Luận án tiến sĩ: Đặc điểm di truyền phân tử 15 giống lợn nội Việt Nam - Viện Chăn nuôi Nguyễn Văn Ba

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN CHĂN NUÔI NGUYỄN VĂN BA MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN Ở MỨC ĐỘ PHÂN TỬ CỦA 15 GIỐNG LỢN NỘI VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÀ NỘI, NĂM 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN CHĂN NUÔI NGUYỄN VĂN BA MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN Ở MỨC ĐỘ PHÂN TỬ CỦA 15 GIỐNG LỢN NỘI VIỆT NAM CHUYÊN NGÀNH: Di truyền và Chọn giống vật nuôi MÃ SỐ: 9. 08 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Phạm Doãn Lân 2. Nguyễn Văn Hậu HÀ NỘI, NĂM 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học do chính tôi thực hiện và một số kết quả cùng cộng tác với các đồng nghiệp khác.

Các số liệu, kết quả nêu trong luận án này là trung thực, một phần đã được công bố trên các tạp chí chuyên ngành với sự đồng ý và cho phép của các đồng tác giả. Phần còn lại 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. Nghiên cứu sinh Nguyễn Văn Ba i LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tôi xin trân trọng cảm ơn TS.

Phạm Doãn Lân và TS. Nguyễn Văn Hậu là hai thầy hướng dẫn khoa học đã luôn ở bên giúp đỡ, tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới tập thể Ban Giám đốc Viện Chăn nuôi, Phòng Khoa học, Đào tạo và Hợp tác quốc tế, 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 Phòng Thí nghiệm trọng điểm Tế bào động vật - Viện Chăn nuôi đã luôn ủng hộ, động viên và tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu.

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn toàn thể gia đình, anh chị em đồng nghiệp, bạn bè đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận án này. Nghiên cứu sinh Nguyễn Văn Ba ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN.ii DANH SÁCH HÌNH. vii DANH SÁCH BẢNG.ix PHẦN MỞ ĐẦU. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU.

Mục tiêu tổng quát. Mục tiêu cụ thể. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU. ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN.

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN. TỔNG QUAN TÀI LIỆU. NGUỒN GỐC VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH CÁC GIỐNG LỢN NHÀ. Quá trình thuần hóa hình thành các giống lợn nhà.ĐẶC ĐIỂM VÀ SỰ PHÂN BỐ CỦA MỘT SỐ GIỐNG LỢN NỘI VIỆT NAM9 1.

Giống lợn Móng Cái. Giống lợn Hạ Lang. Giống lợn Hương. Giống lợn Lũng Pù.

Giống lợn Hung. Giống lợn Mường Khương. Giống lợn Lửng. Giống lợn Mẹo.

Giống lợn Cỏ. Giống lợn Ba Xuyên. Giống lợn Bản. Giống lợn Vân Pa.

Giống lợn Chư Prông. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC. Nghiên cứu trên thế giới. Nghiên cứu sử dụng các chỉ thị microsatellite để đánh giá đặc điểm di truyền ở một số giống lợn.

Một số nghiên cứu về gen Cytochrome B ty thể. Một số nghiên cứu về gen MX trên lợn. Nghiên cứu về di truyền phân tử trên lợn nội Việt Nam. Một số nghiên cứu đa dạng di truyền bằng chỉ thị microsatellite.

Những nghiên cứu đa dạng di truyền ty thể ở các giống lợn ở Việt Nam. Một số nghiên cứu các gen kháng bệnh. CÁC VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Phương pháp thu mẫu và bảo quản mẫu.

Phương pháp tách chiết và xác định nồng độ ADN. Phương pháp nghiên cứu đa dạng di truyền, khoảng cách di truyền và cấu trúc di truyền bằng các chỉ thị microsatellite. Phương pháp nghiên cứu đa dạng di truyền gen Cytochrome B và mối quan hệ phát sinh loài. Phương pháp nghiên cứu đa hình di truyền locus gen MX1 và MX2.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. NỒNG ĐỘ VÀ ĐỘ TINH SẠCH CỦA MẪU ADN.2 ĐA DẠNG DI TRUYỀN, CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA 15 GIỐNG LỢN NỘI DỰA TRÊN 19 CHỈ THỊ MICROSATELLITE. Kết quả chuẩn hóa 4 tổ hợp phản ứng PCR đa mồi (multiplex PCR). Đa hình di truyền 19 chỉ thị microsatellite.

