Di truyền động vật

DI TRUYỀN ĐỘNG VẬT ThS NGUYỄN BÌNH TRƯỜNG AN GIANG, 8-2014 Tài liệu giảng dạy “Di truyền động vật”, tác giả Nguyễn Bình Trường, cơng tác Khoa Nơng Nghiệp Tài Nguyên Thiên Nhiên thực Tác giả báo cáo nội dung Hội đồng Khoa học Đào tạo Khoa thông qua ngày 06-08-2014 Tác giả biên soạn ThS Nguyễn Bình Trường Trưởng Đơn vị Trưởng Bộ mơn ThS Đồn Văn Hổ ThS Đào Thị Mỹ Tiên Hiệu trưởng PGS.TS Võ Văn Thắng AN GIANG, 8-2014 LỜI CẢM TẠ Xin chân thành cảm ơn PGS.PTS Phạm Thành Hổ, PGS.TS Võ Văn Sơn, GS.TS Nguyễn Văn Thiện nhiều tác giả khác xuất tài liệu di truyền thông tin di truyền vật ni Đây nguồn tài liệu q giúp làm sở tham khảo để bên soan tài liệu giảng dạy Do khả hạn chế, chắn tài liệu cịn nhiều thiếu sót, mong nhận nhiều ý kiến đóng góp quý đồng nghiệp bạn đọc cho tài liệu hoàn thiện tốt Xin chân thành cảm ơn Long Xuyên, ngày 06 tháng 08 năm 2014 Người thực i LỜI CAM KẾT Tôi xin cam đoan tài liệu giảng dạy riêng Nội dung tài liệu giảng dạy có xuất xứ rõ ràng Long Xuyên, ngày 06 tháng 08 năm 2014 Người biên soạn ii MỤC LỤC Trang CHẤP NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG LỜI CẢM TẠ i LỜI CAM KẾT ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH BẢNG vi DANH SÁCH HÌNH & BIỂU ĐỒ vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ix CHƯƠNG I MỞ ĐẦU CHƯƠNG II DI TRUYỀN HỌC CƠ SỞ 2.1 Những giai đoạn phát triển di truyền 2.1.1 Giai đoạn trước Mendel 2.1.2 Giai đoạn Mendel 2.1.3 Giai đoạn sau Mendel 2.2 Khái niệm, phương pháp nghiên cứu phạm vi ứng dụng 2.2.1 Khái niệm 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.3 Đối tượng nghiên cứu & ứng dụng di truyền động vật 2.3 Di truyền Mendel 2.3.1 Khái niệm ban đầu tính trạng Mendel 2.3.2 Các qui luật từ kết nghiên cứu Mendel 2.4 Tương tác gene 13 2.4.1 Tương tác gene alen 14 2.4.2 Tương tác gene không alen 14 2.4.3 Tương tác đa gene 19 CHƯƠNG III DI TRUYỀN PHÂN TỬ - MIỄN DỊCH & DỊ TẬT 22 3.1 DNA 23 iii 3.1.1 DNA vật chất di truyền 23 3.1.2 Thành phần cấu tạo DNA 26 3.1.3 Sao chép DNA 29 3.1.4 Vai trò RNA 32 3.1.5 Mã di truyền 33 3.2 Đột biến 34 3.2.1 Đột biến gene 34 3.2.2 Đột biến cấu trúc NST & số lượng NST 36 3.3 Di truyền miễn dịch 43 3.3.1 Kháng nguyên 44 3.3.2 Kháng thể 45 3.3.3 Di truyền sức kháng bệnh vật nuôi 45 3.4 Bệnh, tật di truyền 50 3.4.1 Bệnh, tật di truyền gene đột biến 50 3.4.2 Bệnh, tật di truyền đột biến số lượng, cấu trúc NST 51 3.4.3 Một vài hướng nghiên cứu ứng dụng di truyền y học 54 3.4.4 Di tật di truyền gia súc 54 CHƯƠNG IV DI TRUYỀN GIỚI TÍNH 61 4.1 Nhiễm sắc thể 61 4.1.1 Nhiễm sắc thể động vật 61 4.1.2 Nhiễm sắc thể giới tính 65 4.2 Xác định giới tính 65 4.2.1 Định luật Morgan 65 4.2.2 Giới tính động vật 66 4.3 Di truyền liên kết giới tính 69 4.3.1 Các loại tính trạng giới tính 69 4.3.2 Gene liên kết với NST – X 69 4.3.3 Gene liên kết với NST – Y 72 4.4 Điều hoà giới tính động vật 72 iv 4.5 Ứng dụng gia cầm - phân biệt gà nở 74 CHƯƠNG V DI TRUYỀN QUẦN THỂ & SỐ LƯỢNG 76 5.1 Di truyền quần thể 76 5.1.1 Khái niệm 76 5.1.2 Tần số kiểu gene tần số gene 76 5.1.3 Định luật Hardy - Weinberg 76 5.1.4 Các ứng dụng định luật Hardy-Weinberg 79 5.1.5 Những yếu tố làm thay đổi tần số gene 83 5.2 Di truyền học số lượng 83 5.2.1 Tính trạng số lượng di truyền học số lượng 83 5.2.2 Các giá trị đặc trưng tính trạng số lượng 84 5.2.