Mục tiêu của luận án là xác định đặc điểm ngoại hình và đánh giá đa dạng di truyền giữa các nhóm gà Nòi tại ĐBSCL. Xác định sự ảnh hưởng của một số gen ứng viên liên quan đến năng suất sinh sản ở gà Nòi. Chọn tạo để cải thiện năng suất sinh sản gà Nòi.
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: Chăn nuôi
Mã ngành: 62.62.01.05
CHÂU THANH VŨ
ĐẶC ĐIỂM NGOẠI HÌNH, ĐA HÌNH GEN
VÀ ỨNG DỤNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ TRONG CHỌN LỌC CẢI THIỆN NĂNG SUẤT SINH SẢN CỦA GÀ NÒI
Cần Thơ- 2018
Trang 2CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS NGUYỄN TRỌNG NGỮ
TS NGUYỄN THỊ HỒNG NHÂN
Luận án được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp trường Họp tại: phòng khu II, Trường Đại học Cần Thơ
Vào lúc giờ ngày tháng năm
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
1 Trung tâm Học liệu, Trường Đại học Cần Thơ
2 Thư viện Quốc gia Việt Nam
Trang 3DANH MỤC LIỆT KÊ CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ Các bài báo đăng trên tạp chí:
1 Chau Thanh Vu and Nguyen Trong Ngu, 2016 Single
nucleotide polymorphisms in candidate genes associated with egg production traits in native Noi chicken of Vietnam International Journal of Plant, Animal and Environmental Sciences, Volume-6, Issue-1, 162-169
2 Châu Thanh Vũ, Nguyễn Thị Hồng Nhân và Nguyễn Trọng
Ngữ, 2017 Đa hình GH/MSPI liên kết với các tính trạng sản xuất trứng của gà Nòi Tạp chí KHKT Chăn nuôi số 220
Trang 4Chương I GIỚI THIỆU
1.1 Tính cấp thiết của luận án
Trong chăn nuôi gia cầm, năng suất sinh sản là một chỉ tiêu kinh
tế quan trọng và bị chi phối bởi các yếu tố môi trường, thành phần dinh
dưỡng trong thức ăn (Liu et al., 2004; Lewis and Gous, 2006) và nội tiết (Kim et al., 2004 Nhiều nghiên cứu cho thấy các yếu nội tiết liên quan
đến năng suất sinh sản đươ ̣c điều khiển bởi nhiều gen khác nhau
(Emsley, 1997; Luo et al., 2007): gen Prolactin (Cui et al., 2006), Vasoactive Intestinal Poly-peptide (Li et al 2009; Caldwellet al., 1999; Zhou et al., 2010), Gen Bone Morphogenntic Poteins (Zhang et al., 2008), Neuropeptide Y (Fatemi et al., 2012), Melatonin Receptor (Li et al., 2013) Việc đánh giá sự tác động của đa hình trên các gen này đến
năng suất sinh sản gà có thể đẩy nhanh tốc độ và nâng cao sự đồng đều của quá trình chọn giống nhằm nâng cao năng suất sinh sản của chúng Thêm vào đó, ở gà Nòi rất ít các nghiên cứu về di truyền ở mức độ phân
tử và hầu như chưa có một công bố nào về tính đa dạng di truyền cũng như vai trò của một số gen ứng viên liên quan đến tiềm năng sinh sản của dòng gà địa phương này Vì vậy việc nghiên cứu đa hình di truyền
và sử dụng chỉ thị phân tử trong chọn lọc để nâng cao các tính trạng
năng suất sinh sản là cần thiết Chính vì những lý do trên đề tài “Đặc điểm ngoại hình, đa hình gen và ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn lọc cải thiện năng suất sinh sản của gà Nòi” được thực hiện 1.2 Mục tiêu của luận án
