gen esr estrogen receptor prlr prolatin receptor và mối liên hệ với năng suất sinh sản của đàn lợn hạt nhân landrace yorkshire

Mục tiêu chung: Đánh giá mối liên hệ của các kiểu gen ESR và PRLR đến năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire làm cơ sở trong công tác giống và định hướng chọn lọc theo kiểu

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Người hướng dẫn : GS.TS Vũ Đình Tôn

HÀ NỘI, 2024

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày… tháng… năm 2024

Tác giả luận án

Nguyễn Chí Thành

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, góp ý, chỉ bảo tận tình của các thầy giáo, cô giáo cũng như sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình

Nhân dịp hoàn thành luận án, cho phép tôi được bày tỏ sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc GS TS Vũ Đình Tôn và PGS TS Phan Xuân Hảo Hai thầy đã tận tình hướng dẫn, đưa ra nhiều ý kiến quý báu, dành nhiều thời gian, công sức và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện đề tài

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Khoa Chăn nuôi, Bộ môn Di truyền Giống vật nuôi - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã quan tâm, tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập, thực hiện nghiên cứu và hoàn thành luận án

Tôi xin chân thành cảm ơn ông Trần Xuân Mạnh – Chủ nhiệm dự án SXTN cấp Bộ, và tập thể cán bộ công nhân viên Công ty TNHH Lợn giống hạt nhân DABACO (Tỉnh Bắc Ninh) đã tạo mọi điều kiện về cơ sở vật chất giúp tôi hoàn thành tốt luận án này

Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã quan tâm tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận án./

Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2024

Nghiên cứu sinh

Nguyễn Chí Thành

2.1.2 Tính trạng số lượng, sự di truyền của tính trạng số lượng và các yếu tố

2.2.2 Áp dụng công nghệ gen trong công tác chọn và nhân giống lợn 19

2.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 29

3.1.1 Xác định tần số alen và tần số kiểu gen của gen ESR và PRLR trên lợn

3.1.2 Mối liên hệ giữa đa hình gen ESR và PRLR với năng suất sinh sản của

3.2.1 Xác định tần số alen và tần số kiểu gen của gen ESR và PRLR trên lợn

3.2.2 Mối liên hệ của đa hình gen ESR và PRLR với các tính trạng năng suất

4.1 Đa hình Gen ESR và prlr trên lợn nái Landrace và Yorkshire 49

4.2 Mối liên hệ của đa hình Gen ESR và PRLR với năng suất sinh sản lợn

4.2.1 Năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire phối thuần nuôi tại

4.2.2 Mối liên hệ giữa đa hình gen ESR và PRLR với một số tính trạng sinh

4.2.3 Mối liên hệ giữa đa hình gen ESR và PRLR với khả năng sinh trưởng của

Danh mục các công trình công bố liên quan đến luận án 104

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Nghĩa tiếng Việt

RFLP Restriction fragment length polymorphism: đa hình chiều dài

đoạn cắt giới hạn QTL Quantitative Trait Loci: các locus tính trạng số lượng

DANH MỤC BẢNG

4.1 Tần số kiểu gen và tần số alen gen ESR của quần thể lợn Landrace và

4.2 Tần số kiểu gen và tần số alen gen PRLR của quần thể lợn Landrace và

4.5 Mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đến một số chỉ tiêu năng suất sinh sản

4.6 Mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đến một số chỉ tiêu năng suất sinh sản

4.7 Mối liên hệ giữa kiểu gen ESR với một số chỉ tiêu năng suất sinh sản ở

4.8 Mối liên hệ giữa kiểu gen PRLR với một số chỉ tiêu năng suất sinh sản ở

4.9 Mối quan hệ của tương tác giữa gen ESR và PRLR với một số chỉ tiêu

năng suất sinh sản của lợn Landrace và Yorkshire (LSM±SE), (đvt:

4.10 Mối liên hệ giữa kiểu gen ESR với năng suất sinh sản của lợn nái

4.11 Mối liên hệ giữa kiểu gen PRLR với năng suất sinh sản của lợn nái

4.12 Mối liên hệ giữa kiểu gen ESR với năng suất sinh sản của lợn nái

4.13 Mối liên hệ giữa kiểu gen PRLR với năng suất sinh sản của lợn nái

4.14 Yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và tỷ lệ nạc ở lợn Landrace 864.15 Yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và tỷ lệ nạc ở lợn Yorkshire 874.16 Mối liên hệ giữa kiểu gen ESR với khă năng sinh trưởng và tỷ lệ nạc ở

4.22 Mối liên hệ giữa sự tương tác của các kiểu gen ESR và PRLR với khả

4.23 Mối liên hệ giữa sự tương tác của các kiểu gen ESR và PRLR với khả

DANH MỤC HÌNH

4.2 Kết quả cắt sản phẩm PCR bằng enzyme AluI xác định kiểu gen PRLR 50

4.13 Ảnh hưởng tương tác của gen ESR và PRLR đến số con đẻ ra trên 2

4.14 Ảnh hưởng tương tác của gen ESR và PRLR đến số con đẻ ra còn sống

Mục tiêu chung:

Đánh giá mối liên hệ của các kiểu gen ESR và PRLR đến năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire làm cơ sở trong công tác giống và định hướng chọn lọc theo kiểu gen nhằm nâng cao năng suất sinh sản của 2 giống lợn này

Mục tiêu cụ thể:

- Xác định tính đa hình các gen ESR và PRLR ở lợn Landrace và Yorkshire;

- Đánh giá mối liên hệ của đa hình gen ESR và PRLR cũng như sự tương tác của hai gen này với năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire;

- Đánh giá mối liên hệ của đa hình gen ESR và PRLR cũng như sự tương tác với lứa đẻ đến năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire;

- Đánh giá mối liên hệ của đa hình gen ESR và PRLR cũng như sự tương tác của hai gen này với sinh trưởng và năng suất thịt của lợn Landrace và Yorkshire;

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp thu thập số liệu: số liệu sơ cấp, thứ cấp của các tính trạng sinh sản ở lợn nái bao gồm tuổi phối giống lần đầu, tuổi đẻ lứa đầu, khoảng cách lứa đẻ, số con đẻ ra/ổ, số con đẻ ra còn sống/ổ, số con để nuôi, số con cai sữa/ổ, khối lượng sơ sinh/con, khối lượng sơ sinh/ổ, khối lượng cai sữa/con, khối lượng cai sữa/ổ Các chỉ tiêu về sinh trưởng của lợn các giai đoạn, các chỉ tiêu về năng suất thịt gồm độ dày cơ thăn, độ dày mỡ lưng, tỷ lệ nạc được thu thập từ cơ sở dữ liệu và cân đo, đếm trực tiếp tại cơ sở giống

Phương pháp xác định kiểu gen: Mẫu tai lợn nái và đuôi lợn con được sử dụng để tách chiết ADN tổng số bằng KIT của hãng IINTRO, Hàn Quốc Các cặp mồi đặc hiệu được sử dụng để nhân các đoạn gen đích bằng phương pháp PCR Đa hình gen ESR và PRLR được xác định bằng phương pháp PCR-RFLP với các enzym cắt đặc hiệu

Phương pháp xử lý số liệu: Tần số alen và kiểu gen được xác định Phép thử khi bình phương (Chi-square test) được sử dụng nhằm kiểm định mức độ phù hợp của tần suất kiểu gen, tần suất alen quan sát so với lý thuyết theo định luật Hardy-Weinberg

Phân tích ảnh hưởng của kiểu gen và các yếu tố đến tính trạng nghiên cứu sử dụng mô hình tuyến tính GLM bằng phần mềm SAS 9.1 (2002) Các tham số thống kê bao gồm dung lượng mẫu (n), trung bình bình phương nhỏ nhất (LSM) và sai số tiêu chuẩn (SE) So sánh các giá trị LSM theo cặp bằng phép so sánh Tukey

Kết quả chính và kết luận

- Tần số kiểu gen ESR ở quần thể lợn Landrace đối với alen B là thấp (0,184) đặc biệt kiểu gen đồng hợp BB chỉ có 0,041, ở quần thể lợn Yorkshire thì tần số gen của 2 alen có cân bằng hơn và tần số kiểu gen đồng hợp AA là 0,102

Tần số kiểu gen PRLR khá cân bằng ở cả 2 quần thể lợn Landrace và Yorkshire, tuy nhiên tần số kiểu gen AA lại có tỷ lệ thấp (0,190 ở lợn Landrace và 0,244 ở lợn Yorkshire)

Tần số kiểu gen của cả 2 quần thể lợn này đều ở trạng thái cân bằng định luật Hardy – Weinberg cho cả 2 locus ESR và PRLR

Có mối quan hệ giữa các kiểu gen của gen ESR và PRLR với một số chỉ tiêu về năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire Kiểu gen BB và AB của gen ESR có tác động tích cực đến một số chỉ tiêu về khả năng sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire so với lợn nái mang kiểu gen AA Với gen PRLR thì ngược lại, kiểu gen AA và AB có tác động tích cực tới một số chỉ tiêu về năng suất sinh sản so với lợn nái mang kiểu gen BB ở cả lợn Landrace và Yorkshire Sự tương tác giữa gen ESR và PRLR có tác động tới chỉ tiêu SCĐR và SCĐRCS ở cả lợn Landrace và Yorkshire Những cá thể mang đồng thời kiểu gen BB của gen ESR và AA của gen PRLR cho năng suất sinh sản cao nhất ở cả hai giống lợn Landrace và Yorkshire

- Ảnh hưởng của các kiểu gen của gen ESR và PRLR đến khả năng sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire không giống nhau ở các lứa đẻ Ở giống lợn Landrace đối với gen PRLR, kiểu gen AA có ảnh hưởng tới các chỉ tiêu số con ở hầu hết các lứa đẻ, trong khi gen ESR chỉ ảnh hưởng với giống lợn Landrace ở lứa đẻ thứ 3 trở đi Ngược lại ở lợn Yorkshire gen ESR ảnh hưởng tới chỉ tiêu số con sơ sinh ở các lứa đẻ, trong khi kiểu gen PRLR lại chỉ ảnh hưởng đến các chỉ tiêu số con từ lứa thứ 3 trở đi

