THÔNG TIN VÀ NHỮNG KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN
Tên đề tài luận án: Nghiên cứu hệ gen phiên mã (transcriptome) của tôm sú (Penaeus monodon) nhằm sàng lọc các chỉ thị phân tử phục vụ công tác chọn giống.
Chuyên ngành: Công nghệ sinh học; Mã số: 9420201
Họ tên nghiên cứu sinh: Nguyễn Giang Thu
Khóa đào tạo: 2013-2017
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Đinh Duy Kháng
2. PGS.TS. Nguyễn Hữu Ninh
Cơ sở đào tạo: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam
Nội dung luận án:
(1) Xây dựng bộ cơ sở dữ liệu hệ gen phiên mã (transcripotme) tôm sú (Penaeus monodon) thu từ tự nhiên: Đã thu nhận 30 mẫu tôm sú tại 5 địa điểm khác nhau tại vùng biển Nghệ An-Hà Tĩnh, Việt Nam, tách chiết và tinh sạch mRNA từ bốn mô (tim, cơ, gan tụy và gốc mắt), tạo thư viện cDNA và giải trình tự hệ gen phiên mã bằng hệ thống giải trình tự gen thế hệ mới (Illumina MiSeq). Dữ liệu đọc trình tự thô được tiền xử lý, lắp ráp và chú giải chức năng hệ unigene dựa trên cơ sở dữ liệu có sẵn trên mạng (NR-NCBI, Swiss-Prot, KEGG, COG, GO), tạo bộ cơ sở dữ liệu hệ gen phiên mã (transcriptome) tôm sú (Penaeus monodon) tự nhiên.
(2) Sàng lọc các gen giả định (unigene) liên quan đến tính trạng tăng trưởng của tôm sú (Penaeus monodon): Từ cơ sở dữ liệu hệ gen phiên mã của tôm sú tự nhiên đã chú giải được các unigene và sàng lọc được các unigene liên quan đến tính trạng tăng trưởng của tôm sú.
(3) Sàng lọc các SNP liên quan đến tính trạng tăng trưởng của tôm sú (Penaeus monodon) từ dữ liệu hệ gen phiên mã: Từ cơ sở dữ liệu hệ gen phiên mã của tôm sú tự nhiên đã xác định được các SNP và các SNP liên quan đến tính trạng tăng trưởng.
(4) Sàng lọc các SNP liên quan đến tính trạng tăng trưởng từ các gia đình tôm sú gia hóa tăng trưởng nhanh và tăng trưởng chậm: Đã giải mã hệ gen phiên mã từ mô cơ và mô gan tụy của nhóm tôm gia hóa tăng trưởng nhanh và tăng trưởng chậm. Từ cơ sở dữ liệu transcriptome tôm sú tăng trưởng nhanh và tăng trưởng chậm đã sàng lọc được các SNP và các SNP liên quan đến tính trạng tăng trưởng.
Những kết luận mới của luận án
(1) Đã xây dựng được bộ cơ sở dữ liệu hệ gen phiên mã (transcriptome) tôm sú Penaeus monodon (http://tomsu.ibt.ac.vn) dựa trên cơ sở dữ liệu của 4 mô (mô tim, mô cơ, mô gan tụy và mô gốc mắt), với dung lượng hệ phiên mã là 30,9 Mb và chỉ số N50 là 481 bp.
(2) Từ 62.327.726 đoạn đọc có đầu bắt cặp, đã lắp ráp de novo được 69.089 unigene và chú giải được 12.321 unigene dựa trên ngân hàng cơ sở dữ liệu gen thế giới, trong đó có 165 unigene tiềm năng liên quan đến tính trạng tăng trưởng của tôm sú.
(3) Sử dụng phần mềm Heatmap để đánh giá mức độ biểu hiện của 165 unigene tiềm năng liên quan đến tính trạng tăng trưởng của tôm sú, chỉ có 125 gen biểu hiện, trong đó số lượng gen có mức độ biểu hiện mạnh nhất là ở mô gốc mắt, sau đó là mô tim, tiếp theo là mô cơ và cuối cùng là mô gan tụy. Gen beta-actin luôn được biểu hiện mạnh nhất ở mô tim.
(4) Đã xác định được 42.663 SNP nằm trong 21.303 unigene, với phần lớn các SNP nằm ở dạng transition, trong đó 484 SNP có mặt trong các gen tiềm năng liên quan đến tính trạng tăng trưởng của tôm sú.
(5) Đã xác định được 12.768 microsatellite trong 11.173 unigene. Tỷ lệ SSR trung bình trong hệ gen phiên mã tôm sú là 18,48% và sau 2,423 kb xuất hiện một SSR. Dinucleotide SSR chiếm số lượng nhiều nhất (7.941, 62,19%).
(6) Từ hệ gen phiên mã tôm sú gia hóa, đã xác định được 2650 SNP, trong đó có 1832 SNP xuất hiện ở nhóm lớn nhanh và 64 SNP xuất hiện ở nhóm lớn chậm, 754 SNP xuất hiện chung ở cả hai nhóm.
Những đóng góp mới của luận án
(1) Lần đầu tiên ở Việt Nam xây dựng được Cơ sở dữ liệu hệ gen phiên mã tôm sú tự nhiên (http://www.tomsu.ibt.ac.vn) trên cơ cở giải mã và phân tích 04 mô (tim, cơ, gan tụy, và gốc mắt), với dung lượng 30,9 Mb và chỉ số N50 là 481 bp. Từ hệ gen phiên mã đã chú giải được 165 unigene liên quan đến tính trạng tăng trưởng của tôm sú. Đây là cơ sở dữ liệu quan trọng phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo trong việc nuôi và nhân giống tôm sú tại Việt Nam.
(2) Bước đầu phân tích hệ gen phiên mã tôm sú gia hóa và xác định được 2650 SNP, trong đó 1832 SNP chỉ xuất hiện ở nhóm lớn nhanh và 64 SNP xuất hiện ở nhóm lớn chậm, 74 SNP xuất hiện chung ở cả 2 nhóm. Các SNP liên quan đến tính trạng tăng trưởng nhanh sẽ được lưu giữ trong bộ sưu tập chỉ thị phân tử thích hợp để phát triển các SNP array sử dụng trong chọn lọc hệ gen tôm sú dựa trên tính trạng tăng trưởng nhanh bằng công nghệ “Nghiên cứu tương quan toàn phần hệ gen” (GWAS, Genome Wide Association Study).
