BÁO CÁO KHOA HỌC: "ĐA HÌNH KIỂU GEN LEPTIN LIÊN QUAN ĐẾN TÍNH TRẠNG KINH TẾ CỦA MỘT SỐ GIỐNG LỢN NUÔI TẠI VIỆT NAM" pps

ĐA HÌNH KIỂU GEN LEPTIN LIÊN QUAN ĐẾN TÍNH TRẠNG KINH TẾ CỦA MỘT SỐ GIỐNG LỢN NUÔI TẠI VIỆT NAM.. Trước nhu cầu của thị trường, các tính trạng liên quan tới chất lượng thịt: tỷ lệ nạc, đ

ĐA HÌNH KIỂU GEN LEPTIN LIÊN QUAN ĐẾN

TÍNH TRẠNG KINH TẾ CỦA MỘT SỐ GIỐNG LỢN NUÔI TẠI VIỆT NAM

Lê Thị Thuý, Lưu Quang Minh, Trần Thu Thuỷ,

Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Văn Ba

Viện Chăn nuôi-Bộ Nông nghiệp và PTNT

MỞ ĐẦU

Hiệu quả của ngành chăn nuôi nhìn chung phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ tăng trọng, sản lượng thịt, sữa và khả năng sinh sản của các loài vật nuôi Hơn nữa, theo xu hướng hiện nay người tiêu dùng thường thích sử dụng các loại thịt chất lượng ngon, hàm lượng chất béo ít Trước nhu cầu của thị trường, các tính trạng liên quan tới chất lượng thịt: tỷ lệ nạc, độ dày mỡ lưng, độ mềm, màu, sắc và độ ngọt của thịt cũng như khả năng tăng trọng… đang rất được quan tâm nghiên cứu

Trong các loài vật nuôi tại Việt Nam, lợn là loài quan trọng

nhất Thịt lợn chiếm khoảng 76% tổng số các loại thịt được tiêu thụ tại Việt nam Các biện pháp và kỹ thuật truyền

thống như thụ tinh nhân tạo, cấy truyền phôi, thay đổi điều kiện chăm sóc, nuôi dưỡng, cải tiến chất lượng thức ăn, lai tạo, thú y v.v đã nâng cao đóng góp rất lớn vào việc cải tạo nâng cao tầm vóc, năng suất các giống lợn nuôi tại Việt Nam và phần nào đáp ứng được nhu cầu thị trường

Tuy nhiên phương tiện chủ yếu để cải tiến năng suất vật nuôi là chọn lọc di truyền Hiệu quả của chọn lọc phụ thuộc vào độ chính xác của sự đánh giá di truyền Các kỹ thuật Di truyền phân tử cho phép điều khiển gen, phân tích hệ gen , chọn lọc trực tiếp các tính trạng mong muốn của con vật có trong quần thể ở mức độ phân tử Kỹ thuật này giữ vai trò chính cho việc chọn giống vật nuôi ở mức độ phân tử trong tương lai [2,5] Phương pháp phân tích trực tiếp gen có thể khắc phục được nhược điểm của cách chọn lọc truyền

thống là phân tích dựa vào hệ phả, hay các mối quan hệ trong hệ phả, tức là cần phải theo dõi dài hơn qua rất nhiều thế hệ và nhiều trường hợp đặc điểm ngoại hình không

tương ứng với kiểu gen nên kết quả chọn lọc không chính

xác

Nhờ thành tựu của chương trình giải mã gen lợn và sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật di truyền phân tử, cho đến nay

có rất nhiều chỉ thị di truyền phân tử liên quan tới các tính trạng có ý nghĩa kinh tế của lợn như tốc độ sinh trưởng, tỷ

lệ nạc mỡ, khả năng sinh sản, chống chịu bệnh… đã được xác định [11]

Một trong những gen quan trọng đã được nghiên cứu ở lợn

là gen Leptin (OB) Theo công bố của một số tác giả, gen Leptin có vai trò trong việc điều hoà trao đổi chất và năng lượng, tích luỹ mỡ [3,7], đột biến ở gen này gây nên bệnh béo phì ở người và chuột [13] Năm 1996,

