Nâng cao các kỹ năng về di truyền, sinh sản và lai tạo giống bò thịt nhiệt đới- chương 26

Chia sẻ: Nguyen Vuong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

127
lượt xem 19
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nâng cao các kỹ năng về di truyền, sinh sản và lai tạo giống bò thịt nhiệt đới. Chương 26: Công nghệ sinh học và cải tiến di truyền trong chăn nuôi bò thịt.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nâng cao các kỹ năng về di truyền, sinh sản và lai tạo giống bò thịt nhiệt đới- chương 26

C«ng nghÖ sinh häc vµ C¶i tiÕn di truyÒn trong ch¨n nu«i bßthÞt Michael J. D’Occhio 1.0 Më ®Çu lai t¹o ë ®©y th«ng tin di truyÒn chÝnh x¸c cña c¸c c¸ thÓ cã thÓ kh«ng qu¸ quan träng Kh«ng cßn nghi ngê g× n÷a, viÖc c¶i tiÕn di trong giai ®o¹n ®Çu cña ch−¬ng tr×nh lai truyÒn trong ch¨n nu«i bß thÞt trong t−¬ng t¹o. C¸c kü thuËt c¬ b¶n cña thô tinh nh©n lai sÏ sö dông nhiÒu ®Õn c«ng nghÖ sinh t¹o ®· ®−îc thiÕt lËp mét c¸ch hoµn thiÖn häc trong sinh s¶n. Th¸ch thøc cña c¸c nhµ vµ tinh dÞch b¶o qu¶n ë nhiÖt ®é thÊp cã nghiªn cøu c«ng nghÖ sinh s¶n, di truyÒn thÓ ph©n phèi dÔ dµng trªn ph¹m vi toµn vµ t¹o gièng ®éng vËt lµ t×m ra c«ng nghÖ cÇu. Nh− vËy, ng−êi ta hy väng r»ng thô thÝch hîp nh»m nhÊt ®¹t ®−îc môc tiªu cña tinh nh©n t¹o sÏ lµ mét ¸p dông quan träng c¸c ch−¬ng tr×nh c¶i tiÕn di truyÒn. ViÖc trong ch−¬ng tr×nh c¶i tiÕn di truyÒn trªn quyÕt ®Þnh sö dông c«ng nghÖ nµo lµ do toµn cÇu. c¸c môc tiªu vÒ di truyÒn vµ lai t¹o, chi phÝ cña c«ng nghÖ, khÝa c¹nh thùc tÕ cña c«ng Mét nguyªn nh©n kh¸c dÉn ®Õn viÖc Ýt sö nghÖ, lîi Ých di truyÒn mang l¹i, c¸c c¶i dông thô tinh nh©n t¹o trong ch¨n nu«i bß tiÕn n¨ng suÊt vµ chÊt l−îng c¸c s¶n phÈm thÞt lµ cã kho¶ng 70% bß thÞt trªn thÕ giíi mong ®îi tõ viÖc sö dông c«ng nghÖ nµy, ®−îc nu«i trong ®iÒu kiÖn qu¶ng canh. c¸c c¬ héi nh»m n©ng cao lîi nhuËn vµ §iÒu nµy lµm cho viÖc qu¶n lý ®µn bß tÝnh æn ®Þnh khi sö dông c«ng nghÖ nµy trong ch−¬ng tr×nh thô tinh nh©n t¹o quyÕt ®Þnh. NhiÒu c«ng nghÖ sinh häc th−êng lµ khã kh¨n vµ tèn kÐm. Chi phÝ trong sinh s¶n lµ thùc hiÖn trong phßng thÝ cho ch−¬ng tr×nh bao gåm c¶ viÖc sö dông nghiÖm vµ ®ßi hái ph¶i cã c¸c thiÕt bÞ phøc thuèc kÝch dôc tè g©y ®éng dôc ®ång lo¹t t¹p vµ th−êng rÊt ®¾t tiÒn. C«ng nghÖ sinh cho bß c¸i t¬ vµ bß sinh s¶n v× nã lµ mét häc trong sinh s¶n còng ®ßi hái ng−êi phÇn cña ch−¬ng tr×nh thô tinh nh©n t¹o. thùc hiÖn ph¶i cã kü n¨ng cao. Bëi v× gi¸ Hµng lo¹t c¸c liÖu tr×nh g©y ®éng dôc thùc tÕ ph¶i tr¶ th−êng lín h¬n lîi nhuËn ®ång lo¹t ®· ®−îc sö dông, chi tiÕt sÏ ®−îc v× vËy ¸p dông bÊt cø c«ng nghÖ sinh häc ®Ò cËp trong bµi viÕt nµy. Nguêi ta dù ®o¸n nµo trong sinh s¶n ®Ó c¶i tiÕn di truyÒn ®Òu r»ng thô tinh nh©n t¹o sÏ dÇn dÇn ®−îc sö ph¶i rÊt thËn träng. dông nhiÒu h¬n trong c¸c ch−¬ng tr×nh c¶i tiÕn di truyÒn gièng bß thÞt. Môc ®Ých