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến tính trạng số lượng 86 5.2.4 Hệ số di truyền 88 CHƯƠNG VI CÔNG NGHỆ TRONG DI TRUYỀN 98 6.1 Công nghệ di truyền động vật 98 6.2 Lịch sử phát triển 98 6.3 Xác định giới tính tinh trùng 99 6.4 Xác định giới tính phôi 101 6.4.1 Xác định giới tính phơi 101 6.4.2 Đánh giá phân loại phôi 102 6.5 Cấy chuyển phôi 104 6.5.1 Nguyên tắc 105 6.5.2 Phương pháp cấy truyền phôi 105 6.5.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến kết cấy truyền phơi 107 6.6 Dịng vơ tính 108 6.6.1 Chuyển ghép nhân 108 6.6.2 Tạo dòng cừu Dolly 109 THỰC HÀNH 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 v DANH SÁCH BẢNG Trang Bảng 2.1: Các kết lai tính Mendel Bảng 2.2: Kết lý thuyết trường hợp lai với đôi gene khác 13 Bảng 2.3: Kết lai 19 Bảng 2.4: Sự trội lặn tính trạng số loài động vật 20 Bảng 3.1: Mối quan hệ sức đề kháng bệnh viêm vú mẹ 47 Bảng 3.2: Kết thí nghiệm sức đề kháng giun ký sinh dê 49 Bảng 3.3: Tỷ lệ mắc bệnh tràn dịch tim bê trước 30 tháng tuổi 50 Bảng 3.4: Các khuyết tật gây chết gà 54 Bảng 3.5: Một số khuyết tật di truyền lợn 55 Bảng 3.6: Khuyết tật di truyền bò 57 Bảng 4.1: Số lượng NST số loài vật 64 Bảng 4.2: Cặp nhiễm sắc thể giới tính số loài 67 Bảng 4.3: Cơ chế nhiệt độ ảnh hưởng đến giới tính số lồi động vật 68 Bảng 5.1: Tần số kiểu gene 77 Bảng 5.2: Tần số gene 77 Bảng 5.3: Tần số kiểu gene quần thể 78 Bảng 5.4: Tần số kiểu gen tần số gene cho hệ 79 Bảng 5.5: Tần số kiểu gene nhóm máu 81 Bảng 5.6: Tính trạng số lượng chất lượng 84 Bảng 5.7: Cơng thức tính hệ số di truyền 91 Bảng 5.8: Hệ số di truyền số tính trạng vật nuôi 93 Bảng 6.1: Trình tự phát triển phơi bị 103 Bảng 6.2: Chất lượng phôi tỉ lệ có thai sau cấy 107 vi DANH SÁCH HÌNH & BIỂU ĐỒ Trang Hình 2.1: Gregor Johann Mendel tượng đài tưởng nhớ ơng Hình 2.2: Francis Crick James Dewey Watson Hình 2.3: Charles Darwin, Hugo Marie De Vries & Godfrey Harold Hardy Hình 2.4: Tế bào, nhiễm sắc thể, DNA gene Hình 2.5: Hiện tượng gây chết chuột 14 Hình 2.6: Kiểu hình mào gà 15 Hình 2.7: Kiểu hình dài trịn dẹt bí 16 Hình 2.8: Phép lai hoa đỏ hoa trắng hai gene chi phối 20 Hình 3.1: Chứng minh tượng biến nạp chuột 24 Hình 3.2: Cấu tạo (a) vòng đời phage (b); thí nghiệm chứng minh DNA vật chất di truyền (c) 25 Hình 3.3: purine, pyrimidine, adenine, cytosine, guanine, thymine Uracil 26 Hình 3.4: Mơ hình xoắn kép DNA 27 Hình 3.5: Liên kết hidro base 28 Hình 3.6: Cấu trúc phân tử đoạn DNA RNA 28 Hình 3.7: Các dạng xoắn DNA 29 Hình 3.8: Sao chép theo khuôn 30 Hình 3.9: Thí nghiệm chứng minh DNA chép bán bảo tồn 31 Hình 3.10: Cấu trúc tRNA 32 Hình 3.11: Quá trình chép DNA 33 Hình 3.12: Hiện tượng gỉa trội 36 Hình 3.13: Đảo đoạn bị cắt 37 Hình 3.14: Đảo đoạn mang tâm động 38 Hình 3.15: Sản phẩm giảm phân kết trao đổi chéo đơn vòng đảo đoạn không mang tâm động 39 vii Hình 3.16: Quá trình giảm phân xãy thể dị hợp chuyển đoạn 40 Hình 3.17: Lai củ cải với bắp cải 41 Hình 3.18: Cơ chế hình thành giao tử thừa thiếu nhiễm sắc thể không