Luận án Tiến sĩ Di truyền và chọn giống vật nuôi: Chọn lọc nâng cao tỷ lệ mỡ giắt của lợn Duroc bằng phương pháp BLUP kết hợp gen H-FABP

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:151

Thêm vào BST

Báo xấu

5
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án "Chọn lọc nâng cao tỷ lệ mỡ giắt của lợn Duroc bằng phương pháp BLUP kết hợp gen H-FABP" được hoàn thành với mục tiêu nhằm đánh giá khả năng di truyền và tương quan di truyền của tính trạng mỡ giắt với dày mỡ lưng và tuổi đạt khối lượng 100kg ở lợn Duroc; Xác định tần số kiểu gen và ảnh hưởng của các kiểu gen H-FABP đến tỷ lệ mỡ giắt, dày mỡ lưng, dày thăn thịt và tuổi đạt khối lượng 100 kg ở lợn Duroc.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Di truyền và chọn giống vật nuôi: Chọn lọc nâng cao tỷ lệ mỡ giắt của lợn Duroc bằng phương pháp BLUP kết hợp gen H-FABP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN CHĂN NUÔI -----🙞🙜🕮🙞🙜----- NGUYỄN VĂN HỢP CHỌN LỌC NÂNG CAO TỶ LỆ MỠ GIẮT CỦA LỢN DUROC BẰNG PHƯƠNG PHÁP BLUP KẾT HỢP GEN H-FABP LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÀ NỘI, 2023
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN CHĂN NUÔI -----🙞🙜🕮🙞🙜----- NGUYỄN VĂN HỢP CHỌN LỌC NÂNG CAO TỶ LỆ MỠ GIẮT CỦA LỢN DUROC BẰNG PHƯƠNG PHÁP BLUP KẾT HỢP GEN H-FABP Ngành: Di truyền và chọn giống vật nuôi Mã số: 9.62.01.08 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS. Nguyễn Hữu Tỉnh 2. PGS.TS. Ngô Thị Kim Cúc HÀ NỘI, 2023
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực và khách quan do tôi nghiên cứu và có sự hợp tác của các cán bộ nghiên cứu khoa học thuộc Phân viện Chăn nuôi Nam bộ và chưa từng được ai bảo vệ ở bất kỳ học vị nào. Mọi sự giúp đỡ trong quá trình thực hiện luận án này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án này đã được chỉ rõ nguồn gốc tham khảo. Tác giả luận án Nguyễn Văn Hợp
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, trước hết, tôi xin trân thành cảm ơn Ban giám đốc, Phòng Khoa học, Đào tạo và Hợp tác quốc tế Viện chăn nuôi, cũng như Phân Viện Chăn nuôi Nam bộ đã hỗ trợ và tạo mọi điều kiện tốt nhất trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tôi cũng xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc TS. Nguyễn Hữu Tỉnh, PGS.TS. Ngô Thị Kim Cúc đã tận tình hướng dẫn, đưa ra nhiều đóng góp quý báu, dành nhiều thời gian và công sức và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Vượt qua những khó khăn trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án, tôi thực sự ghi nhận nhiều hỗ trợ và xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban giám đốc, cán bộ viên chức của Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Chăn nuôi heo Bình Thắng đã tạo điều kiện thuận lợi về chuồng trại, đàn giống, máy móc thiết bị chọn giống; cùng cán bộ khoa học của Bộ môn Công nghệ Sinh học và Vi sinh đã đồng hành và chia sẻ chuyên môn trong thời triển khai nghiên cứu luận án. Ngoài ra, tôi cũng đã nhận được sự hỗ trợ động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình trong suốt quá trình nghiên cứu luận án. Xin chân thành cảm ơn tất cả vì những hỗ trợ này. Tác giả luận án Nguyễn Văn Hợp ii
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................... iii LỜI CẢM ƠN .............................................................................................. ii MỤC LỤC ................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ......................................................... viii DANH MỤC CÁC BẢNG .......................................................................... x DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ ............................................... xiii MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1 1.1. Tính cấp thiết.......................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................... 3 1.3. Những đóng góp mới của đề tài ............................................................. 