Cân Nhắc Việc Duy Trì Sự Sinh Sản Đa Dạng Của Họ Tôm He Về Mặt Thương Mại

Thực hiện các biện pháp thiết thực tại cơ sở sản xuất giống để giảm số lượng giống lai

Kết quả của nghiên cứu này đã chứng minh mối quan hệ giữa các giống lai ở tôm sú P. monodon – tập trung vào sự cân bằng giữa việc lấy mẫu và chi phí xác định kiểu gen ở loài có khả năng sinh sản cao này – với các hoạt động sản xuất giống trong thực tế để giảm số lượng giống lai. Ảnh của CSIRO, từ Wikimedia Commons.

Để tránh các vấn đề có thể xảy ra do giao phối cận huyết, các chương trình nhân giống hiệu quả thường tìm cách duy trì sự đa dạng di truyền, cho phép lựa chọn các đặc điểm sản xuất theo mong muốn với hướng lâu dài. Khác với các loài động vật trên cạn, nhiều loài nuôi trồng thủy sản có khả năng sinh sản cao, sinh sản hàng loạt và được nuôi cộng đồng, dẫn đến sự lệch giống (không cùng một giống), gây ra thách thức cho các chương trình nhân giống.

Sự phân bố của các giống lai rất phổ biến ở các loài nuôi trồng thủy sản với khả năng sinh sản cao, sinh sản cộng đồng (đại trà) và / hoặc nuôi cộng đồng. Sự lai giống ở mức độ cao đã đặt ra nhiều thách thức đối với việc duy trì sự đa dạng di truyền của từng loài, vì việc duy trì này cần nhiều nguồn lực để phát hiện các cá thể từ các loài hiếm, hoặc cần xác định khả năng sống sót một cách đáng tin cậy như một thước đo năng suất hoạt động của các loài.

Việc theo dõi các loài (họ) ở hầu hết các loài trong nuôi trồng thủy sản được xác định từ các lần sinh sản độc lập thông qua các phương pháp vật lý là không thực tế, do kích thước cơ thể của chúng nhỏ và khả năng sinh sản cao. Mặc dù có thể sinh sản và nuôi độc lập các loài này tại các trại giống, nhưng điều này đòi hỏi một nguồn lực đáng kể, dẫn đến các tác động bổ sung về môi trường nuôi dưỡng giữa các loài.

Việc sử dụng các dấu hiệu di truyền để phân chia huyết thống được xem là một giải pháp thay thế hiệu quả trong việc theo dõi và xác định các họ của từng loài. Các phương pháp tiếp cận di truyền này đã được chứng minh là đáng tin cậy trong việc khôi phục lại các thông tin gia phả quan trọng ở các loài được nuôi chung. Các dấu hiệu di truyền này được sử dụng để phân chia giống bố mẹ và phân chia các loài đối với một số loài thủy sản quan trọng được nuôi cộng đồng.

Tuy nhiên, sự hiểu biết về các giống tôm lai hoặc những thay đổi về tỷ lệ của các họ tôm được nuôi cộng đồng với mục đích thương mại vẫn còn hạn chế, đặc biệt là điều này có thể ảnh hưởng như thế nào đến các chiến lược xác định kiểu gen để khôi phục dữ liệu hoạt động của các loài trong chương trình nhân giống. Tôm sú (P. monodon) là một ví dụ điển hình về loài có khả năng sinh sản cao trong nuôi trồng thủy sản, thường thể hiện sự khác biệt về thứ tự cấp bậc trong việc sản sinh ra các thế hệ con cháu có thể sống được từ mỗi lần đẻ trứng.

Bài báo này – phỏng theo và tóm tắt từ bài báo gốc (theo Foote A., D. Simma, M. Khatkar, H. Raadsma, J. Guppy, G. Coman, E. Giardina, D. Jerry, K. Zenger và N. Wade, năm 2019. Cân nhắc về việc duy trì sự sinh sản đa dạng của họ Tôm he về mặt thương mại: Nghiên cứu điển hình về Penaeus monodon – theo Front. genet.) – xác định các giống lai ở tôm sú P. monodon từ 3 nhóm (sinh sản riêng biệt) ở 2 độ tuổi: 30 ngày nuôi (DOC) trước khi thả vào ao nuôi thương phẩm, và 150 ngày nuôi (tuổi thu hoạch).

