Sinh học - Di truyền và chọn giống thủy sản

DI TRUYỀN & CHỌN GiỐNG THỦY SẢN Ts. Phạm Thanh Liêm Ts. Dương Thúy Yên Bộ môn Kỹ thuật Nuôi Nƣớc Ngọt Email: thuyyen@ctu.edu.vn DĐ: 0907-526845 Chương trình môn học • Chƣơng 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DI TRUYỀN • Chƣơng 2: DI TRUYỀN CÁC TÍNH TRẠNG CHẤT LƢỢNG • Chƣơng 3: DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ • Chƣơng 4: DI TRUYỀN CÁC TÍNH TRẠNG SỐ LƢỢNG • Chƣơng 5: CÁC PHƢƠNG PHÁP CẢI THIỆN DI TRUYỀN CÁ Tài liệu tham khảo – Phạm Thành Hổ. Di truyền học. NXB Giáo Dục. – Tave, D. 1993. Genetics for Fish Hatchery Managers. 2nd Edition. – Tave, D. 1998. Inbreeding and brood stock management. FAO FISHERIES TECHNICAL PAPER 392. Download at Các khái niệm cơ bản về di truyền học Những khái niệm cơ bản • Gen, locus và allele (allen) 1. ..một đọan DNA, mã hóa cho 1 sản phẩm nhất định (Ví dụ:..) 2. là các mặt biểu hiện khác nhau của cùng 1gen 3..chỉ vị trí của gen trên NST 4. Trong 1 cá thể, 1 gen chỉ có tối đa ..? allen 5. Trong 1 quần thể, 1 gen có thể có .? Allen 6. Thế nào là gen đơn hình? Đa hình? 7. Kiểu gen, kiểu hình là gì? 8. Cho ví dụ cá thể đồng hợp tử, dị hợp tử tại một gen. Những khái niệm cơ bản • Gen, locus và allele (allen) Gen đa allele qui định hình dạng vi đuôi cá platyfish Cấu tạo tế bào Nhiễm sắc thể • Là những sợi hình que bắt màu bazo, thấy rõ ở kz giữa (metaphase) của nguyên phân. • Gồm sợi nhiễm sắc, tâm động, đĩa protein vi ống. • Cấo tạo: DNA và protein • Số lượng: Ổn định theo loài, nhưng không đặc trưng. • + TB Soma: lưỡng bội • + TB giao tử: đơn bội Tậm động Đĩa protein Nhiễm sắc tử Tậm đỉnh Cấu tạo và hình dạng nhiễm sắc thể Nhiễm sắc thể Sự phân bào nguyên phân Chu kz phân chia: o Kz trung gian  G1: các bào quan nhân đôi  S: Tổng hợp DNA  G2: chuẩn bị phân cắt o Kz phân cắt nhân và tế bào chất:  Kz trước: NST xoắn, ngắn và dầy hơn  Kz giữa: NST tập trung ở mặt phẳng xđ, tâm động của mỗI NST tách ra, mỗI NS tử thành NST riêng biệt.  Kz sau: NST phân ly, tế bào chất phân chia.  Kz cuối: NST tháo xoắn, Thoi phân bào biến mất, hai nhân mớI có đặc điểm như kz trung gian Sự phân bào nguyên phân Phân chia lần 1- giảm phân Phân chia lần 2 Sự hình thành giao tử Prophase II Chromosomes condense and move to metaphase plate. Metaphase II Kinetochores attach to spindle fibers. Chromosomes line up on metaphase plate. Anaphase II Sister chromatids separate and move to opposite poles as separate chromosomes. elophase II Nuclear membrane forms around chromosomes and chromosomes uncoil. Nucleolus reforms. Four haploid cells form after cytokinesis. Cytokinesis In most species, cytokinesis produces two daughter cells. Chromosomes do not replicate before meiosis II. Reforming nucleolus Nucleolus Copyright © 1997, by John Wiley & Sons, Inc. All rights reserved. Early prophase I Replicated chromosomes become visible. Middle prophase I Homologous chromosomes shorten and thicken. The chromosomes synapse and crossing over occurs. Late prophase I Results of crossing over become visible as chiasmata. Nuclear membrane begins to disappear. Spindle apparatus begins to form. Nucleolus disperses. Metaphase I Assembly of spindle is completed. Each chromosome pair aligns across the metaphase plate of the spindle. Anaphase I Homologous chromosome pairs separate and migrate toward opposite poles. Telophase I Chromosomes (each with two sister chromatids) complete migration to the poles, and new nuclear membranes may form. T Nucleolus Có 3 giai đọan quan trọng 1. Sự trao đổi chéo của các nhiễm sắc tử trong cặp NST tƣơng đồng (Kỳ trƣớc I). Prophase II Chromosomes condense and move to metaphase plate. Metaphase II Kinetochores attach to spindle fibers. Chromosomes line up on metaphase plate. Anaphase II Sister chromatids separate and move to opposite poles as separate chromosomes. elophase II Nuclear membrane forms around