CƠ SỞ DI TRUYỀN VÀ CHỌN GIỐNG CÁ MỞ ĐẦU • V.X Kirpichnikov: Có chăn nuôi trồng trọt phải có chọn giống vật nuôi trồng; có nuôi cá phải có chọn giống cá • Ở châu Âu, giống cá chép tốt (giống cá Đức) xuất từ kết dưỡng cá chép hoang dã Đunai vào kỷ 17, 18 • Việt Nam, nghề nuôi cá phát triển từ thập kỹ 50s (XX) đạt nhiều thành tích quan trọng  Thuần hóa nhiều loài thủy sản có giá trị kinh tế  Nâng cao phẩm giống loài nuôi thương phẩm  Bảo tồn gen loài thủy sản quý • Tồn trình phát triển vấn đề chất lượng giống loài cá, tôm nuôi • Các nhà quản lý đề cập đến nhiệm vụ "lai tạo giống cá tốt để nuôi - chọn giống" • Một số loài cá nuôi bị thoái hoá, thể ở: - Tốc độ sinh trưởng chậm - Kích cỡ thương phẩm nhỏ, suất thấp - Cá bố mẹ tham gia sinh sản nhỏ, cá giống sản xuất không đạt quy cách • Một số loài cá nuôi bị lai tạp cá chép, cá mè, cá rô phi • Nâng cao chất lượng di truyền giống cá: - Cải tiến giống cũ, tạo giống phương pháp truyền thống hay đại - Biến đổi giới tính theo yêu cầu nuôi đạt suất cao - Tránh suy thoái cận huyết tăng cường hiệu lai kinh tế  Nâng cao chất lượng giống phải dựa sở khoa học di truyền  Chọn giống dự sở biến dị  Chương trình môn học Phần 1: Di truyền cá Chương I: Cơ sở vật chất di truyền cá Chương II: Di truyền tính trạng chất lượng cá Chương III: Di truyền biến dị tính trạng số lượng cá Phần : Chọn giống cá Chương IV: Các phương pháp chọn giống cá truyền thống Chương V: Các hướng chọn giống đại Tài liệu tham khảo 1. Phan Cự Nhân, Trần Đình Miên, Tạ Toàn, Trần Đình Trọng, 1976. Di Truyền Học Cơ Sở Chọn Giống Động Vật. NXB Đại học Trung Học Chuyên Nghiệp, Hà Nội. 2. Đặng Hữu Lanh, Trần Đình Miên, Trần Đình Trọng, 1999. Cơ Sở Di Truyền Chọn Giống Động Vật. NXB Giáo dục, Hà Nội. 3. Kirpichnikov (Thanh Phương dịch), 1976. Cơ Sở Di Truyền Chọn Giống Cá, NXB Nông Nghiệp, Hà Nội. 4. Trần Đình Trọng, Đặng Hữu Lanh (2005), Cơ sở Di truyền Chọn giống cá. NXB Nông Nghiệp, TP Hồ Chí Minh. 5. Colin, E.P., 1993. Genetics and Fish Breeding. Chapman & Hall: Fish and Fisheries series 8. 6. Phạm Thành Hổ, 2003. Di truyền học. NXB Giáo dục. 7. Hồ Huỳnh Thuỳ Dương, 1998. Sinh học phân tử. NXB Giáo dục, 1998 8. Hart L.D., 2001. A primer of population genetists. Cambridge, 2001. Phần I: Di truyền cá Chương I: Cơ sở vật chất di truyền cá I. Cấu trúc nhiễm sắc thể chức di truyền hoạt động sống sinh vật 1. Hình dạng cấu trúc nhiễm sắc thể 1.1. Hình dạng NST • Kiểu nhân cá nghiên cứu biện pháp xử lý nhược trương, nhuộm mẫu ép mẫu để lên tiêu bản. • Từ 1960 sử dụng Colchicine (C22H25NO6). • 3000 loài 1. NST tâm đầu - Acro (telo) centric (a) - tâm