Nghiên Cứu Những Tính Trạng Chưa Biết: Điều Đó Được Thực Hiện Thế Nào?

Nghiên Cứu Những Tính Trạng Chưa Biết: Điều Đó Được Thực Hiện Thế Nào?
Dr. Gene A. Lucas - http://www.bettas4all.nl/viewtopic.php?f=7&t=7700#.Wbc06ISGPZ4

Bạn sẽ làm gì nếu phát hiện ra một tính trạng mới, chưa từng được biết trước đây ở một trong số cá Betta (Bảy Màu, Cá Vàng .v.v) của mình? Dĩ nhiên bạn phải nhận ra nếu nó xuất hiện nhưng giả sử bạn đã, thì bạn có biết phải làm gì? Không muốn làm bất kỳ ai thất vọng nhưng tôi khá bị thuyết phục rằng chẳng mấy người biết, vì vậy tôi nghĩ mình có thể duyệt qua một số thủ tục vốn hữu ích nhất để theo đuổi.

Trước hết hãy để tôi cung cấp hai kịch bản. 1. Một đột biến nền nhạt (light bodied) nảy ra trong một bầy ở rừng đầm lầy Malaysian. Cùng với anh em chung bầy của mình, nó sống sót trong vài tuần. Tuy nhiên, nó nổi bật ở môi trường xung quanh mình, và dễ dàng nhìn thấy trên nền sẫm của vụn rác dưới đáy. Sau một số đào thoát hiểm nghèo và trước khi có cơ hội để trưởng thành, nó bị phát hiện và ăn thịt bởi một con chim săn mồi. Nó chẳng có cơ hội nào để truyền lại con cháu và lỗi gien liên can bị mất. 2. Một con cá với cùng lỗi gien xuất hiện trong hồ của một nhà lai tạo Betta. Nó lòi ra như ngón cái sưng trong thành ngữ. Chủ nó lưu ý đến và hào hứng nuôi dưỡng để xem nó sẽ trở thành thứ gì. Nó nhận sự chăm sóc đặc biệt và sau khi trưởng thành được đặc biệt tuyển chọn để làm cha mẹ một bầy. Nó chuyển giao lỗi gien cho nhiều hậu duệ (progeny) của mình và sau cùng lập thành một loại (type). Đột biến này tồn tại ở nhiều con cháu (offspring) mà nó chuyển giao cho.

Những kịch bản này phản ánh điều xảy ra trong “đời thực”. Các đột biến xảy ra một cách ngẫu nhiên và được mong đợi với tần suất tương tự ở quần thể hoang dã hay thuần dưỡng. Khác biệt đáng kể đó là ngoài tự nhiên hầu hết các dạng khác thường đều chịu bất lợi về chọn lọc tự nhiên so với loại bình thường hay hoang dã của mỗi loài, một trong những lý do mà các loại hoang dã lại quá giống nhau. Dưới môi trường thuần dưỡng, các dạng khác thường được theo dõi và gìn giữ nếu có điều gì đó thú vị hay được mong đợi ở chúng, cũng vậy xu hướng tuyển chọn nhân tạo hay có kiểm soát cho sự gia tăng đều đặn về biến dị theo thời gian.

Điều khá rõ rằng ở các loài cá cảnh phổ biến vốn được nuôi trong nhiều năm và dễ lai tạo, có một số loại phi tự nhiên phát sinh từ việc bảo tồn đột biến gien mới hay từ việc tuyển chọn theo định hướng để cải thiện những biến dị nhỏ ở dạng tự nhiên. Điều này được thực hiện xuyên suốt lịch sử lan truyền của toàn bộ động thực vật thuần dưỡng, và rất lâu trước bất kỳ kiến thức hay ứng dụng về nguyên tắc di truyền nào. Nhưng những gì được biết ngày nay về các cơ chế sinh sản và di truyền giúp chúng ta chú ý đến các biến dị hữu ích và phát triển một cách có hệ thống các cách thức để khai thác chúng. Đây là điều mà tôi sẽ cố giải thích.

