Gen Marker
Trang 1li COng nghé sinh hoc trong chdn nudi gia suc va gia cam 473
hàng loạt động vật không biểu hiện kiểu hình quan tâm Chưa có cách nào dé kiểm tra các động vật không biểu hiện kiểu hình (như các bò đực sữa) Không
may, với selũng thường có khoảng 50% động vật nuôi là cận dòng, điều này
hoàn toàn không có lợi trong chăn nuôi |
II.2 Ki THUAT CNSH TRONG CHON GIONG
11.2.1 Marker phôn tử
rang marker phan tử s sẽ là phương tiện ho tro manh dé dua vao ứng dụng trong
không ảnh hưởng tới kĩ thuật phát hiện
Mặc dù, các marker dựa vào RNA cũng được để cập vì tính đơn giản,
song đến nay hầu hết các quy trình được thiết lập thành công chỉ với marker
DNA
Trong chọn giống động vật nuôi dựa vào tính trạng, cần phải lưu ý tới sự
da hinh (polymorphism) (tiéng Hi Lap “poly” nghia la “nhiéu” va “morph” la
“dang”), day là khái niệm mô tả một hiện tượng biểu hiện di truyền mà ở đó,
nhiều trạng thái khác nhau của một đặc tính nào đó cùng biểu hiện ở vật nuôi
Trong sinh học, sự đa hình có thể định nghĩa như là sự xởy ra hơi hưy nhiều
“dạng” (hình) của cùng một tính trạng
Sự đa hình DNA là những biến đổi trong trình tự DNA của một cá thể, sự
biến đổi đó có thể, hay không thể ảnh hưởng lên kiểu hình Sự biến đổi này
thường được phát hiện qua nhiều phương pháp sinh học phân tử khác nhau
Những biến đổi được phát hiện có ảnh hưởng lên kiểu hình được xem như một
marker đặc hiệu cho biến đổi đó Điều đó có nghĩa là nếu một cá thể c có cùng sự
'đa hình đó, có thể sẽ biểu hiện một vài đặc điểm tương tự khác.
Trang 2ä74 | Chương 8 CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CHAN NUOI |
:
-Các marker DNA được thiết lập nhằm phát hiện sự đa hình DNA của từng
cá thể Sự đa hình này sẽ được chọn là marker cho những biểu hiện tính trạng
Vì thế, trong nông nghiệp, người ta sử dụng chúng trong chọn giống, chọn lọc
các đối tượng mang tính trạng tốt Có thể chia thành các nhóm chính sau :
— Cac marker cé dién : RFLP va phan tich DNA ti thé (mtDNA)
— Cac DNA marker dua vao PCR (PCR-based marker)
— Marker dua vao phuong phap lai (Hybridization based marker)
— Cac marker dua vao giai trinh tu (Sequencing based marker)
a Cac marker cổ điển
Sự đa hình chiều dài của các đoạn cdt gidi han (Restriction fragment ị
length pokymorphis — REFLP) : RELP là phương pháp đã từng được sử dụng rộng
rãi và vẫn còn hữu ích, đặc biệt trong việc lập bản đồ gen của nhiều loài Những
enzyme cắt giới hạn được sử dụng trong phương pháp này sẽ cắt trực tiếp DNA :
tại các vị trí khác nhau, các vị trí chèn, các vị trí mất, hay sự tái sắp xếp lại các
đoạn DNA tại các vị trí (hay ở giữa) các vị trí cắt giới hạn tạo nên tính đa hình
Các sản phẩm sau đó được phân tách trên gel agarose, chuyển lên màng và lai
với các mẫu dò để sản xuất, nhằm tạo ra các DNA ñngerprint Kĩ thuật này có
thuận lợi là dễ dàng tiến hành Nhưng gần đây nó ít được sử dụng vì tốn thời
3
3
gian và cần tiến hành kĩ thuật Southern blot Một khó khăn khác đòi hỏi lượng -
