XU HƯỚNG ỨNG DỤNG DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHỌN GIỐNG GIA SÚC

SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TP.HCM TRUNG TÂM THÔNG TIN VÀ THỐNG KÊ KH&CN  BÁO CÁO PHÂN TÍCH XU HƯỚNG CÔNG NGHỆ Chuyên đề: XU HƯỚNG ỨNG DỤNG DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHỌN GIỐNG GIA SÚC Biên soạn: Trung tâm Thông tin Thống kê Khoa học Công nghệ Với cộng tác của: TS Chung Anh Dũng Trưởng phòng Nghiên cứu Cơng nghệ sinh học,Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Nghiệp Miền Nam Ths Diệp Tấn Tồn Quản lý trại bò sữa cơng nghệ cao Israel, Trung tâm quản lý kiểm định giống trồng-vật ni TP Hồ Chí Minh TP.Hồ Chí Minh, 12/2016 MỤC LỤC I TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CÔNG TÁC CHỌN GIỐNG GIA SÚC TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 1.1.Khái niệm phương pháp lựa chọn giống gia súc qua kiểu hình kiểu gen 1.2.Tình hình ứng dụng di truyền phân tử công tác chọn giống giới 1.3.Những nghiên cứu ứng dụng di truyền phân tử công tác chọn giống nước ta II PHÂN TÍCH XU HƢỚNG ỨNG DỤNG DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CÔNG TÁC CHỌN GIỐNG GIA SÚC TRÊN CƠ SỞ SỐ LIỆU SÁNG CHẾ QUỐC TẾ 2.1.Tình hình nộp đơn đăng ký bảo hộ sáng chế ứng dụng di truyền phân tử chọn giống gia súc theo thời gian 2.2.Tình hình nộp đơn đăng ký bảo hộ sáng chế ứng dụng di truyền phân tử chọn giống gia súc quốc gia 2.3.Tình hình nộp đơn đăng ký bảo hộ sáng chế ứng dụng di truyền phân tử chọn giống gia súc theo số phân loại sáng chế quốc tế IPC 12 III NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CÔNG TÁC CHỌN GIỐNG GIA SÚC CỦA VIỆN KHKT NÔNG NGHIỆP MIỀN NAM 14 3.1.Ứng dụng di truyền phân tử chọn giống gia súc để ngăn ngừa bệnh di truyền Kết cụ thể, hiệu kinh tế, khả ứng dụng vào thực tiễn 14 3.2.Ứng dụng di truyền phân tử chọn giống gia súc để nâng cao khả sản xuất Kết cụ thể, hiệu kinh tế, khả ứng dụng thực tiễn 21 3.3.Ứng dụng cơng nghệ cao chăn ni bò sữa kết đạt trại bò sữa công nghệ cao Israel 25 XU HƢỚNG ỨNG DỤNG DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CHỌN GIỐNG GIA SÚC ************************** I TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CÔNG TÁC CHỌN GIỐNG GIA SÚC TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 1.1 Khái niệm phƣơng pháp lựa chọn giống gia súc qua kiểu hình kiểu gen a Lựa chọn giống gia súc qua kiểu hình (truyền thống phổ biến) Lựa chọn qua kiểu hình thơng qua đo lường tính trạng quan tâm (sinh sản, tăng trọng, chất lượng thịt…) Kiểu hình điều chỉnh theo người chăn nuôi hiệu kinh tế, dựa số ước lượng giá trị chăn nuôi (Estimate Breeding Value-EBVs) EBV giúp ước lượng tính trạng cá thể thể hệ cháu nào, nhằm mục đích đưa tính trạng tất cá thể đàn giống lên mặt so sánh đồng để giúp có định chọn giống phù hợp dựa so sánh tương đồng (của tính trạnh theo dõi) bất chấp hệ thống hay điều kiện sản xuất b Lựa chọn giống gia súc dựa kiểu gen Lựa chọn dựa kiểu gen gồm: - Chọn lọc với hỗ trợ marker (marker assisted selection- MAS): Chọn giống dựa marker phân tử liên kết với gen quan tâm, marker đóng vai trò gián tiếp - Chọn lọc với hỗ trợ gen (gene assisted selection- GAS): Chọn giống trực tiếp gen quan tâm, marker đóng vai trò trực tiếp - Chọn lọc dựa Genomic (Genomic selection-GS) Lợi ích lựa chọn giống gia súc dựa kiểu gen: làm tăng tính xác chọn lọc thông qua thông tin liên quan trực tiếp tới kiểu gen, thu hẹp khoảng cách hệ cách chọn lọc sơ tính trạng vật ni trẻ gen cho phép kiểm tra tính trạng khơng phụ thuộc vào giới tính hay tuổi tác vật ni, tăng độ xác chọn lọc tính trạng khó, giảm quần thể kiểm định/hậu bị chọn lọc kiểu gen 1.2 Tình hình ứng dụng di truyền phân tử công tác chọn giống giới Thuần hóa động vật bước thiết yếu phát triển chăn nuôi, giai đoạn tiếp theo, công cụ tiến hóa đột biến, chọn giống, thích ứng, cô lập di truyền tạo đa dạng lớn quần thể địa phương Trong thập niên qua, phát triển chăn nuôi tập trung nhiều vào chương trình lựa chọn hiệu