- Đa hình gen ESR và PRLR không ảnh hưởng đến các chỉ tiêu sinh trưởng và năng suất thịt của lợn hậu bị Landrace và Yorkshire Lợn mang kiểu gen BB của gen ESR hoặc lợn mang kiểu gen AA của gen PRLR có khối lượng bắt đầu kiểm tra, khối lượng kết thúc kiểm tra, tăng khối lượng bình quân, độ dày cơ thăn, độ dày mỡ lưng và tỷ lệ nạc tương đương với lợn mang các kiểu gen khác

- Đề nghị sử dụng lợn nái Landrace và Yorkshire mang kiểu gen BB của gen ESR và kiểu gen AA của gen PRLR để cải thiện các tính trạng số con đẻ ra/ổ, số con đẻ ra còn sống/ổ của hai giống lợn này

THESIS ABSTRACT

PhD candidate: Nguyen Chi Thanh Thesis title: ESR (Estrogen Receptor) and PRLR (Prolactin Receptor) genes, and their

association with reproductive performance of Landrace and Yorkshire pigs in Vietnam

Educational institution: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Research Objectives

Overall objective:

To evaluate the effect of the ESR and PRLR gene polymorphisms on reproductive performance of Landrace and Yorkshire with a future prospect of enabling selection based on genotypes to improve reproductive performance of pigs in Vietnam

Materials and Methods

Data collection: reproductive performances of sows, and growth and meat production of gilts were collected from nuclear breeding farms for Landrace and Yorkshire pigs The reproductive traits included age at first service (AFS), age at first farrowing (AFF), farrowing interval (FI), litter sizes, litter weights and piglet weights The litter size traits were number of total born piglets (NB), number of piglets born alive (NBA), number of piglets reared by a sow, and number of piglets weaned (NW) The litter weight traits were litter birth weight (LBW) and litter weaning weight (LWW) The piglet weights were birth weight (BW) and weaning weight (WW) Growth performance of gilts were recorded at different stages while meat production traits including depth of longgissimus dorsal (LD), backfat thickness (BF) and lean meat percentage (LM) at final weight were collected

Genotyping of ESR and PRLR genes: DNA were extract from ear and tail tissues using INTRO test kits (Korean) Polymerase chain reaction (PCR) using primers for ESR and PRLR genes was carried out to amplify the gene fragments The amplified fragments was, then, digested by restriction enzymes for genotyping using PCR-RFLP techniques

Statistical analysis: Data were analyzed using GLM procedures on SAS 9.1 (2001) Genotypic and allelic frequencies were calculated for each of ESR and PRLR genes Chi-squared tests (χ²) were performed to test the Hardy-Weinberg equilibriums of the genes in populations The association of ESR and PRLR genotypes with reproductive

and growth performances were tested using linear models Descriptive statistics of means, number of samples, least square means and standard errors were computed Pairwise comparisons were carried out to test statistical differences between groups

Main findings and conclusions

- For ESR, in Landrace population, the frequency of allele B was low (0.184), and the frequency of homozygous genotype BB was only 0.041 In Yorkshire population, the frequencies of 2 alleles were more balanced, and the frequency of homozygous genotype AA was 0.102

For PRLR, genotype frequencies were quite balanced in both Landrace and Yorkshire pig populations The frequency of AA genotype was 0.190 in Landrace and 0.244 in Yorkshire

The genotype frequencies of both these pig populations are at Hardy-Weinberg equilibrium for both ESR and PRLR loci

- The association of ESR and PRLR genes with some reproductive traits was significant in Landrace and Yorkshire sows Genotypes BB and AB of ESR gene had positive effects on fertility traits in Landrace and Yorkshire sows as compared to sows carrying genotype AA In contrast, genotypes AA and AB of PRLR gene had positive effects on some reproductive traits as compared to sows carrying genotype BB in both Landrace and Yorkshire pigs The interaction between ESR and PRLR genes had impacts on NB and NBA in both Landrace and Yorkshire pigs The pigs that had genotype BB of ESR gene and genotype AA of PRLR gene had the highest reproductive performances in Landrace and Yorkshire

- Genotypes of ESR and PRLR genes on litters’ reproductive performance are not the same in Landrace and Yorkshire Genotype AA of PRLR gene affected litter sizes in most parities of Landrace sows, whereas ESR gene affected only the traits of Landrace sows from parity 3 In contrast, in Yorkshire, ESR gene affected NB at all parities, whereas PRLR gene affected only litter sizes from parity 3

- ESR and PRLR gene polymorphisms did not affect weight and meat performance traits in Landrace and Yorkshire gilts Pigs with genotype BB of ESR gene and genotype AA of PRLR gene had equivalent test-started weight, test-ended weight, test-increased mean weight, loin thickness, back fat thickness and percentage lean as compared to pigs with other genotypes

- It is recommended to use Landrace and Yorkshire sows with genotype BB of ESR gene and Landrace sows with genotype AA of PRLR gene to improve number of total born piglets and number of piglets born alive

PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Chăn nuôi lợn là ngành chiếm tỷ trọng lớn trong chăn nuôi, năng suất sinh sản của lợn nái được coi là một yếu tố quan trọng nhất trong thành tích chung Bởi vì nó quyết định số lợn con sinh ra của một lợn nái trong một năm từ đó quyết định số kg lợn thịt được sản xuất ra từ một lợn nái trong năm Vì vậy, việc nâng cao năng suất sinh sản của lợn nái là mục tiêu hàng đầu của tất cả các cơ sở nhân giống lợn (Yang & cs., 2023)

Các tính trạng năng suất sinh sản là nhóm tính trạng số lượng và có hệ số di truyền thấp, thường bị hạn chế bởi giới tính, kiểu hình chỉ có thể xác định được sau khi trưởng thành đồng thời chịu ảnh hưởng lớn bởi yếu tố môi trường Do đó việc chọn lọc cho các tính trạng này bằng phương pháp truyền thống thường chậm mang lại hiệu quả (Nguyễn Hoàng Thịnh & cs., 2019); đồng thời làm giảm tính đa dạng di truyền của quần thể; và chi phí nuôi dưỡng lớn do tỷ lệ loại thải cao sau mỗi lần chọn lọc (Naqvi, 2007) Vì vậy, việc tìm kiếm phương pháp chọn lọc cải tiến năng suất sinh sản có hiệu quả và nhanh chóng là cần thiết

Ngày nay công nghệ gen được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp nói chung và lĩnh vực chăn nuôi nói riêng, đây là một trong những giải pháp hỗ trợ tích cực trong công tác chọn giống Công nghệ gen giúp chọn lọc được vật nuôi mang những tính trạng mong muốn một cách chính xác từ giai đoạn rất sớm trong việc dự đoán kiểu hình của con trưởng thành, giúp rút ngắn thời gian chọn lọc, giảm được chi phí nuôi dưỡng con giống trong giai đoạn nuôi kiểm (Naqvi, 2007; Nguyễn Hoàng Thịnh & cs., 2019)

Chọn lọc sử dụng chỉ thị phân tử MAS (marker assisted selection) là một trong những kỹ thuật được sử dụng để chọn giống lợn phổ biến hiện nay (Suwanasopee & Koonawootrittriron, 2011) Các gen chỉ thị như ESR (Estrogen Receptor), FSHB, RBP4 (Retiol-Binding Protein 4), PRLR (Prolactin Receptor) đã và đang được nghiên cứu sử dụng như là các gen ứng viên cho năng suất sinh sản ở lợn ESR (Estrogen Receptor) nằm trên NST số 1 trong bộ nhiễm sắc thể của lợn ESR PvuII đa hình thường xuyên được sử dụng để đánh dấu di truyền của thai kỳ Một trong những thảo luận về vai trò xác định kích thước ổ đẻ ở lợn

là gen ESR, gen này được xác định sự đa hình là có 2 alen (A và B) (Wu & cs., 2023a) Một số nghiên cứu đã được công bố cho thấy các alen này có mối liên hệ với số lượng lợn con sinh ra và số lượng lợn con sinh ra còn sống (Hunyadi-Bagi & cs., 2016; Rahman & cs., 2021; Tabon & cs., 2022; Wu & cs., 2023a) và nó đã được gợi ý như là một gen chính có ảnh hưởng tới kích thước ổ đẻ và dùng để chọn lọc Gen PRLR nằm trên NST số 16 của bộ nhiễm sắc thể lợn Prolactin receptor (PRLR) là thụ thể đặc hiệu đối với prolactin (PRL), một hormone peptide của thùy trước tuyến Yên, đóng vai trò quan trọng cho sự thành công sinh sản Yang & cs (2023) và Wu & cs (2023b) cũng chỉ ra vai trò của gen prolactin receptor (PRLR) đối với một số chỉ tiêu năng suất sinh sản như số con đẻ ra, số con đẻ ra còn sống Gen PRLR được xác định sự đa hình có 2 alen (A và B) Một số nghiên cứu đã được công bố cho thấy alen A có ảnh hưởng tích cực đến năng suất sinh sản ở lợn (Dall’olio & cs., 2010; Mazurowsk & Milczewska, 2013) Chính những lý do này mà gen PRLR được coi là một gen ứng viên tiềm năng cho năng suất sinh sản ở lợn

Như vậy, việc hiểu biết về vai trò các gen kiểm soát các tính trạng năng suất sinh sản sẽ định hướng cho chương trình chọn giống cải tiến các chỉ tiêu này Ở Việt Nam, trong những năm qua việc ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn lọc cải thiện năng suất chăn nuôi lợn đã đạt được những thành tựu nhất định Tuy nhiên các nghiên cứu này chủ yếu tập trung vào đánh giá ảnh hưởng của một số gen như halothane, RN, MC4R, HFABF đến tính trạng năng suất thịt lợn Có ít nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của các gen ESR và PRLR đến các tính trạng năng suất sinh sản ở lợn và sử dụng các gen này phục vụ cho công tác chọn tạo giống lợn có năng suất sinh sản cao.Gen ESR có liên quan đến quá trình chín và rụng trứng, gen PRLR có liên quan đến khả năng tiết sữa của con cái Do đó việc đánh giá đồng thời mối liên hệ của 2 gen này với một số chỉ tiêu năng suất sinh sản là cần thiết