-Xác định đặc điểm ngoại hình và đánh giá đa dạng di truyền giữa các nhóm gà Nòi tại ĐBSCL
- Xác định sự ảnh hưởng của một số gen ứng viên liên quan đến năng suất sinh sản ở gà Nòi
- Chọn tạo để cải thiện năng suất sinh sản gà Nòi
1.3 Những đóng góp mới của luận án
(i) Đề tài đã xác định được một số đặc điểm ngoại hình của các nhóm gà Nòi được nuôi tại 6 tỉnh Cần Thơ, Sóc Trăng, Kiên Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Đồng Tháp thuộc Đồng bằng sông Cửu Long Bên cạnh
đó, đề tài cũng đã xác định được tính đa dạng di truyền giữa các nhóm
Trang 5gà Nòi tại ĐBSCL góp phần trong việc nhận biết mối quan hệ về mặt di truyền của các nhóm gà khảo sát
(ii) Sử dụng phương pháp phân tử để xác định các đột biến trên các gen ứng viên và ảnh hưởng của chúng đến khả năng sinh sản gà Nòi Qua đó đã tìm được mối liên quan giữa một số đa hình gen đến năng suất sinh sản của gà Nòi
(iii) Dựa vào mối liên kết của các đốt biến với các tính trạng kiểu hình chọn lọc được các cá thể gà Nòi mang kiểu gen cho năng suất sinh sản cao
1.4 Ý nghĩa thực tiễn và khả năng ứng dụng của luận án
Xác định được tính đa dạng di truyền và chọn lọc được các nhóm
gà Nòi có khả năng sinh sản cao bằng chỉ thị phân tử nhằm phục vụ cho ngành chăn nuôi gà tại ĐBSCL
Chương 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đề tài được thực hiện trên 3 nội dung:
3.1 Nội dung 1: Điều tra đặc điểm ngoại hình và phân tích đa dạng di truyền giữa các nhóm gà Nòi tại ĐBSCL
3.1.1 Ghi nhận đặc điểm ngoại hình gà Nòi
* Địa điểm điều tra: Đồng Tháp; Bến Tre; Trà Vinh; Kiên Giang; Sóc
Trăng, Cần Thơ
* Phương pháp chọn hộ điều tra: Cho ̣n ngẫu nhiên 20 hô ̣/tỉnh với 2
tiêu chí kinh nghiê ̣m chăn nuôi hơn 5 năm và qui mô chăn nuôi từ 100 con/hộ
* Chọn gà: xác định đặc điểm ngoại hình của 60 cá thể gà Nòi/tỉnh (3
cá thể/hộ) từ 1 đến 2 năm tuổi
* Chỉ tiêu ghi nhận: đặc điểm ngoại hình được xác định theo Bùi Hữu
Đoàn và ctv (2011)
3.1.2 Đánh giá đa dạng di truyền giữa các nhóm gà
Chọn ngẫu nhiên 60 cá thể gà Nòi (10 cá thể/tỉnh * 6 tỉnh) để xác định
đa dạng di truyền bằng cách sử dụng 10 primer microsatellite
*Tách chiết ADN từ lông: mẫu lông được tách chiết bằng proteinase
K, sử dụng nồng độ muối cao để loại bỏ protein
Trang 6*Phương pháp PCR: Trình tự các primer microsallite trong nghiên
cứu sử dụng theo khuyến cáo của ISAG/FAO dùng cho phân tích đa da ̣ng di truyền trên gà (Bảng 3.1)
Bảng 3.1: Thông tin của các chỉ thị microsatellite được sử dụng theo khuyến cáo của ISAG/FAO
Tên NST Trình tự mồi(5’->3’) Tm
(°c) *
Vùng alen(bp) ADL 0268 1 F: CTCCACCCCTCTCAGAACTA
R: CAACTTCCCATCTACCTACT
60 102-116 MCW0081 5 F: GTTGCTGAGAGCCTGGTGCAG
R: CCTGTATGTGGAATTACTTCTC
60 112-135 MCW0183 7 F: ATCCCAGTGTCGAGTATCCGA
R: TGAGATTTACTGGAGCCTGCC
58 296-326 MCW0067 10 F: GCACTACTGTGTGCTGCAGTTT
R: GAGATGTAGTTGCCACATTCCGAC
60 176-186 MCW0330 17 F: TGGACCTCATCAGTCTGACAG
R: AATGTTCTCATAGAGTTCCTGC
60 256-300 MCW0069 23 F: GCACTCGAGAAAACTTCCTGCG
R: ATTGCTTCAGCAAGCATGGGAGGA
60 158-176 MCW0034 2 F: TGCACGCACTTACATACTTAGAGA
