Luận án về đa hình hệ gen tôm sú Penaeus monodon tại Việt Nam phục vụ chọn giống

Tài liệu nghiên cứu Luận án nghiên cứu đa hình hệ gen các dòng tôm sú penaeus monodon việt nam nhằm phục vụ công tác, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên

Trường đại học

Trường Đại Học Nông Lâm

Chuyên ngành

Nông Nghiệp

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

luận án

2016

179
4
0

Phí lưu trữ

45 Point

Mục lục chi tiết

MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. TÔM SÚ Penaeus monodon

1.1.1. Đặc điểm sinh học, phân loại và phân bố địa lý

1.1.2. Vòng đời của tôm sú

1.1.3. Khái quát tình hình nuôi tôm sú trên thế giới và ở Việt Nam

Tóm tắt

I. Giới thiệu về tôm sú Penaeus monodon

Tôm sú Penaeus monodon là một trong những loài tôm có kích thước lớn và được coi là loài thủy sản nuôi kinh tế quan trọng ở nhiều nước trên thế giới. Tại Việt Nam, tôm sú đã trở thành một trong những đối tượng nuôi chủ lực cho xuất khẩu thủy sản. Diện tích và sản lượng tôm nước lợ của nước ta ngày càng tăng, với nhu cầu tôm giống hằng năm lên tới 130 tỷ con, trong đó có 30 tỷ con giống tôm sú. Năm 2016, diện tích nuôi tôm đạt 649.645 ha với sản lượng 657.282 tấn, giá trị xuất khẩu đạt trên 3,15 tỷ USD. Đến năm 2025, mục tiêu xuất khẩu tôm của Việt Nam đạt 10 tỷ USD. Để đạt được mục tiêu này, nghiên cứu về cấu trúc và chức năng của toàn bộ hệ gen tôm sú là vấn đề khoa học cơ bản có định hướng ứng dụng quan trọng. Các nghiên cứu chi tiết về genome, transcriptome, proteome và bản đồ gen tôm sú sẽ cung cấp thông tin sinh học quan trọng giúp xác định các tính trạng cần thiết như tính kháng bệnh và năng suất tôm.

1.1. Tình hình nuôi tôm sú tại Việt Nam

Nghề nuôi tôm ở Việt Nam đã có từ lâu, nhưng chỉ phát triển mạnh vào những năm cuối thập kỷ 80 khi sản phẩm tôm được xuất khẩu ra thị trường thế giới. Tôm sú là loài có khả năng thích ứng tốt với các điều kiện canh tác và đã trở thành loài thống trị trong ngành nuôi tôm. Tuy nhiên, sự phát triển của ngành nuôi tôm cũng gặp nhiều thách thức, đặc biệt là vấn đề dịch bệnh và chất lượng giống. Việc nghiên cứu và ứng dụng các chỉ thị phân tử trong chọn giống tôm sú là cần thiết để cải thiện chất lượng và năng suất tôm nuôi.

II. Nghiên cứu đa hình gen tôm sú

Nghiên cứu đa hình gen tôm sú Penaeus monodon là một trong những hướng nghiên cứu quan trọng nhằm phục vụ cho công tác chọn giống. Việc đánh giá đa hình hệ gen các quần đàn tôm sú thu từ các vùng biển Việt Nam sẽ giúp sàng lọc các đa hình nucleotide đơn (SNP) có tiềm năng liên kết với tính trạng tăng trưởng. Công nghệ giải trình tự gen thế hệ mới (phương pháp GBS) sẽ được áp dụng để phân tích hệ gen tôm sú thuộc hai nhóm tăng trưởng nhanh và tăng trưởng chậm. Các chỉ thị phân tử như AFLP và SNP sẽ được sử dụng để đánh giá đa dạng di truyền và tìm kiếm các chỉ thị liên kết với tính trạng tăng trưởng. Những nghiên cứu này không chỉ giúp cải thiện giống tôm mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành nuôi tôm.