Từ những lý do trên, nghiên cứu này tiến hành nhằm đánh giá mối liên hệ của đa hình các gen ESR, PRLR và sự tương tác của hai gen này với các tính trạng năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire, từ đó xác định được gen, kiểu gen có mối quan hệ tích cực với các chỉ tiêu năng suất sinh sản của lợn và làm cơ sở cho công tác chọn tạo giống vật nuôi sau này

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1.2.1 Mục tiêu chung

Đánh giá mối liên hệ của đa hình gen ESR và PRLR và sự tương tác của hai gen này với năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire nhằm phục vụ cho công tác giống và định hướng chọn lọc theo kiểu gen có lợi để cải thiện năng suất sinh sản của hai giống lợn này

1.2.2 Mục tiêu cụ thể

- Xác định tính đa hình các gen ESR và PRLR ở lợn Landrace và Yorkshire; - Đánh giá mối liên hệ của đa hình gen ESR và PRLR cũng như sự tương tác của hai gen này với năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire;

- Đánh giá mối liên hệ của đa hình gen ESR và PRLR cũng như sự tương tác với lứa đẻ đến năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire;

- Đánh giá mối liên hệ của đa hình gen ESR và PRLR cũng như sự tương tác của hai gen này với sinh trưởng và năng suất thịt của lợn Landrace và Yorkshire

1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện trên đàn lợn nái Landrace, Yorkshrie và đàn lợn hậu bị giai đoạn 30kg đến 100kg

Đề tài tiến hành từ năm 2015 đến năm 2018

1.4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI

- Đã xác định được đa hình gen ESR, PRLR và đánh giá được mối liên hệ của đa hình 2 gen này với một số tính trạng năng suất sinh sản ở lợn Landrace, Yorkshire - Định hướng chọn lọc lợn Landrace và Yorkshire mang kiểu gen ESRBB, PRLRAA, ESRBBPRLRAA cho năng suất sinh sản cao

1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.5.1 Ý nghĩa khoa học

- Đề tài là công trình khoa học đầu tiên nghiên cứu một cách tương đối có hệ thống về đa hình các gen ESR và PRLR và mối liên hệ của đa hình các gen này đến năng suất sinh sản và sinh trưởng của hai giống lợn Landrace và Yorkshire tại Việt Nam

- Kết quả nghiên cứu đóng góp thêm tư liệu cho giảng dạy, nghiên cứu khoa học về ảnh hưởng của kiểu gen ESR và PRLR đến năng suất sinh sản và sinh trưởng của lợn

1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Cung cấp các thông tin làm căn cứ khoa học về năng suất của lợn Landrace và Yorkshire giúp các cơ sở chăn nuôi định hướng việc sử dụng và khai thác hai giống lợn này trong sản xuất

- Các cá thể lợn giống mang kiểu gen mong muốn sẽ được giữ lại làm nguyên liệu duy trì đàn giống gốc và sản xuất con giống có chất lượng tốt đáp ứng nhu cầu chăn nuôi

- Con giống sản xuất ra sẽ có giá thành cạnh tranh hơn vì chỉ cần đầu tư ban đầu để tạo ra đàn giống có các kiểu gen đồng hợp mong muốn cho năng suất sinh sản cao Sau đó duy trì nhân thuần chống cận huyết tốt sẽ giữ được năng suất cao cho các đời kế cận

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1.1 Giống và công tác giống lợn

2.1.1.1 Giống

Giống đóng góp rất lớn vào năng suất và chất lượng trong chăn nuôi Việc lựa chọn giống động vật phù hợp và quản lý chăm sóc hiệu quả đều quan trọng để duy trì và nâng cao các đặc điểm mong muốn (Đặng Vũ Bình, 2019) Giống động vật được xác định là một tập hợp các cá thể cùng loài, chia sẻ những đặc điểm di truyền nhất định về chất lượng (như màu da, lông) và khả năng sản xuất (như sản lượng sữa, năng suất trứng, số con sinh ra ) Điều này giúp nhận biết và phân biệt giống này với giống khác Ngoài giống động vật bản địa, giống nhập khẩu cũng đang được sử dụng rộng rãi trong ngành chăn nuôi cả ở Việt Nam và trên thế giới

2.1.1.2 Công tác giống

Sau khi đã có các giống tốt, việc quan trọng là làm thế nào để bảo tồn và tận dụng tối đa tiềm năng di truyền cũng như chất lượng của từng giống để đáp ứng nhu cầu của xã hội Đây là những vấn đề quan trọng mà công tác chăn nuôi lợn phải đối mặt Công việc này bao gồm việc lựa chọn, phổ biến gen tốt trong cộng đồng lợn và quản lý giống một cách hiệu quả

Chọn lọc đưa ra quyết định về việc giữ lại cá thể nào để tham gia vào quá trình sinh sản và loại bỏ cá thể nào Quá trình này không tạo ra kiểu gen mới, nhưng nó dần thay đổi tần suất xuất hiện của các allen và cấu trúc gen trong quần thể, từ đó cải thiện khả năng sinh sản của động vật Chọn lọc có thể can thiệp trực tiếp vào gen hoặc tập trung vào việc lựa chọn các cá thể mang gen mong muốn để duy trì và phát triển giống

Chọn lọc đóng vai trò quan trọng và là bước khởi đầu quyết định đến kết quả của công việc giống, và mọi thành tựu trong việc áp dụng các phương pháp chọn giống và nhân giống phụ thuộc vào khả năng nhận biết những cá thể mang những đặc điểm di truyền ưu tú Những cá thể này được ghép đôi để tạo ra thế hệ sau mang những đặc tính tốt

Hiệu quả của quá trình chọn lọc phụ thuộc vào một số yếu tố như hệ số di truyền, ly sai chọn lọc, cường độ chọn lọc, khoảng cách thế hệ và quan hệ di

truyền giữa các tính trạng Trong đó, hệ số di truyền là một tham số cơ bản và quan trọng trong việc lựa chọn

Kiểu hình của một con vật (P) là kết quả của sự tương tác giữa kiểu gen (G) và môi trường (E): P = G + E

Tác động trội được thực hiện bởi các allen tại một locus (D) Sai lệch tương tác có thể xảy ra giữa hai hay nhiều allen khác locus hoặc giữa allen ở locus này với allen ở locus kia (I) Tác động cộng gộp hay giá trị giống là sự tác động của tất cả các allen có ảnh hưởng lên tính trạng (A) Như vậy, giá trị kiểu gen được xác định:

G = A + D + I Sai lệch môi trường cũng được phân tích thành hai phần: Sai lệch môi trường chung (Common Environment) tác động tới tất cả các cá thể trong quần thể (Ec) Sai lệch môi trường riêng (Special Environment) tác động tới một số cá thể trong quần thể (Es) Như vậy, sai lệch môi trường được xác định: E = Ec + Es

Khi bỏ qua tương tác giữa giá trị kiểu gen và sai lệch môi trường, giá trị kiểu hình được thể hiện:

P = A + D + I + Ec + Es Như vậy, để nâng cao năng suất của vật nuôi, những biện pháp cần phải tác động như sau:

- Tác động lên yếu tố di truyền (giá trị kiểu gen): được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu về công tác giống:

Phương pháp chọn lọc được áp dụng để ảnh hưởng đến hiệu ứng cộng gộp (A) và thường mang lại kết quả tốt đối với các tính trạng có hệ số di truyền trung bình hoặc cao (Nguyen Thi Vinh & cs., 2019; Ha Xuan Bo & cs., 2022) Các đặc tính như khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng sản phẩm thường có hệ số di truyền ở mức trung bình hoặc cao

+ Lai giống được thực hiện để tác động vào hiệu ứng trội (D) và tương tác gen (I) và sẽ có hiệu quả cao đối với những tính trạng có hệ số di truyền thấp

- Tác động lên yếu tố môi trường (E): được thực hiện bằng cách cải tiến điều kiện chăn nuôi (dinh dưỡng thức ăn, kỹ thuật chăm sóc nuôi dưỡng, vệ sinh phòng bệnh, kỹ thuật chuồng trại…)

Hệ số di truyền của một tính trạng là một đại lượng, nó biểu thị khả năng di

truyền của tính trạng đó, được xác định bằng cách tính tỷ lệ phần do gen quy định trong việc tạo nên giá trị kiểu hình Hay có thể nói hệ số di truyền là tỷ lệ của phần do gen quy định trong việc tạo nên giá trị kiểu hình

Hệ số di truyền được biểu thị bằng số thập phân từ 0 – 1 Hệ số di truyền càng cao chứng tỏ tính trạng đó ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường và ngược lại (Whittemore & Kyriazakis, 2008)

Các tính trạng chất lượng như tỷ lệ nạc, độ dày mỡ lưng, hay chiều dài thân thịt, thường có hệ số di truyền cao (h2 ≥ 0,4), chủ yếu được ảnh hưởng bởi hiệu ứng cộng gộp của các gen Trên lợn, các tính trạng như tốc độ tăng khối lượng, sản lượng sữa và tiêu thụ thức ăn thường có hệ số di truyền trung bình (0,2 < h2 < 0,4), bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng hỗn hợp giữa các hiệu ứng cộng gộp (trội và át gen) Các tính trạng liên quan đến sinh sản như số con sơ sinh, số con cai sữa, và khoảng cách lứa đẻ thường có hệ số di truyền thấp (h2 ≤ 0,2) do chủ yếu bị ảnh hưởng bởi các gen không có hiệu ứng cộng gộp

Hệ số di truyền đóng vai trò quan trọng trong công việc chọn giống Hệ số di truyền càng cao, quá trình chọn lọc càng hiệu quả, và ngược lại (Dekkers & cs., 2004) Dựa trên hệ số di truyền, những người chọn giống có thể lựa chọn phương pháp chọn lọc phù hợp Khi hệ số di truyền cao, việc chọn lọc dựa trên kiểu hình có thể thực hiện được, nhưng khi hệ số di truyền thấp, cần phải sử dụng các thông tin khác Các tính trạng chất lượng với hệ số di truyền cao thường ít bị ảnh hưởng bởi môi trường và có khả năng di truyền cao Ngược lại, các tính trạng số lượng với hệ số di truyền thấp thường bị ảnh hưởng nhiều bởi môi trường và có khả năng di truyền thấp Điều này làm cho việc cải thiện các tính trạng số lượng thông qua phương pháp chọn lọc truyền thống trở nên khó khăn

