Định danh và đánh giá đa dạng di truyền cá chim vây vàng bằng chỉ thị phân tử
Nghiên cứu này nhằm định danh loài và đa dạng di truyền bốn quần đàn cá chim vây vàng thu ở Nha Trang,
Vũng Tàu, Hải Phòng và Quảng Ninh. Phương pháp sinh học phân tử dựa vào trình tự gen COI và chỉ thị
microsatellite được áp dụng. Kết quả cho thấy trình tự vùng gen COI cá chim vây vàng thu được có độ tương đồng
cao (99-100%) so với các trình tự COI của cá chim vây vàng Trachinotus ovatus đã được công bố với mã hiệu
genbank KF356397.1, HQ127346.1 và 10 KJ642220,1. Đa dạng di truyền bằng chỉ thị phân tử microsatellite thể hiện
mức đa hình alen cao (trung bình từ 8-15,33 alen) và mức độ đa hình của các microsatellite cao (chỉ số PIC trung
bình đạt 0,685-0,839). Hệ số cận huyết Fis >0 được ghi nhận ở quần đàn cá chim Hải Phòng và Vũng Tàu, trong khi
quần đàn cá Nha Trang và Quảng Ninh có hệ số cận huyết thấp với Fis <0. mối="" quan="" hệ="" di="" truyền="" được="" phản="">0.>
qua hệ số Fst cho thấy sai khác di truyền giữa các quần đàn ở mức trung bình, trong đó quần đàn Vũng Tàu có quan
hệ di truyền gần gũi với các quần đàn còn lại hơn khi so với quần đàn Hải Phòng, Quảng Ninh và Nha Trang. Các
quần đàn cá nghiên cứu đều không cho thấy cấu trúc quần thể rõ ràng theo kết quả phân tích AMOVA. Những kết
quả này là cơ sở khoa học hỗ trợ công tác hình thành nguồn vật liệu ban đầu cho các chương trình chọn giống cá
chim vây vàng.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Định danh và đánh giá đa dạng di truyền cá chim vây vàng bằng chỉ thị phân tử
Vietnam J. Agri. Sci. 2019, Vol. 17, No. 3: 204-215 Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam 2019, 17(3): 204-215 www.vnua.edu.vn ĐỊNH DANH VÀ ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CÁ CHIM VÂY VÀNG BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ Trần Thị Thúy Hà*, Lưu Thị Hà Giang, Vũ Thị Trang, Phạm Hồng Nhật, Phan Thị Vân Viện Nghiên cứu nuôi trồng thủy sản I *Tác giả liên hệ: thuyha@ria1.org Ngày nhận bài: 05.04.2019 Ngày chấp nhận đăng: 14.06.2019 TÓM TẮT Nghiên cứu này nhằm định danh loài và đa dạng di truyền bốn quần đàn cá chim vây vàng thu ở Nha Trang, Vũng Tàu, Hải Phòng và Quảng Ninh. Phương pháp sinh học phân tử dựa vào trình tự gen COI và chỉ thị microsatellite được áp dụng. Kết quả cho thấy trình tự vùng gen COI cá chim vây vàng thu được có độ tương đồng cao (99-100%) so với các trình tự COI của cá chim vây vàng Trachinotus ovatus đã được công bố với mã hiệu genbank KF356397.1, HQ127346.1 và 10 KJ642220,1. Đa dạng di truyền bằng chỉ thị phân tử microsatellite thể hiện mức đa hình alen cao (trung bình từ 8-15,33 alen) và mức độ đa hình của các microsatellite cao (chỉ số PIC trung bình đạt 0,685-0,839). Hệ số cận huyết Fis >0 được ghi nhận ở quần đàn cá chim Hải Phòng và Vũng Tàu, trong khi quần đàn cá Nha Trang và Quảng Ninh có hệ số cận huyết thấp với Fis <0. Mối quan hệ di truyền được phản ánh qua hệ số Fst cho thấy sai khác di truyền giữa các quần đàn ở mức trung bình, trong đó quần đàn Vũng Tàu có quan hệ di truyền gần gũi với các quần đàn còn lại hơn khi so với quần đàn Hải Phòng, Quảng Ninh và Nha Trang. Các quần đàn cá nghiên cứu đều không cho thấy cấu trúc quần thể rõ ràng theo kết quả phân tích AMOVA. Những kết quả này là cơ sở khoa học hỗ trợ công tác hình thành nguồn vật liệu ban đầu cho các chương trình chọn giống cá chim vây vàng. Từ khóa: Cá chim vây vàng, COI, định danh, di truyền quần thể, microsatellite, Trachinotus ovatus. Identification and Genetic Assessment of the Pompano Based on the Molecular Markers ABSTRACT This study aimed to identify species and assess genetic diversity of four pompano populations collected in Nha Trang, Vung Tau, Hai Phong and Quang Ninh. The molecular makers based on COI sequencing and microsatellite markers were applied. The results revealed that the sequences of the COI gene isolated