Nghiên cứu cung cấp động lực mới cho nuôi cá hồi chọn lọc

Trong nhiều thập kỷ, người ta biết rằng các chương trình chọn lọc di truyền có thể mang lại lợi ích lớn trong sản xuất cá, nhưng nghiên cứu mới cho thấy rằng những điều này có thể được kết hợp.

Loại biến thể di truyền phổ biến nhất để phân biệt các cá thể của cùng một loài là đa hình nucleotide đơn, hoặc SNP, là sự khác biệt trong một “chữ cái” duy nhất của mã DNA. Biến đổi cấu trúc là một loại biến thể di truyền chính khác, trong đó các phần lớn của mã di truyền có thể được sao chép, đảo ngược hoặc thậm chí hoàn toàn không có khi so sánh các cá thể khác nhau.

Khi các biến thể về cấu trúc được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác, chúng cung cấp một công cụ có giá trị tiềm năng khác để sử dụng khi tối đa hóa lợi nhuận sản xuất cho người nuôi cá. Những đột phá gần đây về sức mạnh tính toán, thuật toán tin sinh học và những cải tiến trong công nghệ giải trình tự gen đã giúp xác định các biến thể cấu trúc, mặc dù điều này vẫn còn nhiều thách thức.

Nghiên cứu mới do Tiến sĩ Alicia Bertolotti thực hiện liên quan đến việc giải trình tự bộ gen của 492 con cá hồi Đại Tây Dương trong một dự án do Giáo sư Dan Macqueen tại Viện Roslin đứng đầu với sự hợp tác của Xelect, Đại học Aberdeen và nhiều cộng tác viên quốc tế. Nhóm nghiên cứu bao gồm Đại học Khoa học Đời sống Na Uy với tư cách là cộng tác viên chính, cung cấp nhiều dữ liệu trình tự trong số những đóng góp quan trọng khác.

Đây là nghiên cứu lớn đầu tiên về các biến thể cấu trúc ở bất kỳ loài cá nuôi nào và kết quả đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.

Bài báo là kết quả chính từ Tiến sĩ của Tiến sĩ Bertolotti, hoàn thành tại Aberdeen, theo chương trình CASE ngành của Hội đồng nghiên cứu Công nghệ sinh học & Sinh học của Vương quốc Anh (BBSRC). Xelect hoạt động với tư cách là đối tác duy nhất trong ngành, đóng góp tài trợ, bố trí công việc và quyền truy cập vào kho lưu trữ lớn các mẫu DNA và dữ liệu đặc điểm của Xelect. Giáo sư Ian Johnston, Giám đốc điều hành của Xelect, đồng giám sát chương trình tiến sĩ và dành vài tháng làm việc trong phòng thí nghiệm của Xelect ở St Andrews.

Tiến sĩ Bertolotti nhận xét: “Một trong những thách thức lớn nhất mà chúng tôi phải đối mặt là lọc ra nhiều biến thể sai không phải là biến thể cấu trúc thực sự. Không có hệ thống tự động nào đủ chính xác, vì vậy cuối cùng chúng tôi đã thực hiện nó theo cách thủ công, đó là một nhiệm vụ to lớn! Một phát hiện đặc biệt thú vị là nhiều biến thể cấu trúc nằm trong các gen biểu hiện ở não ảnh hưởng đến hành vi. Cá hồi nuôi dường như đã tích lũy nhiều biến thể này hơn so với các họ hàng hoang dã của chúng, có lẽ là kết quả của quá trình lai tạo chọn lọc cho các dòng thuần hóa. Rõ ràng là có tiềm năng đáng kể đối với các biến thể cấu trúc để tăng sự phát triển tính trạng bằng cách sử dụng di truyền tự nhiên”.

Giám đốc hoạt động của Xelect, Tiến sĩ Tom Ashton, cho biết: “Tiến sĩ Alicia và bài báo kết quả trên tạp chí Nature Communications thể hiện một bước tiến quan trọng trong hệ gien nuôi trồng thủy sản, đưa chúng ta đến gần hơn với việc khai thác sức mạnh của các biến thể cấu trúc trong các chương trình nhân giống chọn lọc”.