2.1.2 Tính trạng số lượng, sự di truyền của tính trạng số lượng và các yếu tố ảnh hưởng đến tính trạng số lượng

2.1.2.1 Tính trạng số lượng

Các tính trạng số lượng thường không có sự phân biệt rõ ràng giữa chúng, mà thay vào đó, các trạng thái của chúng hình thành một dãy biến đổi liên tục, được đo lường thông qua các phương pháp định lượng như cân, đo, đếm Những tính trạng số lượng thường là các chỉ tiêu kinh tế quan trọng và được sử dụng để đánh giá chất lượng của các giống vật nuôi

Tính trạng số lượng được điều chỉnh bởi hai hoặc nhiều gen, có nhiều kiểu tương tác khác nhau để quyết định độ lớn của tính trạng; tính di truyền của chúng thường mang tính liên tục và chúng thường không ổn định, biến động mạnh dưới tác động của môi trường (Serenius & Stalder, 2006)

2.1.2.2 Di truyền tính trạng số lượng

Trong nghiên cứu về di truyền của các đặc điểm số lượng, đã được đề cập đến nhiều mô hình khác nhau như tác động tổng hợp của các gen, tương tác giữa các gen ở các vị trí khác nhau trên nhiễm sắc thể, và ảnh hưởng của các biến đổi gen Tuy nhiên, việc tìm ra bằng chứng cụ thể về di truyền vật chất của các đặc điểm số lượng là một thách thức, do đó, chúng thường là kết quả của sự tương tác phức tạp giữa nhiều gen

Các mô hình đa gen được sử dụng từ góc độ thống kê giúp chúng ta ước lượng các đặc điểm di truyền của các đặc điểm số lượng và cũng giải quyết vấn đề về việc lựa chọn chúng

Theo Serenius & Stalder (2006), tính chất số lượng thường được điều khiển bởi nhiều gen, mỗi gen lại có tác động nhỏ; các cơ sở này thường tuân theo quy luật di truyền của Mendel; và giữa các gen này thường không có sự khác biệt về tính trội lặn Sự biến đổi của đặc điểm số lượng thường phụ thuộc vào nhiều yếu tố từ môi trường bên ngoài

Căn cứ giả thuyết này, khi một tính trạng số lượng được điều khiển bằng alen k, giữa các alen không có tác động trội, lặn, tác động gen giống nhau và có thể tăng thêm, tần số kiểu gen thế hệ con lai F2 của hai dòng thuần phân bố thành hệ số mở rộng (1/2A + 1/2a)2k

Trong hệ thống gen đa gen, ngoài tác động cộng, còn tồn tại các tác động trội và tác động át gen không đồng đẳng; vai trò của các khu vực gen đối với đặc điểm số lượng cũng khác nhau; và môi trường đôi khi có thể có ảnh hưởng lớn hơn cả di truyền Vì vậy, nghiên cứu về quy luật di truyền của các đặc điểm số lượng thường cần phải sử dụng phương pháp thống kê để tổng hợp các biến đổi trong biểu hiện di truyền

Trong những năm gần đây, khi tiến sâu vào nghiên cứu sinh học kỹ thuật, đã có một số gen đơn hoặc nhóm gen mà vai trò của chúng đối với đặc điểm số lượng đã được xác định Những gen hoặc nhóm gen này được gọi là quỹ gen tính trạng số lượng (QTL - Quantitative Trait Loci) Việc phát hiện QTL đã làm

phong phú và hoàn thiện hơn cơ sở di truyền của các đặc điểm số lượng, đồng thời mở ra cánh cửa mới trong việc lựa chọn các đặc điểm số lượng

2.1.3 Các chỉ tiêu đánh giá năng suất sinh sản của lợn nái

Có nhiều chỉ số được sử dụng để đánh giá khả năng sinh sản của lợn nái, tuy nhiên trong lĩnh vực chọn giống lợn, các chuyên gia di truyền học thường tập trung vào một số chỉ tiêu quan trọng nhất liên quan đến khả năng sinh sản và chất lượng của con giống Các chỉ số này thường đóng vai trò quyết định đối với hiệu quả kinh tế trong việc chăn nuôi lợn nái

2.1.3.1 Khả năng sinh sản của lợn nái

Khả năng sinh sản của lợn nái là một chỉ số kỹ thuật và kinh tế vô cùng quan trọng, là thước đo cho chất lượng giống của con nái và cũng phản ánh kỹ thuật chăn nuôi Các chỉ tiêu để đánh giá khả năng sinh sản của lợn nái bao gồm:

a Số con sơ sinh trên ổ

Đây là chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật rất quan trọng, nó phản ánh khả năng đẻ nhiều con hay ít con của giống, kỹ thuật chăm sóc nuôi dưỡng lợn nái có chửa và kỹ thuật thụ tinh nhân tạo của dẫn tinh viên

Trong 24 giờ đầu sau khi sinh, lợn con chịu tác động của nhiều yếu tố quan trọng Sự yếu đuối, phát triển không đồng đều của lợn con và nguy cơ tử vong ngay sau khi sinh có thể do việc chăm sóc và nuôi dưỡng không tốt của lợn nái Ngoài ra, yếu tố môi trường cũng có ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ số lợn con sống sót trong vòng 24 giờ đầu Đây là thời điểm lợn con chuyển từ môi trường trong bụng mẹ, nơi mọi chuyển đổi chất dinh dưỡng đều thông qua nhau thai, sang môi trường sống mới hoàn toàn khác biệt Sự thích nghi chậm của lợn con có thể khiến chúng không linh hoạt, dễ bị lợn mẹ đè chết, đặc biệt khi lợn mẹ sinh vào ban đêm mà không có sự can thiệp kỹ thuật kịp thời, lợn con có thể gặp nguy hiểm do lạnh lẽo hoặc bị ngạt do không được bóc tách kịp thời khỏi màng ối (Tummaruk, 2012)

Trên thực tế, số lợn con đẻ ra thường có một số loại như sau:

- Thai non: là loại thai phát triển không hoàn thiện có thể do lợn mẹ bị ốm

hoặc có các tác động của hóa chất làm cho lợn con phát triển không đầy đủ mặc dù đã kết thúc giai đoạn chửa Loại thai non này đã chết trong thời gian lợn nái đang mang thai hoặc chết trước khi sinh ra Nguyên nhân có thể do lợn bị bệnh nhiễm trùng như leptospirosis, bệnh giả dại hoặc do thiếu chất dinh dưỡng…

- Thai gỗ: là loại thai đã chết trong tử cung lúc 35-90 ngày tuổi, thai chết ở

giai đoàn này thường không gây sẩy thai mà các bào thai chết thường khô cứng lại Các thai không được cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng do nhau thai phát triển không đầy đủ hoặc các thai bị nhiễm virus Enterovirus, Parvovirus

- Lợn con đẻ ra còn sống: trong số những con lợn khi sinh ra sống, một số

con nào đó có thể bị chết trong 24 giờ đầu do các lý do khác nhau ví dụ như mẹ đè chết, chết rét, chết ngạt…Như vậy số con sơ sinh sống đến 24 giờ sẽ bằng số con đẻ ra còn sống trừ đi số con chết trong 24 giờ

Số lợn con chết lúc sơ sinh, số thai non, số thai gỗ sẽ là nguyên nhân làm giảm số con sơ sinh sống đến 24 giờ Tuy nhiên trong thực tế, việc xác định tỷ lệ sống thường được tiến hành ngay sau khi đẻ ra tức là căn cứ vào số con đẻ ra còn sống chứ không phải đợi tới 24 giờ sau đẻ (có tới 70% số lợn nái đẻ vào ban đêm nên rất khó khăn trong việc các định vào lúc 24 giờ sau khi đẻ

b Số lợn con cai sữa trên lứa

Là số lợn con được nuôi sống cho đến khi cai sữa mẹ Thời gian cai sữa dài hay ngắn là tùy thuộc vào trình độ kỹ thuật chế biến thức ăn cho lợn con, tùy thuộc vào các giống lợn khác nhau Ngày nay với công nghệ chế biến thức ăn tiên tiến, người chăn nuôi có thể cai sữa sớm cho lợn con ở 21, 28 hoặc 35 ngày tuổi Tách lợn con ra khỏi lợn mẹ sớm sẽ giảm tỷ lệ hao hụt của nái, lợn nái nhanh động dục trở lại và từ đó tăng số lứa đẻ/năm Tuy nhiên cai sữa sớm cho lợn con không dễ, cần phải có thức ăn phù hợp với khả năng tiêu hóa của lợn con vào từng thời điểm, giúp lợn con sinh trưởng và phát triển bình thường mà không cần sữa mẹ (Gaustad-Aas & cs., 2004)

Số lợn con cai sữa/lứa là chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật rất quan trọng, quyết định năng suất của chăn nuôi lợn, nó phụ thuộc vào khả năng tiết sữa của lợn mẹ, kỹ thuật chăn nuôi lợn con theo mẹ, quy trình tiêm phòng ngăn ngừa các yếu tố gây bệnh cho con

Trong 1 số ổ lợn, số lượng lợn sinh ra nhiều, nhưng để đảm bảo cho sự phát triển bình thường của lợn con, người ta chỉ để lại số con nuôi bằng số vú của lợn mẹ có Số con để lại nuôi sẽ ảnh hưởng đến chất lượng đàn con, hiệu qua kinh tế trong chăn nuôi lợn nái Tuy nhiên, mục tiêu của con người là tăng số lợn con cai sữa/nái/năm, bởi vậy những lợn nái đẻ nhiều con luôn là một chỉ tiêu mong muốn lựa chọn và cố gắng tổi đa hóa số con để nuôi

c Số lợn con cai sữa/nái/năm

Chỉ tiêu này là sự đánh giá tổng quát nhất khả năng sinh sản của lợn nái Chỉ tiêu này không chỉ phụ thuộc vào số lợn con đẻ ra, số lợn con để nuôi mà còn phụ thuộc vào thời gian cai sữa cũng như tỉ lệ nuôi sống lợn con Người nuôi lợn nái có thể thu được lãi hay không là nhờ ở số lượng lợn con cai sứa/nái/năm Nếu tăng số lứa đẻ/nái/năm và tăng số lượng lợn con cai sữa trong mỗi lứa thì số lượng lợn cai sữa/nái/năm sẽ cao (Camargo & cs., 2020)

