ĐÁNH GIÁ SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA CÁC DÒNG CÁ RÔ ĐỒNG (ANABAS TESTUDINEUS, BLOCH 1972) BẰNG CÁC CHỈ THỊ PHÂN TỬ RAPD VÀ ISSR

Phạm Thị Trang Nhung * và Dương Thúy Yên

* Tác giả liên hệ (pttnhung@nomail.com)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Ngày nhận bài: 10-06-2014
Ngày duyệt đăng: 04-08-2014
Ngày xuất bản: 24-09-2014
Title: Genetic diversity of climbing perch (Anabas testudineus, Bloch 1792) populations based on RAPD and ISSR markers
Lượt xem
221
Downloads
142
Trích dẫn
Nhung, P. T. T., & Yên, D. T. (2014). ĐÁNH GIÁ SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA CÁC DÒNG CÁ RÔ ĐỒNG (ANABAS TESTUDINEUS, BLOCH 1972) BẰNG CÁC CHỈ THỊ PHÂN TỬ RAPD VÀ ISSR. Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ, (CĐ Thủy sản), 101-108. Truy vấn từ https://ctujsvn.ctu.edu.vn/index.php/ctujsvn/article/view/1813
Số báo
Số. CĐ Thủy sản (2014)
Chuyên mục
Thủy sản

Abstract

Genetic diversity of freshwater fish species in the wild can be negatively affected by overexploitation and aquaculture activities, while that of cultured populations can be reduced due to evolutionary changes associated in captive conditions. In this study, we evaluated genetic diversity of climbing perch (Anabas testudineus), an important species in aquaculture and fisheries, in one cultured (called square-head, in Hau Giang province) and 3 wild populations (sampled in Ca Mau, Hau Giang and Dong Thap provinces) using random amplified polymorphic DNA (RAPD) and inter-simple sequence repeat (ISSR) techniques. Total 83 specimens were amplified using 7 primers (1 RAPD and 6 ISSR primers). All populations showed moderate levels of genetic diversity, evidenced by the percentage of polymorphism (ranged 78.9% - 85.9%) and heterozygosity (averaged 0.192 - 0.258). Wild fish population in Ca Mau had the highest genetic diversity. Results also revealed that a high portion of total genetic variation existed within populations (92%), while genetic differentiation among populations was low (Gst=0.0648), indicating a high level of gene flow (Nm = 7.2) among populations. Low genetic difference among climbing perch populations could be affected by anthropogenic activities and geographic feature such as river/canal systems of the Mekong delta.
Keywords: Genetic diversity, climbing perch, Anabas testudineus, gene flow, fish populations, RAPD, ISSR

Tóm tắt

Sự đa dạng di truyền của các quần thể cá nước ngọt tự nhiên có thể bị ảnh hưởng xấu bởi việc khai thác quá mức và các hoạt động trong nuôi trồng thủy sản, trong khi đó các quần thể cá nuôi lại có thể bị giảm sút do các quá trình thay đổi di truyền trong điều kiện nuôi. Nghiên cứu này nhằm đánh giá sự đa dạng di truyền của loài cá rô đồng (Anabas testudineus), 1 loài cá rất quan trọng trong nuôi trồng và đánh bắt thủy sản, ở 1 quần thể cá nuôi (được gọi là cá rô đầu vuông ở tỉnh Hậu Giang) và 3 quần thể cá tự nhiên (được thu tại Cà Mau, Đồng Tháp và Hậu Giang) sử dụng các kỹ thuật RAPD (Random amplified polymorphic DNA) và ISSR (Inter-simple sequence repeat). Tổng cộng 83 mẫu đã được khuyếch đại với 7 loại mồi (1 mồi RAPD và 6 mồi ISSR). Bốn quần thể cá đều cho thấy mức độ đa dạng di truyền trung bình, thể hiện qua các thông số: tỉ lệ gene đa hình (từ 78,9% - 85,9%) và tỉ lệ dị hợp (trung bình từ 0,192 ? 0,258). Quần thể cá tự nhiên ở Cà Mau có sự đa dạng di truyền cao nhất. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy phần lớn trong tổng số biến dị di truyền tồn tại trong cùng 1 quần thể (92%), trong khi đó sự khác biệt di truyền giữa các quần thể lại thấp (giá trị Gst = 0,0648), chứng tỏ mức độ trao đổi gene cao (Nm=7,2) giữa các quần thể. Sự khác biệt di truyền thấp có thể do bị ảnh hưởng bởi các hoạt động của con người và đặc điểm địa lí như hệ thống sông ngòi kênh rạch ở Đồng bằng sông Cửu Long.
Từ khóa: Đa dạng di truyền, cá rô đồng, Anabas testudineus, dòng chảy gene, các quần thể cá, RAPD, ISSR

Article Details

Tài liệu tham khảo

Abbot P., Withgott, J. H., and Moran, N. A. 2001. Genetic conflict and conditional altruism in social aphid colonies. Proceedings of the NationalAcademyof Sciences. USA. 98 (21).