phân ly nhiễm sắc thể giảm phân 43 Hình 3.19: Đặc điểm hội chứng Turner người 51 Hình 3.20: Đặc điểm hội chứng Klinefelter 52 Hình 3.21: Nguồn gốc hội chứng Down 53 Hình 3.22: Đặc điểm hội chứng Down người 53 Hình 4.1: Cặp NST tương đồng tâm tâm mút 61 Hình 4.2: Nhiễm sắc thể (A) sơ đồ kiểu NST (B) 62 Hình 4.3: Phức hợp nucleoprotein cuộn lại thành NST9 69 Hình 4.5: T.H.Morgan động vật nghiên cứu 63 Hình 4.6: Mèo tam thể 70 Hình 4.7: Thể barr 71 Hình 6.1: Xác định giới tính trinh trùng 100 Hình 6.2: Kỹ thuật ICCS 101 Hình 6.3: Tóm tắt phương pháp chuyển phơi bị 106 Hình 6.4: Kỹ thuật chuyễn ghép nhân 108 Hình 6.5: Quy trình tạo cừu Dolly 110 Biểu đồ 2.1: Kết phép lai hoa đỏ hoa trắng 20 Sơ đồ 3.1: Các loại biến dị 34 viii + Phương pháp miễn dịch học: sử dụng kháng thể H-Y sở ghép da chuột chuột đực nhận thấy chuột đực có gene NST Y Trong nghiên cứu Hồng Kim Giao (2003) ghi nhận kết nghiên cứu Wachet (1984) thấy kháng nguyên H-Y xuất từ phơi bị 16 tế bào đến lúc phơi nang thời kỳ mở rộng Bằng phương pháp kháng nguyên huỳnh quang gián tiếp thực 75 phôi bị từ – 11 ngày tuổi Kết có 34 phơi bắt màu huỳnh quanh hồn tồn, 31 phơi không bắt màu 10 phôi không rõ Lấy phơi xác định giới tính cấy có bê sinh + Phương pháp PCR với dấu hiệu phân tử DNA đặc trưng thể nhiễm sắc Y: lấy 10 – 20 tế bào tách khỏi phôi, sau tách DNA từ tế bào sinh thiết này, trộn DNA với mồi (primer) khuyếch đại mẫu DNA phương pháp PCR, sáu chạy điện di gel (các thạch) để xác định dấu hiệu đặc trưng NST Y phơi bị Kết cho thấy mức độ nhạy cảm DNA tăng khuếch đại chúng lê kỹ thuật PCR Sử dụng cặp mồi SnY đặc trưng NST Y cho kết xác 100% giới tính phơi bị (Trần Quốc Dung cs, 2006 trích Sutou, 1995) Sau vào năm 2000, Viện Chăn ni thành cơng 100% sử dụng cặp mồi đặc trưng cho giới tính UPS1 , cặp mồi đặc trưng cho lồi CP16 CP22 Kết ghi nhận số băng điện di đồ (cái) đực (2) 6.4.2 Đánh giá phân loại phôi Không phải tất phơi sử dụng để cấy truyền phải loại phôi không đạt chuẩn, tránh tượng phải bỏ chi phí mà nhận kết thụ thai Như cần phải phân loại phơi * Cơ sở đánh giá + Hình thái chung phơi bình thường đánh giá sau thu hoạch Kích thước: 100 - 200µ, hình dáng: qua kính hiển vi hình trịn giới hạn màng suốt (zona pellucida) + Mức độ phân chia tế bào, số lượng phôi bào: số phôi bào phát triển qua giai đoạn từ ban đầu thành 2, 4, 8, 16, phôi dâu, phôi nang Độ tập trung hay phân tán tế bào phôi cho thấy mối liên kết phôi bào Màu sắc: thể mức độ sống, chết phát triển tế bào phôi Trên sở nên đánh giá phôi phân theo giai đoạn chất lượng * Đánh giá theo giai đoạn phát triển Dựa vào giai đoạn phát triển phơi, giai đoạn gắn liền với tuổi phơi vị trí đường sinh dục thú 102 Bảng 6.1: Trình tự phát triển phơi bị Thời điểm tích từ bắt đầu động dục (ngày) Các kiện Vị trí Bắt đầu động dục Buồng trứng Rụng trứng Vòi trứng Thụ tinh, hợp tử Vòi trứng 2 tế bào Vòi trứng – tế bào Vòi trứng 3–4 16 – 32 tế bào Vòi - tử cung 4–5 Phôi dâu già Tử cung 5–6 Phôi nang sớm (non) Tử cung Phôi nang Tử cung 8–9 Phôi nang khỏi vỏ Tử cung 10 Phôi nang dài Tử cung 11 Tiếp xúc với thành tử cung Tử cung 23 Làm tổ Tử cung 35 Nguồn: Hoàng Kim Giao cs, 1997 Nhưng