mẫu bộ gen nguyên vẹn lớn
Phân tích DNA tỉ thể
Phân tích các biến đổi của mtDNA là một chiến lược khác để nghiên cứu sự di truyền quần thể Tỉ lệ đột biến xảy ra trên mtDNA lớn hơn trên bộ gen trong nhân,
do đó cho phép các nghiên cứu về tiến hoá T¡ thể là nơi diễn ra quá trình hô hấp tế
bào, và là nguồn gen di truyền tế bào chất, vì thế các chương trình cải thiện giống ›:
cũng nên tập trung vào mtDNA cũng như DNA bộ gen trong nhân Phân tích
mtDNA thường bộc lộ các khác biệt di truyền giữa các quan thé
b Các marker dựa vào PCR
Cac méu ngdu nhién (PCR by arbitrarily chosen primers - PCR-ACP)
Năm 1990, đã có hai nhóm báo cáo về sự phát triển của các quy trình sàng | lọc đi truyền mới dựa trên kĩ thuật PCR : phân tử DNA đa hình được khuếch đại
ngẫu nhiên (random ampliñed polymorphic DNA), và tiến hành PCR với các
đoạn mồi được thiết kế một cách ngẫn nhiên (Arbitrarily chosen primed PCR -
AP-PCR) (William và cs, 1990; Welsh và McClelland, 1990)
Để khuếch đại mạch khuôn DNA, RAPD sử dụng một primer đơn dài 10
nucleotide và AP-PCR sử dụng các primer dài chừng 20 nucleotide Cùng thời |
điểm này, một chiến lược tương tự khác cũng đã được phát triển, khi các mảnh
Trang 3ll C6ng nghé sinh hoc trong chan nuédi gia súc vò gia côm 475
DNA được khuếch dai (DNA amplified fragments - DAF) véi viéc su dụng một primer dài chừng 5 — 8 nucleotide dugc m6 ta bởi Caetano-Anolles và cs (1991)
Những kĩ thuật này đã sử dụng các oligonucleotide được chọn ngẫu nhiên
cả theo chiều xuôi và ngược trong phản ứng PCR Một primer nào đó có thể lai
với một số vị trí dọc theo DNA bộ gen, nhưng không phải tất cả các sự lai này
đều dẫn đến việc tạo ra các sản phẩm PCR cần thiết có thể phát triển Để tiến
hành khuếch đại thành công, khoảng cách giữa hai vị trí lai nên là 2kb, chẳng
hạn đó là giới hạn kích thước của mảnh PCR dưới các điều kiện bình thường
Những mảnh này được tạo ra từ các vị trí khác nhau của bộ gen và do đó có
nhiều locus được kiểm tra Vài công ti đã đưa ra thị trường các bộ kit RAPD làm
cho phương pháp này tiện lợi hơn
Su ldp lai trinh tu don (Simple sequence repeat — SSR)
Cac SSR marker hay cac microsatellite la nhitng doan DNA lặp lại ở rải
rác khắp bộ gen và chúng có thể được khuếch đại khi sử dung cdc primer nim
bên sườn của những vùng này (Grist và cs, 1998)
Những marker nói trên cũng gọi là sự đa hình độ dài trình tự don (Simple sequence length polymorphism - SSLP) hay các vị trí microsatellite gắn trình tự (sequence tagged microsatellite site - STMS) Chúng có thể được sử dụng như các mẫu đò trong các phương pháp dựa vào lai, như low Cạt DNA Trong một
hỗn hợp của các DNA biến tính, SSR tái kết hợp lại nhanh chóng vào một phức
hợp thấp thành phần cấu thành nucleotide SSLP có thể được sử dụng để xác
định những chủng khác biệt và các chủng loài chưa rõ, nhằm thiết lập sự liên
hệ di truyén trong quan thể vật nuôi
Các primer dùng để phân tích SSR cũng có thể được cấu trúc qua việc tìm kiếm trên GenBank cho các locus SSR của các loài có quan hệ, hay bằng cách