R: TGTCCTTCCAATTACATTCATGGG
60 212-246 MCW0016 3 F: ATGGCGCAGAAGGCAAAGCGATAT
R: TGGCTTCTGAAGCAGTTGCTATGG
60 162-206 ADL 112 10 F: GGCTTAAGCTGACCCATTAT
R: ATCTCAAATGTAATGCGTGC
58 120-134 MCW 216 13 F: GGGTTTTACAGGATGGGACG
R: AGTTTCACTCCCAGGGCTCG
58 139-149
F: mồi xuôi; R: Mồi ngược; *: Nhiệt độ bắt cặp
Thành phần cho một phản ứng PCR bao gồm: 1X PCR buffer, 2,5 mM
MgCl2, 0,25 mM dNTP, 0,25 pmol mỗi mồi, 0,5 U Taq ADN polymerase,
100 ng ADN mẫu và thêm nước vừa đủ 10 µl
Chu trình nhiệt cho một phản ứng PCR: biến tính ban đầu ở 95oC trong 3 phút, 35 chu kỳ bao gồm 95oC cho 45 giây, nhiệt độ tối ưu cho từng primer trong 45 giây, kéo dài ở 72oC trong 45 giây và kéo dài cuối cùng ở
72oC trong 10 phút
Điên di trên gel polyacrylamide: Sản phẩm PCR được điện di trên gel
polyacrylamide 10%, kết quả được đọc dựa vào kích thước các đoạn ADN trên gel
Trang 73.2 Nội dung 2: Xác định đa hình gen ứng viên và đánh giá năng suất sinh sản ở gà Nòi thế hệ xuất phát
3.2.1 Đánh giá năng suất sinh sản của gà Nòi
*Gà thí nghiệm: 2.000 gà Nòi 1 ngày tuổi (thu thập từ 4 cơ sở ấp
trứng gà Nòi, mỗi điểm 500 con) được nuôi dưỡng ở cùng một chế độ
chăm sóc Giai đoạn 1-15 tuần tuổi: nuôi nhốt tập trung, mật độ 8
con/m2 Chọn lọc 240 gà Nòi (200 mái và 40 trống) dựa vào đặc điểm
kiểu hình về tiêu chuẩn giống lúc 16 tuần tuổi Giai đoạn 16-21 tuần tuổi: gà được nuôi nhốt tập trung với mật độ 4 con/m2 Giai đoạn 22-75 tuần tuổi: Gà thí nghiệm được nuôi trên chuồng lồng dành cho gà mái
đẻ công nghiệp
Ghi nhận các chỉ tiêu năng suất sinh sản trong 12 tháng đẻ Các
chỉ tiêu được tính theo Bùi Hữu Đoàn và ctv (2011)
3.2.2 Xác định đa hình gen ứng viên
Gà trong nghiên cứu (200 gà mái và 40 gà trống) được thu mẫu,
ly trích và kiểm tra chất lượng ADN tương tự như nội dung 1
Bảng 3.2 Trình tự mồi của các gen nghiên cứu
Gen Trình tự mồi
(5’ – 3’)
Kích thước (bp)
1164 MspI Makhsous et al.,
Trang 8Gà thí nghiệm được phân tích kiểu gen bằng phương pháp RFLP Phương pháp PCR thực hiện tương tự như nội dung 1 nhưng khác ở trình tự các primer (Bảng 3.2) và chu trình nhiệt (Bảng 3.3) Sản phẩm PCR được ủ với enzyme chuyên biệt cho từng cặp mổi Sau đó, sản phẩm được kiểm tra trên gel agarose 2%
PCR-Bảng 3.3: Chu trình nhiệt cho phản ứng PCR tối ưu cho từng đa hình Giai
Chọn tạo gà Nòi mang các kiểu gen cho năng suất trứng cao
Quần thể gà Nòi trong nghiên cứu (nội dung 2) được chọn lọc định hướng nhằm nâng cao năng suất trứng và số lượng gà con sinh ra/gà mái Dựa vào kết quả từ nội dung 2 chọn những cá thể gà trống và mái Nòi ở thế hệ xuất phát để chọn tạo thu thế hệ 1
- Đối với gà mái: Sau khi kết thúc nội dung 2 tiến hành chọn 24
gà mái với tỷ lệ chọn lọc là 12% (chọn 24 con mái/200 con mái), các gà mái được chọn phải thỏa 2 điều kiện sau:
1 Mang kiểu gen cho năng suất trứng và số lượng gà con sinh ra
cao (gà mang kiểu gen đồng hợp DD ở đa hình NPY/DraI )
2 Từ 67 gà mái mang kiểu gen DD ở đa hình NPY/DraI chọn 24
gà mái cho năng suất trứng cao nhất