cách cải thiện di truyền số giống Sự đa dạng di truyền vật nuôi trang trại nhắm vào mức độ biến dị di truyền giống, chủng, dòng Duy trì đa dạng di truyền yêu cầu quan trọng chiến lược chăn nuôi tương lai vật ni phải phù hợp với hệ thống chăn ni thích ứng với thay đổi mơi trường Đặc tính di truyền phân tử quần thể chăn nuôi trở thành lĩnh vực hoạt động nghiên cứu để trả lời câu hỏi sau: Tổ tiên loài hoang dã nơi diễn hóa cùa loài? Thời gian, đặc điểm giống cha mẹ đa dạng nhiễm sắc thể thể điều lịch sử tiến hóa số lượng bầy đàn chăn ni? Gen có liên quan đến kiểu hình? Quản lý đa dạng di truyền giống vật nuôi nào? Trong nhiều tiến kỹ thuật thực tiến công nghệ gen mở chân trời Ba loại marker di truyền phân biệt phạm vi ứng dụng sau [1]: - Ti thể DNA (mtDNA): di truyền từ mẹ cho cái, có mức biến đổi lớn, truy xuất từ quần thể nội địa (Pellecchia et al 2007; White et al 2008) - Nhiễm sắc thể haplotype Y marker dòng nội động vật có vú, tiết lộ lựa chọn giống đực - Biến đổi nhiễm sắc thể DNA thường: liên kết chặt chẽ với kiểu hình Dữ liệu phân tử làm sáng tỏ hóa lợn cách truy tìm mtDNA Nghiên cứu mtDNA ban đầu cho thấy lợn Châu Âu Trung Quốc hóa cách độc lập từ phân loài Châu Á Châu Âu heo rừng hoang dã (Giuffra al 2000) nghiên cứu sau đưa kiện hóa khắp Eurasia (Larson et al.2005) Đơng Á ( Wu et al 2007) Fang et al (2009) nghiên cứu biến thể di truyền gen (MC1R) 15 giống hoang dã 68 giống lợn nội địa từ Châu Âu Châu Á để giải thích màu lông thay đổi nhiều vật nuôi so với tổ tiên hoang dã Trên khắp giới, gần 400 giống khai thác số lượng giống lớn tìm thấy Châu Âu Châu Á[2] Hiện nay, công ty cung cấp giống gia súc tiếng toàn cầu áp dụng kỹ thuật di truyền phân tử chọn lai tạo giống như: ABS global (Mỹ), PIC (Mỹ), Monsanto (Mỹ), Semex (Canada), Dansire (Đan mạch)… 1.3 Những nghiên cứu ứng dụng di truyền phân tử công tác chọn giống nƣớc ta Trong khoảng 40 năm qua, nhà khoa học sử dụng nhiều biện pháp thay đổi điều kiện chăm sóc, ni dưỡng, cao chất lượng thức ăn chương trình lai tạo chọn giống dựa đặc điểm ngoại hình tiêu sinh lý, sinh hóa Các biện pháp đạt nhiều kết nhiều biến động tốn thời gian, độ xác khơng cao, khó kiểm sốt đặc điểm ngoại hình Chọn lọc di truyền phương pháp hiệu xác để cải thiện nguồn giống vật nuôi nhằm nâng cao suất sản xuất Với phát triển mạnh mẽ sinh học phân tử, kỹ thuật di truyền phân tử dần áp dụng rộng rãi vào công tác chọn giống lợn, bò Tại Việt Nam, lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng di truyền phân tử mới, kết nghiên cứu gen hầu hết đối tượng thực vật: lúa, đỗ tương, ngô… mà chưa có nhiều nghiên cứu đối tượng gia súc Việc áp dụng kỹ thuật di truyền phân tử phân lập mã hóa gen liên quan đến tính trạng thịt, sữa Việt Nam cần thiết để phục vụ cho công tác chọn giống, tham gia nghiên cứu nhà khoa học từ phòng thí nghiệm di truyền phân tử-Viện Chăn ni, phòng ADN ứng dụng, phòng tế bào sinh sản, phòng di truyền phân tử, viện cơng nghệ sinh học, viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam, trường Đại học Nông nghiệp I…Những kết nghiên liệu ban đầu ứng dụng kỹ thuật gen đối tượng lợn bò Việt Nam Cơng tác chọn giống bò: chủ yếu chọn lọc qua kiểu hình dựa tính trạng: tăng trọng, tỷ lệ thịt xẻ hay suất, chất lượng sữa tính trạng sinh sản Mơ hình thí điểm ứng dụng kỹ thuật di truyền phân tử chọn giống bò sữa thành phố Hồ Chí Minh trại trình diễn thực nghiệm chăn ni bò sữa cơng nghệ cao (gọi tắt trại bò Israel, Trung tâm quản lý kiểm định giống trồng-vật nuôi TP Hồ Chí Minh, địa bàn xã Phạm Văn Hai, huyện Hc Mơn) Trại bò Israel nơi đầu nghiên cứu, chuyển giao tiến khoa học kỹ thuật nhân nhanh đàn bò nhờ áp dụng nhiều biện pháp lai tạo giống đại quy trình chăn ni tiên tiến Israel Ngồi ra, thành phố đồng loạt triển khai nhiều dự án liên quan đến di truyền giống bò sữa theo phương pháp tiên tiến Ủy ban nhân dân TP HCM ký định “ Phê duyệt chương trình phát triển chăn ni bò sữa địa bàn TP HCM giai đoạn 2011-2015” tập trung hình thành phát triển