạo (10 nhanh, 10 chậm) nhằm phát hiện SNP.
   • SNP Genotyping bằng phương pháp kéo dài một nucleotide (SBE): Sử dụng bộ kit SNaPshot Multiplex Kit (Applied Biosystems). Phản ứng kết hợp các ddNTP đánh dấu 4 màu huỳnh quang: dATP (dR6G - xanh lá), dTTP (dROX - đỏ), dCTP (dTAMRA - đen) và dGTP (dR110 - xanh dương). Các mồi SBE được thiết kế gắn đuôi poly(dGA) ở đầu 5' có chiều dài chênh lệch 5-8 nucleotide để phân tách kích thước trên hệ thống điện di mao quản. Dữ liệu tín hiệu được phân tích bằng phần mềm GeneMapper (Applied Biosystems).

3. Phương pháp phân tích số liệu:

   • Phân tích tần số alen, tần số kiểu gen và kiểm tra trạng thái cân bằng Hardy-Weinberg (HWE).
   • Đánh giá mức độ mất cân bằng liên kết (Linkage Disequilibrium - LD) qua các chỉ số $D'$ và $R^2$.
   • Phân tích cấu trúc Haplotype và kiểm định mối liên quan giữa các kiểu gen, haplotype, tổ hợp kiểu gen với tính trạng tăng trưởng (khối lượng và giá trị chọn giống EBV) bằng các mô hình thống kê phân tích phương sai (ANOVA) và hồi quy tuyến tính.

Nhóm gen	Gen mục tiêu	Số cặp mồi thiết kế	Kỹ thuật xác định SNP	Quy mô mẫu phân tích
Phối tử IGF	IGF1, IGF2	13	Sanger & SBE/SNaPshot	20 mẫu khởi tạo + 140 mẫu kiểm nghiệm
Thụ thể IGF	IGF1R	15	Sanger & SBE/SNaPshot	20 mẫu khởi tạo + 140 mẫu kiểm nghiệm
Protein bám IGF	IGFBP-1, -2A, -3, -5, -6, -7	27	Sanger & SBE/SNaPshot	20 mẫu khởi tạo + 140 mẫu kiểm nghiệm

---

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu

Trình bày bối cảnh kinh tế - kỹ thuật của ngành nuôi cá tra Việt Nam, tính cấp thiết của việc nâng cao chất lượng đàn giống thông qua chỉ thị phân tử, mục tiêu nghiên cứu, các nội dung thực hiện và tóm tắt những điểm mới của luận án.

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng hợp các kiến thức cơ sở và công trình liên quan gồm 5 phần chính:

• Giới thiệu chung về cá tra nuôi: Phân loại học, đặc điểm hình thái, sinh thái học, tập tính dinh dưỡng và sinh sản của Pangasianodon hypophthalmus; thực trạng nuôi trồng và giá trị xuất khẩu của cá tra tại Việt Nam.
• Các nghiên cứu chọn giống cá tra: Điểm lại các giai đoạn chọn giống từ năm 2001 đến 2022 của Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2 (chọn lọc gia đình, chọn lọc kết hợp, ước tính hệ số di truyền $h^2$ qua các thế hệ G1-G4); các nghiên cứu đa dạng phân tử bằng microsatellite, RAPD, AFLP và giải mã hệ gen cá tra năm 2018.
• Tăng trưởng và các gen liên quan ở cá xương: Sinh lý học phát triển cơ sau phôi; vai trò của hệ trục GH/IGF, các nhân tố tăng trưởng (GFs) và các nhân tố điều hòa cơ (MRFs như MyoD, MyoG, myf-5, myf-6); tổng quan các nghiên cứu phát hiện SNP trên gen GH, GHRH, MTTN, IGF1, IGF2 ở cá hồi, cá chép, cá rô phi, cá vược.
• Cấu trúc và chức năng hệ thống IGF: Phân tích cấu trúc miền chức năng của phối tử IGF1, IGF2 (các domain B, C, A, D, E); thụ thể IGF1R dạng dị tetramer $\alpha_2\beta_2$ mang domain tyrosine kinase; các protein bám IGFBP-1 đến IGFBP-7 mang domain bám IGF ở đầu N và domain thyroglobulin type 1 ở đầu C.
• Cơ sở và phương pháp nghiên cứu SNP: Định nghĩa, vai trò của SNP trong chọn giống MAS; so sánh các kỹ thuật phát hiện SNP (giải mã lại bằng Sanger, lai phân tử/microarray, ASQ-PCR dựa trên FRET, cắt enzym giới hạn Invader và kéo dài một nucleotide SBE/SNaPshot). Tổng hợp danh mục các gen hệ thống IGF đã được định vị trên hệ gen cá tra tham chiếu.