2.1.3.2 Chất lượng đàn con

Đánh giá chất lượng đàn con là một trong những chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật quan trọng trong chăn nuôi lợn nái sinh sản Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng đàn con bao gồm:

a Khối lượng sơ sinh

Là khối lượng được cân sau khi lợn con được đẻ ra, cắt rốn, lau khô và chưa cho bú sữa đầu Khối lượng sơ sinh toàn ổ là chỉ tiêu thể hiện khả năng nuôi dưỡng thai của lợn mẹ, kỹ thuật chăn nuôi, chăm sóc quản lý và phòng bệnh cho lợn nái chửa của một cơ sở chăn nuôi Do đó thành tích này là bao gồm cả phần của lợn nái và phần nuôi dưỡng của con người Nhưng trước hết thuộc về thành tích của lợn nái Việc cân khối lượng sơ sinh lợn con là cần thiết để có kế hoạch chăm sóc cũng như chọn lọc sau này

b Khối lượng cai sữa

Khối lượng cai sữa là chỉ tiêu đánh giá khả năng nuôi con của lợn mẹ và kỹ thuật sử dụng thức ăn cho lợn con Khối lượng cai sữa được cân vào ngày cai sữa trước khi cho ăn Bởi vậy, khối lượng cai sữa phụ thuộc rất lợn vào ngày tuổi của lợn con khi cai sữa Ngày nay thức ăn tập ăn phù hợp cho lợn con có chất lượng cao và rất đa dạng, đã giúp cho việc cai sữa cho lợn con sớm hơn Hiện tại nhiều cơ sở bắt đầu tập cho lợn con ăn ngày từ tuần tuổi thứ nhất và cai sữa khi lợn con được 3 - 4 tuần

Khối lượng cai sữa rất quan trọng vì nó là nền tảng và điểm xuất phát cho con giống khi chuyển sang nuôi ở giai đoạn tiếp theo Theo dõi khối lượng lợn con ở thời điểm cai sữa có thể giúp cho việc lựa chọn con giống tốt hơn

c Tỷ lệ đồng đều của đàn lợn con

Đây là chỉ tiêu nói lên khả năng, kỹ thuật chăm sóc của người nuôi dưỡng và kỹ thuật nuôi con của lợn mẹ Tỷ lệ đồng đều được tính bằng tỷ lệ phần trăm giữa các cá thể có khối lượng thấp nhất trong đàn so với cá thể có khối lượng cao nhất

trong đàn Sự chênh lệch khối lượng giữa các cá thể càng ít thì tỷ lệ đồng đều càng cao Khối lượng cá thể cao thì tỷ lệ đồng đều càng cao (Đỗ Đức Lực & cs., 2013)

Trong các trại chăn nuôi hiện đại, số lợn con cai sữa do một nái sản xuất trong một năm là chỉ tiêu đánh giá đầy đủ nhất năng suất sinh sản của lợn nái Chỉ tiêu này phản ánh được toàn bộ chu kì sản suất của một lợn nái trong một năm Tác giả cũng cho biết tầm quan trọng của các thành phần cấu thành ảnh hưởng đến chỉ tiêu số lợn con cai sữa do một nái sản xuất trong một năm lần lượt là: số con đẻ ra trong ổ, tỷ lệ chết của lợn con từ sơ sinh đến cai sữa, thời gian bú sữa, tuổi đẻ lứa đầu và thời gian từ cai sữa đến khi thụ thai lứa sau Các thành phần đóng góp vào chỉ tiêu số con còn sống khi cai sữa gồm: số trứng rụng, tỷ lệ sống khi sơ sinh và tỷ lệ lợn con sống tới lúc cai sữa

Các tính trạng năng suất sinh sản chủ yếu của lợn nái bao gồm: số con đẻ ra/ổ, số con cai sữa/ổ, khối lượng toàn ổ ở 21 ngày tuổi và số lứa đẻ/nái/năm Các tính trạng này ảnh hưởng lớn đến lợi nhuận của người chăn nuôi lợn nái

Bộ & Đỗ Đức Lực, 2020)

2.2.5 Tỷ lệ hao hụt của lợn mẹ

Lợn mẹ sau khi đẻ, nuôi con, cơ thể bị gầy sút Điều đó ảnh hưởng đến thời gian động dục lại sau cai sữa của lợn mẹ và năng suất của lứa tiếp theo Do đó cần tính tỷ lệ hao hụt của lợn mẹ Tỷ lệ hao hụt càng bé càng tốt

Sự hao hụt trong quá trình nuôi con cũng cho biết khả năng tiết sữa của lợn mẹ và kỹ thuật chăm sóc nuôi dưỡng lợn của cơ sở chăn nuôi Cai sữa cho lợn con sớm là một biện pháp hưu hiệu làm giảm tỷ lệ hao hụt của lợn mẹ

2.1.4 Những yếu tố ảnh hưởng tới năng suất sinh sản

Năng suất sinh sản của lợn nái có mối liên hệ với 2 yếu tố, đó là di truyền và ngoại cảnh Năng suất sinh sản không chỉ được quyết định bởi lợn nái (gen, giống) mà còn bị tác động rất lớn bởi yếu tố bên ngoài Hai yếu tố này đều có tác động đến số trứng rụng, tỷ lệ thụ tinh, số phôi thai,…

- Các giống lợn đa dụng như Landrace, Yorkshire có sự kết hợp giữa khả năng sinh sản và khả năng sản xuất thịt

- Các giống chuyên dụng là "dòng mẹ", ví dụ như các giống lợn nguyên chủng của Trung Quốc (như Meishan), thường có khả năng sinh sản cao nhưng khả năng sản xuất thịt thấp

- Các giống chuyên dụng là "dòng bố", như Pietrain, Landrace Bỉ, Hamshire, thường có khả năng sản xuất thịt cao nhưng sinh sản thấp Những giống này thường có chiều hướng kém về khả năng nuôi con, điều này thể hiện qua tỷ lệ lợn con chết trước lúc cai sữa cao hơn so với các giống đa dụng như Landrace và Large White

- Các giống địa phương thường có cả khả năng sinh sản và sản xuất thịt hạn chế, nhưng có khả năng thích nghi cao với điều kiện địa phương

b Gen

Trước đây, tình trạng số lượng nói chung và các tính trạng năng suất sinh sản cụ thể được cho là do ảnh hưởng của nhiều gen cũng như các yếu tố môi trường, với mỗi gen có tác động nhỏ Nhưng với sự phát triển đáng kể trong lĩnh vực di truyền phân tử và công nghệ sinh học, đã có thể phát hiện ra nhiều nhóm gen hoặc các gen riêng lẻ có ảnh hưởng lớn đến tình trạng số lượng, những gen này được gọi là gen chủ (Major Gene) hoặc gen QTL (Quantitative Trait Loci) Các QTL này được xác định thông qua liên kết với các gen đánh dấu (marker gene) Gen đánh dấu là các đoạn ADN ngắn dễ phân tích Quá trình chọn lọc có thể hoàn toàn dựa trên sự xuất hiện của gen đánh dấu hoặc có thể sử dụng gen đánh dấu để hỗ trợ quá trình chọn lọc, được gọi là chọn lọc có

sự hỗ trợ của gen đánh dấu (Makers Assisted Selection –MAS) (Uzzaman & cs., 2018; Paixão & cs., 2019)

Bộ gen của lợn bao gồm nhiều cặp nhiễm sắc thể (19 cặp), với một chuỗi ADN dài khoảng 3 tỷ cặp bazơ (base pair, bp) Chuỗi ADN này chứa khoảng 100.000 gen chức năng, xen kẽ với các đoạn ADN không có hoặc có ít chức năng (Lopez & cs., 2018) Trong những năm gần đây, sự tiến bộ trong di truyền chủ yếu đến từ hiểu biết về ADN và tác động của một số gen cụ thể Ý tưởng về QTL, nơi một gen cụ thể chịu trách nhiệm cho một đặc điểm, đã giúp tăng độ chính xác của quá trình chọn lọc thông qua cung cấp nhiều thông tin hơn về kiểu gen, giảm khoảng cách thế hệ trong chọn lọc và tăng hiệu quả của việc nhập gen

Trong vài thập kỷ qua, một số lượng lớn các gen ảnh hưởng đến năng suất sinh sản ở lợn đã được phát hiện Một số gen chứa mã di truyền cho protein và có vai trò chức năng trực tiếp trong sinh lý của tính trạng Tuy nhiên, nhiều gen không chứa mã di truyền cho một protein cụ thể và thường liên quan đến các marker di truyền cho một tính trạng nhất định Các marker di truyền này liên quan đến gen ảnh hưởng đến tính trạng số lượng (QTL), điều này là cơ sở cho việc chọn giống dưới sự hỗ trợ của gen đánh dấu (MAS) (Linville & cs., 2001; Ye & cs., 2018)

Chọn lọc hiện nay thường nhằm tăng tiến bộ di truyền về khả năng sinh sản của lợn nái Chọn lọc đó là việc tăng cường gen tốt và hạn chế gen không mong muốn Gen là nguyên nhân làm thay đổi khối lượng buồng trứng, số lượng nang trứng, số nang trứng chưa trưởng thành, số nang trứng chín, tỷ lệ nang trứng rụng và số phôi thai

2.1.4.2 Yếu tố ngoại cảnh

Ngoài yếu tố di truyền, các yếu tố ngoại cảnh cũng có vai trò quan trọng và ảnh hưởng đến năng suất sinh sản của lợn nái Chế độ dinh dưỡng, tình trạng sức khỏe, phương pháp phối giống, lứa đẻ, mùa vụ, nhiệt độ, ánh sáng đều đóng vai trò quan trọng đối với các chỉ số năng suất sinh sản của lợn nái (Gourdine & cs., 2006)

a Lợn đực và phương pháp phối giống:

Trong phương pháp phối giống trực tiếp, việc lựa chọn lợn đực phù hợp để giao phối với lợn nái là rất quan trọng, và ảnh hưởng của lợn đực đối với tỷ lệ thụ thai là rất đáng kể Việc sử dụng lợn đực quá tuổi cũng có thể làm giảm số con trong một lứa Tăng tỷ lệ thụ thai và số con sinh ra trong một ổ có thể được đạt được bằng cách sử dụng nhiều hơn một lợn đực cho một lợn nái (phối kép) Điều

này tạo cơ hội để sử dụng tối đa khả năng thụ tinh của lợn đực và khả năng phù hợp với lợn nái (Dekkers, 2007)

b Số lần phối:

