Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và di truyền của heo rừng Tây Nguyên (tt)

Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và di truyền của heo rừng Tây Nguyên (tt)Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và di truyền của heo rừng Tây Nguyên (tt)Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và di truyền của heo rừng Tây Nguyên (tt)Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và di truyền của heo rừng Tây Nguyên (tt)Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và di truyền của heo rừng Tây Nguyên (tt)Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và di truyền của heo rừng Tây Nguyên (tt)Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và di truyền của heo rừng Tây Nguyên (tt)Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và di truyền của heo rừng Tây Nguyên (tt)Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và di truyền của heo rừng Tây Nguyên (tt)Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và di truyền của heo rừng Tây Nguyên (tt)Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và di truyền của heo rừng Tây Nguyên (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

-

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG MAI

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG MAI

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC VÀ

DI TRUYỀN CỦA HEO RỪNG TÂY NGUYÊN

Chuyên ngành: Sinh thái học

Mã số: 62.42.01.20

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

Tp HCM, năm 2017

Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Viện Bảo Tàng Sinh Học Viện Nghiên cứu Khoa học Tây Nguyên

Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS Hoàng Nghĩa Sơn

Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS Bùi Văn Lai

1 PGS.TS Hoàng Nghĩa Sơn

2 PGS.TS Bùi Văn Lai

Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Học viện, họp tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào hồi … giờ ’, ngày … tháng … năm 201…

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ

- Thư viện Quốc gia Việt Nam

PHẦN MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Việt Nam nằm trong khu vực Đông Nam Á, là một trong những nơi

có mức độ đa dạng sinh học heo rừng cao nhất trên thế giới Hai loài heo

rừng được xác định tồn tại ở Việt Nam là Sus bucculentus và Sus scrofa Tuy nhiên, loài Sus bucculentus đã tuyệt chủng, hiện chỉ còn loài heo rừng

Sus scrofa được nuôi phổ biến ở Việt Nam, đặc biệt là khu vực Tây

Nguyên Đến nay, các nghiên cứu về quần thể heo rừng có nguồn gốc Tây Nguyên còn hạn chế, đặc biệt là các đặc điểm hình thái và di truyền Một trong những lý do đó chính là việc thu nhận và thuần hóa heo rừng có nguồn gốc Tây Nguyên còn gặp rất nhiều khó khăn Ở khu vực Tây Nguyên, các giống heo rừng mà người dân địa phương đang nuôi hầu hết đều là heo lai được nhập từ các nước Thái Lan, Malaysia… Các dòng heo lai này có đặc điểm di truyền không đồng nhất, không thuần chủng Việc phát triển chăn nuôi tự phát các giống heo rừng lai này sẽ làm tăng khả năng xâm lấn của heo rừng lai (sinh vật ngoại lai), làm tăng nguy cơ đe dọa tới các quần thể heo rừng có nguồn gốc Tây Nguyên Do đó, các nghiên cứu về việc thu nhận, thuần hóa và nhân rộng các quần thể heo rừng có nguồn gốc Tây Nguyên có vai trò rất quan trọng trong việc bảo tồn loài heo rừng đặc chủng của Việt Nam

Việc bảo tồn dựa trên sự phân biệt những nét đặc trưng của heo rừng thuần Việt Nam về mặt kiểu hình và kiểu gen Việc phân biệt các loài heo rừng được dựa trên các trình tự đặc trưng trong các vùng bảo tồn của ADN nhân hoặc ADN ty thể Các loài heo rừng khác nhau có các vị trí đa hình nucleotide đơn (single nucleotide polymorphism) tạo nên các haplotype đặc trưng cho loài heo đó Trên cơ sở đó xây dựng cây phát sinh loài, từ đó chúng ta biết được nguồn gốc và sự khác biệt của heo rừng Việt Nam với các giống heo rừng nhập nội Xuất phát từ những tình hình trên,

chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu một số đặc điểm sinh

học và di truyền của heo rừng Tây Nguyên Sus scrofa”