Chương 2: Nguyên vật liệu và phương pháp

Mô tả chi tiết tiêu chí chọn 160 cá thể cá tra G3 từ đàn chọn giống dựa trên giá trị EBV (10 nhanh và 10 chậm cho bộ mẫu khởi tạo; 70 nhanh và 70 chậm cho bộ mẫu kiểm nghiệm).

Bộ mẫu	Số lượng (con)	Khối lượng trung bình (g)	EBV cá thể trung bình	EBV gia đình trung bình
Khởi tạo - Tăng trưởng nhanh (N1-N10)	10	1746,9 ± 272,0	359,9 ± 53,1	210,1 ± 33,9
Khởi tạo - Tăng trưởng chậm (C1-C10)	10	512,2 ± 148,8	-163,6 ± 40,6	-78,0 ± 49,5
Kiểm nghiệm - Tăng trưởng nhanh	70	Phân bố theo thứ hạng EBV cao nhất từ 24 gia đình	-	-
Kiểm nghiệm - Tăng trưởng chậm	70	Phân bố theo thứ hạng EBV thấp nhất từ 31 gia đình	-	-

Chương 2 cũng trình bày chi tiết trình tự 55 cặp mồi PCR, thành phần hóa chất, chu trình nhiệt luân chuyển, quy trình giải trình tự Sanger, thiết kế mồi SBE đa mồi (multiplex SBE primers), quy trình phân tích mao quản SNaPshot và các thuật toán thống kê phân tích di truyền quần thể.

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương kết quả và thảo luận được triển khai qua 8 nội dung chi tiết:

1. Phân tích cấu trúc gen và protein hệ thống IGF của cá tra nuôi:

   • Phân tích và chú giải chi tiết cấu trúc exon/intron, vị trí peptit tín hiệu và các domain chức năng trên 9 gen: IGF1 (scaffold sc0000011, mã hóa 245 aa), IGF2 (scaffold sc0000028, mã hóa 213 aa), IGF1R (scaffold sc0000015, mã hóa 1412 aa), IGFBP-1 (sc0000042, 265 aa), IGFBP-2A (sc0000046, 262 aa), IGFBP-3 (sc0000042, 302 aa), IGFBP-5 (sc0000003, 306 aa), IGFBP-6 (sc0000009, 204 aa) và IGFBP-7 (sc0000054, 264 aa).

2. Xác định tính xác thực của trình tự Sanger so với trình tự tham chiếu:

   • Trình tự khuếch đại và giải mã trên cá thể đối chứng cho thấy sự tương đồng cao với dữ liệu hệ gen tham chiếu trên NCBI, khẳng định độ đặc hiệu của 55 cặp mồi thiết kế.

3. Phát hiện và sàng lọc SNP trên bộ mẫu khởi tạo (20 cá thể):

   • Giải trình tự Sanger trên 10 cá thể tăng trưởng nhanh và 10 cá thể tăng trưởng chậm, phát hiện các điểm đa hình nucleotide trên các gen nghiên cứu.
   • Sàng lọc được các SNP có sự phân hóa rõ rệt về tần số xuất hiện giữa hai nhóm hình thái tăng trưởng nhanh và chậm.

4. Kiểm nghiệm SNP trên bộ mẫu 140 cá thể bằng kỹ thuật SBE/SNaPshot:

   • Thiết kế các mồi SBE đa tổ hợp và thực hiện phản ứng kéo dài một nucleotide thành công trên hệ thống điện di mao quản GeneMapper.