Tôi nghĩ cách tốt nhất để làm điều đó là đi qua một chuỗi tuần tự. Ở mỗi bước, tôi sẽ giải thích tại sao bước lại ở đó và bình luận tại đó về bất cứ gì mà tôi nghĩ có thể có giá trị ghi chú. Một số sẽ rõ ràng và một số đã được thực hành, thậm chí không cần sự chuẩn bị hình thức. Thậm chí một số thuật ngữ di truyền được sử dụng rộng rãi, dẫu không luôn chính xác. Vì vậy chúng ta hãy thực hiện:

1. Trước hết, bạn cần quan sát. Tôi luôn bỏ nhiều thời gian kiểm tra một cách cẩn thận các bầy đang tăng trưởng của mình. Phần nào, đấy là vì các bầy (matings) mà tôi làm để cố hé lộ gì đó mà tôi hy vọng tìm ra nhờ chúng. Nhưng ngoài điều này, việc quan sát cặn kẽ sẽ giúp xác định những cá thể hứa hẹn nhất (và kém nhất). Những con đẹp nhất trong số này có thể biến ra thậm chí đẹp hơn nếu chúng được nhận sự chú ý đặc biệt khi tăng trưởng. Những con kém cỏi hơn có thể bị loại bỏ đảm bảo nhiều không gian, tài nguyên và sự quan tâm hơn cho những con đẹp hơn.

Việc quan sát cặn kẽ cũng làm hé lộ những cá thể vốn thể hiện vài thứ vượt xa điều được mong đợi mà theo tôi là viễn cảnh thú vị nhất. Đuôi rộng hơn với nhiều tia hơn, bộ vây đặc biệt, màu sắc tươi sáng hơn, hoa văn kỳ lạ … vài thứ mới mẻ và khác biệt. Những thứ này là chất liệu mà từ đó những dòng hay giống mới có thể được phát triển. Chúng có thể đòi hỏi thêm công sức để hoàn thiện một loại nhưng thật đáng xấu hổ khi sở hữu nền tảng cho điều gì đó mới mẻ té ra trong một bầy rồi bị bỏ qua.

2. Bảo tồn bất kỳ tính trạng mới nào càng sớm càng tốt. Tôi sẽ trao sự chú ý đặc biệt cho loại mới từ thời điểm nó được phát hiện. Điều này có nghĩa phân lập nó, lên lọ, cho ăn nhiều hơn, cho nó chế độ thay nước tốt nhất, canh chừng ký sinh hay bệnh tật và xử lý nhanh chóng trước bất kỳ thứ gì cần đến sự quan tâm … điều trị VIP toàn diện. Nên nhớ rằng bất kỳ thứ gì đều có thể xảy ra và nếu nó tệ thì có lẽ nó sẽ vậy. Ngay cơ hội đầu tiên tôi sẽ cố kiếm một bầy từ nó. Nếu có bất kỳ thứ gì di truyền về tính trạng mới này, và tôi sẽ tiếp tục giả sử rằng có, rồi bằng mọi cách chúng ta cố bảo tồn nó trước khi điều gì đó xảy ra với nó. Tôi không biết bao nhiêu lần tôi thất vọng bởi không thể thu được một bầy mình thực sự cần từ một số cá và nguyên nhân đó là tôi trì hoãn cho đến khi cá quá già, hay bị bệnh, hay nhảy ra, hay mèo xơi nó, hay tôi có thể vô tình cho nó đi.

3. Tuân thủ mô hình về nghiên cứu một tính trạng di truyền. Biết tại sao chuỗi phối cản (mating sequences) được thực hiện theo cách của chúng. Phân tích một tính trạng di truyền xảy ra theo cách thức có hệ thống. Bầy đầu tiên bao gồm cá thể vốn thể hiện tính trạng mới và, nếu có thể, phối cản nữa vốn có nhiều khả năng cũng mang nó. Đây hầu như là một con cùng bầy (sibling) hay cha mẹ thuộc giới tính đối lập. Khả năng (possibility) sau có thể bị giới hạn ở những loài với vòng đời ngắn, như cá Betta. Cha mẹ có thể quá già để sinh sản trước khi bầy con đến tuổi trưởng thành. Ở ngựa, chẳng hạn, vốn có thể sống và sinh sản cho đến khi chúng ít nhất hai mươi tuổi, con non có khả năng phát dục ở ba hay thậm chí hai tuổi vì vậy có khoảng thời gian dài mà trong đó các bầy cản con cái với cha mẹ là khả dĩ [lai dòng].

Theo ngôn ngữ di truyền, bầy ban đầu trong một chuỗi được gọi là thế hệ cha mẹ (viết tắt P 1). Những thế hệ tiếp theo được gọi là thế hệ con (filial), thế hệ con đầu tiên được gọi là F 1, kế đó F 2 và đại loại. Về phương diện phân tích một tính trạng mới P 1, F 1, và F 2 là quan trọng nhất bởi vì những thế hệ bổ sung có lẽ chỉ giá trị trong việc duy trì một quần thể mang tính trạng hay để sử dụng trong các bầy pha với mục đích khác. F 1 cũng là P 2 trong chuỗi này hay P 1 nếu bắt đầu một số chuỗi khác. Hiển nhiên, thuật ngữ chính xác để sử dụng được dựa trên cá thể vốn là tiêu điểm của sự phân tích … được biết như là cá thể gốc (propositus). Tôi nghe mọi người nói về F 4 hay những thế hệ khác sau này như thể chúng có ý nghĩa nhưng đó là hai cá thể đầu tiên vốn cung cấp nhiều nhất và quan trọng nhất.

