Nền Tảng Di Truyền Và An Ninh Sinh Học Vững Chắc đang được Xây Dựng Cho Tôm Sú Gia Hoá ở Brazil

Kết quả nghiên cứu cho thấy quần thể này sẽ cung cấp điểm khởi đầu phù hợp để bắt đầu một chương trình nhân giống

Một nghiên cứu hợp tác báo cáo về an ninh sinh học và nền tảng di truyền vững chắc của quần thể tôm sú gia hoá ở miền bắc Brazil, cho thấy tiềm năng to lớn trong việc thúc đẩy ngành nuôi tôm của quốc gia này. Kết quả cho thấy quần thể này là một điểm khởi đầu lý tưởng, đóng vai trò như bản thiết kế cho chương trình nhân giống P. monodon. Ảnh do Genics cung cấp.

Một nghiên cứu gần đây của các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp đến từ Brazil và Úc cho biết có những quần thể tôm sú (Penaeus monodon) sinh sống trong tự nhiên ở phía bắc Brazil có thể cung cấp một giải pháp thay thế cho các hệ thống nuôi tôm hiện nay.

Hiện nay, các hệ thống nuôi chủ yếu được thiết kế phù hợp với nghề nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei), vốn chiếm đến 99% tổng sản lượng nuôi tôm ở châu Mỹ và trên toàn thế giới.

Trong nghiên cứu, 96 cá thể tôm đã được kiểm tra bằng các phương pháp chẩn đoán phân tử và mô bệnh học, và không phát hiện bất kỳ mầm bệnh đáng lo ngại nào. Điều này cho thấy quần thể tôm tự nhiên này có thể là nền tảng vững chắc để phát triển chương trình nhân giống sạch bệnh (SPF).

Nghiên cứu này cũng tìm hiểu một quần thể P. monodon có nguồn gốc từ tiểu bang Ceará ở Brazil và được sử dụng để đánh giá hệ thống nuôi và nhân giống, đồng thời được đánh giá về tỷ lệ mắc bệnh, đặc điểm kiểu gen để đánh giá cận huyết, đa dạng di truyền và cấu trúc quần thể sau 10 thế hệ gia hóa.

Tiến sĩ Melony Sellars, Tổng giám đốc điều hành của Genics và là một trong những tác giả chính của nghiên cứu, chia sẻ với tờ Advocate rằng: “Nghiên cứu này nêu bật một cơ hội quan trọng cho những nhà sản xuất tôm Brazil trong việc đa dạng hóa mô hình sản xuất tôm sú thông qua việc sử dụng quần thể tôm sạch bệnh, có tính đa dạng di truyền cao và đã được phát triển phục vụ nuôi trồng thủy sản”. Bà cũng nhấn mạnh rằng: “Nghiên cứu này cũng chứng minh khả năng của ShrimpID [công cụ phân tích kiểu gen của Genics dành cho tôm He] trong việc phân biệt giữa các quần thể tôm sú có sự khác biệt về mặt di truyền trên toàn thế giới”.

Ngành nuôi tôm biển ở Brazil hiện đã trở thành một ngành công nghiệp quan trọng với hơn 3.300 nhà sản xuất tại hơn 300 thành phố, cung cấp 130.000 việc làm. Ban đầu, ngành công nghiệp này chủ yếu dựa vào việc nuôi nhiều loài tôm He khác nhau bao gồm một số loài ngoại lai (như Penaeus japonicus, P. monodon và P. stylirostris) và một số loài bản địa, như P. brasiliensis và các loài khác. Mãi cho đến khi L. vannamei được du nhập vào khoảng năm 1983 và dần trở thành loài chủ lực trong sản xuất.