Đa dạng di truyền của các giống lợn nghiên cứu. Khoảng cách di truyền. Cấu trúc di truyền. Kết quả phân tích PCA.

Kết quả phân tích DAPC. ĐA DẠNG DI TRUYỀN GEN CYTOCHROME B Ở MƯỜI LĂM GIỐNG LỢN NỘI. Kết quả phản ứng PCR. Kết quả giải trình tự gen Cytochrome B.

Đa dạng nucleotide và đa hình trình tự gen Cytochrome B ở từng giống lợn nội Việt Nam. Mối quan hệ phát sinh giữa lợn Việt Nam với lợn nuôi, lợn rừng Châu Á và Châu Âu. ĐA HÌNH DI TRUYỀN GEN MX1 VÀ MX2 Ở MƯỜI LĂM GIỐNG LỢN NỘI. Kết quả phản ứng nhân gen PCR.

Gen MX1 intron 6. Gen MX1 promoter. Đa hình di truyền gen MX1 và MX2. Gen MX1 - intron 6.

Gen MX1- promoter.100 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ. Đa dạng di truyền, cấu trúc di truyền của 15 giống lợn dựa trên các chỉ thị microsatellite. Đa dạng di truyền gen Cytochrome b ty thể. Đa hình di truyền gen MX1 và MX2.

103 TÀI LIỆU THAM KHẢO.104 TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT.104 TÀI LIỆU TIẾNG ANH. 106 vi DANH SÁCH HÌNH Hình 1. Lịch sử hình thành giống lợn. Quan hệ di truyền giữa 11 giống lợn châu Âu dựa trên khoảng cách di truyền của từng cá thể.

Cây quan hệ di truyền giữa 18 giống lợn bản địa Trung Quốc và 3 giống lợn ngoại. Cây quan hệ di truyền giữa 6 giống lợn bản địa Ukraina. Cấu trúc hệ gen ty thể ở lợn. Cấu trúc của phân tử Protein MX.

Hệ thống máy CEQ 8000. Kết quả điện di kiểm tra ADN trên gel agarose 1%. Kiểm tra nồng độ DNA trên máy Nanodrop. Cây phát sinh chủng loại của 15 giống lợn nội, lợn Landrace và lợn rừng.

PCA của 18 giống lợn được thể hiện trên 3 trục. Kết quả phân tích cấu trúc di truyền của 18 giống lợn bằng DAPC. Ảnh điện di sản phẩm PCR gen Cytochrome B.80 trên gel agarose 2%. Một đoạn kết quả giải trình tự gen Cytochrome B.

Cây phân loại thể hiện mối quan hệ theo dòng mẹ giữa 15 giống lợn nội Việt Nam xây dựng theo mô hình neighbor-joining. Cây phân loại thể hiện mối quan hệ phát sinh giữa 39 haplotype được xây dựng theo mô hình Neighbor-joining. Kết quả PCR nhân đoạn gen MX1 intron 6. Kết quả PCR nhân đoạn gen MX1 Promoter.

Kết quả PCR nhân đoạn gen MX2. Kết quả cắt đoạn gen MX1 intron 6 bằng SnaBI. Trình tự đoạn 1133 bp gen MX1 từ điểm mồi xuôi và mồi ngược và điểm cắt của enzymee SnaBI ở lợn nội Việt Nam. Vị trí của axit amin 514 (A4 là Gly và A6 là Arg) trong protein MX2.

Kết quả cắt đoạn gen MX2 bằng enzymee XhoI.101 vii i DANH SÁCH BẢNG Bảng 1. Tổng hợp đặc điểm ngoại hình, khả năng sản xuất và hướng sử dụng của 15 giống lợn nội. Danh sách 15 giống lợn nội được sử dụng trong nghiên cứu. Thông tin 19 chỉ thị microsatellite được sử dụng.