form Vietnamese pompano were highly similar (99-100%) to the COI sequences of pompano Trachinotus ovatus(Genbank accession number: KF356397.1, HQ127346.1 and 10 KJ642220.1). Genetic diversity inferred from microsatellite markers indicated high allele polymorphism (average of 8-15.33 alleles) and high polymorphism information content (average of PIC values: 0.685-0.839). The coefficient of inbreeding Fis >0 was recorded in Hai Phong and Vung Tau populations, while Nha Trang and Quang Ninh fish populations contained low inbreeding coefficient with Fis <0. The genetic relationship reflected by Fst coefficient indicated the moderated level of genetic difference amongst four populations, in which the Vung Tau population is more closely related to the populations of Hai Phong, Quang Ninh and Nha Trang. The analysis revealed an unclearpopulation structure according to the Analysis of Molecular Variance (AMOVA) results. This study might support for managing the stock of selective breeding program of the pompano. Keywords: COI, microsatellite, Trachinotus ovatus, Pompanno, indentification, population genetics. năng kinh tế cao, tốc độ sinh trưởng khá nhanh 1. ĐẶT VẤN ĐỀ và dễ nuôi trong lồng nuôi với mật độ cao. Trên Cá chim vây vàng(Trachinotus ovatus) là thế giới cá chim được nuôi ở phía Nam Trung đối tượng nuôi biển ngày càng thu hút được sự Quốc, Đài Loan, Singapore và Malaysia (Sun et quan tâm của người nuôi cũng như các nhà al., 2013); với quy mô công nghiệp cho sản lượng nghiên cứu khoa học. Đây là loài cá biển có tiềm hàng trăm nghìn tấn cá mỗi năm (Zhenzhen et 204 Trần Thị Thúy Hà, Lưu Thị Hà Giang, Vũ Thị Trang, Phạm Hồng Nhật, Phan Thị Vân al., 2014). Tuy nhiên cho đến nay, các công bố về trình chọn giống trong tương lai. Thêm vào đó, đa dạng di truyền hay chỉ thị phân tử cá chim để đảm bảo chắc chắn quần đàn cá được đánh vây vàng được thực hiện chủ yếu ở Trung Quốc, giá đa dạng di truyền thuộc cùng một loài, việc như nghiên cứu phát triển chỉ thị microsatellite định danh loài bằng phương pháp sinh học phân trong phân tích đa dạng di truyền hay nghiên tử là rất quan trọng. Trong nghiên cứu này, cứu hệ Transcriptome trong sinh sản, sinh định danh và đa dạng di truyền quần thể của cá trưởng và miễn dịch đã được công bố (Xie et al., chim vây vàng thu ở Quảng Ninh, Hải Phòng, 2014), hay nghiên cứu so sánh đa dạng di Nha Trang, Vũng Tàu được thực hiện dựa trên truyền sử dụng chỉ thị microsatellite trên cá việc phân tích trình tự gen ty thể đoạn COI và Trachinotus ovatus đã cho thấy các quần đàn cá chỉ thị phân tử microsatellite. tự nhiên có đa dạng di truyền cao hơn so với quần đàn cá nuôi (Gou et al., 2017). Tại Việt 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Nam các nghiên cứu trên loài cá chim vây vàng hầu hết tập trung vào phương pháp nuôi, mật 2.1. Thu mẫu thí nghiệm độ nuôi và kích cỡ thả. Nghiên cứu ứng dụng chỉ Cá chim vây vàng (800 g/con) được thu từ thị phân tử đánh giá đa dạng di truyền, ứng các trang trại nuôi khác nhau ở 4 vùng nuôi Hải dụng chỉ thị microsatellite nhằm lựa chọn vật Phòng, Quảng Ninh, Nha Trang (tỉnh Khánh liệu hình thành quần đàn ban đầu phục vụ chọn Hòa) và Vũng Tàu (tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu). Các tạo giống ở Việt nam cũng đã được thực hiện cá thể cá chim được thu cùng vùng địa lý được trên nhiều đối tượng thủy sản nuôi chủ lực coi là một quần đàn, mẫu vây ngực (5 g/mẫu) (Phạm Anh Tuấn và cs., 2008; Trần Thị Thúy của các quần đàn cá (50 mẫu/quần đàn) được cắt Hà và cs., 2013a; 2013b; Nguyễn Thị Hoa và cs., và bảo quản trong ethanol 90% ở 4C cho đến 2013; Trịnh Quốc Trọng và cs., 2013). Gần đây, khi tách chiết. nghiên cứu chọn lựa và tối ưu thành công 15 chỉ thị microsatellite sử dụng công nghệ PCR đa 2.2.Phương pháp nghiên cứu định danh mồi cho hai đối tượng cá chim vây vàng và cá DNA tổng số mẫu vây cá chim vây vàng chim vây ngắn