Dù việc nuôi tôm L. vannamei đã đạt được nhiều thành công tại Brazil, nhưng sự bùng phát của các mầm bệnh như virus hoại tử cơ truyền nhiễm (IMNV) và virus hội chứng đốm trắng (WSSV) đã gây ra những thiệt hại tài chính đáng kể trong khu vực. Trong bối cảnh đó, P. monodon nổi lên như một lựa chọn thay thế tiềm năng, với mức độ mẫn cảm khác nhau đối với các mầm bệnh chính ảnh hưởng đến năng suất. Chẳng hạn, P. monodon được chứng minh là có khả năng kháng IMNV tốt hơn L. vannamei, đồng thời có thể phát triển khả năng đề kháng nhất định đối với WSSV. Trên thị trường, P. monodon có thể đóng vai trò bổ trợ cho hoạt động nuôi L. vannamei, nhờ vào những lợi thế riêng biệt về giá trị thương mại và sự phù hợp với các mô hình nuôi quy mô nhỏ.

Vào năm 2022, sau một số nỗ lực trước đó nhằm khởi động một chương trình nghiên cứu chung với Tiến sĩ Melony Sellars (khi bà còn làm việc tại CSIRO) và các đồng nghiệp khác từ Đại học James Cook ở Úc – tập trung vào P. monodon của Brazil, Phòng thí nghiệm chẩn đoán bệnh giáp xác được công nhận (LAQUA-UEMA tại Đại học bang Maranhão) đã bắt đầu hợp tác chặt chẽ với Marine Aquacrusta Ltd. và Flavors of the Coast, một công ty được công nhận về sản xuất tôm hữu cơ), cùng với Genics và CSIRO từ Úc. Quan hệ đối tác này đánh dấu sự đổi mới của một sự hợp tác chặt chẽ vào năm 2024 với các tác giả khác của nghiên cứu này, tất cả đều được coi là những người dẫn đầu trong lĩnh vực di truyền học P. monodon toàn cầu bằng cách sử dụng các dấu hiệu SNP có độ phân giải cao.

Nghiên cứu hợp tác giữa Genics với các nhà nghiên cứu từ LAQUA-UEMA, CSIRO và Coastal Tastes/Marine Aquacrusta đã đánh giá tải lượng mầm bệnh và sự đa dạng di truyền của quần thể tôm sú gia hóa từ Ceará, Brazil, qua 10 thế hệ. Kết quả sàng lọc 96 cá thể tôm sú P. monodon bằng kỹ thuật chẩn đoán phân tử và mô học cho thấy không phát hiện mầm bệnh đáng kể nào, mở ra tiềm năng sử dụng quần thể này làm nền tảng cho chương trình chọn giống sạch mầm bệnh (SPF).

“Đây là một phát hiện quan trọng đối với ngành nuôi tôm của Brazil”, Tiến sĩ Sellars cho biết. “Bằng cách chứng minh rằng quần thể tôm sú địa phương không có mầm bệnh và đa dạng về mặt di truyền, chúng tôi đang cung cấp cho ngành một nền tảng vững chắc nhằm nâng cao khả năng chống chịu, giảm rủi ro mắc bệnh và thúc đẩy các hệ thống sản xuất bền vững… Quần thể không có mầm bệnh và đa dạng về mặt di truyền là điều cần thiết cho tính bền vững của nuôi trồng thủy sản… Nghiên cứu này không chỉ mở ra lộ trình rõ ràng cho ngành tôm của Brazil, mà còn cho thấy tiềm năng của các chương trình nhân giống nội địa trong việc giảm sự phụ thuộc vào nguồn giống nhập khẩu và hạn chế nguy cơ lây lan dịch bệnh.”

Phân tích di truyền sử dụng các nucleotide đơn, SNP, các dấu hiệu [SNP có thể hoạt động như các dấu hiệu sinh học để giúp xác định vị trí các gen liên quan đến bệnh] cho thấy hệ số cận huyết thấp là 0.03, tương đương với các quần thể quốc tế ở Việt Nam và Úc. Các phát hiện cho thấy đàn cá thể bố mẹ Brazil có vị thế tốt để làm nền tảng cho một chương trình nhân giống có cấu trúc tập trung vào khả năng phục hồi bệnh tật và tăng trưởng bền vững.