cña bµi viÕt nµy lµ cung cÊp mét c¸i nh×n tæng thÓ trong viÖc thiÕt lËp, sö 3.0. Siªu bµi no·n vµ cÊy truyÒn hîp tö dông nh÷ng c«ng nghÖ sinh häc trong sinh Siªu bµi no·n vµ cÊy truyÒn hîp tö ®«i khi s¶n cã tiÒm n¨ng ¸p dông nµy trong c¶i còng ®−îc sö dông trong ch¨n nu«i bß. Do tiÕn di truyÒn vµ nh©n gièng bß thÞt. cã mét vµi nguyªn nh©n t−¬ng tù nh− thô tinh nh©n t¹o mµ kü thuËt nµy còng chËm 2.0. Thô tinh nh©n t¹o ®−îc ¸p dông trong ch¨n nu«i bß thÞt. Tuy Kü thuËt nµy ®· ®−îc ¸p dông trong ch¨n nhiªn, sö dông kü thuËt siªu bµi no·n vµ nu«i bß h¬n 50 n¨m qua nh−ng viÖc sö cÊy truyÒn hîp tö ®Ó c¶i tiÕn di truyÒn dông kü thuËt nµy trong ch¨n nu«i bß thÞt trong ch¨n nu«i bß thÞt cã thÓ sÏ lµm t¨ng cßn h¹n chÕ. Cho ®Õn nay mét trong nh÷ng l−îng th«ng tin hiÖn cã vÒ gi¸ trÞ di truyÒn nguyªn nh©n mµ thô tinh nh©n t¹o cßn Ýt cña c¸ thÓ bß c¸i vµ bß t¬. ®−îc chÊp nhËn trong ch¨n nu«i bß thÞt do 4.0. Thu trøng truëng thµnh qua ©m cßn thiÕu nh÷ng th«ng tin vÒ chÊt l−îng di ®¹o truyÒn c¸ thÓ ®ùc gièng. Trong 5 n¨m qua trªn thÕ giíi ®· cã nhiÒu ch−¬ng tr×nh ®¸nh Kü thuËt nµy ngµy nay ®ang ®−îc sö dông gi¸ gi¸ trÞ di truyÒn vµ chän läc trong ch¨n trong ch¨n nu«i bß thÞt ®Ó thu trøng ch−a nu«i bß thÞt nhiÒu bß ®ùc cã gi¸ trÞ di thô tinh vµ cho ph¸t triÓn, thô tinh ë m«i truyÒn −u tó ®· ®−îc x¸c ®Þnh. Trong t−¬ng tr−êng nh©n t¹o (vitro fertilization - IVF) lai ng−êi ta sÏ sö dông thô tinh nh©n t¹o ®©y lµ mét sù lùa chän kh¸c so víi kü thuËt nhiÒu h¬n nh»m c¶i tiÕn di truyÒn trong cÊy truyÒn ph«i cæ ®iÓn. §Ó lÊy ®uîc ch¨n nu«i bß thÞt. Thªm n÷a, thô tinh nh©n nh÷ng trøng nµy ng−êi ta sö dông m¸y siªu t¹o lµ kü thuËt h÷u Ých trong ch−¬ng tr×nh ©m ®Ó ph¸t hiÖn nh÷ng tÕ bµo trøng vµ sö
dông kim tiªm chuyªn dïng (xem h×nh 1 vµ 2) ®Ó hót dÞch nang trøng. Hót dÞch nang trøng th−êng ®i liÒn víi viÖc thu ®−îc c¸c trøng n»m trong nang trøng. TÕ bµo trøng thu ®−îc sau ®ã ®−îc cho thô tinh trong phßng thÝ nghiÖm nhê ph−¬ng ph¸p thô tinh trong èng nghiÖm (vitro fertilization - IVF). C¸c hîp tö sau khi ®−îc thô tinh sÏ ®−îc b¶o qu¶n gièng nh− b¶o qu¶n c¸c ph«i trong kü thuËt cÊy truyÒn ph«i th«ng th−êng. ThiÕt bÞ hót ThiÕt bÞ hót ∨ ∨ Bé phËn Bé phËn ®iÒu khiÓn ®iÒu khiÓn Bé phËn röa tù ®éng H×nh 1: VÝ dô vÒ kim hót Lumen ®¬n (bªn tr¸i) vµ Lumen ®«i (bªn ph¶i) dïng ®Ó lÊy tÕ bµo trøng. Kim nµy nèi víi xi lanh hót t¹o ra ¸p lùc ©m khi kim vµo nang trøng (h×nh 2). Khi xi lanh ho¹t ®éng dÞch cña nang trøng ®−îc hót ra tõ nang trøng vµ th−êng dÉn ®Õn viÖc thu ®−îc trøng. 2