2.1. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sẽ được thực hiện thông qua việc thu mẫu tôm sú từ ba quần đàn khác nhau và áp dụng kỹ thuật AFLP để đánh giá đa hình hệ gen. Sau đó, lai hỗn hợp các dòng tôm sú bố mẹ khác nhau về nguồn gốc địa lý để tạo vật liệu nghiên cứu thế hệ Go và G1. Kỹ thuật giải trình tự gen sẽ được sử dụng để phân tích hệ gen tôm sú thuộc hai nhóm tăng trưởng nhanh và tăng trưởng chậm, từ đó sàng lọc các SNP liên quan đến tính trạng tăng trưởng. Việc sàng lọc chỉ thị SNP G>A sẽ được thực hiện bằng kỹ thuật PCR đặc hiệu alen cạnh tranh (KASP) nhằm đánh giá tiềm năng ứng dụng của SNP này trong công tác chọn giống tôm sú.

III. Đóng góp của nghiên cứu

Nghiên cứu này là một trong những nghiên cứu đầu tiên đánh giá đa dạng di truyền của ba quần đàn tôm sú tự nhiên từ các vùng biển Việt Nam bằng kỹ thuật AFLP. Việc sàng lọc bộ chỉ thị SNP ở nhóm tôm sú tăng trưởng nhanh sẽ tạo cơ sở cho việc tìm kiếm chỉ thị SNP liên kết với tính trạng tăng trưởng. Hai chỉ thị SNP được xác định trong nghiên cứu là phát hiện đầu tiên về chỉ thị SNP nằm trong exon của gen MHC ở họ giáp xác. Những kết quả này cung cấp dẫn liệu khoa học hữu ích cho việc ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn giống tôm sú, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng tôm nuôi.

3.1. Ý nghĩa thực tiễn

Việc nghiên cứu đa hình gen tôm sú không chỉ có ý nghĩa về mặt khoa học mà còn có giá trị thực tiễn cao trong ngành nuôi tôm. Những thông tin thu được từ nghiên cứu sẽ giúp các nhà chọn giống nhận diện chính xác các gen quan tâm, từ đó rút ngắn thời gian chọn giống và nâng cao hiệu quả cải tiến giống. Điều này sẽ góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành nuôi tôm, đảm bảo nguồn cung tôm giống chất lượng cao cho sản xuất.

25/01/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TÔM SÚ Penaeus monodon 1. Đặc điểm sinh học, phân loại và phân bố địa lý Tôm sú có tên khoa học là Penaeus monodon do Fabricius mô tả và đặt tên năm 1798. Tôm sú là một trong số các loài tôm nuôi quan trọng và được phân loại như sau (Brusca et al., 1990): Giới: Animalia Ngành: Arthropoda Ngành phụ: Crustatacea Lớp: Malacostraca Bộ: Decapoda Bộ phụ: Natantia Siêu họ: Penaeoidea Họ: Penaeidae Giống: Penaeus Loài: monodon Hình 1.

Tôm sú Penaeus monodon (Nguồn: Nguyễn Hữu Ninh, 2012) Cơ thể tôm sú có màu xanh đậm, có những vân sắc tố trắng đen ở các đốt bụng. Phần còn lại của thân biến đổi từ màu nâu sang màu xanh hoặc đỏ (Hình 1. 6 Trong các loài tôm nuôi, tôm sú là loài có kích thước lớn (có thể dài đến 270 mm, nặng 260g hoặc lớn hơn) và là loài tôm thương mại quan trọng (Motoh, 1985). Tôm có các bộ phận: chủy (cứng, có răng cưa, phía trên chủy có 7-8 răng, dưới chủy có 3 răng); mũi khứu giác và râu (cơ quan nhận biết và giữ thăng bằng cho tôm); 3 cặp chân hàm (lấy thức ăn và bơi lội); 5 cặp chân ngực (lấy thức ăn và bò); cặp chân bụng (rf); đuôi (nhảy xa, điều chỉnh bơi lên cao, xuống thấp); bộ phận sinh dục (Motoh, 1985).

Tôm sú là loài giáp xác có vỏ kitin bao bọc bên ngoài cơ thể nên sự phát triển của chúng mang tính gián đoạn và đặc trưng bởi sự gia tăng về kích thước và khối lượng. Sau mỗi lần lột xác, cơ thể tôm sú tăng nhanh về kích thước. Quá trình này phụ thuộc vào môi trường nước, điều kiện dinh dưỡng và giai đoạn phát triển của cá thể. Tôm sú thuộc loại dị hình phái tính, con cái có kích thước lớn hơn con đực ở cùng độ tuổi.