sàng lọc thư viện bộ gen Việc tìm kiếm các dữ liệu thông tin là cách nhanh
nhất để phát triển một probe cho phân tích và không cần biết trước trình tự
nào Hơn nữa, các primer có thể được tổng hợp dựa vào trình tự lặp lại của
(CA),, chang hạn, primer (CA)s§RG hay (AGC)s¿TI có một cái móc tại đầu 3”
(Godwin và cs, 1997) SSR cũng đã thành công trong việc nghiên cứu các biến
động di truyền ở phạm vi quần thể
Sự đa hình chiêu dài các đoạn được khuếch dai (AFLP)
AFLP về cơ bản là một kết hợp của REFLP và kĩ thuật PCR (Vos và cs, 1995) DNA bộ gen đầu tiên được phân cắt bằng các enzyme cắt giới hạn thích
hợp, sau đó một nhóm phụ của các mảnh kết quả sẽ cho thấy nhiều locus, chúng
sẽ được gắn vào các adaptor tổng hợp và khuếch đại với các primer đặc biệt, bổ
trợ với một trình tự được chọn lọc trên adaptor Các mảnh kết quả được phân tách trên gel có độ phân giải trình tự cao và ghi nhận kết quả bằng phóng xạ tự
ghi Khi các nucleotide được đánh dấu không được sử dụng trong các bước PCR,
Trang 4—A76 —————————_ Chương 6 CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CHĂN NUÔI Chương 8 CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CHĂN NUÔI
kĩ thuật nhuộm bạc hay phát huỳnh quang có thể được sử dụng để làm hiện rõ các sản phẩm khuếch đại (Chalhoub và cs, 1997) Phân tich AFLP tương tự với
phân tích RAPD ở chỗ không cần biết bất kì trình tự nào trước đó, tuy nhiên, AFLP sé luén phat hién duge nhiéu locus hon so v6i RAPD (Russell va cs, 1997)
Sự phức tạp của các kiểu AFLP thường là do các primer và các enzyme cắt
giới hạn cần chọn, cũng như thành phần của DNA bộ gen
Khuếch đại trực tiếp sự đa hình chiều dài (Direc Amplification of Length
Polymorphism — DALP)
(Desmarais va cs, 1998) Quy trình sử dụng một primer xuôi được chọn lọc, có
chứa trình tự lõi 5` (như M13-4- primer phổ quát) cộng với các base tai dau 3’ va
một primer ngược thông thường DALP được sử dụng để phát hiện sự đa hình từ
các lớp khác nhau của các cơ thể (virus, động vật nói chung )
PCR - RFLP
Phân tích REFLP truyền thống thường cần một lượng lớn DNA nguyên vẹn Do
đó, PCR-RFLP, một phương pháp chỉ sử dụng một lượng nhỏ DNA đã được sử dụng
nhiều hơn trong thời gian gần đây Trong phương pháp này, một đoạn DNA được
xác định đầu tiên sẽ được khuếch đại bởi PCR và sau đó phân cắt với các
endonuclease giới hạn được chọn lọc để tạo ra các kiểu đa hình giới hạn độc nhất
của loài Điều hấp dẫn ở đây là vùng cho phân tích PCR-RFILP gắn bên sườn bởi
SNP được tạo ra do sự biến đổi giữa từng cá thể tại bất kì vị trí nào của bộ
gen (Kocabas, 2001) Sự biến đổi từng base này có thể được phát hiện bằng
phương pháp giải trình tự hay các kĩ thuật khác Thuật lợi của SNP là các vị trí
SNP khá nhiều, trải khắp cả bộ gen, chúng có sự đa hình cao và phân tích SNP
chính là hệ thống phân tích sự khác biệt đơn, hay sự đa hình giữa các cá thể,
Phân tích SNP có một số bất lợi như cần thông tin trình tự trước, cần các mẫu