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

- Xây dựng cây phát sinh loài và đánh giá một số đặc điểm sinh học heo rừng Tây Nguyên

- Góp phần bảo tồn nguồn gen heo rừng Tây Nguyên ở mức tế bào và trong

tự nhiên

3 Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài có ý nghĩa thực tiễn quan trọng trong việc xác định nguồn gốc di truyền của heo rừng khu vực Tây Nguyên Các kết quả đạt được giúp bảo tồn nguồn gen quý hiếm của heo rừng khu vục Tây Nguyên Hơn nữa, kết quả của đề tài này có thể được ứng dụng trong sản xuất heo rừng bằng phương pháp thụ tinh nhân tạo với nguồn tinh heo thu được từ heo rừng đực của khu vực Tây Nguyên

4 TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI

- Xác định được vị trí phân loại của heo rừng bản địa khu vực Tây Nguyên trong mối quan hệ phát sinh loài của heo rừng trên thế giới

- Xác định được 3 vị trí SNP mới của vùng D-loop và 3 vị trí SNP mới của gen cytochrome b của heo rừng Tây Nguyên, giúp phân biệt giữa heo rừng Tây Nguyên và các nhóm heo rừng khác

- Đánh giá một số đặc điểm sinh học (sinh học sinh sản) của heo rừng khu vực Tây Nguyên

- Đánh giá đặc điểm sinh học của tinh heo rừng khu vực Tây Nguyên

5 KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN

Luận án gồm 91 trang (kể cả Tài liệu tham khảo) chia thành các phần: Phần

mở đầu 2 trang; Chương 1: Tổng quan tài liệu, 29 trang; Chương 2: Vật liệu và phương pháp, 15 trang; Chương 3: Kết quả và thảo luận, 32 trang; Chương 4: Kết luận và đề nghị, 2 trang; Các công trình đã công bố liên

"

"

quan đến luận án, 1 trang; Tài liệu tham khảo, 10 trang với 123 tài liệu tham khảo bằng Tiếng Việt, Tiếng Anh Luận án có 28 hình và 16 bảng

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Luận án đã tham khảo 5 tài liệu Tiếng Việt, 118 tài liệu Tiếng Anh với các nội dung liên quan đến: Các đặc điểm sinh học của heo rừng, tiến hóa và phát sinh loài, đông lạnh tế bào…

1.1 Giới thiệu về heo rừng

1.1.1 Vị trí phân loại

1.1.3 Đặc điểm chung của heo rừng

1.1.4 Phương thức tìm kiếm thức ăn

1.1.6 Đặc điểm của heo rừng Việt Nam

1.2 Tiến hóa và phát sinh loài

1.2.1 Chọn lọc nhân tạo trong tiến hóa

1.2.2 Phát sinh loài và tiến hóa

1.2.3 Các khái niệm về phát sinh loài

1.4 Bảo tồn heo rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên

1.4.1 Bảo tồn giao tử heo rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên

1.4.2 Bảo tồn tế bào sinh dưỡng

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Vật liệu

Heo rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên, heo rừng lai và heo bản địa khu vực Tây Nguyên – Việt Nam Các khái niệm heo rừng thuần, heo rừng lai, heo bản địa được trình bày dưới đây:

- Heo rừng thuần có nguồn gốc Tây nguyên là heo rừng thu được trong tự nhiên khu vực Tây Nguyên

- Heo rừng lai là heo đang được người dân nuôi tại khu vực Tây Nguyên,

có nguồn gốc không rõ ràng, có thể từ heo rừng Thái Lan, Malaysia,

- Heo bản địa là các giống heo đã được thuần hóa lâu đời và được người dân địa phương chăn nuôi: heo Móng Cái, heo Sóc, heo đen địa phương

2.2.2 Đánh giá hình thái và phân tích ADN

2.2.2.1 Đánh giá hình thái

Các chỉ tiêu về mặt cơ thể: Hình thái heo rừng được đánh giá qua các chỉ

tiêu như: chiều dài thân, chiều dài chân sau, chiều dài đuôi, chiều dài tai, chiều dài mõm, chiều cao vai