5. Phân tích mối liên quan giữa các SNP đơn lẻ với tính trạng tăng trưởng:

   • Xác định được các biến dị nucleotide có ảnh hưởng mang ý nghĩa thống kê đến khối lượng và chỉ số EBV của cá tra:
     • Gen IGF1: Phát hiện SNP 13680 A>T.
     • Gen IGF1R: Xác định 3 SNP có liên quan tăng trưởng, trong đó có SNP 83894 A>G.
     • Gen IGFBP-3: Phát hiện SNP 704 C>G dẫn đến thay đổi axit amin p.Leu8Val.
     • Gen IGFBP-5: Phát hiện SNP 525 T>A dẫn đến đột biến p.Val16Glu.
     • Gen IGFBP-6: Xác định SNP 2278 C>A.
     • Gen IGFBP-7: Xác định 3 SNP liên quan tăng trưởng, trong đó có SNP 4559 C>A.

6. Phân tích mất cân bằng liên kết (LD), Haplotype và tổ hợp kiểu gen:

   • Phân tích mức độ liên kết ($D'$ và $R^2$) giữa 3 SNP trên gen IGF1R và 3 SNP trên gen IGFBP-7.
   • Đánh giá tác động của các haplotype phát sinh từ các cụm SNP trên từng gen lên kiểu hình tăng trưởng.
   • Phân tích tác động cộng gộp của 6 chỉ thị SNP tiềm năng được lựa chọn: các cá thể mang tổ hợp kiểu gen và haplotype ưu thế đạt khối lượng cơ thể và giá trị EBV vượt trội có ý nghĩa so với các cá thể mang tổ hợp alen bất lợi.

7. Phân tích so sánh tương đồng cấu trúc gen/protein với các loài cá xương khác:

   • So sánh mức độ bảo thủ của các domain chức năng trên protein IGFBP-7 và các protein hệ thống IGF của cá tra với cá ngựa vằn (Danio rerio), cá hồi (Salmo salar), cá chép (Cyprinus carpio) và các loài cá da trơn khác.

8. Thảo luận về tiềm năng ứng dụng trong chọn giống MAS:

   • Đánh giá giá trị thực tiễn của 6 chỉ thị SNP trong việc sàng lọc đàn cá bột/cá hậu bị ở giai đoạn sớm, giúp rút ngắn chu kỳ chọn giống và giảm chi phí nuôi kiểm tra kiểu hình.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới của luận án

1. Về mặt khoa học và lý luận:

   • Cung cấp dữ liệu đầy đủ về cấu trúc gen, exon/intron, peptit tín hiệu và các domain chức năng của 9 gen thuộc hệ thống IGF (IGF1, IGF2, IGF1R, IGFBP-1, -2A, -3, -5, -6, -7) ở loài cá tra nuôi (Pangasianodon hypophthalmus).
   • Đóng góp vào cơ sở dữ liệu di truyền học thủy sản các phát hiện về biến dị nucleotide đơn (SNP) trong hệ thống điều hòa hormone tăng trưởng ở bộ cá da trơn.
   • Làm sáng tỏ mối liên hệ di truyền giữa các đa hình đơn nucleotide, cấu trúc mất cân bằng liên kết, haplotype và tổ hợp kiểu gen của các gen hệ thống IGF với tính trạng tăng trưởng (thể hiện qua khối lượng và giá trị chọn giống EBV) ở cá tra.

2. Về mặt thực tiễn và công nghệ:

   • Thiết lập thành công hệ thống 55 cặp mồi PCR đặc hiệu và quy trình SNP genotyping đa mồi bằng phương pháp kéo dài một nucleotide (SBE/SNaPshot) trên đối tượng cá tra.
   • Phát hiện, sàng lọc và kiểm chứng được 6 chỉ thị SNP tiềm năng phân bố trên các gen hệ thống IGF có liên quan chặt chẽ đến tính trạng tăng trưởng nhanh ở cá tra nuôi.
   • Đề xuất các haplotype và tổ hợp kiểu gen ưu thế có thể ứng dụng trực tiếp làm chỉ thị phân tử hỗ trợ chọn giống (MAS), phục vụ chương trình nâng cao tốc độ sinh trưởng của cá tra nuôi tại Việt Nam.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

• Ứng dụng bộ 6 chỉ thị phân tử SNP đã được sàng lọc vào quy trình chọn lọc cá bố mẹ hậu bị tại các trung tâm quốc gia giống thủy sản nước ngọt và các trại sản xuất giống cá tra thương phẩm.
• Mở rộng đánh giá các chỉ thị SNP này trên các quần đàn cá tra thương phẩm nuôi ở các điều kiện sinh thái khác nhau tại Đồng bằng sông Cửu Long nhằm kiểm tra tính ổn định của các chỉ thị trong các môi trường nuôi đa dạng.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