đò và kĩ thuật lai, đắt tiên
Những kĩ thuật khác dựa uòo PCR
Nhiều biến tấu khác dựa vào PCR được phát triển Phân tích sự đa hình
của cấu hình mạch đơn (Single strand conformation polymorphism - SSCP) sẽ
Trang 5ll Công nghé sinh hoc trong chan nudi gia súc vò gia cảm A77
giúp phát hiện tốc độ di chuyển khác nhau của các phân tử DNA, bởi chúng phụ thuộc vào trình tự, sự cuộn gấp nội phân tử khác nhau giữa các ssDNA, dưới các
điểu kiện điện di gel không biến tính (Orita và cs, 1989) Tiến hành phương
pháp điện di gel gradient làm biến tính (Denaturing gradient gel electrophoresis
- DGGE) là phương pháp ứng dụng phổ biến nhất cho phân tích các gen đột
biến Phân tích RAPD-DGGE, kết hợp RAPD và DGGE, là một công cụ để đánh giá phả hệ vật nuôi có hiệu quả
c Các marker dựa vào phương pháp lai
Để lai DNA, các kĩ thuật marker dựa vào phương pháp lai sử dụng cDNA,
các nhân tố DNA được tạo dòng, hay các oligonucleotide tổng hợp như các mẫu
dò được đánh dấu với các isotope phóng xạ (radioisotope), hay gắn với các enzyme sẽ xúc tác phản ứng tạo màu, cho biết hiệu quả lai Các DNA (hoặc được
cắt bởi enzyme, hoặc được khuếch đại bởi PCR), sẽ được phân tách bởi điện di
và chuyển vào các pha rắn RFLP đã được giới thiệu như là một độc quyển của
kiểu kĩ thuật này và chúng được ứng dụng rộng rãi trong việc thiết lập các bản
đồ bộ gen, chọn giống có sự hỗ trợ marker, cũng như các nghiên cứu về tiến hoá
và phân loại Sự đa hình enzyme xảy ra khi các đột biến tách vị trí giới hạn tổn
tai, hay tao ra 1 vi tri giới hạn mới
Những thay đổi nói trên được phát hiện bởi sử dụng mẫu dò lai Cần lưu ý,
việc lựa chọn các mẫu dò DNA/ enzyme cắt giới hạn rất quan trọng trong các
_phân tích RELP
Các mẫu dò DNA dùng để phát hiện trình tự DNA lặp lại có thể gồm hai
êu : (1) các trình tự lặp lại hiện diện như các nhóm độc lập dọc theo các NST
và (2) các trình tự lặp lại rải rác khắp NST Những trình tự lặp lại ngắn hơn
(nhìn chung có độ dài ngắn hơn 6 bp), được lặp lại từ một vài đến hàng ngàn
lần, tổn tại trong các tế bào nhân thật Nó được xem là microsatellite (Litt và
Luti, 1989) hay SSR Các vùng cố kết bên sườn của cdc locus microsatellite có thể được khuếch đại bởi PCR, do đó chúng cung cấp các vị trí gắn nhóm trình tự
đồng trội (co-dominant sequence tagged site - STS) hay trình tự lặp lại để hoạt
động như probe, nhằm tạo các ñngerprint DNA
Các mẫu dò được tạo bởi việc tách ra từ DNA (thu nhận từ DNA quan tâm)
và trình tự lặp lại được phục hồi, đánh dấu Chúng được lai với màng đã cố định
các trình tự DNA (tách bằng enzyme) và phân tách bằng điện di Kết quả được _ ghi nhận bằng phóng xạ
Do sự tồn tại nhiều và rải rác của các microsatellite khiến chúng rất có
giá trị trong việc lập các bản đồ liên kết, trong xác định các QTL, và trong
khoa học hình sự Thêm vào đó, đặc điểm nổi bật của các microsatellite là các primer dudc phat triển trong nhiều loài, có thể được sử dụng trong phân
loại tương quan.