nghiên cứu phân loại phôi sau (Hồng Kim Giao cs, 2007 trích từ Lindner Wringht, 1983) - Phôi dâu (morula): mầm phôi phân chia nhiều lần, giới hạn phơi bào khó phát (16 phôi bào) Khối tế bào chiếm phần lớn khoảng trống phơi – phía màng suốt - Phôi dâu già (tight morula): phôi bào (>16) tạo thành khối liên kết chặt chẽ, chiếm 60 – 70% khoảng trống phôi - Phôi nang sớm (earlt blastocys): đám phơi bào hình thành nên xoang chiếm 20 – 30% diện tích khối tế bào, tiết dịch tế bào - Phôi nang (blastocys): lúc xoang >50%, khối tế bào tiến cực phôi xoang tiến cực cịn lại, chúng tiến màng suốt - Phơi nang trương nở (expended blastocys): phôi lúc lớn lên 1,2 – 1,5 lần màng suốt mỏng cịn khoảng 1/3 lúc đầu - Phơi nang vỡ màng suốt (hatched blastocys): màng suốt bị vỡ phơi chui ngồi với hình dáng khơng cố định, bao gồm khối tế bào phơi (mầm phơi) màng nuôi bao bọc xung quanh 103 Sau nghiên cứu tác giả khái quát giai đoạn phát triển theo thời gian phôi sau Phôi dâu (morula) ngày tuổi Phôi dâu già (tight morula) ngày tuổi Phôi nang sớm (earlt blastocys) ngày tuổi Phôi nang (blastocys) ngày tuổi Phôi nang trương nở (expended blastocys) ngày tuổi Phôi nang vỡ màng suốt (hatched blastocys) ngày tuổi Như thu hoạch phôi bò vào ngày thứ sau động dục phối giống chủ yếu phơi dâu phơi nang (Hồng Kim Giao cs, 1997) * Đánh giá theo chất lƣợng phơi Trên thực tế làm việc người ta phân thành loại: Trứng thụ tinh: không sử dụng cấy truyền phôi Phôi chậm phát triển: không sử dụng cấy truyền phơi Phơi thối hố: khơng sử dụng cấy truyền phơi Phơi sử dụng được: loại phôi dâu, phôi nang giai đoạn khác + Loại A (rất tốt): Màng zona pellucida tròn - đẹp, khối tế bào đậm - chia đều, phôi bào liên kết chặt chẻ, hình thái chuẩn giai đoạn phát triển + Loại B (tốt): Khối tế bào không đẹp, rõ nét loại A, tế bào liên kết chặt có mảnh vụn tế bào hay tế bào rời rạc, hình thái phản ánh giai đoạn phát triển + Loại C (trung bình): màu sắc khơng bình thường, liên kết tế bào lõng lẽo, có nhiều tế bào rời rạc, khối tế bào nhỏ bình thường, màng suốt ngun vẹn vỡ Loại A B thực tế cho thấy có tỉ lệ đậu thai khơng nhiều bảo quản loại C khơng thể bảo quản mà phải phơi lúc cịn tươi (Hồng Kim Giao cs, 1997) 6.5 CẤY CHUYỂN PHÔI (EMBRYO TRANSFER TECHNIQUES) Cấy truyền phơi (CTP) q trình đưa phơi vào thể bị mà phơi khơng phát triển từ trứng Có nghĩa trứng bò A thụ tinh phát triển thành phôi đưa vào quan sinh dục bò B để phát triển 104 6.5.1 Nguyên tắc Bị mẹ A (bị cho phơi) sau thụ tinh hay thụ tinh ngồi chuyển phơi cho bị mẹ B (bị nhận phơi) mà phơi sống phát triển điều kiện sinh lý với bị A Phơi lấy vị trí đường sinh dục phải trả lại vị trí Có nơi: ống dẫn trứng sừng tử cung (Hoàng Kim Giao cs, 1997) 6.5.2 Phƣơng pháp cấy truyền phơi Có phƣơng pháp cấy truyền phơi - Cấy truyền phôi qua phẫu thuật: sau chuẩn bị tốt tất bị nhận phơi gây mê mổ hông (hoặc bụng) để đưa phơi vào ống dẫn trứng (hay sừng tử cung) tuỳ thuộc vào tuổi phơi Phơi phải phải cấy vào phía buồng trứng vàng, sau xử lý xong khoảng 15 phút bị nhận phơi phải chăm sóc tốt vết mổ - Cấy truyền phôi không qua phẫu thuật: đạt tỉ lệ thành công cao đưa phôi vào phía sừng tử cung thực