Sử Dụng Mô Hình Gen Để Đánh Giá Năng Suất Thịt Của Tôm Thẻ Chân Trắng

Các mô hình gen đa đặc điểm cho thấy năng suất thịt có tính di truyền thấp.

Trong số các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế của hoạt động nuôi tôm, bao gồm cả tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei), trọng lượng cơ thể (BW) được xem là một chỉ tiêu kinh tế quan trọng và là mục tiêu trọng tâm trong các chương trình chọn giống. Tuy nhiên, do phần đầu ngực (cephalothorax) có giá trị thương phẩm thấp, tỷ lệ cơ trở thành một yếu tố đặc biệt đáng quan tâm. Chỉ tiêu này, thường được gọi là năng suất thịt (meat yield – MY), được xác định bằng tỷ lệ giữa khối lượng cơ bụng và trọng lượng cơ thể. Việc nâng cao năng suất thịt có thể làm gia tăng đáng kể giá trị thị trường cũng như chất lượng sản phẩm tôm, vì vậy MY ngày càng được xem là một tiêu chí chọn giống quan trọng.

Hiện nay, phần lớn các đánh giá về năng suất thịt vẫn dựa trên mô hình động vật đơn đặc điểm, trong đó tiềm năng di truyền của MY được đánh giá trực tiếp và các cá thể có giá trị giống cao được ưu tiên chọn lọc. Tuy nhiên, cách tiếp cận này chưa tận dụng được các mối tương quan di truyền giữa những đặc điểm khác nhau. Ngược lại, mô hình động vật đa đặc điểm cho phép tích hợp đồng thời thông tin từ nhiều chỉ tiêu, từ đó nâng cao độ chính xác của các ước tính di truyền.

Ở tôm P. vannamei, các đánh giá di truyền về năng suất thịt cho đến nay chủ yếu dựa vào pBLUP (phương pháp Dự đoán tuyến tính không thiên vị tốt nhất dựa trên phả hệ đã được áp dụng rộng rãi trong nuôi trồng thủy sản để dự đoán giá trị giống ước tính, do khả năng tính đến các mối quan hệ gia đình chung), và chưa có nghiên cứu nào kết hợp dữ liệu bộ gen với các mô hình đa đặc điểm để cải thiện năng suất thịt.

Bài viết này – tóm tắt từ ấn bản gốc (Zhang, S. et al. 2025. Dự đoán đa đặc điểm gen về năng suất thịt ở tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương (Penaeus vannamei). Animals 2025, 15(8), 1165) – trình bày kết quả của một nghiên cứu sử dụng thông tin gen để đánh giá đặc điểm năng suất thịt ở P. vannamei, so sánh hiệu suất của mô hình động vật đơn đặc điểm và đa đặc điểm.

Trong nghiên cứu này, chúng tôi áp dụng các mô hình di truyền đơn đặc điểm (STGM) và đa đặc điểm (MTGM) nhằm dự đoán năng suất thịt và các đặc điểm liên quan, thông qua hai chiến lược kiểm định chéo phản ánh những kịch bản khả dụng dữ liệu khác nhau. Tổng cộng 899 con tôm thuộc 63 thế hệ có cùng bố mẹ được phân tích kiểu hình đối với các chỉ tiêu gồm năng suất thịt (MY), trọng lượng thịt tịnh (MW), trọng lượng cơ thể (BW), chiều dài cơ thể (BL) và chiều dài đoạn bụng (AL). Chúng tôi tiến hành ước tính hệ số di truyền và tương quan di truyền của năng suất thịt cùng các đặc điểm liên quan ở tôm Penaeus vannamei, đồng thời so sánh độ chính xác dự đoán của các mô hình STGM và MTGM đối với MY và MW. Hai phương pháp kiểm định chéo được sử dụng bao gồm: CV1, trong đó các đặc điểm phụ trợ được giữ lại trong tập dữ liệu kiểm định; và CV2, trong đó cả đặc điểm mục tiêu lẫn các đặc điểm phụ trợ đều bị loại bỏ. Thông tin chi tiết về vật liệu và phương pháp nghiên cứu được trình bày trong ấn bản gốc.