thô tinh víi c¸c ®ùc gièng kh¸c nhau. §©y lµ kü thuËt ®ang ®−îc ¸p dông cïng víi kü thuËt cÊy truyÒn ph«i trong viÖc ®a d¹ng ho¸ vµ t¨ng qui m« ®¸nh gi¸ gi¸ trÞ di truyÒn cña c¸c ®ùc gièng vµ bß c¸i t¬. 5.0. Thu c¸c tÕ bµo trøng tõ nh÷ng bª vµ bß t¬ ch−a tr−ëng thµnh ®Ó cÊy truyÒn ph«i Thu tÕ bµo trøng ë nh÷ng bª vµ bß c¸i t¬ ch−a tr−ëng thµnh ®Ó nu«i vµ thô tinh trong èng nghiÖm sau ®ã cÊy ph«i (Juvenile in vitro embryo transfer - JIVET) lµ c«ng nghÖ sinh häc trong sinh s¶n, ë ®©y ng−êi ta thu tÕ bµo trøng tõ nh÷ng bª t¬ ch−a tr−ëng thµnh th−êng lµ tõ 2-4 th¸ng tuæi nu«i trong phßng thÝ nghiÖm vµ dïng cho kü thuËt thô tinh trong èng nghiÖm ®Ó s¶n suÊt ph«i vµ bª (xem h×nh 3). Lóc míi sinh trong buång trøng cña nh÷ng bª c¸i cã kho¶ng tõ 300.000 ®Õn 500.000 nang trøng. T−¬ng tù nh− vËy, qu¸ tr×nh t¹o nang trøng ë nh÷ng bª c¸i b¾t ®Çu ngay lóc míi sinh vµ t¹o ra c¸c thÓ H×nh 2: Cã thÓ nh×n thÊy ®−îc tõng nang hang ®Ó c¸c nang trøng ph¸t triÓn thµnh trøng (cã cÊu tróc mµu ®en) th«ng qua sö buång trøng. H¬n n÷a, c¸c thÓ hang cña dông kü thuËt siªu ©m vµ cho phÐp dÞch c¸c nang trøng nµy sÏ ph¸t triÓn thµnh chuyÓn chóng b»ng kim hót dÞch nang buång trøng ë nh÷ng bª c¸i t¬. C¸c nang trøng. Hai nang trøng ë phÝa trªn bªn ph¶i trøng cã thÓ ph¸t triÓn th«ng qua sö dông ®· ®−îc hót ra kh«ng thÓ nh×n thÊy ë h×nh hoocmon FSH. Qu¸ tr×nh nµy cho phÐp lÊy phÝa d−íi. ë h×nh d−íi lµ kim hót n»m ë c¸c tÕ bµo trøng cã c¸c no·n bao vµ cho trung t©m lín cña nang trøng, ®ang chuÈn thô tinh trong èng nghiÖm sau ®ã dïng cho bÞ hót trøng. kü thuËt cÊy ph«i. V× lý do ®ã, thuËn lîi næi bËt cña nh÷ng bª c¸i t¬ so víi nh÷ng ThuËn lîi cña ph−¬ng ph¸p nµy so víi bª ®ùc non trong c¶i tiÕn di truyÒn lµ cã ph−¬ng ph¸p cÊy ph«i lµ cã thÓ lÆp l¹i thÓ thu ®−îc c¸c giao tö tõ khi chóng ch−a trong kho¶ng 5-7 ngµy. Kho¶ng 5-10 tÕ tr−ëng thµnh trong khi ®ã kh«ng thÓ lÊy bµo trøng cã thÓ ®−îc ph¸t hiÖn vµ thu tinh trïng cña nh÷ng bª ®ùc khi chóng ®−îc mçi lÇn. HiÖn nay hiÖu qu¶ cña kü ch−a tr−ëng thµnh. Nh÷ng bª c¸i t¬ nµy cã thuËt thô tinh trong èng nghiÖm cho kÕt thÓ ®ãng gãp cho thÕ hÖ sau nhiÒu h¬n qu¶ mét bß chöa trong mét tuÇn. V× vËy tr−íc khi chóng thµnh thôc sinh dôc. §iÒu trong mét n¨m cã kho¶ng 50 bª sinh ra tõ nµy gióp gi¶m kho¶ng c¸ch gi÷a hai løa ®Î nh÷ng bß t¬ vµ bß sinh s¶n cã tiÒm n¨ng di ë bß vµ cã thÓ biÕt tr−íc ®−îc r»ng bª c¸i truyÒn cao. Lîi Ých kh¸c cã thÓ thu ®−îc t¬ sÏ cã nh÷ng t¸c ®éng m¹nh mÏ h¬n th«ng qua kü thuËt nµy lµ kh«ng ph¶i sö trong c¶i tiÕn di truyÒn khi JIVET dông c¸c lo¹i thuèc g©y siªu bµi no·n nh− (Juvenile in vitro embryo transfer - JIVET) ph−¬ng ph¸p cÊy truyÒn ph«i vµ do ®ã sÏ vµ nh÷ng c«ng nghÖ sinh häc sinh s¶n gi¶m ®−îc nguy c¬ chËm sinh ë nh÷ng bß kh¸c ®−îc ¸p dông ë bß. c¸i t¬ vµ bß sinh s¶n nhËn ph«i. ViÖc thu tõ 5 ®Õn 10 tÕ bµo trøng mét lÇn lµ cã thÓ lµm ®−îc nhê ®Æc tÝnh ph¸t triÓn cña no·n bµo trong buång trøng, sù ph¸t triÓn nµy th−êng diÔn ra nh− c¸c ®ît sãng nang liªn tôc. Qu¸ tr×nh ph¸t triÓn c¸c nang trøng ë bß ®· ®−îc th¶o luËn kü ë ch−¬ng Sinh lý sinh s¶n bß c¸i. Thªm n÷a c¸c tÕ bµo trøng trong mçi lÇn thu trøng cã thÓ sö dông ®Ó 3