vùng sản xuất giống chất lượng cao, đẩy mạnh ứng dụng tiến khoa học kỹ thuật công nghệ mới, công nghệ sinh học để lai tạo giống nâng cao suất, chất lượng khả cạnh tranh Cơng tác chọn giống heo: có trại heo sản xuất heo giống quy mô lớn áp dụng chọn lọc theo kiểu hình, dựa số chọn lọc (SPI- sow productivity Index, MLI- Material Line Index hay SLI-Sire line Index) Việc ứng dụng di truyền phân tử chọn giống thử nghiệm chưa thực triển khai công ty sản xuất giống nước ngồi II PHÂN TÍCH XU HƢỚNG ỨNG DỤNG DI TRUYỀN PHÂN TỬ TRONG CÔNG TÁC CHỌN GIỐNG GIA SÚC TRÊN CƠ SỞ SỐ LIỆU SÁNG CHẾ QUỐC TẾ Kỹ thuật di truyền phân tử cho phép so sánh đa dạng di truyền giống nhằm nâng cao hiệu lựa chọn giống vật nuôi so với kỹ thuật truyền thống Để quản lý hiệu nguồn giống di truyền chăn ni đòi hỏi cán kỹ thuật phải có kiến thức toàn diện giống, đặc điểm đa dạng di truyền giống Theo tổ chức lương thực nông nghiệp Liên hiệp Quốc (Food and agriculture Organization of the United Nations-FAO) mục tiêu quản lý hiệu nguồn giống di truyền bốn lĩnh vực chiến lược ưu tiên toàn cầu Tại hội nghị kỹ thuật quốc tế lần nguồn gen động vật tổ chức Thụy Sỹ vào năm 2007, dự án nguồn gen động vật thông qua 109 quốc gia [2] Tại Việt Nam, đề tài nghiên cứu di truyền phân tử chọn giống gia súc tiến hành năm gần như: Tên đề tài Tác giả Phân tích đa hình ADN số PGS.TS Nguyễn Văn Cường, ứng gen kháng bệnh lợn nội Việt 2014 Nam phát triển thị di truyền Viện Công nghệ sinh học - Viện phân tử hỗ trợ chọn giống lợn kháng Hàn lâm Khoa học Công nghệ bệnh Việt Nam Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật di PGS.TS Nguyễn Đăng Vang, 2004 truyền phân tử chọn, tạo giống Viện Chăn nuôi- Bộ Nông nghiệp vật nuôi suất cao Phát triển Nông thôn Trên giới, xu hướng ứng dụng di truyền phân tử chọn giống vật nuôi nghiên cứu ứng dụng từ cuối thập niên 80 Tình hình nộp đơn đăng ký bảo hộ sáng chế ứng dụng di 2.1 truyền phân tử chọn giống gia súc theo thời gian Trên sở liệu sáng chế tiếp cận được, nay, có khoảng gần 350 sáng chế đăng ký bảo hộ ứng dụng di truyền phân tử chọn giống gia súc Năm 1989, có sáng chế vấn đề nộp đơn đăng kí bảo hộ Mỹ, số lượng sáng chế tăng không liên tục theo mốc thời gian đạt số lượng nộp đơn nhiều 40 sáng chế vào năm 2013 45 40 40 35 30 30 28 26 25 20 15 10 3 10 13 10 31 25 18 15 11 14 14 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 Biểu đồ1: Tình hình nộp đơn bảo hộ sáng chế ứng dụng di truyền phân tử chọn giống gia súc theo thời gian Bên cạnh số lượng sáng chế đăng kí, xu hướng ứng dụng di truyền phân tử chọn giống gia súc thể rõ qua số lượng báo khoa học công bố vấn đề theo năm Dựa nguồn liệu Google scholar vào năm 1989 có 5.020 báo khoa học công bố ứng dụng di truyền phân tử chọn giống gia súc Số lượng báo tăng dần theo thời gian năm 2005 đạt số lượng báo công bố nhiều 21.700 báo Từ 2005 đến 2015 số lượng báo không tăng đạt trung bình 20.000 báo năm 24500 22500 21400 21500 21700 20300 20500 19700 19900 18500 17200 16500 20400 21300 20300 19400 20100 19200 20900 21000 20500 18700 18000 15300 14500 12300 12500 10500 8500 9070 10300 8050 7010 7070 6500 4500 13500 Nguồn: Google scholar 5020 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 Biểu đồ 2: Số lượng báo khoa học công bố ứng dụng di truyền phân tử chọn giống gia súc theo thời gian Điều cho ta thấy xu hướng ứng dụng di truyền phân tử chọn giống gia súc chủ đề giới quan tâm Sự gia tăng số lượng sáng chế đăng kí vấn đề thấy rõ qua phân chia theo giai đoạn thời gian sau: Thập niên 80 có sáng chế nộp đơn ứng dụng di truyền phân tử chọn giống gia súc Số lượng sáng chế tăng nhanh chóng từ 27 sáng chế thập niên 90 tăng lên 152 sáng chế giai đoạn 2000-2009 nửa đầu thập niên giai đoạn 2010-2019 có 168 sáng chế Do từ năm 90 FAO mở rộng hoạt động nghiên cứu vào lĩnh vực nguồn gen động vật cho lương thực nông nghiệp từ năm 2007 bắt đầu triển khai dự án nguồn gen động vật toàn cầu [2] loét lở nghiêm trọng màng nhày miệng, bao tử,viêm nướu răng, còi