Tóm tắt Luận án Mối liên kết giữa đa hình một số gen ứng viên với tính trạng tăng khối lượng, dày mỡ lưng và tỷ lệ mỡ giắt ở lợn duroc

Nội dung text: Tóm tắt Luận án Mối liên kết giữa đa hình một số gen ứng viên với tính trạng tăng khối lượng, dày mỡ lưng và tỷ lệ mỡ giắt ở lợn duroc

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BÔ ̣ NÔNG NGHIÊP̣ VÀ PTNT VIỆN CHĂN NUÔI HOÀNG TH Ị THÚY MỐI LIÊN KẾT GIỮA ĐA HÌNH MỘT S Ố GEN ỨNG VIÊN VỚI TÍNH TRẠNG TĂNG KHỐI LƢỢNG, DÀY MỠ LƢNG VÀ TỶ LỆ MỠ GIẮT Ở LỢN DUROC TÓM TẮT LUẬ N ÁN TIẾN SĨ Ngành: Di truyền và Chọn giống vật nuôi Mã Số: 9. 62. 01. 08 HÀ NỘI - 2021
2. Công trình hoàn thành tại: Viện Chăn nuôi VIỆN CHĂN NUÔI Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Phạm Doãn Lân 2. TS. Đoàn Văn Soạn 1. TS. Phạm Doãn Lân 2. TS. Đoàn Văn Soạn Phản biện 1: PGS.TS. Đồng Văn Quyền Phản biện 2: PGS.TS. Phan Xuân Hảo Phản biện 3: TS. Nguyễn Văn Hậu Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Viện họp tại Viện Chăn nuôi, Thụy Phương, Bắc Từ Liêm, Hà Nội Vào hồi giờ, ngày tháng năm 2021 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Viện Chăn nuôi 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam 2
3. DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HOC̣ ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1. Hoang Thi Thuy, Giang Thi Thanh Nhan, Pham Thi Phuong Mai, Tran Thi Thu Thuy, Le Quang Nam, Doan Phuong Thuy, Nguyen Van Hung, Tran Xuan Manh, Doan Van Soan and Pham Doan Lan. 2019. Associations of some candidate genes polymorphisms with growth traits in Duroc pigs. Livestock Research for Rural Development, Volume 31(10), October. 2. Hoàng Thị Thúy, Giang Thị Thanh Nhàn, Phạm Thị Phương Mai, Trần Thị Thu Thủy, Lê Quang Nam, Đoàn Phương Thúy, Nguyễn Văn Hùng, Trần Xuân Mạnh, Đoàn Văn Soạn và Phạm Doãn Lân. 2021. Mối liên kết giữa đa hình một số gen ứng viên với khả năng sinh trưởng và dày mỡ lưng của lợn Duroc qua hai thế hệ. Tạp chí KHKT Chăn nuôi. Số 264: 1 - 7. 3. Hoang Thi Thuy, Pham Thu Thao, Giang Thi Thanh Nhan, Nguyen Van Hung, Tran Xuan Manh, Doan Van Soan and Pham Doan Lan. 2021. Polymorphisms of candidate genes and their association with intramuscular fat in Duroc Pig. Tạp chí Khoa học Công nghệ Chăn nuôi, Viện Chăn nuôi. Số tháng 2. Vol 120: 90 - 98. 3
4. MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong những năm gần đây, sự phát triển nhanh chóng của lĩnh vực di truyền học phân tử đã hỗ trợ chọn lọc giống vật nuôi nhanh, chính xác và hiệu quả hơn. Nhiều gen ứng viên liên quan đến tính trạng sinh trưởng, chất lượng thịt đã được nghiên cứu và đề xuất sử dụng cho các chương trình chọn lọc hỗ trợ bởi chỉ thị phân tử như gen MC4R, PIT1, GH, LEP, PIK3C3, FABP3, ADRB3, PLIN2, ACSL4. Tuy nhiên, mối liên quan giữa đa hình gen với các tính trạng còn tùy thuộc vào đặc điểm hay bản chất di truyền của từng quần thể lợn tại mỗi cơ sở chăn nuôi. Do đó, để có thể ứng dụng các gen trong hỗ trợ chọn lọc theo từng tính trạng mong muốn cần có nghiên cứu đánh giá mối liên kết của các gen ứng viên trên quần thể cần chọn lọc. Lợn Duroc là một trong những giống lợn ngoại có khả năng tăng khối lượng nhanh, chất lượng thịt tốt (thịt mềm do mô mỡ xen lẫn với mô nạc) và tỷ lệ nạc cao. Chính vì vậy, ở Việt Nam, lợn Duroc được sử dụng trong các chương trình nạc hóa đàn lợn, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng thịt cho ngành chăn nuôi lợn thịt. Mặt khác, nhiều nghiên cứu cho thấy tăng khối lượng trên lợn Duroc ở Việt Nam không vượt trội so với tăng khối lượng trên lợn Duroc của một số nước phát triển. Vì vậy, mục tiêu cải tạo khả năng tăng khối lượng, dày mỡ lưng và nâng cao chất lượng đàn lợn Duroc nhằm góp phần đẩy mạnh ngành chăn nuôi lợn thịt đang trở thành hướng nghiên cứu quan trọng. Để có cơ sở khoa học ứng dụng các chỉ thị di truyền trong việc hỗ trợ chọn lọc nâng cao khả năng tăng khối lượng và chất lượng thịt của đàn lợn Duroc nuôi tại Công ty TNHH lợn giống hạt nhân Dabaco, tôi nghiên cứu đề tài “Mối liên kết giữa đa hình một số gen ứng viên với tính trạng tăng khối lượng, dày mỡ lưng và tỷ lệ mỡ giắt ở lợn Duroc”. 