đã được báo cáo (Lưu Thị Hà (4 mẫu/quần đàn) được tách chiết sử dụng bộ kit Giang và cs., 2018). Mặc dù vậy cho đến thời Deaasy Tissue của hãng Qiagen (Đức). DNA sau điểm này, chưa có công trình nào nghiên cứuvề khi tách chiết sẽ được định lượng và định tính đa dạng di truyền cá chim vây vàng bằng chỉ thị bằng phương pháp điện di kiểm tra trên gel microsatellite được thực hiện ở nước ta. argarose 0,8% và đo trên máy Nanodrop 200C Vùng gen Cytochrome c oxidase subunit I (Thermo Scientific). (COI) là đoạn trình tự ngắn, có thể giải trình Phản ứng PCR với tổng thể tích 25 µl trên tự một cách nhanh chóng và trật tự nucleotide máy PCR Mastercycler Pro S nhân đoạn COI của trong đoạn COI có tính bảo tồn và tỷ lệ tiến gen ty thể sử dụng cặp mồi Fish1 xuôi và ngược hóa tương đối cao. Việc định danh loài sử dụng (F 5’-TCAACCAACCACAAAGACATTG GCAC-3’ trình tự gen ty thể COI cũng bước đầu được và R 5’- TAGACTTCTGGGTGGCCAAGAATCA- tiến hành trên cá chim vây vàng. Keskin et al. 3’) được thực hiện dựa theo nghiên cứu của Ward (2013) đã định danh nhiều loài cá thương mại et al. (2005). trong đó có cá chim vây vàng. Ở Việt Nam, Phản ứng khuếch đại được thực hiện với Nguyễn Thị Hương và cs. (2016) cũng đã bước tổng thể tích 25 µL bao gồm: 3 µL DNA khuôn đầu sử dụng COI để định danh và phân biệt (~ 100 ng/µL) được thêm vào hỗn hợp PCR chứa hai loài cá chim vây vàng là Trachinotus 100 mM Tris HCl (pH 8,3), 500 mM KCl (pH blochii và Trachinotus ovatus. 8,3), 2,5 µL MgCl (25 mM), 1,0 µL dNTPs (5 Việc sử dụng các chỉ thị phân tử mM), 0,5 µL mồi ngược và mồi xuôi (10 pm/µL microsatellite để đánh giá đa dạng di truyền các mỗi mồi) và 1 u/µL Taq Polymerase, thêm H2O quần đàn cá chim là cần thiết để hỗ trợ chương đề ion sao cho thể tích cuối đạt 25 µL. Chu kì 205 Định danh và đánh giá đa dạng di truyền cá chim vây vàng bằng chỉ thị phân tử nhiệt: Biến tính ở 94C trong 2 phút; 35 chu kỳ nghệ sinh học thủy sản - Viện Nghiên cứu nuôi với 94C trong 50 s, 56C trong 50 s, 72C trong trồng thủy sản I. 1 phút, kết thúc giai đoạn là kéo dài chuỗi ở Thành phần phản ứng PCR đa mồi được 72C trong 10 phút và giữ ở nhiệt độ 4C. thực hiện dựa theo hướng dẫn của bộ KIT Master Trước khi tiến hành giải trình tự, tất cả sản mix (Thermo Scientific) với thể tích 15 µL gồm: phẩm PCR được tinh sạch bởi kit ExpinTM PCR 7,5 µL Mastermix 2X; 0,6 µL hỗn hợp mồi xuôi và SV của hãng GeneAll để đảm bảo chất lượng cho 0,6 µL hỗn hợp mồi ngược(tỷ lệ các mồi là 1:1:1), giải trình tự ở bước kế tiếp. Các sản phẩm PCR 1 µL DNA khuôn và H2O đề ion. Chu trình nhiệt đạt chất lượng sẽ được gửi đi giải trình tự tại bước đầu như sau: 94C trong 5 phút; sau đó là First BASE Laboratories, Taman Serdang 35 chu kỳ (94C trong 30 giây, 54-55C trong 30 Perdana - Seksyen 2 - 43300 Seri Kembangan - giây, 72C trong 1 phút), cuối cùng ở 7C trong 3 Selangor, Malaysia. Các trình tự gen sau khi phút và giữ ở nhiệt độ 4C. nhận lại được kiểm tra chất lượng bằng phần Sau đó, phần mềm GeneMarker V.2.2.0 mềm Finch TV 1.4.0 ( được áp dụng để ghi nhận các alen từ phân tích Đổi chiều trình tự ngược (3’-5’), loại bỏ các tín trên. Các thông số di truyền (tần số alen, số alen hiệu nhiễu và căn chỉnh trình tự được thực hiện ở mỗi vị trí microsatllite, số alen hiệu quả, số dị trên công cụ ClustalW trong BioEdit hợp tử thực tế Ho, số dự hợp tử lý thuyết ( Heđược phân tích bằng phần mềm GenAlex 6.5 nhằm để có được các trình tự đạt chất lượng cho - Genetic Analysis in Excel (Peakall và Smouse, phân tích và số liệu được so sánh với trình tự có 2006). Ước tính hệ số cận huyết cho từng vị trí sẵn trên ngân hàng gen để định danh loài cá microsatellite nghiên cứu trong quần đàn Fis sử trong nghiên cứu này. dụng phần mềm FSTAT2.9.3.2 (Goudet, 1995). Phân tích AMOVA trên phần mềm Arlequin 3.1 2.3.Phương pháp đánh giá đa dạng di truyền (Excoffier et al., 2005) được áp dụng để tính 2 DNA tổng số của các mẫu