Biến Dị Di Truyền Về Khả Năng Kháng WSS, AHPND Ở Tôm Thẻ Chân Trắng

Các thử nghiệm đánh giá mối quan hệ phức tạp giữa vật chủ và tác nhân gây bệnh.

Hội chứng đốm trắng (WSS) và bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (AHPND) hiện là hai trong số những nguyên nhân lớn nhất gây thiệt hại kinh tế cho ngành nuôi tôm trên toàn cầu. Việc phòng ngừa các bệnh này luôn gặp nhiều khó khăn, trong khi những biện pháp kiểm soát hiện nay thường cho hiệu quả không ổn định. Đặc biệt, ở các hệ thống nuôi thâm canh, điều kiện mật độ cao và môi trường biến động càng tạo cơ hội để mầm bệnh lây lan nhanh hơn.

Trong bối cảnh đó, chọn giống tôm có khả năng kháng bệnh được xem là một hướng đi khả thi và đầy tiềm năng cho nuôi tôm thương phẩm. Giải pháp này đặc biệt có giá trị khi chưa có biện pháp phòng trị nào vừa đơn giản, vừa hiệu quả về chi phí. Đồng thời, nếu quần thể tôm có sự khác biệt di truyền về khả năng chống chịu với mầm bệnh, việc chọn lọc và phát triển các dòng tôm kháng bệnh sẽ trở thành công cụ quan trọng giúp giảm thiểu rủi ro và nâng cao hiệu quả sản xuất.

Chuẩn bị nghiên cứu

Các tác giả đã thực hiện phân tích ban đầu trên dữ liệu thu thập từ các thí nghiệm năm 2014 nhằm xác định liệu khả năng kháng đối với bệnh đốm trắng (WSS) và hoại tử gan tụy cấp tính (AHPND) có mang tính di truyền hay không. Quần thể nghiên cứu có tính đa dạng cao, bao gồm các dòng tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) xuất phát từ trại giống Maricultura del Pacífico của Mexico, cùng với các dòng từ hai nguồn khác nhau tại Ecuador và cả các tổ hợp lai giữa những dòng này.

Trong thử nghiệm với bệnh AHPND, tổng cộng 144 gia đình tôm gồm 28 gia đình có nguồn gốc Ecuador, 100 gia đình có tôm bố có nguồn gốc Mexico và 16 gia đình lai giữa Ecuador và Mexico được sử dụng. Tôm có khối lượng trung bình khoảng 2 g và được nuôi trong hai bể lặp lại riêng biệt. Chủng vi khuẩn gây AHPND là Vibrio parahaemolyticus M0904 được bổ sung trực tiếp vào nước, đạt mật độ cuối cùng 10^5 CFU/mL.

Đối với thử nghiệm với bệnh đốm trắng (WSS), sáu bể thí nghiệm chứa toàn bộ các dòng tôm, với khối lượng trung bình khoảng 4 g, đã được gây nhiễm virus qua đường miệng ở liều lớn hơn 10^7 bản sao DNA virus/g. Quy trình thí nghiệm chi tiết cùng toàn bộ kết quả sẽ được công bố trong một bài báo khoa học trong thời gian tới.

Tính di truyền của khả năng kháng bệnh AHPND khá thấp, dưới 0.10, trong khi khả năng kháng bệnh WSS có tính di truyền xấp xỉ 0.20, được xếp vào mức trung bình. Điều này cho thấy việc cải thiện khả năng kháng cả hai bệnh thông qua chọn giống là hoàn toàn khả thi, dù tốc độ tiến bộ di truyền đối với AHPND dự kiến sẽ chậm hơn so với WSS. Đồng thời, mối tương quan di truyền giữa hai tính trạng không cho thấy sự đối kháng đáng kể, mở ra khả năng chọn lọc đồng thời khả năng kháng cả hai bệnh.

Nghiên cứu cũng ghi nhận sự khác biệt rõ rệt về khả năng kháng bệnh giữa các dòng tôm khác nhau, bao gồm một dòng được chọn lọc theo hướng tăng trưởng nhanh, hai dòng tăng trưởng chậm có nguồn gốc từ Ecuador và các tổ hợp lai giữa chúng. So với dòng Mexico, các dòng Ecuador thể hiện khả năng kháng AHPND tốt hơn ở giai đoạn tôm đạt khối lượng 1 g, đồng thời kháng WSS tốt hơn ở mức 4 g. Tuy nhiên, khi tôm đạt 8 g, sự khác biệt về khả năng kháng AHPND giữa các dòng không còn rõ rệt.

Phân tích trên thế hệ lai F1 và các dòng bố mẹ cho thấy khả năng kháng AHPND chịu ảnh hưởng chủ yếu của hiệu ứng trội, trong khi khả năng kháng WSS lại liên quan nhiều hơn đến hiệu ứng lặn. Những kết quả này khẳng định rằng các dòng gen khác nhau không chỉ khác biệt về tốc độ tăng trưởng và khối lượng cơ thể, mà còn sở hữu các cơ chế kháng bệnh riêng biệt đối với từng loại bệnh. Đây sẽ là nền tảng quan trọng để phát triển các dòng tôm mới vừa có tốc độ tăng trưởng cao, vừa tăng cường khả năng kháng bệnh.