cọc chậm lớn Một đặc điểm gia tăng bạch cầu liên tụ ết ta nhận thấy giảm albumin máu, gia tăng globulins, giảm glucose huyết protein tổng số huyết thường kèm với việc gia tăng mức độ γ- globulin Chẩn đoán phương pháp sinh học phân tử + Phương pháp Northern Blot Hình Kết phân tích Northern Blot (Shuster ctv) Phương pháp dựa phân tích RNA tổng số tế bào bạch cầu Các tế bào bạch cầu phân lập cách ly tâm phân giải tế bào hồng cầu môi trường áp suất thẩm thấu thấp (hypotonic lysis) dùng guanidinium isothiocyanate Sau RNA tổng số (10µg) điện di agarose 1% có chứa formaldehyde chuyển lên màng nylon, lai với cDNA CD18 có đánh dấu [α- 32 P]ATP Dung dịch có chứa 50% formamide, 5X dung dịch Denhardt’s, 5X SSPE, 0,5% SDS trình lai thực 42oC qua đêm (1X SSPE bao gồm thành phần 150mM NaCl, 10mM NaH2PO4, 1mM EDTA, pH7,4) Sau màng rửa hai lần dung dịch chứa 6X SSPE, 0,5% SDS nhiệt độ 250C hai lần dung dịch 1X SSPE, 0,5% SDS nhiệt độ 370C 19 + Phương pháp PCR-RFLP So với phương pháp đề cập trên, phương pháp tỏ hữu hiệu việc xác định cá thể dị hợp tử, cá thể đồng hợp tử trội đồng hợp tử lặn Phương dựa thiết kế primer gần vị 383bp, nơi mà đột biến điểm xảy thay Guanin thành Adenin, sau primer khuyếch đại đoạn sản phẩm xung quanh vùng Sản phẩm PCR tạo cắt enzym TaqI hay Hae III Dựa kết phân cách enzym giới hạn mà ta đánh kiểu gen dị hợp tử (mang alen bệnh), kiểu gen đồng hợp trội (bình thường) kiểu gen đồng hợp tử lặn (bệnh) bệnh BLAD 3.1.4 Kết nghiên cứu phòng Cơng nghệ sinh học- Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam Mục tiêu nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật PCR-RFLP để xác định tần suất xuất gen BLAD đàn bò sữa TP.HCM, để có biện pháp quản lý phù hợp Kết nghiên cứu: Quy trình ly trích DNA từ máu theo Laura-Lee Boodram (2004), quy trình ly trích DNA từ sữa theo F d’Angelo ctv có cải biên theo điều kiện phòng thí nghiệm quy trình ly trích DNA từ tinh theo Luciana A Ribeiro có cải biên theo điều kiện phòng thí nghiệm, thích hợp cho việc ly trích DNA để thực kỹ thuật PCR-RFLP đánh giá kiểu gen BLAD Việc ứng dụng thành cơng quy trình ly trích DNA, quy trình PCR-RFLP để ịnh kiể ập tái xác nhận quy trình PCR- RFLP Kriesgman thích hợp cho đánh giá kiểu gen BLAD bò điều kiện Việt Nam Từ kết phân tích kiể , sữa tinh đông lạnh thu thập cho thấy:  Tỷ lệ bò mang gien BLAD 0,21% tần suất xuất gien BLAD 0,0010 số ều tra  Tỷ lệ bò mang gien BLAD tần suất xuất gien BLAD có đàn bò lai HF có tỷ lệ máu HF cao ≥ 87,5% đàn bê 20  Chưa thấy xuất gen BLAD tinh đơng lạnh bò đực giống khảo sát 3.2 Ứng dụng di truyền phân tử chọn giống gia súc để nâng cao khả sản xuất Kết cụ thể, hiệu kinh tế, khả ứng dụng vào thực tiễn 3.2.1 Cơ sở khoa học sử dụng kiểu gen PIT-1 chọn giống heo Giới thiệu PIT-1 PIT-1, hay Growth hormone factor 1(GHF1), biểu chuyên biệt thùy trước tuyến yên, chịu trách nhiệm cho phát triển tiết hormone ba số năm loại tế bào nội tiết (Bodner cộng 1988; Ingraham cộng 1988; Li cộng 1990; Lin cộng 1992 lược khảo từ Jacobson cộng sự, 1997) Hình7 tương ứng thùy (Posterior lobe: Thùy sau; Intermediate lobe: Thùy giữa; Anterior lobe: Thùy trước) Dấu chéo (X) somatotropes, lactotropes, thyrotropes cho biết tế bào không phát triển cá thể đột biến PIT-1 PIT-1 thuộc nhóm protein chứa POU domain, nhóm protein điều hòa phiên mã có vai trò quan trọng tăng sinh biệt hóa tế bào (Mangalam cộng sự, 1989 lược khảo từ Zhao cộng sự, 2002) POU domain (các chữ đầu Pit, Oct, UNC) domain gắn DNA tương 21 đồng ba nhân tố phiên mã động vật có vú, PIT-1, OCT-1, OCT-2, UNC-86 giun tròn Caenorhabditis elegans (Herr cộng sự, 1988 lược khảo từ Jacobson cộng sự, 1997) Đến nay, nhiều thành viên khác họ POU xác định sinh vật đa bào, từ ruồi giấm đến người Người ta xếp 15 POU domain genes thành nhóm khác dựa tương đồng vùng POU domain, đoạn nối không bảo tồn Trong hầu hết trường hợp, chúng có vai trò quan trọng biệt hóa tế bào POU domain gồm hai vùng có tính bảo tồn cao POUS (POU-specific) domain