Điều mà chúng ta muốn tìm ra là nếu tính trạng tái xuất hiện ở những thế hệ sau vốn chứng tỏ rằng nó là di truyền, thay vì một xuất hiện ngẫu nhiên phát sinh bởi yếu tố khác hơn là một đột biến di truyền. Nếu chúng ta thấy hậu duệ F 1 phát triển tính trạng mới chúng ta giả sử rằng nó là di truyền và được chuyển giao từ cá thể bị ảnh hưởng (affected) cho bầy con của nó. Nếu điều đó xảy ra chúng ta cũng biết rằng tính trạng có lẽ là trội mặc dù có khả năng nó có thể lặn và cha mẹ bên kia chỉ mang một alen của nó (alen là một thành phần của mỗi cặp gien). Trong trường hợp đó, cha mẹ bên kia “mang” tính trạng nhưng không thể hiện ra bởi vì nó có một alen trội bình thường vốn ngăn cản tính trạng thể hiện. Nếu hai cá thể kết hợp với nhau, cả hai sở hữu một hay nhiều gien lặn đột biến, rồi đột biến phải xảy ra vào một số thời gian trước đó.

Hầu như nhiều gien vốn xuất hiện ở sinh vật thuần dưỡng là lặn và lan tỏa vô hình trong một quần thể cho đến khi thỉnh thoảng hai cá thể vốn mang nó phối cản và tạo ra hậu duệ vốn chỉ có gien lặn đột biến. Nếu tính trạng mới là lặn và phối ngẫu (mate) được chọn không mang nó, nó sẽ xuất hiện ở hậu duệ của thế hệ F 1. Đây là tại sao bắt buộc bầy F 2 phải được thực hiện. Chúng ta biết rằng nếu tính trạng là lặn, cha mẹ gốc vốn thể hiện nó phải có cả hai gien cho tính trạng mới và không gien bình thường nào. Phối ngẫu của nó chỉ có gien bình thường và toàn bộ hậu duệ F 1 đều có một gien [đúng ra là alen].

Việc cản hai hậu duệ F 1 với nhau sẽ đảm bảo rằng gần một phần tư của bầy F 2 sẽ có hai gien lặn và không gien trội bình thường nào, do đó tính trạng sẽ tái-hiện. Không chỉ vậy hai phần ba của số anh em cùng bầy bình thường sẽ mang tính trạng, mặc dù gien đột biến bị lấn át bởi bản sao bình thường của chúng. Sau cùng một phần ba của số anh em cùng bầy bình thường đó không mang gien đột biến và không thể chuyển giao nó. Đây là một cản trở nhỏ bởi vì không thể phân biệt giữa anh em bình thường vốn mang gien đột biến với những con không mang. Điều này khiến thật khó để sử dụng bất kỳ con nào trong số chúng để duy trì tính trạng mới.

Một giải pháp là pha thử nghiệm (test cross) một số chúng. Pha thử nghiệm bao gồm việc cản một trong số cá bề ngoài bình thường với một con vốn mang tính trạng. Nếu cá thể được kiểm tra tạo ra bầy con bị ảnh hưởng thì nó phải mang gien đột biến. Nếu không thì nó nhất định không có. Loại đầu có thể được sử dụng trong các bầy để duy trì tính trạng trong khi loại thứ hai cần được loại bỏ. Có vài trở ngại. Con vốn pha thử nghiệm cần một thế hệ bổ sung [cản nữa] và bởi vì vòng đời ngắn của cá Betta nên việc đó có thể phi thực tế. Điều nữa đó là các cá thể thử nghiệm được lựa chọn ngẫu nhiên và có một trong ba cơ hội mà một con được chọn không mang gien mong đợi. Điều này khiến [chúng ta] cần thử nghiệm một loạt cùng lúc để gia tăng cơ hội tìm ra con mình cần.

