Bài 15: Ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn và nhân giống thủy sản | Công Nghệ 12 (Lâm Nghiệp - Thủy Sản) | Chương VI. Công nghệ giống thủy sản - Lớp 12 - Kết Nối Tri Thức Với Cuộc Sống

(Trang 76)

Sau khi học xong bài này, em sẽ:

Phân tích được ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn và nhân giống thủy sản.

Mở đầu

Những kĩ thuật nào của công nghệ sinh học đang được ứng dụng trong chọn và nhân giống thủy sản? Việc bảo quản tinh trùng động vật thủy sản trong nitrogen lỏng (Hình 15.1) nhằm mục đích gì?

Hình 15.1. Bảo quản tinh trùng động vật thủy sản trong nitrogen lỏng

I. ỨNG DỤNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ TRONG CHỌN GIỐNG THỦY SẢN

Chỉ thị phân tử được ứng dụng trong chọn giống thuỷ sản nhằm chọn các cá thê mang gene mong muốn (gene quy định sinh trưởng nhanh, kháng bệnh,...) Ứng dụng chỉ thị phân tử cho phép xác định chính xác những cá thể mang gene mong muốn ngay ở giai đoạn phát triển sớm, nhờ đó rút ngắn thời gian chọn giống, giảm chi phí và công lao động.

Ở Việt Nam, thông qua ứng dụng chỉ thị phân tử đã chọn được dòng cá tra có khả năng chịu mặn, sinh trưởng nhanh; dòng tôm thẻ chân trắng có tốc độ tăng trưởng nhanh (Hình 15.2).

a) ♀ × ♂

↓ Nuôi lớn

↓ Chọn bằng quan sát hình thái

Chọn được cá thể mang tính trạng mong muốn làm nguồn bố mẹ

b) ♀ × ♂

↓ Chọn bằng chỉ thị phân tử

↓  – – – – – –

         – –

Chọn được cá thể mang tính trạng mong muốn làm nguồn bố mẹ

Hình 15.2. Các bước chọn giống bằng phương pháp truyền thống (a) và bằng ứng dụng chỉ thị phân tử (b)

(Trang 77)

II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG NHÂN GIỐNG THỦY SẢN

1. Sử dụng các chất kích thích sinh sản

Chất kích thích sinh sản hay còn gọi là kích dục tố là những hormone có nguồn gốc từ động vật hoặc các chất tổng hợp, chúng thường được sử dụng trong sinh sản nhân tạo của cá. Việc tiêm kích dục tố phù hợp cho cá đã thành thục ở giai đoạn phát triển tuyến sinh dục sẽ kích thích quá trình thành thục của trứng, tinh trùng, giúp sản xuất cá giống trên quy mô lớn và chủ động.

Một số chất kích thích sinh sản được sử dụng phổ biến trong sản xuất cá hiện nay là LRHa, HCG, PG và GnRHa... Tuỳ thuộc vào đối tượng thuỷ sản cho sinh sản mà sử dụng đơn lẻ loại chất kích thích khác nhau hoặc kết hợp chúng với nhau.

Cá mẹ: Tiêm liều sơ bộ từ 1 đến 3 lần, mỗi lần cách nhau từ 10 đến 24 giờ → Tiêm liều quyết định → Thu trứng → Thụ tinh nhân tạo

Cá bố: Tiêm HCG cho cá bố → Thu tinh → Thụ tinh nhân tạo

Hình 15.3. Các bước tiêm HCG kích thích cá tra sinh sản

Khám phá

Quan sát Hình 15.3, mô tả các bước sử dụng HCG kích thích cá tra sinh sản.

2. Điều khiển giới tính động vật thủy sản

Ở một số loài động vật thuỷ sản, có sự khác nhau giữa con cái và con đực về ngoại hình hay tốc độ sinh trưởng,... Ví dụ: cá rô phi đực lớn nhanh hơn cá rô phi cái, tôm càng xanh đực lớn nhanh hơn tôm càng xanh cái (Hình 15.4); trứng cá cái của các loài như cá rô đồng, cá mè Vinh, cá hồi, cá tầm được người tiêu dùng ưa chuộng; một số loài cá cảnh, con đực cho màu sắc đẹp hơn con cái (Hình 15.5). Xuất phát từ thực tế đó, các nhà khoa học đã nghiên cứu điều khiển giới tính của đối tượng nuôi theo hướng có lợi nhằm tạo hiệu quả tối ưu trong sản xuất, mang lại hiệu quả kinh tế cho người nuôi.