3 1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn................................................... 4 1.4.1. Ý nghĩa khoa học ................................................................................ 4 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn ................................................................................. 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................... 5 1.1. Cơ sở sinh lý và di truyền của tính trạng mỡ giắt trong thịt lợn ............ 5 1.1.1. Cơ sở sinh lý của tính trạng mỡ giắt ................................................... 5 1.1.2. Cơ sở di truyền của tính trạng mỡ giắt.............................................. 10 1.1.2.1 Khả năng di truyền của tính trạng mỡ giắt...................................... 10 1.1.2.2. Tương quan di truyền giữa tính trạng mỡ giắt và các tính trạng khác ở lợn............................................................................................................. 12 1.1.2.3. Cơ sở phân tử của tính trạng mỡ giắt ............................................. 15 1.1.3. Một số hướng tiếp cận trong cải thiện hàm lượng mỡ giắt ở lợn ..... 18 1.1.3.1. Hướng tiếp cận di truyền số lượng................................................. 18 1.1.3.2. Hướng tiếp cận di truyền phân tử .................................................. 18 1.2. Tổng quan các nghiên cứu ngoài nước và trong nước ......................... 19 1.2.1. Các nghiên cứu ngoài nước ............................................................... 19 1.2.1.1 Ảnh hưởng của mỡ giắt đến chất lượng thịt lợn ............................. 19 iii
1.2.1.2. Ảnh hưởng của giống đến tính trạng mỡ giắt ở lợn ....................... 21 1.2.1.3. Ứng dụng di truyền phân tử trong chọn lọc mỡ giắt ở lợn ............ 25 1.2.1.4. Gen H-FABP liên kết với tính trạng mỡ giắt ở lợn ........................ 26 1.2.1.5. Một số tiến bộ di truyền trong chọn lọc tính trạng mỡ giắt ở lợn .. 30 1.2.2.2. Ứng dụng di truyền phân tử trong cải thiện tỷ lệ mỡ giắt và các tính trạng liên quan của giống lợn Duroc ở Việt nam ........................................ 35 1.3. Luận giải về cách tiếp cận các vấn đề nghiên cứu ............................... 39 CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................................ 42 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu........................................................ 42 2.2. Vật liệu nghiên cứu .............................................................................. 42 2.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................ 44 2.3.1. Nội dung 1: Đánh giá khả năng di truyền và tương quan di truyền của tính trạng mỡ giắt với tuổi đạt khối lượng 100 kg và dày mỡ lưng lợn Duroc. ..................................................................................................................... 44 2.3.2. Nội dung 2: Phân tích đa hình gen H-FABP liên kết với tỷ lệ mỡ giắt, tuổi đạt khối lượng 100 kg, dày mỡ lưng và dày thăn thịt lợn Duroc ........ 44 2.3.3. Nội dung 3: Đánh giá chọn lọc đàn lợn Duroc hạt nhân dựa trên chỉ số đực cuối TSI kết hợp với kiểu gen H-FABP ............................................... 45 2.3.4. Nội dung 4: Khảo sát năng suất thịt và tỷ lệ mỡ giắt ở đàn lợn thương phẩm sử dụng đực Duroc có các tỷ lệ mỡ giắt khác nhau .......................... 45 2.4. Phương pháp nghiên cứu...................................................................... 45 2.4.1. Phương pháp thu thập dữ liệu giai đoạn 2011 - 2016 ....................... 45 2.4.2. Phương pháp kiểm tra năng suất cá thể hậu bị ................................... 46 2.4.2.1. Kiểm tra năng suất cá thể hậu bị .................................................... 46 2.4.2.2. Phương pháp hiệu chỉnh số liệu ..................................................... 47 2.4.3. Thu thập mẫu máu và phân tích kiểu gen H-FABP .......................... 48 2.4.3.1. Phương pháp thu thập mẫu máu..................................................... 48 iv
