Luận án nghiên cứu đa dạng di truyền chó Phú Quốc dựa trên HV1 ty thể

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM  THÁI KẾ QUÂN NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN QUẦN THỂ CHÓ PHÚ QUỐC DỰA TRÊN TRÌNH TỰ HV1 THUỘC VÙNG CR TRÊN HỆ GEN TY THỂ LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM  THÁI KẾ QUÂN NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN QUẦN THỂ CHÓ PHÚ QUỐC DỰA TRÊN TRÌNH TỰ HV1 THUỘC VÙNG CR TRÊN HỆ GEN TY THỂ Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học Mã số: 9420201 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: 1. Trần Hoàng Dũng 2. Chung Anh Dũng THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự định hướng, góp ý của hai Thầy hướng dẫn và sự giúp đỡ của các thành viên trong nhóm nghiên cứu. Các kết quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào của người khác.

Các kết quả cũng đã được những người tham gia thực hiện đồng ý cho phép tôi sử dụng trong luận án. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu, kết quả trong luận án này. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 Nghiên cứu sinh Thái Kế Quân ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được luận án, tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, hỗ trợ từ các Thầy Cô, cơ quan, đồng nghiệp và người thân. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến: PGS.

Trần Hoàng Dũng và TS. Chung Anh Dũng đã hướng dẫn, động viên và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận án. Thầy Cô, các cán bộ ở Viện Khoa học kỹ thuật nông nghiệp miền Nam đã hướng dẫn, truyền dạy các kiến thức cho tôi qua các môn học, các buổi sinh hoạt học thuật, cũng như tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong việc hoàn thành các thủ tục, hồ sơ trong quá trình học. Ban Giám Hiệu Trường Đại học Sài Gòn đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt công việc học tập, nghiên cứu, hoàn thành luận án cũng như việc giảng dạy tại Trường.

Công ty TNHH CNSH Khoa Thương đã tư vấn, hỗ trợ các thiết bị như máy đo OD, máy PCR, và giải trình tự DNA, giúp tôi hoàn thành tốt các công việc của luận án.TS Lê Huyền Ái Thúy, đã giúp đỡ tôi những lúc khó khăn, đã kết nối và động viên tôi bắt đầu với đề tài nghiên cứu này. Anh Lê Quốc Tuấn, chủ Trung tâm bảo tồn chó xoáy Phú Quốc – Trang trại Thanh Nga đã cung cấp nhiều thông tin về đặc điểm, tập tính chó lưng xoáy Phú Quốc, và tạo điều kiện cho chúng tôi thu mẫu lông chó lưng xoáy Phú Quốc. Các bạn, các em Trần Quốc Thắng Hoa, Nguyễn Thị Ái Nữ (bác sĩ thú y - Quận Bình Thạnh), Lại Kiều Oanh (bác sĩ thú y - Quận 1), Nguyễn Thị Như (Trạm Thú y Quận Bình Tân) đã hỗ trợ tôi rất nhiều trong việc kết nối với chủ nuôi chó, và thu thập các mẫu lông chó lưng xoáy Phú Quốc ở khu vực Thành phố Hồ Chí Minh. Các đồng nghiệp, thành viên trong nhóm nghiên cứu: Nguyễn Thành Công, Nguyễn Văn Tú, Hoàng Thảo Thanh Tú, Trần Anh Hoàng, Quan Quốc Đăng, iii Huỳnh Văn Hiếu đã hỗ trợ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án.

Cảm ơn gia đình, cảm ơn Má, Huyền và các con đã luôn ở bên Quân. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 Thái Kế Quân iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .ii MỤC LỤC. iv DANH MỤC CÁC HÌNH. viii DANH MỤC CÁC BẢNG.

x DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT. xi MỞ ĐẦU. Mục tiêu của đề tài. Mục tiêu chung.

Mục tiêu cụ thể. Những đóng góp mới của đề tài. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài. Ý nghĩa khoa học.

Ý nghĩa thực tiễn. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU. Tổng quan về chó lưng xoáy Phú Quốc. Giới thiệu về chó lưng xoáy Phú Quốc. Phân loại chó lưng xoáy Phú Quốc.

Đặc điểm hình thái và tập tính của chó lưng xoáy Phú Quốc. Các nghiên cứu về nguồn gốc và di truyền chó lưng xoáy Phú Quốc. Đặc điểm di truyền của tính trạng xoáy lưng. Hệ gen ty thể của chó.

Cấu trúc hệ gen ty thể của chó. Cấu trúc và đặc điểm di truyền vùng CR trên hệ gen ty thể của chó. Các nghiên cứu về nguồn gốc tiến hóa, phát sinh chủng loại và đa dạng di truyền của chó. Các nghiên cứu khảo cổ.

Các nghiên cứu di truyền hiện đại. Các chỉ thị phân tử được dùng trong nghiên cứu. Nghiên cứu về nguồn gốc tiến hóa của chó nhà. Nghiên cứu về đa dạng di truyền của các giống chó.

Cơ sở dữ liệu DNA GenBank và dữ liệu vùng trình tự HV1 DNA ty thể. Cơ sở dữ liệu DNA GenBank. Dữ liệu về trình tự vùng HV1 DNA ty thể trên GenBank. Nhận định chung về vấn đề nghiên cứu sự đa dạng di truyền của quần thể chó lưng xoáy Phú Quốc.

NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Nội dung nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu. Xây dựng cơ sở dữ liệu và công cụ định loại haplotype đoạn 582 cặp base vùng HV1 DNA ty thể.

Xây dựng cơ sở dữ liệu các trình tự đoạn 582 cặp base vùng HV1DNA ty thể. Đánh số nucleotide và trình bày các đột biến. Xác định haplotype và hiệu chỉnh dữ liệu. Công cụ xác định haplotype vùng HV1 của DNA ty thể.

