Lợi thế của các dòng thủy sản vô sinh: Tăng hiệu suất và giảm tác động tiêu cực
Các nhà khoa học tại Trung tâm Công nghệ Nuôi trồng Thủy sản (Centre for Aquaculture Technologies - CAT) lý giải cho việc lựa chọn các dòng thủy sản vô sinh rằng cá không trải qua giai đoạn trưởng thành sinh dục sẽ không bị thay đổi hành vi (hung hăng hơn), từ đó giảm tỷ lệ tử vong không mong muốn trong đàn, đồng thời năng lượng không bị tiêu hao vào sinh sản sẽ được chuyển hóa thành tăng trưởng và cải thiện hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR). Tất cả những lợi thế này sẽ giúp tăng hiệu suất và hiệu quả nuôi cao hơn so với sử dụng các dòng thủy sản hữu sinh, từ đó tối ưu hóa chi phí nuôi, đặc biệt trong bối cảnh thức ăn chiếm phần lớn chi phí sản xuất như hiện nay. Ngoài ra, việc sử dụng các dòng vô sinh còn giúp ngăn ngừa khả năng lai tạp giữa cá nuôi và cá hoang dã – một rủi ro lớn trong bối cảnh các trại nuôi thường đặt gần môi trường tự nhiên bởi một số tính trạng trên cá tự nhiên sẽ làm ảnh hưởng tới năng suất và giá trị thương mại của cá nuôi.
Việc sử dụng các dòng vô sinh không chỉ đóng góp vào việc cung cấp lương thực hiệu quả hơn mà còn giúp giảm tác động của hoạt động nuôi thủy sản lên môi trường tự nhiên. Với nhiệm vụ nuôi sống gần 9 tỷ người vào giữa thế kỷ này, nuôi trồng thủy sản chắc chắn sẽ đóng góp vai trò quan trọng trong việc cung cấp protein động vật phục vụ cho sinh hoạt của con người. Song phát triển ngành nuôi trồng thủy sản cũng phải đi đôi với trách nhiệm bảo vệ môi trường. Nếu không thay đổi cách thức sản xuất lương thực như hiện nay, chắc chắn hoạt động mở rộng quy mô truyền thống sẽ là gánh nặng cho môi trường trong tương lai.
Công nghệ chỉnh sửa gen: Giải pháp toàn diện
Phương pháp tạo dòng vô sinh phổ biến hiện đang được áp dụng trong ngành sản xuất hàu Thái Bình Dương và cá hồi Đại Tây Dương là sử dụng phương pháp tam bội hóa (triploidisation). Trứng cá hồi mới thụ tinh được can thiệp bằng áp suất thủy tĩnh tạo ra con cá có 3 bộ nhiễm sắc thể thay vì 2. Tuy nhiên, nếu không có điều kiện nuôi lý tưởng, những con cá hồi tam bội này sẽ không thể phát triển tối ưu. Tỷ lệ sống của chúng trong những giai đoạn đầu thường thấp hơn, đi kèm với những dị tật khác nhau về xương. Một hạn chế khác là nếu không thể chủ động kiểm soát quá trình sinh sản của cá hồi, con người không thể tiếp cận với trứng đã thụ tinh để tiến hành can thiệp. Điều này khiến cho việc áp dụng kỹ thuật tam bội trở nên rất khó khăn. Mặt khác, kỹ thuật này cũng không đạt hiệu quả vô sinh 100%. Điều này càng trở nên nghiêm trọng khi các cá thể bố mẹ đã được can thiệp chỉnh sửa gen. Ngoài phương pháp tam bội, một số phương pháp khác cũng được áp dụng như xử lý phôi bằng hormone, sốc nhiệt, phân tử nhỏ hoặc sử dụng morpholino. Tuy nhiên, các phương pháp này chưa được áp dụng rộng rãi do chi phí cao, khó tích hợp vào các hoạt động nhân giống hoặc tác động tiêu cực đến sức khỏe và hiệu suất của cá.