Thiết lập nghiên cứu

Tôm giống bố mẹ P. monodon tự nhiên có nguồn gốc từ bờ biển của Lãnh thổ phía Bắc, Úc, và được chuyển đến cơ sở sản xuất giống thương mại tại Flying Fish Point, Queensland. Tôm bố mẹ đã trải qua quá trình thành thục thương mại thường xuyên, được duy trì trong hệ thống bể trong nhà với mật độ 3 con/m², mực nước biển được duy trì ở 28 ± 0,5 ⁰C và được cho ăn theo chế độ ăn thương mại.

Có tổng cộng 678 con giống tiềm năng được giao phối tự nhiên trong bể, trong đó, những con giống cái chưa giao phối sẽ được thụ tinh nhân tạo. Những con giống cái này được cắt bỏ một bên mắt và những con có buồng trứng trưởng thành (chuẩn bị rụng trứng) được đặt vào bể sinh sản chung, tối đa là 5 con và chúng có thể giao phối vào bất kỳ thời điểm nào. Vì những con giống này sinh sản cùng bể, do đó, không có những đóng góp từ các họ của chúng, và không có sự cân bằng giữa các bể sinh sản. Tôm giống bố mẹ không được tham gia nên không biết được sự đóng góp từ bố mẹ của chúng vào thời điểm sinh sản; thay vào đó, việc xác định kiểu gen sẽ xác định bố mẹ của tôm giống.

Trứng được rửa thường xuyên trước khi chuyển vào bể ấp, sau đó trứng sẽ nở thành giai đoạn Nauplii và chuyển vào bể ương ấu trùng (LRT), ở đây, chúng sẽ được nuôi theo chế độ ăn thương mại đến 30 ngày. Trong 30 ngày nuôi này, các LRT được gộp chung lại, và các thế hệ con cái sẽ được thả vào các ao nuôi thương phẩm, trong điều kiện thương mại thông thường với mật độ khoảng 45 con/m² cho đến khi thu hoạch (150 ngày). Ba nhóm tôm được tách riêng biệt, và sự đóng góp của tôm bố mẹ, bể ấu trùng, và ao nuôi thương phẩm được theo dõi và lấy mẫu để xác định kiểu gen và phân loại bố mẹ.

Để xác định nguồn gốc các họ của tôm, ba nhóm tôm sú P. monodon sinh sản hàng loạt được lấy mẫu ở hai giai đoạn (30 ngày và 150 ngày) cùng với tôm bố mẹ. Tất cả các mô để phân tích di truyền đã được cố định, và tổng số axit nucleic (TNA) đã được tách chiết. Vật liệu di truyền từ mỗi cá thể tôm giống, cũng như mỗi thế hệ con cháu riêng lẻ ở cả 30 ngày và 150 ngày nuôi, được liên kết với một vị trí duy nhất và có đặc điểm nhận dạng, cho phép việc theo dõi các mô riêng lẻ trong suốt quá trình tách chiết, xác định gen và phân loại bố mẹ.

Để biết thông tin chi tiết về nguồn gốc, sinh sản và việc nuôi dưỡng các động vật; lấy mẫu gen; tách chiết axit nucleic và xác định kiểu gen; phân loại các họ; sự đóng góp của các họ; và sự nổ lực lấy mẫu dưới sự đóng góp của các họ có giống lai, vui lòng tham khảo bài báo gốc.