cá chim vây vàng toán sai khác di truyền, kiểm định ꭓ , phân tích (50 mẫu/quần đàn) được tách chiết theo phương sai khác thống kê và nghiên cứu cấu trúc quần pháp kết tủa muối của Sambrook & Russell thể của các quần đàn. (2001). Sau đó, kết quả được điện di trên gel agarose 0,8% trong dung dịch đệm TBE 1×, dưới 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN hiệu điện thế 120 V, 60 mA, 30 phút và kiểm tra trên máy Nanodrop 200C. Lượng DNA mỗi lần 3.1. Định danh loài đo là 1 L. DNA được coi là sạch protein và Đoạn gen COI thuộc vùng gen ty thể của RNA nếu có các chỉ số như sau: OD260/280 = 1,8- các mẫu nghiên cứu được giải trình tự và sau 2,0; OD260/230 = 1,8-2,2. khi loại bỏ các vùng có tín hiệu nhiễu cho kích Để thực hiện phản ứng PCR với thể tích 15 thước đoạn nghiên cứu là 633 bp. Các trình tự µl, sáu chỉ thị phân tử microsatellite được lựa gen cho tín hiệu các đỉnh cao, rõ nét không bị chọn từ nghiên cứu phát triển chỉ thị nhiễu. Các trình tự gen chiều xuôi (5’-3’) và microsatellite của Xie et al. (2014) và dựa trên chiều ngược (3’-5’) đều thống nhất, không có nghiên cứu lựa chọn và tối ưu tổ hợp mồi cho hiện tượng chèn hoặc xóa vị trí nucleotide trong PCR đa mồi của Lưu Thị Hà Giang và cs. (2018) vùng gen nghiên cứu. Các trình tự vùng gen trên cá chim vây vàng vây ngắn (Bảng 1). Các COI cá chim vây vàng thu được có độ tương chỉ thị được lựa chọn dựa vào tính đa hình, đồng cao (99-100%) so với các trình tự COI của không có sự sai khác với quy luật di truyền cá chim vây vàng Trachinotus ovatus đã được Hardy-Weinberg và theo khuyến cáo của các tác công bố trước đó khi so sánh BLAST trên ngân giả. Sau khi có sản phẩm PCR, phân tích đoạn hàng GenBank (Hình 1) với mã hiệu genbank được thực hiện trên hệ thống phân tích di KF356397.1, HQ127346.1 và KJ642220,1. Kết truyền đa năng GenomeLab GeXP (Beckman quả này cho thấy các cá thể cá chim vây vàng Coulter) tại phòng thí nghiệm trung tâm công nghiên cứu thuộc dòng cá chim vây vàng vây 206 Trần Thị Thúy Hà, Lưu Thị Hà Giang, Vũ Thị Trang, Phạm Hồng Nhật, Phan Thị Vân ngắn Trachinotus ovatus (Linnaeus, 1758), al. (2014). thuộc chi Trachinotus Lacépède, 1801 họ cá khế Carangidae. Các trình tự đại diện của mỗi quần 3.2.2. Kết quả phân tích đoạn trên hệ thống đàn cá trong nghiên cứu này sau đó được được GenomeLab GeXP công bố trên ngân hàng gen (GenBank) với số Nghiên cứu đã xác định được kích thước các hiệu từ MK227444 đến MK227447 (Hình 1). alen của từng vị trí microsatellite mẫu phân tích và được biểu thị bằng hình ảnh tín hiệu đồ. 3.2. Đánh giá đa dạng di truyền Hình ảnh tín hiệu đồ rõ nét và ít nhiễu. Đối với các cá thể đồng hợp sẽ thực tế được duy nhất 1 3.2.1. Kết quả khuếch đại PCR đa mồi đỉnh tín hiệu đồ. Ngược lại, với các cá thể dị hợp Kết quả PCR đa mồi của 2 tổ hợp mồi sẽ thực tế được 2 đỉnh của tín hiệu đồ riêng rẽ (EC09, EC10, EC17) và (EC07, EC20, EC28) cho tương ứng với 2 alen tách biệt (Hình 3 và băng vạch sáng, rõ nét, đúng với kích thước lý Hình 4). thuyết và không có sản phẩm phụ (Hình 2). Sản phẩm khuếch đại PCR đa mồi kiểm tra 3.2.3. Đa hình các vị trí microsatellite trên gel agarose 2% (Hình 2) cho thấy đã nhân Tần số alen và độ đa dạng của alen: được các đoạn có kích thước nằm trong khoảng Tần số alen tại 6 vị trí microsatellite EC07, 100-300 bp và phù hợp với kích thước lý thuyết EC09, EC10, EC17, EC20 và EC28 trên 4 quần trong các nghiên cứu trước đây của Xie et đàn nghiên cứu được thể hiện ở hình 5. Bảng 1. Thông tin chỉ thị microsatellite trên cá chim vây vàng vây ngắn (Trachinotus ovatus) Kích Tổ hợp Màu Nhiệt Số hiệu Số thước lý Vị trí Kiểu lặp Trình tự mồi PCR đa huỳnh độ gắn genbank alen* thuyết mồi quang** mồi (bp) EC-7 KF623046 (GT)18 F:ATATCAGCGTCCACCCAAAC PCR1 D4 54C 10 182-202 R:GACGACACACATCCTGCACT EC-20 KF623055 (AC) F:CCACCATCAATCAGCTGTCA PCR1 D3 6 8 171-201 (AC)10 R:AGGTGCTCCACAGATGTTCC EC-28 KF623058 (CA)2 