Công thức tính một số giá trị thống kê của quần thể. Trình tự mồi và enzymee được sử dụng trong nghiên cứu. Kết quả chuẩn hóa 4 tổ hợp phản ứng PCR đa mồi. Số alen, trung bình số alen/chỉ thị (Na) và độ phong phú alen (Rs), tần số dị hợp tử quan sát (Ho), dị hợp tử lý thuyết (He), giá trị hệ số cận huyết (Fis), ở các giống lợn nghiên cứu.

So sánh tính đa dạng di truyền của lợn bản địa Việt Nam với một số kết quả nghiên cứu trên các giống lợn thế giới. Ma trận khoảng cách di truyền ước lượng theo Nei 1972. Đa dạng nucleotide và đa hình trình tự gen Cytochrome B.83 ở từng giống lợn. Đa dạng trình tự nucleotide của 28 haplotype gen Cytochrome B ở các giống lợn nghiên cứu.

Số lượng và phân bố của các haplotype gen Cytochome B ở 285 mẫu lợn nghiên cứu. Tỷ lệ kiểu gen và tần số alen gen MX1- intron 6. Tỷ lệ kiểu gen và tần số alen gen MX1-intron 6 trên một số giống lợn ngoại. Tỷ lệ kiểu gen và tần số alen gen MX1-promoter của 15 giống lợn nội.99 ix DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt µl Microliter Mi crô lít ADN Deoxyribo nucleic acid Axit Đeoxyribô Nuclêic Amplified Fragment Length Đa hình chiều dài các AFLP Polymorphisms đoạn nhân chọn lọc bp Base pair Cặp Bazơ cm Centimet Cen ti mét cs et al Cộng sự Discriminant Analysis of Principal Phân tích thành phần DAPC Components chính EL Elution Buffer Đệm hòa tan Food and Agriculture Organization Tổ chức nông lương thế FAO of the United Nations giới Inbreeding coefficient within Fis Hệ số cận huyết populations Fst Genetic differentiation index Hệ số khác biệt di truyền Tần số dị hợp tử mong He Expected heterozygosity đợi Tần số dị hợp tử quan Ho Observed heterozygosity sát x kg Kilogram Ki lô gam mM Milimol Mi li môn Phản ứng chuỗi trùng PCR Polymerase chain reaction hợp PIC Polymorphic Information Content Giá trị thông tin đa hình pM Picromol Pi crô môn Đa hình độ dài các đoạn Random amplified polymorphic RAPD ADN được khuyếch đại DNA ngẫu nhiên Restriction fragment length Đa hình độ dài các đoạn RFLP polymorphism cắt giới hạn Rs Allelic Richness Độ phong phú alen SNP Single nucleotide polymorphism Đa hình đơn nucleotit Single strand conformation Đa hình di truyền sợi SSCP polymorphism đơn χ2 Chi-squared Khi bình phương xi PHẦN MỞ ĐẦU 1.

ĐẶT VẤN ĐỀ Nguồn gen vật nuôi rất quan trọng đối với an ninh lương thực và sinh kế toàn cầu, đặc biệt đối với các nước đang phát triển, nơi có khoảng một tỷ người phụ thuộc trực tiếp vào chăn nuôi để sinh kế (FAO, 2009). Nhu cầu đối với các sản phẩm động vật đang ngày càng tăng lên, do đó dẫn đến những thay đổi trong sản xuất chăn nuôi hệ thống và thay thế hoặc lai tạo giữa các giống địa phương với các giống ngoại có năng suất cao hơn ở nhiều nước đang phát triển (Groeneveld và cs., 2010; Ibeagha Awemu và cs. Kết quả là, nhiều giống bản địa đã bị tuyệt chủng dẫn đến sự suy giảm đáng kể về đa dạng sinh học (Rege và Gibson, 2003). Hơn nữa, đã có nhiều tài liệu chứng minh rằng việc duy trì đa dạng các nguồn gen động vật là rất quan trọng để đảm bảo sự thích nghi đối với tương lai chẳng hạn như biến đổi khí hậu, dịch bệnh.