với nhận phôi động dục – ngày (thơng thường ngày) + Dụng cụ hố chất: kính hiển vi soi nổi, micropipet, súng cấy phơi, kéo dao để cắt cọng rạ,…Bơng gịn, cồn 700 thuốc gây tê… + Đưa phôi vào cọng rạ: Phôi hút vào cọng thông qua pippet hay tự động bảo quản dung dịch ni phơi, sau cọng rạ ghi thông tin: giống, số lượng, giai đoạn phát triển (phôi dâu, nang…) Sau phôi ổn định đặt cọng rạ nằm ngang tránh tác động ánh sáng vi khuẩn đến lắp vào súng + Lắp cọng rạ vào súng: Cọng rạ sau vô trùng (cắt 1-2 cm cho vừa với súng) đưa vào súng Giai đoạn cần thực nhanh tránh tác động từ mơi trường ngồi + Chuẩn bị bị nhận phơi: Sau chọn bị nhận phơi phát dục, tiến hành kiểm tra thể vàng (khám trước - ngày) phải xác định thể vàng phía sừng tử cung để đưa phơi vào phía Tiêm thuốc gây tê vào vùng xương khum bò, vệ sinh vùng hậu mơn âm hộ bị, vệ sinh lại cồn đảm bảo vệ sinh Phôi dâu cấy cho bị động dục trước ngày, phơi nang sớm phơi dâu mn cấy cho bị động dục ngày phôi nang giai đoạn cuối hay trương nở cấy cho bò động dục ngày + Cấy chuyển phôi: sau chuẩn bị phơi đạt tiêu chuẩn bị nhận phơi bắt đầu thực q trình cấy truyền phơi Thao tác cấy phôi tương tự 105 thao tác gieo tinh nhân tạo, súng đưa sâu vào qua sừng tử cung tiến phía buồng trứng vàng đến vị trí cần truyền phơi vào đỉnh chóp sừng tử cung (khoảng cách từ ngã sừng tử cung đến đỉnh chóp khoảng – 10 cm) lúc kỹ thuật viên bơm phơi, thời gian thực ngắn tốt kéo dài tỉ lệ đậu thai thấp có lẽ co bóp mạnh quan sinh dục (Hồng Kim Giao cs, 1997) Theo số tác giả khác tóm tắt q trình cấy truyền phơi sau Nguồn: Cơng nghệ gene nơng nghiệp, k.n Hình 6.3: Tóm tắt phƣơng pháp chuyển phơi bị 1: Gây siêu rụng trứng bò cho gonadotropin 2: Thụ tinh nhân tạo (5 ngày sau bắt đầu gây siêu rụng trứng) 3: Thu nhận phôi phương pháp không phẫu thuật (6-8 ngày sau thụ tinh nhân tạo) 4: Ống Foley để thu nhận phôi 5: Tách phân loại phôi 6: Bảo quản phôi không hạn định nitrogen lỏng 370C nhiệt độ phòng ngày 106 7: Chuyển phôi vào nhận phương pháp phẫu thuật khơng phẫu thuật 8: Chẩn đốn thai sờ nắn qua vách trực tràng 1-3 tháng sau chuyển phôi 9: Sinh đẻ (9 tháng sau chuyển phôi) 6.5.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến kết cấy truyền phôi + Chất lượng phôi: tốt tỉ lệ đâu thai cao, người ta phân loại phôi, I: tốt, II: tốt, III: trung bình, IV: xấu Sau tổng kết kết nghiên cứu 12 tác giả thu qua bảng bên (Hoàng Kim Giao cs, 1997 trích từ Seidel, 1981) Bảng 6.2: Chất lƣợng phơi tỉ lệ có thai sau cấy Chất lƣợng phơi Số phơi nhiên cứu Tỉ lệ có chữa sau cấy (%) Loại I – tốt 7290 61 (42 – 70) Loại II – tốt 4091 41 (14 – 58) Loại III – trung bình 1022 34 (26 – 45) Loại IV – xấu 105 21 (12 – 33) Nguồn: Hoàng Kim Giao cs, 1997 + Tuổi giai đoạn phát triển phôi: Qua thực nghiệm thấy tuổi phơi già tỉ lệ đậu thai sau cấy cao, tỉ lệ đậu thai cao phôi – ngày tương ứng với giai đoạn phát triển phôi dâu phơi nang + Chất lượng bị nhận phơi: tuỳ thuộc vào mức độ động dục bò, chất lượng thể vàng mức độ khó khăn cấy phơi Các bị nhận phơi có biểu động dục mạnh rõ ràng cho tỉ lệ đậu thai cao thể vàng phát triển tốt ngược lại Chất lượng thể vàng liên quan chặt chẻ với lượng