Kết quả và thảo luận

Nhìn chung, tổng số 199 trong số 678 cặp giống tiềm năng được lấy mẫu. Có 2.914 cá thể được lấy mẫu ở 30 ngày nuôi và 2.820 cá thể ở 150 ngày nuôi, với tỷ lệ chỉ định tổng thể (kỹ thuật thống kê để xác định mối quan hệ giữa các cá thể và quần thể, để chỉ định các quần thể tham chiếu làm nguồn gốc của các cá thể) là 98,6% ở 30 ngày nuôi và 99,3 % ở 150 ngày nuôi. Tỷ lệ phân bố tối thiểu là 97 % (LRT), trong khi tỷ lệ phân bố trung bình cho mỗi nhóm tương ứng là 99,5 %, 98,1 % và 98,6 % trong các nhóm 1, 2 và 3.

Các họ có mức đóng góp khác đáng kể so với họ ở nhóm 0 được chỉ định là “cấp cao nhất” cho mỗi đợt, trong khi các họ còn lại có quá ít cá thể để có thể có sự phát hiện đáng tin cậy hoặc thực hiện những phân tích thống kê sâu hơn. Nhìn chung, số lượng họ đạt bậc cao nhất là họ thứ 33 trong số 54 họ ở nhóm 1, họ thứ 22 trong số 35 họ ở nhóm 2 và họ thứ 24 trong số 33 họ ở nhóm 3.

Kích thước mẫu khoảng 500 cá thể cho mỗi ao, 1.000 con cho mỗi đợt, vào hai thời điểm quan trọng về mặt thương mại đối với P. monodon, là đủ để phát hiện ra tất cả các họ, trừ các họ hiếm. Điều này cho phép việc xác định độ lai của sự phân bố giữa các họ, những thay đổi về các đóng góp tương đối và sự khác biệt về thứ hạng khi thu hoạch giữa các ao được thả cùng một họ. Tuy nhiên, các chương trình nhân giống tập trung vào việc cải thiện di truyền thường sẽ được hưởng lợi từ việc tăng kích thước mẫu để cải thiện số lượng các họ được phát hiện và cải thiện độ chính xác của việc đánh giá năng suất cho mỗi họ. Các lợi ích của việc tăng kích thước các mẫu và chiến lược lấy mẫu cũng như các hoạt động sản xuất giống trong thực tế sẽ được thảo luận thêm dưới đây.

Hình 1: Thay đổi sự phân bố của các họ từ 30 ngày – 150 ngày nuôi, ao A và B thuộc nhóm 1 (hình A); ao B và C thuộc nhóm 2 (hình B) và ao D và E thuộc nhóm 3 (hình C). Dấu hoa thị làm nổi bật những thay đổi đáng kể về tỷ lệ P <0,05.

Lấy mẫu khoảng 500 cá thể cho mỗi ao là đủ để thu thập tất cả các họ đại diện cho các cấp cao nhất được phát hiện khi thả giống trong ao (30 ngày nuôi), và vào lúc thu hoạch (150 ngày nuôi) ở bốn trong sáu ao từ hai trong ba đợt. Khi hai ao từ nhóm còn lại được kết hợp với nhau, kích thước mẫu khoảng 1.000 là đủ để thu được tất cả các họ ở cấp cao nhất tại cả hai thời điểm 30 ngày và 150 ngày. Mức độ lai tổng thể của tôm sú P. monodon sinh sản hàng loạt trong nghiên cứu hiện tại tăng lên từ việc thả giống trong ao (30 ngày), sự đóng góp của các họ lúc này là <1 – 11 %. Khi thu hoạch (150 ngày), sự đóng góp của các họ là <1 – 18 %. Mức độ lai của các giống ở nghiên cứu hiện tại tương tự như các loài nuôi trồng thủy sản khác, bao gồm cả họ tôm he.

Kết quả của nghiên cứu cho thấy có sự khác biệt giữa các họ, bao gồm các tác động cụ thể đối với từng loài và các mốc thời gian lấy mẫu trong chu kỳ sản xuất cần được xem xét khi xác định việc lấy mẫu và xác định kiểu gen để có được một xác định đáng tin cậy về sự đa dạng của các họ trong các chương trình nhân giống.