Ngược lại, công nghệ chỉnh sửa gen sở hữu nhiều ưu thế gây vô sinh nhờ kết hợp tính hiệu quả và hiệu suất. Với việc sử dụng các công cụ phân tử và di truyền để gây vô sinh, nhóm nghiên cứu đã chỉnh sửa bộ gen của cá bố mẹ để tạo ra đàn cá bố mẹ chỉ có thể sinh ra thế hệ con hoàn toàn vô sinh mà không cần thêm bất cứ can thiệp nào khác.
Hiện có 2 phương pháp để tạo ra cá vô sinh về mặt di truyền và đơn tính qua nhiều thế hệ. Phương pháp tiên tiến nhất và đang có sẵn trên thị trường là sử dụng cá bố mẹ thay thế. Phương pháp thứ hai (vẫn đang trong quá trình nghiên cứu) khai thác các khía cạnh chính về cách tế bào mầm được hình thành trong phôi để tạo ra con cái chỉ sinh ra thế hệ con vô sinh, bất kể chúng lai với con đực nào. Đây là hai chiến lược mà CAT khai thác để sản xuất hàng loạt cá vô sinh, và bước đầu đã thành công nhân giống các dòng này trong ít nhất bốn thế hệ.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy cá vô sinh khỏe mạnh, có hành vi giống như cá thông thường nhưng có hiệu suất tăng trưởng và năng suất cao hơn do năng lượng thay vì bị chuyển hướng sang các trưởng thành về mặt sinh dục đã được phân bổ cho sự phát triển của cơ thể. Bên cạnh việc chỉnh sửa bộ gen khiến vật nuôi không có khả năng sinh sản, các nhà khoa học còn có thể cải thiện các tính trạng trên vật nuôi như kháng bệnh, tăng năng suất hay giá trị dinh dưỡng theo những yêu cầu riêng.
CAT đã đạt tỷ lệ thành công 100% trong việc áp dụng công nghệ vô sinh cho các loài cá vây mà họ thử nghiệm, đặc biệt là cá hồi Đại Tây Dương và cá rô phi – hai loài có giá trị thương mại cao và thị trường rộng lớn. Các dòng cá vô sinh của CAT không chỉ tăng trưởng nhanh hơn 30% mà còn cải thiện FCR đến 10% chỉ trong hai thế hệ. Đặc biệt, CAT cũng hướng trọng tâm tới các loài cá biển và động vật giáp xác, đặc biệt là tôm thẻ chân trắng.
Thách thức phải đối mặt: Quy định và sự chấp nhận của xã hội
Mặc dù công nghệ chỉnh sửa bộ gen có tiềm năng to lớn, nhưng vẫn còn một số rào cản lớn cần vượt qua trước khi cá được chỉnh sửa gen có thể thâm nhập vào các kênh thương mại. Một trong những thách thức lớn nhất liên quan đến các quy định pháp lý. Mặc dù vậy, tại một số quốc gia, một số sản phẩm chỉnh sửa gen đã được sản xuất và tiêu thụ, chẳng hạn như cá tráp biển đỏ biến đổi gen tại Nhật Bản. Do đó, các nhà nghiên cứu hy vọng trong tương lai gần, các sản phẩm chỉnh sửa gen sẽ được quản lý và chấp nhận rộng rãi hơn.
Sự chấp nhận của người tiêu dùng cũng là trở ngại lớn cho các sản phẩm chỉnh sửa gen. Mặc dù hiện vẫn còn nhiều nghi ngại, song các nhà nghiên cứu đặt niềm tin vào sự cởi mở của người tiêu dùng đối với các sản phẩm chỉnh sửa gen, giống như cách con người chấp nhận phương pháp thụ tinh trong ống nghiệm. Các nhà khoa học tại CAT tin rằng công nghệ chỉnh sửa gen cũng sẽ được đón nhận nếu minh bạch, an toàn và hiệu quả, đặc biệt với vai trò quan trọng của người nuôi thủy sản trong việc truyền tải sự tin tưởng tới người tiêu dùng.
Hương Trà (theo thefishsite)