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Xác định được tính đa hình các gen MC4R, PIT1, GH, LEP, PIK3C3 và mối liên kết với các tính trạng tăng khối lượng, dày mỡ lưng, năng suất sinh sản ở lợn Duroc. Xác định được tính đa hình các gen ADRB3, ACSL4, FABP3, PLIN2 và mối liên kết với tỷ lệ mỡ giắt ở lợn Duroc. Bước đầu ứng dụng chọn lọc dòng lợn Duroc theo hướng tăng khối lượng cơ thể sử dụng sự hỗ trợ từ thông tin kiểu gen. 3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nội dung 1: Nghiên cứu đa hình di truyền và mối liên kết của các đa hình gen MC4R, PIT1, GH, LEP và PIK3C3 với tăng khối lượng và dày mỡ lưng, khả năng sinh sản của lợn Duroc. Nội dung 2: Nghiên cứu đa hình di truyền và mối liên kết của các đa hình gen ADRB3, ACSL4, FABP3 và PLIN2 với tỷ lệ mỡ giắt. Nội dung 3: Chọn lọc đàn lợn Duroc theo hướng tăng khối lượng dựa trên thông tin kiểu gen. 1
5. 4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN Luận án cung cấp những thông tin về tần số kiểu gen, tần số alen và mối liên kết với tính trạng tăng khối lượng và dày mỡ lưng, năng suất sinh sản, tỷ lệ mỡ giắt của một số gen ứng viên MC4R, PIT1, GH, LEP, PIK3C3, ADRB3, ACSL4, FABP3, PLIN2 trên lợn Duroc nuôi tại Công ty TNHH lợn giống hạt nhân Dabaco. Luận án đã cung cấp cơ sở khoa học cho việc sử dụng một số gen ứng viên để hỗ trợ chọn lọc lợn Duroc có khả năng tăng khối lượng, dày mỡ lưng và tỷ lệ mỡ giắt tại Công ty TNHH giống lợn hạt nhân Dabaco. Các bài báo đăng trên tạp chí khoa học trong và ngoài nước là những tư liệu có giá trị tham khảo trong nghiên cứu khoa học và giảng dạy. 5. ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Luận án là công trình khoa học nghiên cứu một cách hệ thống bao gồm: phân tích đa hình các gen ứng viên MC4R, PIT1, GH, LEP, PIK3C3, ADRB3, ACSL4, FABP3, PLIN2; đánh giá mối liên kết giữa đa hình các gen này với năng suất sinh trưởng, dày mỡ lưng và tỷ lệ mỡ giắt; ứng dụng chọn lọc lợn Duroc có khả năng tăng khối lượng cao dựa trên thông tin các gen ứng viên tại Công ty TNHH lợn giống hạt nhân Dabaco. Cung cấp cơ sở khoa học cho việc định hướng sử dụng các chỉ thị phân tử hỗ trợ chọn lọc nhằm nâng cao năng suất, chất lượng thịt trong chăn nuôi đối với giống lợn Duroc, từ đó rút ngắn thời gian chọn lọc và nâng cao hiệu quả chăn nuôi, góp phần đáp ứng yêu cầu sản xuất chăn nuôi lợn năng suất, chất lượng cao ở nước ta. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU Với sự phát triển của công nghệ sinh học phân tử, các chỉ thị phân tử ADN đã có những tiến bộ nhanh chóng. Chỉ thị phân tử ADN được áp dụng khá rộng rãi trong nghiên cứu đa hình di truyền phục vụ cho công tác chọn giống, nghiên cứu tiến hoá và phân loại học, dựa trên những đặc tính của phân tử ADN (tính đa dạng, ổn định và đặc trưng cho cá thể và cho loài, ). Các phương pháp này thể hiện ưu điểm vượt trội hơn so với các phương pháp chọn lọc truyền thống dựa vào kiểu hình như giảm thời gian chọn lọc và có thể chọn lọc trên các tính trạng có hệ số di truyền thấp hay khó đánh giá, đo lường kiểu hình hoặc rất tốn kém khi đánh giá qua kiểu hình. Nhiều gen ứng viên liên quan đến tính trạng sinh trưởng, chất lượng thịt đã được nghiên cứu và đề xuất sử dụng cho các chương trình chọn lọc hỗ trợ bởi chỉ thị phân tử (MAS) như: gen PIT1 (Feng và cs., 2012; Daga và cs., 2012; Kim và cs., 2014; Al-Khuzai và cs., 2018). Gen MC4R mã hoá cho thụ thể protein xuyên màng của tế bào. Thụ thể này đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển lượng thức ăn thu nhận, khối lượng cơ thể và duy trì ổn định năng lượng nội bào. Gen MC4R có mối liên kết với tăng khối lượng và dày mỡ lưng (Davoli và cs., 2012; Hirose và cs., 2014). Gen GH liên quan đến các tính trạng thân thịt và sinh trưởng (Bižienė và cs., 2011; Lyubov và cs., 2