Ước tính tính di truyền và các yếu tố ảnh hưởng

Nâng cao năng suất thịt là một mục tiêu then chốt trong nuôi tôm, do tác động trực tiếp đến hiệu quả kinh tế và chất lượng sản phẩm. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành so sánh STGM và MTGM nhằm dự đoán năng suất thịt và các đặc điểm liên quan. Đây là nghiên cứu đầu tiên áp dụng mô hình gBLUP (dự đoán tuyến tính không thiên vị tốt nhất dựa trên đa đặc điểm gen – phương pháp sử dụng mối quan hệ di truyền để ước tính giá trị di truyền của cá thể) trong đánh giá năng suất thịt ở tôm Penaeus vannamei. Các kết quả thu được mang lại những hiểu biết quan trọng về cấu trúc di truyền của năng suất thịt, đồng thời nhấn mạnh lợi thế của việc tích hợp các đặc điểm phụ trợ trong chiến lược chọn lọc di truyền.

Một phát hiện đáng chú ý của nghiên cứu là tính di truyền của năng suất thịt tương đối thấp, dao động từ 0,145 đến 0,160, thấp hơn mức 0,231 được Dai và cộng sự báo cáo trước đó. Sự khác biệt này có thể xuất phát từ sai khác về quần thể nghiên cứu, giai đoạn sinh trưởng hoặc điều kiện nuôi. Cụ thể, quần thể tôm trong nghiên cứu hiện tại có độ tuổi lớn hơn (khoảng 200 ngày) và khối lượng trung bình cao hơn (khoảng 27,29 g) so với quần thể được Dai và cộng sự nghiên cứu (khoảng 60 ngày sau khi đạt chiều dài 5 cm, khối lượng trung bình 11,87 g), điều này có thể làm giảm tỷ lệ biến dị di truyền liên quan đến năng suất thịt. Các nghiên cứu trước đây trên những loài thủy sản khác cũng cho thấy ước tính tính di truyền có thể thay đổi theo từng giai đoạn phát triển.

Mối tương quan di truyền và dự đoán bộ gen đa đặc điểm

Hệ số tương quan di truyền giữa năng suất thịt và các đặc điểm liên quan đều ở mức cao, với giá trị lần lượt là 0,783 đối với khối lượng thịt (MW), 0,636 đối với khối lượng cơ thể (BW) và 0,605 đối với chiều dài cơ thể. Các ước tính này phù hợp với những kết quả đã được báo cáo trước đây trên tôm P. vannamei và tương đồng với các nghiên cứu trên các loài thủy sản khác.

Trong nghiên cứu này, các mô hình di truyền đa tính trạng (MTGMs), nhờ khai thác hiệu quả các mối tương quan di truyền nêu trên, đã thể hiện độ chính xác dự đoán vượt trội so với các mô hình đơn tính trạng (STGMs). Đáng chú ý, mô hình MY–MW cho thấy mức cải thiện cao nhất trong dự đoán năng suất thịt (MY), với độ chính xác tăng 58,8% so với STGMs. Bên cạnh đó, mô hình MY–BW nâng độ chính xác dự đoán MY từ 0,187 lên 0,204, trong khi đối với MW, các mô hình MW–BW và MW–BL giúp tăng độ chính xác dự đoán lần lượt 138,2% và 119,3% so với STGMs.