Bardakci, F. 2001. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) marker. Turkish Journal of Biology, 25, 185-196.

Casu, M., Lai, T., Curini-Galletti, M., Ruiu, A., and Pais, A. 2009. Identification of Mediterranean Diplodus spp. and Dentex dentex(Sparidae) by means of DNA Inter-Simple Sequence Repeat (ISSR) markers. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 368 (2009) 147–152.

Chen, H. and Leibenguth, F. 1995. Studies on Multilocus Fingerprints, RAPD marker, and Mitochondrial DNA of a gynogenetic fish (Carassius auratus gibelio). Biochemical genetics, Volume 33, number 9, 10.

Duong Thuy Yen, Pham Thanh Liem, Huynh Ky and Tran Ngoc Hai.2013. Strain evaluation of giant freshwater prawn (Macrobrachium rosenbergii) based on morphology and genetic diversity. The proceedings of the International Fisheries Symposium, organized at Can Tho University, Vietnam, 6-8th December, 2012, 239-244. Agricultural Publishing House.

Esselman, E. J., Jianqiang, L., Crawford, D. J., Winduss, J. L., and Wolfe, A. D. 1999. Clonal diversity in the rare Calamagrostis porteri ssp. insperata(Poaceae): comparative results for allozymes and random amplified polymorphic DNA (RAPD) and intersimple sequence repeat (ISSR) markers. Molecular Ecology. 8: 443-451.

Fernandes-Matioli F.M.C, Matioli, S.R., and Almeida-Toledo L.F. 2000. Species diversity and geographic distribution of Gymnotus through analysis of nuclear (GGAC)nmicrosatellites. Genet Mol Biol 23:803-807.

Ford, J.S. and Myers, R.A. 2008. Global assessment of aquavulture impacts on wild salmon. PLoS Biology 6(2): e33.

Frost, L. A., Evans, B. S., and Jerry, D. R. 2006. Loss of genetic diversity due to hatchery culture practices in barramundi (Lates calcarifer). Aquaculture, 261 (3). pp. 1056-1064.

Genet, A. J. H. 1983. Utility and efficiency of linked marker genes for genetic counseling. III. Proportion of informative families under linkage disequilibrium. Journal list. Volumn 35(4): 592–610.

Godwin, I.D., Aitken, E.A., Smith L.W. 1997. Application of inter simple sequence repeat (ISSR) markers to plant genetics. National Center for Biotechnology Information. Electrophoresis, 18 (9): 1524-8

Hasselman, D.J., Ricard, D., Bentzen, P. 2013. Genetic diversity and differentiation in a wide ranging anadromous fish, American shad (Alosa sapidissima), is correlated with latitude. Molecular Ecology. 2013 Blackwell Publishing Ltd.

Hidayat, S. and Senanan, W. 2010. PCR-RFLP analysis of mitochondrial DNA to differentiate populations of climbing perch (Anabas testudineus) in Thailand. Burapha journal of science. 15 (2553) 2 : 87-98.

Holsinger K. E., Lewis, P.O., Dipak, D. 2002. A Bayesian approach to inferring population structure from dominant markers. Molecular Ecology 11: 1157-1164.

Hutchings J.A 2000. Collapse and recovery of marine fishes. Nature. 406, 882–885. doi:10.1038/35022565.

Jamsari, A.F.J., Muchlisin, Z.A., Musri, M., and Siti Azizah, M.N. 2010. Remarkably low genetic variation but high population differentiation in the climbing perch, Anabas testudineus(Anabantidae), based on the mtDNA control region. Genetics and Molecular Research 9 (3): 1836-1843.

Kol, N. V. and Lazebny, O. E. 2006. Polymorphism of ISSR–PCR markers in a Tuvinian population of reindeer Rangifer tarandus L. Russian Journal of Genetics 42:1464–1466.

Kosman, E. and Leonard, K.J. 2005. Similarity coefficients for molecular markers in studies of genetic relationships between individuals for haploid, diploid, and polyploid species. Molecular Ecology 14, 415-424.

Li, A. and Ge, S. 2001. Genetic Variation and Clonal Diversity of Psammochloa villosa(Poaceae) Detected by ISSR Markers. Annals of Botany 87: 585-590.

Maltagliati, F. 1998. A preliminary investigation of allozyme genetic variation and population geographical structure in Aphanius fasciatusfrom Italian brackish water habitats. Journal of fish biology 52, 1130-1140.