6. 2017). Gen LEP đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh lượng thức ăn và cân bằng năng lượng. Gen LEP liên quan đến mức tăng khối lượng (Tempfli và cs., 2015). Gen PIK3C3 liên quan đến tăng khối lượng trong giai đoạn trọng lượng cơ thể từ 30 - 90 kg (Hirose và cs., 2011). Các gen FABP3, ADRB3, PLIN2 và ACSL4 liên quan đến các tính trạng chất lượng thịt, là những gen có tiềm năng để xây dựng thành các chỉ thị chọn lọc lợn thịt cho tỷ lệ mỡ giắt cao (Davoli và cs., 2011; Han và cs., 2012; Chen và., 2014; Xue và cs., 2015). Lợn Duroc được Công ty TNHH lợn giống hạt nhân Dabaco nhập từ Canada và Đài Loan từ năm 2014 - 2018, nuôi tại xã Tân Chi, huyêṇ Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh . Đực giống trưởng thành có khối lượng từ 320 - 350 kg. Nái trưởng thành có khối lượng từ 250 - 280 kg. Khả năng tăng khối lượng từ 750 - 800 g/ngày, dày mỡ lưng 10 - 12 mm. Tăng khối lượng của lợn Duroc nuôi tại Nhật Bản đạt 873,6 g/ngày (Suzuki và cs., 2005), nuôi tại Tây Ban Nha đạt 861g/ngày (Rauw và cs., 2006). Công ty DanBred (2014) cho biết tại Đan Mạch, lợn đực Duroc nuôi tại trạm kiểm tra năng suất có mức tăng khối lượng trung bình hàng ngày tương ứng là: 1,140 g/ngày. Như vậy, khả năng tăng khối lượng của lợn Duroc có nguồn gốc từ Canada và Đài Loan không vượt trội so với một số cơ sở khác và đặc biệt là thấp hơn nhiều so với một số nước phát triển. Vì vậy, nghiên cứu theo hướng tăng cường chọn lọc tính trạng tăng khối lượng, dày mỡ lưng, tỷ lệ mỡ giắt đối với lợn Duroc là một yêu cầu cấp thiết được đặt ra. CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU Lợn Duroc được nuôi tại Công ty TNHH Lợn giống hạt nhân Dabaco có nguồn gốc từ Đài Loan và Canada. 2.2. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU Thời gian: Từ tháng 12/2016 đến tháng 12/2020. Địa điểm: + Công ty TNHH lợn giống hạt nhân Dabaco; xã Tân Chi, huyêṇ Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh. + Phòng TNTĐ Công nghệ tế bào động vật, Viện Chăn Nuôi; phường Thụy Phương, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội. 2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.3.1. Đánh giá khả năng sinh trƣởng của lợn Duroc Đánh giá khả năng sinh trưởng của 500 cá thể lợn Duroc hậu bị. Chế độ nuôi dưỡng và phòng bệnh: áp dụng theo quy trình chăn nuôi của Công ty Dabaco. Thu thập số liệu Cân khối lượng của từng cá thể tại thời điểm bắt đầu và kết thúc thí nghiệm bằng cân điện tử Mettler Toledo (Trung Quốc). 3
7. Tăng khối lượng (g/ngày) được tính dựa trên khối lượng kết thúc của từng cá thể và số ngày nuôi. Dày mỡ lưng được đo bằng máy đo siêu âm Exago với đầu dò ALOKA SSD 500v ở vị trí gốc xương sườn cuối cùng cách đường sống lưng 6,5 cm trên từng cá thể sống cùng với thời điểm cân khối lượng kết thúc theo phương pháp được mô tả trong nghiên cứu của Youssao và cs., 2002. Xử lý số liệu Tất cả các phép phân tích được xử lý bằng phần mềm Minitab 16. 2.3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu đa hình các gen ứng viên + Nghiên cứu tính đa hình các gen ứng viên với tăng khối lượng (TKL) và Dày mỡ lưng (DML) (MC4R, PIT1, GH, LEP và PIK3C3) được thực hiện trên 02 thế hệ: Thế hệ 1 (TH1) trên 500 con lợn Duroc hậu bị (362 cái và 138 đực); Thế hệ 2 (TH2) trên 188 con lợn Duroc hậu bị (133 cái và 55 đực). + Nghiên cứu tính đa hình các gen ứng viên với tính trạng mỡ giắt (ADRB3, ACSL4, FABP3 và PLIN2) được thực hiện trên 200 cá thể lợn Duroc gồm 118 con đực và 82 con cái được tạo ra từ 23 con đực và 69 con cái. + Lấy mẫu Dùng kìm chuyên dụng để cắt 2 - 3 cm phần đuôi của mỗi cá thể lợn khi lợn được 4 ngày tuổi. Mẫu đuôi được chuyển vào các ống 1,5 ml có chứa dung dịch ethanol 90o. Mẫu được bảo quản ở nhiệt độ -20oC