Số lần phối không chỉ liên quan đến tỷ lệ thụ thai mà còn liên quan đến số con sinh ra Thường, việc tăng số lần phối giống khi con cái trong thời kỳ động dục sẽ tăng tỷ lệ thụ thai và số con sinh ra Do lợn là loài đa thai, việc phối nhiều lần sẽ tăng tần suất gặp nhau giữa tế bào sinh dục đực và cái, từ đó tăng tỷ lệ thụ thai và số con sinh ra (Iida & Koketsu, 2014)

c Thời gian cai sữa cho lợn con:

Thời gian cai sữa ảnh hưởng rất lớn đến năng suất sinh sản của lợn nái do liên quan đến số lứa và số con đẻ ra mỗi lứa Trong chăn nuôi lợn nái, để tăng số lứa, thường áp dụng việc cai sữa sớm cho lợn con Thời gian cai sữa phụ thuộc vào điều kiện chăn nuôi và chăm sóc từng trang trại Tuy nhiên, nếu cai sữa quá sớm, có thể ảnh hưởng đến thời gian động dục trở lại và số con sinh ra ở lứa tiếp theo Cai sữa quá sớm trước 3 tuần tuổi có thể làm giảm số con sinh ra ở lứa tiếp theo Việc giảm thời gian cai sữa từ 20 ngày xuống 15 ngày có thể làm giảm số con sinh ra trên lứa tiếp theo là 0,2 con Điều này là do cơ thể lợn nái vẫn có lượng hormone prolatin cao và hàm lượng estrogen thấp, dẫn đến tính hưng phấn không cao và số trứng rụng thấp Sau khi đẻ, lợn nái cũng cần một thời gian để phục hồi bình thường, và điều này thể hiện qua mối quan hệ giữa số trứng rụng và số ngày sau khi đẻ Nếu cai sữa quá sớm, số trứng rụng sẽ thấp

d Kỹ thuật nuôi dưỡng lợn con

Năng suất sinh sản của lợn nái thường được đánh giá thông qua số lượng hoặc khối lượng lợn con tại thời điểm cai sữa, do đó kỹ thuật nuôi dưỡng và chăm sóc lợn con đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sức sinh sản của lợn nái Sự ảnh hưởng này thể hiện qua hai chỉ số chính: tỷ lệ tử vong của lợn con trong giai đoạn bú sữa và tốc độ tăng trưởng của lợn con

Chế độ dinh dưỡng đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định năng suất sinh sản của lợn nái Đảm bảo lợn nái và lợn con được cung cấp đầy đủ dinh dưỡng cả về số lượng và chất lượng sẽ tăng cường năng suất sinh sản Các mức ăn khác nhau trong giai đoạn từ cai sữa đến khi trở lại phối giống có ảnh hưởng đến tỷ lệ thụ thai Lợn được cung cấp mức năng lượng đầy đủ trong vòng 7-10 ngày của chu kỳ động dục sẽ đạt được số trứng rụng tối đa

e Tuổi và lứa đẻ

Tuổi của lợn nái có mối liên hệ trực tiếp với số lứa con sinh ra Thông thường, số con sinh ra mỗi lứa sẽ tăng dần từ lứa 1 đến lứa 2-3, ổn định cho đến lứa 6-7 và sau đó có chiều hướng giảm Sự giảm số con sinh ra chủ yếu liên quan đến tỷ lệ tử vong của phôi ở các lứa sau, không phải là do số trứng rụng giảm Ngoài ra, số con sống ở lứa đầu thấp cũng có thể được giải thích bằng việc lợn nái thường cảm thấy lo lắng khi đẻ, dẫn đến tỷ lệ thụ thai thấp và tỷ lệ tử vong thai cao

f Mùa vụ

Mùa vụ ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của lợn nái thông qua số con sinh ra Nhiệt độ cao trong mùa hè làm giảm khả năng tiếp nhận thức ăn của lợn nái, từ đó tăng tỷ lệ hao hụt và kéo dài thời gian động dục trở lại sau cai sữa Khi chăn nuôi lợn nái trong điều kiện nhiệt độ cao, cũng gây giảm tỷ lệ thụ thai và sức sống của phôi thai giảm đi

Mùa vụ ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của lợn nái thông qua một loạt các yếu tố, và nhiệt độ cao trong mùa hè đặc biệt có tác động đáng kể Dưới đây là những ảnh hưởng chính của mùa vụ và nhiệt độ cao đối với sinh sản của lợn nái:

- Giảm khả năng thu nhận thức ăn: Nhiệt độ cao trong mùa hè có thể làm giảm sự thèm ăn và khả năng tiếp nhận thức ăn của lợn nái, gây ra sự giảm tỷ lệ hấp thụ dinh dưỡng và tăng tỷ lệ hao hụt

- Tăng thời gian động dục trở lại sau cai sữa: Môi trường nhiệt đới có thể làm tăng thời gian cần thiết cho lợn nái khôi phục sau quá trình cai sữa, do đó kéo dài thời gian trước khi lợn nái trở lại trạng thái có khả năng sinh sản

- Giảm tỷ lệ thụ thai: Nhiệt độ cao có thể làm giảm tỷ lệ thụ thai của lợn nái, do ảnh hưởng đến việc hình thành và phát triển của bào thai

- Giảm sức sống của bào thai: Môi trường nhiệt đới có thể làm giảm sức sống của bào thai, làm tăng tỷ lệ chết thai và giảm khả năng sinh sản của lợn nái

- Ảnh hưởng đến quá trình tiết sữa: Stress nhiệt cũng có thể ảnh hưởng đến quá trình tiết sữa của lợn nái trong giai đoạn nuôi con, có thể làm giảm lượng sữa sản xuất

- Giảm tỷ lệ phối giống đậu thai và tỷ lệ đẻ trong đàn nái: Mùa vụ và nhiệt độ cao có thể làm giảm tỷ lệ phối giống thành công và tỷ lệ sinh sản của đàn lợn nái

Các biểu hiện sinh sản bị ảnh hưởng theo mùa vụ bao gồm lợn nái trưởng

thành chậm, thời gian chờ phối sau cai sữa kéo dài, tỷ lệ tử vong thai cao hơn và tỷ lệ phôi thai không thể phát triển tăng lên, cũng như số con sinh ra/giảm trong mỗi ổ Một số nghiên cứu đã phân loại ảnh hưởng này thành hai nhóm: ảnh hưởng của ánh sáng và ảnh hưởng của nhiệt độ Stress nhiệt cũng ảnh hưởng đến quá trình tiết sữa của lợn nái trong giai đoạn nuôi con Lợn nái tiết sữa có cơ chế đặc biệt để giảm tiết sữa khi chịu đựng ánh sáng nhiệt độ cao Nghiên cứu của Gourdine & cs (2006) và Knecht & cs (2015) đã chỉ ra rằng ảnh hưởng của mùa vụ đến lượng thức ăn tiêu thụ của lợn nái trong giai đoạn tiết sữa là rất rõ rệt ở giống Yorkshire so với giống địa phương ở vùng Caribbean

g Chế độ dinh dưỡng

Để đảm bảo khả năng sinh sản tốt cho cái hậu và lợn nái, việc cung cấp đủ lượng và chất lượng dinh dưỡng là rất quan trọng Trước khi phối giống, cần kết thúc chế độ ăn hạn chế và thay thế bằng mức năng lượng cao hoặc trung bình để cải thiện trạng thái dinh dưỡng và tăng khối lượng của lợn cái hậu bị Cung cấp mức năng lượng cao trong khoảng 7-10 ngày trước khi phối giống có thể đạt được hiệu quả tối đa về số trứng rụng Tuy nhiên, tiếp tục cung cấp mức năng lượng cao vào giai đoạn có thai có thể dẫn đến tăng tỷ lệ chết phôi và giảm số lượng lợn con sinh ra trong mỗi ổ Điều này làm phát sinh lãng phí và tăng nguy cơ chết thai Ngoài ra, mức ăn cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến năng suất sinh sản của lợn nái Cung cấp mức ăn quá cao không chỉ làm lãng phí mà còn tăng nguy cơ chết thai Nghiên cứu đã chỉ ra rằng thiếu vitamin và khoáng cũng có thể gây ra tình trạng chết toàn bộ phôi Những con lợn nái được cung cấp mức ăn thấp có thể có tỷ lệ hao mòn cơ thể lớn hơn so với những con được cung cấp mức ăn cao trong giai đoạn nuôi con, đặc biệt là vào tuần cuối trước khi cai sữa Để đáp ứng nhu cầu tiết sữa, những con lợn nái được cung cấp mức ăn thấp cần sử dụng lượng mỡ dự trữ trong cơ thể, từ đó làm tăng tỷ lệ hao mòn của chúng

thể được xác định bởi các tính trạng của các cá thể cộng gộp lại (Đặng Vũ Bình, 2019) Hiện nay có các phương pháp chọn lọc sau:

- Chọn lọc dựa vào ngoại hình: đây là phương pháp đơn giản, tuy nhiên hiệu quả chọn lọc không cao

- Chọn lọc theo từng tính trạng: đơn giản, dễ làm, có tác dụng tương đối nhanh đối với tính trạng chọn lọc nhưng là với những tính trạng có hệ số di truyền cao, nhưng hạn chế ở chỗ bỏ mất những cá thể có các tính trạng khác tốt khi không phải là tính trạng được ưu tiên chọn lọc

- Loại thải độc lập: phương pháp này cần xác định được trước những tiêu chuẩn cần chọn lọc cho một số tính trạng một cách đồng thời Nếu cá thể nào không đạt yêu cầu sẽ bị loại thải Ưu điểm của phương pháp này là loại thải nhanh được những cá thể có những điểm xấu nhưng khó nâng cao được những tính trạng khác cũng như loại bỏ những cá thể có các tính trạng tốt khác

- Chọn lọc theo chỉ số: đây là phương pháp tiên tiến Phương pháp này đồng thời cùng một lúc có thể dựa trên nhiều tính trạng để tiến hành chọn lọc và các tính trạng đó được đưa vào một số liệu thống nhất đó là chỉ số