Cần phải xác định được nguyên nhân cơ bản của các giống lai để có thể hiểu được tác động tương đối của giữa chúng và sự phát triển các chiến lược để giảm thiểu việc lai giống này. Số con lai khi thả giống cho mỗi nhóm (tối đa 17,7 % sự đóng góp của các họ) cao hơn số con lai từ khi thả giống đến khi thu hoạch cho mỗi nhóm (sự đóng góp của các họ tối đa 9 %). Điều này cho thấy rằng các yếu tố ban đầu như khả năng sinh sản của tôm giống bố mẹ thay đổi và tỷ lệ sống của ấu trùng có nhiều tác động đến việc lai trong các họ hơn là tỷ lệ sống khác biệt trong quá trình nuôi thương phẩm.

Báo cáo của các nghiên cứu trước đây cho rằng các hoạt động sản xuất giống và sự khác biệt giữa tỷ lệ sống của các họ trong các giai đoạn sản xuất giống có thể làm giảm đáng kể kích thước quần thể hữu hiệu (hơn 70%) trong một thế hệ duy nhất. Các chiến lược thực tế có thể được các cơ sở sản xuất giống sử dụng để giảm bớt sự lai đối với việc thả giống trong ao, chẳng hạn như sinh sản riêng lẻ và chia đều các thế hệ con cháu trong mỗi họ vào các thời điểm khác nhau trong trại giống. Việc phân chia giữa các họ có lẽ sẽ bình đẳng hơn nếu gộp các họ có thời điểm thả gần nhau lại với nhau, và việc giữ các họ một cách riêng biệt để truy xuất nguồn gốc cũng có khả năng gây ra một loạt các tác động ảnh hưởng đến môi trường nuôi.

Tùy thuộc vào các yêu cầu của chương trình lai tạo, giải pháp tốt nhất và thiết thực nhất để có thể giảm thiểu khả năng sinh sản là sinh sản riêng lẻ và cân bằng sự đóng góp từ các họ bằng cách gộp các họ lại khi thế hệ con cháu nở trứng.

Sự thay đổi tỷ lệ tương đối giữa các họ từ lúc thả giống đến lúc thu hoạch có thể được sử dụng như một thước đo tỷ lệ sống của các họ, các cấp bậc giữa các họ được xem như một tiêu chí lựa chọn tiềm năng trong các chương trình chăn nuôi. Trong khi những thay đổi về tỷ lệ tương đối trong mỗi họ từ khi thả giống đến khi thu hoạch đã được quan sát ở nhiều họ, thì cỡ mẫu khoảng 500 mỗi ao chỉ phát hiện những thay đổi đáng kể về tỷ lệ đối với 31% của cấp cao nhất và 20% của tổng số mỗi họ.

Nếu tỷ lệ sống sót tương đối này được sử dụng như một thước đo hiệu suất, thì cần phải tăng kích cỡ của mẫu lên để có thể phát hiện những thay đổi đáng kể ở một tỷ lệ lớn hơn của các họ. Ví dụ, nếu tăng kích cỡ của mẫu lên 5.000 sẽ phát hiện những thay đổi đáng kể trong 78 % các họ. Các chiến lược hiệu quả về chi phí để tăng số lượng cá thể có kiểu gen có thể được tạo điều kiện thuận lợi trong tương lai thông qua các chiến lược như tổng hợp DNA đã được xác nhận trên các động vật sản xuất khác như gà, bò và cừu. Tổng hợp DNA cho phép tiết kiệm chi phí đáng kể với một số cá thể được gộp chung kiểu gen với nhau trên mỗi mẫu.

Nghiên cứu nhận thấy có rất ít sự nhất quán giữa tỷ lệ sống tương đối của các họ, cũng như việc xếp hạng các họ theo đóng góp tương đối trên các ao, cho mỗi nhóm trong số 3 nhóm. Tuy nhiên, phần lớn các bậc cao nhất và thấp nhất ở các họ phong phú đều có sự nhất quán trên các ao. Sự khác biệt về tỷ lệ sống của các họ làm nổi bật tác động ảnh hưởng đến môi trường nuôi, và ảnh hưởng đến di truyền. Một thử nghiệm trong tương lai có thể cung cấp sự đồng đều giữa các họ để phân biệt mức độ tương tác của kiểu gen theo môi trường (G × E) ảnh hưởng đến tỷ lệ sống tương đối của các họ) và những thay đổi của chúng dựa trên giá trị di truyền của các họ.