Phân tích hộp sọ: các số đo của hộp sọ được sử dụng để phân tích được

mô tả như trong Các chỉ số hộp sọ được phân tích bao gồm: chiều dài hộp

sọ, chiều dài hàm trên, chiều dài đường cơ bản, bề rộng gò má, bề rộng chẩm, chiều dài hàm ếch, chiều dài hàng răng trên, chiều dài hàng răng hàm

ở phía trên, bề rộng thái dương, khoảng cách 2 hốc mắt, chiều dài đỉnh trán, chiều dài mũi

2.2.2.2 Phân tích ADN

Hình 2.3 Sơ đồ tóm tắt quá trình phân tích ADN ty thể

2.2.3 Thu thập, nuôi thuần dưỡng heo rừng thuần Tây Nguyên- Việt Nam thu nhận được

Quá trình thu thập và nuôi dưỡng thuần hóa được tóm tắt trong hình 2.2

Hình 2.4 Sơ đồ tóm tắt quá trình thuần hóa

2.2.4 Bảo tồn nguồn gen heo rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên

Hình 2.6 Sơ đồ tóm tắt thí nghiệm bảo tồn nguồn gen heo rừng

Bảng 3.1 Nguồn gốc giống heo rừng đang nuôi trên đi ̣a bàn Tây Nguyên

TT Nguồn gốc giống heo Số lượng đã điều tra (con)

3.2 Đánh giá hình thái và phân tích ADN

3.2.1 Đánh giá hình thái heo rừng thuần có nguồn gốc Tây nguyên

3.2.1.1 Phân tích thông số cơ thể

Bảng 3.2 Thông số đo cơ thể của heo

gốc Tây Nguyên

Heo nhà

a, b, c: khác biệt có ý nghĩa thống kê (P ≤ 0,05)

Các thông số cơ thể của heo rừng thuần Tây Nguyên hầu hết đều lớn hơn

so với heo nhà, tuy nhiên, thông số chiều cao vai là bằng nhau và chiều dài tai của heo nhà lại lớn hơn so với heo rừng thuần Tây Nguyên

a, b, c: khác biệt có ý nghĩa thống kê (P ≤ 0,05)

Các thông số hộp sọ của heo rừng thuần Tây Nguyên đực hầu hết lớn hơn heo rừng cái và heo nhà Tuy nhiên, thông số chiều rộng xương gò má của heo rừng thuần Tây Nguyên lại nhỏ hơn heo nhà và các thông số bề ngang chẩm, bề rộng thái dương, khoảng cách giữa 2 hốc mắt, chiều cao chẩm và chiều dài răng cửa trên của 2 nhóm heo này là gần như nhau

3.2.2 Phân tích ADN

3.2.2.1 Kết quả phân tích trình tự D-loop

9 trong 19 cá thể heo rừng Tây Nguyên-Việt Nam có các vị trí nucleotide biến đổi giống với heo rừng Thái Lan và nhóm này được gọi là heo rừng lai (VWB12-VWB20) Các cá thể còn lại được gọi là nhóm heo

rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên (VWB1-VWB5, VWB7-VWB11)

18 điểm đa hình được xác định ở 10 ở các cá thể heo rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên, trong đó có 3 điểm là các điểm đa hình mới

Các vị trí biến đổi đặc trưng của heo rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên được tìm thấy tại các vị trí 127, 220 và 246 Các vị trí này khác biệt hoàn toàn so với các cá thể heo rừng lai cũng như heo rừng châu Á khác