Trang 6478 Oe Chương 8 CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CHĂN NUÔI YONG 9 VUING INOHIE SINE FOG TRONG CHAN NUOI
d Cac marker dua vao giai trinh tu
Giải trình tự DNA là phương tiện chính xác để xác định các gen quan tâm
Như vậy, các biến đổi do sự chuyển, đảo, chèn và mất đoạn, thể được phát hiện
trực tiếp và thông tin trên một locus xác định có thể được thu nhận Một số nhà
nghiên cứu cũng giải trình tự những vùng khác nhau của DNA và hiện nay, kĩ
thuật này đang được sử dụng như là các công cụ cho chẩn đoán, khẳng định
bệnh
1.2.2 Di truyền phôn tử và chọn giống động vat
Đến nay, hầu hết các tiến bộ di truyền ứng dụng để chọn các tính trạng số lượng trong động vật nuôi đã được tiến hành bởi sự chọn lọc dựa vào kiểu hình,
hay các giá trị giống ước tính (estimated breeding value — EBV) duoc thu nhận
từ kiểu hình, mà trước đó không biết được số gen ảnh hưởng lên tính trạng Nhiều kết quả đã đạt được trong các quần thể thương mại, là bằng chứng rõ
ràng về thế mạnh của các cách tiếp cận này Tuy nhiên, tiến bộ di truyền còn có
thể kích thích sự phát triển xa hơn nữa Di truyền phân tử cho phép các nghiên
cứu cá thể ở mức DNA, cung cấp công cụ để biến những cơ hội này thành sự
thực, hoặc bởi chọn lọc trực tiếp trên các gen chính, có ảnh hưởng tới tính trạng quan tâm, hoặc các locus tính trạng số lượng, hoặc thông qua chọn lọc các
marker di truyền liên kết đến QTL/ETL
Ước tính các giá trị sinh sản cân thiết được tiến hành bởi sự phân tích các
kiểu hình của con vật Phương pháp thống kê cải tiến (BLUP) được sử dụng để
phân tách các ảnh hưởng của môi trường và di truyền, cũng như mối liên quan
giữa các con vật với nhau theo các cách quan hệ di truyền của chúng
(Henderson, 1984) Tuy vậy, kiểu hình không phải luôn luôn được ghi nhận vì
những nguyên nhân sinh lí (ví dụ, bò đực không cho sữa, heo đực không thể có
con, các bê cái cho sữa chỉ khi chúng đã được hai năm tuổi ), hay các nguyên
nhân khác (ví dụ, chi phí ghi nhận các tính trạng chất lượng của bò quá cao),
hoặc kĩ thuật ghi nhận chưa chính xác, không tin cậy
Cách đây vài năm, nhiều nghiên cứu đã tìm hiểu và mô tả DNA và các hoạt động của gen Dưới ảnh hưởng của nghiên cứu này, các động vật giống bắt
đầu được điều tra, nghiên cứu những biến đổi trong DNA (sự đa hình của DNA)
Một số động vật khác được tìm hiểu mối liên kết với những khác biệt có thể xảy
ra trong sản xuất hay những tính trạng quan trọng khác liên quan đến kinh tế
(ví dụ, sản xuất sữa)
Nhưng có một vài vấn để cơ bản khác vốn gắn với cả bộ gen, chẳng hạn,
trước hết phải xác định cấu trúc chức năng của chromatin Các thuận lợi chính
của QTL/ETL trong chương trình chọn lọc sinh sản ở vật nuôi là :
(1) Gia tăng chính xác sự: chọn lọc thông qua các thông tin bổ sung liên
quan trực tiếp đến kiểu gen.