2.4.3.2. Chiết tách DNA từ các mẫu máu lợn ............................................. 49 2.4.3.3. Quy trình PCR-RFLP ..................................................................... 49 2.4.4. Phương pháp thiết lập đàn hạt nhân .................................................. 50 2.4.5. Phương pháp khảo sát lợn thương phẩm........................................... 52 2.4.5.1 Thiết kế thí nghiệm ......................................................................... 52 2.4.5.2. Chăm sóc nuôi dưỡng .................................................................... 53 2.4.5.3. Các chỉ tiêu theo dõi....................................................................... 53 2.5. Phương pháp xử lý số liệu.................................................................... 54 2.5.1. Ước tính các thông số di truyền và giá trị giống tính trạng mỡ giắt, dày mỡ lưng và tuổi đạt khối lượng 100 kg ....................................................... 54 2.5.2. Đa hình gen H-FABP ........................................................................ 54 2.5.2.1 Xác định tần số kiểu gen H-FABP .................................................. 54 2.5.2.2. Xác định mối liên kết đa hình giữa các kiểu gen H-FABP với các tính trạng mỡ giắt, dày mỡ lưng và tuổi đạt khối lượng 100 kg. ................ 55 2.5.2.3. Ước tính ảnh hưởng cộng gộp và ảnh hưởng trội .......................... 56 2.5.3. Ước tính khuynh hướng di truyền ..................................................... 56 2.5.4. So sánh các chỉ tiêu năng suất thịt của tổ hợp lai thương phẩm ....... 57 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................... 58 3.1. Khả năng di truyền và tương quan di truyền của tính trạng mỡ giắt với tuổi đạt khối lượng 100 kg và dày mỡ lưng ở lợn Duroc ........................... 58 3.1.1. Ảnh hưởng của các yếu tố cố định trong mô hình thống kê phân tích di truyền các tính trạng năng suất ............................................................... 58 3.1.2. Thành phần phương sai và hệ số di truyền của các tính trạng mỡ giắt, dày mỡ lưng và tuổi đạt khối lượng 100 kg ................................................ 60 3.1.3. Tương quan di truyền giữa tính trạng mỡ giắt với dày mỡ lưng và tuổi đạt khối lượng 100 kg ................................................................................. 62 3.1.4. Giá trị giống của các tính trạng chọn lọc ở lợn Duroc thế hệ xuất phát .............................................................................................................. 64 v
3.2. Đa hình gen H-FABP liên kết với tỷ lệ mỡ giắt, tuổi đạt khối lượng 100 kg, dày mỡ lưng và dày thăn thịt ở lợn Duroc ............................................ 66 3.2.1. Kiểu gen H-FABP tại ba vị trí đa hình với các enzyme cắt HaeIII, MspI, HinfI .................................................................................................. 66 3.2.2. Tần số kiểu gen H-FABP tại ba vị trí đa hình HaeIII, MspI và HinfI ............................................................................................................ 67 3.2.3. Mối liên kết đa hình gen H-FABP và ảnh hưởng cộng gộp, ảnh hưởng trội đến các tính trạng nghiên cứu ............................................................... 74 3.2.3.1. Ảnh hưởng của kiểu gen H-FABP đến các tính trạng nghiên cứu. 74 3.2.3.2. Mối liên kết đa hình gen H-FABP/HaeIII và ảnh hưởng cộng gộp, ảnh hưởng trội đến các tính trạng nghiên cứu ............................................. 75 3.2.3.3. Mối liên kết đa hình gen H-FABP/MspI và ảnh hưởng cộng gộp, ảnh hưởng trội đến các tính trạng nghiên cứu ................................................... 76 3.2.3.4. Mối liên kết đa hình gen H-FABP/HinfI và ảnh hưởng cộng gộp, ảnh hưởng trội đến các tính trạng nghiên cứu. .................................................. 78 3.2.4. Mối liên kết giữa kiểu gen H-FABP kết hợp các vị trí đa hình HaeIII, MspI và HinfI với tính trạng nghiên cứu ..................................................... 81 3.2.4.1. Ảnh hưởng của gen H-FABP kết hợp các vị trí đa hình đến các tính trạng nghiên cứu .......................................................................................... 