Một ví dụ về gien lặn ở Betta là cá Doubletail [Đuôi Kép]. Để sở hữu tính trạng đuôi kép, cá Betta phải có hai gien đột biến (và không gien bình thường nào). Nếu cá là Singletail [Đuôi Đơn] thì nó phải có một hay hai phiên bản gien thường. Những gien này có thể được ký hiệu như sau: (ký hiệu + chỉ phiên bản thường của gien và các ký tự chỉ phiên bản đột biến hay bất thường. Chữ in chỉ các alen trội hay trội một phần, chữ thường chỉ các alen lặn so với bình thường):

+//+ = Singletail, +//dt = Singletail, dt//dt = Doubletail

Một khả năng nữa đó là đột biến ban đầu xuất hiện ở cá thể bị ảnh hưởng. Nếu nó thể hiện khi đi cùng với một alen thường thì nó được coi là trội. Một số gien trội không trội hoàn toàn và một loại trung gian (intermediate) có thể được tạo ra. Ở Betta, nền sẫm (dark body) hoàn toàn trội so với cambodian bạch tạng (albinistic) vốn có nền nhạt (light body), do đó sẫm hoàn toàn trội so với nhạt, nhưng màu ánh kim (iridocyte) có ba tông (shades). Xanh lục (Green) ở cá hoang dã, xanh dương (blue) được tạo ra với một alen đột biến và xanh thép (Steel) khi cả hai gien đều bất thường. Chúng được ký hiệu một cách đúng đắn như sau:

+//+ = Dark, +//c = Dark, c//c = Light (Cambodian).

+//+ = Green, +//B1 = Blue, B1//B1 = Steel Blue

Một đặc điểm hữu ích của những loại khả năng này đó là mỗi loại đều có khả năng xác định (identifiable) sẵn. Số lượng và loại có thể được sắp xếp dễ dàng để phân tích. Đây là các ví dụ về “di truyền Mendelian” (thuật ngữ bắt nguồn từ tên của Gregor Mendel, nhà khoa học vào thế kỳ mười chín người công nhận và xuất bản các quan hệ toán học và cơ chế liên quan với biến dị “đứt đoạn” {discontinuous} này).

Vẫn còn một khả năng nữa đó là tính trạng thể hiện sự cực đoan của tính liên tục (continuum) mà ở những dạng khác của nó là không rõ ràng. Nếu điều này là đúng, việc kiểm tra cẩn thận bất kỳ anh em cùng bầy gốc có sẵn nào đều cho thấy sự biến mức (grading) thành nó. Khi một tính trạng biến đổi “liên tục” (continuously) trong một quần thể thì nó được coi như là “không-Mendelian”. Hai ví dụ thường thấy ở Betta. Một cái tôi gọi là “Ánh kim lan” (Spread iridocytes) và cái kia là “Đỏ lan” (Extended red). Thuật ngữ bắt nguồn từ các dốc (gradients) mật độ và phân bố khi so sánh với phân bố của những màu này ở loại hoang dã hay bình thường. Chúng có thể được mô tả thật đơn giản như sau:

Trong trường hợp của Xanh Lục hay Xanh Dương hay Xanh Thép,

+//+ = phân bố hạn chế, +//Si = lan vừa, Si//Si = lan rộng

Trong trường hợp của Đỏ,

+//+ = phân bố hạn chế, +//Er = đỏ lan trung bình, Er//Er = rất đỏ

Chẳng may hai tính trạng này không xếp gọn vào ba loại mà thực sự hình thành các tầm rộng hơn với việc phân nhóm không rõ ràng. Chúng hợp hơn với sự phân loại được cho là phát sinh bởi nhiều gien hay các loại quá biến thiên bên trong lớp đến nỗi chúng chồng lấn và xóa nhòa sự khác biệt. Chúng tôi cố gắng phân loại chúng như chúng tôi đã làm với các tính trạng khác, chúng đều cần được coi như là trội bất toàn (incompletely dominant).

Sau cùng, chúng ta có thể kết luận rằng có những khả năng hạn chế về di truyền của một tính trạng mới vốn xuất hiện bất ngờ và rằng chúng ta có thể đặt những giả thiết nhất định về chúng. Để tóm lược:

1. Tính trạng là một “sự cố” không di truyền (như một dị tật bẩm sinh) và không tái xuất hiện nơi hậu duệ ở những thế hệ về sau.

2. Tính trạng là cá thể đầu tiên với một đột biến trội và nhiều khả năng nó sẽ xuất hiện ở thế hệ hậu duệ đầu tiên của cá thể. Nó có thể chỉ trội một phần (partially dominant) nhưng nó vẫn sẽ có khả năng xác định.