Trang 7ll COng nghé sinh hoc trong chan nuédi gia sic va gia cam 479
„ (2) Kha năng làm giảm khoảng cách thế hệ bằng cách thêm vào một trạng
thái chọn lọc sớm, bởi QTL/ETL cho phép làm những quan sát không liên quan |
tới giới tính, hay không phụ thuộc vào tuổi của con vật
dụng QTL/ETL, vai trò, tiềm năng của chúng trong di truyền dong vật ` và chăn
nuôi sẽ càng được coi trọng hơn
Các nguyên nhân chính khiến thông tin di truyền phân tử có thể mang lại:
- kết quả làm tăng giá trị của tính di truyền (hơn là chỉ quan sát kiểu hình) :
- Giả sử không có những lỗi sai nào trong kiểu gen và thông tin di truyền phân tử không bị ảnh hưởng bởi môi trường thì khả năng di truyền gần bằng một
- Thông tin di truyền phân tử có thể có giá trị ở giai đoạn sớm, về nguyên tắc
ở giai đoạn phôi, bằng cách đó cho phép chọn lọc sớm và giảm khoảng cách thế hệ
- Thông tin di truyền phân tử có thể đạt được trên tất cả các ứng viên
chọn lọc, đặc biệt rất lợi ích cho các tính trạng bị giới hạn bởi giới tính, vốn rất
khó khăn để ghi nhận, hay các tính trang cá biệt khác cho biết con vật không
cần thiết để nuôi
- Các ứng dụng cuối cùng của di truyền phân tử trong chương trình chọn
giống phụ thuộc vào sự phát triển trong bốn lĩnh vực quan trọng sau :
(1) Di truyền phân tử : xác định và lập bản đồ các gen và sự đa hình
(2) Phát hiện QTL/ETL : giúp phát hiện và ước tính sự kết hợp các tính trạng đã xác định và các marker di truyền với các tính trạng kinh tế
(3) Đánh giá di truyền : kết hợp kiểu hình và các dữ liệu kiểu gen trong
các phương pháp thống kê, để ước tính các giá trị chọn giống của các động vật
nuôi riêng rẽ trong một quân thể giống
(4) Chọn lọc kết hợp với các marker : phát triển các chiến lược lai giống và
chương trình sử dụng thông tin di truyền trong chọn lọc và các chương trình
giao phối
11.2.3 Xac dinh locus marker
Các chương trình chọn lọc cổ điển thường chỉ dựa vào các quan sát kiểu hình Trong một số trường hợp, chiến lược tiếp cận này không hiệu quả vì kiểu
hình được biểu hiện trễ trong cuộc sống, hay chỉ trong một giới tính, hoặc được
xác định sau khi động vật chết Trong trường hợp này sử dụng kiểu gen như là
phương tiện chọn lọc sẽ là một công cụ mạnh, có thể được sử dụng sớm trong
đời sống động vật và trong mỗi giới tính Hơn nữa, chúng cho tính ổn định của
kết quả hơn khi môi trường thay đổi.
Trang 8Chương 8 CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CHĂN NUÔI
————————— < ương ở CONC NGHỆ SINH HỌC TRONG CHĂN NUÔI
Các đột biến cũng có thể ảnh hưởng, không phải chính gen, nhưng một
vùng gắn gần với nó hay các cùng tách biệt với nó Các gen liên kết do đột biến,
nhìn chung có thể không được biết Trong cả hai trường hợp, nếu một trong các
allele của các gen đa hình được kết hợp với các tính trạng sản xuất, nó được gọi
là marker và có thể được sử dụng hiệu quả trong chương trình MAS Có hai cách
tiếp cận thuận lợi, cùng tôn tại song song, để có thể giúp xác định chính xác
một locus nào là marker : cách tiếp cận gen ứng uiên (đối tượng tuyển chọn) và
a Cach tiép can gen ung vién
Chiến lược này chứa các gen khác nhau có thể dùng để nghiên cứu mối liên quan chức năng trong các quá trình sinh lí (ví dụ sự tổng hợp protein sữa) và ~
xác định mỗi gen, mỗi allele gây kết quả ra sao trong kiểu hình quan tâm (ví dụ
viên, giữa các động vật có giá trị kiểu hình khác nhau, đưa ra tiểm năng để
nhận diện dễ dàng các marker gen kết hợp với giá trị kiểu hình Ví dụ, nhiều
nghiên cứu khác nhau cho thấy rằng, số gen đơn kết hợp với sự tăng trưởng
tuyển vú của vật nuôi, sự phát triển cơ thể và các chức năng sinh lí khác là các
b Chiến lược tạo dòng vị trí
| Sự phát hiện, với các marker di truyền, của các doan NST chịu trách
nhiệm cho một phần của sự biến đổi di truyền một tính trạng là cách tiếp cận
khác hoàn toàn và không yêu cầu bất kì sự hiểu biết nào trước đó về các gen
liên quan Nguyên lí như sau : trong suốt quá trình giảm phân, mỗi giao tử đơn
tử và sau đó là các thế hệ con cái.
