Luận án tiến sĩ sinh học: Nghiên cứu đa hình hệ gen tôm sú Penaeus monodon tại Việt Nam nhằm phục vụ công tác chọn giống

• Tác giả: Nguyễn Thị Minh Thanh
• Người hướng dẫn: PGS.TS Đinh Duy Kháng
• Trường học: Viện Hàn Lâm Khoa Học Và Công Nghệ Việt Nam
• Chuyên ngành: Di truyền học
• Đề tài: Nghiên Cứu Đa Hình Gen Tôm Sú Penaeus Monodon Việt Nam Phục Vụ Chọn Giống
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1.1. Tôm sú Penaeus monodon
• 1.1.2. Đặc điểm sinh học, phân loại và phân bố địa lý
• 1.1.3. Khái quát tình hình nuôi tôm sú trên thế giới và ở Việt Nam
• 1.1.4. Các kỹ thuật phân tích chỉ thị phân tử thông dụng
• 1.1.5. Ứng dụng kỹ thuật phân tích chỉ thị phân tử trong nghiên cứu đa hình hệ gen tôm sú
• 1.1.6. Phương pháp GBS và ứng dụng trong chọn giống
• 1.1.7. Phương pháp PCR đặc hiệu alen cạnh tranh (KASP) và ứng dụng
• 1.2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.2.1. Vật liệu nghiên cứu
• 1.2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 1.2.3. Thu mẫu tôm sú tự nhiên phục vụ nghiên cứu đa hình hệ gen
• 1.2.4. Thu mẫu tôm sú tự nhiên làm tôm giống bố mẹ, sàng lọc mầm bệnh và chăm sóc tôm bố mẹ
• 1.2.5. Thiết lập các gia đình tôm sú tạo thế hệ Go và G1
• 1.2.6. Tách chiết, tinh sạch và xác định nồng độ DNA tổng số từ mô cơ tôm sú
• 1.2.7. Điện di kiểm tra DNA trên gel agarose. Kỹ thuật AFLP đánh giá đa hình hệ gen
• 1.2.8. Phân tích kết quả AFLP trên máy xác định trình tự tự động sử dụng điện di mao quản và phần mềm phân tích đoạn
• 1.2.9. Kỹ thuật GBS phân tích hệ gen tôm sú
• 1.2.10. Chú giải các đoạn trình tự và xác định gen liên quan
• 1.2.11. Xác định trình tự amino acid của contig và đánh giá mức độ tương đồng với gen mã hóa protein quan tâm
• 1.2.12. Phương pháp KASP
• 2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đa hình AFLP ở các quần đàn tôm sú Việt Nam
• 2.1.1. Kiểm tra hoạt tính cắt DNA của cặp enzyme EcoRI và MseI
• 2.1.2. Tách DNA tổng số từ tôm sú để thực hiện kỹ thuật AFLP
• 2.1.3. Kết quả thực hiện phản ứng tiền chọn lọc. Đa hình AFLP trong các quần đàn và giữa các quần đàn tôm sú
• 2.1.4. Cây phát sinh chủng loại giữa các quần đàn tôm sú Việt Nam
• 2.2. Sản xuất tôm sú thế hệ Go, G1
• 2.2.1. Sàng lọc nguồn tôm bố mẹ đầu vào
• 2.2.2. Thiết lập các gia đình tôm sú thế hệ Go, G1
• 2.3. Sàng lọc các đa hình nucleotide đơn (SNP) liên quan đến tính trạng tăng trưởng ở tôm sú
• 2.3.1. Giải trình tự, kết nối các đoạn trình tự và thiết lập hệ gen tham chiếu tạm thời. Sàng lọc SNP. Chú giải gen chức năng từ dữ liệu giải trình tự tôm sú
• 2.3.2. Xác định chỉ thị SNP và tương quan giữa các contig chứa SNP với gen MHC
• 2.3.3. Xác định vùng tương đồng giữa contig chứa SNP so với gen mã hóa protein MHC, xác định codon chứa SNP và vị trí tương ứng của chỉ thị SNP trên gen MHC
• 2.3.4. Sàng lọc chỉ thị SNP G>A ở tôm sú tăng trưởng nhanh bằng phương pháp KASP
• 3. BÀN LUẬN KẾT QUẢ
• 3.1. Chọn địa điểm thu mẫu để nghiên cứu đa hình di truyền
• 3.2. Tách DNA tổng số từ tôm sú tạo vật liệu nghiên cứu
• 3.3. Kết quả phản ứng tiền chọn lọc AFLP
• 3.4. Đa hình AFLP trong các quần đàn tôm sú
• 3.5. Lựa chọn kỹ thuật chỉ thị AFLP để đánh giá đa hình hệ gen tôm sú
• 3.6. Quan hệ phát sinh chủng loại giữa các quần đàn tôm sú
• 3.7. Tạo vật liệu tôm sú thế hệ Go, G1
• 3.8. Ứng dụng kỹ thuật GBS để sàng lọc các đa hình nucleotide đơn (SNP) liên quan đến tính trạng tăng trưởng ở tôm sú
• 3.9. Sàng lọc chỉ thị SNP G>A ở tôm sú tăng trưởng nhanh bằng phương pháp KASP và tiềm năng ứng dụng trong chọn giống
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÓM TẮT LUẬN ÁN BẰNG TIẾNG ANH
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Đa hình gen và tôm sú Penaeus monodon