H×nh 3: VÝ dô vÒ viÖc ¸p dông JIVET ë bß thÞt. C¸c tÕ bµo trøng ®−îc thu b»ng c¸ch phÉu thuËt ë gi÷a æ bông nh÷ng bª c¸i t¬ lai 10 tuÇn tuæi, nu«i trong phßng thÝ nghiÖm, sau ®ã chóng ®−îc thô tinh ®Ó s¶n suÊt c¸c hîp tö. C¸c hîp tö ®−îc cÊy vµo bß mÑ nhËn ph«i vµ cho kÕt qu¶ bª ®−îc sinh ra b×nh th−êng (¶nh phÝa cuèi). Nh− vËy nh÷ng bß c¸i t¬ ë h×nh trªn ®· s¶n sinh ra nh÷ng con bª tr−íc khi chóng 12 th¸ng tuæi. Trong vÝ dô nµy kho¶ng 300 tÕ bµo trøng ®−îc lÊy tõ 6 bª t¬, mçi bª t¬ trung b×nh mçi lÇn lÊy ®−îc 50 tÕ bµo trøng. Sè tÕ bµo trøng thu ®−îc nµy ®· minh ho¹ cho tiÒm n¨ng sinh s¶n cña ®µn bª t¬ khi chóng cßn rÊt trÎ. 6.0. KÕt hîp thô tinh trong èng nghiÖm l−îng ë bß. Marker ®Çu tiªn ë bß kiÓu nµy víi chÈn ®o¸n di truyÒn tr−íc khi cÊy hiÖn ®· ®−îc sö dông trong ch¨n nu«i bß lµ ph«i GeneSTAR ®ã lµ gen qui ®Þnh l−îng mì kÏ trong thí thÞt cña bß (marbling). PGD Kh¶ n¨ng s¶n xuÊt th−êng xuyªn c¸c hîp bao gåm viÖc sinh thiÕt tÕ bµo ®¬n trong tö b»ng ph−¬ng ph¸p thô tinh trong èng giai ®o¹n ph¸t triÓn sím cña ph«i, th−êng nghiÖm ë bß t¹o c¬ héi cho viÖc ®−a chÈn ë giai ®o¹n 8 tÕ bµo hoÆc ë giai ®o¹n ph«i ®o¸n di truyÒn tr−íc khi cÊy ph«i (pre- nang (xem h×nh 4), t¸ch vµ nh©n DNA vµ implantation genetic diagnosis -PGD) vµo sau ®ã th¨m dß t×m kiÕm c¸c marker ph©n ch−¬ng tr×nh c¶i tiÕn di truyÒn vµ kÕ ho¹ch tö (vÝ dô nh− GeneSTAR). C«ng cô sinh lai t¹o. PGD liªn quan ®Õn viÖc xem xÐt häc ®Æc biÖt h÷u hiÖu lµ kÕt hîp c«ng nghÖ c¸c Marker ph©n tö cña c¸c gen cã quan hÖ JIVET (phÇn 5) vµ PGD. víi n¨ng suÊt hoÆc c¸c tÝnh tr¹ng chÊt 4
H×nh 4. C¸c giai ®o¹n ph¸t triÓn ®Çu tiªn cña ph«i sau khi thô tinh ë bß. 7.0 Lai gièng nhanh (SMART Breeding) chän nh÷ng bß ®ùc phï hîp (vÝ dô trong ch¨n nu«i bß thÞt, bß s÷a) hoÆc nh÷ng c¸i Nh− ®· ®Ò cËp ë phÇn 6, JIVET vµ PGD lµ t¬ (vÝ dô trong ch¨n nu«i bß s÷a). Th−¬ng c¸c c«ng nghÖ bæ sung cã øng dông quan m¹i ho¸ c¸c s¶n phÈm ph©n biÖt giíi tÝnh träng vµo c¶i tiÕn di truyÒn bß thÞt trong trong ch¨n nu«i bß kÕt hîp chÆt chÏ víi t−¬ng lai. ViÖc kÕt hîp c¸c kü thuËt nµy sinh thiÕt ph«i vµ ph¶n øng chuçi cao ph©n dÉn ®Õn kh¸i niÖm lai gièng nhanh tö (PCR) víi th¨m dß ph©n tö trªn nhiÔm (SMART Breeding), chän läc sö dông s¾c thÓ Y hoÆc c¸c ph¶n øng sinh ho¸ häc Marker ph©n tö vµ kü thuËt sinh s¶n tiªn ph©n biÖt gi÷a ph«i ®ùc vµ c¸i. Mçi lÇn tiÕn (xem h×nh 5). ph©n biÖt giíi tÝnh ph«i, nã cã thÓ c¾t ®«i 8.0 Ph©n biÖt giíi tÝnh ph«i vµ nh©n b¶n ®Ó t¹o sinh ®«i. Kü thuËt c¾t ph«i ®ang ®−îc ¸p dông trong ch¨n nu«i bß. C¸c ph«i nh÷ng ph«i t¸ch ®«i ®−¬c c¾t th−êng ë giai ®o¹n ph©n bµo cã 8 ThiÕt bÞ vµ vËt liÖu dïng ®Ó ph©n biÖt giíi tÕ bµo ®Õn giai ®o¹n ph«i d©u (xem h×nh tÝnh ph«i ngµy nay ®· ®−îc th−¬ng m¹i 4) nh÷ng ph«i ®−îc c¾t nµy sÏ t¹o thµnh ho¸ trong ch¨n nu«i bß vµ cã thÓ sö dông ph«i sinh ®«i lµ d¹ng ®¬n gi¶n nhÊt trong cïng víi kü thuËt cÊy truyÒn hîp tö. Tuú kü thuËt nh©n b¶n. C¸c ph«i bß còng cã thuéc vµo môc ®Ých cña nhµ s¶n xuÊt, c¸c thÓ c¾t thµnh 4 ph«i. ph«i cã thÓ ®−îc ph©n biÖt giíi tÝnh ®Ó