trước khi tiến hành tách chiết ADN. + Tách chiết ADN Từ mỗi mẫu mô đuôi tiến hành tách chiết ADN bằng kít GeneJET Genomic ADN Purification Kit (Thermo Fisher Scientific). + Phản ứng PCR Một phản ứng PCR được chuẩn bị với tổng thể tích 25 µl bao gồm 12,5 µM DreamTaq PCR Master Mix 2X (Thermo Fisher Scientific), 0,4 µM mỗi mồi và 50 ng ADN. + Điện di kiểm tra sản phẩm PCR Các sản phẩm PCR được kiểm tra chất lượng và xác định kích thước bằng phương pháp điện di trên gel agarose 2% với điện thế 100V trong khoảng 30 phút. Gel điện di được quan sát dưới tia UV nhờ chất phát huỳnh quang là ethidium bromide. + Giải trình tự các gen Sản phẩm PCR các gen ứng viên được làm sạch theo quy trình của Kit làm sạch sản phẩm PCR PureLink® PCR Purification Kit (Invitrogen). Quá trình giải trình tự được tiến hành tuần tự theo 3 bước: thực hiện phản ứng giải trình tự, làm sạch sau phản ứng và tiến hành giải trình tự trên máy ABI 3130 của hãng AB (Applied Biosystem). 4
8. 2.3.3. Xác định mối liên kết của các đa hình gen MC4R, PIT1, GH, LEP, PIK3C3 với tăng khối lƣợng và dày mỡ lƣng Số liệu được xử lý bằng phần mềm Minitab 16. Mô hình tuyến tính tổng quát GLM được sử dụng để đánh giá mối liên kết giữa đa hình các gen PIT1, MC4R, GH, LEP, PIK3C3 với tăng khối lượng và dày mỡ lưng với mô hình : Yijk = µ + Gi + SEj + G*SEij + Sk + eijk Trong đó: Yijk là tăng khối lượng của lợn hay dày mỡ lưng; µ là giá trị trung bình quần thể; Gi là ảnh hưởng của kiểu gen i của mỗi gen (kiểu gen i = GH: kiểu gen AA/GG/AG; LEP: kiểu gen TT/CT; PIK3C3: kiểu gen TT/CC/CT; MC4R: AA/GG/AG; PIT1: AA/AB/BB); SEj là ảnh hưởng của giới tính j (j = đực và cái); G * SEij là ảnh hưởng tương tác giữa kiểu gen và giới tính; Sk là ảnh hưởng của các đực giống; eijk là sai số ngẫu nhiên. So sánh mức độ tin cậy giữa các số trung bình bằng Least Square Mean – LSM với phép so sánh Tukey. 2.3.4. Xác định mối liên kết của các đa hình gen MC4R, PIT1, GH, LEP với năng suất sinh sản Đối tượng nghiên cứu là: 104 con nái; số ổ đẻ (445 ổ), số lượng bố (27 con) và mẹ của lợn nái (73 con); số lứa đẻ được thể hiện ở bảng 2.1. Bảng 2.1. Số lứa đẻ của 104 nái Duroc Lứa đẻ 1 2 3 4 5 6 Ổ đẻ 104 85 81 69 56 50 Mô hình tuyến tính tổng quát GLM được sử dụng để đánh giá mối liên kết giữa đa hình các gen PIT1, MC4R, GH, LEP với năng suất sinh sản: Yij = µ + Gi + eij Trong đó: Yij là giá trị kiểu hình của tính trạng; µ là giá trị trung bình quần thể; Gi là ảnh hưởng của kiểu gen của mỗi gen (kiểu gen i = GH: kiểu gen AA/GG/AG; LEP: kiểu gen TT/CT; MC4R: AA/GG /AG; PIT1: AA/AB/BB); eij là sai số ngẫu nhiên. So sánh mức độ tin cậy giữa các số trung bình bằng Least Square Mean – LSM bằng phép so sánh Tukey. 2.3.5. Mối liên kết giữa đa hình gen ADRB3, ACSL4, FABP3 và PLIN2 với tính trạng mỡ giắt Nghiên cứu được thực hiện trên 200 cá thể lợn Duroc gồm 118 con đực và 82 con cái được 5
9. tạo ra từ 23 con đực và 69 con cái (thời gian theo dõi qua 1 thế hệ). Tỷ lệ mỡ giắt cơ thăn của 200 cá thể lợn Duroc được đo bằng máy siêu âm Exago và đầu dò Aloka SSD 500v tại thời điểm kết thúc kiểm tra năng suất. Máy siêu âm với một đầu dò phẳng có độ dài 12 cm với tần số 3,5 MHz có thể quét sâu 12,5 cm để ghi nhận hình ảnh. Đầu dò được đặt thẳng đứng, song song và cách chính giữa sống lưng của con vật khoảng 6 -7 cm tại vị trí xương sườn thứ 10. Từ các hình ảnh thu được qua siêu âm, các dữ liệu về dày mỡ lưng có thể đo lường trực tiếp trên màn hình của máy siêu âm hoặc chuyển vào máy tính và được xử lý bằng phần mềm Biosoft Toolbox II for Swine của công ty Biotronics.In. Riêng tỷ lệ mỡ giắt, chỉ có thể đo lường thông qua phần mềm Biosoft khi dữ liệu hình ảnh từ máy siêu âm chuyển vào máy tính. Mỗi cá thể khảo sát được tiến hành đo và ghi lại ít nhất 5 hình ảnh, tương ứng với 5 lần đo lặp lại. Sau đó, mỗi hình ảnh (lần lặp lại) sẽ được xử lý để đưa ra các thông số về độ dày mỡ lưng và tỷ lệ mỡ giắt. Kết quả trung bình số học của 5 lần đo lặp lại sẽ được sử dụng để đánh giá so sánh các chỉ tiêu này giữa các cá thể khảo sát. Mô hình tuyến tính tổng quát GLM được sử dụng để đánh giá mối liên kết giữa các điểm đa hình các gen FABP3, ADRB3, PLIN2, ACSL4 với Tỷ lệ mỡ giắt (TLMG) theo mô hình: Yijk = µ + Gi + Sej + Gi*Sj + Sk + eijk trong đó: Yijk: tỷ lệ mỡ giắt có kiểu gen i và giới tính j; µ: giá trị trung bình quần thể; Gi: ảnh hưởng cố định của kiểu gen thứ i (i=3, tương ứng với 3 kiểu gen); Sej: ảnh hưởng cố định của giới tính thứ j (j=2, tương ứng với con đực hoặc cái); Gi*Sj: ảnh hưởng cố định cộng gộp của kiểu gen thứ i và giới tính thứ j; Sk: ảnh hưởng của con đực giống; eijk: sai số ngẫu nhiên. So sánh mức độ tin cậy giữa các số trung bình bằng Least Square Mean (LSM) bằng phép so sánh Tukey. 2.3.6. Chọn lọc đàn lợn Duroc theo hƣớng tăng khối lƣợng dựa trên kiểu gen Bước 1: Chọn lợn Duroc đực (20) và cái (100) mang kiểu gen đồng hợp cả 2 gen MC4R (AA) và PIT1 (AA) hoặc đồng hợp 1 gen và dị hợp 1 gen từ 1000 cái và 400 đực hậu bị. Cho tiến hành phối tạo thế hệ xuất phát. Bước 2: Chọn 60 cá thể (50 cái + 10 đực) mang đồng thời kiểu gen MC4R, (AA) và gen PIT1 (AA) có khả năng sinh trưởng cao từ các ổ đẻ của thế hệ xuất phát để tiến hành theo dõi khả năng sinh trưởng ở thế hệ 1. Ghép phối tạo thế hệ 2. Bước 3. Chọn lợn cái và đực có khả năng sinh trưởng cao để theo dõi kiểm tra năng suất ở thế hệ thứ 2. 6
10. * Các chỉ tiêu nghiên cứu: - Khối lượng bắt đầu kiểm tra (KLbđKT) (kg); - Khối lượng kết thúc kiểm tra (KLkt KT) (kg); - TKL (g/ngày); - DML (mm). * Phương pháp nghiên cứu khả năng sinh trưởng của lợn Duroc ở thế hệ 1 và thế hệ 2 mang đồng thời kiểu gen MC4R (AA) và PIT1 (AA) thực hiện như mục 2.3.1. CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. KHẢ NĂNG SINH TRƢỞNG CỦA LỢN DUROC Khả năng sinh trưởng của 500 lợn hậu bị Duroc trong giai đoạn kiểm tra năng suất cá thể được trình bày ở bảng 3.1. Bảng 3.1. Kết quả theo dõi kiểm tra năng suất lợn Duroc Tính trạng Mean ± SE CV (%) Khối lượng sơ sinh/con (kg) 1,55 ± 0,01 16,91 Khối lượng cai sữa/con (kg) 6,68 ± 0,06 19,34 Khối lượng bắt đầu kiểm tra/con (kg) 31,67 ± 0,14 10,16 Khối lượng kết thúc/con (kg) 94,71 ± 0,34 8,14 Tuổi bắt đầu kiểm tra (ngày) 71,52 ± 0,13 4,05 Tuổi kết thúc (ngày) 149,29 ± 0,29 4,17 Số ngày cai sữa (ngày) 23,39 ± 0,09 9,46 Số ngày kiểm tra (ngày) 77,99 ± 0,28 8,12 Tăng khối lượng (g/ngày) 809,04 ± 4,12 11,39 Dày mỡ lưng (mm) 12,01 ± 0,08 14,41 Khả năng sinh trưởng của 500 lợn hậu bị Duroc trong giai đoạn kiểm tra năng suất cá thể cho thấy: lợn hậu bị Duroc có khối lượng sơ sinh/con, khối lượng cai sữa/con lần lượt là 1,55 kg và 6,68 kg, tuổi bắt đầu kiểm tra là 71,52 ngày; tuổi kết thúc là 149,29 ngày; số ngày cai sữa là 23,39 ngày; số ngày kiểm tra là 77,99 ngày; khối lượng bắt đầu kiểm tra/con là 31,67 kg; khối lượng kết thúc/con là 94,71 kg, tăng khối lượng là 809,04 g/ngày, dày mỡ lưng 12,01 mm. 3.2. ĐA HÌNH GEN MC4R, PIT1, GH, LEP VÀ PIK3C3 3.2.1. Nồng độ và độ tinh sạch của mẫu ADN Đã tách chiết thành công các mẫu mô đuôi của giống lợn Duroc. Hình ảnh điện di cho thấy ADN tập trung thành băng đậm nét sáng rõ không bị đứt gãy. Sau khi tiến hành đo trên máy Nano drop 2000, các mẫu ADN có độ tinh sạch cao với tỷ lệ A260/280 trong khoảng 1,79 - 2,03 và nồng độ DNA tổng số dao động trong khoảng 70-150 µg/µl. 7