81 3.2.4.2. Mối liên kết giữa kiểu gen H-FABP kết hợp hai vị trí đa hình HaeIII và HinfI với các tính trạng nghiên cứu ....................................................... 82 3.2.4.3. Mối liên kết giữa kiểu gen H-FABP kết hợp hai vị trí đa hình MspI và HinfI với các tính trạng nghiên cứu........................................................ 83 3.2.4.4. Mối liên kết giữa kiểu gen kết hợp hai vị trí đa hình H-FABP/MspI và H-FABP/HinfI với các tính trạng nghiên cứu ........................................ 85 3.2.4.5. Mối liên kết giữa kiểu gen H-FABP kết hợp ba vị trí đa hình HaeIII, MspI và HinfI với tính trạng nghiên cứu ..................................................... 86 3.3. Kết quả chọn lọc đàn lợn giống Duroc ................................................ 89 vi
3.3.1 Kết quả chọn lọc đàn hạt nhân Duroc ở thế hệ xuất phát .................. 89 3.3.2. Năng suất đàn lợn Duroc chọn lọc qua 3 thế hệ ............................... 91 3.3.3. Mức độ ổn định di truyền các tính trạng chọn lọc qua ba thế hệ ...... 94 3.3.4. Khuynh hướng di truyền của các tính trạng chọn lọc ở lợn Duroc .. 97 3.3.4.1. Khuynh hướng di truyền tính trạng mỡ giắt .................................. 97 3.3.4.2. Khuynh hướng di truyền tính trạng dày mỡ lưng .......................... 99 3.3.4.3. Khuynh hướng di truyền tính trạng tuổi đạt khối lượng 100kg ... 100 3.3.4.4. Khuynh hướng di truyền chỉ số chọn lọc ..................................... 101 3.4. Ảnh hưởng của đực Duroc có các tỷ lệ mỡ giắt khác nhau đến một số tính trạng năng suất của đàn lợn thương phẩm ......................................... 102 3.4.1. Mức độ ảnh hưởng của đực Duroc có tỷ lệ mỡ giắt khác nhau và tính biệt đến các tính trạng khảo sát của lợn thương phẩm .............................. 102 3.4.2. Ảnh hưởng của đực Duroc có các tỷ lệ mỡ giắt khác nhau đến các chỉ tiêu khảo sát ở đàn lợn thương phẩm ........................................................ 104 Chương 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................. 111 4.1. Kết luận .............................................................................................. 111 4.2. Đề nghị ............................................................................................... 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................... 113 PHỤ LỤC .................................................................................................. 133 1. Một số biểu mẫu thu thập dữ liệu ......................................................... 133 2. Một số hình ảnh của đề tài .................................................................... 134 vii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BLUP Best Linear Unbiased Prediction: Phương pháp phân tích dự đoán tuyến tính không thiên vị tốt nhất CS Cộng sự D(LY) Duroc x (Landrace x Yorkshire) D(YL) Duroc x (Yorkshire x Landrace) DNA Deoxyribonucleic Acid DML Dày mỡ lưng DT Dày thăn thịt EBV Estimated Breeding Value – Giá trị giống FAT Fatty – acid translocase: Enzyme chuyển chất béo FFA Free Fatty Acids – axít béo tự do GGP Great Grand Parents: Cụ kị GP Grand Parents: Ông bà GTG Giá trị giống h2 Hệ số di truyền He Hệ số dị hợp mong đợi H-FABP Gen Heart Fatty Acid-Binding Protein HYS Herd Year Season - Đàn x Năm x mùa vụ IMF Intramuscular Fat: Mỡ giắt MG Mỡ giắt Mean Giá trị trung bình LPL Enzyme lipoprotein lipase LY Landrace x Yorkshire P Probability value: Giá trị xác suất PIP Porcine Intramuscular Preadipocyte line viii
PIC Polymorphic Information Content: Hệ số đa hình QTL Quantitative trait locus: Vị trí gen liên kết với tính trạng số lượng SE Standard error: Sai số chuẩn T100 Tuổi đạt khối lượng 100 kg TH Thế hệ TKL Tăng khối lượng bình quân TSI Terminal Sire Index: Chỉ số dòng cha YL Yorkshire x Landrace VG Genetic variance: Phương sai di truyền VE Environment rariance: Phương sai ngoại cảnh VP Phenotype variance: Phương sai kiểu hình ix