Neuenschwoader đã xác định được vị trí gen Leptin trên NST số 18 (q13-q21) ở lợn [10] và đến năm 1997, Bidwell

đã công bố trình tự gen leptin ở lợn trên ngân hàng gen quốc tế (mã số V66254) gồm 3 extron và 2 intron tương tự như người và chuột [1] Năm 1998, Handge.T đã phát hiện mối liên quan giữa đa hình gen Leptin với các tính trạng về tốc độ sinh trưởng, tỉ lệ nạc và mức tiêu thụ thức ăn trong

quần thể lợn [4] Tiếp đến, Jiang và Gibson (1999) đã sử dụng phương pháp PCR-RFLP phát hiện hai đột biến câm C876T trong intron 1 và A1112G trong intron 2 và một đột biến G3714T trong exon 3 Từ đó ông nhận thấy rằng đa hình G3417T có sự tương quan với tỉ lệ mỡ (kiểu gen

Leptin CC tương ứng với tỉ lệ nạc cao) [6] Gần đây năm

2003 Kuryl và cộng sự cũng sử dụng phương pháp PCR-RFLP để phân tích mối tương quan giữa đa hình gen Leptin với tính trạng chất lượng thịt từ 249 mẫu của nhiều giống lợn khác nhau Kết quả cho thấy kiểu gen Leptin TT liên quan tới tỉ lệ nạc cao, mỡ đùi thấp [8]

Như vậy, có thể nói gen Leptin là một gen liên quan tới tính trạng chất lượng thịt lợn và khả năng tăng trọng Căn

cứ vào những kết quả đã công bố của nhiều nhà khoa học trên thế giới, cùng với mục đích góp phần vào công tác

chọn giống cũng như để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ ngày

càng cao của thị trường, chúng tôi tiến hành nhân gen (PCR

- Polymerase Chain Reaction) và kỹ thuật đa hình độ dài các đoạn giới hạn (RFLP - Restriction Fragment Length Polymorphism) nhằm xác định đa hình kiểu gen Leptin trên

một số giống lợn nuôi tại Việt Nam

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 Mẫu mô

Tổng số 80 mẫu mô tai lợn bao gồm 20 mẫu lợn Landrace (L), 20 mẫu lợn Yorkshire (Y), 20 mẫu lợn Móng cái (MC)

và 20 mẫu lợn Bản (B) được thu thập từ nhiều địa phương trong cả nước Mẫu mô được bảo quản trong cồn tuyệt đối

và cất trong tủ lạnh sâu -200C đến khi sử dụng

2 Phương pháp tách chiết ADN

ADN hệ gen từ mẫu mô tai lợn được tiến hành tách chiết theo phương pháp của Sambrook (1989) [12], sau đó kiểm tra độ sạch bằng máy đo quang phổ tại 2 bước sóng 260nm

và 280nm

3 Phương pháp nhân gen (PCR)

Trình tự cặp mồi Leptin được kí hiệu (LEP1 và LEP2)

LEP1: 5’ CCCTGCTTGCAGTTGGTAGC 3’

LEP2: 5’ CTGCCACACAAGTCTTGCTC 3’

Thành phần của phản ứng PCR: tổng thể tích phản ứng 25µl gồm 10x đệm PCR (2,5µl), 10pm mỗi loại mồi, 2mM dNTPs, 100 ng ADN hệ gen

Điều kiện phản ứng PCR: 940C trong 4 phút, tiếp theo 30 chu kỳ (940C trong 45 giây, 660C trong 45 giây, 720C trong

1 phút) và cuối cùng 720C trong 5 phút

4 Phương pháp RFLP

Sản phẩm PCR được tiến hành cắt bởi enzym Hind III Phản ứng được thực hiện với tổng thể tích 25µl bao gồm 10x đệm (2,4µl), 5u Hind III, 20 ul sản phẩm PCR và được

