Luận án TS Nông nghiệp: Đa hình gen PRKAG3 và khả năng sản xuất của lợn Lũng Pù và lợn Bản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN CHĂN NUÔI ĐẶNG HOÀNG BIÊN KHẢ NĂNG SẢN XUẤT VÀ ĐA HÌNH GEN PRKAG3 CỦA LỢN LŨNG PÙ VÀ LỢN BẢN LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP Hà Nội, 2016 2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN CHĂN NUÔI ĐẶNG HOÀNG BIÊN KHẢ NĂNG SẢN XUẤT VÀ ĐA HÌNH GEN PRKAG3 CỦA LỢN LŨNG PÙ VÀ LỢN BẢN CHUYÊN NGÀNH: Di truyền và Chọn giống vật nuôi MÃ SỐ: 62.08 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: ̉ 1. Tạ Thị Bích Duyên Hà Nội, 2016 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án này là trung thực, chính xác và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Mọi sự giúp đỡ trong quá trình thực hiện luận án này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án này đã được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Nghiên cứu sinh Đặng Hoàng Biên i LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tôi xin trân trọng cảm ơn PGS. Đinh Văn Chinh ̉ và TS. Tạ Thị Bích Duyên là hai thầy hướng dẫn khoa học luôn ở bên giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới tập thể Ban Giám đốc Viện Chăn nuôi, Phòng Đào tạo và Thông tin, các thầy cô đã giúp đỡ về mọi mặt, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi hoàn thành luận án.

Đồng thời, tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo và các cán bộ thuộc: Phòng Khoa học và Hợp tác quốc tế, Bộ môn Di truyền giống vật nuôi, Phòng Thí nghiệm trọng điểm Tế bào động vật – Viiện Chăn nuôi; Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng – Trường Đại học Cần Thơ; Bộ môn Di truyêǹ vàchoṇ giông ́ vâṭ nuôi, Khoa Chăn nuôi, Hoc̣ viên ̣ Nông nghiêp̣ Viêṭ Nam đã luôn ủng hộ, động viên và tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận án. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn toàn thể gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận án này. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Nghiên cứu sinh Đặng Hoàng Biên ii iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. ii MỤC LỤC.

iv DANH MỤC BẢNG. v DANH MỤC HÌNH. vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT. viii MỞ ĐẦU.

5 TỔNG QUAN TÀI LIỆU. 5 CHƯƠNG II. 48 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.48 CHƯƠNG III. 63 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

63 CHƯƠNG IV. 123 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ. 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 125 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Một số nghiên cứu về gen thực hiện trên các giống lợn ở Việt Nam.

38 Bảng 2: Dung lượng mẫu nghiên cứu.48 Bảng 3: Hàm lượng dinh dưỡng của thức ăn cho lợn thí nghiệm.51 Bảng 4: Trình tự các cặp mồi khuếch đại các đoạn gen PRKAG3 và các enzyme giới hạn tương ứng được sử dụng .58 Bảng 5: Thành phần phản ứng PCR.59 Bảng 6: Chu trình nhiệt cho phản ứng PCR khuếch đại các đoạn gen PRKAG3.59 Bảng 7: Các enzyme giới hạn (RE) sử dụng trong nghiên cứu.60 Bảng 8: Thành phần hóa chất cho phản ứng cắt enzyme.60 Bảng 9: Một số đặc điểm ngoại hình của lợn Lũng Pù và lợn Bản.64 Bảng 10: Yếu tố ảnh hưởng đến năng suất sinh sản của lợn nái Lũng Pù. 65 Bảng 11: Yếu tố ảnh hưởng đến năng suất sinh sản của lợn nái Bản.67 Bảng 12: Một số chỉ tiêu sinh lý sinh dục của lợn cái Lũng Pù và lợn Bản. 69 Bảng 13: Năng suất sinh sản của lợn nái Lũng Pù và lợn Bản.70 Bảng 14: Năng suất sinh sản của lợn Lũng Pù theo lứa đẻ.78 Bảng 15: Năng suất sinh sản của lợn Bản theo lứa đẻ.82 Bảng 16: Khối lượng của lợn Lũng Pù qua các tháng tuổi (kg).84 Bảng 17: Khối lượng lợn Bản qua các tháng tuổi (kg).85 Bảng 18: Tăng khối lượng của lợn Lũng Pù qua các tháng tuổi (g/ngày) 87 Bảng 19: Tăng khối lượng của lợn Bản qua các tháng tuổi (g/ngày).88 Bảng 20: Năng suất thân thịt của lợn Lũng Pù.89 Bảng 21: Năng suất thân thịt của lợn Bản.91 Bảng 22: Chất lượng thịt của lợn Lũng Pù.94 Bảng 23: Chất lượng thịt của lợn Bản.98 v Bảng 24: Tần số kiểu gen và tần số alen của các đa hình gen PRKAG3 ở lợn Lũng Pù.109 Bảng 25: Tần số kiểu gen và tần số alen của các đa hình gen PRKAG3 ở lợn Bản.111 Bảng 26: Ảnh hưởng của đa hình G52S/HphI đến chất lượng thịt lợn Bản. 115 Bảng 27: Ảnh hưởng của đa hình T30N/StyI đến chất lượng thịt lợn Bản.