động gần sát mút NST, vai dài ≥ lần vai ngắn 2. NST tâm lệch - Subtelocentric (st) - tâm động nằm cách đầu mút NST không xa, phân biệt vai NST, vai dài ~ - lần vai ngắn 3. NST tâm kề - Submetacentric (sm) - tâm động nằm gần NST, vai dài ~ 1,6 đến lần vai ngắn. 4. NST tâm cân- Metacentric (m) - tâm động nằm NST, hai vai tương đối Hình 1. Các kiểu NST thường gặp cá: Các NST Megupsilon aporus (họ cá sóc) (Uyeno Miller, 1971). Các nhiễm sắc tử liên kết vùng tâm động. kiểu NST: a. tâm đầu (a); b. tâm lệch (st); c. tâm kề (sm); d. tâm cân (m)  Sức biến dị khối lượng đa số loài cá không mang tính cộng gộp  Chọn giống gia đình đặt trước việc tăng tốc độ sinh trưởng mục đích chọn giống  cải tiến tiêu sinh trưởng cần đến chọn giống gia đình, chọn lọc hàng loạt có ích  Chọn lọc hàng loạt tốt cho tính trạng ngoại hình hình thái, h2 > 0,3 - 0,4 Chọn lọc hỗn hợp • Trình tự chọn giống gia đình → chọn lọc hàng loạt (cùng hệ)/ đánh giá bố mẹ qua đời  Giai đoạn đầu: lai cá bố mẹ dòng khác  nuôi gia đình để đánh giá chọn gia đình có phẩm giống tốt  Giai đoạn 2: chọn lọc hàng loạt gia đình chọn  gia đình có trên1000 cá thể → chọn lọc với cường độ cao  Giai đoạn 3: tổ chức đánh giá cá bố mẹ qua đời • Hiệu chọn lọc hỗn hợp: Rc = Rf + Rm + Rpt  Chọn lọc hỗn hợp áp dụng chọn giống cá chép Ropsa cá hồi Đại tây dương  Chọn giống cá chép Viện I - 1985: tạo dòng lai kép V(VH), H(VY), Y(VH), tiến hành chọn lọc hàng loạt - 1986-1996: qua hệ, bình quân h2 0,16; F1: h2 0,29; F2: h2 0,2; sau giảm dần ảnh hưởng cận huyết - R: trung bình 33%, giảm dần qua hệ - Để phục hồi hệ số di truyền tăng tốc độ sinh trưởng, Viện I chuyển sang chọn giống gia đình + Tiến hành thời gian 1997 – 2005 + Bước (1997 – 2000) sử dụng 100 gia đình (100 ♂ 100 ♀), cá tuổi, Wtb: ♂ 1,92kg, ♀ 2,38kg + 1998 chọn14 gia đình tiếp tục so sánh đánh giá + Kết chọn lọc qua hai cho thấy tốc độ tăng trưởng đàn cá chọn tăng 7% IV. Cận huyết ưu lai 1. Cận huyết (Inbreeding)  Mức độ cận huyết biểu qua hệ số cận huyết F  F tương ứng với xác suất tăng số lượng đồng hợp tử sau hệ  Giá trị F phụ thuộc vào mức độ thân thuộc cá thể giao phối - Thực vật tự thụ phấn, F đạt cực đại = 0,5 - Giao phối anh chị em bố mẹ với cái, F = 0,25; xa hơn, F = 0,125  Giá trị F cao cá mẫu sinh  Về mặt lý thuyết, tất cá mẫu sinh hoàn toàn đồng hợp tử (F = 1)  Trao đổi chéo nhiễm sắc tử → F bị giảm cá chép = 0,6 - 0,75; cá bơn = 0,78 - 0,87  Trong quần thể sinh sản ngẫu phối nhỏ  hạn chế số lượng nên → trường hợp phối cận ngẫu nhiên  quần thể (Ne) nhỏ hệ số cận huyết lớn F = Ne  Trong quần đàn cận huyết tần số kiểu gen hệ biến động theo