Trang 9ll Công nghệ sinh học †rong chỡn nuôi gia suc va gia cam 48 |
Chẳng hạn, có hai locus da hình liên kết là M, Q và cặp bố mẹ di hợp tử
MQ/ma Điều có nghĩa là các allele M và Q nằm trên cùng một NST (ví dụ một
cái có nguồn gốc từ ông nội) và m và q là trên NST đồng hợp (ví dụ một cái có
nguồn gốc từ bà nội) Số thế hệ con có nguồn gốc từ bố mẹ, chẳng hạn thế hệ
con nhận các mảnh NST có nguồn gốc từ bố mẹ (MQ hay mq), lớn hơn số thế hệ
con tái tổ hợp, chẳng hạn thế hệ con nhận đoạn NST tái tổ hợp (Mq hay mQ),
thì đây chính là kết quả từ sự trao déi chéo NST
Khi tái tổ hợp diễn ra rất ít với các locus nằm rất gần nhau, M và m sẽ
hầu như luôn luôn kết hợp và gắn chặt với Q và q trong thế hệ con của cặp bố
mẹ này Nếu locus Q có ảnh hưởng lên tính trạng, các ảnh hưởng do sự thay thế
allele q bởi allele Q có thể được phát hiện bằng cách so sánh hai nhóm thế hệ
con có nhận M và m Do đó, trong trường hợp này, mặc dù marker M không liên
quan đến việc xác định di truyền của tính trạng, nó vẫn có thể được phát hiện
Hiệu quả của phương pháp này phụ thuộc chủ yếu vào các đặc tính của
marker : khi QTL/ETL định vị được bất kì nơi nào, chúng có thể sẽ phân bố >
khắp bộ gen
Thông qua các tiến bộ trong các kĩ thuật di truyền, số gen được lập bản đồ trong heo và trong các loài vật nuôi khác cũng gia tăng trong suốt thập niên
qua Vấn đề chính của các gen được lập bản đô là các gen marker nặc danh (ẩn
danh) Những gen này không trực tiếp chịu trách nhiệm cho sự khác biệt trong
các tính trạng kinh tế, nhưng chúng có thể được liên kết với QTL/ETL, vì thế,
có thể được sử dụng để tìm kiếm QTL/ETL và chọn lọc QTL/ETL thông qua sự _ chọn lọc nhờ sự hỗ trợ cua marker (marker assisted selection — MAS)
II.2.4 Xác định gen ánh hưởng lên tính trang - gen marker
Hai cach tiếp cận đã được sử dụng để xác định các gen ảnh hưởng lên các tính trạng quan tâm, đó là cách tiếp cận gen ứng viên và cách tiếp cận quét (scan) b6 gen (Haley, 1999) hay con gọi là cách tiếp cận marker phân tử
Trong cách tiếp cận gen ứng viên (Rothschild và Soller, 1997), những hiểu
biết từ các loài đã có nhiều thông tin về di truyền như người, chuột (hoặc các hiểu biết về cơ sở sinh lí của tính trạng) được sử dụng để xác định các gen cần quan tâm (các gen này được biết có vai trò trong cơ chế sinh lí, ảnh hưởng tới
các tính trạng kinh tế) Sử dụng thông tin này, các gen ứng viên sẽ được xác
định trong các loài quan tâm cùng với sự đa hình của chúng trong cơ chế mã _ hoá Kết hợp các sự đa hình này với các tính trạng khác, sau đó sử dụng phân
tích thống kê để xử lí các thông tin ghi nhận từ kiểu hình của một mẫu các cá thể trong quân thể quan tâm Với cách tiếp cận này, một vài gen có anh hưởng
chính sẽ được xác định, ví dụ gen receptor estrogen (ESR) ảnh hưởng lên kích cỡ
lứa đẻ ở heo (Rothschild và cs, 1991).
