Bài 15. Ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn và nhân giống thủy sản SVIP

I. ỨNG DỤNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ TRONG CHỌN GIỐNG THỦY SẢN

- Chỉ thị phân tử được ứng dụng trong chọn giống thuỷ sản nhằm chọn các cá thể mang gene mong muốn.

- Ứng dụng chỉ thị phân tử cho phép xác định chính xác:

+ Những cá thể mang gene mong muốn ngay ở giai đoạn phát triển sớm.

→ Nhờ đó rút ngắn thời gian chọn giống, giảm chi phí và công lao động.

- Ở Việt Nam, thông qua ứng dụng chỉ thị phân tử đã chọn được:

+ Dòng cá tra có khả năng chịu mặn, sinh trưởng nhanh.

+ Dòng tôm thẻ chân trắng có tốc độ tăng trưởng nhanh.

- Các bước chọn giống tôm theo phương pháp truyền thống:

+ Bước 1. Chọn cặp tôm bố mẹ, có một tôm cái và một tôm đực.

+ Bước 2. Tôm bố mẹ sau đó được giao phối với nhau để tạo ra con cái.

+ Bước 3. Các tôm con được sinh ra và nuôi lớn cho đến khi đạt kích thước nhất định.

+ Bước 4. Quan sát hình thái:

• Các cá thể tôm đã được chọn lọc dựa trên hình thái sẽ được sử dụng làm nguồn tôm bố mẹ cho các thế hệ tiếp theo.

- Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn giống tôm:

+ Bước 1. Chọn cặp tôm bố mẹ, có một tôm cái và một tôm đực.

+ Bước 2. Tôm bố mẹ sau đó được giao phối với nhau để tạo ra con cái.

+ Bước 3. Chọn bằng chỉ thị phân tử để phân tích các con tôm con ngay từ khi còn nhỏ:

• Các vạch màu đen và đỏ đại diện cho các gen hoặc dấu hiệu di truyền đặc biệt.

→ Những cá thể mang tính trạng mong muốn sẽ được chọn để làm nguồn tôm bố mẹ cho các thế hệ tiếp theo.

II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG NHÂN GIỐNG THỦY SẢN

1. Sử dụng các chất kích thích sinh sản 

- Chất kích thích sinh sản hay còn gọi là kích dục tố.

- Là những hormone có nguồn gốc từ:

+ Động vật.

+ Các chất tổng hợp.

- Chúng thường được sử dụng trong sinh sản nhân tạo của cá.

- Việc tiêm kích dục tố phù hợp cho cá đã thành thục ở giai đoạn phát triển tuyến sinh dục sẽ:

+ Kích thích quá trình thành thục của trứng, tinh trùng.

→ Giúp sản xuất cá giống trên quy mô lớn và chủ động.

- Một số chất kích thích sinh sản được sử dụng là LRHa, HCG, PG và GnRHa,...

- Tùy thuộc vào đối tượng thủy sản cho sinh sản mà sử dụng:

+ Đơn lẻ loại chất kích thích khác nhau.

+ Kết hợp chúng với nhau.

- Các bước tiêm HCG để kích thích cá tra sinh sản:

+ Tiêm liều sơ bộ cho cá mẹ:

• Tiêm từ 1 đến 3 lần.

• Mỗi lần cách nhau từ 10 đến 24 giờ.

+ Tiêm liều quyết định cho cá mẹ:

• Sau khi tiêm liều sơ bộ, tiếp tục tiêm liều quyết định.

+ Thu trứng từ cá mẹ:

• Sau khi tiêm liều quyết định, thu trứng từ cá mẹ.

+ Tiêm HCG cho cá bố:

• Trong lúc thu trứng, tiến hành tiêm HCG cho cá bố.

+ Thụ tinh nhân tạo:

• Sau khi có trứng từ cá mẹ và tinh dịch từ cá bố.

• Tiến hành thụ tinh nhân tạo để tạo ra các phôi.

+ Thụ tinh:

• Quá trình thu tinh hoàn tất và tiếp tục các bước ấp trứng và chăm sóc phôi.

2. Điều khiển giới tính động vật thủy sản

- Ở một số loài động vật thủy sản, có sự khác nhau giữa con cái và con đực về:

+ Ngoại hình.