Đánh giá di truyền

Tính di truyền đóng vai trò then chốt trong việc dự đoán hiệu quả của chương trình chọn giống. Khi tính di truyền của một tính trạng càng cao, đáp ứng đối với chọn lọc càng rõ rệt và nhanh chóng hơn. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng những cải thiện di truyền do chọn lọc tạo ra sẽ được tích lũy dần qua nhiều thế hệ trong quần thể. Vì vậy, ngay cả đối với những tính trạng có tính di truyền thấp, vẫn có thể đạt được tiến bộ lâu dài nếu quá trình chọn lọc được duy trì liên tục.

Một trong những khó khăn lớn nhất trong nghiên cứu di truyền tính kháng bệnh là xây dựng được dữ liệu đáng tin cậy về khả năng chống chịu bệnh. Trên thực tế, tính kháng bệnh thường được đánh giá thông qua tỷ lệ sống của vật nuôi sau khi tiếp xúc hoặc nhiễm tác nhân gây bệnh.

Để tồn tại trước các tác nhân bất lợi, vật nuôi cần có khả năng chống chịu, phục hồi hoặc được hỗ trợ bảo vệ từ bên ngoài. Do đó, việc theo dõi và đánh giá tỷ lệ sống trong quá trình nhiễm bệnh là cơ sở quan trọng để xác định và chọn lọc những dòng vật nuôi có tiềm năng di truyền cao hơn về khả năng kháng bệnh.

Phần lớn các nghiên cứu hiện nay dựa trên các thí nghiệm gây nhiễm được thiết kế chặt chẽ trong điều kiện kiểm soát. Tuy nhiên, các thử nghiệm này đôi khi không phản ánh đầy đủ những yếu tố phức tạp xảy ra trong các đợt bùng phát bệnh ngoài thực tế. Ngược lại, các nghiên cứu dựa trên dữ liệu từ những đợt dịch bệnh tự nhiên có thể phản ánh sát điều kiện sản xuất hơn, nhưng lại chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố biến động và khó kiểm soát.

Bùng phát hoặc thử nghiệm

Khi việc đánh giá di truyền các dòng họ được thực hiện trong điều kiện bùng phát dịch bệnh tự nhiên, khả năng kháng bệnh được ghi nhận trực tiếp trong môi trường sản xuất thực tế nơi mầm bệnh xuất hiện. Tuy nhiên, rất khó dự đoán chính xác thời điểm và địa điểm dịch bùng phát. Bên cạnh đó, việc thu hồi hoặc cứu hộ đàn vật nuôi từ các ao nuôi thương mại đang chịu ảnh hưởng của dịch bệnh thường gặp nhiều khó khăn.

Phương pháp này cũng có thể làm gia tăng chi phí do tổn thất bởi dịch bệnh và do nhu cầu truy xuất nguồn gốc các cá thể từ những ao bị ảnh hưởng. Ngoài ra, việc một số cá thể sống sót hoặc chết trong đợt bùng phát tự nhiên có thể xuất phát từ các nguyên nhân khác, không nhất thiết liên quan đến tác nhân bệnh đang được nghiên cứu.

Ngược lại, các đánh giá dựa trên thử nghiệm cảm nhiễm cho phép chuẩn hóa điều kiện quản lý, xác định rõ nguyên nhân gây chết và duy trì việc kiểm soát phả hệ. Vì vậy, kết quả đánh giá di truyền thường chính xác hơn. Tuy nhiên, các biểu hiện bệnh trong điều kiện thử nghiệm có thể khác biệt đáng kể so với tình trạng xảy ra trong tự nhiên.

Kết luận

Tương tác giữa vật chủ và mầm bệnh là một quá trình phức tạp, chịu ảnh hưởng bởi loài, quần thể nuôi, điều kiện môi trường và từng giai đoạn phát triển. Vì vậy, khi xây dựng các chiến lược chọn giống dài hạn nhằm nâng cao khả năng kháng bệnh, cần xem xét đầy đủ tác động của các yếu tố này.

Để phát triển hiệu quả các chương trình chọn giống kháng bệnh, cần đánh giá mức độ biến dị di truyền đối với từng loại bệnh, đồng thời xác định mối liên hệ của chúng với các đặc tính kinh tế quan trọng khác như tốc độ tăng trưởng và tỷ lệ sống tổng thể. Cách tiếp cận này giúp tối ưu hóa hiệu quả sản xuất và lợi nhuận trong nuôi tôm. Tuy nhiên, cần thận trọng khi áp dụng kết quả, bởi những phát hiện ở một quần thể hoặc điều kiện nuôi cụ thể có thể không hoàn toàn phù hợp với các quần thể hay hệ thống sản xuất khác.

Theo Héctor Castillo-Juárez, Hugo H. Montaldo, Sonia Soto-Rodríguez, Juan Carlos Quintana Casares

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/genetic-variation-for-resistance-to-wss-ahpnd-in-pacific-white-shrimp/

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

Xem thêm:

• Tích Hợp Sản Xuất Thức Ăn Chăn Nuôi Vào Hoạt Động Sản Xuất Cá Hoặc Tôm
• Cấy Vi Sinh Vật Vào Bộ Lọc Sinh Học Trong Hệ Thống Nuôi Trồng Thủy Sản Tuần Hoàn
• Phân Tích Phiên Mã mRNA và RNA Vòng Cho Thấy Việc Bổ Sung Lactiplantibacillus Plantarum Đông Khô Vào Khẩu Phần Ăn Giúp Tăng Cường Trí Nhớ Miễn Dịch Của Tôm Thẻ Chân Trắng (Penaeus vannamei) Chống Lại Mầm Bệnh