hướng tăng số lượng đồng hợp tử  Xác định theo công thức Li (1976): (p2 + Fpq)AA + (2pq - 2Fpq)AB + (q2 + Fpq)BB =  F=0,01 (Ne = 50), mức đồng hợp tử không lớn → F tăng rõ rệt số lượng cá thể quần đàn  Do sức sinh sản cao, số lượng cá bố mẹ chọn giống thường không cần nhiều Vd: giữ lại làm giống -2 cặp cá bố mẹ tốt nhất, (Ne: – 4), F: 0,125 - 0,25 → Kết trình quy đồng hợp cháu nhanh  Hệ số cận huyết tương quan nghịch với hệ số di truyền  Đàn cá chọn làm giống lớn, F thấp h2 cao  Hậu cận huyết (suy thoái cận huyết, inbreeding depression)  giảm sức sống,  giảm tốc độ sinh trưởng, v.v… hệ • Do tăng tính đồng hợp, gen lặn có hại • Đối với cá, nhiều tính trạng suất trình chọn lọc hình thành hệ thống đa gen dị hợp phức tạp → Các hệ thống bị huỷ hoại giao phối cận huyết Vd: cá chép sinh từ phối cận giảm sinh trưởng 10 - 20%, sức sống giảm tỷ lệ dị hình tăng (Wolhfarth; Moav, 1971)  Giá trị suy thoái cận huyết tính theo công thức Kincaid (1983): X1 − X X = X1  Ở nhiều loài cá cảnh giao phối cận huyết không xuất suy thoái đáng kể  chọn lọc khắt khe cẩn thận người nuôi cá cảnh  liên quan đến sức sinh sản không cao  Trong tự nhiên: chọn lọc tự nhiên loại bỏ suy thoái cận huyết  Ý nghĩa giáo phối cận huyến chọn giống cá:  Ổn định tính trạng chọn giống  Tăng hiệu lai kinh tế 2. Ưu lai (Heterosis)  Ứng dụng lai F1  F1 thể ưu lai  Cơ chế ưu lai  sở ưu lai gồm chế di truyền bổ sung lẫn nhau: - Tập hợp lai gen trội có ích bố mẹ tích luỹ (giả thuyết tính trạng trội) - Nâng tác dụng dị hợp lai (giả thuyết siêu trội)  Trong tự nhiên, ưu lai biểu tăng sức sống lai (giá trị nòi giống)  đặc trưng cho lai loài/khác loài (“nguyên ưu lai”, Euheterosis)  nguyên ưu lai liên quan đến tính ưu việt sức sống dị hợp tử  Con lai giống nhân tạo thường đặc trưng lớn nhanh tăng kích cỡ  kích thích tác động phức tạp gen trội thủ tiêu suy thoái cận huyết tính đồng hợp gen lặn  sức sống tăng, đặc biệt lai dòng cận huyết giống trải qua phối cận  Ứng dụng chọn giống ưu lai • Việc chọn giống  tạo cải tiến sử dụng dòng-giống  lai dòng-giống với dòng-giống khác để có ưu lai • Khi áp dụng công thức lai kinh tế vào sản xuất  nuôi riêng giữ giống bố mẹ  dùng toàn lai F1 làm cá thương phẩm Tỷ lệ sống % cá hương, cá giống thí nghiệm so sánh chép Việt (V), chép Hung (H) lai (HV VH) (Theo Trần Mai Thiên, 1998) Giai đoạn Công thức phối 1974 1975 1976 Cá hương V VH HV H 51,6 ± 0,21 61,6 ± 0,20 60,4 ± 0,20 22,3 ± 0,18 70,0 ± 0,17 44,3 ± 0,21 40,0 ± 0,20 71,2 ± 0,23 80,0 ± 0,16 78,0 ± 0,17 37,6 ± 0,24 Cá giống V VH HV H 85,9 ± 9,4 94,9 ± 1,90 81,4 ± 7,5 45,7 ± 5,2 76,2 ± 2,9 76,7 ± 2,3 38,6 ± 2,4 78,3 90,0 ± 3,3 73,0 ± 11,3 46,3  Lai xa loài - Rô phi đen O. mossambicus x Rô phi vằn O. niloticus (Lê Đức Trịnh c.s, 1979) - Rô phi vằn ♀ x rô phi xanh O. aureus ♂ - Mè trắng Hypophthalmichthys molitris x Mè hoa Aristichys nobilis (Trần Đình Trọng, 1968) - Cá Trê đen cá Trê vàng x Trê phi Clarius fuscus C.macrocephalus x C.gariepinus (Phạm Báu, 1996) - Mè trắngTrung Quốc H. molitrix x Mè trắng Việt Nam H. harmandi (Nguyễn Quốc Ân, 1991) - Trắm cỏ Ctenopharyngodon idellus x Trắm đen Mylopharyndon piceus (Trần Đình Trọng, 1981) [...]... truyền đạt thông tin di truyền được di n ra theo nguyên lý của thuyết trung tâm: 3.2.1 Mã di truyền • Sự tương quan về trình tự các nucleotide trong gen và trình tự các acid amin trong chuỗi protein được gọi là mã di truyền hay mã sinh học (codon) • Mã di truyền là mã bộ ba: 3 nucleotide đứng kế tiếp nhau trong DNA quy định 1 acid amin trong protein • Tất cả có 64 codon • Đặc điểm mã di truyền: liên tục,... đứt dần các mối liên kết hydro giữa các cặp base nitơ bổ sung • Các nucleotide bổ sung mới đến gắn với các base vừa được giải phóng theo nguyên lý bổ sung • Dưới xúc tác của DNA polymerase I và III các Nucleotide trên một mạch thiết lập liên kết phosphodieste 3'-5' Mô hình AND tự tái bản 3.2 Mã di truyền – sao mã và dịch mã • DNA điều khiển tổng hợp các protein theo từng giai đoạn • Quá trình truyền. .. folding, modification, translocation Functional protein 3.1 Sự tái bản DNA theo cơ chế bán bảo toàn • Quá trình tái bản (replication): DNA tái sản xuất một cách chính xác cấu trúc sau mỗi lần phân bào • Việc tái bản các DNA có sự tham gia của số lượng lớn các enzyme  DNA polymerase I và III làm nhiệm vụ liên kết các nucleotide bằng các liên kết phosphodieste 3'-5'  DNA ligase nối các đoạn ngắn của các... A0) và các mức kết tụ 2 Cấu trúc DNA 2.1 Thành phần hoá học của DNA  ADN gồm 2 mạch polynucleotit • Nucleotid gồm gốc phosphate, đường pentose (C5H10O4) và 1 trong 4 gốc base nitơ: Adenin, Guanin Thymin và Cytozin • Nhóm phosphate gắn vào gốc C5’ và base nitơ gắn với C1’ đường • Các Nucleotit liên kết với nhau qua nhóm Phosphate tạo thành chuỗi Polynucleotit, nhóm P liên kết với C5’ của một đường và. ..• Ở một số loài cá trong giai đoạn trung kỳ nguyên phân chỉ toàn thấy NST hình que, bao gồm NST tâm đầu (a) và tâm lệch (st) • Ở một số khác lại chỉ có NST tâm cân (m) và hơi tâm lệch (sm) • Trong các bộ NST của cá thường gặp 2 - 3 hoặc cả 4 kiểu NST 1.2 Cấu trúc của sợi NST 1.2.1 Các thành phần của sợi nhiễm sắc • Trong mỗi NST có 2 cấu trúc, bề ngoài giống nhau nằm song song với nhau,... nhau trong