Trong một nghiên cứu mới, các nhà khoa học - từ Viện Khoa học và Công nghệ Okinawa (OIST), phối hợp với một số viện nghiên cứu khác, bao gồm K. MIKIMOTO & CO., LTＤ, Viện Nghiên cứu Ngọc trai và Cơ quan Giáo dục và Nghiên cứu Thủy sản Nhật Bản - đã đã báo cáo một bộ gen gần như hoàn chỉnh, theo giai đoạn haplotype, của trai ngọc. Bộ gen quy mô nhiễm sắc thể chất lượng cao này của trai ngọc trai có thể được sử dụng để tìm ra các chủng có khả năng phục hồi.
Phương pháp truyền thống để giải trình tự bộ gen liên quan đến việc hợp nhất cặp nhiễm sắc thể. Tuy nhiên, điều này phù hợp với động vật thí nghiệm, chúng thường có thông tin di truyền gần như giống hệt nhau giữa cặp nhiễm sắc thể. Tuy nhiên, đối với động vật hoang dã, nơi có nhiều biến thể gen trên các cặp nhiễm sắc thể, chiến lược này dẫn đến việc mất thông tin.
Khi sắp xếp trình tự bộ gen cho cuộc điều tra này, các nhà khoa học đã quyết định không kết hợp các nhiễm sắc thể. Thay vào đó, cả hai bộ nhiễm sắc thể đã được giải trình tự. Đây là nghiên cứu đầu tiên tập trung vào động vật không xương sống ở biển sử dụng phương pháp này.
Trai ngọc trai có tổng cộng 28 nhiễm sắc thể vì chúng có 14 cặp nhiễm sắc thể. Các nhà khoa học sau đó đã sử dụng công nghệ tiên tiến để trình tự bộ gen. Sau đó, họ tái tạo lại tất cả 28 nhiễm sắc thể và tìm thấy những điểm khác biệt chính giữa hai nhiễm sắc thể trong một cặp—cặp nhiễm sắc thể số 9. Đáng chú ý là nhiều gen trong số này có liên quan đến khả năng miễn dịch.
Tiến sĩ Takeshi Takeuchi, nhà khoa học nhân viên tại Đơn vị gen biển của OIST, cho biết, “Các gen khác nhau trên một cặp nhiễm sắc thể là một phát hiện quan trọng vì các protein có thể nhận biết các loại bệnh truyền nhiễm khác nhau.”
“Khi động vật được nuôi cấy, thường có một dòng có tỷ lệ sống sót cao hơn hoặc sản xuất ngọc trai đẹp hơn. Nông dân thường nuôi hai con cùng dòng này, dẫn đến giao phối cận huyết và làm giảm sự đa dạng di truyền.”
Sau ba chu kỳ cận huyết liên tiếp, các nhà khoa học nhận thấy sự đa dạng di truyền giảm đáng kể. Nếu sự đa dạng giảm này xảy ra ở vùng nhiễm sắc thể có gen liên quan đến khả năng miễn dịch, nó có thể ảnh hưởng đến khả năng miễn dịch của động vật.
“Điều quan trọng là phải duy trì sự đa dạng bộ gen trong các quần thể nuôi trồng thủy sản.”
Giáo sư Shugo Watabe (Giáo sư thỉnh giảng tại Đại học Kitasato, giáo sư danh dự tại Đại học Tokyo) nói, “Ngọc trai nuôi lần đầu tiên được phát triển trên thế giới cách đây 130 năm bởi Kokichi Mikimoto ở Nhật Bản. Thậm chí ngày nay, chúng là hải sản được xuất khẩu nhiều thứ hai được sản xuất tại Nhật Bản, sau sò điệp. Tuy nhiên, lịch sử nuôi trồng ngọc trai ở Nhật Bản là một cuộc chiến chống lại dịch bệnh trong môi trường nuôi trồng thủy sản. Thiệt hại do bệnh đổi màu đỏ, xuất hiện vào năm 1996, là đặc biệt nghiêm trọng.”
“Việc sản xuất ngọc trai nuôi cấy ở Nhật Bản đã giảm đáng kể. Trong những năm gần đây, ngành nuôi cấy ngọc trai một lần nữa phải đối mặt với những vấn đề lớn do sự lây lan của các bệnh do virus gây ra. Mặc dù chi tiết về nguyên nhân gây bệnh và các biện pháp đối phó chưa được thiết lập, nhưng người ta đã chỉ ra rằng việc nuôi cấy ngọc trai ở Nhật Bản có thể bị suy giảm gen do giao phối cận huyết với trai ngọc có đặc điểm vượt trội, gây khó khăn cho việc đáp ứng các biện pháp khác nhau. thay đổi môi trường và sự xuất hiện của mầm bệnh".
Kết quả của nghiên cứu này đã làm sáng tỏ vấn đề nuôi cấy ngọc trai ở Nhật Bản và có ý nghĩa công nghiệp quan trọng. Nhiều cái của hệ thống miễn dịchNgoài ra, các gen của nó cũng đã được xác định. Điều này giải thích tại sao trai ngọc có thể tạo ra một lớp phủ xà cừ để phản ứng với một vật thể lạ xâm nhập từ bên ngoài, điều này làm sáng tỏ bí ẩn xung quanh quá trình sản xuất ngọc trai.
Tạp chí tham khảo:
- Takeshi Takeuchi, Yoshihiko Suzuki, Shugo Watabe, et al. Quá trình tái tạo bộ gen theo giai đoạn haplotype, chất lượng cao cho thấy sự đa dạng haplotype bất ngờ ở trai ngọc. Nghiên cứu DNA. DOI: 10.1093/dnares/dsac035
