Di truyền ảnh hưởng đển khả năng chịu mặn của cá rô phi

Cá rô phi nuôi thương mại trên Thế giới có nguồn gốc chủ yếu từ cá rô phi sông Nile (Oreochromis niloticus) hoặc lai với cá rô phi xanh (Oreochromis aureus) nhưng hầu hết chúng có khả năng chịu mặn hạn chế. Ngược lại giống cá rô phi Mozambique (Oreochromis mossambicus) lại có khả năng chịu mặn đáng kể. Tuy nhiên, nhược điểm của chúng là có tốc độ tăng trưởng chậm và khi trưởng thành đạt kích thước khá nhỏ cho nên ít được áp dụng trong nuôi trồng thương mại.

Ban đầu, các nhà khoa học đã thử kết hợp các yếu tố sinh trưởng nhanh và đặc điểm hình thể to lớn của các loài khác với đặc điểm chịu mặn của cá rô phi Mozambique, kết quả là khả năng chịu mặn của các loài kia được tăng lên, trong khi đó vẫn giữ được đặc điểm sinh trưởng nhanh và thể trạng to lớn của chúng. Giống cá rô phi thương mại kết hợp khả năng chịu mặn và tăng trưởng cao có thể mang lại tính khả thi về mặt kinh tế trong việc nuôi cá rô phi ở khu vực ven biển. Vì thế sự hiểu biết về những ảnh hưởng di truyền là một điều kiện tiên quyết cho sự phát triển của nghề nuôi trồng cá rô phi.

Mục tiêu của dự án này là kiểm tra khả năng chịu mặn của 6 giống cá rô phi, đưa ra một loạt bằng chứng về khả năng chịu mặn. Thiết kế và xây dựng đầy đủ quy trình để đánh giá ảnh hưởng của các hiệu ứng di truyền khác nhau trên khả năng chịu mặn của cá rô phi. Những giống cá được tiến hành nghiên cứu bao gồm: giống cá rô phi xanh từ hồ Manzala Ai Cập (BL), giống cá rô phi đỏ từ Florida (FL), giống cá rô phi trắng Mississippi (MC), giống cá rô phi O.Mossambicus do giao phối ngẫu nhiên giữa hai chủng cá rô phi Nam Phi (MO), giống cá O.Niloticus hậu duệ của giống Auburn-Ai Cập (NI) và O.Niloticus thế hệ lai F1 giữa con đực NI và con cái là cá rô phi đỏ sông Nile (RE).

Trải qua hai mùa hè liên tiếp, các nhà khoa học tiến hành lựa chọn ngẫu nhiên từ tất cả các giống bố mẹ đã được dùng để sản xuất thế hệ con lai tại Trạm nghiên cứu nuôi trồng thủy sản thuộc trường ĐH Nông nghiệp bang Louisiana. Con đực của từng loại được cho giao phối với con cái của từng loại. Có tất cả 36 bể làm từ sợi thủy tinh được thả với tỉ lệ 2-3 cái : 1 đực, với mật độ 8-12 cá thể mỗi bể tùy thuộc vào trọng lượng cơ thể. Cá được cho đẻ trứng và ấp trứng một cách tự nhiên. Sau khoảng 45 ngày thả giống, người ta tiến hành thu thập thế hệ cá con trong khoảng thời gian 15 đến 30 ngày. Tổng cộng có 5 thí nghiệm được tiến hành trong vòng 13 tháng để ước tính độ chịu mặn của cá con từ giống bố mẹ. Một hệ thống tuần hoàn được sử dụng để khảo sát khả năng chịu mặn của cá bột.

Các đặc điểm ưu thế riêng của giống bố mẹ đã được phân gộp thành ưu thế lai đóng góp cho thế hệ con lai, cộng thêm những đặc điểm mới xuất hiện trong quá trình lai, được định nghĩa là hiệu ứng dây chuyền của sự đa dạng về ưu thế lai.

Tổng cộng có 2.205 cá thể cá bột F1 được tiến hành đánh giá về khả năng chịu mặn. Khả năng chịu mặn dao động từ 25 ppt đến 48,7 ppt. Từ số liệu thu thập được người ta tiến hành đồ thị hóa và cho ra 3 nhóm riêng biệt: MO và FL là một nhóm, MC, NI và RE là một nhóm, BL là nhóm riêng rẽ. Kết quả cho thấy thế hệ con lai của FL và MO sẽ chịu được độ mặn trung bình là 45 ppt. Các số liệu cũng chỉ ra rằng, thế hệ con lai của BL và FL hoặc MO có khả năng chịu mặn tối hơn so với thế hệ con lai của MC và NI hoặc RE.

Biểu đồ thể hiện khả năng sống các loại cá rô phi theo độ mặn khác nhau

Khả năng chịu mặn của FL được ghi nhận lên đến 77 ppt, MO cũng được ghi nhận lên đến 84 ppt. Ngược lại thì khả năng chịu mặn kém của RE cũng được ghi nhận rõ ràng. Kết quả cũng cho thấy rằng những đặc điểm từ con mẹ cũng có thể sử dụng để tăng cường khả năng chịu mặn của con giống. Mặc dù NI và RE rất khó để phân biệt khả năng chịu mặn và tỷ lệ tử vong, những con con của RE chịu được độ mặn 7,7 ppt cao hơn một chút so với NI, có lẽ là do tác dụng ưu thế lai của mẹ.

Tỷ lệ di truyền giới tính cũng có thể là một cân nhắc quan trọng khi đánh giá thế hệ cá giống. Kết quả của sự kết hợp lai giữa MO và BL cho ra thế hệ lai có khả năng chịu mặn nổi trội (25 ppt) và chủ yếu là cá đực. Nhưng kết quả này chưa đủ thuyết phục để đưa ra kết luận về sự quy định giới tính.

Chỉ khoảng 50% đặc điểm ưu thế lai được giữa lại khi ta tiến hành lai các thế hệ tiếp theo của F1. Những đặc điểm về khả năng chịu mặn được trình bày trong nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng trong việc hình thành các loại cá rô phi chịu được môi trường nước mặn.