- Chọn lọc theo chương trình BLUP (Pig BLUP – Best Linear Unbiased Prediction): đây là phương pháp rất tiên tiến vì nó không chỉ đồng thời cho phép quan tâm đến nhiều tính trạng của một cá thể mà nó còn có thể sự dụng được rất nhiều thông tin từ các cá thể liên quan (bố, mẹ, anh chị em, ) và thậm chí các cá thể này được nuôi cả trong những điều kiện khác nhau, cũng như thời gian khác nhau Bản chất của phương pháp này là các thể loại mô hình thống kê, các tham số đưa vào mô hình cộng với các thuật toán

- Các phương pháp chọn lọc khác như: chọn lọc hàng loạt, chọn lọc dựa vào đời trước, chọn lọc dựa vào đời sau và chọn lọc dựa vào họ hàng

- Áp dụng công nghệ gen trong chọn giống lợn: Cho đến nay, phần lớn các tiến bộ di truyền của các tính trạng số lượng ở lợn đạt được là do chọn lọc dựa trên kiểu hình hay dựa trên giá trị giống ước tính từ kiểu hình mà không cần biết số gen có ảnh hưởng đến tính trạng hay ảnh hưởng của mỗi gen Những năm gần đây, cùng với việc đi sâu vào nghiên cứu kỹ thuật sinh học, một số gen đơn hoặc cụm gen có vai trò rõ ràng đối với tính trạng số lượng nhưng vẫn ở trạng thái phân ly đã lần lượt được phát hiện Những gen hoặc cụm gen này được gọi là quỹ gen tính trạng số lượng (QTL – Quantitative Trait Loci)

Việc phát hiện ra các QTL làm phong phú và hoàn thiện hơn nữa cơ sở di truyền tính trạng số lượng, đồng thời mở ra con đường mới trong việc lựa chọn tính trạng số lượng Việc sử dụng công nghệ gen trong công tác giống lợn đã và đang được nhiều tác giả nghiên cứu trên thế giới và bước đầu thu được những kết quả đáng kể (Van Laere & cs., 2003; Jungerius & cs., 2004; Meyers & cs., 2007; Balcells & cs., 2011) Một số kết quả nghiên cứu cho thấy tiến bộ di truyền có thể tăng 9% đối với tính trạng sinh trưởng, 64% đối với tính trạng thân thịt ở thế hệ đầu tiên khi kết hợp di truyền phân tử và thông tin kiểu hình để chọn lọc

Như vậy, những tiến bộ về di truyền học phân tử đã mở ra những cơ hội tăng cường cải thiện di truyền giống lợn bằng cách chọn lọc trực tiếp dựa trên các gen hay vùng nhiễm sắc thể chứa các gen ảnh hưởng đến tính trạng mong muốn ở lợn

2.2 ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CÔNG TÁC GIỐNG 2.2.1 Sử dụng công nghệ gen trong chăn nuôi

Sử dụng công nghệ gen là phương pháp tiềm năng để chọn được những cá thể mang kiểu gen mong muốn ngay ở những giai đoạn rất sớm (ngay cả từ giai đoạn phôi); có thể chọn được nhiều tính trạng tốt và nâng cao khả năng dự đoán kiểu hình của một cá thể ở giai đoạn trưởng thành (Bùi Anh Tuấn & cs., 2020) Điều này rất quan trọng trong công tác giống nói chung và giống lợn nói riêng Dựa vào công nghệ gen, các nhà chọn giống có thể rút ngắn được đáng kể thời gian chọn lọc, giảm tỷ lệ loại thải, giảm chi phí cho sản xuất con giống Công nghệ gen bao gồm các lĩnh vực: Phân tích đa dạng hệ gen; Đọc tên và truy tìm nguồn gốc động vật; Nâng cao năng suất sinh sản và sinh trưởng; Chọn lọc các tính trạng mong muốn; Sức khỏe vật nuôi; Dinh dưỡng và trao đổi chất

Chọn lọc bằng công nghệ gen có thể mang lại một số những ưu điểm như: (1) Nếu không có lỗi kiểu gen, thông tin di truyền phân tử không bị ảnh hưởng bởi môi trường thì hệ số di truyền bằng 1; (2) Thông tin di truyền phân tử có thể có sẵn ở giai đoạn sớm, giai đoạn phôi, nên cho phép chọn lọc ở giai đoạn sớm và rút ngắn được thời gian chọn lọc và khoảng cách thế hệ; (3) Thông tin di truyền phân tử có thể có ở tất các các tính trạng, nên nó đặc biệt có lợi cho những tính trạng sinh sản hoặc tính trạng phải yêu cầu giết mổ động vật sống

2.2.2 Áp dụng công nghệ gen trong công tác chọn và nhân giống lợn

Trong 25 năm qua, đã trải qua một cuộc cách mạng về sự phát triển công nghệ gen (công cụ và phương pháp nghiên cứu trong di truyền học) Cuộc cách

mạng này phần lớn nằm trong lĩnh vực di truyền ở người, giải mã bộ gen người và những biến đổi của nó Một phần trong đó, con người đã có những tiến bộ quan trọng trong việc nghiên cứu về di truyền vật nuôi, hệ gen vật nuôi bao gồm các công nghệ như xác định kiểu gen, microarrays (ADN chip, chip sinh học), giải trình tự, tin sinh học… và những đóng góp trong so sánh hệ gen động vật

Công nghệ di truyền không chỉ cho phép giải mã được toàn bộ chuỗi các bộ gen động vật, mà còn cho phép hiểu rõ hơn về cấu trúc di truyền của những tính trạng phức tạp Sự gia tăng về số lượng đa hình ảnh hưởng đến sự thay đổi các tính trạng đơn của Menden (Alam & cs., 2021) hoặc có ảnh hưởng lớn đến các tính trạng số lượng (Milan & cs., 2000; Van Laere & cs., 2003)

Một vài nghìn quỹ gen tính trạng số lượng (QTL) có liên quan đến các biến thể kiểu hình đã có được xác định trên bộ NST của vật nuôi (Sabev, 2019) Song song với đó, là công nghệ khác có những công nghệ khác như công nghệ “omics” như nghiên cứu gen và chức năng của gen (genomic), phiên mã gen (transcriptomic), protein và chức năng protein (proteomic) và hóa chỉ tế bào (metamolomic), là những công cụ hữu ích để hiểu rõ hơn về chức năng của các bộ gen động vật, xác định gen và các mạng lưới trao đổi chất liên quan đến các chức năng sinh học quan trọng và đóng góp vào mục tiêu đầy tham vọng là rút ngắn khoảng cách giữa kiểu gen và kiểu hình

Sinh sản là một chức năng sinh học quan trọng ở tất cả các loài động vật Mặc dù lợn có năng suất sinh sản rất cao, với tỷ lệ sinh gần 90% và năng suất trung bình có thể đạt 30 con/nái/năm, các tính trạng sinh sản, đặc biệt là các tính trạng kinh tế, là thành phần thiết yếu ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế chăn nuôi Số con sơ sinh/ổ (số con) là mục tiêu chính trong chăn nuôi lợn nái suốt 20 năm qua Ứng dụng công nghệ gen có thể tăng thêm từ 30 đến 40% số con sơ sinh/ổ ở một số quần thể lợn mặc dù chúng có hệ số di truyền thấp (Guéry & cs., 2009; Tribout & cs., 2010)

Những tính trạng số lượng có hệ số di truyền thấp, sự biểu hiện muộn và giới hạn về giới tính là một hạn chế khi chọn lọc các tính trạng số lượng Tuy nhiên, hạn chế này có thể được giải quyết khi sử dụng công nghệ MAS (chọn lọc có sự hỗ trợ gen chỉ thị), hay chọn lọc gen

* Sử dụng chỉ thị phân tử trong công tác giống lợn: Bộ gen của lợn gồm 19 cặp nhiễm sắc thể, trong đó 1 chuỗi ADN dài

khoảng gần 3 tỷ cặp bazơ (base pair, bp) Chuỗi ADN này chứa khoảng 100.000 gen chức năng, chúng xen kẽ với những đoạn ADN không hoặc có ít chức năng

Trong những năm qua, tiến bộ di truyền đạt được nhanh là do hiểu biết về ADN và tác động của một số gen cụ thể Ý tưởng về gen quy định tính trạng số lượng nào đó (gọi là QTL) chịu trách nhiệm về một kiểu hình đã làm tăng độ chính xác của chọn lọc bởi có nhiều thông tin hơn về kiểu gen, giảm khoảng cách thế hệ do chọn lọc sớm hơn đồng thời làm tăng hiệu quả việc du nhập gen vào đàn lợn

Việc phát hiện QTL bao gồm nghiên cứu mối liên hệ tiềm năng giữa tính đa hình của ADN với các tính trạng sản suất Hai hướng đi trong phát hiện QTL là:

- Nếu một gen đã được biết và được dùng như gen dự tuyển cho QTL thì được gọi là phương pháp gen dự tuyển, gen ứng viên (candidate gene approach) Nếu sự đa hình của ADN chỉ được xem như để đánh dấu (marker) cho một đoạn ADN nào đó chứa QTL thì được gọi là phương pháp đánh dấu di truyền (genetic marker approach) Khác với phương pháp gen dự tuyển, tính đa hình của ADN không phải là do các đoạn ADN chức năng mà do những đoạn ADN không chức năng được dùng thường là tiểu vệ tinh (micosatellite, đoạn ADN > 10 bp) là những vùng rất đa hình Từ đó, quan sát sự di truyền của đoạn đánh dấu và thay đổi năng suất qua các thế hệ

- Phát hiện QTL trong trường hợp này chủ yếu dựa vào sự di truyền của gia đình Sự hữu hiệu của phương pháp này tùy thuộc vào đặc điểm của đoạn đánh dấu; đó là:

a) Nếu QTL hiện diện bất kỳ nơi nào của bộ gen thì đoạn đánh dấu cũng có thể có ở đó

b) Để có thể truy tìm và xác định đặc điểm của nhiễm sắc thể từ mỗi cha mẹ, đoạn đánh dấu nên đa hình, nghĩa là có ít nhất 2 hoặc nhiều alen phân biệt được

c) Việc xác định kiểu gen của đoạn đánh dấu phải dễ thực hiện và ít tốn kém Các gen chỉ thị này thường nằm gần (< 5 cM – centiMorgan) liên kết chặt với locus mục tiêu và chúng được di truyền cùng locus mục tiêu theo định luật của Mendel Một marker phân tử có thể là một gen hay một đoạn trình tự ADN mà vị trí của chúng đã biết trên một NST và dễ dàng phân tích được