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Hệ số di truyền của tính trạng mỡ giắt và một số tính trạng sinh trưởng ở lợn Duroc ...................................................................................... 12 Bảng 1.2. Tổng quan một số kết quả nghiên cứu QTL liên quan đến tính trạng mỡ giắt......................................................................................................... 25 Bảng 2.1: Cấu trúc dữ liệu phân tích thống kê di truyền từ năm 2011- 2016 ............................................................................................................. 43 Bảng 2.2: Cấu trúc dữ liệu kiểm tra năng suất đàn giống Duroc các thế hệ ................................................................................................................. 43 Bảng 2.3: Các cặp mồi và enzyme cắt sử dụng trong nhân đoạn gen H-FABP ..................................................................................................................... 50 Bảng 2.4: Thiết kế thí nghiệm khảo sát lợn thương phẩm .......................... 53 Bảng 3.1: Ảnh hưởng của các yếu tố cố định đến các tính trạng nghiên cứu ở lợn Duroc.................................................................................................. 58 Bảng 3.2: Thành phần phương sai và hệ số di truyền của các tính trạng mỡ giắt (MG), dày mỡ lưng (DML) và tuổi đạt khối lượng 100 kg (T100). .... 60 Bảng 3.3: Tương quan di truyền, tương quan ngoại cảnh (r ± SE) và tương quan kiểu hình giữa các tính trạng mỡ giắt, dày mỡ lưng và tuổi đạt 100 kg ................................................................................................................. 63 Bảng 3.4: Giá trị giống và chỉ số dòng cha ở đàn lợn Duroc thế hệ xuất phát .............................................................................................................. 64 Bảng 3.5: Tần số kiểu gen và tần số alen của đa hình gen H-FABP/HaeIII ở lợn Duroc ..................................................................................................... 68 Bảng 3.6 : Tần số kiểu gen và tần số alen của đa hình gen H-FABP/MspI ở lợn Duroc ..................................................................................................... 69 Bảng 3.7: Tần số kiểu gen và tần số alen của đa hình gen H-FABP/HinfI ở x
lợn Duroc ..................................................................................................... 71 Bảng 3.8: Tần số các kiểu gen H-FABP kết hợp giữa 3 vị trí đa hình ....... 73 Bảng 3.9. Mức độ ảnh hưởng của các kiểu gen H-FABP tại 3 vị trí đa hình HaeIII, MspI và HinfI đến các tính trạng nghiên cứu ................................. 74 Bảng 3.10. Liên kết đa hình gen H-FABP/HaeIII và ảnh hưởng cộng gộp (a), ảnh hưởng trội (d) đến các tính trạng nghiên cứu (Mean±SE) ................... 76 Bảng 3.11. Liên kết đa hình gen H-FABP/MspI và ảnh hưởng cộng gộp (a), ảnh hưởng trội (d) đến các tính trạng nghiên cứu (Mean±SE) ................... 78 Bảng 3.12. Liên kết đa hình gen H-FABP/HinfI và ảnh hưởng cộng gộp (a), ảnh hưởng trội (d) đến các tính trạng MG, DML, DT và T100 (Mean±SE) .................................................................................................. 79 Bảng 3.13. Ảnh hưởng của kiểu gen H-FABP kết hợp từng cặp vị trí đa hình HaeIII, MspI và HinfI đến các tính trạng nghiên cứu ................................. 82 Bảng 3.14: Liên kết giữa đa hình kết hợp hai vị trí H-FABP/HaeIII và H- FABP/HinfI với các tính trạng nghiên cứu (Mean±SE) .............................. 83 Bảng 3.15: Liên kết giữa đa hình kết hợp hai vị trí H-FABP/MspI và H- FABP/HaeIII với các tính trạng nghiên cứu (Mean±SE) ........................... 84 Bảng 3.16. Liên kết giữa đa hình kết hợp hai vị trí H-FABP/MspI và H- FABP/HinfI với các tính trạng nghiên cứu (Mean±SE) .............................. 85 Bảng 3.17: Liên kết giữa đa hình gen kết hợp ba vị trí H-FABP/HaeIII, H- FABP/MspI và H-FABP/HinfI với các tính trạng nghiên cứu (Mean±SE) 88 Bảng 3.18: Kết quả chọn lọc kiểu gen H-FABP kết hợp chỉ số dòng cha (TSI) ở đàn hạt nhân Duroc thế hệ xuất phát........................................................ 90 Bảng 3.19: Kết quả chọn lọc các chỉ tiêu năng suất ở đàn lợn hạt nhân Duroc thế hệ xuất phát (Mean ± SD) ..................................................................... 91 Bảng 3.20: Tuổi đạt 100 kg (T100), dày mỡ lưng (DML), dày thăn (DT) và tỷ lệ mỡ giắt (MG) của đàn lợn Duroc chọn lọc qua ba thế hệ................... 92 Bảng 3.21: Các thành phần phương sai và hệ số di truyền của tính trạng mỡ xi