Khi tôm trưởng thành phân biệt rõ đực cái thông qua cơ quan sinh dục phụ bên ngoài. Cơ quan sinh dục chính của con đực nằm ở phía trong phần đầu ngực, bên ngoài có cơ quan giao phối phụ nằm ở nhánh ngoài đôi chân ngực thứ 2, lỗ sinh dục đực mở ra hốc háng đôi chân ngực thứ 5. Tinh trùng thuộc dạng chứa trong túi. Con cái có buồng trứng nằm dọc theo mặt lưng phía trên, hai ống dẫn trứng mở ra ở khớp háng đôi chân ngực thứ 3.

Bộ phận chứa túi tinh gồm 2 tấm phồng lên ở đôi chân ngực thứ 4 và thứ 5 dưới bụng tôm. Tuổi thành thục sinh dục của tôm đực và tôm cái trong tự nhiên là từ tháng thứ tám trở đi (Nguyễn Văn Thường và Trương Quốc Phú, 2009). Vùng phân bố: Tôm sú thuộc loài rộng muối nên chúng có mặt rộng từ Ấn Ðộ Dương sang hướng Nhật Bản, Ðài Loan, phía Ðông Tahiti, phía Tây Châu Phi và phía Nam Châu Úc. Ở nước ta, tôm sú xuất hiện dọc theo bờ biển Ðông và vùng đảo Phú Quốc.

Nhìn chung, loài này phân bố từ kinh độ 30oE đến 155oE và từ vĩ độ 35oN đến 35oS xung quanh các vùng xích đạo như: Philipines, Malaysia, Indonesia và Việt Nam. Tôm bột (Postlarve), tôm giống (Juvenile) và tôm gần trưởng thành có tập tính sống gần bờ biển và rừng ngập mặn ven bờ. Khi tôm trưởng thành di chuyển xa bờ (Motoh, 1985). 7 Vòng đời của tôm sú: Tôm sú từ 8 - 10 tháng tuổi đã có thể tham gia sinh sản.

Chúng đẻ quanh năm nhưng chủ yếu tập trung ở 2 thời kỳ chính là tháng 3 - 4 và tháng 7 - 10 hàng năm. Tôm cái đẻ trứng nhiều hay ít là phụ thuộc vào chất lượng của buồng trứng và trọng lượng của cơ thể (Phạm Văn Tình, 2004). Vòng đời của tôm sú được chia ra làm các giai đoạn: phôi, ấu trùng, hậu ấu trùng, tôm giống, tôm tiền trưởng thành và trưởng thành (Hình 1. - Giai đoạn phôi: giai đoạn này bắt đầu từ khi trứng thụ tinh và phân cắt thành 2, 4, 8, 16, 32, 64 tế bào, phôi dâu, phôi nang, phôi vị đến khi nở.

Thời gian hoàn tất giai đoạn này khoảng 12 đến 15 giờ tùy thuộc điều kiện nhiệt độ nước. - Nauplius: chia làm 6 giai đoạn phụ (N1- N6) kéo dài 2 đến 3 ngày, dinh dưỡng bằng noãn hoàng. - Zoae: chia làm 3 giai đoạn phụ (Z1-Z3) kéo dài 4 - 5 ngày, dinh dưỡng chủ yếu bằng tảo khuê. - Mysis: chia làm 3 giai đoạn phụ (M1-M3) kéo dài 3 - 4 ngày, tôm ăn chủ yếu là phiêu sinh động vật như ấu trùng Artemia, Branchionus plicatilis.

Hầu hết giai đoạn ấu trùng mất khoảng 9 - 10 ngày, sau đó biến thái sang giai đoạn hậu ấu trùng (Postlarvae). Giai đoạn này tôm bám thành bể, sống đáy, có hình dạng giống như tôm trưởng thành. Ngoài động vật phù du tôm ăn cả mùn bã hữu cơ, sinh vật đáy, 5 - 6 tuần sau trở thành tôm giống. Tôm giống 6 - 8 tháng sau đạt tiêu chuẩn tôm trưởng thành và có thể tham gia sinh sản (Nguyễn Thanh Phương et al.

