Lựa chọn bộ gen kháng virus gây bệnh đốm trắng trên tôm thẻ

Khám phá cách thức của sự biến đổi gen tự nhiên trên động vật thủy sản để kháng lại các mầm bệnh do vi rút và phương pháp lựa chọn bộ gen trong việc cải thiện tính kháng bệnh đốm trắng trên tôm thẻ chân trắng.

Tiềm năng lựa chọn gen trong việc cải thiện tính kháng virus WSSV

Bệnh đốm trắng do virus WSSV

Bệnh đốm trắng do virus WSSV gây ra đang là mầm bệnh nghiêm trọng đối với nghề nuôi tôm toàn cầu. Bệnh lây nhiễm sang tất cả các loài tôm nuôi và có độc lực cao, thường gây chết 100% ao nuôi trong vài ngày.

Các chiến lược được sử dụng trên toàn thế giới để đối phó với sự lây nhiễm virus trong trang trại là đảm bảo an toàn sinh học và tôm giống không nhiễm WSSV. Tuy nhiên, các biện pháp phòng ngừa cũng đã được chứng minh là kém hiệu quả với mầm bệnh do vi rút. 

Trong khi đó việc phát triển các phương pháp điều trị khác như vắc xin đang là một là thách thức bởi khó sản xuất và triển khai để bảo vệ hiệu quả các quần thể lớn. Tôm không có các tế bào ghi nhớ miễn dịch, vì vậy việc tiêm phòng để tăng cường phản ứng miễn dịch trên tôm bị hạn chế.

Tiềm năng lựa chọn gen trong việc cải thiện tính kháng WSSV

Chúng ta biết rằng có sự biến đổi gen tự nhiên để kháng lại các bệnh do vi rút trong nuôi trồng thủy sản. Ước tính về hệ số di truyền kháng WSSV trong tôm thẻ chân trắng khoảng từ 0,01 và 0,31 tùy theo lô tôm. 

Nghiên cứu này được thiết kế để xác định sức mạnh và độ chính xác của việc lựa chọn bộ gen trong việc cải thiện tính kháng WSSV trên tôm thẻ chân trắng. Tôm đã được thử nghiệm trong thực nghiệm với WSSV và sức đề kháng được đánh giá là chết hoặc sống (DOA) 23 ngày sau khi nhiễm bệnh. Đây là nghiên cứu đầu tiên về trên tôm thẻ chứng minh lợi ích di truyền được thực hiện từ chọn lọc bộ gen.

Trong thử nghiệm này sử dụng hai quần thể tôm do Benchmark Genetics Colombia phát triển. Tôm được tách ngẫu nhiên thành hai nhóm, một nhóm là quần thể thử nghiệm đã thử thách với vi rút và nhóm còn lại là quần thể sinh sản được nuôi trong điều kiện an toàn sinh học cao. Bằng cách phân tích sự biến đổi trên bộ gen của cả hai quần thể, có thể dự đoán giá trị di truyền của các đàn giống tiềm năng.

Sau đó, các nhà nghiên cứu chọn và giao phối tôm bố mẹ để tạo ra hai quần thể tôm khác nhau - một quần thể có giá trị cao và một quần thể có giá trị giống ước tính về bộ gen thấp. Sự sống sót của hai quần thể này, và con cái từ đàn bố mẹ được giao phối "ngẫu nhiên", được so sánh trong một thử nghiệm thách thức virus.

Kết quả cho thấy rằng tỷ lệ sống trung bình của các họ tôm tăng từ 38% lên 51% chỉ sau một thế hệ chọn lọc bộ gen có khả năng kháng virus hội chứng đốm trắng (WSSV) cao.

Giống như tác dụng của việc tiêm phòng cho các cá thể tôm trong quần thể, mức độ miễn dịch cao ở những quần thể có “hiệu ứng miễn dịch bầy đàn” vì những con vật có sức đề kháng cao này sẽ không còn lây nhiễm cho những con vật khác.

Dịch bệnh có thể chậm lại hoặc ngừng khi một mức độ nhất định của tôm nuôi trong quần thể có sức đề kháng với mầm bệnh, cùng với các thực hành ngăn chặn dịch bệnh, có thể đủ để kiểm soát WSSV trong nuôi tôm quy mô thương mại. Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng bằng cách sử dụng chọn lọc bộ gen, có thể nhanh chóng tăng mức độ kháng bệnh và hy vọng sẽ có thể sử dụng công cụ này để cung cấp cho người nuôi những quần thể tôm có thể sống sót và sản xuất khi có WSSV mà không cần phải tiêu diệt hoàn toàn sinh vật gây bệnh.

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng cải thiện di truyền với khả năng kháng WSSV có thể đạt được trong chương trình nhân giống tôm thẻ bằng cách áp dụng chọn lọc bộ gen. So với các phương pháp thông thường, việc sử dụng dữ liệu bộ gen dẫn đến ước tính hệ số di truyền cao hơn và cải thiện độ chính xác của việc lựa chọn gen để cung cấp cho ngành nuôi tôm thương mại.

Theo Marie Lillehammer et al. Báo cáo Khoa học (2020). DOI: 10.1038 / s41598-020-77580-3.