3. Tính trạng là lặn và cá thể bị ảnh hưởng có thể chuyển giao gien đột biến của nó nhưng chúng chỉ xuất hiện ở thế hệ F 1 nếu cha mẹ kia cũng mang gien đột biến. Nếu nó lặn, toàn bộ hậu duệ F 1 sẽ mang nó từ cha mẹ bị ảnh hưởng, bất kể cha mẹ kia là gì. Nếu đây là trường hợp, các bầy giữa anh em (sibling matings) sẽ tạo ra các loại đột biến ở thế hệ F 2.

4. Loại mới không phải là kết quả của một đột biến gien đơn lẻ mà thứ gì đó phức tạp hơn. Nó có thể là sự cực đoan của một số tình trạng biến thên liên tục và có thể đòi hỏi nghiên cứu cặn kẽ hơn và các kiểu bầy bổ sung để phân tích.


Thảo luận

Tôi ngờ rằng hầu hết mọi người vốn tìm ra một tính trạng mới nơi một trong những con cá của mình đều muốn xem chúng có thể tạo như vậy nữa hay không, nên hầu hết trường hợp những con cá như vậy có lẽ được bố trí để sinh sản. Nếu họ chưa thì tôi nghĩ họ nên làm. Một lý do chính đó là những tính trạng mới có thể không phải là thứ mà tôi gọi là sản phẩm hoàn tất. Chúng có thể cung cấp nền tảng di truyền cho việc tuyển chọn thành một số loại mong đợi mới cho dù chúng không giống lắm với chính mình. Cũng vậy, mỗi gien mới bổ sung vào sự tích lũy cần thiết để xác định các liên kết di truyền khả dĩ hay để có một số giá trị sinh học hay di truyền khác. Chúng có thể được kết hợp với các tính trạng đang tồn tại để bổ sung vào nhiều biến thể mà chúng ta đã có. Chẳng hạn, một cạnh vây răn (ruffled) mới có thể được bổ sung vào Doubletail hay Half-moon hay một màu hay hoa văn khác có thể được thiết lập mà chúng rồi có thể được bổ sung cho các loại thịnh hành.

Tôi thấy rằng nhiều nhà lai tạo sẽ thực hiện bầy đầu tiên trong một chuỗi thử nghiệm và nếu họ thấy không có kết quả ở hậu duệ thế hệ đầu, bèn từ bỏ nỗ lực. Hầu hết những loại di truyền được biết nhiều nhất của chúng ta ở Betta, và dễ nhất để làm việc cùng, là kết quả của đột biến lặn (Cambodian, Melano, Doubletail, Non-red, v.v.). Có khả năng lớn hơn trong việc phát hiện các tính trạng lặn phân bố ở nguồn gien Betta nghĩa là có nhiều khả năng mà một trong số này có thể té ra hơn là gien trội. Nếu không có thế hệ F 2, tính trạng có thể lại biến mất và không lộ ra ở nơi mà nó có thể được khai thác lâu dài, nếu có. Luôn có khả năng rằng nó có thể bị mất vĩnh viễn … trước khi nó từng được “phát hiện”.

Các nhà lai tạo nên nỗ lực để hiểu ý nghĩa của các thuật ngữ như P 1, F 1, F 2 và đại loại và sử dụng chúng một cách đúng đắn cả khi họ làm việc với cá của mình lẫn khi họ nói hay viết về chúng. Tôi giả sử quan hệ giữa các thuật ngữ như hậu duệ (progeny) và con cái (offspring), gien (genes) và alen (alleles), sự đột biến (mutation) (sự thay đổi ở một gien) và cá thể đột biến (mutant) (cá thể mang các hiệu ứng đột biến) là rõ ràng nhưng nếu không thì chúng cần được hiểu đúng. Cũng cực kỳ hữu dụng nếu mọi người đều học và sử dụng một hệ thống ký hiệu chung (mà tôi từng “rao giảng” trong nhiều năm!) mà chúng đến lượt mình là một hỗ trợ lớn về thông tin.

Tôi hy vọng điều này làm nên một sự vụ cho việc theo đuổi qua chuỗi hai thế hệ khi khảo sát thứ gì đó mới và có lẽ tăng tốc quá trình xây dựng nhiều biến thể hơn vào các loài thuần dưỡng phổ biến. Tôi cũng hy vọng nó có thể dẫn đến sự hiểu biết tốt hơn về một số từ vựng di truyền thông thường và xử lý và cải thiện thông tin giữa các nhà lai tạo cá thuần dưỡng, đặc biệt là Betta (Cá Chọi Xiêm).

Source: FAMA Magazine

Column Article
BETTAS...AND MORE
By Gene A. Lucas, Ph.D.

E-Mail: g.a.lucas@worldnet.att.com