F:GACGTGTTCCACAGCAAGAA PCR1 D2 8 179-205 R:AGGAATGGTCCCAAAGAATG EC-9 KF623047 (CA)19 F:GCTTGTGGAGACCATGACG PCR2 D4 55C 7 127-158 R:CTCCTGGAGGAACTGTGGAG EC-10 KF623048 (CA)32 F:CGTCTGATCCCATCTCTGTG PCR2 D3 17 135-196 R:CTGGTCACTGGAGCTGTGTG EC-17 KF623053 (CAT)27 F:GGTCTGTAGAGAACCAGAACAGT PCR2 D2 14 154-203 R:GCTCCTGTGGAGGACAGAGA Ghi chú: *: Theo kết quả nghiên cứu của Xie et al., 2014; **: D2 (Đen), D3 (Xanh lá cây), D4 (Xanh da trời) Hình 1. Kết quả so sánh Blast trên ngân hàng gen NCBI của cá chim vây vàng quần đàn Hải Phòng 207 Định danh và đánh giá đa dạng di truyền cá chim vây vàng bằng chỉ thị phân tử Ghi chú: Giếng 1, 12 ladder 100 bp; Giếng 2-6: Sản phẩm PCR 1 quần đàn Hải Phòng; Giếng 6-11: Sản phẩm PCR 1 quần đàn Vũng Tàu Hình 2. Hình ảnh điện di sản phẩm PCR đa mồi trên gel agarose 2% EC - 7 EC - 20 EC - 28 Hình 3. Tín hiệu đồ ... n đàn nghiên cứu), các trường hợp này đều tương (genotype) và trong đánh giá di truyền thế hệ đồng với các trường hợp mà giá trị dị hợp tử sau của quần đàn. Theo Nei (1978), trôi dạt di thực tế cao hơn dị hợp tử mong đợi. Hệ số Fis có truyền (genetic drift), giao phối cận huyết, cách mối liên quan chặt chẽ với tỷ lệ dị hợp tử thực tế ly địa lý (isolate by distance) có thể là một trong và mong đợi. Hệ số Fis cao thì quần đàn có số dị những nguyên nhân dẫn đến không cân bằng di hợp tử lý thuyết cao hơn nhiều so với số dị hợp truyền của một quần đàn. Ngoài ra, sự xuất tử thực tế và ngược lại. hiện có thể của các alen “ảo” có thể dẫn đến sự Trường hợp thiếu hụt dị hợp tử (heterozygote thực tế sai lệch về đồng hợp tử có thể gây ra deficiencies) đã thường xuyên được đề cập tới nhiều sai lệch so với HW. Trong nghiên cứu này, trong các nghiên cứu trên đối tượng thủy sản việc các quần đàn nghiên cứu được hình thành nuôi và tự nhiên bằng microsatellite (Launey et bằng cách thu mua cá từ các trang trại nuôi al., 2001). Sự xuất hiện của các alen ảo hay lỗi riêng lẻ, gộp lại thành một quần thể theo vùng trong phản ứng khuếch đại cũng có thể là nguyên địa lý nhằm ương nuôi và lưu giữ mà không có nhân (Cruz et al., 2004). Sự thiếu hụt dị hợp tử ghi nhận thông tin về cá bố mẹ hay phả hệ di trong hai quần thể cá chim Hải Phòng và Vũng truyền từ đó đã ngẫu nhiên trộn lẫn các nguồn Tàu ghi nhận trong nghiên cứu này cho thấy có gen, hay các kiểu alen khác nhau là nguyên thể các cá thể cá chim nghiên cứu có chung nhân chính gây lên hiện tượng sai lệch khỏi nguồn gốc phát sinh (chung bố mẹ) và với hệ số định luật cân bằng HW. 211 Định danh và đánh giá đa dạng di truyền cá chim vây vàng bằng chỉ thị phân tử Bảng 2. Đặc điểm đa dạng di truyền của 4 quần đàn cá chim vây vàng vây ngắn Vị trí N Na Ne Ho He Fis PIC HWE test Hải Phòng ECO7 45 6 3,220 0,659 0,689 0,038 0,649 *** EC09 46 6 3,048 0,625 0,672 0,061 0,624 ns EC10 45 12 4,441 0,585 0,775 0,265 0,734 *** EC17 46 8 3,666 0,707 0,727 0,062 0,694 ns EC20 46 7 3,113 0,659 0,679 0,020 0,609 * EC28 46 9 5,757 0,805 0,826 0,006 0,799 ns Mean ± SE 46,833 ± 0,167 8 ± 0,931 3,874 ± 0,432 0,673 ± 0,031 0,728 ± 0,025 0,075 ± 0,039 0,685 ± 0,030 Nha Trang ECO7 45 8 3,500 0,978 0,714 -0,454 0,619 *** EC09 45 9 2,765 0,667 0,638 0,005 0,578 ** EC10 45 13 6,045 0,867 0,835 -0,155 0,773 *** EC17 44 9 5,101 0,932 0,804 -0,240 0,748 *** EC20 45 8 4,402 0,933 0,773 -0,271 0,723 *** EC28 44 8 4,004 0,795 0,750 0,003 0,685 *** Mean ± SE 44,667 ± 0,211 9,167 ± 0,792 4,303 ± 0,475 0,862 ± 0,047 0,752 ± 0,028 -0,185 ± 0,072 0,688 ± 0,031 Quảng Ninh ECO7 46 13 5,902 0,935 0,831 -0,136 0,793 *** EC09 46 10 3,762 0,674 0,734 0,081 0,742 * EC10 46 16 10,149 0,826 0,901 0,105 0,871 *** EC17 46 13 7,210 0,957 0,861 -0,095 0,850 *** EC20 45 12 6,099 0,933 0,836 -0,107 0,815 * EC28 46 10 3,599 0,630 0,722 0,066 0,606 * Mean ± SE 45,833 ± 0,167 12,333 ± 0,919 6,120 ± 0,990 0,826 ± 0,058 0,814 ± 0,029 -0,014 ± 0,045 0,780 ± 0,039 Vũng Tàu ECO7 45 17 9.597 0,911 0,896 -0,008 0,885 * EC09 43 10 3.573 0,605 0,720 0,128 0,677 ns EC10 45 17 13.192 0,778 0,924 0,191 0,916 *** EC17 45 18 12.126 0,822 0,918 0,135 0,907 * EC20 45 18 6.378 0,778 0,843 0,088 0,828 ** EC28 45 12 5.525 0,644 0,819 0,165 0,823 * Mean ± SE 44,667 ± 0,333 15,333 ± 1,406 8,399 ± 1,570 0,756 ± 0,046 0,853 ± 0,032 0,117 ± 0,029 0,839 ± 0,036 Ghi chú: N: số mẫu nghiên cứu; Na: số alen trên vị trí; Ne: số alen hiệu quả; Ho: dị hợp tử thực tế; He: Dị hợp tử mong đợi; Fis: hệ số cận huyết; PIC: mức độ đa hình microsatellite. * Sai khác có ý nghĩa so với định luật Hardy-Weinberg (P ≤0,05); ** Sai khác có ý nghĩa so với định luật Hardy-Weinberg (P ≤0,01); *** Sai khác có ý nghĩa so với định luật Hardy-Weinberg (P ≤0,001); ns: Sai khác không có ý nghĩa so với định luật Hardy-Weinberg 212 Trần Thị Thúy Hà, Lưu Thị Hà Giang, Vũ Thị Trang, Phạm Hồng Nhật, Phan Thị Vân Bảng 3. Hệ số sai khác di truyền (FST) giữa các đàn cá chim vây vàng Hải Phòng Nha Trang Quảng Ninh Vũng Tàu Hải Phòng Nha Trang 0,131* Quảng Ninh 0,111* 0,118* Vũng Tàu 0,055* 0,092* 0,034* Ghi chú: *Sai khác có ý nghĩa thống kê (P ≤0,05) Bảng 4. Kết quả phân tích phương sai phân tử (AMOVA) của các quần đàn nghiên cứu dựa trên 6 microsatellites Nguồn biến động Độ tự do Tổng bình phương Thành phần biến động Phần trăm biến động Giá trị P Giữa các quần đàn 3 70,224 0,232 9,06 <0,05 Giữa các cá thể 360 837.614 2.327 90,94 <0,05 Tổng 363 907.838 2.559 Quan hệ di truyền và hệ số sai khác di mới chỉ được thu gom và hình thành nuôi giữ truyền (FST): trong thời gian ngắn để phục vụ các nghiên cứu Sự khác biệt về di truyền các quần thể về sinh sản, do đó chúng chưa chịu nhiều tác thường được đánh giá dựa trên hệ số sai khác di động từ môi trường nuôi và hiện tượng trao đổi nguồn gen trong quần thể xảy ra trong quá truyền FST của Wright (1969). Theo Nei (1972) trình nuôi giữ lâu dài, đây là các yếu tố chính nếu giá trị FST <0,05 được cho là sai khác di tác động đến kiểu gen của quần thể động vật. truyền nhỏ; 0,05< FST <0,15 được cho là sai khác di truyền trung bình và FST >0,15 được cho là sai Theo Freitas & Galetti (2005), việc nhân khác di truyền rõ rệt. giống dựa vào kiểu hình và giao phối cận huyết tăng đã góp phần thúc đẩy đáng kể trong việc Bảng 3 cho thấy giá trị FST dao động từ 0,034 đến 0,118 và các sự sai khác di truyền tạo nên sự tương đồng di truyền giữa các quần giữa các quần đàn nghiên cứu đều có ý nghĩa thể. Như vậy, việc lai chéo giữa các dòng cá thống kê (giá trị P ≤0,05) (Bảng 3). Kết quả cho chim vây vàng vây ngắn có thể là phương pháp thấy quần đàn Vũng Tàu có quan hệ di truyền tốt để tăng đa dạng di truyền và hạn chế tác gần gũi với các quần đàn còn lại, trong đó gần động tiêu cực của cận huyết nhưng vẫn giữ được gũi nhất với quần đàn Quảng Ninh các đặc tính tốt của các dòng cá nhập nội. (Fst = 0,034), tiếp đến là quần đàn Hải Phòng AMOVA là một phương pháp để phát hiện và Nha Trang (hệ số Fst tương ứng là 0,055 và mức độ khác biệt di truyền giữa các quần thể 0,092). Ba quần đàn cá chim vây vàng Quảng khác nhau sử dụng các chỉ thị phân tử Ninh, Hải Phòng và Nha Trang đều cho thấy (Excoffier et al., 1992). Kết quả phân tích mối quan hệ di truyền xa hơn thể hiện qua mức AMOVA (Bảng 4) cho thấy, đa dạng di truyền ở sai khác di truyền trung bình với Fst >0,1. mức độ phân tử là cao giữa các cá thể với nhau Trong nghiên cứu này, hệ số sai khác di truyền (90,94%). Trong khi mức độ đa dạng của 4 quần Fst không tỷ lệ thuận với khoảng cách địa lý của thể cá chim vây vàng vây ngắn khi so sánh với các quần đàn nghiên cứu, chẳng hạn như Quảng nhau là tương đối thấp (9,06%). Điều này cho Ninh và Hải Phòng có khoảng cách địa lý gần thấy không có cấu trúc quần thể rõ ràng ở 4 gũi, cũng như điều kiện sinh thái vùng nuôi quần đàn nghiên cứu và hầu như không có sự tương đồng hơn so với Hải Phòng và Vũng Tàu, biến đổi di truyền trên các vị trí được khảo