11. 3.2.2. Đa hình các đoạn gen MC4R, PIT1, GH, LEP và PIK3C3 Với các cặp mồi được thiết kế đặc hiệu và các điều kiện phản ứng PCR đã được chuẩn hóa, các đoạn ADN có chứa các điểm đa hình quan tâm trên các gen nghiên cứu (MC4R, PIT1, GH, LEP và PIK3C3) đã được nhân bản đặc hiệu. Sản phẩm PCR của gen ứng viên được cắt bằng enzyme đặc hiệu. Kết quả cho thấy: Gen MC4R được cắt bằng enzyme TaqI tạo nên ba kiểu gen khác nhau (AA, AG và GG). Kiểu gen AA có 1 băng duy nhất tương ứng kích thước 226 bp; kiểu gen AG có 3 băng tương ứng với kích thước 226 bp, 156 bp và 70 bp; kiểu gen GG có 2 băng tương ứng với kích thước 156 và 70 bp. Kết quả xác định tần số kiểu gen, tần số alen của đa hình gen MC4R trong quần thể lợn Duroc cho thấy kiểu gen dị hợp AG chiếm ưu thế ở thế hệ thứ 1 và thứ 2 với tần số lần lượt là 0,51 và 0,48. Tần số alen A và G tương ứng là 0,41 và 0,59 ở cả 2 thế hệ. Hình 3.1. Phổ điện di phân tích đa hình gen MC4R bằng enzyme TaqI M: thang ADN chuẩn 100 bp Giải trình tự các điểm đa hình gen MC4R được thể hiện ở hình 3.2. Kiểu gen AG Kiểu gen AA 8
12. Kiểu gen GG Hình 3.2. Kết quả giải trình tự các điểm đa hình gen MC4R Đối với gen PIT1, sản phẩm được cắt bằng enzyme RasI tạo nên ba kiểu gen khác nhau AA, AB và BB. Kiểu gen AA có 4 băng tương ứng với kích thước 774 bp, 710 bp, 153 bp và 108 bp; kiểu gen AB có 6 băng tương ứng với kích thước 774 bp, 710 bp, 388 bp, 322 bp,153 bp và 108 bp; kiểu gen BB có 5 băng tương ứng với kích thước 774 bp, 388 bp, 322 bp,153 bp và 108 bp. Kết quả xác định tần số kiểu gen, tần số alen của đa hình gen PIT1 trong quần thể lợn Duroc cho thấy tần số kiểu gen dị hợp tử AB cao nhất ở cả 2 thế hệ, ở thế hệ thứ 1 và 2 lần lượt là 0,40; 0,41. Tiếp theo là kiểu gen AA (0,30) ở thế hệ 1 và 0,32 ở thế hệ 2; cuối cùng kiểu gen BB là 0,30 ở thế hệ 1 và 0,27 ở thế hệ 2. Tần số alen A/B ở thế hệ 1là (0,5A/0,5B); tần số alen A/B ở thế hệ 2 là 0,53A/0,47B. Hình 3.3. Phổ điện di phân tích đa hình gen PIT1 bằng enzyme RasI M: thang ADN chuẩn 100 bp Đa hình gen GH được xác định khi sử dụng enzyme giới hạn FokI. Kết quả phân tích hình ảnh điện di cho thấy trong quần thể lợn nghiên cứu tồn tại ba kiểu gen là kiểu gen đồng hợp AA tương ứng với một băng điện di 605 bp, kiểu gen đồng hợp GG tương ứng với hai băng điện di là 260 bp và 345 bp và kiểu gen dị hợp AG tương ứng với ba băng điện di là 605 bp, 345 bp và 260 bp. Kết quả xác định tần số kiểu gen, tần số alen của đa hình gen GH trong quần thể lợn Duroc cho thấy ở thế hệ thứ 1, kiểu gen AA có tỷ lệ thấp nhất là 0,15 kiểu gen GG là 0,35 và kiểu gen AG có tỷ lệ cao nhất là 0,50. Các alen A và G có tần số lần lượt là 0,40 và 0,60. Ở thế hệ thứ 2, kiểu gen AG có 9
13. tỷ lệ cao nhất là 0,44; tiếp theo là kiểu gen GG 0,41 và thấp nhất là kiểu gen AA 0,15. Các alen A và G có tần số lần lượt là 0,37 và 0,63. Hình 3.4. Phổ điện di phân tích đa hình gen GH bằng enzyme FokI M: thang ADN chuẩn 100 bp Giải trình tự các điểm đa hình gen GH được thể hiện ở hình 3.5. Kiểu gen AG Kiểu gen GG Kiểu gen AA Hình 3.5. Kết quả giải trình tự các điểm đa hình gen GH 10
14. Sử dụng phương pháp PCR-RFLP đã được xây dựng để xác định đa hình gen LEP. Kết quả phân tích trên quần thể nghiên cứu chỉ thu được 2 kiểu gen. Kiểu gen CT tương ứng với 3 băng điện di là 230 bp, 186 bp và 44 bp và kiểu gen TT tương ứng với một băng điện di 230 bp. Kết quả xác định tần số kiểu gen, tần số alen của đa hình gen LEP trong quần thể lợn Duroc cho thấy alen T chiếm ưu thế với tần số 0,98 ở thế hệ thứ 1 và 0,97 ở thế hệ thứ 2. Hình 3.6. Phổ điện di phân tích đa hình gen LEP bằng enzyme HinfI M: thang ADN chuẩn 100 bp Giải trình tự các điểm đa hình gen LEP được thể hiện ở hình 3.7. Kiểu gen TC (chiều reverse là kiểu gen AG) Kiểu gen TT (chiều reverse là kiểu gen AA) Hình 3.7. Kết quả giải trình tự các điểm đa hình gen LEP Khi phân tích đa hình C2604T trên đoạn gen PIK3C3 thuộc exon 24, nhiễm sắc thể số 7 bằng enzyme giới hạn Hpy8I, ba kiểu gen đã được xác định bao gồm kiểu gen TT tương ứng với một băng điện di 102 bp, kiểu gen dị hợp CT tương ứng với 3 băng điện di 102 bp, 67 bp và 35 bp và kiểu gen đồng hợp CC tương ứng với hai băng điện di 67 bp và 35 bp. Kết quả xác định tần số kiểu gen, tần số alen của đa hình gen PIK3C3 trong quần thể lợn Duroc cho thấy alen C chiếm ưu thế với tần số 0,62. 11