• Quy mô mẫu kiểm chứng được thực hiện trên 160 cá thể thuộc đàn chọn giống thế hệ G3 của Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2; chưa tiến hành khảo nghiệm diện rộng trên các đàn cá tra tự nhiên hoặc đàn cá thương phẩm của các doanh nghiệp tư nhân ngoài chương trình chọn giống.
• Nghiên cứu tập trung vào 9 gen đích thuộc hệ thống IGF, chưa bao quát toàn bộ các gen khác thuộc trục hormone sinh trưởng (như các gen GH, GHR, GHRH, IGFBP-4, MyoD, MyoG).
• Chưa phân tích sâu về cơ chế biểu hiện gen (mức độ phiên mã mRNA và dịch mã protein) của các alen đột biến trong các mô cơ quan khác nhau ở từng giai đoạn phát triển cá.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp theo

• Kiểm chứng hiệu quả chọn lọc của 6 chỉ thị SNP trên các thế hệ chọn giống tiếp theo (G4, G5) và trên các quần thể cá tra nuôi đại trà ở quy mô sản xuất công nghiệp.
• Nghiên cứu mức độ biểu hiện gen (định lượng Real-time PCR và Western Blot) của các kiểu gen SNP khác nhau trong mô cơ và gan dưới các điều kiện dinh dưỡng và môi trường khác nhau.
• Kết hợp các chỉ thị SNP của hệ thống IGF với các chỉ thị phân tử quy định tính trạng kháng bệnh (như bệnh gan thận mủ do Edwardsiella ictaluri) để xây dựng bộ chỉ thị đa tính trạng phục vụ chọn giống cá tra toàn diện.

---

Giá trị tham khảo

Đối tượng hưởng lợi từ kết quả nghiên cứu

1. Nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Công nghệ sinh học, Thủy sản, Di truyền học:
   • Tài liệu cung cấp cơ sở dữ liệu về thiết kế mồi PCR, quy trình thực nghiệm SNaPshot multiplex và phương pháp phân tích liên kết Haplotype/LD trên đối tượng thủy sản.
2. Giảng viên và cán bộ nghiên cứu tại các Viện, Trường Đại học:
   • Sử dụng làm tài liệu tham khảo trong giảng dạy các học phần Di truyền số lượng, Công nghệ sinh học thủy sản, Chọn giống phân tử và Hệ gen học chức năng.
3. Chuyên gia chọn giống tại các Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản và Doanh nghiệp sản xuất giống:
   • Ứng dụng trực tiếp quy trình genotyping và danh mục 6 chỉ thị SNP để thực hiện chọn giống cá tra tăng trưởng nhanh ở giai đoạn sớm, giúp sàng lọc chính xác cá thể bố mẹ mà không cần chờ cá trưởng thành.

Các phần nội dung có giá trị tham khảo cao trong luận án

• Bảng danh mục 55 cặp mồi PCR và quy trình SBE/SNaPshot (Chương 2): Cung cấp đầy đủ thông số kỹ thuật, nhiệt độ gắn mồi ($T_m$) và chu trình nhiệt để các phòng thí nghiệm có thể tái lập thực nghiệm.
• Dữ liệu chú giải cấu trúc 9 gen hệ thống IGF (Mục 3.1): Cung cấp bản đồ exon/intron, vị trí domain và mã số định danh NCBI chi tiết của các gen hệ IGF trên cá tra.
• Dữ liệu phân tích Haplotype và tổ hợp kiểu gen liên quan đến EBV (Mục 3.4, 3.6, 3.7): Minh họa phương pháp thống kê di truyền trong xử lý số liệu chọn giống phân tử.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao luận án lại lựa chọn hệ thống gen IGF để nghiên cứu tính trạng tăng trưởng ở cá tra?

Hệ thống IGF (gồm phối tử IGF1/IGF2, thụ thể IGF1R và các protein bám IGFBP) là trung tâm điều hòa trực tiếp sự phát triển cơ bắp ở cá xương thông qua hai con đường tín hiệu PI3K/AKT/mTOR và MAPK. Sự kích hoạt của hệ trục này thúc đẩy cả quá trình tăng sản (hyperplasia) và phì đại (hypertrophy) sợi cơ. Nghiên cứu trên nhiều loài cá xương khác đã khẳng định các đa hình trên gen IGF có mối tương quan chặt chẽ với khối lượng và kích thước cơ thể, nhưng dữ liệu này chưa từng được công bố trên đối tượng cá tra.