progesteron tiết giúp cho q trình định vị phát triển phôi thuận lợi Yếu tố quan trọng không theo tác truyền phôi, bị tơ khó thực bị sinh sản vị trí truyền phơi + Vị trí phơi đường sinh dục: nhiều nghiên cứu tác giả có quan điểm riêng, ý kiến cho phương pháp phẫu thuật phải cấy phơi vào chóp sừng tử cung, nơi có điều kiện môi trường phù hợp với phát triển phôi nhiều người chấp nhận Trong phương pháp truyền phôi không phẫu thuật, người ta cho kỹ thuật viên cố gắn đưa súng vào sâu đến sừng điều kiện truyền phơi Bởi cố gắn truyền sâu đến chóp sừng tử cung gây tổn thương niêm mạc làm hạn chết tỉ lệ thành công + Kỹ thuật: ảnh hưởng cao người thực có tai nghề làm thời gian thực kéo dài nên tỉ lệ đậu thai giảm 107 + Yếu tố khác: bên cạnh yếu tồ kể cịn yếu tó khác ảnh hưởng đến tỉ lệ thành công điều kiện chăm sóc, mơi trường ni dưỡng phơi, nhiệt độ mơi trường q trình vệ sinh sau phối…(Hồng Kim Giao cs, 1997) 6.6 DỊNG VƠ TÍNH 6.6.1 Chuyển ghép nhân (nuclear transplantation) Phát triển trình nghiên cứu phơi chuyển ghép nhân phương pháp mới, sử dụng tế bào trứng chưa thụ tinh loại bỏ nhân kết hợp với nhân (DNA chứa nhân) tế bào phôi sớm để tạo nên hợp tử phát triển thành phôi Phương pháp chuyển ghép nhân tạo dịng vơ tính thành cơng nhiều lồi gia súc: bị, ngựa, lợn, dê, cừu… Nguồn: Cơng nghệ gene nơng nghiệp, k.n Hình 6.4: Kỹ thuật chuyển ghép nhân Kỹ thuật chuyển nhân bao gồm bước sau + Gây siêu nỗn, thụ tinh, thu nhận phơi tốt giai đoạn phôi dâu + Tách khối tế bào phôi dâu thành tế bào riêng lẻ, nuôi chúng mơi trừng đặc biệt Cách giúp tăng tế bào lên nhiều lần, thực sửa đổi di truyền chọn tế bào xảy sửa đổi mong muốn + Kết hợp tế bào với tế bào trứng chưa thụ tinh không nhân xung điện tạo thành phôi + Phôi tạo thành nuôi cấy in vitro đưa vào nuôi vật nhận trung gian thường thỏ cừu + Sau thời gian, chuyển phôi phát triển vào vật nhận gây động dục đồng pha 108 Kỹ thuật chyển ghép nhân cho phép tạo hàng loạt động vật giống di truyền mang tính trạng mong muốn đó, kỹ thuật cho nhiều từ Đây thành tự cao cải tiến giống di truyền, nên áp dụng vật nuôi tránh hành vi nghiên cứu phi đạo đức (Công nghệ gene nơng nghiệp, k.n.) 6.4.3 Tạo dịng cừu Dolly Năm 1996, nhà phôi học Ivan Wilmut cộng Viện Roslin Scotland cho đời động vật hình thức dịng hố cừu Dolly Phương pháp sử dụng để tạo cừu Dolly tóm tắt sau - Tế bào trứng cừu giống Scottish Blackface chưa thụ tinh kỳ II loại bỏ nhân - Tế bào tuyến vú cừu giống Finn Dorset, năm tuổi giai đoạn tháng cuối thời kỳ mang thai, nuôi cấy môi trường nghèo chất dinh dưỡng để vào pha định vị chu kỳ tế bào (pha G0) - Hai tế bào dung hợp xung điện - Các tế bào phát triển môi trường nuôi cấy thành phôi Phôi cấy vào cừu mẹ thay tiêm hormone cần thiết - Phôi phát triển đến giới hạn kiểu DNA xác định Dolly dịng vơ tính, cừu Finn Dorset Từ 277 phôi tạo thành phương pháp đưa vào ni cấy, cuối có phôi phát triển thành thai thành cừu Cừu Dolly sinh ngày tháng năm 1996, có trọng lượng bình thường, khơng có biểu dị dạng Sau nhiều động vật khác đời phương pháp Vào năm 1998, sử dụng phương pháp vi tiêm nhân vào trứng loại bỏ nhân, nhà sinh học trường Ðại học Hawaii tạo dòng 50 chuột