Nghiên cứu đa hình gen trên tôm sú (Penaeus monodon) tại Việt Nam nhằm phục vụ chọn giống là một hướng đi quan trọng trong ngành nuôi trồng thủy sản. Tôm sú là loài có giá trị kinh tế cao, đóng góp lớn vào xuất khẩu thủy sản của Việt Nam. Việc nghiên cứu đa hình gen giúp xác định các tính trạng di truyền liên quan đến tăng trưởng, kháng bệnh và khả năng thích nghi với môi trường. Các kỹ thuật như AFLP và GBS được sử dụng để đánh giá đa dạng di truyền và sàng lọc các SNP liên quan đến tính trạng tăng trưởng.

1.1. Đặc điểm sinh học và phân bố

Tôm sú (Penaeus monodon) là loài giáp xác thuộc họ Penaeidae, phân bố rộng rãi ở vùng biển nhiệt đới và cận nhiệt đới. Tại Việt Nam, tôm sú được nuôi phổ biến ở các vùng ven biển như Đồng bằng sông Cửu Long, Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ. Loài này có vòng đời phức tạp, bao gồm giai đoạn ấu trùng, hậu ấu trùng và trưởng thành. Hiểu rõ đặc điểm sinh học và phân bố địa lý giúp tối ưu hóa quy trình nuôi trồng và chọn giống.

1.2. Ứng dụng kỹ thuật phân tích gen

Các kỹ thuật phân tích gen như AFLP và GBS được sử dụng để đánh giá đa hình gen trong các quần đàn tôm sú. AFLP cho phép xác định đa dạng di truyền thông qua phân tích độ dài các đoạn DNA, trong khi GBS giúp sàng lọc các SNP liên quan đến tính trạng tăng trưởng. Những kỹ thuật này cung cấp dữ liệu quan trọng cho việc chọn giống tôm sú có năng suất cao và khả năng kháng bệnh tốt.

II. Nghiên cứu gen và chọn giống tôm sú

Nghiên cứu đa hình gen trên tôm sú (Penaeus monodon) tại Việt Nam tập trung vào việc sàng lọc các SNP liên quan đến tính trạng tăng trưởng. Các kỹ thuật như GBS và KASP được áp dụng để xác định các chỉ thị phân tử có tiềm năng ứng dụng trong chọn giống. Kết quả nghiên cứu cho thấy sự hiện diện của các SNP trong gen MHC, liên quan đến tính trạng tăng trưởng nhanh ở tôm sú.

2.1. Sàng lọc SNP bằng kỹ thuật GBS

Kỹ thuật GBS được sử dụng để giải trình tự gen và sàng lọc các SNP trong hai nhóm tôm sú tăng trưởng nhanh và chậm. Kết quả cho thấy sự khác biệt về số lượng và vị trí của các SNP giữa hai nhóm. Các SNP được xác định trong gen MHC có tiềm năng liên quan đến tính trạng tăng trưởng, cung cấp cơ sở dữ liệu cho việc chọn giống tôm sú có năng suất cao.

2.2. Ứng dụng kỹ thuật KASP

Kỹ thuật KASP được sử dụng để kiểm tra các SNP đã được sàng lọc bằng GBS. Kết quả cho thấy sự tương quan giữa các SNP trong gen MHC và tính trạng tăng trưởng nhanh ở tôm sú. Kỹ thuật này có tiềm năng ứng dụng cao trong việc đánh giá nhanh chóng và chính xác các cá thể tôm, hỗ trợ hiệu quả cho công tác chọn giống.

III. Giá trị và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đa hình gen trên tôm sú (Penaeus monodon) tại Việt Nam mang lại nhiều giá trị khoa học và thực tiễn. Các kết quả nghiên cứu cung cấp dữ liệu quan trọng về đa dạng di truyền và các chỉ thị phân tử liên quan đến tính trạng tăng trưởng. Những phát hiện này có tiềm năng ứng dụng cao trong việc chọn giống tôm sú có năng suất cao, khả năng kháng bệnh tốt và thích nghi với điều kiện môi trường.

3.1. Đóng góp khoa học

Nghiên cứu là công trình đầu tiên đánh giá đa hình gen của các quần đàn tôm sú tự nhiên tại Việt Nam bằng kỹ thuật AFLP. Việc sàng lọc các SNP liên quan đến tính trạng tăng trưởng cung cấp dữ liệu khoa học hữu ích cho các nghiên cứu di truyền và chọn giống tôm sú.

3.2. Ứng dụng thực tiễn

Các kết quả nghiên cứu có tiềm năng ứng dụng cao trong ngành nuôi trồng thủy sản. Việc sử dụng các chỉ thị phân tử như SNP giúp tối ưu hóa quy trình chọn giống, nâng cao năng suất và chất lượng tôm sú nuôi trồng tại Việt Nam.