ử qua đêm ở 370C

5 Phương pháp điện di

Sản phẩm phản ứng RFLP được kiểm tra bằng phương pháp điện di trên thạch agarose 2%, nhuộm bằng

ethidiumbromide 10% và được quan sát dưới đèn cực tím

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

1 Kết quả nhân gen PCR

Bằng phương pháp PCR, chúng tôi đã nhân thành công đoạn gen Leptin với kích thước 658bp (Xem hình 1) Điều này chứng tỏ cặp mồi được sử dụng để nhân đoạn gen này

là rất đặc hiệu và có thể sử dụng điều kiện phản ứng này cho các nghiên cứu tiếp sau

Hình 1 Kết quả nhân gen Leptin

2 Kết quả xác định đa hình bằng kỹ thuật RFLP

Sau khi cắt đoạn gen Leptin bằng Hind III, kết quả cho thấy

có 2 dạng alen A và G và 3 kiểu gen tương ứng: Kiểu AA (cho 1 băng có kích thước 658bp); kiểu gen GG (cho hai băng có khích thước 491bp và 167bp); Kiểu gen GA kiểu gen (cho ba băng có khích thước 658bp, 491bp và 167bp) Kết quả được thể hiện ở hình 2

Hình 2 Đa hình kiểu gen Leptin

Tổng số 80 mẫu của 4 giống lợn (gồm 2 giống lợn ngoại và

2 giống lợn nội) được tiến hành phân tích Kết quả xác định kiểu gen Leptin và tần số alen của mỗi giống được trình bày trong bảng 1

Bảng 1 Kết quả xác định kiểu gen Leptin và tần số alen

Kết quả này cho thấy sự khác biệt rõ ràng về kiểu gen

Leptin giữa giống lợn ngoại và giống lợn nội địa Hai giống lợn ngoại (Landrance và Yorkshire) đồng nhất 100% về kiểu gen GG (tần số alen G là 100%) Trong khi đó, ở hai giống lợn nội địa (lợn Móng Cái và lợn Bản) thì rất đặc trưng bởi alen A Lợn Bản đồng nhất 100% về kiểu gen AA (tần số alen A là 100%) Lợn Móng Cái có hai kiểu gen AA

và GA vời tần số kiểu gen AA là 85%, kiểu gen GA là 15%

và tần số alen A là 92,5%, alen G là 7,5% Căn cứ vào các nghiên cứu trước đây, chúng tôi nhận thấy rằng lợn

Landrance và Yorkshire là hai giống nhập ngoại có tỷ lệ thịt nạc cao và khả năng tăng trọng nhanh Trong khi đó, hai giống lợn nội của ta (lợn Móng Cái và lợn Bản) có tốc

độ tăng trọng chậm, nhất là lợn Bản (1 năm tuổi chỉ nặng 30-40kg) và tỷ lệ nạc không cao Kêt quả nghiên cứu này được trình bày tại bảng 2 [9,14]

Bảng 2 Đặc điểm sinh trưởng của một số giống lợn nuôi

tại Việt Nam

Như vậy chúng tôi nhận thấy rằng có sự ảnh hưởng rõ rệt của kiểu gen Leptin đối với tính trạng tốc độ tăng trưởng và chất lượng thịt lợn Điển hình là lợn mang kiểu gen GG sẽ

có khả năng tăng trọng cao, chất lượng thịt tốt, tỷ lệ nạc cao Kết quả này cũng phù hợp với một số nghiên cứu của

nhiều tác giả trên thế giới [7]

KẾT LUẬN

 Đã nhân thành công đoạn gen Leptin liên quan tới tính trạng chất lượngt thịt và khả năng tăng trọng ở lợn Sử

dụng enzym Hind III đã xác định được đa hình kiểu gen Leptin

Đã xác định được sự khác biệt rõ rệt về kiểu gen Leptin giữa hai giống lợn ngoại (Landrance và Yorkshire) so với 2 giống lợn nội địa (lợn Móng Cái và lợn Bản)