tế bào đang phân chia và được mở xoắn ở mức độ nhất định trong nhân tế bào ngừng phân chia (interphase) • Các thành phần chủ yếu của các NST: - DNA (Desoxyribonucleic Acid) chứa nhiều Gen (500 -1500 bp/gen) - Các RNA, protein dạng histon và phi histon một số kim loại Mg++, Ca++, Na+  Histon có phân tử ngắn chứa 100 - 200 a.A  5 loại histon: H1, H2A, H2B, H3 và H4 (1:2:2:2:2) 1.2.2 Cấu trúc... ứ b a 3.2.2 Sự sao mã • Quá trình truyền đạt thông tin di truyền từ chuỗi xoắn kép DNA sang mạch đơn RNA • Một phân tử mạch đơn RNA thông tin (mRNA hay iRNA) được tạo nên theo nguyên lý bổ sung từ 1 trong 2 mạch đơn của phân tử DNA (Uracine thay Thymine) • Khi kết thúc tổng hợp, phân tử mRNA tách khỏi nhân và đi vào tế bào chất • Trong tế bào thường có lượng dự trữ các loại mRNA ... gồm phân tử DNA xoắn qua các thể nhân (nucleosome) hay còn gọi là glubola • Mỗi glubola cấu tạo từ 8 phân tử protein (H2A, H2B, H3 và H4) và 2 vòng xoắn DNA chứa 170 bp • Hai nucleosome ở cạnh nhau được liên kết với nhau bởi một đoạn ADN 10 -100 bp (DNA linker) + DNA linker đính với 1 p.tử H1 + H1 đóng vai trò quan trọng tạo sự bền vững trong liên kết của các nucleosome Cấu trúc cơ bản H4 H3 H1 H2A H3... học (codon) • Mã di truyền là mã bộ ba: 3 nucleotide đứng kế tiếp nhau trong DNA quy định 1 acid amin trong protein • Tất cả có 64 codon • Đặc điểm mã di truyền: liên tục, dư thừa (thoái hoá) và vạn năng Mã di truyền chữ thứ hai U U c h ữ t h ứ n h ấ t UUU UUC UUA UUG C phe leu A UCU UCC ser UCA UCG UUU UCC UAA C A G AUU AUC AUA AUG GUU GUC GUA GUG leu leu met val CCU CCC CCA CCG ACU GCC GCA ACG GCU... liên kết với C5’ của một đường và C3’ của một đường tiếp theo • ADN có số lượng nucleotit khác nhau ở các loài, từ 5000 ở một loài virus đơn giản đến 3,0 tỷ trong bộ gen đơn bội của người • Tỉ lệ các nucleotit trong DNA của mỗi loài cũng khác nhau (A + T)/(G + C) gọi là tỉ số base cũng là 1 trong các đặc trưng của DNA của mỗi loài 2.2 Cấu trúc không gian của DNA  Chuỗi xoắn kép  Cầu nối hydro theo . phải dựa trên cơ sở khoa học di truyền  Chọn giống dự trên cơ sở biến dị  Chương trình môn học Phần 1: Di truyền cá Chương I: Cơ sở vật chất di truyền của cá Chương II: Di truyền các tính trạng. CƠ SỞ DI TRUYỀN VÀ CHỌN GIỐNG CÁ MỞ ĐẦU • V.X Kirpichnikov: Có chăn nuôi và trồng trọt ắt phải có chọn giống vật nuôi và cây trồng; có nuôi cá ắt phải có chọn giống cá • Ở châu Âu, những giống. chất lượng của cá Chương III: Di truyền và biến dị các tính trạng số lượng của cá Phần 2 : Chọn giống cá Chương IV: Các phương pháp chọn giống cá truyền thống Chương V: Các hướng chọn giống hiện