homeodomain (POUH), nối đoạn hay biến đổi (variable linker) Cả hai subdomain chứa helix-turn-helix motif Đoạn POUS POUH hai domain độc lập cấu trúc, ln tìm thấy đồng tiến hóa Cả hai domain POUS POUH cần thiết cho việc gắn lên DNA Hình Giản đồ POU domain Mặc dù nhân tố POU domain khác có POU domain tương đồng cao, gene mã hóa cho nhân tố lại phân bố nhiều nhiễm sắc thể khác In vivo, nhiều protein POU có chức điều hòa then chốt q trình phát triển, có liên kết với hệ thống thần kinh Chức sinh học PIT-1 Các nghiên cứu phát sinh cá thể (ontogenic analyses) cho thấy vùng tuyến yên ban đầu có biểu gene PIT-1 ngày thứ 14,5 phôi thai chuột vùng sau xuất loại tế bào sinh hormone somatotropes, lactotropes thyrotropes Trong suốt trình phát triển trưởng thành, gene PIT-1 tiếp tục biểu hiện, đóng vai trò quan trọng biệt hóa tăng sinh ba loại tế bào Ở đây, PIT-1 có vai trò điều hòa phiên mã gene GH, PRL, TSHβ (Andersen Rosenfeld, 2001) Ngồi ra, PIT-1 22 điều hòa phiên mã gene GHRH-R, gene PIT-1 (Lin cộng sự, 1992 Rhodes cộng sự, 1993 lược khảo từ Zhao cộng sự, 2002) Ảnh hƣởng sinh lý PIT-1 Vai trò PIT-1 phát triển tế bào tiết hormone chứng minh từ thí nghiệm gây đột biến gene PIT-1 chuột người Chuột Snell nhỏ bé đột biến lặn nhiễm sắc thể thường gene PIT-1, chuột Jackson không biểu gene PIT-1 gene bị biến đổi hoàn toàn cấu trúc (Li cộng sự, 1990 lược khảo từ Zhao cộng sự, 2002) mang chứng thiếu hụt hormone tuyến yên kết hợp CPHD Đột biế -1 người gây CPHD (Cohen cộng sự, 1996 lược khảo từ Zhao cộng sự, 2002) Đột biến ngăn cản phát triển tăng sinh tế bào somatotrope, lactotrope, thyrotrope tuyế đến thiếu hụt vắng mặt hormone tuyến yên (GH, PRL TSH-β từ làm thay đổi phát triển sinh trưởng (Bartke, 1964 lược khảo từ Zhao cộng sự, 2002) Nhiều nghiên cứu cho thấy gene PIT-1 có liên quan với tốc độ sinh trưởng, đặc tính thân thịt, sản lượng sữa vật nuôi Gene PIT-1 liên quan đến khối lượng sơ sinh (Yu cộng sự, 1996 lược khảo từ Zhao cộng sự, 2002), khối lượng cai sữa, tăng trọng trung bình ngày độ dày mỡ lưng (Yu cộng sự, 1995 lược khảo từ Zhao cộng sự, 2002), tỷ lệ nạc/mỡ (Stancekova cộng sự, 1999 lược khảo từ Zhao cộng sự, 2002) heo Gen PIT-1 heo Ở heo, gene PIT-1 nằm NST 13, gồm exon intron (Archibald cs, 1995), DNA mạch thẳng gồm 16116 bp (từ vị trí nucleotide 179.453.213 đến 179.469.328) Vùng DNA mã hóa protein PIT-1 heo giải trình tự công bố Genbank (NCBI, gene ID 397325) Gene PIT-1 heo có mức tương đồng cao với gene PIT-1 lồi khác (người, chuột, bò) Có nhiều dạng cắt nối PIT-1 heo: Δ3Pit1 (mất toàn exon 3) có heo, Δ4Pit1 (mất tồn exon 4) Pit1β (chèn thêm 26 amino acids vào trước exon 2) PIT- heo gắn lên vùng promoter GH PRL chuột, cho thấy bảo tồn chức 23 PIT-1 loài, Δ3PIT1 khơng thể, chí nồng độ protein cao Khi trộn PIT-1 Δ3PIT1, Δ3PIT1 không ảnh hưởng đến khả gắn PIT-1 lên DNA mục tiêu (Yu cs, 2001) 3.2.2 Kết nghiên cứu Phòng Cơng nghệ sinh học, Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam liên quan đến gen PIT-1 Mục tiêu nghiên cứu (1) Xác định tần suất gen PIT-1 đàn heo giống nuôi trại heo lớn (2) Xác định liên quan kiểu hình (tính trạng sinh trưởng tính trạng chất lượng thịt) với kiểu gen PIT-1 (3) Xác định công thức lai cụ thể cho đàn heo giống trại tham gia khảo sát để tạo đàn heo thương phẩm mang gen PIT-1 có lợi Để đạt mục tiêu trên, đề tài thực ba nội dung nghiên cứu gồm (1) Xây dựng quy trình xác định kiểu gen PIT-1, dự ại vị trí nucleotide 179466112 vùng intron nucleotide 179467897 vùng intron 4, PCR-FRLP với enzyme cắt MspI RsaI Từ đó, xác định tần suất allele kiểu gen PIT1/MspI PIT1/RsaI 211 m tinh dịch (2) Tìm liên quan kiểu gen PIT-1 với tính trạng tăng trọng, chất lượng thịt heo (Tỷ lệ mỡ giắt, dày mỡ lưng, dày thịt lưng) 120 heo thí nghiệm, nhằm xác định kiểu gen PIT-1 ảnh hưởng tố trạng này, (3) Đề xuất công thức ghép đôi giao phối để tăng tần suất kiểu gen PIT-1 có lợi đàn heo thương phẩm, từ tăng suất chất lượng thịt heo Đề tài đạt kết sau: - Xây dựng quy trình PCR-RFLP