15. TT CT CC TT CT CC CC CT M 102bp 100bp 67bp 60bp 35bp 40bp Hình 3.8. Phổ điện di phân tích đa hình PIK3C3 bằng enzyme Hpy8I M: thang ADN chuẩn 50 bp Giải trình tự các điểm đa hình gen PIK3C3 được thể hiện ở hình 3.9. Kiểu gen CT Kiểu gen TT Kiểu gen CC Hình 3.9. Kết quả giải trình tự các điểm đa hình gen PIK3C3 12
16. 3.3. MỐI LIÊN KẾT CỦA ĐA HÌNH GEN MC4R, PIT1, GH, LEP VÀ PIK3C3 VỚI TĂNG KHỐI LƢỢNG, DÀY MỠ LƢNG 3.3.1. Mối liên kết của gen MC4R với tăng khối lượng và dày mỡ lưng Mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đến khả năng sinh trưởng của lợn Duroc được trình bày qua bảng 3.2. Bảng 3.2. Mối liên kết của kiểu gen MC4R với các chỉ tiêu sinh trƣởng Thế AA AG GG Chỉ tiêu p hệ n LSM ± SE n LSM±SE n LSM±SE KLbđKT (kg) 80 31,58 ± 0,44 254 31,71 ± 0,29 166 31,70 ± 0,34 0,96 KLktKT (kg) 80 98,61a ± 0,11 254 94,86b±0,69 166 93,15b ± 0,80 0,00 1 TKL (g/ngày) 80 853,26a ± 9,59 254 820,40b ±6,36 166 790,44c ± 7,31 0,00 DML (mm) 80 12,62 a ± 0,29 254 11,95 a ± 0,19 166 11,38 b ± 0,22 0,00 KLbđKT (kg) 32 31,23a ± 0,52 91 30,00ab ± 0,31 65 29,45b ± 0,35 0,02 KLktKT (kg) 32 101,76a ± 1,88 91 94,54b ± 1,15 65 92,47b ± 1,29 0,00 2 TKL (g/ngày) 32 860,31a ±15,91 91 814,89b ±9,73 65 797,72b ±10,96 0,00 DML (mm) 32 12,85a ± 0,59 91 11,48a ± 0,36 65 10,04b ± 0,41 0,00 Trong cùng chỉ tiêu, các giá trị LSM mang chữ cái khác nhau, sai khác có ý nghĩa thống kê (p<0,05) Kiểu gen MC4R có mối liên kết với tăng khối lượng và dày mỡ lưng (p<0,05) ở thế hệ thứ 1 và thế hệ thứ 2. Tính trạng tăng khối lượng ở lợn Duroc ở các kiểu gen AA; AG; GG ở thế hệ 1 lần lượt là 853,26; 820,40; 790,44 g/ngày, đạt cao nhất ở lợn mang kiểu gen AA và thấp nhất là ở lợn mang kiểu gen GG. Dày mỡ lưng đạt cao nhất ở lợn Duroc mang kiểu gen AA 12,62 mm và thấp nhất ở lợn mang kiểu gen GG 11,38 mm. Ở thế hệ thứ 2, lợn Duroc mang kiểu gen AA có tăng khối lượng (860,31 g/ngày), dày mỡ lưng (12,85 mm) đạt cao nhất và thấp nhất ở lợn mang kiểu gen GG (797,72 g/ngày; 10,04 mm). Kết luận đa hình gen MC4R có mối liên kết chặt với tăng khối lượng và dày mỡ lưng ở cả 2 thế hệ (p<0,05). Trong đó, lợn mang kiểu gen AA đạt tăng khối lượng và dày mỡ lưng cao nhất ở cả 2 thế hệ. Thế hệ 1 là 853,3 g/ngày và 12,62 mm, thế hệ 2 là 860,3 g/ngày và 12,85 mm. 3.3.2. Mối liên kết của gen PIT1 với tăng khối lượng và dày mỡ lưng Kết quả phân tích mối liên kết giữa các điểm đa hình với các chỉ tiêu sinh trưởng của lợn Duroc được thể hiện ở bảng 3.3. Bảng 3.3. Mối liên kết của kiểu gen PIT1 với các chỉ tiêu sinh trƣởng Thế AA AB BB Chỉ tiêu p hệ n LSM ± SE n LSM ± SE n LSM ± SE KLbđKT (kg) 14 31,23b±0,36 202 32,36a±0,29 149 32,15ab±0,37 0,02 KLktKT (kg) 14 96,27a± 0,86 202 95,60a±0,69 149 93,36b±0,88 0,02 1 TKL (g/ngày) 14 833,10a±8,00 202 816,41ab±6,41 149 807,89b±8,20 0,04 DML (mm) 14 12,42a±0,24 202 11,81 ab±0,19 149 11,58b±0,24 0,01 KLbđKT (kg) 61 30,23±0,36 78 29,89±0,34 49 29,95±0,42 0,75 2 KLktKT (kg) 61 98,29a±1,22 78 95,55a±1,17 49 89,50b±1,45 0,00 TKL (g/ngày) 61 844,70a±10,25 78 811,62b±9,82 49 782,93b±12,16 0,00 DML (mm) 61 12,37a± 0,40 78 11,43a ±0,38 49 9,62b ±0,47 0,00 Trong cùng chỉ tiêu, các giá trị LSM mang chữ cái khác nhau, sai khác có ý nghĩa thống kê (p<0,05) 13
17. Kiểu gen PIT1 có mối liên kết với tăng khối lượng và dày mỡ lưng ở thế hệ thứ 1 và thế hệ thứ 2 (p<0,05). Cụ thể, tính trạng tăng khối lượng và dày mỡ lưng ở thế hệ thứ 1 đạt cao nhất ở lợn mang kiểu gen AA (833,10 g/ngày; 12,42 mm), sau đó đến kiểu gen AB (816,41 g/ngày; 11,81 mm) và cuối cùng là kiểu gen BB (807,89 g/ngày; 11,58 mm). Ở thế hệ thứ 2, kiểu gen AA vẫn đạt chỉ tiêu cao nhất về tăng khối lượng và dày mỡ lưng, thấp nhất là lợn mang kiểu gen BB, lần lượt là 844,70 g/ngày so với 782,93 g/ngày; chênh lệch +61,77 g/ngày; 12,37 mm so với 9,62 mm; chênh lệch +2,75 mm. Tăng khối lượng và dày mỡ lưng có sự khác biệt giữa 02 kiểu gen AA và BB ở quần thể lợn