®µn h¹t nh©n Lai gièng bß t¬ nhanh Hîp tö cïng cha, Bª t¬ cïng mÑ Thô tinh èng nghiÖm §µn ®ùc gièng §¸nh dÊu c¸c gen TTNT C¸c môc tiªu lai t¹o Nhãm con c¸i tèt nhÊt §µn ®ùc gièng tõ ®µn ngoµi §ùc gièng cho ®µn c¬ së §¸nh gi¸ c¸c gen ®¸nh dÊu §µn c¬ së H×nh 5: S¬ ®å lai gièng nhanh ë bß thÞt nhiÔm s¾c bÞ c« ®Æc vµ gi¶m søc Ðp, t¸i lËp chän läc sö dông Marker ph©n tö vµ c¸c l¹i ch−¬ng tr×nh biÓu hiÖn cña gen. c«ng nghÖ tiªn tiÕn trong sinh s¶n. Nh÷ng Nh©n b¶n b»ng chuyÓn nh©n ph«i bµo cã bª t¬ cã gi¸ trÞ di truyÒn −u tó tr¶i qua nhiÒu −u ®iÓm h¬n c¾t ph«i. Tuy nhiªn, JIVET ®Ó t¹o ra c¸c ph«i ®Ó chÈn ®o¸n di chØ cã mét sè l−îng nhá con c¸i ®−îc nh©n truyÒn tr−íc khi cÊy ph«i PGD. Ph«i ®−îc b¶n (tõ 2-5) tõ mét ph«i bµo vµ ®©y lµ h¹n chän trªn c¬ së Marker ph©n tö, cã thÓ ®· chÕ khi ¸p dông kü thuËt nµy trong ch¨n ®−îc x¸c ®Þnh giíi tÝnh ®Ó t¹o ra c¸c nhãm nu«i bß. Nh»m t¨ng tÝnh øng dông réng r·i ®êi con xuÊt s¾c ®ãng gãp vµo viÖc c¶i tiÕn kü thuËt chuyÓn nh©n ph«i bµo trong viÖc di truyÒn trong t−¬ng lai. c¶i tiÕn di truyÒn bß thÞt, t¸i nh©n b¶n liªn 9.0 Nh©n b¶n b»ng chuyÓn nh©n ph«i tôc ®−îc ®¸nh gi¸ lµ mét c¸ch ®Ó t¨ng sè l−îng gia sóc ®−îc nh©n b¶n. Tr−êng hîp bµo nµy ph«i nh©n b¶n ë giai ®o¹n tõ 8 ®Õn 16 Ph«i bµo lµ c¸c tÕ bµo riªng lÎ cña ph«i tõ tÕ bµo ®−îc dïng nh− ph«i bµo cho ®Ó giai ®o¹n 2 tÕ bµo ®Õn giai ®o¹n ph«i d©u phôc vô cho chu kú chuyÓn nh©n míi. (xem h×nh 4). Mçi ph«i bµo lµ c¸c tÕ bµo Trong ch¨n nu«i bß, bª ®−îc s¶n xuÊt khi cã thÓ ph¸t triÓn thµnh ®éng vËt hoµn nh©n b¶n tõ chu kú thø hai vµ ba. Tuy chØnh vµ cã thÓ sö dông trong nh©n b¶n. nhiªn, kü thuËt nµy vÉn cßn h¹n chÕ sè Qu¸ tr×nh chuyÓn nh©n cña ph«i bµo liªn l−îng bª t¹o ra. quan ®Õn sù hîp nhÊt cña chÊt nh©n 10.0 Nh©n b¶n c¸c tÕ bµo soma cña bµo (karyoplast) cña ph«i bµo víi trøng nhËn ®· bá nh©n tÕ bµo chÊt (cytoplast). Nãi thai mét c¸ch ng¾n gän, nh©n ®−îc lo¹i bá Vµo gi÷a nh÷ng n¨m 90, nghiªn cøu nh©n khái nang trøng nhËn b»ng ph−¬ng ph¸p b¶n ®· cã tiÕn triÓn trong viÖc sö dông c¸c hót, sau ®ã mét nh©n ph«i bµo cã mµng tÕ bµo soma biÖt ho¸. Khëi ®iÓm cña nh©n hoµn chØnh ®−îc ®−a vµo nang trøng nghiªn cøu lµ dïng c¸c tÕ bµo soma c¸c ®· lo¹i bá nh©n tõ tr−íc. Sù hîp nhÊt cña bµo thai. Trong nghiªn cøu ban ®Çu ë bß, nh©n ph«i bµo vµ nang trøng ®−îc tiÕn ng−êi ta sö dông c¸c tÕ bµo biÓu m« da hµnh b»ng mét dßng ®iÖn. Ho¹t ®éng cña bµo thai tõ ngµy thø 50 ®Õn ngµy 80 vµ tÕ bµo chÊt cña nang trøng nhËn diÔn ra ë nu«i cÊy chóng tõ 3 ®Õn 12 c«ng ®o¹n. Sau ph«i bµo lµm cho vá bäc nh©n bÞ vì, chÊt mét vµi c«ng ®o¹n, c¸c tÕ bµo biÓu m«
ph¸t triÓn thµnh nguyªn bµo sîi, ë mét Dolly sinh ra khi nh©n b¶n b»ng tÕ bµo ®iÓm trong chu kú ph¸t triÓn ng−êi ta sö tuyÕn vó cña cõu c¸i 6 tuæi. Kü thuËt nh©n dông ph−¬ng ph¸p chuyÓn nh©n. KÕt qu¶ b¶n tÕ bµo Soma tr−ëng thµnh ®−îc tãm t¾t lµ c¸c bµo thai nµy ph¸t triÓn vµ sinh ra ë h×nh 6. ViÖc cõu Dolly sinh ra lµ c¸i mèc ®−îc 4 bª con. Tõ c¸c nghiªn cøu ban ®Çu quan träng trong lÞch sö sinh lý sinh s¶n vµ nµy, c¸c bª kh¸c ®· ®−îc t¹o ra b»ng nh©n ngay lËp tøc nã ®· kÝch thÝch viÖc nghiªn b¶n c¸c tÕ bµo soma biÓu m« cña bµo thai cøu kü thuËt nµy trªn c¸c loµi kh¸c. ë bß, lÊy tõ ngµy thø 35 ®Õn ngµy 80. c¸c bª ®· ®−îc sinh ra nhê nh©n b¶n tõ c¸c tÕ bµo biÓu m« tr−ëng thµnh, nguyªn bµo 11.0 Nh©n b¶n sö dông c¸c tÕ bµo soma sîi, tÕ bµo c¬, tÕ bµo h¹t, tÕ bµo ®èng tr−ëng thµnh (Cumlus) vµ tÕ bµo mÇm (h×nh 7). Thµnh c«ng b−íc ®Çu ®¹t ®−îc khi nh©n ë Australia, bß vµ cõu ®· ®−îc sinh ra khi b¶n c¸c tÕ bµo Soma bµo thai ®· dÉn ®Õn nh©n b¶n c¸c tÕ bµo Soma tr−ëng thµnh nh÷ng nghiªn cøu t−¬ng tù vÒ nh©n b¶n (h×nh 8). b»ng c¸c tÕ bµo Soma lÊy tõ ®éng vËt tr−ëng thµnh. Vµo th¸ng 2 n¨m 1997, cõu C¸c tÕ NaNang trøng ng trøng bµo M M II II Nu«i cÊy tÕ ThiÕu huyÕt bµo thanh Lo¹i bá nh©n tÕ bµo Dung n¹p ®iÖn tõ ho¹t ho¸ Nu«i cÊy ph«i Chöa CÊy ph«i H×nh 6. S¬ ®å c¸c b−íc chñ yÕu khi nh©n b¶n c¸c tÕ bµo soma tr−ëng thµnh. 7
H×nh 7. Nh÷ng ®éng vËt sinh ra b»ng nh©n b¶n tÕ bµo soma. Theo chiÒu kim ®ång hå tõ trªn bªn tr¸i: Cõu Dolly sinh ra tõ c¸c tÕ bµo tuyÕn vó tr−ëng thµnh cïng víi cõu mÑ thô thai tù nhiªn; Bonnie vµ b¶n th©n nã ®−îc nh©n b¶n cã tªn lµ Monticello ®Î lóc 14 th¸ng sau ®ã khi nh©n b¶n b»ng nguyªn bµo sîi cña bµo thai; Polly, Molly, Holly vµ Olly ®−îc sinh ra b»ng nh©n b¶n c¸c nguyªn bµo sîi cña bµo thai; 10 bª con sinh ra khi nh©n b¶n c¸c tÕ bµo h¹t lÊy tõ trøng cña bª t¬ ®øng ë phÝa sau cã tªn lµ Elizabeth. H×nh 8. H×nh trªn bª cã tªn Suzi b¶n tõ c¸c tÕ bµo somatic tr−ëng (bªn tr¸i) lµ bª ®Çu tiªn sinh ra thµnh. b»n nh©n b¶n ë Australia vµ ë h×nh d−íi cõu cã tªn Matilda lµ cõu ®Çu tiªn sinh ra b»ng nh©n 8
12.0 Ph©n biÖt giíi tÝnh tÝnh trïng huúnh quang cña m¸y tù ®éng ghi chÐp l¹i vµ c¸c tinh trïng sÏ cã ®iÖn cùc d−¬ng (+) PhÇn 7 ®· th¶o luËn vÒ ph©n biÖt giíi tÝnh (tinh trïng mang nhiÔm s¾c thÓ X) hoÆc ph«i. Mét h−íng nghiªn cøu kh¸c trong ®iÖn cùc ©m (-) tinh trïng mang nhiÔm s¾c viÖc ph©n biÖt giíi tÝnh ®ang cã triÓn väng thÓ Y. C¸c tinh trïng sau ®ã di chuyÓn qua ¸p dông vµo thùc tÕ lµ ph©n biÖt giíi tÝnh nh÷ng ®Üa cã hiÖu ®iÖn thÕ cao, ë ®©y tinh tinh trïng. ChØ cã mét kü thuËt duy nhÊt trïng mang nhiÔm s¾c thÓ X vµ tinh trïng ®¸ng tin cËy ®Ó x¸c ®Þnh giíi tÝnh tinh mang nhiÔm s¾c thÓ Y di chuyÓn vÒ hai trïng lµ kü thuËt soi mµu tÕ bµo kiÓu dßng phÝa ng−îc chiÒu nhau v× chóng cã ®iÖn ch¶y. Kü thuËt nµy dùa trªn c¬ së hiÓu biÕt tÝch kh¸c nhau, sau ®ã tinh trïng ®−îc lÊy vÒ kiÓu h×nh kh¸c nhau cña nhiÔm s¾c thÓ vµo c¸c b×nh chøa cã s½n m«i tr−êng b¶o X vµ Y. Sè l−îng DNA cã ë nhiÔm s¾c thÓ X