Hình 15.4. Tôm càng xanh đực (a) và tôm càng xanh cái (b)

Hình 15.5. Cá xiêm cảnh đực (a) và cá xiêm cảnh cái (b)

(Trang 78)

Phương pháp được ứng dụng phổ biến nhất là phương pháp cho thuỷ sản ăn hormone chuyển đổi giới tính như estrogen (chuyển sang giới tính cái) hoặc testosterone (chuyển sang giới tính đực). Trong chuyển đổi giới tính cá rô phi, hormone điều khiến giới tính đực (17α-methyl testosterone) sẽ được trộn đều vào thức ăn cho cả bột cho ăn trong vòng 21 ngày. Bằng phương pháp này, tỉ lệ cá rô phi đực trong đàn có để đạt từ 85% đến 95%.

3. Bảo quản lạnh tinh trùng

Kĩ thuật bảo quản lạnh tinh trùng của động vật thuỷ sản giúp chủ động trong quá trình sản xuất giống nhân tạo, nhất là trong trường hợp có hiện tượng lệch pha trong sự thành thục sinh dục giữa con đực và con cái; dễ dàng trong quá trình vận chuyển so với trước đây khi phải đưa cá bố từ nơi này đến nơi khác để thụ tinh; hạn chế tối đa việc lưu giữ cá đực để bảo tồn dòng thuần; ngăn cản suy giảm chất lượng di truyền do lai cận huyết trong thuỷ sản.

Có hai phương pháp bảo quản lạnh tinh trùng là bảo quản ngắn hạn (bảo quản trong tủ lạnh) và bảo quản dài hạn (bảo quản trong nitrogen lỏng).

a) Bảo quản ngắn hạn

Bảo quản ngắn hạn gồm các bước cơ bản như Hình 15.6. Thời gian bảo quản kéo dài từ vài giờ đến một tháng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loài cá, chất lượng tinh trùng ban đầu, tỉ lệ pha loãng, chất bảo quản,...

Khám phá

Quan sát hình 15.6 và mô tả các bước bảo quản ngắn hạn tinh trùng của động vật thủy sản.

Bước 1. Thu tinh trùng.

Bước 2. Pha loãng tinh trùng với chất bảo quản.

Bước 3. Bổ sung chất kháng sinh.

Bước 4. Bảo quản trong tủ lạnh ở nhiệt độ từ 0°C đến 4°C.

Hình 15.6. Các bước bảo quản ngắn hạn tinh trùng động vật thủy sản

b) Bảo quản dài hạn

Bảo quản dài hạn là hình thức bảo quản trong nitrogen lỏng, gồm các bước cơ bản như Hình 15.7. Thời gian bảo quản có thể lên đến 3 tháng, phụ thuộc vào yếu tố như loài cá, chất lượng tinh trùng ban đầu, tỉ lệ pha loãng, chất bảo quản, phương pháp hạ nhiệt,...

Khám phá

Quan sát Hình 15.7 và mô tả các bước bảo quản dài hạn tinh trùng của động vật thủy sản.

(Trang 79)

Bước 1. Thu tinh trùng (Hình 15.7a) Chọn cá đực khỏe mạnh. Thu tinh trùng bằng cách vuốt nhẹ ở phần bụng dưới, hướng về lỗ sinh dục. Tinh trùng thu được có màu trắng đục hoặc trắng sữa, không bị lẫn tạp chất. ↓
Bước 2. Kiểm tra hoạt lực tinh trùng (Hình 15.7b) Pha loãng tinh trùng với nước cất hoặc dung dịch đẳng trương. Kiểm tra trên kính hiển vi, hoạt lực của tinh trùng đạt trên 50% là mẫu đạt tiêu chuẩn. ↓
Bước 3. Pha tinh trùng với chất bảo quản, chất chống đông rồi đưa hỗn hợp vào dụng cụ lưu tinh trùng (cọng tinh) (Hình 15.7c). ↓
Bước 4. Đưa dụng cụ lưu tinh trùng vào làm lạnh trong hơi nitrogen (cách bề mặt nitrogen lỏng khoảng 1-5 cm ở nhiệt độ –76°C, trong thời gian từ 3 phút đến 25 phút thùy thuộc vào từng loài cá) (Hình 15.7d). ↓
Bước 5. Đưa dụng cụ lưu tinh trùng vào nitrogen lỏng (nhiệt độ –196°C) để bảo quản dài hạn (Hình 15.7e).

Hình 15.7. Các bước bảo quản dài hạn tinh trùng động vật thủy sản

Luyện tập

1. Phân tích ứng dụng của công nghệ sinh học trong chọn và nhân giống thủy sản.

2. So sánh phương pháp bảo quản ngắn hạn và phương pháp bảo quản dài hạn tinh trùng  động vật thủy sản

Vận dụng

Đề xuất một ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn hoặc nhân giống thủy sản phù hợp với thực tiễn ở địa phương em.