để xác định kiểu gen PI - – - – khảo sát Trong đàn heo khảo sát, kiểu gen PIT1/MspI PIT1/RsaI 24 không trạng thái cân theo Hardy- Weiberg - Trong số 120 heo xác định kiểu gen PIT1/MspI, heo với kiểu gen có allele C đạt mức tăng trọng cao hơn, chất lượng thịt lại thấp hơn, chủ yếu tỷ lệ mỡ giắt chưa thấy ảnh hưởng dày mỡ lưng dày thịt lưng - Đã đề xuất công thức ghép đôi giao phối để tạo đàn heo thương phẩm có kiểu gen PIT1/MspI ảnh hưởng tốt lên tăng trọng, chất lượng thịt hay hai tiêu 3.2.3 Kết luận Việc xác đị vị trí nucleotide (kiểu gen – genotype) làm sở khoa học để tìm liên quan kiểu gen với tính trạng quan tâm (năng suất, chất lượng thịt, sinh sản…) Từ giúp định kiểu gen có lợi cho cơng tác chọn giống heo Từ kiểu gen có lợi cho cơng tác chọn giống tiến hành định chọn giống sớm hơn, giúp: o Giảm quần thể đưa vào đánh giá, chọn lọc o Giảm chi phí chọn giống o Tăng độ xác công tác chọn giống o Tăng cường hiệu chọn giống Viện ứng dụng DTPT vào công tác chọn giống để cải thiện, nâng cao suất gia súc hiệu cần thiết 3.3 Ứng dụng công nghệ cao chăn ni bò sữa kết đạt đƣợc trại bò sữa cơng nghệ cao Israel 3.3.1 Công nghệ đƣợc chuyển giao ứng dụng Phân khu thức ăn: hoạt động từ ngày 20/12/2012 + Ngày 20/12/2012: làm thức ăn ủ chua với nguyên liệu thân bắp + Ngày 20/12/2012: Bắt đầu sử dụng phần thức ăn hỗn hợp hoàn 25 chỉnh (TMR) với nguyên liệu sẵn có trại (chưa sử dụng phần chuyên gia đề nghị) + Ngày 10/01/2013: Thức ăn TMR với phần chuyên gia đề nghị thức ăn bắp ủ chua (tăng dần từ 16,2 - 41,3% TMR) + tỉ lệ sử dụng loại vitamin cao (0,9% TMR) mục tiêu để cải thiện thể trạng khả sinh sản đàn bò Phần mềm Feeding Management Quản lý liệu số lượng loại nguyên liệu sử dụng nhóm bò hàng ngày Phần mềm Ration All Chọn lựa ngun liệu tính tốn phần thức ăn cho nhóm bò Phân khu sữa: hoạt động từ ngày 15/01/2013 + Trước ngày 15/01/2013: vắt sữa máy đơn + Từ ngày 15/01- 04/8/2013: vắt sữa hệ thống Afi-milk, 02 lần/ngày + Từ ngày 05/8/2013 đến nay: vắt sữa hệ thống Afi-milk, 03 lần/ngày Hệ thống Afi-farm  Quản lý chi tiết thông tin cá thể bò, giúp phát bò lên giống Cài đặt tự động hóa quy trình thú y, kiểm tra sức khỏe cá thể Quy trình làm mát cho bò Từ ngày 07/02 – 30/4/2013, làm mát khu vắt sữa 04 lần/ ngày đêm; Từ ngày 01/5 – 31/12/2013: làm mát khu vắt sữa - lần/ ngày đêm vận hành hệ thống quạt thơng gió khu chuồng Mỗi lần làm mát 45 phút (1 phút phun nước + phút quạt mát/ chu kỳ) theo quy trình chuyên gia đề nghị, phù hợp với tình hình chăn ni thực tế trại để đạt hiệu cao 26 Từ ngày 01/10/2013 đến nay: vận hành thêm hệ thống quạt-phun sương vị trí bò đứng ăn (05 lần/ ngày đêm); 60 – 90 phút/lần Công tác huấn luyện, đào tạo Tiếp tục công tác huấn luyện, đào tạo, chuyển giao kỹ thuật theo chương trình dự án Trong năm, có 15 lượt chuyên gia Israel đến tổ chức huấn luyện chuyên đề kỹ thuật chăm sóc ni dưỡng bò hậu bị; dinh dưỡng, thú y, giống giải pháp cải thiện nguồn thức ăn thơ xanh cho bò sữa Các lớp huấn luyện thú y gieo tinh đặc biệt trọng phần kỹ thực hành, góp phần đào tạo nâng cao trình độ cho đội ngũ cán kỹ thuật có trình độ chun mơn tay nghề cao góp phần cho việc đạt mục tiêu dự án Ngoài cán kỹ thuật làm việc cho dự án, đối tượng tham gia lớp huấn luyện, chuyển giao kỹ thuật thường xuyên mở rộng cho cán kỹ thuật Khuyến Nông, Thú y công tác đơn vị, Cơng ty có liên quan lĩnh vực bò sữa, số hộ chăn ni bò sữa với quy mô lớn tiếp cận với thông tin, kỹ thuật tiên tiến nhằm góp phần nâng cao hiệu chuyển giao cơng nghệ chăn ni bò sữa cách hiệu Ngồi ra, trại trình diễn thực nghiệm chăn ni bò sữa cơng nghệ cao Israel nơi giao lưu, chia sẻ kinh nghiệm, học tập nông dân, nhà đầu tư quan tâm đến lĩnh vực chăn ni bò sữa, nơi nghiên cứu nhà khoa học, đặc biệt giảng viên Trường Đại học Nông lâm thành phố môi trường thực hành tốt cho sinh viên yêu thích ngành nghề Kết từ năm 2013 - 2015 có 50 đồn khách tham quan với khoảng 1.200 lượt người 15 lượt sinh viên trường Trung cấp, Đại học chuyên ngành