Trang 10482 Chương 8 CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CHĂN NUÔI
Cách tiếp cận quét bộ gen để phát hiện QTL/ETL là sử dụng các marker
nặc danh trải khắp bộ gen để xác định QTL/ETL Trừ khi mật độ marker cao,
những nghiên cứu này thường không thể dựa vào sự mất cân bằng liên kết rộng
của quân thể giữa các marker và QTL/ETL, đó là một bất lợi Sử dụng các
phương pháp thống kê QTL/ETL có thể xác định chính xác vị trí QTL/ETL, tuy
nhiên, hạn chế của cách tiếp cận này là kích thước quần thể cần phải lớn |
II.2.5 Sử dụng các théng tin marker hay gen marker
a Danh gia di truyén
Mặc dù các thí nghiệm lập bản đồ QTL/ETL và gen ứng viên có thể đạt được kết quả tốt trong việc xác định các gen quan tâm, nhưng việc sử dụng các
gen này trong các chương trình cải thiện di truyền lại cần đòi hỏi có sự đánh giá
các ảnh hưởng của chúng trong các quần thể giống thương mại Đặc biệt, với
việc sử dụng các marker nặc danh và các ảnh hưởng QTL/ETL phải được đánh
giá lại, thông qua các phân tích quần thể Điều này cần phải thu nhận nhiều
mẫu DNA và nhiều kiểu gen marker Ngay cả khi các gen thực sự được xác định,
cũng cần đánh giá lại ảnh hưởng của chúng để phát huy sự chính xác, đảm bảo
loại trừ các liên kết không có lợi với các tính trạng khác, không chống lại các
tương tác với môi trường hay với bộ gen loài |
Một cách lí tưởng hơn, sự đánh giá các ảnh hưởng QTL/ETL nên được
kết hợp với các đánh giá di truyền động vật trên cơ sở mô hình quen thuộc,
nhằm cung cấp BLUP EBV để xác định QTL/ETL Điều này cũng ảnh hưởng
tới việc chọn lọc các gen khác không (hay chưa) được xác định (polygen)
Những phương pháp BLUP QTL nói trên được phát triển bởi Fernando và
Grossman (1989) và cs
b Chọn lọc trong một giống
Một khi QTL hay một marker liên kết gần nhau được xác định, câu hỏi
quan trọng là làm thế nào để sử dụng thông tin nay trong chon loc Mac di QTL
được xác định cung cấp thông tin (chính xác) về giá trị di truyền của động vật
đối với một trong các gen ảnh hưởng lên tính trạng, nhưng vẫn có thể còn nhiều
gen khác ảnh hưởng lên quá trình thực hiện việc xác định này Sự biểu hiện
kiểu hình của cá thể có thể được sử dụng để đánh giá giá trị giống của một động
vật, đối với ảnh hưởng chọn lọc của các gen khác (người chăn nuôi luôn sử dụng
đữ liệu từ kiểu hình)
Mặc dù sự đánh giá giá trị giống đa gen không thể chính xác bằng việc
đánh giá các giá trị giống cho QTL, thì cơ chế di truyền tối đa vẫn sẽ được tạo
ra, bằng cách sử dụng các đánh giá dựa vào sự chọn lọc chỉ một tính trạng nhất
định trong số chúng Khi đó câu hỏi là kết hợp thế nào ảnh hưởng của QTL với
EBV, đối với các đa gen vào trong một tiêu chuẩn chọn lọc nhất định.