nhiÒu h¬n sè l−îng DNA cã ë nhiÔm s¾c qu¶n cã lßng ®á trøng gµ (h×nh 9). ë bß, cã kho¶ng 10-12 triÖu tinh trïng (5-6 triÖu thÓ Y. ë bß, sè DNA ë nhiÔm s¾c thÓ X mçi lo¹i mang nhiÔm s¾c thÓ X hoÆc Y) cã nhiÒu h¬n sè DNA ë nhiÔm s¾c thÓ Y thÓ ph©n lo¹i mçi giê víi ®é chÝnh x¸c kho¶ng 3,8%. Khi tiÕn hµnh, kü thuËt so 90%. VÒ lý thuyÕt cã thÓ ph©n lo¹i 72 triÖu mµu tÕ bµo kiÓu dßng ch¶y ®Ó ph©n biÖt tinh trïng mçi giê. Yªu cÇu ph©n biÖt giíi giíi tÝnh, ®Çu tiªn tinh trïng ®−îc nhuém tinh tinh trïng cho c¸c ph−¬ng ph¸p thô víi chÊt huúnh quang Fluoro Chrome tinh kh¸c nhau ë bß lµ: kho¶ng 4-5 x 106 (Hoechst 33342), chÊt nµy liªn kÕt víi c¸c tinh trïng; thô tinh nh©n t¹o s©u trong tö vïng nucleotide cña DNA giµu A-T. V× cung: 3 x 105 tinh trïng; thô tinh trong èng c¸c nhiÔm s¾c thÓ X cña tinh trïng cã nghiÖm (vitro fertilization - IVF): 2 x 103 nhiÒu DNA liªn kÕt víi thuèc nhuém h¬n tinh trïng. Sè l−îng tinh trïng ph©n biÖt nªn chóng ph¸t ra ¸nh s¸ng huúnh quang giíi tÝnh cã thÓ gi¶m ®¸ng kÓ ë bß nÕu m¹nh h¬n khi tiÕn hµnh ph©n lo¹i tinh phèi gièng tr−íc khi rông trøng, b¬m tinh trïng (h×nh 9). TÝn hiÖu huúnh quang ph¸t vµo vÞ trÝ s©u h¬n ë sõng tö cung ®Ó tinh ra khi luång tinh trïng di chuyÓn víi tèc trïng vµ trøng gÆp nhau nhanh h¬n khi ®é cao qua thiÕt bÞ ph©n lo¹i tinh trïng trøng rông. (High-Speed Flow Cytometry Sperm Sorting Apparatus gäi t¾t lµ MoFlo, h×nh 10) ®−îc bé phËn c¶m nhËn ¸nh s¸ng H×nh 9. S¬ ®å tãm t¾t c¸c b−íc c¬ b¶n liªn quan ®Õn ph©n biÖt giíi tÝnh tinh trïng víi m¸y MoFlo (A). Chi tiÕt ®−îc m« t¶ ë phÇn 11. §Ønh chãp cña biÓu ®å B m« t¶ tû lÖ tinh trïng ®· ®−îc ph©n biÖt vµ ë biÓu ®å C cho thÊy ®Ønh tr¸i lµ tinh trïng mang nhiÔm s¾c thÓ Y vµ ®Ønh bªn ph¶i lµ tinh trïng mang nhiÔm s¾c thÓ. 9
H×nh 10. MoFlo m¸y dïng ®Ó ph©n biÖt giíi tÝnh. 13.0 KÕt hîp kü thuËt ph©n biÖt giíi tinh tinh trïng víi tiªm tinh trïng vµo tÕ bµo chÊt Sè l−îng m¸y ph©n biÖt giíi tÝnh tinh trïng (MoFlo Sperm Sexing Units) kh«ng nhiÒu vµ chØ mét sè l−îng nhá tinh trïng ph©n biÖt giíi tÝnh ®−îc t¹o ra khi dïng kü thuËt so mµu tÕ bµo kiÓu dßng ch¶y ®· h¹n chÕ tÝnh øng dông cña c«ng nghÖ sinh häc nµy trong viÖc c¶i tiÕn di truyÒn bß thÞt. Mét c«ng nghÖ sinh häc bæ sung t¹o c¬ héi ®Ó ¸p dông réng h¬n kü thuËt ph©n biÖt giíi tÝnh tinh trïng lµ tiªm tinh trïng vµo tÕ bµo chÊt (intra-cytoplasmic sperm injection gäi t¾t lµ ICSI). Kü thuËt ICSI lµ dïng tinh trïng tiªm vµo trong no·n bµo ch−a thô tinh (h×nh 11 vµ 12) sau ®ã nh÷ng ph«i ®· ®−îc ph©n biÖt giíi tÝnh ®−îc nu«i theo qui tr×nh cña kü thuËt thô tinh trong èng nghiÖm (vitro fertilization - IVF) H×nh 11. KÝnh hiÓn vi xoay chiÒu vµ dông cô b¬m tinh (¶nh tr¸i). ¶nh ph¶i pipÐt gi÷ nh©n ë phÝa tr¸i cña bøc ¶nh vµ pipÐt dïng ®Ó b¬m tinh trïng ë phÝa bªn ph¶i hîp tö ®−îc gi÷ trong pipet ë ¶nh tr¸i vµ dïng chóng ®Ó b¬m tinh ë ¶nh bªn ph¶i.