chăn nuôi, thú y địa bàn thành phố tham gia thực khóa luận tốt nghiệp Trung tâm thành lập Tổ tiếp nhận chuyển giao công nghệ chuyên gia huấn luyện trực tiếp hàng tuần để bước nắm vững cơng nghệ Song song đó, trại bò sữa Israel bước biên soạn tài liệu theo chuyên đề tiếp tục cập nhật, hoàn chỉnh thành tài liệu, cẩm nang chuẩn bị cho hoạt động chuyển giao kỹ thuật thời gian tới 27 3.3.2 Một số kết bƣớc đầu đạt đƣợc giai đoạn 2013 – 2016 Cơ cấu đàn Đến cuối cuối năm 2016, tổng đàn bò sữa 230 con, tăng 10,43% so với đầu năm 2016, vắt sữa 91 con, có 17 khai thác sữa lứa (chiếm 18,68 %), 27 khai thác lứa thứ (chiếm 29,67 %), 17 khai thác sữa lứa (chiếm 18,68%), 29 khai thác sữa lứa 1, 41 cạn sữa, lại bò tơ chữa, hậu bị bê tơ lỡ.Tổng số bò mang thai dự kiến sinh sản đến tháng 11/2016 63 con, có 17 tơ chửa Như đến cuối tháng 11/2016 Trại đạt mục tiêu dự án với tổng đàn >200 con, có 60% sinh sản Tính đến 2016 trại có >200 bê sinh từ dòng tinh bò sữa cao sản Israel chuyên gia khuyến cáo sử dụng, có cặp bê sinh năm 2014 18 bê từ dòng tinh giới tính Trọng lượng bê sơ sinh trung bình đạt 35 kg/con (cao 16% so với trọng lượ sinh hộ chăn nuôi 30 kg/con), tỉ lệ nuôi sống bê qua năm 2013 2016 đạt 98% đạt tốc độ tăng trưởng tốt Dự kiến đến đầu năm 2017, nhóm bò hậu bị từ dòng tinh Israel bắt đầu vào giai đoạn khai thác sữa với kết suất sữa cao đàn bò Khả sản suất sữa  Sản lượng sữa khai thác Tổng sản lượng sữa khai thác tăng dần qua năm: năm 2013 đạt 269 tấn; năm 2014 đạt 538 (tăng 100% so với năm 2013), năm 2015 đạt 592 (tăng 11% so với năm 2014) dự kiến đến cuối năm 2016 đạt (722 tấntăng 18% so với năm 2015)  Năng suất sữa Năng suất sữa bình quân đàn khai thác sữa ngày cải thiệ : năm 2013 suất sữa bình quân đạt 15,6 kg/con/ngày (trung ạt 22,15 bình với 45 bò vắt sữ 28 ), năm 2015 đạt 21,55 kg/con/ngày kg/con/ngày (trung bình vớ (trung bình 70 bò vắt sữa); so vớ ữa thành phố 15,5 kg/con/ngày đến 05/2016 đạt 21,80 kg/con/ngày (trung bình 95 bò vắt sữa) Kể từ vận hành, áp dụng đồng biện pháp kỹ thuật chuyên gia Israel chuyển giao (từ tháng 01/2013 đến nay), suất sữa trung bình đàn bò khai thác sữa tăng liên tục Cụ thể: + Khi chưa áp dụng kỹ thuật công nghệ Israel (trước tháng 01/2013): Năng suất sữa bình quân đạt 8,5 kg sữa/con/ngày, nguyên nhân đàn bò vận động nhiều khu chuồng ni lớn dinh dưỡng chưa đáp ứng nhu cầu, thiếu hệ thống làm mát; + Qua tháng nuôi dưỡng, áp dụng kỹ thuật chuyên gia Israel (từ tháng 01/2013) với chế độ vắt sữa ca, ghi nhận vào tháng 3/2013: Năng suất sữa bình quân tăng lên 14,9 kg/con/ngày; tháng 6/2013: đạt 15,3 kg/con/ngày; + Từ ngày 05/08/2013: Áp dụng vắt sữa ca,năng suất sữa bình quân đạt 17,3 kg/con/ ngày, đó, nhóm có suất sữa 20kg/con/ngày chiếm 35% đàn vắt sữa (đàn vắt 56 con) + Năm 2014, suất sữa bình quân đạt 22,15 kg/con/ngày, ữa thành phố 15,6 (so vớ kg/con/ngày); cao 1,58 lần(so với suất bình quân nước 14,1kg/ con/ngày) + Năm 2015 đạt 21,55 kg/con/ngày (trung bình 70 bò vắt sữa); 1,43 ữa thành phố 15,5 (so vớ kg/con/ngày) + Đến tháng11/2016 đạt 22,80 kg/con/ngày (trung bình 91 bò vắt sữa) Năng suất trung bình đàn khai thác sữa tăng dần so với kỳ qua năm 2013 - 2016, cao vào thời điểm tháng năm ảnh hưởng thời tiết mát mẻ nên suất sữa tăng - 8% so với suất 29 sữa trung bình đàn khai thác sữa năm Cụ thể, vào thời điểm tháng - 2/2015, suất sữa bình quân đạt 24,4 kg/con/ngày, tăng cao 7,7% so với kỳ năm 2014 (22,32 kg/con/ngày), thời tiết nắng nóng năm 2015 đến trễ (vào tháng 3) kéo dài đến cuối tháng nguyên nhân chủ yếu làm cho suất sữa bình quân đàn khai thác sữa giảm mạnh hai tháng 5/2015 Bên cạnh đó, thời tiết nắng nóng ảnh hưởng giảm độ ngon miệng bị ảnh hưởng “stress nhiệt” Đến tháng11/2016 đạt 22,80 kg/con/ngày bò khai thác sữa lứa tăng, bê sinh từ dòng tinh Israel ni dưỡng Trại vào giai đoạn khai thác sữa, phù hợp với điều kiện khí hậu, chăm sóc dinh dưỡng Trại góp phần ổn định suất sữa trung bình 22.80 kg/con/ngày với 91 khai thác sữa Một nguyên nhân khác có ảnh hưởng lớn đến hoạt động sản xuất trại năm nguồn thức ăn thơ xanh (với diện tích 06 đồng cỏ) không đủ đáp ứng nhu cầu cho tổng đàn bò nay, phần thức ăn bò khai thác sữa thường xuyên bị hạn chế làm ảnh hưởng đến suất chất lượng sữa khai thác 48.35% số bò khai thác sữa lứa thứ  Lũy kế kết suất sữa theo chu kỳ + Năng suất 25 kg/con/ngày, đạt 18 con, chiếm 19,78% đàn khai thác sữa; + Năng suất 30 kg/con/ngày, đạt 15 con, chiếm 16,48% đàn khai thác sữa; * Bình quân đỉnh sữa lứa đạt 28.04 kg Con cao lứa có đỉnh sữa đạt 33,4 kg (ở ngày thứ 25 chu kỳ sữa), thời gian khai thác sữa đỉnh cao kéo dài khoảng 80-90 ngày; * Bình quân đỉnh sữa lứa đạt 31.09 kg Con cao lứa có đỉnh sữa đạt 38,8 kg (ở ngày thứ 31 chu kỳ sữa), thời gian khai thác sữa đỉnh cao kéo dài khoảng 60-80 ngày; 30 ữa bình quân lứa 1: năm 2013đạt 5.317 kg (tương đương - 17,43 kg/con/ngày); năm 2014 đạ ) năm 2015 đạt 6.296 kg/con/chu kỳ (cao năm 2013 18,4% năm 2014 14,1%), năm 2016 đạt 6357 (cao năm 2013 kg/con/chu kỳ 19.5%, năm 2014 15,2% năm 2015 0.97%) Đỉnh sữa bình qn bò lứa cải thiện qua năm: 18,5 kg (năm 2013); 23,37 kg (năm 2014); 25,2 kg (năm 2015) 28,04 kg (năm 2016) - ữa bình quân lứa 2: năm 2014 đạ ), năm 2015 đạt 6.755 kg/con/chu kỳ (tăng 450 kg/chu kỳ so với năm 2014) cao lứa 459 kg/chu kỳ Lượng sữa bình quân đạt 33,6 kg (cao năm 2014 30,3 kg) năm 2016 đạt 7.084 kg/con/chu kỳ 305 ngày, tương đương 23,23 kg/co (tăng 779 kg/chu kỳ so với năm 2014, tăng 329 kg/chu kỳ so với năm 2015) cao lứa 727 kg/chu kỳ Đỉnh sữa bình quân đạt 31,09 kg Thời gian khai thác sữa đỉnh cao kéo dài > 60 ngày, lâu so với hộ dân đạt khoảng 30 ngày Hiện nay, số cá thể sản xuất lứa với suất dự kiến kết thúc chu kỳ khai thác 7.600 –7.800 kg/con/chu kỳ 305 ngày với trung bình đỉnh sữa đạt 35 kg Hiện nay, số cá thể sản xuất lứa với suất dự kiến kết thúc chu kỳ khai thác 7.600 - 7.800 kg/con/chu kỳ 305 ngày với trung bình đỉnh sữa đạt 35 kg  Chất lượng sữa Năm 2016 tiêu thu mua Vinamilk thay đổi (chủ yếu tăng chất lượng sữa) làm ảnh phần đến giá thành sữa nguyên liệu đầu giai đoạn đầu năm 2016 (giá sữa từ tháng 05/2016 đến đạt giá thu mua cao 14.000 VNĐ) Để cải thiện vấn đề cần tiếp tục cải thiện chất lượng phần thức ăn, đặc biệt nguồn thức ăn thơ xanh chất lượng cho nhóm bò khai thác sữa Chất lượng sữa (vật chất khơ hàm lượng béo trong) trung bình đạt 8,37 - 8,56%; béo > 3,5 % Riêng tiêu béo sữa đạt 31 cao tiêu chuẩn thu mua Cơng ty Vinamilk; trung bình số lượng tế bào soma sữa thấp 400.000 tế bào/ml 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO Molecular tools and analytical approaches for the characterization of farm animal genetic diversity, J A Lenstra, L F Groeneveld, H Eding, J Kantanen, J L Williams, P Taberlet, E L Nicolazzi, J So lkner, H Simianer, E Ciani, J F Garcia, M W Bruford, P Ajmone-Marsan and S Weigend, Stichting International Foundation for Animal Genetics, 2012 Genetic diversity in farm animals – a review, L F Groeneveld, J A Lenstra, H Eding, M A Toro§, B Scherf, D Pilling, R.Negrini,E K Finlay, H Jianlin, E Groeneveld, S Weigend and The Globaldiv Consortium, International Society for Animal Genetics, Animal Genetics, 41 (Suppl 1), 6–31, 2010 Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật di truyền phân tử chọn, tạo giống vật nuôi suất cao / Viện Chăn nuôi; Nguyễn Ðăng Vang - 2004 - 115 tr 33 ... 200 0-2 009 số sáng chế tăng lên sáng chế, giai đoạn 2 01 0- 2016, có sáng chế nộp đơn vấn đề 126 140 120 100 80 60 40 20 35 1 3 19 15 13 Thập niên Thập niên Giai đoạn 80 90 Giai đoạn 200 0-2 009 2 01 0- 2016... [2] 168 180 160 140 120 100 80 60 40 20 152 27 Thập niên 80 Thập niên 90 Giai đoạn 200 0-2 009 Giai đoạn 2 01 0- 2016 Biểu đồ 3: Tình hình nộp đơn bảo hộ sáng chế ứng dụng di truyền phân tử chọn giống... dụng di truyền phân tử chọn giống gia súc quốc gia dẫn đầu Trung Quốc: vào thập niên 90 có sáng chế nộp đơn, bắt đầu tăng lên 35 sáng chế giai đoạn 200 0-2 009, đến giai đoạn 2 01 0- 2016 nhận 10 126