- Đối với gà trống: chọn 3 gà trống mang kiểu gen giống với gà mái được chọn để tạo ra dòng gà mái có kiểu gen thuần
Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Ghép các cá thể gà được chọn thành 3 gia đình (1 trống và 8 mái/gia đình, Bảng 3.4) Mỗi gia đình tạo 22 gà mái và theo dõi năng suất sinh sản đến tháng đẻ thứ 6
Trang 9Theo dõi các chỉ tiêu sinh sản của gà Nòi ở thế hệ 1: chế độ
nuôi dưỡng, các chỉ tiêu theo dõi năng suất sinh sản gà mái ở các gia đình tương tự như nội dung 2
Chương IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Đặc điểm ngoại hình và phân tích đa dạng di truyền giữa các nhóm gà Nòi tại ĐBSCL
4.1.1 Đặc điểm ngoại hình
Nghiên cứu hiện tại tiến hành điều tra khảo sát đặc điểm ngoại hình của 815 cá thể gà (268 gà trống và 547 gà mái) tại các tỉnh ở ĐBSCL Kết quả được ghi nhận được trình bày trong Bảng 4.1 và Hình 4.1
Đặc điểm ngoại hình của gà Nòi rất phong phú và đa dạng, tuy nhiên sự phân bố các tính trạng là không đồng đều do sự chi phối của quá trình lai tạo và chọn lọc nhân tạo Có thể thấy các đặc điểm như màu lông và kiểu mào chịu sự chi phối rõ rệt của giới tính, điều này có ý nghĩa quan trọng đối với việc lai tạo các nhóm gà Nòi nhằm vào các mục đích khác nhau
Trang 10Hình 4.1 Một số kiểu hình đặc trưng về màu sắc lông, màu mắt, màu
Trang 11Bảng 4.1: Phân bố đặc điểm ngoại hình của gà Nòi
Chỉ tiêu Gà trống
(n=268)
Gà mái (n=547)
Tổng cộng (n=815)
Số lượng Tỷ lệ (%)
Số lượng Tỷ lệ (%)
Số lượng Tỷ lệ (%) Màu lông
Đen đỏ (gà điều) 113 42,2 12 2,2 125 15,3 Đen (gà ô) 25 9,3 70 12,8 95 11,7 Đen trắng 17 6,3 10 1,8 27 3,3
4.1.2 Đặc điểm khối lượng và các chiều đo của gà Nòi trưởng thành
Từ kết quả ở Bảng 4.2 cho thấy số đo ở các chi như chiều dài cánh, chiều dài đùi, vòng đùi, chiều cao chân, vòng ống chân ở gà Nòi đều cao và ở gà Nòi trống cao hơn so với gà Nòi mái Đáng lưu ý nhất là chiều dài cánh, dài đùi và vòng đùi ở gà Nòi trống lần lượt là 24,13cm,
Trang 1216,33 cm và 15,53 cm có sự chênh lệch rõ rệt so với ở gà Nòi mái (20,86 cm, 13,66 cm và 11,55 cm) Đây là các bộ phận có giá trị kinh tế cao trong sản phẩm gia cầm, giúp định hướng việc chọn lọc giống gà hướng thịt
Bảng 4.2: Khối lượng và các chiều đo của gà Nòi trưởng thành (Mean ± SE)
với nghiên cứu của Tadano et al (2007) trên 12 giống gà ở Nhật Bản,
Trang 13Lê Thị Thúy (2010) trên một số giống gà bản địa của Việt Nam, Nguyễn
Trọng Bình và ctv (2008) trên gà Hà Giang
Hình 4.2 Khuếch đại ADN gà Nòi bằng 10 cặp mồi (gel agarose 5%
và polyacrylamide 10%)
Trang 144.1.4 Đa hình các locus microsatellite trên quần thể gà Nòi
Xét trên từng locus microsatellite cho thấy hầu hết các locus đều thể hiện giá trị He cao hơn giá trị Ho, ngoại trừ hai locus MCW0016 và MCW0034.Kết quả phân tích ở Bảng 4.3 cho thấy tần số dị hợp tử quan sát thể hiện cao nhất ở locus MCW0034 (0,924) và thấp nhất là locus MCW0183 (0,146), trong khi đó ở tần số dị hợp tử mong đợi thể hiện cao nhất ở locus MCW0016 (0,846) và thấp nhất ở locus MCW0067 (0,400) Bảng 4.3 cũng cho thấy các locus MCW0016, ADL0268, MCW0081, MCW0216, ADL0112 và MCW0034 có mức độ dị hợp tử tồn tại trong quần thể cao