Ảnh hưởng của các chiến lược xác thực đến độ chính xác dự đoán

Để đánh giá ảnh hưởng của các đặc điểm phụ trợ đối với độ chính xác dự đoán gen, chúng tôi tiến hành so sánh hai chiến lược kiểm định: CV1, trong đó các đặc điểm phụ trợ được giữ lại trong tập kiểm định, và CV2, trong đó cả đặc điểm mục tiêu lẫn đặc điểm phụ trợ đều bị loại bỏ. Kết quả cho thấy việc duy trì các đặc điểm phụ trợ trong tập kiểm định (CV1) giúp cải thiện đáng kể độ chính xác dự đoán, với mức tăng lên tới 138,2%, trong khi việc loại bỏ các đặc điểm này (CV2) chỉ mang lại mức cải thiện hạn chế (≤8,6%). Những phát hiện này khẳng định vai trò then chốt của việc lưu giữ đầy đủ thông tin về các đặc điểm phụ trợ trong các chương trình chọn giống, đồng thời phù hợp với các kết quả đã được công bố trước đó.

Với độ chính xác cao của mô hình MTGM trong đánh giá đặc điểm, nghiên cứu đề xuất rằng trong thực tiễn chọn giống, các đặc điểm mục tiêu nên được phân tích đồng thời với các đặc điểm có mối tương quan di truyền cao nhằm nâng cao độ chính xác của đánh giá. Trong trường hợp các đặc điểm vẫn có thể tiếp tục được sử dụng cho các bước chọn giống tiếp theo sau giai đoạn kiểm định, chiến lược CV1 là phù hợp. Ngược lại, khi các cá thể được kiểm định không được sử dụng cho mục đích chọn giống, chiến lược CV2 được khuyến nghị áp dụng.

Kết luận

Nghiên cứu này nhằm đánh giá hiệu quả của mô hình đơn đặc điểm (STGM) và mô hình đa đặc điểm (MTGM) trong dự đoán năng suất thịt của tôm Penaeus vannamei. Kết quả cho thấy hệ số di truyền của năng suất thịt (MY) ở mức thấp (0,145–0,160), nhiều khả năng chịu ảnh hưởng bởi giai đoạn sinh trưởng và điều kiện nuôi. Mối tương quan di truyền chặt chẽ giữa MY với khối lượng thịt (MW), khối lượng cơ thể (BW) và chiều dài cơ thể (BL) đã củng cố tính phù hợp của việc áp dụng MTGM. So với STGM, MTGM cho hiệu quả vượt trội, trong đó mô hình MY–MW giúp cải thiện khả năng dự đoán MY lên 58,8%. Đồng thời, khả năng dự đoán MW tăng lần lượt 138,2% và 119,3% khi sử dụng các mô hình MW–BW và MW–BL. Việc duy trì các đặc điểm phụ trợ trong tập dữ liệu kiểm chứng đã góp phần nâng cao đáng kể độ chính xác dự đoán, qua đó nhấn mạnh vai trò của dữ liệu đa đặc điểm trong chương trình chọn giống. Những kết quả này làm nổi bật tiềm năng ứng dụng của MTGM trong chọn lọc di truyền, góp phần nâng cao hiệu quả công tác chọn giống tôm.

Theo Shiwei Zhang, Jie Kong, Jian Tan, Xianhong Meng, Ping Dai, Jiawang Cao, Kun Luo, Mianyu Liu, Qun Xing, Yi Tian, Juan Sui, Sheng Loan

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/using-genomic-models-to-evaluate-meat-yield-of-pacific-white-shrimp/

Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Tôm Giống Gia Hoá Bình Minh

Xem thêm:

• Ảnh Hưởng Của Vi Tảo Scenedesmus Đến Tôm Thẻ Chân Trắng Và Cá Rô Phi Trong Môi Trường Biofloc
• Các Phương Pháp Tiêm Vắc-Xin Bất Hoạt Bằng Formalin Khác Nhau Và Ảnh Hưởng Của Chúng Đến Khả Năng Miễn Dịch Và Sức Đề Kháng Bệnh Tật Của Cá Rô Phi
• Phục Hồi Hỗn Hợp’: Rabobank Dự Báo Ngành Tôm Sẽ Tăng Trưởng Chậm Vào Năm 2024, Đối Mặt Với Nhiều Thách Thức Thị Trường Toàn Cầu