Tôm đẻ trứng vào ban đêm từ 22 giờ đến 3 giờ sáng ngày hôm sau. Trong tự nhiên tôm thường đẻ một lần trong mỗi chu kỳ lột xác, trong điều kiện nuôi vỗ tôm có thể đẻ nhiều lần (có thể đến 6 lần) (Thạch Thanh et al. Trong nghề nuôi tôm, mùa vụ nuôi và thời gian thu hoạch tôm sú thương phẩm trong năm tùy thuộc vào điều kiện khí hậu thời tiết của từng vùng (Bộ Thủy sản, 2000). Trong chu kỳ sống, tôm sú có khả năng thích ứng với độ mặn từ 2‰ - 40‰ tùy thuộc vào giai đoạn phát triển.

Giai đoạn ấu trùng và thời kỳ đầu của tôm giống, chúng thích nghi độ mặn từ 28 - 32‰. Lớn lên, tôm sú thích ứng với độ mặn giảm dần từ 10 - 15‰, đến cỡ tôm 50 - 70 gam, chúng có thể sống và sinh trưởng nhanh 8 ở độ mặn dưới 5‰. Khi trưởng thành đến thời kỳ sinh sản, chúng lại có nhu cầu sống trong độ mặn cao của nước biển. Do đặc điểm này, trong tự nhiên tôm sú sinh sản ở vùng biển sâu, nơi có độ mặn cao, phát triển thành tôm giống và di cư vào vùng ven bờ, vùng cửa sông nơi có độ mặn thấp.

Đến thời kỳ sinh sản chúng lại quay ra biển (Vũ Văn Toàn, 2001).2: Vòng đời của tôm sú (Nguồn: Motoh, 1985) 1. Khái quát tình hình nuôi tôm sú trên thế giới và ở Việt Nam * Trên thế giới: Những tiến bộ đầu tiên trong công nghệ nuôi tôm diễn ra theo hướng hoàn thành vòng đời của tôm nuôi vào năm 1934 tại Nhật Bản khi tiến sỹ Motosaku Fujinaga thành công trong việc kích thích sinh sản cho tôm he Nhật Bản (Penaeus japonicus) từ ấp nở trứng và ương nuôi ấu trùng từ giai đoạn Nauplii sang Mysis nhờ sử dụng tảo silic. Những thành tựu của tiến sỹ Fujinaga và các cộng sự có tầm ảnh hưởng to lớn đối với ngành nuôi tôm. Thành công này cho phép sản xuất tôm ở giai đoạn hậu ấu trùng ở quy mô thương mại cho các chương trình nuôi và tái tạo.

Những năm 1963, làn sóng phát triển thứ hai của ngành tôm bắt đầu trỗi dậy khi các nhà khoa học cố gắng chuyển giao các phương pháp của Tiến sỹ Fujinaga sang các khu vực khác và nhiều loài khác. Địa điểm chuyển giao ban đầu là Mỹ và Đài Loan (Kungvankij, 1984). 9 Trong số các loài tôm thuộc họ tôm he (Penaeid) thì tôm sú (Penaeus monodon) là loài tăng trưởng nhanh nhất và khả năng thích ứng tốt nhất với các điều kiện canh tác. Kỹ thuật nuôi thâm canh tôm sú đã nhanh chóng lan rộng khắp châu Á và trở thành loài thống trị của tôm nuôi.

Trong những năm 1980, năng suất nuôi tôm sú thâm canh đạt trên 10 tấn/ha, cỡ tôm khoảng 30 gram/con, sử dụng tôm bố mẹ tự nhiên. Ecuador và Đài Loan (đại diện cho châu Mỹ và châu Á) là những quốc gia đi đầu trong giai đoạn xuất phát, nhưng Trung Quốc sau đó lại nổi lên chiếm ưu thế (Kungvankij, 1984). Ở châu Á, nghề nuôi tôm he có từ lâu với mô hình nuôi truyền thống, năng suất thấp và chủ yếu tiêu thụ nội địa. Việc xuất khẩu sản phẩm tôm nuôi bắt đầu hình thành trong những năm giữa thập kỷ 70.