Bảng 4.3: Tần số dị hợp tử quan sát (Ho) và mong đợi (He), Fis của các microsatellite trên quần thể gà Nòi
Trang 154.1.5 Khoảng cách di truyền của gà Nòi ở sáu tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long
Kết quả phân tích cho thấy, ở nhóm gà Nòi thuộc tỉnh Trà Vinh, Sóc Trăng, Bến Tre và Kiên Giang có khoảng cách di truyền dao động
từ 18,42%-27,03% Trong đó nhóm gà ở tỉnh Bến Tre và Kiên Giang thể hiện khoảng cách di truyền gần nhất 18,42% với giá trị tương đồng khoảng 81,56% và thể hiện tương đồng 81,15% so với nhóm gà ở Trà Vinh và Sóc Trăng Xét về tổng thể các nhóm gà Nòi ở 6 tỉnh ĐBSCL thể hiện mức độ tương đồng về mặc di truyền cao (80,12%) (Bảng 4.4) Bảng 4.4:Khoảng cách di truyền giữa các nhóm gà Nòi ở ĐBSCL (%)
Kiên Giang
Sóc Trăng Thơ Cần Đồng Tháp
Trà Vinh
Bến Tre
Hình 4.3 Cây quan hệ di truyền của 6 nhóm gà Nòi dựa trên số liệu
phân tích ADN với 10 chỉ thị microsatellte Cây phân loại di truyền của các nhóm gà Nòi thuộc 6 tỉnh ở ĐBSCL được xây dựng dựa trên khoảng cách di truyền bằng phần mềm Biodiversity Pro Kết quả cho thấy, ở mức độ tương đồng di truyền 80,12% Các nhóm gà trong nghiên cứu có thể chia làm hai dòng chính: dòng 1 gồm các nhóm gà ở Cần Thơ, Đồng Tháp và dòng 2 gồm các
Trang 16nhóm gà ở Trà Vinh, Sóc Trăng, Bến Tre và Kiên Giang Khoảng cách
di truyền của các nhóm gà dao động từ 15,15% đến 34,21%
4.2 Đánh giá năng suất sinh sản ở gà Nòi thế hệ xuất phát và xác định đa hình gen ứng viên
4.2.1 Đánh giá năng suất sinh sản của gà Nòi thế hệ xuất phát
Kết quả Bảng 4.5 cho thấy tổng số trứng qua 12 tháng đẻ của gà Nòi là 94,5 quả với khối lượng trứng trung bình 45,4 g, tỷ lệ có phôi đạt 83,3%, tỷ lệ nở/trứng có phôi là 85,3% và số gà con sinh ra là 61,1 con Bảng 4.5: Năng suất sinh sản của gà Nòi qua 12 tháng đẻ
4.2.2 Tác động của các đa hình ở một số gen tiềm năng lên năng suất sinh sản của gà Nòi
Hình 4.4 cho thấy kết quả điện di của các sản phẩm PCR được cắt bằng các enzyme chuyên biệt cho tùng đa hình Các kiểu gen khác nhau cho kích thước các băng khác nhau trên gel Kết quả nhận diện các đa hình trong nghiên cứu bằng kỹ thuật PCR PCR-RFLP được trình bày ở Hình 4.4
Trang 1781 bp
Đa hình PRL/AluI
PRL/Csp6I - C2161G
CC: 439 CG: 439/405/34 GG: 405/34
MK: Thang chuẩn 100bp; TT, CT, CC,
CG, GG, TG, AA, CA,
AG, AB, ABC, BB,
DD, ID, II: kiểu gen
Trang 184.2.3 Tần số kiểu gen và tần số alen
Việc phát hiện tần số alen và kiểu gen đóng một vai trò quan trọng trong việc lựa chọn giống vật nuôi Dựa trên những tần số và mối liên quan của chúng với các đặc điểm kiểu hình sẽ hỗ trợ tạo ra các cá thể mới với kiểu gen và kiểu hình mong muốn Các tần số của đa hình gen PRL, VIP, BMPR-IB, MTNR1C, GH, NPY được trình bày ở Bảng 4.6
Bảng 4.6: Tần số alen và kiểu gen của các đa hình
Kiểu gen Alen Kiểu gen
biệt nhiều giữa các alen