2. Bộ mẫu nghiên cứu của luận án được thu thập và phân loại như thế nào?

Tổng số 160 cá thể cá tra được thu từ thế hệ chọn giống G3 (năm 2015) của Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2. Mẫu được chia thành hai giai đoạn:

• Bộ mẫu khởi tạo (20 con): Gồm 10 cá thể tăng trưởng nhanh (khối lượng trung bình 1746,9 ± 272,0 g; EBV trung bình 359,9 ± 53,1) và 10 cá thể tăng trưởng chậm (khối lượng trung bình 512,2 ± 148,8 g; EBV trung bình -163,6 ± 40,6).
• Bộ mẫu kiểm nghiệm (140 con): Gồm 70 cá thể tăng trưởng nhanh (từ 24 gia đình có EBV cao nhất) và 70 cá thể tăng trưởng chậm (từ 31 gia đình có EBV thấp nhất).

3. Kỹ thuật nào được sử dụng để phát hiện và xác định kiểu gen (genotyping) các SNP trong luận án?

Luận án kết hợp hai kỹ thuật:

1. Giải trình tự Sanger: Được dùng ở giai đoạn khởi tạo trên 20 cá thể để giải mã các vùng gen quan trọng và so sánh với hệ gen tham chiếu nhằm phát hiện các vị trí SNP.
2. Kéo dài một nucleotide (SBE - Single Base Extension) sử dụng bộ kit SNaPshot: Được dùng ở giai đoạn kiểm nghiệm trên 140 cá thể để xác định kiểu gen đồng thời nhiều SNP bằng cách gắn ddNTP huỳnh quang và phân tích kích thước trên hệ thống điện di mao quản với phần mềm GeneMapper.

4. Những chỉ thị SNP cụ thể nào trên các gen hệ IGF đã được xác định có liên quan đến tăng trưởng ở cá tra?

Luận án đã phát hiện và sàng lọc được 6 chỉ thị SNP tiềm năng phân bố trên các gen:

• SNP 13680 A>T trên gen IGF1.
• Cụm 3 SNP trên gen IGF1R (trong đó có SNP 83894 A>G).
• SNP 704 C>G (p.Leu8Val) trên gen IGFBP-3.
• SNP 525 T>A (p.Val16Glu) trên gen IGFBP-5.
• SNP 2278 C>A trên gen IGFBP-6.
• Cụm 3 SNP trên gen IGFBP-7 (trong đó có SNP 4559 C>A).

5. Kết quả phân tích Haplotype và tổ hợp kiểu gen đem lại ý nghĩa gì cho công tác chọn giống cá tra?

Phân tích mất cân bằng liên kết (LD) và Haplotype cho thấy các SNP trên cùng một gen (như IGF1R và IGFBP-7) có xu hướng di truyền liên kết chặt chẽ với nhau. Khi phân tích tác động cộng gộp của 6 chỉ thị SNP, các cá thể mang tổ hợp kiểu gen và haplotype ưu thế thể hiện khối lượng cơ thể và giá trị chọn giống EBV cao hơn có ý nghĩa thống kê so với các nhóm kiểu gen khác, tạo cơ sở tin cậy để áp dụng vào chọn giống nhờ chỉ thị phân tử (MAS).