Miguel et al. 2007. Genetic divergence detected by ISSR Markers and characterlizations of microsatellite regions in Mytilusmussels. Biochemical genetic, 45: 565-578. Doi: 10.1007/sl0528-007-9097-7.

Mondini, L., Noorani, A., and Pagnotta, M.A. 2009. Accessing plant genetic diversity by molecular tools. Diversity 2009, 1, 19-35; doi:10.3390/d1010019

Nagaoka, T. and Ogihara, Y. 1997. Applicability of inter-simple sequence repeat polymorphisms in wheat for use as DNA markers in comparison to RFLP and RAPD markers. Theoretical and Applied Genetics, Volume 94, Issue 5, pp 597-602.

Nei, M. 1792. Genetic distance between populations. American naturalist 106, 283-292.

Nei, M. 1798. Estimation of average heterozygosity and genetic distance from a small number of individuals. Genetics 89:583– 590.

Nie, C., Wu, X., Li, Y. and Zhao, Z. 2012. ISSR markers as a tool for assessing genetic diversity in the Chinese Alligator(Alligator sinensis). Asian Herpetological Research 3(4): 310–315.

Pazza, R., Kavolco, K.F., Prioli Sonia, M.A.P., Prioli A.J, and Bertollo, L.A.C., 2007. Chromosom polymorphism in Astyanax fasciatus (Teleostei, Characidae), part 3: Analysis of the RAPD and ISSR molecular markers. Biochemical systematic and ecology Vol. 35, pp 843-851.

Peakall, R. and Smouse P.E. (2012) GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research – an update. Bioinformatics 28, 2537-2539.

Raghuwanshi, K.S., Huraje, B.A., Chimote, V.P., and Borkar, S.G. 2013. Characterization of Xanthomonas axonopodispv. Punicae isolates from Western Maharashtra and their sensitivity to chemical treatments. The Bioscan 8(3): 845-850.

Rajasekar, M., Thangaraj, M., Barathkumar, T.R., Subburaj, J., and Muthazhagan, K. 2012. Genetic diversity analysis of Lates calcarifer(Bloch 1790) in captive and wild populations using RAPD markers. Notulae Scientia Biologicae 4 (3): 33-37.

Reddy, M. P., Sarla, N., and Siddiq, E. A. 2002. Inter simple sequence repeat (ISSR) polymorphism and its application in plant breeding. Euphytica 128: 9–17.

Rout, G.R., Senapati, S.K., Aparajita, S., Palai, S.K., 2009. Studies on genetic identification and genetic fidelity of cultivated babana using ISSR markers. Plant Omics Journal 2(6): 250-258. Saad, Y.M., Rashed, M.A., Atta, A.H., and Ahmed, N.E. 2012. Genetic Diversity among some tilapia species based on ISSR markers. Life Science Journal 9(4) : 4841-4846.

Sharma, S.K., Kumaria, S., Tandon, P., Rao, S.R. 2011. Single primer amplification reaction (SPAR) reveals inter- and intra-specific natural genetic variation in five species of Cymbidium(Orchidaceae). Gene 483: 54-62.

Sekino, M. and Hara, M. 2000. Genetic characteristics and relationships of climbing perch Anabas testudineuspopulations in Thailand. Fisheries Science 66: 840-845.

Sica, M., Gamba, G., Montieri, S., Gaudio, L., and Aceto, S. 2005. ISSR markers show differentiation among Italian populations of Asparagus acutifolius L. Biomed Central Genetics. Volume 6:17.

Sverdrup-Jensen, S. 2002. Fisheries in the Lower Mekong Basin: Status and Perspectives. MRC Technical Paper, No. 6. Mekong River Commission, Phnom Penh. 103 pp. ISSN: 1683-1489

Taggart JB, Hynes RA, Prodohl PA, Ferguson A. A simplified protocol for routine total DNA isolation from salmonid fishes. J Fish Biol. 1992; 40:963–965.

Truong Thu Khoa and Tran Thi Thu Huong 1993. The freshwater fish species in the Mekong Delta. Faculty of Fisheries. Can Tho University.

UCSB (2010). RAPD PCR Primers. http://www.lifesci.ucsb.edu/~genome/OldPage/database4.txt

Yeh, F.C., Yang, R., and Boyle, T. 1999. POPGENE. Version 1.31. Microsoft Window-based Freeware for Population Genetic Analysis, University of Alberta. Edmonton, AB, Canada.

Yoon, J.M. and Kim, G.W. 2001. Random amplified polymorphic DNA-polymerase chain reaction analysis of two different populations of cultured Korean catfish Silurus asotus. Journal of Biosciences26, 641-647.