Với những tiến bộ về kỹ thuật nuôi và công nghệ chế biến thức ăn thủy sản thì công nghiệp nuôi thủy sản bắt đầu phát triển mạnh ở những thập kỷ tiếp theo. Năm 1975, sản lượng tôm nuôi công nghiệp chỉ chiếm 2,5% tổng sản lượng tôm của thế giới. Trong những năm của thập kỷ 90, sản lượng tôm nuôi công nghiệp đã tăng lên 30%. Các nước châu Á như Thái Lan, Trung Quốc, Indonesia, Ấn độ, Việt Nam là những nước sản xuất tôm chủ yếu, sản xuất 80% sản lượng tôm và Nam Mỹ (chủ yếu là Ecuador) sản xuất khoảng 20% sản lượng.

Khoảng hơn một nửa sản lượng tôm là sản phẩm từ Penaeus monodon, ngoài ra còn có sản phẩm của các loài tôm khác như: P. Năm 1999, năng suất nuôi tôm trung bình của thế giới là 0,65 tấn/ha với hình thức nuôi bán thâm canh là chủ yếu (Rönnbäck, 2001). Tuy nhiên, sự phát triển của ngành nuôi tôm, đặc biệt ở các nước Đông Nam Á, đã suy giảm với sản lượng dưới 600.000 tấn vào năm 2007 (Aziz et al. Hiện tượng phát triển bùng nổ nghề nuôi tôm sau đó suy giảm đã diễn ra như một quy luật ở nhiều quốc gia, đầu tiên xảy ra ở Đài Loan vào năm 1988, ở Trung Quốc vào năm 1994 (Chanratchakool, 2003).

Các quốc gia có nghề nuôi tôm phát triển khác như Thái Lan, Indonesia và Ecuador cũng xảy ra hiện tượng tương tự chỉ 5-10 năm sau khi phát triển nghề nuôi tôm thâm canh (Aziz et al. 10 Trong những năm 1990, bệnh đốm trắng lan rộng trên toàn cầu. Đúng lúc đó, Hiệp hội nuôi tôm biển Mỹ đã phát triển một dòng tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei), tên gọi trước đây là Penaeus vannamei (tôm he Nam Mỹ) sạch bệnh mới và giới thiệu sang châu Á. Loại tôm sạch bệnh này được nuôi trong ao và cho năng suất cao.

Nông dân nhanh chóng chuyển từ tôm sú tự nhiên, mang nhiều bệnh sang nuôi tôm thẻ chân trắng sạch bệnh, đồng thời thay đổi phương pháp sản xuất để giảm nguy cơ dịch bệnh bằng cách giảm thay nước, khử trùng nước và không sử dụng sinh vật tự nhiên làm thức ăn (Briggs et al. Sự du nhập ồ ạt của tôm he Nam Mỹ vào các nước châu Á để thay thế tôm sú đã làm thay đổi đáng kể tỷ trọng của hai loại tôm nuôi này (Nguyễn Hữu Ninh, 2010).

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Luận án "Luận án về đa hình hệ gen tôm sú Penaeus monodon tại Việt Nam phục vụ chọn giống" nghiên cứu sự đa dạng di truyền của tôm sú, một trong những loài thủy sản quan trọng tại Việt Nam. Nghiên cứu này không chỉ cung cấp thông tin về các đặc điểm di truyền của tôm sú mà còn đề xuất các phương pháp chọn giống hiệu quả, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Điều này có ý nghĩa lớn trong việc phát triển ngành nuôi trồng thủy sản bền vững tại Việt Nam.

Để mở rộng thêm kiến thức về lĩnh vực này, bạn có thể tham khảo các tài liệu liên quan như Phân Tích Thị Trường Tôm Sú Của Các Hộ Nông Dân Xã Vinh Hưng, Huyện Phú Lộc, Tỉnh Thừa Thiên Huế, nơi phân tích thị trường tôm sú và các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của ngành nuôi trồng. Bên cạnh đó, Luận văn về phát triển nông lâm kết hợp ở huyện Lang Chánh, tỉnh Thanh Hóa cũng cung cấp cái nhìn tổng quan về sự kết hợp giữa nông nghiệp và lâm nghiệp, có thể áp dụng cho việc phát triển bền vững trong nuôi trồng thủy sản. Cuối cùng, Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu đối với nuôi trồng thủy sản tại Việt Nam sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về những thách thức mà ngành thủy sản đang phải đối mặt trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Những tài liệu này sẽ giúp bạn có cái nhìn sâu sắc hơn về ngành nuôi trồng thủy sản và các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của nó.