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Trần Thị Huyền Trang đã khảo sát cấu trúc của 9 gen thuộc hệ thống yếu tố tăng trưởng tương tự insulin (IGF) ở cá tra nuôi (Pangasianodon hypophthalmus) và xây dựng quy trình phân tích SNP genotyping hiệu quả bằng kỹ thuật SNaPshot. Nghiên cứu đã phát hiện và sàng lọc được 6 chỉ thị SNP tiềm năng trên các gen IGF1, IGF1R, IGFBP-3, IGFBP-5, IGFBP-6, IGFBP-7, đồng thời chứng minh các haplotype và tổ hợp kiểu gen tương ứng có mối liên quan chặt chẽ với tính trạng tăng trưởng và giá trị chọn giống EBV của đàn cá tra. Các kết quả đạt được cung cấp dữ liệu khoa học về di truyền chức năng và đóng góp các chỉ thị phân tử ứng dụng trực tiếp cho công tác chọn tạo giống cá tra sinh trưởng nhanh tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Cá tra nuôi (Pangasianodon hypophthalmus) là loài cá của vùng lưu vực sông Mê Kông và sông ChaoPhraya (Thái Lan), được nuôi phổ biến và có giá trị kinh tế rất lớn ở Việt Nam và một số nước khác. Theo quyết định 50/2018/QĐ-TTg của Thủ tướng chính phủ, cá tra là đối tượng nuôi chủ lực ở nước ta phục vụ xuất khẩu và tiêu thụ trong nước. Tuy nhiên nghề nuôi cá tra của Việt Nam đang gặp nhiều thách thức lớn như chất lượng giống ngày càng giảm sút, hàng năm dịch bệnh xảy ra làm thiệt hại lớn cho người nuôi. Để phát triển bền vững ngành sản xuất cá tra, một trong những nhiệm vụ cấp thiết cần thực hiện đầu tiên chính là nâng cao chất lượng nguồn giống.

Tăng trưởng là tính trạng được quan tâm hàng đầu trong các chương trình chọn giống thủy sản. Chương trình chọn giống cá tra theo hướng tăng trưởng nhanh dựa trên di truyền số lượng đã được thực hiện từ năm 2001. Việc kết hợp giữa di truyền số lượng và di truyền phân tử đã giúp rút ngắn thời gian chọn giống, đặt nền móng ban đầu cho công tác chọn giống và nghiên cứu đa dạng sinh học của giống thủy sản có giá trị kinh tế cao này. Trong chọn giống nhờ chỉ thị (Marker - assisted selection (MAS)), trên thế giới, chỉ thị đa hình đơn nucleotide (Single-nucleotide polymorphism (SNP)) đã được ứng dụng thành công ở các loài cá, giáp xác và hai mảnh vỏ.

Với thành tựu giải mã hệ gen cá tra nuôi được công bố gần đây, việc nghiên cứu sự đa dạng di truyền của các gen liên quan đến tính trạng tăng trưởng của cá tra nuôi hứa hẹn mang đến triển vọng khai thác nhanh thông tin hệ gen, hướng tới ứng dụng sớm nhất có thể các chỉ thị SNP trong công tác chọn giống cá tăng trưởng nhanh. Hệ thống các yếu tố tăng trưởng tương tự insulin (Insulin-like Growth Factor (IGF)) bao gồm các phối tử IGF1, IGF2, các thụ thể tương ứng của IGF (IGF Receptor (IGFR)) và các protein bám vào các IGF (IGF binding proteins (IGFBPs)). Sự tương tác giữa IGF, IGFR và IGFBP cùng các protein khác trong chuỗi dẫn truyền tín hiệu dẫn tới quá trình tăng trưởng, biệt hóa và tăng sinh tế bào. Mặc dù việc tìm kiếm các chỉ thị SNP trên các gen thuộc hệ thống IGF liên quan đến tính trạng tăng trưởng đã được tiến hành ở một số loài cá xương, tuy nhiên số 2 lượng các nghiên cứu vẫn còn hạn chế và chưa từng được triển khai trên đối tượng cá tra nuôi.

Dựa vào những cơ sở nêu trên, Luận án quyết định nghiên cứu đa hình SNP trên một số gen thuộc hệ thống IGF liên quan đến tính trạng tăng trưởng ở cá tra nuôi, tìm ra chỉ thị phân tử hỗ trợ chọn giống cá tra nuôi theo hướng tăng trưởng nhanh, phục vụ nhu cầu của ngành nuôi trồng thủy sản ở nước ta. Mục tiêu nghiên cứu của luận án Nghiên cứu phát hiện các đa hình SNP trên một số gen thuộc hệ thống IGF và kiểm nghiệm sự liên quan của các SNP này với tính trạng tăng trưởng ở cá tra nuôi, đề xuất được một số chỉ thị phân tử tiềm năng hướng tới ứng dụng trong chương trình chọn giống cá tra theo hướng tăng trưởng. Nội dung nghiên cứu của luận án: - Phân tích cấu trúc các gen IGF1, IGF2, IGF1R, IGFBP-1, -2, -3, -5, -6, -7 thuộc hệ thống IGF của cá tra nuôi, tìm các vùng quan trọng để xác định đa hình SNP và giải trình tự các vùng đó trên 1 cá thể bằng phương pháp Sanger để kiểm tra tính xác thực về trình tự so với trình tự tham chiếu. - Giải trình tự các vùng quan trọng thuộc 9 gen nêu trên trên bộ mẫu khởi tạo gồm 10 cá thể tăng trưởng nhanh và 10 cá thể tăng trưởng chậm bằng phương pháp Sanger, so sánh các trình tự tương ứng thu được với trình tự tham chiếu để phát hiện SNP trên các gen và sàng lọc các SNP.