Tiến sĩ Thales Passos de Andrade, tác giả chính của nghiên cứu, chia sẻ với tờ Advocate rằng: “Nghiên cứu này đánh giấu nỗ lực đầu tiên tại Brazil trong việc sàng lọc đồng thời P. monodon gia hóa để tìm ra danh sách rộng các tác nhân gây bệnh và đánh giá chi tiết hồ sơ di truyền của nó”. “Tình trạng SPF và hệ số cận huyết cực thấp, cùng với khả năng chịu đựng tự nhiên của nó đối với các tác nhân gây bệnh chính như IMNV, kết hợp với hồ sơ thị trường thuận lợi, khẳng định P. monodon thuần hóa của Brazil này là một giải pháp thay thế khả thi và mang tính chiến lược cho những người sản xuất tôm. Cùng nhau, chúng tôi đã chứng minh được nền tảng di truyền và an ninh sinh học vững chắc của dòng P. monodon thuần hóa này , củng cố giá trị của nó trong việc xây dựng một ngành nuôi tôm đa dạng và phục hồi ở Brazil”.

Do không có báo cáo về mầm bệnh và không có cận huyết, kết quả cho thấy quần thể này thích nghi tốt với khu vực này, khiến nó phù hợp để phát triển chương trình nhân giống có cấu trúc nhằm cung cấp nguồn tôm sú P. monodon cải tiến về mặt di truyền trong nước đáng tin cậy . Một chương trình như vậy sẽ đóng góp đáng kể vào tính bền vững, khả năng phục hồi và năng suất lâu dài của ngành tôm ở phía bắc/đông bắc Brazil, bằng cách giảm sự phụ thuộc vào đàn nhập khẩu và tăng cường phát triển nuôi trồng thủy sản địa phương.

Việc phát triển quần thể tôm sú P. monodon SPF thuần hóa từ nguồn giống nhập tịch ở miền bắc Brazil sẽ cung cấp cho người nuôi tôm địa phương một lựa chọn khác, nhưng các quần thể sinh sản này phải không có các tác nhân gây bệnh cụ thể đã biết.

Tiến sĩ de Andrade cho biết: “Chúng tôi cùng nhau cam kết tiến hành đánh giá toàn cầu/toàn diện đầu tiên về sự đa dạng di truyền của P. monodon Brazil. Song song đó, phòng thí nghiệm của tôi đã dẫn đầu các nỗ lực sàng lọc tác nhân gây bệnh bằng các công cụ chẩn đoán phân tử nhắm vào 19 tác nhân gây bệnh khác nhau, bổ sung bằng mô bệnh học và đánh giá tại chỗ”.

“Những phân tích này được tiến hành theo các tiêu chuẩn chất lượng quốc tế (ABNT NBR ISO/IEC 17025:2017) được thiết lập tại LAQUA-UEMA. Phương pháp tiếp cận tích hợp này đã chứng minh rằng đàn cá bố mẹ thuần hóa của Brazil không có mầm bệnh cụ thể và sở hữu hệ số cận huyết cực kỳ thấp (F = 0,03), một trong những hệ số thấp nhất được báo cáo trên toàn cầu. Những kết quả này chỉ ra rằng quần thể này có tiềm năng lớn để làm nền tảng cho một chương trình nhân giống có cấu trúc và bền vững nhằm cải thiện khả năng chịu đựng/kháng bệnh và hỗ trợ năng suất nuôi trồng thủy sản dài hạn của Brazil.”

Phát triển một quần thể thuần hóa của P. monodon không có mầm bệnh cụ thể (SPF) từ đàn đã được thuần hóa trên khắp miền bắc Brazil sẽ cung cấp cho các hoạt động nuôi trồng thủy sản địa phương một lựa chọn khác cho các hệ thống sản xuất tôm trong nước. Đảm bảo các quần thể sinh sản này không có các mầm bệnh cụ thể đã biết sẽ rất quan trọng để tăng tỷ lệ P. monodon được sản xuất trong khu vực.

Một quần thể sinh sản đa dạng về mặt di truyền của P. monodon có thể được sử dụng để cung cấp cho ngành công nghiệp Brazil một giải pháp thay thế cho L. vannamei cho sản xuất trong nước. Việc khởi xướng một chương trình nhân giống với quần thể không có mầm bệnh và đa dạng về mặt di truyền sẽ đảm bảo tránh được những hạn chế về sản xuất do bệnh tật và suy thoái cận huyết gây ra.