+ Tốc độ sinh trưởng,...

- Ví dụ:

+ Cá rô phi đực lớn nhanh hơn cá rô phi cái.

+ Tôm càng xanh đực lớn nhanh hơn tôm càng xanh cái.

- Nghiên cứu điều khiển giới tính của đối tượng nuôi theo hướng có lợi nhằm:

+ Tạo hiệu quả tối ưu trong sản xuất.

+ Mang lại hiệu quả kinh tế cho người nuôi.

- Phương pháp được ứng dụng phổ biến nhất là cho thủy sản ăn hormone chuyển đổi giới tính như:

+ Estrogen (chuyển sang giới tính cái).

+ Testosterone (chuyển sang giới tính đực).

- Trong chuyển đổi giới tính cá rô phi, hormone điều khiển giới tính đực sẽ:

+ Được trộn đều vào thức ăn cho cá bột.

+ Cho ăn trong vòng 21 ngày.

→ Tỉ lệ cá rô phi đực trong đàn có thể đạt từ 85% đến 95%.

3. Bảo quản lạnh tinh trùng

Kĩ thuật bảo quản lạnh tinh trùng của động vật thủy sản giúp:

- Chủ động trong quá trình sản xuất giống nhân tạo:

+ Nhất là khi có hiện tượng lệch pha trong sự thành thục sinh dục giữa con đực và con cái.

- Quá trình vận chuyển dễ dàng so với trước đây khi phải đưa cá bố từ nơi này đến nơi khác để thụ tinh.

- Hạn chế tối đa việc lưu giữ cá đực để bảo tồn dòng thuần.

- Ngăn cản suy giảm chất lượng di truyền do lai cận huyết trong thủy sản.

a. Bảo quản ngắn hạn

- Thời gian bảo quản kéo dài từ vài giờ đến một tháng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

+ Loài cá.

+ Chất lượng tinh trùng ban đầu.

+ Tỉ lệ pha loãng.

+ Chất bảo quản,...

- Bảo quản ngắn hạn gồm các bước cơ bản như:

+ Bước 1. Thu tinh trùng.

+ Bước 2. Pha loãng tinh trùng với chất bảo quản.

+ Bước 3. Bổ sung chất kháng sinh.

+ Bước 4. Bảo quản trong tủ lạnh ở nhiệt độ từ 0 °C đến 4 °C.

b. Bảo quản dài hạn

- Thời gian bảo quản có thể lên đến 3 tháng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

+ Loài cá.

+ Chất lượng tinh trùng ban đầu.

+ Tỉ lệ pha loãng.

+ Chất bảo quản.

+ Phương pháp hạ nhiệt,...

- Bảo quản dài hạn là hình thức bảo quản trong nitrogen lỏng, gồm các bước cơ bản như:

+ Bước 1. Thu tinh trùng:

• Chọn cá đực khoẻ mạnh.

• Thu tinh trùng bằng cách vuốt nhẹ ở phần bụng dưới, hướng về lỗ sinh dục.

• Tinh trùng thu được có màu trắng đục hoặc trắng sữa, không bị lẫn tạp chất.

+ Bước 2. Kiểm tra hoạt lực tinh trùng:

• Pha loãng tinh trùng với nước cất hoặc dung dịch đẳng trương.

• Kiểm tra trên kính hiển vi, hoạt lực của tinh trùng đạt trên 50% là mẫu đạt tiêu chuẩn.

+ Bước 3. Pha tinh trùng với chất bảo quản, chất chống đông rồi đưa hỗn hợp vào dụng cụ lưu trữ tinh trùng (ống tinh).

+ Bước 4. Đưa dụng cụ lưu trữ tinh trùng vào làm lạnh trong hơi nitrogen:

• Cách bề mặt nitrogen lỏng khoảng 1 - 5 cm ở nhiệt độ -76 °C.

• Trong thời gian từ 3 phút đến 25 phút tuỳ thuộc vào từng loài cá.

+ Bước 5. Đưa dụng cụ lưu trữ tinh trùng vào nitrogen lỏng (nhiệt độ -196°C) để bảo quản dài hạn.