sát. nhưng sai khác di truyền vẫn lớn hơn. Thực tế Thực tế từ việc hình thành mới các quần đàn cá là các quần đàn cá chim trong nghiên cứu này chim vây ngắn bằng cách thu thập các cá thể từ 213 Định danh và đánh giá đa dạng di truyền cá chim vây vàng bằng chỉ thị phân tử các trang trại nuôi khác nhau mà không có ghi nâng cao sản lượng, chất lượng và vệ sinh an nhận thông tin về di truyền và phả hệ trong toàn thực phẩm” (03/FIRST/2a/RIA1) thuộc Dự nghiên cứu này đã giải thích cho kết quả phân án: “Đẩy mạnh đổi mới sáng tạo thông qua tích cấu trúc quần thể này, đồng thời cũng bổ nghiên cứu khoa học và công nghệ” (FIRST). sung cho giả thiết về sai khác di truyền (Fst) cũng như hệ số cận huyết (Fis) đã trình bày ở TÀI LIỆU THAM KHẢO trên. Các nghiên cứu tương tự trước đây cũng đã thực tế thấy hiện tượng này trên các loài cá Botstein D., White R.L., Skolnick M. & Davis R.W. (1980). Construction of a genetic linkage map in khác Melo et al. (2006). man using restriction fragment length Như vậy, qua đánh giá mức độ khác biệt di polymorphisms. American Journal of Human truyền giữa các quần thể và các cá thể, việc lai genetics. 32(3): 314. chéo giữa các cá thể khác nhau trong cùng hoặc Cruz P., Ibarra A.M., Mejia-Ruiz H., Gaffney P.M. & khác quần thể là một giải pháp hữu hiệu nâng Pérez-Enríquez R. (2004). Genetic variability assessed by microsatellites in a breeding program cao đa dạng di truyền và hạn chế tác động tiêu of Pacific white shrimp (Litopenaeus vannamei). cực của cận huyết cũng như nâng cao ưu thế lai, Marine Biotechnology. 6(2): 157-164. những đặc tính tốt (sinh trưởng, chịu lạnh) của Excoffier L. & Lischer H.E.L.(2010). Arlequin suite ver các dòng cá chim vây vàng vây ngắn trong 3.5: A new series of programs to perform population nghiên cứu. genetics analyses under Linux and Windows. Molecular Ecology Resources. 10: 564-567. Excoffier L., Smouse P.E. & Quattro J.M. (1992). 4. KẾT LUẬN Analysis of molecular variance inferred from Nghiên cứu định danh loài cá chim và phân metric distances among dna haplotypes: Application to human mitochondrial dna restriction tích đa dạng di truyền ứng dụng chỉ thị phân tử data. Genetics. 131:479-491. DNA đã xác định được đây là loài cá chim vây Excoffier L., Laval G., & Schneider S. (2005). ngắn (Trachinotus ovatus), các quần đàn cá Arlequin: an integrated software package for nghiên cứu đều có mức độ đa hình cao, sai khác population genetics data analysis. Evolutionary di truyền ở mức trung bình (có ý nghĩa thống bioinformatics, 1, 117693430500100003. kê) với cấu trúc quần thể chưa rõ ràng. Kết quả Freitas P.D. & Jnr P. G. (2005). Assessment of the nghiên cứu này là cơ sở khoa học cung cấp các genetic diversity in five generations of a thông tin về di truyền phục vụ các nghiên cứu commercial broodstock line of Litopenaeus về chọn dòng cá bố mẹ thích hợp trong chương vannamei shrimp. African Journal of Biotechnology. 4(12). trình chọn giống tiếp theo. Goudet J. FSTAT (Version 1.2) (1995). A computer program to calculate F-statistics.Journal of 4. ĐỀ XUẤT heredity. 86(6): 485-486. Guo L., Zhang N., Yang J.W., Guo H.Y., Zhu K.C., Nên tăng số lượng chỉ thị phân tử Liu B.S, Liu T.T & Zhang D.C. (2018). microsatellite để đánh giá đa dạng di truyền các Comprehensive assessment of the genetic diversity quần đàn cá chim. Bên cạnh đó, nên đánh giá and population structure of cultured populations of biến dị di truyền của cá chim vây vàng tạo ra từ golden pompano, Trachinotus ovatus (Linnaeus, các tổ hợp lai để hiểu rõ hơn về đặc điểm di 1758), by microsatellites. Aquaculture international. 26(6): 1445-1457. truyền của các thế hệ cá chọn giống. Từ đó có cơ sở khoa học để duy trì các quần đàn cá bố mẹ có Hartl D.L & Clark A.G. (1997). Principles of population genetics. Sunderland, Massachusetts: chất lượng tốt. Fourth Edition Sinauer Associates Google Scholar. Keskin E.