118 Bảng 28: Ảnh hưởng của đa hình V199I/BsaHI đến chất lượng thịt lợn Bản. 121 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1: Số con sơ sinh sống/ổ và số con cai sữa/ổ của lợn Lũng Pù và lợn Bản. 73 Hình 2: Số con sơ sinh sống/ổ và số con cai sữa/ổ của lợn Lũng Pù theo lứa đẻ. 79 Hình 3: Số con sơ sinh sống/ổ và số con cai sữa/ổ của lợn Bản theo lứa đẻ.

83 Hình 4: Khối lượng của lợn Lũng Pù và lợn Bản qua các tháng tuổi.86 Hình 5: Tăng khối lượng của lợn Lũng Pù và lợn Bản qua các tháng tuổi. 89 Hình 6: Năng suất thân thịt của lợn Lũng Pù và lợn Bản.93 Hình 7: Độ pH thịt thăn của lợn Lũng Pù và lợn Bản tại thời điểm 45 phút và 24 giờ sau giết thịt.96 Hình 8: Độ sáng của thịt thăn lợn Lũng Pù và lợn Bản.97 Hình 9: Tỷ lệ mất nước do bảo quản và chế biến của thịt lợn Lũng Pù và lợn Bản.99 Hình 10: Kết quả khuếch đại các đoạn gen PRKAG3 exon 1 và exon 3. 101 Hình 11: Đa hình G52S trong đoạn gen PRKAG3­exon 1,.102 Hình 12: Đa hình T30N trong đoạn gen PRKAG3­exon 1, .104 Hình 13: Đa hình V199I trong đoạn gen PRKAG3­exon 3, .105 Hình 14: Đa hình R200Q trong đoạn gen PRKAG3­exon 3, .106 Hình 15: Hình ảnh kết quả giải trình tự gen xác định các vị trí đa hình nucleotide quy định đa hình kiểu gen PRKAG3 vùng exon 1.107 Hình 16: Hình ảnh giải trình tự gen xác định các vị trí đa hinh nucleotide quy định đa hình kiểu gen PRKAG3 vùng exon 3.108 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ­ a* : Redness (độ đỏ) ­ AMPK : Adenosine Monophosphate Activated Protein Kinase ­ b* : Yellowness (độ vàng) ­ CS : Cai sữa ­ cs. : Cộng sự ­ DFD : Dark, Firm, Dry (thâm, chắc và khô) ­ DuL : Duroc x Landrace ­ DuY : Duroc x Yorkshire ­ ESR : Estrogen Receptor gene ­ FAO : Tổ chức nông lương Liện Hợp Quốc ­ GHRH : Growth Hormone Releasing Hormone ­ h2 : Hệ số di truyền ­ HAL : Halothan ­ H­FABP : Heart fatty acid binding protein ­ KL : Khối lượng ­ L* : Lightness (độ sáng) ­ LSM : Trung bình bình phương nhỏ nhất ­ LW : Large White ­ LY : Landrace x Yorkshire ­ MS : Meishan ­ PCR : Polymerase Chain Reaction ­ pH24 : Giá trị pH sau 24 giờ giết thịt ­ pH45 : Giá trị pH sau 45 phút giết thịt ­ PiL : Pietrian x Landrace ­ PIT1 : Pituitary­specific transcription factor­1 ­ PiY : Pietrian x Yorkshire ­ PRKAG3 : Protein Kinase Adenosine Monophosphate­activated viii γ3­subunit ­ PRLR : Prolactin Receptor ­ PROC­GLM : Procedure of Generalized Line Mixed Model : Pale, Soft, Exudative (nhợt nhạt, mềm nhão và rỉ ­ PSE dịch) ­ RFLP : Restriction Fragment Length Polymorphism ­ RN : Rendment Napole ­ RYR1 : Ryanodine receptor ­ SE : Sai số chuẩn ­ TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam ­ TG : Thời gian ­ TLMNBQ : Tỷ lệ mất nước bảo quản ­ TLMNCB : Tỷ lệ mất nước chế biến ­ TPP : Hiệp định Thương mại xuyên Thái Bình Dương ix MỞ ĐẦU 1.

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Việt Nam là nước có nguồn gen lợn bản địa phong phú với 26 giống đã được phát hiện (Hoàng Văn Tiệu và cs., 2012; Tạ Thị Bích Duyên và cs. Tuy nhiên, quy mô đàn cuả nhiều giống lợn bản địa ngày càng giảm và một số giống có nguy cơ biến mất. Mặc dù, các giống lợn bản địa có năng suất không cao so với các giống lợn ngoại, nhưng lại có nhiều đặc tính quý như khả năng chống chịu bệnh tốt, khả năng thích nghi cao và chịu đựng kham khổ, chất lượng thịt thơm ngon được người tiêu dùng ưa chuộng. Lợn Lũng Pù và lợn Bản (lợn Bản Hòa Bình) là 2 giống lợn bản địa có nhiều tiềm năng để khai thác và phát triển.

Chúng có tầm vóc trung bình, khả năng sản xuất khá so với các giống lợn bản địa khác, số lượng tương đối nhiều, đặc điểm ngoại hình tương đối đồng nhất và đặc biệt là hai giống lợn này có thể chịu được điều kiện sống khắc nghiệt của các vùng núi đá cao, dinh dưỡng kém. Lợn Lũng Pù có nguồn gốc ở huyện Mèo Vạc và được nuôi ở nhiều nơi của tỉnh Hà Giang; lợn Bản được phát hiện ở hầu hết các huyện vùng núi cao của tỉnh Hòa Bình và được nuôi nhiều ở vùng đồng bào dân tôc̣ Mán và Mường sinh sống. Từ trước đến nay, đã có một số nghiên cứu riêng lẻ trên các đối tượng lợn Lũng Pù (Nguyễn Văn Đức và cs., 2008; Vũ Ngọc Sơn và cs., 2009; Trịnh Quang Phong và Đào Đức Thà, 2012; Nguyễn Văn Đức, 2013) và các nghiên cứu trên lợn Bản (Vũ Đình Tôn và cs., 2010, 2012; Quách Văn Thông, 2009). Tuy nhiên, các nghiên cứu nói trên mới chỉ dừng lại ở việc đánh giá nguồn gốc, đặc điểm ngoại hình và một số tính trạng sản xuất của chúng.

Cho đến nay, chưa có nghiên cứu nào đánh giá một cách có hệ thống về tiềm năng di truyền của các tính trạng sản xuất, đặc biệt là việc nghiên cứu mối quan hệ giữa giá trị kiểu hình với kiểu gen của tính trạng chất lượng thịt của hai giống lợn này. Trước đây, việc đánh giá chất lượng thịt của hai giống lợn này mới chỉ dừng lại 1 ở mức độ cảm quan của người tiêu dùng và một số ít phân tích thành phần hóa học của thịt (lợn Lũng Pù) mà chưa nghiên cứu đầy đủ về đặc tính và bản chất của nó. Nói cách khác, việc đánh giá khả năng sản xuất của lợn Lũng Pù và lợn Bản chưa được thực hiện đầy đủ và có hệ thống từ khả năng sinh sản, sinh trưởng, cho thịt đến chất lượng thịt trong cùng một thí nghiệm.