Các chỉ thị ADN được sử dụng rộng rãi nhất do số lượng chỉ thị không hạn chế Chỉ thị ADN được hình thành từ các loại đột biến ADN khác nhau như thay thế (đột biến điểm), sắp xếp lại (thêm vào hoặc bớt đi nucleotide) hoặc các sai sót

trong sao chép các đoạn ADN lặp lại liền kề Các chỉ thị ADN thường nằm ở các vùng không phiên mã Khác với các chỉ thị hình thái và sinh hóa, chỉ thị ADN không giới hạn về số lượng, không ảnh hưởng bởi yếu tố môi trường

Dựa vào chức năng, người ta chia các chỉ thị di truyền thành hai loại cơ bản: - Chỉ thị loại I (known function): còn gọi là các gen ứng viên (candidate genes) – là những chỉ thị đối với những gen đã biết chính xác sản phẩm biểu hiện, do vậy được coi là quyết định tới các tính trạng mong muốn Những chỉ thị loại này chủ yếu là các gen nằm trong vùng mã hóa (coding gene), gồm RFLP, SNP

- Chỉ thị loại II (unknown functions): là những chỉ thị đối với những gen nằm ngoài vùng mã hóa, có thể nằm gần hoặc cách xa đoạn gen đã biết sản phẩm biểu hiện Loại chỉ thị này chưa dược biết về sản phẩm của nó, song cũng được xác định là có tác động hoặc ảnh hưởng đến tính trạng mong muốn Chỉ thị ADN này thường được phát hiện nhờ kỹ thuật RAPD, AFLP, Microsatellites, Minisatellites

Cụ thể các kỹ thuật dùng để phát hiện các chỉ thị được trình bày dưới đây: Mỗi loại chỉ thị ADN được phát triển bằng một kỹ thuật tương ứng Kỹ thuật chỉ thị ADN lý tưởng cần phải có các tiêu chí sau: cho đa hình cao và phân bố đều trong genome; cho sự phân biệt rõ sự khác nhau về di truyền, tạo nhiều chỉ thị độc lập và chính xác; đơn giản, nhanh và ít tốn kém; cần ít mẫu và ADN; liên kết với kiểu hình nhất định; có thể lặp lại trong các nghiên cứu, mức độ sai sót thấp nhất, ghi số liệu dễ và chính xác, có nhiều alen (hàm lượng thông tin cao), không cần biết trước thông tin về genome và cơ thể Trong bảng 2.1 là các các kỹ thuật chỉ thị ADN hiện có

Ở lợn các tính trạng sinh sản là những tính trạng số lượng (Quantitative trait) hay còn gọi là các tính trạng liên tục (vì trong quần thể, giá trị của các tính trạng này biến thiên liên tục) và các locus di truyền tương ứng của chúng được coi là các locus tính trạng số lượng (Quantitative trait loci-QTL) Việc sử dụng các chỉ thị phân tử để phát hiện những vùng trong bộ gen liên quan đến tính trạng số lượng đã và đang được ứng dụng rộng rãi, đặc biệt chúng còn được sử dụng vào việc xác định dấu vết di truyền, hình thành các bản đồ liên kết (linkage map) hay bản đồ locus tính trạng số lượng (QTL mapping) với vị trí các gen mã hóa cho các tính trạng mong muốn, nhằm đáp ứng nhanh và hiệu quả việc chọn lọc

Bảng 2.1 Kỹ thuật chỉ thị ADN

Các kỹ thuật chỉ thị PCR các chuỗi đặc trưng

Đa hình độ dài chuỗi đơn

STMS Sequence-Tagged Microsatellite Site Vị trí chuỗi tiểu vệ tinh đánh dấu

Các kỹ thuật chỉ thị gen nhảy

ASO Allele Specific Oligonucleotide Oligonucleotide đặc trưng alen

Nguồn: Nguyễn Hoàng Thịnh & cs (2019) Dưới sự hỗ trợ của di truyền học phân tử, một số gen ứng viên, gen chủ và marker di truyền quan trọng liên quan đến các tính trạng sản xuất ở lợn được phát hiện Mỗi loại chỉ thị DNA được phát triển bằng một kỹ thuật tương ứng (Bảng 2.1) Kỹ thuật chỉ thị DNA lý tưởng cần phải có các tiêu chí sau: cho đa hình cao và phân bố đều trong genome; cho sự phân biệt rõ sự khác nhau về di truyền, tạo nhiều chỉ thị độc lập và chính xác; đơn giản, nhanh và ít tốn kém; cần ít mẫu và DNA; liên kết với kiểu hình nhất định; có thể lặp lại trong các nghiên cứu, mức độ sai sót thấp nhất, ghi số liệu dễ và chính xác, có nhiều allen (hàm lượng thông

tin cao), không cần biết trước thông tin về genome và cơ thể Trong Bảng 2.2 là các các kỹ thuật chỉ thị DNA hiện có

Các kỹ thuật chỉ thị DNA được chia thành các nhóm chính là: các kỹ thuật không sử dụng phản ứng PCR và các kỹ thuật sử dụng PCR Ngoài ra, cần phải kể đến một số công nghệ hỗ trợ hết sức hiệu quả cho phát triển chỉ thị và nhận biết đa hình chỉ thị DNA như công nghệ sắp xếp đa dạng (Diversity array Technology) và công nghệ giải trình tự thế hệ thứ hai (Next-generation sequencing)

a Các ADN marker/gen ảnh hưởng đến năng suất thịt ở lợn

Nhiều gen ứng viên và gen chủ có ảnh hưởng đến năng suất và phẩm chất thịt lợn đã được nhận dạng, phần tóm lược các gen này thể hiện ở bảng 2.3

Các gen ứng viên và gen chủ hiện nay được sử dụng phổ biến để chi thị về năng suất và phẩm chất thịt lợn gồm CRC1, MCR4, IGF2, MQ, CAST, RYR1, RL, DA, HFABF (Knap & cs., 2002; Plastow & cs., 2003; Van Laere & cs., 2003; Meyers & cs., 2007)

Bảng 2.2 Marker liên quan đến sinh trưởng và chất lượng thịt lợn

ADN marker/gen Tính trạng ảnh hưởng Nguồn

HAL1843 (CRC1) Tính nhạy cảm với stress; MQ;

Sản lượng/FC

Kundu & cs (2020)

RN-/rnþ (PRKAG3)

HFABF/AFABP Tăng mỡ trong cơ thịt thăn Grünvald & cs (2020);

Passols & cs (2023)

MQ: chất lượng thịt; FC: chuyển đổi thức ăn; DG: tăng khối lượng hàng ngày; RL: thời gian sinh sản

b Các ADN marker/gen ảnh hưởng đến năng suất sinh sản ở lợn

Các tính trạng sinh sản luôn được chú ý trước tiên trong chăn nuôi, bởi chúng đóng vai trò chính trong nâng cao hiệu quả chăn nuôi Trên thế giới hiện nay, rất nhiều gen chỉ thị đang được nghiên cứu sử dụng nhằm nâng cao năng suất sinh sản của đàn lợn như: ESR, PRLR, FSHB, MC4R, IGF2

Bảng 2.3 thể hiện các ADN marker/gen ảnh hưởng đến năng suất sinh sản ở lợn

Bảng 2.3a Marker liên quan đến năng suất sinh sản ở lợn

g.35756T>C (intron 1) MOT, PDR, NRR (YxL)xLe PI, (Gunawan & cs.,

2006; Vallet & cs., 2005)

microsatellite (5’ flanking region)

TNB, NBA NW, LWW, GL

Y x ER Y x MS

the position of 1127-bp of mRNA

Xueshan, 2012)

stimulating hormone beta; IGF2 = Insulin-like growth factor 2; mỉ-27a = micro RNA 27a; FSHR = Follicle stimulating hormone receptor; CD9 = Clustee of differentiation antigen 9; FUT1 = Fucosyl transferase 1; LCK = Lymphocyte-specific protein tyrosine kinase; LEPR = Leptin receptor; ESR = Ring finger protein 4; BF = Properdin; DIO3 = Deiodinase iodothyomine type III

TLKDDL; TNB = SCSSO; ASR = TLTTT; SCON = NDTT; MOT = CDTT, VOL = TTTD

= Meishan; PBP; Prestice Black Pied; PI = Piétrain; QP = Qingping ; SL = Synthetic line; Y = Yorkshire

Bảng 2.3b Marker liên quan đến năng suất sinh sản ở lợn

(vị trí đa hình) Tính trạng

& cs., 2010) ITIH

cluster

ITIH-3: 4 SNP ITIH-4: 4 SNP

TNB, NBA IB x MS (Balcells & cs., 2011b)

CL L; Y

(Rothschild & cs., 2000) (Spotter & cs., 2009)

(Drogemuller & cs., 2001)

Korwin-Kossakowska & cs., 2002)

Exon 3 Intron 1

TNB, NBA TNB, NBA

Y; L DU

(Chen, & cs 2004a)

1AKR1C2 = Aldo keto reductase 1C2; EphA4 = Erytropoietin-producing hepatocellular A4; GNRHR = Gonadotropin releasing hormone receptor; ITIH = Inter-alpha-trypsin inhibitor; LEP = Leptin; LÌ = Leukemiainhibitory factor; MAM2B2 = mannosidase 2B2; MUC4 = Mucin 4; NAT9 = N-acetyltransferase 9; NOS2 = inducible nitric oxide synthase; OPN = Osteopontin; PRLR = Prolactin receptor; PRLR = Retinol binding protein 4; ROPN1 = Rhophilin associated protein 1

2AP = TDDLD; NBA = SCSSS; OR = TLTR; TNB = SCSSO

3CL = Dòng hỗn hợp; DU = Duroc; IB = Iberian pig; L = Landrace; MS = Meishan; PI = Piétrain; Y = Yorkshire

Gen ESR đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tải tín hiệu từ estrogen để điều chỉnh các quá trình sinh sản của lợn Các biến đổi trong gen ESR có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của buồng trứng, ảnh hưởng đến khả năng sinh sản