chromosomes and chromosomes uncoil. Nucleolus reforms. Four haploid cells form after cytokinesis. Cytokinesis In most species, cytokinesis produces two daughter cells. Chromosomes do not replicate before meiosis II. Reforming nucleolus Nucleolus Copyright © 1997, by John Wiley & Sons, Inc. All rights reserved. Early prophase I Replicated chromosomes become visible. Middle prophase I Homologous chromosomes shorten and thicken. The chromosomes synapse and crossing over occurs. Late prophase I Results of crossing over become visible as chiasmata. Nuclear membrane begins to disappear. Spindle apparatus begins to form. Nucleolus disperses. Metaphase I Assembly of spindle is completed. Each chromosome pair aligns across the metaphase plate of the spindle. Anaphase I Homologous chromosome pairs separate and migrate toward opposite poles. Telophase I Chromosomes (each with two sister chromatids) complete migration to the poles, and new nuclear membranes may form. T Nucleolus 2. Phân chia giảm nhiễm (Kỳ sau I): Tâm động của 2 NST không phân chia, chỉ có sự phân chia của 2 NST đi về 2 cực của tế bào. Số lƣợng NST giảm 1/2. 3. Phân chia nguyên nhiễm (lần 2): Tâm động phân chia, NS tử thành 2 NST và đi về 2 cực. Sự hình thành giao tử Giao tử cái Giao tử đực Sự xác định giới tính của cá 1. Đặc điểm sinh dục • Cá có thể là lòai đơn tính (gonochorism) hoặc lưỡng tính (hermaphroditism). – Đơn tính: Thể hiện ở đa số các lòai cá – Lưỡng tính: 1 cá thể mang 2 giới tính cùng một lúc hoặc tùy giai đọan phát triển cá thể. Cách phân biệt đực-cái? • Đặc điểm sinh dục sơ cấp và thứ cấp Đặc điểm sinh dục sơ cấp: tuyến sinh dục + hormon Đặc điểm sinh dục thứ cấp:  ống dẫn, gai/lỗ sinh dục  Kích cỡ, màu sắc,... • Sự phát triển của các đặc điểm trên tùy thuộc vào lượng hormon, nhất là hormon do tuyến sinh dục tiết ra. • Quá trình biệt hóa tuyến sinh dục xảy ra sau giai đọan cá bột. Sự xác định giới tính của cá 1. Đặc điểm sinh dục Tỉ lệ giới tính ban đầu (primary sex ratio) khi giới tính được hình thành thường là 1:1. Nhưng các giai đọan sau, tỉ lệ giới tính (secondary sex ratio) thường nghiên về 1 giới do chúng có sự khác biệt nhau trong chu kỳ sống, tuổi thành thục, đặc điểm sinh sản, tuổi thọ (cá cái thừơng có tuổi thọ lâu hơn cá đực)... Ví dụ: cá hồi khi di cư sinh sản, chỉ có cá cái di cư ra biển, cá đực ở lại sông Tuy nhiên, sự chênh lệch giới tính thứ cấp thường không có ý nghĩa di truyền. Sự xác định giới tính của cá 2. Tỉ lệ đực cái Sự chênh lệch giới tính ban đầu thường chịu ảnh hưởng lớn bởi yếu tố môi trường như cá kiếm (Xiphophorus helleri), cá lia thia (Betta splendens) Cách xác định di truyền giới tính:  Phương pháp cổ điển: dựa vào sự biểu hiện của các tính trạng liên kết với giới tính. Phương pháp trực tiếp: dựa vào sự khác biệt NST giới tính. Phân tích thế hệ con mẫu sinh nhân tạo. Sự xác định giới tính của cá 2. Tỉ lệ đực cái Sự xác định giới tính của cá 3. Các kiểu xác định giới tính • Cá có NST giới tính không? • Ở cá có những kiểu xác định giới tính nào? • Kiểu xác định giới tính ở cá và tôm (giáp xác) khác nhau như thế nào? KG con cái Lòai XY XX XY O. niloticus O.mossambicus WZ WZ ZZ O. aurea NST X X1X1X2X2 X1X2Y Megupsilon W ZW1W2 ZZ A. affinnis NST Y XX XY1Y2 Hoplias sp. WXY XX,XW, WY XY, YY Cá đ?a XO XX XO S. diaphana ZO ZO ZZ Colisa lalitus NST thư?ng gen Cá ki?m Sự xác định giới tính của cá 3. Các kiểu xác định giới tính Kiểu xác định Đực Số lƣợng Nhiều Nhiều Nhiều  Giáp xác có thể là lòai đơn tính hoặc lƣỡng tính  Một số lòai có cơ chế xác định giới tính XY hoặc WZ (Tôm càng xanh WZ?)  Tuyến andorgen quyết định kiểu hình giới tính (và tăng trƣởng).  Yếu tố môi trƣờng: Nhiệt độ, ánh sángcũng co` ảnh hƣởng đến kiểu hình giới tính Sự xác định giới tính 4. Các kiểu xác định giới tính của giáp xác Tuyến andorgen (AG) và ống tinh (SD) ở tôm càng xanh Vị trí: AG nằm ờ phần cuối của ống tinh. 0,1 mm