giắt ở đàn lợn Duroc qua ba thế hệ ............................................................. 95 Bảng 3.22: Các thành phần phương sai và hệ số di truyền của tính trạng dày mỡ lưng ở đàn lợn Duroc qua ba thế hệ ...................................................... 96 Bảng 3.23: Các thành phần phương sai và hệ số di truyền của tính trạng tuổi đạt khối lượng 100 kg ở đàn lợn Duroc qua ba thế hệ ................................ 96 Bảng 3.24: Mức độ ảnh hưởng của đực Duroc có các tỷ lệ mỡ giắt khác nhau và tính biệt đến các tính trạng khảo sát ở đàn lợn thương phẩm .............. 103 Bảng 3.25: Ảnh hưởng của đực Duroc có các tỷ lệ mỡ giắt khác nhau đến một số chỉ tiêu khảo sát ở lợn thương phẩm (LSM ±SE) ......................... 104 Bảng 3.26: Ảnh hưởng của đực Duroc có tỷ lệ mỡ giắt khác nhau đến một số tính trạng khảo sát ở lợn thương phẩm theo từng giới tính (LSM ±SE)... 109 xii
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ Hình 1.1. Vị trí mỡ giắt trong thịt lợn (Shi-Zheng và Su-Mei, 2009) .......... 6 Hình 1.2: Quá trình trao đổi chất của các axít béo tự do thành acetyl-CoAs (LCACoAs) mạch dài (Nguồn: Corcoran và cs., 2007). .............................. 7 Hình 2.1: Hình ảnh siêu âm bằng máy Aloka và phần mềm Biosoft Toolbox ....................................................................................................... 47 Hình 3.1: Mẫu đại diện kết quả phân tích PCR-RFLP/HaeIII gen H- FABP ........................................................................................................... 66 Hình 3.2: Mẫu đại diện kết quả phân tích PCR-RFLP/MspI gen H-FABP 66 Hình 3.3: Mẫu đại diện kết quả phân tích PCR-RFLP/HinfI gen H-FABP 67 Hình 3.4: Khuynh hướng di truyền tính trạng mỡ giắt (MG) ..................... 98 Hình 3.5: Khuynh hướng di truyền tính trạng dày mỡ lưng (DML) .......... 99 Hình 3.6: Khuynh hướng di truyền tính trạng tuổi đạt khối lượng 100 kg ............................................................................................................... 101 Hình 3.7: Khuynh hướng di truyền của chỉ số TSI ................................... 102 Hình 3.8: Ảnh hưởng của đực Duroc đến tỷ lệ mỡ giắt ............................ 105 Hình 3.9: Ảnh hưởng của đực Duroc đến dày mỡ lưng ............................ 106 Hình 3.10: Ảnh hưởng của đực Duroc đến tuổi đạt khối lượng 100kg .... 107 Hình 3.11: Ảnh hưởng của đực Duroc đến dày thăn thịt .......................... 108 Hình 3.12. Ảnh hưởng của đực Duroc đến tỷ lệ nạc................................. 108 xiii
MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết Trong vài thập kỷ qua, các chương trình đánh giá di truyền, chọn lọc giống lợn bằng phương pháp thống kê di truyền BLUP (Best Linear Unbiased Prediction) đã mang lại thành tựu lớn trong việc cải tiến năng suất sinh sản, sinh trưởng và tỷ lệ thịt nạc ở nhiều dòng, giống lợn. Tuy nhiên, việc cải tiến năng suất đã ảnh hưởng đến một số tính trạng chất lượng thịt. Có thể nhận biết rõ nhất là thịt trở nên khô hơn hay giảm tính ngon miệng. Về vấn đề này, một số nghiên cứu cho rằng hàm lượng mỡ giắt trong thăn thịt có tương quan chặt chẽ với độ mềm (tenderness), vị (taste) và độ mọng nước (juiceness) của thịt (Purslow, 2017). Chính vì vậy, gần đây người tiêu dùng thịt lợn yêu cầu thịt lợn phải có độ mềm và hương vị thơm ngon, hay nói cách khác là thịt lợn phải có hàm lượng mỡ giắt ở mức cao. Hiện nay, trong chăn nuôi lợn công nghiệp lợn Duroc là một trong những giống lợn được sử dụng phổ biến trên thế giới bởi khả năng thích nghi, chuyển hóa thức ăn tốt và chất lượng thịt cao (Diao và cs., 2018). Giống lợn này được sử dụng phổ biến