Bước đầu kết luận kiểu gen Leptin GG liên quan đến tính trạng chất lượng thịt tốt (tỷ lệ nạc cao) và khả năng tăng trọng nhanh ở lợn

Lời cảm ơn

Công trình này được hoàn thành với sự hỗ trợ của Chương trình Nghiên cứu Cơ bản trong lĩnh vực Khoa học Tự

nhiên, hướng 8.2

This work was supported by the National Basis Research Program for Natural Sciences, direction 8.2

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Bidwell.C.A, Ji.S, Frank.G.R, Cornelius.S.G, Willis, G.M., Spurlock M (1997), “Cloning and expression of the porcine obese gene”, Animal Biotechnology, 8 (2),

pp.191-206

2 Erlich.H.A (1989) PCR Technology: Principles and Applications for DNA Amplification

3 Friedman,J.M., Halaas,J (1998), “Leptin and the

regulation of body weight in mammals”, Nature, 395,

pp.763-770

4 Hardge.T, Kopke.K, Wimmer.K (1998), “Asociation between polymorphism of the Leptin gene (LEP) and

performace traits in a porcine resource family and in

comercial outbred population”, Animal genetic, 29, pp

60-74

5 Innis.M.A, Gelfand.D.H, Sninsky.J.J, White.T.J (1990) PCR protocol: A Guide to Methods and Applications

6 Jiang, Z-H., Gibson, J.P (1999), “Genetic

polymorphisms in the leptin gene and their association with fatness in four pig breeds”, Mammalian Genome, 10, pp 191-193

7 Kennes Y.M., Murphy B.D., Pothier F., Palin M.-F., (2001) “Characterization of swine leptin (LEP)

polymorphisms and their association with production

traits”, Animal Genetics, 32, pp 215- 218

8 Kuryl J., Kapela—Ski W., Pierzchala M., Bocian M., Grajewska S., ( 2003 ), “A relationship between genotypes

at the GH and LEP loci and carcass meat and fat deposition

in pigs”, Animal Science , 21, pp 15-26

9 Lê Viết ly (1999) Chuyên khảo bảo tồn nguồn gen vật nuôi ở Việt nam Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà nội

10 Neuenschwander, S., Rettenberger, G., Mejjerink, E., Jeejrb, H., Stranzinger, G (1996), “Partial characterization

of porcine obesity gene (OBS) and its localization to

chromosome 18 by somatic cell hybrids” Animal Genetics,

27, pp 275-278

11 Ngân hàng dữ liệu gen quốc tế

(EMBL/Genbank/DDBJ): http://www.ebi.ac.uk và

http://www.ncbi.nlm.nih.gov

12 Sambrook J, Fritsch EF, Maniatis T Molecular

Cloning 1989

13 Spurlock, M.E., Frank, G.R., Cornelius, S.G., Ji, S., Willis, G.M., Bidwell, C.A (1998), “Obese gene

expression in porcine adipose tissue is reduced by food deprivation but not by maintenance or submaintenance

intake”, The Journal of Nutrition, 128, pp 677-682

14 Viện Chăn nuôi (1998) Kết quả nghiên cứu khoa học

kỹ thuật chăn nuôi 1996-1997 Nhà xuất bản nông nghiệp,

Hà nội

SUMMARY

The polymorphism of Leptin gene related to econimic traits

of pig breeds in Vietnam

A total 80 ear tisues sample of 4 pig breeds including 2

exotic breeds and 2 native breeds was determined the

genotype polymorphism by PCR-RFLP technique The

result show that there is a evident differentiation of

genotype between exotic breed and native breed All of the exotic pig samples analysed are GG genotype (100% GG), while almost all of the native pig sample are AA genotype with 100% AA in Ban pig and 85% AA in Mongcai pig The other genotype in Mongcai pig is GA which consist of 15% The results also display the interrelation of Leptin GG genotype and the quanlity of meat, high ratio of lean meat and the ability of growing weight

Người thẩm định nội dung khoa học: TS Hoàng Kim Giao