& Atar H.H. (2013). DNA barcoding LỜI CẢM ƠN commercially important fish species of Turkey. Molecular Ecology Resource. 13(5): 788-797. Nghiên cứu được thực hiện với sự hỗ trợ của Launey S., Barre M., Gerard A. & Naciri-Graven Y. Tiểu dự án: “Hiện đại hóa công nghệ sản xuất cá (2001). Population bottleneck and effective size in biển quy mô công nghiệp ở Việt Nam nhằm Bonamia ostreae-resistant populations of Ostrea 214 Trần Thị Thúy Hà, Lưu Thị Hà Giang, Vũ Thị Trang, Phạm Hồng Nhật, Phan Thị Vân edulis as inferred by microsatellite markers. ovatus. Conservation genetics resources. 5(4): Genetics Research. 78(3): 259-270. 1107-1109. Lưu Thị Hà Giang, Đặng Thị Nguyên, Trần Thị Thúy Trần Thị Thúy Hà, Vũ Thị Trang, Nguyễn Hữu Ninh & Hà & Phan Thị Vân (2018). Thiết lập phản ứng Nguyễn Thị Hoa (2013a). Đánh giá đặc điểm các multiplex PCR phục vụ nghiên cứu cá chim vây tổ hợp lai cá rô phi (Oreochromis niloticus) bằng vàng (Trachinotus spp.) Tạp chí Khoa học Nông chỉ thị phân tử microsatellite. Sách Báo cáo khoa nghiệp Việt Nam. 16(3): 232-240. học - Hội nghị khoa học công nghệ sinh học toàn Melo F.A., Vitor R.W.A., Gazzinelli R.T. & Melo quốc năm 2013. M.N. (2006). Genetic analysis of natural Trần Thị Thúy Hà, Nguyễn Thế Việt, Nguyễn Thị recombinant Brazilian Toxoplasmagondii strains Hương & Nguyễn Hữu Đức (2013b). Tìm hiểu đặc by multivị trí PCR-RFLP. Infection, Genetics and điểm di truyền một số quần đàn tôm thẻ chân trắng Evolution. 6(1): 22-31. (Litopenaeus vannamei) nuôi tại Việt Nam bằng Nei M. (1972). Genetic distance between populations. chỉ thị microsattelite. Tạp chí Khoa Học và Phát The American Naturalist. 106(949): 283-292. Triển. 11(6). Nguyễn Thị Hoa (2013). Báo cáo tổng kết đề tài Trịnh Quốc Trọng (2013). Báo cáo tổng hợp đề tài “Nghiên cứu đánh giá vật liệu chọn giống nâng cao “Đánh giá các thông số di truyền và hình thành vật tốc độ sinh trưởng cá rô phi nuôi trong điều kiện liệu ban đầu cho chọn giống cá rô phi đỏ nhiệt độ không tối ưu”. Chương trình Công nghệ (Oreochromis spp.)”. Chương trình công nghệ sinh Sinh học trong Nông nghiệp, Thủy sản. học trong nông nghiệp, thủy sản. Nguyễn Thị Hương, Vũ Thị Trang, Nguyễn Thị Mai, Ward R., Zemlak T., Innes B., Last P. & Hebert P. Lê Văn Toàn & Nguyễn Hữu Ninh (2016). Ứng (2005). DNA barcoding Australia's fish species. dụng sinh học phân tử trong định danh loài cá chim Philosophical transactions of the Royal Society of vây vàng nuôi tại việt nam. Tạp chí Nông nghiệp London Series B 360: 1847-1857. doi: và Nông thôn. 7: 102-109. 10,1098/rstb.2005.1716. Peakall R. & Smouse P.E. (2006) GENALEX 6: Wright S. (1969) Evolution and the Genetics of genetic analysis in Excel. Population genetic Populations, Vol. 2. The Theory ofGene software for teaching and research. Molecular Frequencies. University of Chicago Press, Chicago, Illinois. Ecology Notes. 6: 288-295. Xie Z., Li S., Yao M., Lu D., Li Z., Meng Z., Zhang Y. Phạm Anh Tuấn, Lê Quang Hưng & Nguyễn Thị Tần & Lin H. (2014). The complete mitochondrial (2008). Đánh giá lựa chọn vật liệu chọn giống genome of the Trachinotus ovatus (Teleostei, nâng cao tốc độ sinh trưởng cá rô phi nuôi vùng Carangidae). Mitochondrial DNA. 26(4): 644-646. nước lợ mặn. Tạp chí Khoa học và Phát triển. 6(2): 161-165. Zhenzhen X., Ling X., Dengdong W., Chao F., Qiongyu L., Zihao L., Xiaochun L., Yong Z., Sambrook J. & Russell D.W. (2001). Molecular Shuisheng L. & Haoran L. (2014). Transcriptome cloning: A laboratory manual, the third edition. analysis of the Trachinotus ovatus: identification Sun L., Zhang D., Jiang S., Guo H. & Zhu C. (2013). of reproduction, growth and immune-related genes Isolation and characterization of 21 polymorphic and microsatellite markers. PloS one. 9(10): microstatellites in golden pompano Trachinotus p.e109419. 215
File đính kèm:
- dinh_danh_va_danh_gia_da_dang_di_truyen_ca_chim_vay_vang_ban.pdf