làm đực cuối để tạo lợn thương phẩm trong công thức lai D(LY)/D(YL) nhờ thể hiện xuất sắc về các tính trạng sinh trưởng, hiệu quả chuyển hóa thức ăn (Ding và cs., 2018). Bên cạnh đó, lợn Duroc được sử dụng để cải thiện năng suất thịt lợn thương phẩm mà không ảnh hưởng nhiều đến độ cứng của thịt hay giảm mức độ mỡ trong cơ (Edwards và cs., 2008; Pugliese và Sirtori, 2012) vì thịt lợn Duroc có hàm lượng mỡ giắt cao so với các giống lợn công nghiệp khác (Tomović và cs., 2016; Diao và cs., 2018). Do đó, trong chăn nuôi lợn công nghiệp lợn Duroc được sử dụng làm đực cuối tốt nhất để nâng cao tỷ lệ mỡ giắt ở lợn thương phẩm. Về mặt di truyền số lượng, tỷ lệ mỡ giắt ở lợn có khả năng di truyền ở mức cao (Hernandez-Sanchez và cs., 2013; Jiao và cs., 2014a; Ishii và cs., 2018; Willson và cs., 2020). Vì vậy, việc chọn lọc nâng cao tỷ lệ mỡ giắt ở 1
lợn mang lại hiệu quả cao, đặc biệt dựa trên giá trị giống ước tính bằng phương pháp BLUP (Schwab và cs., 2010; Ros-Freixedes và cs., 2013; Hernandez-Sanchez và cs., 2013). Tuy nhiên, phương pháp này cần thu thập được dữ liệu cá thể chính xác, đủ lớn về quần thể chọn giống và phong phú về các mối quan hệ huyết thống. Ngoài ra, nhiều nghiên cứu chỉ ra sự tồn tại mối tương quan di truyền dương chặt chẽ giữa tỷ lệ mỡ giắt với dày mỡ lưng (Solanes và cs., 2009; Schwab và cs., 2009a) và tương quan di truyền âm với dày thăn thịt và tỷ lệ nạc (Ros Freixedes, 2014; Ishii và cs., 2018; Mikule, 2020). Đây là đặc tính di truyền đa gen của các tính trạng số lượng nói chung và tính trạng mỡ giắt nói riêng. Do đó, trong các chương trình giống lợn, cần thiết phải xem xét chọn lọc cân bằng tỷ lệ mỡ giắt với một số tính trạng khác, đặc biệt với dày mỡ lưng và tỷ lệ nạc trong các chỉ số chọn lọc đa tính trạng. Phương pháp BLUP đã và đang sử dụng để chọn lọc nâng cao tỷ lệ mỡ giắt ở lợn đặc biệt là trên giống lợn Duroc (Reixach và Estany, 2010; Schwab và cs., 2010; Ros-Freixedes và cs., 2013; Hernandez-Sanchez và cs., 2013). Các nghiên cứu cho thấy, sự cải tiến đáng kể tỷ lệ mỡ giắt ở lợn, tuy nhiên mức độ cải thiện chậm. Để đạt mục tiêu nâng cao tỷ lệ mỡ giắt, các nghiên cứu của các tác giả trên thường kéo dài (6-7 thế hệ). Hơn nữa, các nghiên cứu ập trung vào tính trạng mỡ giắt nên dày mỡ lưng tăng lên rất cao. Đây là chính là nhược điểm của phương pháp chọn lọc này. Ở mức độ phân tử, gen H-FABP nằm trên nhiễm sắc thể số 6 và có liên kết chặt chẽ với tính trạng mỡ giắt (Gerbens và cs., 1997; Grindflek và cs., 2002), dựa trên cơ chế điều chỉnh nồng độ và chuyển hóa lipid (Jankowiak và cs., 2010). Gần đây, gen này được sử dụng như một gen ứng viên để chọn lọc nâng cao tỷ lệ mỡ giắt và chất lượng thịt lợn (Lee và cs., 2010; Kováčik và cs., 2011 và Trakovická và cs., 2016). Hiện tại, có 3 vị trí đa hình ở gen H-FABP là HinfI, MspI và HaeIII đã được xác định trong nhiều quần thể lợn (Chen và cs., 2014). Mặc dù hướng tiếp cận cải thiện tỷ lệ mỡ 2
giắt bằng các gen ứng viên như gen H-FABP mang lại hiệu quả, song chi phí cao. Hơn nữa, do tính đa hiệu của gen, nếu chỉ tập trung chọn lọc tính trạng mỡ giăt có thể ảnh hưởng không mong đợi đến một số tính trạng khác. Chính vì vậy, các nghiên cứu khuyến cáo kết hợp thông tin di truyền phân tử với thống kê di truyền số lượng (chỉ số chọn lọc dựa trên giá trị giống các tính trạng) trong các chương trình chọn giống lợn. Điều này có thể làm tăng hiệu quả sử dụng các thông tin về giá trị kiểu hình, hệ phả và thông tin phân tử của các cá thể chọn lọc (Mathur và cs., 2010). Trong các chương trình giống lợn hiện nay, vấn đề đặt ra là làm thế nào để rút ngắn được thời gian chọn được những cá thể lợn Duroc có tỷ lệ mỡ giắt cao. Song song với đó các cá thể được chọn lọc không làm tăng dày mỡ lưng và một số tính trạng khác như tốc độ sinh trưởng hay tỷ lệ nạc. Để giải quyết vấn đề nêu trên chúng tôi tiến hành đề tài: “Chọn lọc nâng cao tỷ lệ mỡ giắt của lợn Duroc bằng phương pháp BLUP kết hợp gen H-FABP”. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu (1) Đánh giá khả năng di truyền và tương quan di truyền của tính trạng mỡ giắt với dày mỡ lưng và tuổi đạt khối lượng 100kg ở lợn Duroc. (2) Xác định tần số kiểu gen và ảnh hưởng của các kiểu gen H-FABP đến tỷ lệ mỡ giắt, dày mỡ lưng, dày thăn thịt và tuổi đạt khối lượng 100 kg ở lợn Duroc. (3) Đánh giá chọn lọc nâng cao tỷ lệ mỡ giắt ở lợn Duroc. (4) Đánh giá ảnh hưởng của đực giống Duroc có tỷ lệ mỡ giắt khác nhau đến khả năng sinh trưởng và một số chỉ tiêu chất lượng thịt ở lợn thương phẩm. 1.3. Những đóng góp mới của đề tài (1) Nghiên cứu đã kết hợp được phương pháp chọn lọc bằng BLUP và gen H-FABP để cải thiện tỷ lệ mỡ giắt nhưng không ảnh hưởng đến dày mỡ lưng ở lợn Duroc tại Việt Nam; 3
(2) Nghiên cứu đã đánh giá được sự kết hợp giữa các kiểu gen tại ba vị trí đa hình gen H-FABP (MspI, HaeIII và HinfI) từ đó chọn ra được ba kiểu gen (AADDHH, AaDDHH và AADdHH) có ảnh hưởng tích cực đến tỷ lệ mỡ giắt; (3) Đã chọn lọc được đàn lợn Duroc Việt Nam có tỷ lệ mỡ giắt cao (3,26 ± 0,32% ), đồng thời cải thiện được tuổi đạt khối lượng 100 kg (148,3 ± 16,3 ngày) và vẫn duy trì được dày mỡ lưng (11,6 ± 1,1 mm). 1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 1.4.1. Ý nghĩa khoa học (1) Đánh giá được mối tương quan di truyền giữa tỷ lệ mỡ giắt với các tính trạng dày mỡ lưng và tuổi đạt khối lượng 100 kg, làm cơ sở cho việc lựa chọn phương pháp chọn lọc tốt nhất để nâng cao chất lượng thịt đối với đàn lợn Duroc. (2) Nghiên cứu này đã cung cấp một số thông tin phân tử tại ba vị trí đa hình gen H-FABP (MspI, HaeIII và HinfI) và mối liên kết đa hình của chúng với tỷ lệ mỡ giắt, dày mỡ lưng, dày thăn thịt và tuổi đạt khối lượng 100 kg, làm cơ sở tham khảo cho các nghiên cứu tiếp theo. (3) Kết quả nghiên cứu bổ sung tư liệu cho công tác giảng dạy, nghiên cứu trong công tác giống lợn ở Việt Nam. 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn - Chọn lọc được đàn lợn Duroc Việt Nam có tỷ lệ mỡ giắt (3,26 ± 0,32% ), đồng thời cải thiện được tuổi đạt khối lượng 100 kg (148,3 ± 16,3 ngày) và vẫn duy trì được dày mỡ lưng. - Góp phần nâng cao chất lượng thịt lợn đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng. 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cơ sở sinh lý và di truyền của tính trạng mỡ giắt trong thịt lợn 1.1.1. Cơ sở sinh lý của tính trạng mỡ giắt Mỡ giắt (intramuscular fat) là chất béo (phần mô mỡ) nằm trong và xen kẽ giữa các tế bào sợi cơ (hình 1.1). Phần lớn mỡ giắt được tích lũy ở giai đoạn sau của quá trình sinh trưởng. Trong ngành công nghiệp thịt, mỡ giắt được nhận biết bằng cảm quan thông qua các vân mỡ (Marbling) (Lonergan và cs., 2019). Thành phần cấu tạo chủ yếu của mỡ giắt là các phân tử phospholipid, triacylglycerol (cả mono và diglycerol), cholesterol và các axít béo tự do, trong đó phospholipid và triacylglycerol là hai thành phần chính của mỡ giắt (Shi-Zheng và Su-Mei, 2009; Poklukar và cs., 2020). Các phân tử phospholipid là thành phần chính của màng tế bào và luôn đóng góp cho hàm lượng mỡ giắt trong thịt lợn với tỷ lệ gần như không thay đổi, đặc biệt là ở các mô cùng loại. Trong khi đó, triacylglycerol được dự trữ chủ yếu ở trong tế bào mỡ và tế bào cơ (Hocquette và cs., 2010). Do đó, tỷ lệ mỡ giắt trong thịt chủ yếu được quyết định bởi hàm lượng triacylglycerol. Sự cân bằng giữa tổng hợp, thoái hóa và hấp thu triglycerides được phản ánh qua tỷ lệ mỡ giắt. Hay nói cách khác muốn tăng tỷ lệ mỡ giắt cần phải tăng hàm lượng triacylglycerol. Đây chính là cơ sở quan trọng để xác định các yếu tố ảnh hưởng đến sự chuyển hóa và tích lũy triacylglycerol, từ đó làm tăng tỷ lệ mỡ giắt ở thịt lợn. Quá trình hấp thụ axít béo tự do (Free Fatty Acids - FFA) vào trong các mô cơ phụ thuộc vào nồng độ chất béo trong huyết tương và các mô mỡ. Ở động vật nói chung và con người nói riêng quá trình chuyển hóa axít béo tự do vào trong cơ thường xảy ra ở các cá thể có lượng mỡ cao. Nguyên nhân do quá trình oxy hóa lipit trong cơ thể thấp, từ đó lượng mỡ tích tụ trong cơ sẽ tăng lên. Các phân tử axít béo tự do trong cơ sẽ được tích tụ và lưu trữ dưới dạng các giọt lipid hoặc chuyển đổi thành các phân tử tín hiệu khác 5