nhắt Các nhà khoa học công ty PPL Therapeutics Edinburgh (Scotland) cho đời lợn tạo dòng vào ngày tháng năm 2000 cách sử dụng vật chất di truyền từ tế bào lợn trưởng thành Một nhóm nhà khoa học Nhật Bản thành cơng việc tạo dịng bê Cừu Dolly chết vào năm 2003 bị ung thư phổi, bệnh phổ biến tìm thấy cừu già Kết phân tích DNA cho thấy đầu nhiễm sắc thể (telomere) cừu Dolly ngắn so với bình thường (Cơng nghệ gene nông nghiệp, k.n.) 109 Nguồn: Công nghệ gene nông nghiệp, k.n Hình 6.5: Quy trình tạo cừu Dolly 110 Câu hỏi ôn tập chƣơng VI Công nghệ di truyền gì? Chúng giúp cho ngành chăn ni gì? Cơng nghệ di truyền có phải công nghệ hổ trợ sinh sản không? Tại sao? Công hộ hổ trợ sinh sản vật nuôi có loại? Kể tên? Ý nghĩa việc xác định giới tính tinh trùng chăn ni? Kỹ thuật dòng chảy tế bào bơm tinh trùng vào trứng có ý nghĩa di truyền? Kể tên phương pháp xác định giới tính phơi? So ánh ưu khuyết điểm cho phương pháp? Hiểu trình tự phát triển phơi giúp cho công tác lai giống? Cấy chuyển phôi nào? Có phương pháp cấy chuyển phơi? Cừu Dolly sinh nào? Nguyên nhân cho chết cừu Dolly gì? Tại sao? 111 THỰC HÀNH Bài 1: Cân 10 heo sau cai sữa có khối lượng sau Heo 10 P(kg) 20,0 20,8 30,0 20,5 10,9 30,1 20,4 20,9 10,8 20,6 Anh/Chị tính giá trị trung bình, phương sai độ lệch nhận xét khối lượng trung bình 10 heo bao nhiêu? Bài 2: Một thỏ mẹ sinh thỏ có khối lượng tuần tuổi thứ bảng bên Thỏ 10 11 12 Khối lượng (g) 293 100 103 118 120 128 140 148 150 179 180 187 Anh/Chi nhận định khối lượng thỏ từ số liệu thông qua giá trị trung bình, phương sai, độ lệch Bài 3: Thực khảo sát khối lượng (kg) trâu huyện Châu Phú, sinh viên A có kết sau 112 STT xi STT xi Trâu P (kg) Trâu P (kg) 293 300 22 23 328 448 10 11 303 318 320 328 440 448 450 479 480 24 25 26 27 28 29 30 450 479 480 487 303 318 320 303 12 13 14 487 303 318 31 15 16 17 18 19 20 21 320 328 293 300 303 318 320 Anh/Chị kết luận khối lượng trung bình độ lệch đàn trâu Bài 4: Tính hệ số di truyền khối lượng (theo trống, mái, theo trống mái) lúc tuần tuổi gà sinh từ gà trống 15 gà mái Gà trống 113 Gà mái 10 11 12 13 14 15 965 803 644 740 701 909 696 752 686 979 905 797 809 887 872 Gà 813 640 753 798 847 800 807 863 832 798 880 721 756 935 811 765 714 705 941 909 853 800 739 796 788 770 765 775 937 925 Bài 6: Từ số liệu bảng bên thể khối lượng thỏ tháng tuổi, số lượng thỏ đực, thỏ (g) Anh/Chị xác định hệ số di truyền khối lượng thỏ theo trống, mái, theo trống mái Thỏ đực 114 Thỏ 10 11 12 500 700 600 740 701 753 850 875 549 807 863 832 Thỏ 813 640 640 753 549 807 853 800 739 796 800 739 765 714 700 600 740 696 752 686 909 696 752 686 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phùng Hữu Chính, 1998 Một số đặc điểm cần ý công tác chọ giống phân cấp chất lượng đàn ong Tạp chí khoa học kỹ thuật ngành ong Số Trung tâm nghiên cứu phát triển ngành ong Tống Xuân Chinh, 1998 Sinh học chung ong khơng ngịi đốt Tạp chí khoa học kỹ thuật ngành ong Số Trung tâm nghiên cứu phát triển ngành ong Hoàng Kim Giao (2003) Công nghệ cấy truyền phôi gia súc Hà Nôi: NXB Khoa Học kỹ Thuật Nguyễn Như Hiền (2007) Sinh học phân tử tế bào – sở khoa học công nghệ sinh học Công