Giao phối cận huyết cũng sẽ được kiểm soát dễ dàng hơn trong các phương pháp sinh sản hàng loạt, trong đó giống bố mẹ được tham gia và phả hệ / quan hệ, vì điều này sẽ cho phép các phép lai giao phối có thông tin và theo dõi những đóng góp cho các thế hệ con cháu. Tuy nhiên, cần phải thừa nhận rằng trong cách tiếp cận sinh sản và nuôi dưỡng cộng đồng, việc theo dõi các họ nhỏ hơn sẽ khó hơn và chúng có nhiều khả năng bị hao hụt.

Quan điểm

Nhìn chung, các giống lai của các họ tăng lên từ lúc thả giống trong ao (30 ngày) đến lúc thu hoạch (150 ngày). Tuy nhiên, mức độ lai giống khi thả trong ao lớn hơn độ độ lai trong quá trình nuôi thương phẩm. Do đó, các chiến lược giảm thiểu thực tế được thực hiện trong các trại giống có khả năng làm giảm sự lai giống tổng thể; tuy nhiên, cần phải xem xét chi phí, tính thực tiễn và các tác động khác nhau về môi trường của các chiến lược này. Việc cân bằng và gộp chung các đóng góp từ các họ sau khi chúng nở thành Nauplii có thể là một chiến lược hiệu quả để tiết kiệm chi phí.

Sự thay đổi tỷ lệ tương đối của các họ từ lúc thả giống đến khi thu hoạch cung cấp thước đo tỉ lệ sống sót và cấp bậc của các họ được xác định cho mỗi họ, có thể được kết hợp như một tiêu chí lựa chọn trong các chương trình chăn nuôi. Sự khác biệt về khả năng sống sót và cấp bậc của các họ giữa các ao cho thấy tác động của môi trường có tầm quan trọng đối với khả năng sống sót. Kích thước của mẫu khoảng 500 cá thể xác định kiểu gen trên mỗi ao là đủ, với mức độ lai có thể kiểm soát được, để phát hiện hầu hết các họ ở độ tuổi thu hoạch.

Tuy nhiên, cỡ mẫu lớn hơn sẽ cho phép phát hiện số lượng cá thể lớn hơn trong mỗi họ cũng như tăng khả năng phát hiện các họ có sự thay đổi đáng kể về tỷ lệ tương đối. Các mô hình kết hợp các họ có giống lai đã chứng minh rằng việc tăng cường lấy mẫu là cần thiết để phát hiện 25% họ thấp nhất cũng như sự thay đổi tỷ lệ của chúng trong quá trình nuôi thương phẩm.

Nhìn chung, nghiên cứu này cung cấp thông tin thực tế về việc lấy mẫu để phát hiện các họ một cách chính xác và đáng tin cậy cho các chương trình nhân giống chọn lọc trong tương lai ở các loài nuôi thủy sản có khả năng sinh sản cao bao gồm cả tôm. Đồng thời cũng đưa ra các khuyến nghị về các hoạt động chính để giảm thiểu số lượng giống lai.

Theo Tiến sĩ Andrew Foote

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/considerations-for-maintaining-family-diversity-in-commercially-mass-spawned-penaeid-shrimp/

Biên dịch: Huyền Thoại – Bình Minh Capital

Xem thêm:

• Đánh Giá Chất Thuỷ Phân Như Một Thành Phần Chức Năng Trong Thức Ăn Của Tôm Thẻ Chân Trắng Thái Bình Dương
• Cân Nhắc Việc Suy Trì Sự Sinh Sản Đa Dạng Của Họ Tôm He Về Mặt Thương Mại
• 10 Bước Đơn Giản Để Sản Xuất Tôm Hoặc Cá Rô Phi Bằng Biofloc