H×nh 12. C¸c b−íc cña kü thuËt tiªm truyÒn tinh trïng vµo tÕ bµo chÊt. PhÝa tr¸i: lÊy tÕ bµo tinh trïng ®−îc lÊy vµo pipÐt vµ b¬m vµo tÕ bµo trøng ch−a ®−îc thô tinh ë h×nh gi÷a. Sau khi b¬m tinh trïng, pipett ®−îc rót ra vµ trøng ®−îc thô tinh ph¸t triÓn b×nh th−êng. 14.0 Tãm t¾t kü thuËt tiªm truyÒn tinh trïng vµo tÕ bµo chÊt phô thuéc vµo c¸c th«ng tin vÒ c¸c Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, cã hµng lo¹t Marker ph©n tö vµ kh¶ n¨ng kiÓm tra mèi c¸c c«ng nghÖ tiªn tiÕn trong sinh s¶n cã liªn quan cña c¸c Marker nµy ®èi víi n¨ng tiÒm n¨ng ¸p dông trong c¶i tiÕn di truyÒn suÊt vµ c¸c tÝnh tr¹ng chÊt l−îng. Sö dông vµ lai t¹o bß thÞt. Thô tinh nh©n t¹o kü thuËt nh©n b¶n trong lai t¹o bß sÏ rÊt (TTNT) cæ truyÒn vÉn lµ mét c«ng nghÖ h¹n chÕ trong mét t−¬ng lai gÇn. Bëi v× vÉn sinh häc quan träng trong ch¨n nu«i bß cßn cã nhiÒu c©u hái nghiªn cøu cßn bá thÞt, sè l−îng c¸c hÖ thèng ch¨n nu«i bß ngá ®Ò cËp ®Õn hiÖu qu¶ cña nh©n b¶n vµ thÞt qu¶ng canh sö dông TTNT ngµy cµng kiÓm so¸t sù biÖt ho¸ vµ qu¸ tr×nh t¸i m· t¨ng v× c¸c ®ùc gièng cã gi¸ trÞ di truyÒn ho¸ c¸c th«ng tin vÒ DNA cña c¸c tÕ bµo cao ®· ®−îc nhËn d¹ng vµ tinh cña chóng x«ma tr−ëng thµnh khi nh©n b¶n. ®· s½n sµng ®Ó sö dông trong ch¨n nu«i bß thÞt. Nh− ®· ®Ò cËp ë phÇn tr−íc, thô tinh nh©n t¹o lµ phÇn quan träng trong c¸c ch−¬ng tr×nh ®¸nh gi¸ di truyÒn vµ c¶i tiÕn bß thÞt trªn toµn cÇu. Kü thuËt g©y siªu bµi no·n vµ cÊy truyÒn ph«i còng sÏ lµ kü thuËt quan träng. Tuy nhiªn, kü thuËt nµy dÇn dÇn sÏ ®−îc thay thÕ b»ng kü thuËt thu trøng qua ©m ®¹o vµ thô tinh trong èng nghiÖm v× c¸c phßng thÝ nghiÖm thô tinh trong èng nghiÖm hiÖn ë rÊt gÇn c¸c vïng ch¨n nu«i bß thÞt chñ yÕu. ThuËn lîi cña ph−¬ng ph¸p thô tinh trong èng nghiÖm lµ c¸c ph«i cã thÓ ®−îc kiÓm tra di truyÒn tr−íc khi cÊy, tinh dÞch ®· ®−îc x¸c ®Þnh giíi tÝnh cña bß ®ùc cã gi¸ trÞ di truyÒn cao cã thÓ ®−îc sö dông hoÆc b»ng ph−¬ng ph¸p thô tinh trong èng nghiÖm truyÒn thèng hoÆc b»ng ph−¬ng ph¸p tiªm truyÒn tinh trïng vµo tÕ bµo chÊt. ViÖc chÊp nhËn 11