nghệ sinh học Tập Hà Nội: NXB Giáo Dục Nguyễn Văn Thiện (1995) Di truyền học số lượng ứng dụng chăn nuôi Hà Nội: NXB NN Nguyễn Văn Thiện (1996) Thuật ngữ thống kê, di truyền, giống chăn nuôi Hà Nội: NXB Nông Nghiệp Trần Thị Dân (2005) Công nghệ sinh học chăn nuôi gia súc TP.HCM: NXB Nông Nghiệp Trịnh Thành Đạt (2008) Công nghệ sinh học - Công nghệ di truyền Tập Hà Nội: NXB Giáo Dục Hoàng Kim Giao, Nguyễn Thanh Dương, Đỗ Kim Tuyên, Lưu Công Khánh Lê Thị Thuý (1997) Cơng nghệ cấy truyền phơi bị Hà Nội: NXB Nơng Nghiệp Eberhard Passarge (2001) Color Atlas of Genetics 2nd edition Institute of Human Genetics University of Essen Essen, Germany Phạm Thành Hổ (2008) Di truyền học Tái lần Tp.HCM: nhà xuất Giáo Dục Nguyễn Minh Hoàng (k.n.) Cơ Sở Di Truyền & Chọn Giống Vật Nuôi http://elearning.hueuni.edu.vn/e-learning/course/view.php?id=26 Trịnh Đình Đạt, (k.n.) Di truyền chọn giống động vật Hà Nội: NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội Trương Thị Bích Phượng (k.n.) Bài giảng diện tử mơn di truyền học Khoa Sinh Học.Đại Học Huế Sean D and Pitman M.D., 2002 The Father of Genetics [online] Available from http://library.thinkquest.org [Accessed 20.10.2008] Tabitha M Powledge (k.n.) Genetic Basics Office of Communications and Public Liaison National Institute of General Medical Sciences, National Institutes of Health http://www.scribd.com/doc/7238381/Genetic-Basics Công nghệ gene nơng nghiệp http://elearning.hueuni.edu.vn/course/view.php?id=94 Genetics http://www.scribd.com/doc/7214989/Genetics http://www.cyprusivf.com/default.asp?iId=ILHMK 120 Hồng Trọng Phán Trương Thị Bích Phượng (2005) Giáo trình di truyền học Đại Học Huế Nguyễn Quang Tuyên (2003) Giáo trình miễn dịch học thú y BGD&ĐT đại học Thái Nguyên Trường đại học nông lâm Thái Nguyên Hà Nội: NXB Nông Nghiệp Nguyễn Viết Nhân Hà Thị Anh Thi (2005) Giáo trình di truyền y học Đại Học Huế Phan Kim Ngọc, (k.n.) Bài giảng Công nghệ hổ trợ sinh sản Trường đại học Khoa Học Tự Nhiên TP HCM Trần Ngọc Bích (k.n.) Bài giảng mơn Miễn Dịc học thú y Đại học Cần Thơ Trần Quốc Dung, Nguyễn Hồng Lộc Trần Thị Lệ (2006) Cơng nghệ chuyển gene (động vật, thực vật) Trường đại học Huế Võ Đình Sơn (2006) Phần tổng quát giới thiệu chăm sóc ni dưỡng động vật hoang dã TP.HCM Thảo cầm viên sài gòn Võ văn Sơn (2006) Di truyền học chăn nuôi Bài giảng cao học môn chăn nuôi Trường ĐHCT Khoa NN & SHƯD Võ Văn Sơn, Phạm Ngọc Du, Nguyễn Trọng Ngữ Nguyễn Thị Kim Khang (2008) Giáo trình di truyền học động vật - dành cho cao học ngành chăn nuôi Khoa NN&SHƯD Trường ĐHCT 121 ... quần thể vật ni Tính giá trị tính trạng hay hệ số di truyền vật nuôi làm cho người học hiểu rõ di truyền động vật, làm tảng cho môn học nhân giống vật nuôi, sinh sản gia súc… CHƢƠNG II DI TRUYỀN... cao suất vật ni Do đó, phải có kiến thức di truyền làm tảng sở cho phát triển lớn mạnh ngành di truyền công nghệ Di truyền học ngành khoa học nghiên cứu tính di truyền biến dị sinh vật Trong... di truyền học tế bào + Kỹ thuật di truyền Kỹ thuật tái tổ hợp DNA thành tựu di truyền học trở thành công cụ đắc lực cho nghiên cứu chế di truyền học 2.2.3 Đối tƣợng nghiên cứu & ứng dụng di truyền