Hình 3.1 Các vị trí biến đổi trong vùng D-loop ty thể của các cá thể heo

rừng Dấu chấm “.” thể hiện các vị trí nucleotide giống nhau

Heo rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên khác biệt về mặt di

truyền so với heo rừng vùng Sansai (d = 0.025 ± 0.006) và vùng Mae Sariang (d = 0.023 ± 0.006) của Thái Lan Trong khi đó, khoảng cách di truyền của heo rừng lai so với heo vùng Sansai (d = 0.009 ± 0.003) và Mae Sariang (d = 0.009 ± 0.003) của Thái Lan nhỏ hơn so với heo rừng thuần có

nguồn gốc Tây Nguyên Khoảng cách di truyền của heo rừng thuần có

nguồn gốc Tây Nguyên so với Indonesia là lớn nhất (d = 0.046 ± 0.009)

Bảng 3.4 Ma trận khoảng cách di truyền Tamura-Nei giữa các

quần thể heo rừng dựa trên trình tự D-loop Vùng ma trận phía dưới là

khoảng các di truyền trung bình, vùng ma trận phía trên là sai số chuẩn

3.2.2.2 Kết quả phân tích trình tự cytochrome b

Những biến đổi trong trình tự cytochrome b

Việc phân tích các trình tự cytochrome b của 37 cá thể heo Tây Nguyên - Việt Nam (bao gồm 20 cá thể heo rừng và 17 cá thể heo bản địa) với các trình tự của heo rừng châu Á và châu Âu cho thấy có 46 điểm đa hình (Hình 3.2), chiếm 4,4% tồng số nucleotide trong tự cytochrome b phân tích (1040 bp) Vùng có sự biến đổi cao nhất nằm từ vị trí 15000 đến 15100 với tỉ lệ biến đổi là 11%, cao gấp 2,5 lần so với tỉ lệ biến đổi chung là (4,4%) Heo rừng Tây Nguyên - Việt Nam chia thành 2 nhóm là heo rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên (bao gồm các haplotype VWB1-VWB11)

và nhóm heo rừng lai (bao gồm các haplotype VWB12-VWB20) dựa trên 8

vị trí biến đổi (14428, 14464, 14482, 14780, 14855, 14963, 15002 và 15036) Do đó, có ít nhất 2 quần thể heo rừng phân biệt về mặt di truyền ở vùng Tây Nguyên của Việt Nam

Ba vị trí biến đổi của heo rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên được tìm thấy, chúng khác biệt hoàn toàn so với heo rừng Châu Á và Châu

Âu ở các vị trí 14482, 14780 và 14963 Kết quả này cho thấy, ba vị trí này

có thể được dùng để phân biệt heo rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên với các cá thể heo rừng khác của Châu Á và Châu Âu

Gen cytochrome b chứa 4 vị trí đa hình tại các vị trí 15036 (T/C),

15038 (G/A), 15041 (C/T) và 15045 (G/A) của ADN ty thể heo Các haplotype Châu Âu bao gồm E1 (TGCG) và E2 (TGTG) Các haplotype Châu Á bao gồm A1 (CATA) và A2 (CATG) [39]-[52] Trong nghiên cứu này, không có sự phân bố của các haplotype Châu Âu trong heo rừng và heo bản địa Việt Nam ở khu vực Tây Nguyên Trong khi đó, 10 cá thể heo bản địa Tây Nguyên - Việt Nam mang haplotype A1 Châu Á và 7 cá thể heo bản địa Tây Nguyên - Việt Nam mang haplotype A2 Châu Á 4 haplotype A1 Châu Á và 5 haplotype A2 Châu Á được tìm thấy trong nhóm heo rừng lai

Hình 3.3 Các vị trí biến đổi trong vùng cytochrome b ty thể của các cá thể

heo rừng Dấu chấm “.” Thể hiện các vị trí nucleotide giống nhau

Khoảng cách di truyền giữa các nhóm được tính toán dựa trên phương pháp maximum-likelihood cho thấy, khoảng cách trung bình của các haplotype của heo rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên là 0.0002 ± 0.0002, của heo rừng lai là 0.0008 ± 0.0004 và của heo bản địa khu vực Tây Nguyên - Việt Nam là 0.0042 ± 0.0011 Sự khác biệt này tạo nên 3 cụm khác biệt nhau của heo Việt Nam khu vực Tây Nguyên