Xây dựng cây phát sinh chủng loại. Xác định trình tự nucleotide đoạn 582 cặp base vùng HV1 DNA ty thể của chó nhà Việt Nam và chó lưng xoáy Phú Quốc. Dụng cụ và thiết bị sử dụng. Thu thập và xử lý mẫu.

Tách chiết DNA tổng số từ lông chó. Kiểm tra độ tinh sạch DNA bằng quang phổ kế. Khuếch đại trình tự vùng HV1 bằng phản ứng PCR. Giải trình tự và biên tập trình tự.

Đánh giá sự đa dạng di truyền của chó lưng xoáy Phú Quốc dựa trên đoạn 582 cặp base vùng HV1 DNA ty thể. Xác định độ đa dạng haplotype. Xác định độ đa dạng nucleotide. Xây dựng mạng lưới quan hệ của các haplotype.

Xác định khoảng cách di truyền giữa hai quần thể. Phân tích phương sai phân tử (AMOVA). Nhận định nguồn gốc của chó lưng xoáy Phú Quốc. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

Xây dựng cơ sở dữ liệu đoạn 582 cặp base vùng HV1 DNA ty thể chó. Cơ sở dữ liệu đoạn 582 cặp base vùng HV1 DNA ty thể chó. Hiệu chỉnh dữ liệu. Công cụ xác định haplotype vùng HV1 của DNA ty thể.

Xác định trình tự đoạn 582 cặp base vùng HV1 DNA ty thể chó nhà Việt Nam và chó lưng xoáy Phú Quốc.1 Xác định quy trình tách chiết DNA từ lông chó. Khảo sát các điều kiện cho quy trình tách chiết DNA. So sánh hiệu quả của quy trình tách chiết DNA từ lông chó. Tách chiết DNA từ lông chó.

Khuếch đại vùng HV1. Đọc và biên tập trình tự nucleotide. Xác định haplotype của các mẫu chó lưng xoáy Phú Quốc và chó nhà Việt Nam. Đa dạng di truyền vùng HV1 DNA ty thể chó lưng xoáy Phú Quốc.

Sự đa dạng ở cấp độ nucleotide. Sự đa dạng ở cấp độ haplotype. Quan hệ di truyền của chó lưng xoáy Phú Quốc với các giống chó khác. Quan hệ di truyền của chó lưng xoáy Phú Quốc với các giống chó khác trên thế giới.

Quan hệ di truyền của chó lưng xoáy Phú Quốc và chó nhà Việt Nam. Quan hệ di truyền của chó lưng xoáy Phú Quốc và chó nhà Việt Nam tại Kiên Giang. Nhận định về nguồn gốc của chó lưng xoáy Phú Quốc. 93 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ.

101 CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU. 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO. PL-1 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Chó lưng xoáy Phú Quốc .2: Một số kiểu xoáy lưng ở chó lưng xoáy Phú Quốc .3: Cấu trúc hệ gen DNA ty thể của chó .4: Vị trí và thành phần vùng CR trong DNA ty thể chó .5: Vị trí của “điểm nóng” trong vùng HV1 .6: Một vài cột mốc trong lịch sử tiến hóa của chó và của người .7: Các haplotype của DNA ty thể chó gom thành 6 haplogroup A, B, C, D, E, F trên cây tiến hóa.8: Vị trí khởi đầu và con đường di cư của chó .1: Quy trình thực hiện các nội dung nghiên cứu .2: Mô hình dữ liệu .3: Quy trình thu thập và lưu trữ dữ liệu .4: Sơ đồ hoạt động của công cụ xác định haplotype "Haplotype identifier” .5: Vị trí thu mẫu và số lượng mẫu thu được .6: Quy trình tách chiết DNA .7: Vị trí các mồi sử dụng trong phản ứng PCR và trong giải trình tự.8: Một đoạn đồ thị huỳnh quang – kết quả giải trình tự mẫu PQ101 .1: Phân bố của các trình tự thuộc haplogroup B .2: Giao diện trang chủ hỗ trợ khai thác cơ sở dữ liệu .3: Giao diện công cụ Haplotype identifier .4: Khảo sát các điều kiện tách chiết DNA .5: Quy trình tách chiết DNA từ lông chó .6: So sánh hiệu quả một số quy trình tách chiết DNA .7: DNA tổng số tách chiết được của các mẫu từ PQ33 đến PQ42.8: Một số sản phẩm DNA được khuếch đại bằng kỹ thuật PCR.9: Một đoạn kết quả giải trình tự mẫu VD22 .10: Các vị trí đa hình của chó lưng xoáy Phú Quốc .11: Các vị trí đa hình của chó nhà Việt Nam .12: Kết hợp cây phát sinh chủng loại và mạng lưới thể hiện mối quan hệ của các haplotype .13: Khoảng cách di truyền ước tính giữa một số giống chó trên thế giới.14: Sự tương đồng haplotype giữa nhóm chó đất liền Kiên Giang và nhóm chó trên đảo Phú Quốc .15: Các sai khác nucleotide giữa các haplotype ở chó nhà Việt Nam (màu xanh lục) và chó lưng xoáy Phú Quốc (màu đỏ) .94 x DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Tương quan giữa kiểu gen và các kiểu hình xoáy lưng, u nang biểu bì .1: Nội dung và điều kiện khảo sát quy trình tách chiết DNA.2: Các mồi sử dụng cho phản ứng khuếch đại vùng HV1 DNA ty thể .3: Mẫu trình bày kết quả phân tích AMOVA .1: Các loài/phân loài có trình tự DNA ty thể trong cơ sở dữ liệu .