- Xác định kiểu gen (genotyping) các SNP được sàng lọc trên bộ mẫu kiểm nghiệm gồm 70 cá thể tăng trưởng nhanh và 70 cá thể tăng trưởng chậm bằng phương pháp kéo dài một nucleotide (SBE). - Phân tích dữ liệu SNP thu được từ cả bộ mẫu khởi tạo và bộ mẫu kiểm nghiệm, gồm tổng cộng 80 cá thể tăng trưởng nhanh và 80 cá thể tăng trưởng chậm, phân tích sự liên quan của các SNP được sàng lọc, các haplotype, tổ hợp kiểu gen liên quan với tính trạng tăng trưởng của cá tra nuôi. Những đóng góp mới của luận án: - Đã phát hiện, phân tích, sàng lọc được 6 chỉ thị SNP tiềm năng trên 9 gen thuộc hệ thống IGF liên quan đến tính trạng tăng trưởng của cá tra nuôi. - Đã phân tích các haplotype, các tổ hợp kiểu gen liên quan đến các SNP có tiềm năng liên quan đến tính trạng tăng trưởng của cá tra nuôi.

Giới thiệu chung về cá tra nuôi Pangasianodon hypophthalmus 1. Vị trí phân loại và đặc điểm sinh học Loài cá tra nuôi Pangasianodon hypophthalmus (Sauvage, 1878) có tên gốc là Helicophagus hypophthalmus (Sauvage, 1878), hay còn có tên khác là Pangasius sutchi, thuộc chi Pangasius, họ cá tra (Pangasiidae), bộ cá da trơn hay cá nheo (Siluriformes), là một trong những loài cá được nuôi phổ biến của vùng lưu vực sông Mê Kông (Việt Nam, Thái Lan, Lào, Campuchia). Ở Thái Lan, cá tra còn được gặp ở lưu vực sông Chao Phraya [1]. Cá tra nuôi Pangasianodon hypophthalmus Cá tra nuôi P.

hypophthalmus là cá da trơn thân dài, sau dẹt và không có vảy; đầu tương đối nhỏ, mắt lớn, miệng rộng, răng nhỏ, sắc nhọn; vây màu xám đen hoặc đen, tia vây lưng 6, màu sắc cơ thể đồng nhất với màu xám nhưng đôi khi có sắc xanh lục và các mặt bên màu bạc, con non có một sọc đen dọc theo đường bên. Cá có khả năng di cư mạnh mẽ với quãng đường vài trăm km từ vùng thượng nguồn đến nơi sinh sản, nơi kiếm ăn và ương dưỡng ở hạ nguồn. Cá trưởng thành có thể đạt chiều dài cơ thể tới 130 cm và khối lượng lên đến 44 kg. Cá tra nuôi thể hiện tính sống đáy với phạm vi pH từ 6,5 đến 7,5 và nhiệt độ từ 22 đến 26°C và thể hiện tính ăn tạp, với thức ăn gồm tảo, thực vật bậc cao, động vật phù du và côn trùng, cá lớn còn ăn trái cây, động vật giáp xác và cá.

Về sinh sản, trong điều kiện nuôi nhốt cũng như trong tự nhiên, con cái mất khoảng ba năm còn con đực mất khoảng hai năm để thành thục khi đạt cân nặng khoảng 3 kg. Mùa vụ thành thục của cá trong tự nhiên bắt đầu từ tháng 5-6 dương lịch. Cá có tập tính di cư đẻ tự nhiên trên những khúc sông có điều kiện sinh thái phù hợp, sau khi trứng được đẻ ra khoảng 24 giờ sẽ nở thành cá bột và trôi về hạ nguồn. Một con cái trưởng thành nặng 10 kg có thể đẻ hơn một triệu quả trứng.