Bảng 3.5 Ma trận khoảng cách di truyền Tamura-Nei giữa các

quần thể heo rừng dựa trên trình tự cytochrome b Vùng ma trận phía dưới

là khoảng các di truyền trung bình,

vùng ma trận phía trên là sai số chuẩn

Nhóm heo

rừng

Heo rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên

Heo rừng lai

Heo bản địa TN

Heo rừng châu Á (A1)

Heo rừng châu Á (A3)

Heo rừng châu

Âu (E1)

Heo rừng châu

Âu (E2)

Heo rừng châu Á (A2)

3.2.2.3 Kết quả phân tích trình tự 16S

Kết quả điện di cho thấy sự khuếch đại thành công vùng trình tự 16S ở các cá thể heo rừng với chiều dài của sản phẩm là 701 bp Các vùng nhiễu hai đầu được xóa bỏ, đoạn trình tự 16S được phân tích có độ dài 664

bp

Có 23 điểm đa hình nucleotide đơn (SNP) tương đương với 3,74 % tổng số trình tự ADN được phân tích (664 bp) Tuy nhiên, không có vị trí nào đặc trưng trong 23 vị trí biển đổi này giúp phân biệt được giữa heo rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên và heo rừng lai Vì vậy, trong nghiên cứu này vùng trình tự 16S có thể không là một marker hữu hiệu để phân biệt giữa heo rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên và heo rừng lai (Hình 3.5)

Hình 3.5 Các vị trí biến đổi trong trình tự 16S của các cá thể heo được thu

thập Dấu “.” mô tả vị trí các nucleotide giống nhau

3.3 Thuần hóa heo rư ̀ ng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên 3.3.1 Đi ̣a điểm thu nhâ ̣n heo rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên

Bảng 3.6 Đi ̣a điểm và số lượng heo rừng thu nhâ ̣n trong tự nhiên

TT Đi ̣a điểm thu nhâ ̣n Số heo rừng thu nhâ ̣n (con)

Bình Thuâ ̣n)

(tỉnh Lâm Đồng)

Đồng )

Đối với heo rừng lớn, tỷ lê ̣ thuần hóa thành công sau 6 tháng là 58,14%, trong khi đó tỷ lê ̣ thành công sau 6 tháng thuần hóa đối với heo rừng nhỏ là 81,82%

TT Các chỉ tiêu Số lượng Tỷ lê ̣ (%)

3.3.2 Đặc điểm về tập tính sinh sản heo rừng trong quá trình thuần hóa

Trong quá trình thuần hóa, con đực thành thục về tính sau 7 - 8 tháng tuổi và thành thục sinh dục, có khả năng giao phối để sinh con sau 8 -

10 tháng tuổi Trong quá trình nuôi nhốt để thuần hóa, chúng tôi nhận thấy heo rừng đực chỉ giao phối vào ban đêm Quá trình giao phối diễn ra 2-4 lần/đêm Trường hợp nuôi nhốt với thời gian trên 1,5 năm mới phát hiện thấy chúng giao phối với heo bản địa hoặc heo rừng cái thuần vào ban ngày

Số liệu ở bảng 3.8 mô tả quá trình động dục của heo rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên trong điều kiện thuần dưỡng nhân tạo Trong điều

của heo rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên trong điều kiện tự nhiên So với các giống khác, mức độ biểu hiện động dục của heo rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên thấp hơn và thời gian động dục ngắn hơn Tuy nhiên, trọng lượng heo con mới sinh ra từ heo rừng thuần có nguồn gốc Tây Nguyên lớn hơn nhiều so với trọng lượng heo con được sinh ra bởi các giống khác (Bảng 3.6)

Bảng 3.8 Một số đặc điểm sinh sản của heo rừng thuần có

nguồn gốc Tây Nguyên trong giai đoạn sinh con

đẻ trong năm

Mức độ biểu hiện động dục

Thời gian động dục

Thời gian giao phối

Trọng lượng heo con (g) Heo rừng thuần