BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
Bùi Anh Tuấn
XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN TÍCH HOÀN CHỈNH TRÌNH TỰ
HỆ GEN TY THỂ CỦA 6 GIỐNG LỢN BẢN ĐỊA TẠI
MỘT SỐ TỈNH MIỀN BẮC VIỆT NAM
Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
Mã sỗ: 94 20 20 1
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC
Hà Nội - Năm 2020
Công trình được hoàn thành tại:
Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam
Người hướng dẫn khoa học 1: GS. TS Nghiêm Ngọc Minh
Người hướng dẫn khoa học 2: PGS. TS Võ Thị Bích Thủy
Phản biện 1: …
Phản biện 2: …
Phản biện 3: …
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp
Học viện, họp tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm
Khoa học và Công nghệ Việt Nam
vào hồi … giờ ..’, ngày … tháng … năm 20….
Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Trong điều kiện chăn nuôi hiện tại, các giống lợn bản địa
đang bị giảm dần về số lượng, đang mất đi một nguồn gen quý của
địa phương và quốc gia, một số giống đã bị tuyệt chủng hoặc đứng
trên bờ tuyệt chủng. Cho đến nay, vẫn chưa có công trình nghiên cứu
khoa học đầy đủ về hệ gen của các giống lợn bản địa Việt Nam, qua
đó làm sáng tỏ nguồn gốc và quan hệ phát sinh chủng loại, nhằm
phục vụ cho công tác bảo tồn nguồn tài nguyên quý hiếm này. Việc
xây dựng cơ sở dữ liệu phân tử về nguồn gen của các giống lợn này
vẫn chưa được tiến hành và khai thác một cách đầy đủ. Từ các vấn
đề cấp bách nêu trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Xác
định và phân tích hoàn chỉnh trình tự hệ gen ty thể của 6 giống lợn
bản địa tại một số tỉnh Miền Bắc Việt Nam".
2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
- Thu được dữ liệu hoàn chỉnh hệ gen ty thể của 6 giống lợn
bản địa Việt Nam (lợn Ỉ, lợn Móng Cái, lợn Mường Lay, lợn Hương,
lợn Mường Khương và lợn Hạ Lang) và đăng ký trên Ngân hàng gen.
- Xác định thành phần, cấu trúc hệ gen ty thể, so sánh sự sai
khác trình tự, xác định đặc điểm di truyền đặc trưng của sáu giống
lợn bản địa trên, qua đó đóng góp vào cơ sở dữ liệu phục vụ công tác
nhận dạng và bảo tồn.
- Xác định mối quan hệ về di truyền, nhận định nguồn gốc,
phát sinh chủng loại của 6 giống lợn bản địa Việt Nam.
3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án
- Điều tra, khảo sát về giống, nơi cư trú, thu thập mẫu máu
của của sáu giống lợn bản địa nghiên cứu.
- Giải trình tự toàn bộ hệ gen ty thể của sáu giống lợn bản
2
địa. Lắp ráp, xác định trình tự hoàn chỉnh toàn bộ hệ gen ty thể và chú giải.
- Phân tích thành phần, cấu trúc hệ gen.
- Nghiên cứu đa hình trình tự, so sánh trình tự hệ gen ty thể
của 6 giống lợn này với một số giống lợn ở Châu Á, Châu Âu.
- Xây dựng cây phát sinh chủng loại dựa trên trình tự vùng
D-loop và trình tự hoàn chỉnh của hệ gen ty thể, phân tích mối quan
hệ nguồn gốc phát sinh chủng loại giữa 6 giống lợn bản địa và một số
giống lợn khác trên thế giới.
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nguồn gốc, phân loại và quá trình thuần hóa lợn nhà
Tổ tiên xa xưa của lợn là lợn rừng, đã được săn bắn để cung
cấp thực phẩm cho cuộc sống của người nguyên thủy. Tất cả các
giống lợn hiện nay được coi là các dạng của Sus scrofa domestica.
Các bằng chứng về phát sinh chủng loại địa lý cho thấy quá trình
thuần hóa lợn diễn ra nhiều lần ở nhiều nơi trên thế giới. Có quan
điểm cho rằng tổ tiên của lợn ngày nay được xác định là lợn rừng
nguyên thủy và quê hương của chúng chính là vùng Đông Nam Á .
1.2. Ứng dụng của hệ gen ty thể trong nghiên cứu phát sinh
chủng loại, xác định nguồn gốc
Xác định mối quan hệ về phát sinh chủng loại nhờ trình tự
mtDNA dựa trên nguyên lý: thông tin về quá trình tiến hóa có thể thu
được qua phân tích dữ liệu về trình tự. mtDNA đã được sử dụng rộng
rãi để nghiên cứu phát sinh chủng loại với những lý do sau: Thứ
nhất, sự tiến hóa của mtDNA ở động vật có vú diễn ra trước hết từ sự
thay thế từng cặp nucleotide, mà rất hiếm khi xảy ra sự tái sắp xếp
các phần chính của hệ gen. Thứ hai, tốc độ tiến hóa của mtDNA
được cho là nhanh hơn gấp 10 lần so với DNA nhân. Thứ ba, mtDNA
được di truyền theo dòng mẹ, đơn bội và không xảy ra tái tổ hợp.
3
1.3. Phát sinh chủng loại phân tử, xây dựng và phân tích cây
phát sinh chủng loại phân tử
1.3.1. Cây phát sinh chủng loại
Cây phát sinh chủng loại là một biểu đồ hình nhánh biểu diễn
mối quan hệ tiến hóa giữa các thực thể sinh vật, nêu lên một giả
thuyết về các sinh vật trên cây đã có quan hệ họ hàng với nhau như
thế nào. Hình học tô-pô của một cây xác định mối quan hệ của các
thực thể được đại diện trên cây phát sinh. Chiều dài nhánh phản ánh
mức độ quan hệ của các đối tượng trên cây. Chỉ duy nhất một nhánh
là nối giữa hai nút. Các nút đại diện cho các đơn vị phân loại (các
taxon mà cụ thể ở đây là các trình tự DNA hoặc protein), nút là giao
điểm hay điểm tận cùng của hai hoặc nhiều nhánh. Một đơn vị phân
loại hoạt động (OTU) là một taxon hiện có có mặt ở một nút ngoài
cùng hay còn gọi là lá.
1.3.2. Phân tích phát sinh chủng loại
Phân tích phát sinh chủng loại phân tử được chia làm năm bước:
(1) Thu nhận trình tự, lựa chọn trình tự: thu nhận trình tự từ
cơ sở dữ liệu bao gồm hàng ngàn họ protein của sinh vật nhân thực, hay
các kết quả từ công cụ BLAST. (2) Dóng hàng đa trình tự: Sử dụng
phép dóng hàng đa trình tự của một nhóm các trình tự tương đồng
(homologous). (3) Lựa chọn mô hình thay thế trong chuỗi DNA và
amino acid: Đây là mô hình môt tả về các các thức thay thế đơn phân
trong quá trình tiến hóa (4) Xây dựng cây: Có bốn phương pháp
chính để dựng cây: dựa vào khoảng cách, maximum parsimony,
maximum likelihood và suy luận Bayes. Phương pháp Bayes giúp
suy luận dựa trên mô hình để phân tích phát sinh chủng loại.
MrBayes lượng giá một phân bố xác suất tiên nghiệm, là khả năng
một cây tạo ra thỏa mãn dữ liệu quan sát. (5) Phân tích cây phát sinh