Duroc (p<0,05). Kết luận đa hình gen PIT1 có mối liên kết chặt với tăng khối lượng và dày mỡ lưng ở cả 2 thế hệ (p<0,05). Tăng khối lượng và dày mỡ lưng đạt cao nhất ở lợn mang kiểu gen AA ở cả 2 thế hệ: Thế hệ 1 là 833,1 g/ngày; 12,42 mm, thế hệ 2 là 844,70 g/ngày;12,37 mm. 3.3.3. Mối liên kết của gen GH với tăng khối lượng và dày mỡ lưng Khả năng sinh trưởng của lợn Duroc theo kiểu gen GH được trình bày qua bảng 3.4. Bảng 3.4. Mối liên kết của kiểu gen GH với các chỉ tiêu sinh trƣởng Thế AA AG GG Chỉ tiêu p hệ n LSM±SE n LSM±SE n LSM±SE KLbđKT (kg) 75 32,05±0,47 252 31,75±0,29 173 31,89±0,33 0,82 KLktKT (kg) 75 95,73ab±1,10 252 94,23b±0,69 173 96,52a±0,79 0,03 1 TKL (g/ngày) 75 818,34ab±10,13 252 809,00b±6,37 173 832,33a±7,27 0,01 DML (mm) 75 12,57a±0,30 252 12,02ab±0,19 173 11,48b±0,22 0,00 KLbđKT (kg) 78 30,37±0,34 82 29,49±0,34 30 30,40±0,51 0,10 KLktKT (kg) 78 92,31b±1,19 82 95,24b±1,18 30 101,90a±1,78 0,00 2 TKL (g/ngày) 78 835,74a±10,15 82 788,50b±10,10 30 839,93a±15,16 0,00 DML (mm) 78 12,09a±0,39 82 11,34ab±0,39 30 9,97b±0,59 0,01 Trong cùng chỉ tiêu, các giá trị LSM mang chữ cái khác nhau, sai khác có ý nghĩa thống kê (p<0,05) Đa hình gen GH có mối liên kết với tăng khối lượng, dày mỡ lưng trong quần thể lợn Duroc ở cả 2 thế hệ nghiên cứu (p<0,05). Lợn mang kiểu gen GG có tốc độ tăng khối lượng cao nhất ở thế hệ thứ 1 và thứ 2 lần lượt là 832,33 g/ngày; 839,93 g/ngày, thấp nhất là lợn mang kiểu gen AG 809,00 g/ngày; 788,50 g/ngày. Tăng khối lượng có sự khác biệt giữa 2 kiểu gen GG và AG ở quần thể lợn Duroc (p<0,05). Đa hình gen GH có liên quan chặt chẽ với tính trạng dày mỡ lưng (p<0,05) ở cả 2 thế hệ. Dày mỡ lưng cao nhất ở lợn mang kiểu gen AA, thấp nhất ở kiểu gen GG ở cả 2 thế hệ. Lợn mang kiểu gen AA (12,57 mm); AG (12,02 mm); GG (11,48 mm) ở thế hệ thứ 1. Ở thế hệ thứ 2, dày mỡ lưng của các kiểu gen AA; AG; GG lần lượt là (12,09 mm; 11,34 mm; 9,97 mm). Dày mỡ lưng có sự khác biệt giữa 2 kiểu gen AA và GG ở quần thể lợn Duroc (p<0,05). Đa hình gen GH có mối liên kết chặt với tăng khối lượng và dày mỡ lưng ở cả 2 thế hệ (p<0,05). Lợn mang kiểu gen GG có tăng khối lượng cao nhất ở thế hệ thứ 1 và thứ 2 lần lượt là 832,33 g/ngày; 839,93 g/ngày. Dày mỡ lưng cao nhất ở lợn mang kiểu gen AA ở thế hệ 1 và 2 lần lượt là 12,57 mm; 12,09 mm. 14
18. 3.3.4. Mối liên kết của gen LEP với tăng khối lượng và dày mỡ lưng Kết quả phân tích mối liên kết giữa các điểm đa hình với các chỉ tiêu sinh trưởng của lợn Duroc được thể hiện ở bảng 3.5. Bảng 3.5. Mối liên kết của kiểu gen LEP với các chỉ tiêu sinh trƣởng Thế TT CT Chỉ tiêu p hệ n LSM±SE n LSM±SE KLbđKT (kg) 479 32,40±0,23 21 34,07±0,88 0,06 KLktKT (kg) 479 95,09b±0,57 21 100,59a±2.20 0,01 1 TKL (g) 479 817,13b±5,31 21 870,65a±20,24 0,01 DML (mm) 479 12,92±0,61 21 11,89±0,16 0,09 KLbđKT (kg) 177 29,93±0,26 11 30,78±0,78 0,31 KLktKT (kg) 177 94,05b±0,95 11 102,72a±2,87 0,00 2 TKL (g/ngày) 177 807,44b±7,75 11 884,23a±23,42 0,00 DML (mm) 177 11,31±0,31 11 11,40±0,94 0,93 Trong cùng chỉ tiêu, các giá trị LSM mang chữ cái khác nhau, sai khác có ý nghĩa thống kê (p 0,05). Như vậy, nghiên cứu cho thấy đa hình gen LEP có mối liên kết chặt với tăng khối lượng ở cả 2 thế hệ (p 0,05). 3.3.5. Mối liên kết của gen PIK3C3 với tăng khối lượng và dày mỡ lưng Kết quả phân tích mối liên kết giữa các điểm đa hình với các chỉ tiêu sinh trưởng của lợn Duroc được thể hiện ở bảng 3.6. Bảng 3.6. Mối liên kết của kiểu gen PIK3C3 với các chỉ tiêu sinh trƣởng TT CT CC Chỉ tiêu (n = 61) (n = 259) (n = 180) p LSM ± SE LSM ± SE LSM ± SE KLbđKT (kg) 32,26 ± 0,48 32,14 ± 0,28 32,37 ± 0,32 0,82 KLktKT (kg) 96,29 ± 1,18 94,65 ± 0,70 95,71 ± 0,9 0,27 TKL (g/ngày) 829,00 ± 10,90 812,72 ± 6,44 822,71 ± 7,32 0,23 DML(mm) 11,53 ± 0,33 11,93 ± 0,19 12,04 ± 0,22 0,37 Trong cùng chỉ tiêu, các giá trị LSM mang chữ cái khác nhau, sai khác có ý nghĩa thống kê (p<0,05) 15