Cá tra tự nhiên thường sinh sản hai lần mỗi năm, nhưng trong điều kiện nuôi lồng ở 4 Việt Nam đã ghi nhận được lần sinh sản thứ hai của cá tra chỉ cách từ 6 đến 17 tuần sau lần sinh sản đầu tiên [2]. Tình hình nuôi trồng và giá trị kinh tế Do có thịt trắng, không mùi, bổ dưỡng, chứa nhiều các thành phần vitamin A, D, E, các axít béo không no thiết yếu cho cơ thể, không chứa cholesterol, hương vị sau khi nấu thơm ngon, giá cả phải chăng nên cá tra được ưa chuộng sử dụng, nhất là ở châu Âu và châu Mỹ. Căn cứ Quyết định số 50/2018/QĐ-TTg ngày 13 tháng 12 năm 2018 của Thủ tướng chính phủ, cá tra là đối tượng thủy sản nuôi chủ lực ở nước ta, phục vụ xuất khẩu và tiêu thụ trong nước. Theo báo cáo từ Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam (VASEP), năm 2021 dù đối mặt với dịch Covid-19, xuất khẩu cá tra vẫn tăng 8,4% so với 2020, kim ngạch xuất khẩu đạt trên 1,61 tỷ USD [3].

Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (Bộ NN&PTNT), trong năm 2022, ngành cá tra dự kiến kế hoạch sản xuất với sản lượng cá thương phẩm đạt 1,6-1,7 triệu tấn; kim ngạch xuất khẩu đạt trên 1,6 tỷ USD [4]. Cụ thể, kế hoạch năm 2022 của Đồng Tháp, một trong ba vùng nuôi cá tra lớn nhất đồng bằng sông Cửu Long, là tăng diện tích thả nuôi nhằm tăng sản lượng lên 495.000 tấn (tăng 1,8% so với năm 2021), ngoài ra, tăng sản lượng cá tra bột 24.000 triệu con (tăng 28,3% so với năm 2021) và sản lượng cá tra giống 1. Tính chung quý I năm 2022, sản lượng cá tra đạt 342,6 nghìn tấn, tăng 6,5% so với cùng kỳ năm trước. Tính đến tháng 5/2022, xuất khẩu cá tra cả nước ước đạt hơn 1,1 tỷ USD, tăng 97% so với cùng kỳ năm 2021, các doanh nghiệp chế biến và xuất khẩu cá tra đang tích cực mở rộng thị trường mới song song với xuất khẩu sang các thị trường truyền thống như Mỹ, châu Âu [5].

Để đạt được mục tiêu đề ra, Bộ NN&PTNT yêu cầu các địa phương nâng cao chất lượng giống cá tra, chỉ đạo sản xuất cung ứng đủ con giống chất lượng cao để nâng cao hiệu quả sản xuất, giảm hao hụt, hạ giá thành sản xuất [4]. Một trong số những nhiệm vụ cấp thiết chính là triển khai và ứng dụng các kết quả thu được từ các chương trình chọn giống hướng tới nâng cao tính trạng tăng trưởng cũng như chống chịu bệnh trên cá tra nuôi. Các nghiên cứu liên quan đến chọn giống cá tra Trong những năm gần đây, ở nước ta, các nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng di truyền và kiểm soát dịch bệnh ở một số giống thủy sản đã ngày càng được 5 chú ý đến. Trong đó, các nghiên cứu đã và đang tiến hành trên cá tra đã đặt nền móng ban đầu cho công tác chọn giống và nghiên cứu đa dạng sinh học của giống thủy sản có giá trị kinh tế cao này.

Các tác giả Phạm Anh Tuấn và Nguyễn Hữu Ninh (2003) đã sử dụng 4 microsatellite tìm kiếm mối tương quan giữa marker phân tử với màu sắc thịt của cá tra [6]. Năm 2015, tác giả Nguyễn Minh Thành và cộng sự đã nghiên cứu hệ gen chức năng ở mô thận của cá tra nuôi nhằm xác định các gen tiềm năng liên quan đến khả năng chịu mặn của cá tra [7]. Một số nghiên cứu đa dạng di truyền sử dụng các marker phân tử như RAPD và AFLP [8], [9] và chỉ thị phân tử microsatellite đánh giá đa dạng di truyền quần đàn [10] đã được tiến hành trên cá tra. Các chương trình chọn tạo giống cá tra nuôi được Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2 bắt đầu từ năm 2001.