Trong khi việc quản lý quần thể P. monodon trong môi trường sản xuất trong 10 thế hệ cung cấp bằng chứng cho thấy quần thể được đưa vào khu vực này phù hợp với hệ thống nuôi trồng thủy sản, việc xác định xem quần thể có sạch mầm bệnh hay không sẽ đảm bảo rằng các khoản đầu tư vào chọn lọc di truyền có thể được áp dụng để cải thiện lâu dài.

Sự phát triển của quần thể giống tôm thẻ L. vannamei SPF là một điểm quan trọng trong việc chuyển dịch sản xuất tôm toàn cầu từ tôm sú sang tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương. Việc phụ thuộc vào tôm bố mẹ P. monodon hoang dã để nuôi trồng thủy sản đã dẫn đến tổn thất tài chính do dịch bệnh ở một số quốc gia. Những tổn thất này đã được giảm thiểu bằng cách chuyển sản xuất sang các hệ thống ít thâm canh hơn và duy trì mật độ thả giống thấp hơn, trong đó P. monodon được quản lý rộng rãi với ít thức ăn bổ sung với sản lượng nhắm vào các thị trường hữu cơ và các thị trường có biên lợi nhuận cao, khối lượng thấp khác.

Theo báo cáo , việc hiểu biết sâu hơn về tỷ lệ mắc bệnh và sự đa dạng di truyền của quần thể tôm sú Brazil có thể hỗ trợ sự phát triển của các quần thể sinh sản thích nghi với địa phương từ các gen đã được thiết lập trong khu vực. Sự đa dạng di truyền có vai trò quan trọng trong việc tăng cường khả năng phục hồi bằng cách đảm bảo các quần thể có thể thích nghi với sự thay đổi, điều này rất cần thiết để vượt qua các thách thức như dịch bệnh bùng phát và cải thiện năng suất. Các yếu tố này đã được tính đến trong quá trình đánh giá quần thể tôm sú đã được thuần hóa trong hơn 10 thế hệ ở miền bắc Brazil.

“Nguồn gốc của các quần thể đã hình thành ở Brazil vẫn chưa được biết và có thể là kết quả của nhiều lần du nhập các quần thể khác nhau. Quá trình phát triển các hệ thống trưởng thành và trại giống để thuần hóa quần thể này đã tạo ra đàn giống không cận huyết so với các quần thể khác. Quần thể P. monodon thuần hóa hiện tại của Brazil có quan hệ gần nhất với các quần thể Indonesia và Việt Nam được lấy mẫu trong nghiên cứu này. Sự khác biệt lớn về mặt di truyền được quan sát thấy giữa quần thể Brazil và quần thể từ Kênh Mozambique và Tây Úc khiến những khu vực này trở nên mong muốn cung cấp thêm sự đa dạng về mặt di truyền nếu cần trong tương lai. Với mức độ cận huyết từ thấp đến trung bình và không có các tác nhân gây bệnh cụ thể, quần thể này sẽ là điểm khởi đầu phù hợp để bắt đầu chương trình nhân giống P. monodon ở phía bắc Brazil”, các tác giả kết luận.

Các tác giả nghiên cứu bao gồm Tiến sĩ Thales Passos de Andrade và Amanda Rafaela Cunha Gomes (Đại học bang Maranhão, Brazil); Francisco Rodrigues Norberto, Junior (Marine Aquacrusta Ltd. & Flavors of the Coast, Acaraú, Brazil); Tiến sĩ James Kijas (Tổ chức nghiên cứu khoa học và công nghiệp Khối thịnh vượng chung, CSIRO, Úc); và Tiến sĩ Melony Sellars và Jeremy Brawner (Genics), Úc.

Theo Darryl Jory

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/strong-biosecurity-and-genetic-foundation-being-built-for-domesticated-black-tiger-shrimp-in-brazil/

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

Xem thêm: