Nâng cao năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire thông qua chọn lọc bằng chỉ thị phân tử (Luận án tiến sĩ)

Nâng cao năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire thông qua chọn lọc bằng chỉ thị phân tử (Luận án tiến sĩ)Nâng cao năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire thông qua chọn lọc bằng chỉ thị phân tử (Luận án tiến sĩ)Nâng cao năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire thông qua chọn lọc bằng chỉ thị phân tử (Luận án tiến sĩ)Nâng cao năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire thông qua chọn lọc bằng chỉ thị phân tử (Luận án tiến sĩ)Nâng cao năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire thông qua chọn lọc bằng chỉ thị phân tử (Luận án tiến sĩ)Nâng cao năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire thông qua chọn lọc bằng chỉ thị phân tử (Luận án tiến sĩ)Nâng cao năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire thông qua chọn lọc bằng chỉ thị phân tử (Luận án tiến sĩ)Nâng cao năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire thông qua chọn lọc bằng chỉ thị phân tử (Luận án tiến sĩ)Nâng cao năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire thông qua chọn lọc bằng chỉ thị phân tử (Luận án tiến sĩ)

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN THỊ VINH

NÂNG CAO NĂNG SUẤT SINH SẢN CỦA LỢN NÁI LANDRACE VÀ YORKSHIRE THÔNG QUA CHỌN LỌC BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2018

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN THỊ VINH

NÂNG CAO NĂNG SUẤT SINH SẢN CỦA LỢN NÁI LANDRACE VÀ YORKSHIRE THÔNG QUA CHỌN LỌC BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ

Chuyên ngành : Chăn nuôi

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Vũ Đình Tôn

HÀ NỘI, 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chƣa 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 đƣợc cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày… tháng… năm 2018

Tác giả luận án

Nguyễn Thị Vinh

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, 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 lòng kính trọng và biết

ơn sâu sắc PGS TS Vũ Đình Tôn đã tận tình hướng dẫn, đưa ra nhiều ý kiến đóng góp quý báu, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài Xin chân thành cảm ơn GS Frederic Farnir – Đại học Liege, Vương Quốc Bỉ đã có nhiều đóng góp ý kiến quý báu để tôi hoàn thành tốt luận án này Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Chăn nuôi chuyên khoa, Khoa Chăn nuôi- Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận án

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ công nhân viên Công ty TNHH Lợn giống hạt nhân DABACO (Tỉnh Bắc Ninh) và Xí nghiệp Chăn nuôi lợn Đồng Hiệp (Thành phố Hải Phòng) đã tạo mọi điều kiện về cơ sở vật chất giúp tôi hoàn thành tốt luận án này Xin chân thành cảm ơn dự án AI ARES – CCD (Dự án Việt Bỉ) đã tài trợ chuyến đi thực tập ngắn hạn tại Khoa Thú y, trường đại học Liege, Vương quốc Bỉ

Xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức Bộ môn Sinh học động vật,

Bộ môn Di truyền giống vật nuôi đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi 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 2018

Nghiên cứu sinh

Nguyễn Thị Vinh

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

2.1.3 Các chỉ tiêu đánh giá năng suất sinh sản của lợn nái 10

2.2.1 Tại sao phải sử dụng công nghệ gen trong chăn nuôi? 17 2.2.2 Áp dụng công nghệ gen trong công tác chọn và nhân giống lợn 18

PHẦN 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44

3.3.1 Đánh giá thực trạng về năng suất sinh sản và các yếu tố ảnh hưởng đến

năng suất sinh sản của đàn lợn nái Landrace và Yorkshire nuôi tại các cơ

3.3.2 Xác định tính đa hình (tần số alen và tần số kiểu gen) gen RNF4, RBP4

3.3.3 Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 với năng suất sinh

3.3.4 Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4, RBP4 với sinh trưởng và năng

3.4.1 Đánh giá thực trạng về năng suất sinh sản và các yếu tố ảnh hưởng đến

năng suất sinh sản của đàn lợn nái Landrace và Yorkshire nuôi tại các cơ

3.4.2 Xác định đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 trên quần thể lợn nái

3.4.3 Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 với năng suất sinh

3.4.4 Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4, RBP4 với sinh trưởng và năng

4.1 Năng suất sinh sản và các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất sinh sản của

đàn lợn nái Landrace và Yorkshire nuôi tại các cơ sở nghiên cứu 54 4.1.1 Năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire 54

4.2 Đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 của lợn nái Landrace và Yorkshire 66

4.3 Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 với năng suất sinh

4.3.1 Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 với năng suất

4.3.2 Tác động di truyền cộng gộp (a) và trội (d) của gen RNF4, RBP4 và

4.3.3 Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4 và RBP4 với năng suất sinh sản

4.4 Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4 và RBP4 với sinh trưởng và năng

suất thịt của lợn cái hậu bị Landrace và Yorkshire 104 4.4.1 Mức độ ảnh hưởng của các gen đến sinh trưởng và năng suất thịt 104 4.4.2 Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4 với sinh trưởng và năng suất thịt 105 4.4.3 Mối liên quan giữa đa hình gen RBP4 với sinh trưởng và năng suất thịt 106

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Nghĩa tiếng Việt

a Additive effect (ảnh hưởng di truyền cộng gộp)

IGF2 Insulin – like growth factors 2

GLM General Linear Model (mô hình tuyến tính tổng quát)

LD Depth of longgissimus dorsal (độ dày cơ thăn)

LSM Least Square Mean (trung bình bình phương nhỏ nhất)

PCR Polymerase Chain Reaction (phản ứng khuếch đại gen)

PCR-RFLP Polymerase Chain Reaction - Restriction fragment length

polymorphism (đa hình chiều dài đoạn cắt giới hạn) QTL Quantitative Trait Loci (cụm gen tính trạng số lượng)

SNP Single nucleotide polymorphism (đa hình nucleotit đơn)

TGCS Thời gian cai sữa

DANH MỤC BẢNG

2.3 Marker liên quan đến sinh trưởng và chất lượng thịt lợn 24

3.3 Trình tự mồi, sản phẩm PCR, enzyme cắt giới hạn của gen RNF4, RBP4

4.2 Mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đến năng suất sinh sản 564.3 Ảnh hưởng của trại đến năng suất sinh sản của lợn nái Landrace 584.4 Ảnh hưởng của trại đến năng suất sinh sản của lợn nái Yorkshire 594.5 Ảnh hưởng của mùa vụ đến năng suất sinh sản của lợn nái Landrace 604.6 Ảnh hưởng của mùa vụ đến năng suất sinh sản của lợn nái Yorkshire 614.7 Ảnh hưởng của lứa đẻ đến năng suất sinh sản của lợn nái Landrace 644.8 Ảnh hưởng của lứa đẻ đến năng suất sinh sản của lợn nái Yorkshire 654.9 Tần số alen và kiểu gen của gen RNF4 gene trong quần thể lợn nái

4.10 Tần số alen và kiểu gen của gen RBP4 gene trong quần thể lợn nái

4.11 Tần số alen và kiểu gen của gen IGF2 gene trong quần thể lợn nái

4.12 Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4 với năng suất sinh sản của lợn nái

4.16 Mối liên quan giữa đa hình gen IGF2 với năng suất sinh sản của lợn nái

4.17 Mối liên quan giữa đa hình gen IGF2 với năng suất sinh sản của lợn nái

4.18 Ảnh hưởng di truyền cộng gộp (a) và trội (d) gen RNF4 đến năng suất

4.19 Ảnh hưởng của di tryền cộng gộp (a) và giá trị trội (d) gen RBP4 đến

năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire 904.20 Ảnh hưởng của di truyền cộng gộp (a) và trội (d) gen IGF2 đến năng suất

4.21 Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4 với năng suất sinh sản của lợn nái

4.21 Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4 với năng suất sinh sản của lợn nái

4.22 Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4 với năng suất sinh sản của lợn nái

4.22 Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4 với năng suất sinh sản của lợn nái

4.23 Mối liên quan giữa đa hình gen RBP4 với năng suất sinh sản của lợn nái

4.23 Mối liên quan giữa đa hình gen RBP4 với năng suất sinh sản của lợn nái

4.24 Mối liên quan giữa đa hình gen RBP4 với năng suất sinh sản của lợn nái

4.24 Mối liên quan giữa đa hình gen RBP4 với năng suất sinh sản của lợn nái

4.25 Mức độ ảnh hưởng của các gen đến sinh trưởng và năng suất thịt của lợn

4.26 Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4 với sinh trưởng và năng suất thịt

4.27 Mối liên quan giữa đa hình gen RBP4 đến sinh trưởng và năng suất thịt

DANH MỤC HÌNH

2.2 Những điểm “nóng” trên nhiễm sắc thể ảnh hưởng đến năng suất của lợn 192.3 Marker liên kết với loci quan tâm và khoảng cách từ marker đến các QTL

4.8 Số con sơ sinh/ổ của các kiểu gen RBP4 của lợn nái Landrace 824.9 Số con sơ sinh sống/ổ của các kiểu gen RBP4 của lợn nái Landrace 824.10 Khối lượng sơ sinh/ổ của các kiểu gen RBP4 của lợn nái Landrace 82

TRÍCH YẾU LUẬN ÁN

Tên tác giả: Nguyễn Thị Vinh

Tên Luận án: Nâng cao năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire thông

qua chọn lọc bằng chỉ thị phân tử

Chuyên ngành: Chăn nuôi Mã số: 9 62 01 05

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam

Mục đích nghiên cứu

Mục tiêu chung:

Đánh giá mối liên quan giữa đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 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 để nâng cao năng suất sinh sản của 2 giống lợn này

Mục tiêu cụ thể:

Đánh giá thực trạng năng suất sinh sản và các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire nuôi tại cơ sở nghiên cứu

Xác định được đa hình các gen RNF4, RBP4 và IGF2;

Đánh giá được mối liên quan giữa đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 với các tính trạng năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire;

Đánh giá được mối liên quan giữa đa hình gen RNF4, RBP4 với các tính trạng sinh trưởng và năng suất thịt ở lợn cái hậu bị Landrace và Yokshire

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp thu thập số liệu: số liệu thứ cấp, sơ cấp các tính trạng sinh sản của lợn nái bao gồm tuổi phối giống lần đầu, tuổi đẻ lứa đầu, khoảng cách lứa đẻ, số con sơ sinh/ổ, số con sơ sinh sống/ổ, khối lượng sơ sinh/con, số con cai sữa/ổ, khối lượng cai sữa/con, các chỉ tiêu về sinh trưởng của lợn từ giai đoạn 70-90 ngày tuổi và 130-160 ngày tuổi, 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 các 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 QIA gene Các cặp mồi đặc hiệu được sử dụng

để khuếch đại các đoạn gen đích bằng phương pháp PCR Đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 được xác định bằng phương pháp PCR-RFLP sử dụng 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

số kiểu gen, tần số alen quan sát so với lý thuyết theo định luật Hardy-Weinberg Phân tích mối liên quan giữa kiểu gen và các yếu tố đến tính trạng nghiên cứu sử 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 Ảnh hưởng của giá trị di truyền cộng gộp (a) và và giá trị trội (d) của các gen được xác định sử dụng thủ tục GLM bằng phần mềm SAS 9.1 (2002)

Kết quả chính và kết luận

- Đa hình gen RNF4 gồm có 3 kiểu gen TT, TC và CC; gen RBP4 có 3 kiểu gen

AA, AB và BB được quan sát thấy ở cả quần thể lợn nái Landrace và Yorkshire, trong khi đó đa hình gen IGF2 có 3 kiểu gen AA, AB và BB được tìm thấy ở quần thể lợn nái Landrace nhưng chỉ có 2 kiểu gen AB và BB được tìm thấy trong quần thể lợn nái Yorkshire Tần số alen C thấp hơn alen T ở lợn nái Landrace nhưng lại cao hơn alen T ở quần thể Yorkshire Alen B gen RBP4 có tần số xuất hiện thấp hơn alen A ở cả 2 quần thể nghiên cứu Alen B gen IGF2 xuất hiện với tần số cao hơn alen A ở cả 2 quần thể lợn nái Landrace và Yorkshire Sự phân bố kiểu gen của RNF4 và RBP4 không tuân theo định luật cân bằng Hardy-Weinberg, trong khi đó tần số kiểu gen IGF2 tuân theo định luật cân bằng Hardy-Weinberg ở cả 2 quần thể lợn nái Landrace và Yorkshire

- Đa hình gen RNF4 có mối liên quan với số con sơ sinh/ổ, số con sơ sinh sống/ổ

và khối lượng sơ sinh/ổ ở lợn nái Landrace và số con sơ sinh/ổ và số con sơ sinh sống/ổ

ở lợn nái Yorkshire Lợn nái Landrace mang kiểu gen CC có số con sơ sinh/ổ nhiều hơn 1,25 con và số con sơ sinh sống/ổ nhiều hơn 1,27 con và khối lượng cai sữa/ổ cao hơn 2,25kg so với lợn nái mang kiểu gen TT Lợn nái Yorkshire mang kiểu gen CC có số con sơ sinh/ổ và số con sơ sinh sống/ổ nhiều hơn lần lượt là 1,68 và 1,26 con so với kiểu gen TT Giá trị di truyền cộng gộp (a) ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê các tính trạng số con sơ sinh/ổ, số con sơ sinh sống/ổ và khối lượng cai sữa trên ổ ở cả 2 giống lợn.Đa hình gen RBP4 có mối liên quan với số con sơ sinh/ổ, số con sơ sinh sống/ổ và khối lượng sơ sinh/ổ ở lợn nái Landrace Lợn nái Landrace mang kiểu gen BB có số con

sơ sinh/ổ nhiều hơn 0,77 con, số con sơ sinh sống/ổ nhiều hơn 0,62 con, khối lượng sơ sinh/ổ nặng hơn 0,91 kg Giá trị di truyền cộng gộp (a) ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê các tính trạng số con sơ sinh/ổ, số con sơ sinh sống/ổ và khối lượng cai sữa trên ổ ở lợn Landrace Đa hình gen IGF2 không có mối liên quan với tất cả các tính trạng năng suất sinh sản ở cả 2 giống lợn

- Đa hình gen RNF4 và RBP4 không có mối liên quan với các tính trạng khối lượng và năng suất thịt của lợn cái hậu bị Landrace và Yorkshire Lợn mang kiểu gen

CC của gen RNF4 hoặc lợn mang kiểu gen BB của RBP4 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 định hướng chọn lọc lợn nái Landrace và Yorkshire mang kiểu gen

CC của gen RNF4 và lợn nái Landrace mang kiểu gen BB của gen RBP4 nâng cao năng suất sinh sản

THESIS ABSTRACT

PhD candidate: Nguyen Thi Vinh

Thesis title: Improving reproductive performance of Landrace and Yorkshire sows using

molecular markers

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)

Research Objectives

General objective:

To evaluate the association between the polymorphisms of RNF4, RBP4 and IGF2 genes with reproductive performance of Landrace and Yorkshire in order to orient the selection base on potential genotypes which can improve reproductive performance of these pigs

Specific objectives:

To evaluate the status quo of reproductive performance of Landrace and Yorkshire sows raised at the research facilities;

To determine the polymorphism of RNF4, RBP4 and IGF2 genes;

To evaluate the association between the polymorphism of RNF4, RBP4 and IGF2 with reproductive traits of Landrace and Yorkshrie sows;

To evaluate the association between the polymorphism of RNF4 and RBP4 with growth and meat efficiency of Landrace and Yorkshire

Materials and Methods

Data collection: the data of reproductive performance including age at first service (AFS), age at first farrowing (AFF), farrowing interval (FI), number born (NB), number born alive (NBA), number weaned (NW), birth rate (BR) and at weaning rate (WR), birth weight (BW) and weaning weight (WW), litter birth weight (LBW) and litter weaning weight (LWW); and growth performance including weight body weight

at 30-40 kg, with 70-90 days of age (initial weight), the body weight at 80-90 kg, with 130-160 days of age (final weight), and meat production including depth of longgissimus dorsal (LD), backfat thickness (BF) and lean meat percentage (LM) at final weight were collected from the breeding farms

Genotyping RNF4, RBP4 and IGF2: DNA were extract from ear tissue and tail tissue Specific primers were used to amplify the specific gene fragments using PCR method Then, the amplified fragments was digested by enzymes for genotyping using PCR-RFLP technique

Statistic analysis: All data were analyzed by using GLM procedure of SAS 9.1 (2001) Genotypic and allelic frequencies were calculated for each gene The Hardy-Weinberg equilibrium in each population was tested by comparing the expected and observed genotype frequencies using a chi-squared test (χ²) The association of RNF4, RBP4 or IGF2 genotypes with reproductive performance and growth performance were analyzed with GLM using SAS sofware 9.1 (2001) Both additive genetic and dominant effects were also estimated using GLM procedure of SAS 9.1 (2002)

Main findings and conclusions

- In the present study, we found that the polymorphisms of RNF4 and RBP4 were found to segregate in the Landrace and Yorkshire sows All three possible genotypes (TT, TC and CC of RNF4; and AA, AB and BB of RBP4) were observed in both commercial breeds However, for the polymorphism of IGF2, there are three genotypes of AA, AB and BB were found in Landrace sows, but no AA genotype was detected in Yorkshire sows The genotype frequencies distributions were in Hardy - Weinberg equilibrium for IGF2 but not for RBP4 and RNF4

- The polymorphism of RNF4 gene associated with total number born (NB), number born alive (NBA) and litter birth weight (LBW) in Landrace sows the CC Landrace had average 1.25 more piglets for NB; 1.27 more piglets for NBA and 2.25 more kg than TT sows; in Yorkshire, RNF4 polymorphism associated NB and NBA The Yorkshire sow with CC genotype produced 1.68 and 1.26 more piglets for NB and NBA, respectively as compared to TT sows Significant additive genetic effects of the genotypes on NB, NBA and LBW were found in both breeds The RBP4 polymorphism showed significant association with NB and NBA in Landrace sow but no significant affected to these traits in Yorkshire sows The Landrace sows with BB genotype had significantly higher NB (0.77 piglets), NBA (0.62 piglets) and LBW (0.91 more kg) values than those of the sows with the AA genotype The significant additive genetic effect on NB, NBA and LBW were detected in Landrace No significant association was found between the polymorphism of IGF2 gene and reproductive traits in both Landrace and Yorkshire sows

- The RNF4 and RBP4 genes had no association with any growth and meat efficiency traits in both Landrace and Yorkshire pigs Pigs carrying CC genotypes of RNF4 or BB genotypes of RBP4 had similar body weight, depth of longgissimus dorsal (LD), backfat thickness (BF) and lean meat percentage (LM) to other genotypes

- Landrace and Yorkshire sows with CC genotype of RNF4 gene and Landrace sow with BB genotype of RBP4 should be use to enhance total number born, number born alive and litter birth weight

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Năng suất sinh sản của nái được coi là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế và sự bền vững của ngành chăn nuôi lợn Chính vì vậy, việc nâng cao năng suất sinh sản của lợn nái là mối quan tâm hàng đầu của tất cả các

cơ sở giống

Các tính trạng sinh sản là những tính trạng số lượng có hệ số di truyền thấp, giới hạn về giới tính, chỉ có thể định lượng được sau khi trưởng thành và chúng chịu ảnh hưởng lớn bởi các yếu tố ngoại cảnh, vì vậy việc chọn lọc cho các tính trạng này bằng phương pháp chọn lọc theo kiểu hình khó mang lại hiệu quả (Tom Long, 1995); làm thu hẹp vốn di truyền của quần thể; và tốn kém vì tỷ

lệ loại thải sau mỗi lần chọn lọc cao (Naqvi, 2007) Do đó, việc tìm kiếm phương pháp chọn lọc nâng cao năng suất sinh sản có hiệu quả và nhanh chóng là hết sức cấp thiết

Hiện nay công nghệ gen được ứng dụng rộng rãi trong sinh học nông nghiệp nói chung và chăn nuôi nói riêng, chúng được coi là một trong những ứng dụng quan trọng hỗ trợ tích cực công tác chọn giống Sử dụng công nghệ gen có thể chọn lọc được vật nuôi mang những tính trạng mong muốn ở giai đoạn rất sớm (ngay từ giai đoạn phôi) và các tính trạng được chọn lọc có độ tin cậy cao trong việc dự đoán kiểu hình của con trưởng thành từ đó rút ngắn được thời gian

chọn lọc, giảm được chi phí cho sản xuất con giống (Drogemuller et al., 2001; Linville et al., 2001; Naqvi, 2007)

Chọn lọc sử dụng chỉ thị phân tử MAS (marker assisted selection) là một trong những công nghệ gen được sử dụng để chọn giống lợn phổ biến hiện nay Các gen chỉ thị như ESR1 (Estrogen Receptor 1), FSHB (Estrogen Receptor 1), IGF2 (Insulin like Growth Factor 2), RBP4 (Retiol-Binding Protein 4), RNF4 (Ring Finger Protein 4) đã và đang được nghiên cứu sử dụng như là các gen ứng viên cho năng suất sinh sản ở lợn RNF4 là một chất đồng vị thụ thể steroid, có

thể làm tăng quá trình phiên mã glucocorticoid, progesterone, estrogen (Saville et al., 2002), tác động đến hoạt động các tế bào mầm của bào thai, tế bào hạt của nang noãn (Hirvonen-Santti et al., 2004) Khi nghiên cứu ảnh hưởng của đa hình

hưởng có ý nghĩa thống kê đến số con sơ sinh và số con sơ sinh sống Gen RBP4

có sự tăng biểu hiện gen RBP4 trong nội mạc tử cung giai đoạn 10-12 ngày của thai kỳ, và giữa vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ protein vận chuyển vitamin A trong tử cung và sinh lý của bào thai trong quá trình mang thai, làm giảm tỷ lệ chết phôi, tăng số con sơ sinh và khối lượng sơ sinh Vì vậy, RBP4 được coi như

là gen ứng viên cho năng suất sinh sản ở lợn Gen IGF2 nằm trên NST số 2 Gen

Jungerius et al., 2004; Nezer et al., 1999; Van Laere et al., 2003) Tuy nhiên một

số nghiên cứu khác (Horák et al., 2001; Knoll et al., 2000) xác định vùng intron

7 gen IFG2 có ảnh hưởng đến số con sơ sinh, số con sơ sinh sống của lợn Black Pied Prestice Do đó, IGF2 intron 7 cũng được coi là gen ứng viên cho năng suất sinh sản ở lợn

Như vậy, sự hiểu biết về những gen kiểm soát các tính trạng năng suất sinh sản sẽ tạo ra cơ hội cải tiến chương trình chọn giống Tại Việt Nam, trong những năm gần đây việc ứng dụng di truyền phân tử trong chọn lọc giống 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 Rất ít, thậm chí chưa có nghiên cứu nào đánh giá ảnh hưởng của các gen RNF4, RBP4

và IGF2 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

Xuất phát từ những lý do trên, nghiên cứu này tiến hành đánh giá ảnh hưởng của đa hình các gen RNF4, RBP4 và IGF2 đến các tính trạng sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire, từ đó xác định được những gen ứng viên cho 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 quan giữa đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 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 để nâng cao năng suất sinh sản của 2 giống lợn này

1.2.2 Mục tiêu cụ thể

- Đánh giá thực trạng về năng suất sinh sản và các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire nuôi tại các cơ sở nghiên cứu;

- Xác định tính đa hình các gen RNF4, RBP4 và IGF2;

- Đánh giá mối liên quan giữa đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 với năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire;

- Đánh giá mối liên quan giữa đa hình gen RNF4 và RBP4 với sinh trưởng

và năng suất thịt của lợn Landrace và Yorkshire;

1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Đề tài tiến hành xác định mối liên quan giữa đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 với năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire tại 2 cơ sở nghiên cứu là Công ty TNHH lợn giống hạt nhân DABACO và Xí nghiệp Chăn nuôi lợn Đồng Hiệp trong vòng 2,5 năm

1.4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI

- Đề tài đã xác định được đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 và đánh giá được mối liên quan đa hình 3 gen này với các tính trạng năng suất sinh sản và sinh trưởng ở lợn Landrace và Yorkshire

- Định hướng chọn lọc lợn Landrace và Yorkshire mang những kiểu gen cho năng suất sinh sản cao từ sớm từ đó rút ngắn thời gian chọn lọc và quy mô đàn hậu

bị từ đó nâng hiệu quả chăn nuôi và đáp ứng yêu cầu sản xuất chăn nuôi nước ta

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 RNF4, RBP4 và IGF2 và mối liên quan giữa đa hình các gen này với năng suất sinh sản và sinh trưởng của 2 giống lợn Landrace và Yorkshire

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

1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Cung cấp các thông tin có căn cứ khoa học về khả năng sản xuất của lợn Landrace và Yorkshire giúp các cơ sở chăn nuôi nâng cao hiệu quả việc sử dụng

và khai thác giống lợn này trong sản xuất

- Lợn giống mang các kiểu gen mong muốn sẽ được cơ sở giữ lại làm nguyên liệu duy trì đàn giống gốc và sản xuất con giống có chất lượng cao cung cấp cho người chăn nuôi

- Giá thành con giống sản xuất ra sẽ có khả năng cạnh tranh cao vì chỉ cần đầu tƣ ban đầu để tạo ra đàn giống có năng suất sinh sản cao hơn Các cơ sở giống sẽ chọn lọc sớm đƣợc con giống, những con loại thải sẽ đƣợc đƣa vào nuôi thịt, từ đó nâng cao hiệu quả chăn nuôi cho các cơ sở này

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 là yếu tố quyết định rất lớn đến năng suất, chất lượng thịt và hiệu quả chăn nuôi Để có thể phát triển chăn nuôi không chỉ cần có giống tốt mà còn cần phải chọn lọc cũng như quản lý tốt để không những giữ được mà còn nâng cao được những đặc điểm mong muốn (Nguyễn Thiện và cs, 2005)

Giống là tập hợp những gia súc cùng loài, có chung nguồn gốc hình thành,

có cùng một số đặc điểm di truyền nhất định về tính trạng như tính chất chất lượng (màu da, sắc lông) và tính trạng số lượng (lượng sữa, lượng trứng, số con

đẻ ra ) Những đặc điểm này có thể di truyền cho đời sau và cho phép phân biệt giống này với giống khác

Hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam ngoài các giống lợn bản địa thì các giống lợn ngoại cũng đã và được nuôi và sử dụng rộng rãi

2.1.1.2 Công tác giống

Khi đã có các giống lợn rồi thì vấn đề đặt ra là làm sao vẫn có thể giữ được các giống này? Làm thế nào để các giống lợn này có thể phát huy tốt được hết tiềm năng di truyền sẵn có của giống cũng như chất lượng của giống ngày càng cao đáp ứng được yêu cầu xã hội Đó chính là những nhiệm vụ cần phải giải quyết của công tác giống Công tác giống bao gồm chọn lọc, phổ biến những gen tốt trong quần thể và quản lý giống có hiệu quả (Vũ Đình Tôn, 2009)

Chọn lọc là quá trình mà qua đó một số cá thể được giữ lại và cho phép sinh sản, một số cá thể thì bị loại thải đi Chọn lọc không tạo ra kiểu gen mới nhưng nó làm thay đổi dần dần tần số alen cũng như tần số kiểu gen của cá thể

và vốn gen của một quần thể để có thể cải thiện tính năng sản xuất Việc chọn lọc này có thể tiến hành can thiệp trực tiếp vào các gen hoặc chỉ tập trung vào chọn lọc những cá thể mang các kiểu gen mong muốn trong quần thể để giữ lại làm giống (Vũ Đình Tôn, 2009)

Chọn lọc là khâu đầu tiên và quyết định cơ bản đến kết quả của công tác giống, và mọi thành quả mà các nhà chọn giống động vật hy vọng đạt được thông qua việc áp dụng những phương pháp chọn giống và nhân giống cũng đều phụ

thuộc vào khả năng nhận biết những con vật mang cơ sở di truyền ưu tú Những con vật ưu tú này sẽ được giao phối với nhau để tạo ra những con cháu ưu tú

Hiệu quả của 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 chọn lọc

Theo Nguyễn Văn Thiện (1995), 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 alen tại một locus (D) Sai lệch tương tác có thể xảy ra giữa hai hay nhiều alen khác locus hoặc giữa alen ở locus này với alen ở locus kia (I) Tác động cộng gộp hay giá trị giống là sự tác động của tất cả các alen 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:

+ 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 Hệ số di truyền của một số tính trạng cơ bản ở lợn (Whittemore and Kyriazakis, 2008) được thể hiện ở bảng 2.1

Bảng 2.1 Hệ số di truyền của một số tính trạng cơ bản của lợn

Tính trạng sinh trưởng chất lượng thịt (hệ số di truyền trung bình)

Nguồn: Whittemore and Kyriazakis (2008)

Hệ số di truyền cao (h2 ≥ 0,4) thường gặp ở cá tính trạng bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng cộng gộp của các gen là chủ yếu Trên gia súc là các tính trạng phản ánh chất lượng của sản phẩm như tỷ lệ nạc, độ dày mỡ lưng, chiều dài thân

thịt Hệ số di truyền trung bình (0,2 < h2 < 0,4) đối với các tính trạng bị ảnh hưởng của các gen có hiệu ứng hỗn hợp giữa các hiệu ứng cộng gộp (trội và át gen) Ở lợn là các tính trạng phản ánh số lượng sản phẩm như tốc độ tăng trọng,

các tính trạng bị ảnh hưởng của các gen mà hiệu ứng chủ yếu là không cộng gộp (trội và át gen) Ở lợn là các tính trạng liên hệ đến khả năng sinh sản như số con

sơ sinh, số con cai sữa, khoảng cách lứa đẻ

Hệ số di truyền có ý nghĩa quan trọng trong công tác chọn giống Hệ số di truyền càng cao sẽ làm tăng hiệu quả chọn lọc và ngược lại (Phan Cự Nhân và cs., 1985) Trên cơ sở hệ số di truyền, giúp các nhà chọn giống lựa chọn phương pháp chọn lọc thích hợp Nếu hệ số di truyền cao có thể chọn lọc dựa vào kiểu hình, khi hệ số di truyền thấp cần phải sử dụng thêm các thông tin khác Bảng 2.1 cho thấy, những tính trạng chất lượng có hệ số di truyền cao, còn những tính trạng số lượng có hệ số di truyền thấp nên chúng chịu tác động nhiều bởi yếu tố môi trường và khả năng di truyền các tính trạng này thấp Chính vì vậy, việc nâng cao các tính trạng số lượng bằng các phương pháp chọn lọc truyền thống là 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 là những tính trạng không biểu hiện phân biệt nhau một cách rõ nét, các trạng thái của nó tạo thành một dãy biến dị liên tục, được xác định thông qua các phép định lượng như cân, đo, đếm Tính trạng số lượng thường là những chỉ tiêu kinh tế quan trọng nên được sử dụng để đánh giá phẩm chất giống

Đặc điểm của tính trạng số lượng là do hai hay nhiều gen quy định, có các kiểu tương tác để quy định độ lớn của tính trạng; di truyền có tính chất liên tục; kém

ổn định, biên động mạnh dưới tác động của môi trường (Nilsson, 1908)

2.1.2.2 Di truyền tính trạng số lượng

Trong nghiên cứu những quy luật về di truyền các tính trạng số lượng, đã

đề cập đến nhiều mô hình như: tác động cộng gộp của các gen, tương tác các gen khác locus, tác động của các gen biến điệu Chưa có những bằng chứng trực tiếp

ở phương diện vật chất di truyền đối với các tính trạng số lượng, vì đó là kết quả hoạt động có quan hệ phức tạp của nhiều gen Các mô hình đa gen đưa ra ở góc

độ thống kê giúp chúng ta ƣớc lƣợng về đặc điểm di truyền của tính trạng số

Trên thực tế, trong hệ thống đa gen, ngoài hiệu ứng cộng, còn tồn tại các

hiệu ứng trội và hiệu ứng át gen không đồng vị; vai trò của các quỹ tích gen đối với tính trạng số lượng cũng có sự khác nhau; ảnh hưởng của môi trường đôi lúc cũng vượt quá tác động của di truyền Vì thế, nghiên cứu quy luật di truyền tính trạng số lượng cần thông qua phương pháp thống kê tiến hành quy nạp tổng kết biến dị biểu hiện

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

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

Có nhiều chỉ tiêu đánh giá năng suất sinh sản của lợn nái nhưng các nhà di truyền chọn giống lợn chỉ quan tâm tới một số chỉ tiêu khả n ăng sinh sản và chất lượng đàn con, đó là các chỉ tiêu có tầm quan trọng quyết đi ̣nh hiê ̣u quả k inh tế trong chăn nuôi lợn nái (Vũ Đình Tôn, 2009)

Các chỉ tiêu về khả năng sinh sản của lợn nái được đánh giá thông qua các chỉ tiêu định mức kỹ thuật quan trọng bao gồm: số con đẻ ra còn sống/ổ, số con cai sữa/ổ, số ngày cai sữa, khối lượng toàn ổ lúc sơ sinh, khối lượng toàn ổ lúc cai sữa, số lứa đẻ/nái/năm Các tính trạng năng suất sinh sản chủ yếu này có tầm quan trọng về mặt kinh tế và ảnh huởng đến lợi nhuận của người sản xuất lợn giống cũng như người nuôi lợn thương phẩm

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 khối lượng sơ sinh, khối lượng cai sữa, tỷ lệ đồng đều của đàn con Các chỉ tiêu này thể hiện khả năng nuôi dưỡng thai của lợn mẹ, chăm sóc quản lý và phòng bệnh cho lợn mẹ Khối lượng cũng rất quan trọng vi 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

Gordon (2004) cho rằng, 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 mô ̣t

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

2.1.4 Những yếu tố ảnh hưởng tới năng suất sinh sản

Năng suất sinh sản của lợn nái có mối liên quan 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,…

2.1.4.1 Yếu tố di truyền

a) Giống

Yếu tố di truyền trước hết liên quan đến giống Giống là yếu tố ảnh

hưởng lớn nhất đến các chỉ tiêu sinh sản của lợn nái (Venanzi et al., 1997; Đặng

Vũ Bình, 1999)

Các giống khác nhau có khả năng sinh sản rất khác nhau Sự sai khác này không chỉ liên quan đến số con đẻ ra mỗi lứa, khối lượng lợn con mà còn khác nhau cả ở khả năng mắn đẻ Hầu hết những giống cải tiến đều có khả năng mắn

đẻ cao hơn tức số lứa trên năm cao hơn so với những giống địa phương chưa được cải tiến Theo Legault (1980) các giống lợn có thể được xếp thành bốn nhóm chính như sau:

sinh sản khá vừa có khả năng cho thịt cao

chủng của Trung Quốc (Meishan chẳng hạn) có khả năng sinh sản cao nhưng khả năng sản xuất thịt hạn chế

 Các giống chuyên dụng “dòng bố” như giống Pietrain, Landrace Bỉ, Hamshire có khả năng cho thịt cao nhưng khả năng sinh sản lại hạn chế Các giống “dòng bố” thường có năng suất sinh sản thấp hơn so với các giống đa dụng Ngoài ra chúng có chiều hướng kém về khả năng nuôi con, điều này được thể hiện thông qua tỉ 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 nói chung là cả khả năng sinh sản và cho thịt đều hạn chế nhưng có ưu điểm là khả năng thích nghi cao với điều kiện địa phương

b) Gen

Trước đây tính trạng số lượng nói chung và các tính trạng năng suất sinh sản nói riêng được quan niệm do ảnh hưởng của rất nhiều gen và ảnh hưởng của ngoại cảnh, mỗi gen có một tác động rất nhỏ Sau này với sự phát triển vượt bậc

về lĩnh vực di truyền phân tử và công nghệ sinh học đã cho phép khám phá ra nhiều nhóm gen hoặc những gen riêng biệt có ảnh hưởng lớn đến tính trạng số lượng, các gen này gọi là gen chủ (Major Gene) hay gen QTL (Quantitative Trait Loci) Các QTL này được phát hiện nhờ liên kết với gen đánh dấu (marker gene) Gen đánh dấu là đoạn ADN ngắn, dễ phân tích Việc chọn lọc có thể hoàn toàn dựa vào sự có mặt của gen đánh dấu, hoặc có thể sử dụng gen đánh dấu để hỗ trợ cho quá trình chọn lọc, gọi là chọn lọc có sự hỗ trợ của gen đánh dấu (Makers Assisted Selection –MAS) (Dekkers, 2007)

Bộ gen của lợn gồm nhiều cặp nhiễm sắc thể (19 cặp), trong đó 1 chuỗi ADN dài khoảng 3 tỷ cặp bazơ (base pair, bp) Chuỗi ADN này chứa khoảng 100.000 gen chức năng, chúng xen kẽ với những đọan ADN không hoặc có ít chức năng (Haley and Visscher, 1998) Trong những năm qua, tiến bộ di truyền đạt được nhanh là do hiểu biết về ADN và tác động của vài gen cụ thể Ý tưởng

về một gen 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

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 vì thế có vai trò chức năng ảnh hưởng đến sinh lý của tính trạng Tuy nhiên nhiều gen không chứa mã di truyền cho một protein đặc hiệu nào thường liên quan đến các marker di truyền cho 1 tính trạng xác định Các marker di truyền thì có liên quan đến gen ảnh hưởng đến tính trạng số lượng (QTL), đây chính là nguyên lý cho quá trình chọn giống dưới sự hỗ trợ của gen đánh dấu (MAS) (Dekkers, 2007)

Việc chọn lọc hiện nay thường có mục đích làm tăng tiến bộ di truyền về khả năng sinh sản của lợn nái Chọn lọc chính là nâng cao số lượng gen tốt và hạn chế những gen không mong muốn Gen là nguyên nhân làm biến đổi khối lượng buồng trứng, số lượng nang trứng, số nang trứng chưa được thành thục, số nang trứng chín, tỷ lệ 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 ảnh hưởng rất rõ ràng và

có ý nghĩa đến năng suất sinh sản của lợn nái Chế độ nuôi dưỡng, bệnh tật, phương thức phối, lứa đẻ, mùa vụ, nhiệt độ, thời gian chiếu sáng đều có ảnh hưởng tới

các chỉ tiêu năng suất sinh sản của lợn nái (Riha et al., 2000; Sohst, 1997)

a) Lợn đực phối và phương pháp phối giống

Trong phối giống trực tiếp, việc lựa cho ̣n lơ ̣n đực giống phù hợp để giao phối với lợn nái là rất quan tro ̣ng, ảnh hưởng của cá thể đực giống đối với tỉ lệ thụ thai là rất rõ rệt Sử du ̣ng đực giống quá già cũng sẽ làm giảm số con trong một lứa đẻ Có thể tăng thêm tỉ lệ thụ thai và số con sinh ra trong ổ bằng cách sử dụng hơn một đực cho một lợn nái (phối kép) Điều này tạo cơ hội để sử dụng tối đa lợn đực có khả năng thụ tinh và khả năng phù hợp trên lợn cái (Nguyễn Thiện và cs., 2005)

b) Số lần phối

Số lần phối không chỉ liên quan đến tỷ lệ thụ thai mà liên quan đến số con

đẻ ra Thông thường nếu tăng số lần phối giống khi con cái động dục sẽ tăng tỷ lệ thụ thai và tăng số con đẻ ra Bởi vì lợn là loài đa thai, thời gian gian rụng trứng dài nên nếu phối nhiều lần sẽ tăng được tần số gặp nhau giữa tế bào sinh dục đực

và tế bào sinh dục cái từ đó làm tăng tỷ lệ thụ thai như số con đẻ ra

c) Thời gian cai sữa cho lợn con

Thời gian cai sữa là yếu tố có ảnh hưởng rất lớn đến năng suất sinh sản của lợn nái do liên quan đến số lứa của lợn nái hàng năm và một phần liên quan đến số con đẻ ra mỗi lứa

Trong chăn nuôi lợn nái, để tăng số lứa thì biện pháp áp dụng chủ yếu là tiến hành cai sữa sớm cho lợn con Thời gian cai sữa tùy thuộc và điều kiện chăn nuôi và chăm sóc của từng cơ sở Tuy nhiên nếu cai sữa quá sớm cũng có thể làm ảnh hưởng đến thời gian động dục trở lại và số con đẻ ra ở lứa tiếp theo Theo một số tác giả thì khi cai sữa quá sớm trước 3 tuần tuổi có thể làm cho số con đẻ

ra ở lứa tiếp theo bị giảm Nếu giảm thời gian cai sữa từ 20 ngày xuống 15 ngày

có thể làm giảm số con đẻ ra trên lứa tiếp theo là 0,2 con Điều này là do trong cơ thể lợn nái lượng hormone prolatin còn cao và hàm lượng estrogen thấp đẫn đến tính hưng phấn không cao và số trứng rụng thấp Ngoài ra, sau khi đẻ thì lợn nái cũng cần một thời gian nhất định để cho cơ quan sinh dục phục hồi trở lại bình thường Điều này thể hiện mối tương quan giữa số trứng rụng và số ngày sau đẻ Nếu cai sữa trước 2 tuần số trứng rụng sẽ thấp

d) Kỹ thuật nuôi dưỡng lợn con

Do năng suất sinh sản của lợn nái được đánh giá bằng số lượng hay khối lượng lợn con tại thời điểm cai sữa cho nên kỹ thuật nuôi dưỡng, chăm sóc lợn con cũng có ảnh hưởng rất lớn đến sức sinh sản của lợn nái Sự ảnh hưởng này thể hiện ở hai chỉ tiêu chính đó là: Tỷ lệ chết của lợn con trong giai đoạn bú sữa

và mức độ tăng trưởng của lợn con

Chế độ dinh dưỡng có ảnh hưởng quyết định đến năng suất sinh sản của lợn nái Lợn nái và cái hậu bị được đảm bảo đầy đủ dinh dưỡng cả về số lượng và chất lượng sẽ cho năng suất sinh sản cao Các mức ăn khác nhau giai đoạn từ cai sữa tới phối giống trở lại có ảnh hưởng tới tỷ lệ thụ thai Lợn được cho ăn mức năng lượng đầy đủ trong 7-10 ngày của chu kỳ động dục sẽ cho số trứng rụng tối đa

e) Tuổi và lứa đẻ

Tuổi lợn nái liên quan trực tiếp đến số lứa đẻ Thông thường số con đẻ ra mỗi lứa tăng dần từ lứa 1 lên lứa 2-3, ổn định cho đến lứa 6-7 và sau đó có chiều

hướng giảm đi (Koketsu et al., 1997) Số con bị giảm chủ yếu liên quan đến tỉ lệ

chết phôi tăng ở các lứa về sau chứ không phải do số trứng rụng bị giảm Ngoài

ra số con đẻ ta còn sống ở lứa đầu thấp còn do lợn nái thường sợ hãi khi đẻ và tỷ

lệ thụ thai thấp, tỷ lệ chết thai cao

f) Mùa vụ

Mùa vụ có ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của lợn nái thông qua số con

đẻ ra (Gaustad-Aas et al., 2004) Nhiệt độ cao của mùa hè làm giảm khả năng thu

nhận thức ăn của lợn nái, tỷ lệ hao hụt sẽ tăng từ đó kéo theo thời gian động dục trở lại sau cai sữa cũng tăng Khi nuôi lợn nái trong điều kiện nhiệt độ cao còn lảm giảm tỷ lệ thụ thai, giảm sức sống của bào thai

Các biểu hiện sinh sản bị ảnh hưởng theo mùa vụ có thể dễ nhận biết như lợn nái chậm thành thục về tính, thời gian chờ phối sau cai sữa kéo dài, tỷ lệ chết thai cao hơn và tỷ lệ xảy thai tăng lên cũng như số con đẻ ra/ổ giảm Tuy vậy, ảnh hưởng quan trọng nhất của mùa vụ là giảm tỷ lệ phối giống đậu thai và tỷ lệ

đẻ trong đàn nái (Love et al., 1993) Nhiều nghiên cứu đã chia các ảnh hưởng

này thành hai nhóm, bao gồm các ảnh hưởng của quang kỳ và các ảnh hưởng của nhiệt độ Ngoài ra, stress nhiệt còn ảnh hưởng đến quá trình tiết sữa của lợn nái trong giai đoạn nuôi con Các gia súc tiết sữa có những cơ chế đặc biệt điều tiết giảm tiết sữa khi phải chịu đựng các bức xạ nhiệt từ môi trường nhiệt độ cao

Nghiên cứu của Gourdine et al (2006) 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

Điều quan trọng đối với cái hậu bi ̣ v à lợn nái là cần đủ số lượng và chất lượng dinh dưỡng cần thiết để đảm bảo cho khả năng sinh sản tốt Trước khi phối giống, cần chấm dứt chế độ cho ăn hạn chế và thay thế bằng mức năng lượng cao hoặc trung bình Như vậy nhằm tạo cho lợn cái hậu bị có được trạng thái dinh dưỡng được cải thiện và có tăng trọng Cho ăn mức năng lượng cao trong vòng 7-10 ngày của chu kỳ động dục trước khi chịu được cho phối giống, sẽ đạt được

số trứng rụng tối đa Tuy vậy, nếu tiếp tục cho ăn với mức năng lượng cao vào đầu giai đoạn có chửa, sẽ làm tăng tỷ lệ chết phôi và giảm số lợn con sinh ra trong ổ (Rothschild and Bidanel, 1998) Cho lợn ăn quá m ức không những làm lãng phí mà còn làm tăng khả năng chết thai

Mức ăn cũng là một yếu tố ảnh hưởng đến năng suất sinh sản của lợn nái Cho lơ ̣n ăn quá mức không những làm lãng phí mà còn làm tăng khả năng chết thai Bên cạnh đó, một số nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng thiếu trầm trọng vitamin, khoáng cũng có thể gây chết toàn bộ phôi Những con nái được cho ăn với mức ăn thấp có tỷ lệ hao mòn cơ thể lớn hơn những con nái được cho ăn mức ăn cao trong giai đoạn nuôi con, đặc biệt là tuần cuối trước khi cai sữa (Gordon, 2004) Để đáp ứng đủ cho nhu cầu tiết sữa, những con nái được cho ăn mức ăn thấp phải huy động lượng mỡ dự trữ trong cơ thể, nên tỷ lệ hao mòn của những con nái này tăng lên

- 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 (Dekkers et al., 2004; Dekkers, 2007) 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 Tại sao phải 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 (Naqvi, 2007) 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

 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 sau:

 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

 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

 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 (Andersson et al., 2011) hoặc có ảnh hưởng lớn đến các tính trạng số lượng (Milan et al., 2000a; Van Laere et al., 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 (Bidanel and Rothschild, 2002) 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 (Guéry et al., 2009; Tribout et al., 2010) mặc dù chúng có hệ

số di truyền thấp

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

NST thường và 1 cặp NST giới tính

Mỗi NST chứa

các tính trạng

Hình 2.2 Những điểm “nóng” trên nhiễm sắc thể ảnh hưởng

đến năng suất của lợn

Nguồn: Webb (2000)

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 quan tiềm năng giữa tính

đa hình của ADN với các tính trạng sản suất Hai hướng đi trong phát hiện QTL là:

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

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

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

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

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 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 alen (hàm lượng thông tin cao), không cần biết trước thông tin về genome và cơ thể Bảng 2.2 thể hiện 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

Bảng 2.2 Kỹ thuật chỉ thị ADN

Các kỹ thuật chỉ thị PCR các chuỗi đặc trưng

Đa hình độ dài chuỗi đơn giản

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

Các kỹ thuật chỉ thị gen nhảy

REMAP Retrotrasposon-Microsatellite

Amplified Polymorphism

Đa hình tiểu vệ tinh gen nhảy ngƣợc đƣợc nhân bản RBIP Retrotrasposon-Based Insertion

SNP Single Nucleotide Polymorphism Đa hình nucleotide đơn

OLA Oligonucleotide Ligation Assay Phân tích gắn Oligonucleotide SSCP Single Stranded Conformation

Polymorphism

Đa hình cấu tạo sợi đơn

ASO Allele Specific Oligonucleotide Oligonucleotide đặc trƣng alen ASH Allele-Specific Hybridization Lai alen đặc trƣng

Các gen ứng viên và gen chủ hiện nay đƣợc 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 (Fujii et al.,1991; Kim et al., 2000; Ciobanu et al., 2001 ; Van Laere et al., 2003 ; Knap et al.,2002; Meyers et al., 2007; Plastow et al., 2003)

Bảng 2.3 Marker liên quan đến sinh trưởng và chất lượng thịt lợn

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

Van Laere et al., 2003)

RYR1 Sản lượng thịt nac, hội chứng

stress (PSS), thịt PSE

Fujii et al (1991)

HFABF/AFABP Tăng mỡ trong cơ thịt thăn De Koning et al (1999)

MQ: chất lượng thịt; FC: chuyển đổi thức ăn; DG: tăng trọng 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 Bảng 2.4 thể hiện các ADN marker/gen ảnh hưởng đến năng suất sinh sản ở lợn

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 Những gen được sử dụng phổ biến tại các cơ sở giống hiện nay bao gồm:

ESR1, ESR2, PAX5, EPOR, FSHB, IGF2, miR-27a, FSHR, CD9, FUT1, LCK, CEPR, BF, DIO3, RNF4, GNRHR, LIF, MAN2B2, OPN, AKR1C2,

NAT9, NOS2, ITIH, MUC4, ROPN1, RBP4, EphA4, PRLR, LEP… (Rothschild

et al., 1996; Buske et al., 2006a; Kuehn et al., 2009; Li et al., 2008; Stinckens et al., 2010; Chen et al., 2004 ; Coster et al., 2012; Niu et al., 2009; Lan et al., 2012; Korwin-Kossakowska et al., 2002)