Đa dạng di truyền 5 quần thể gà nội luận án thạc sĩ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Lê Quang Nam ĐA DẠNG DI TRUYỀN 5 QUẦN THỂ GÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - Năm 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Lê Quang Nam ĐA DẠNG DI TRUYỀN 5 QUẦN THỂ GÀ NỘI Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 60 42 30 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Văn Mùi Hà Nội - Năm 2012 MỤC LỤC MỞ ĐẦU. 6 Chƣơng 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU .1 Nguồn gốc và phân loại gà nhà .2 Các kỹ thuật sinh học phân tử đƣợc sử dụng trong nghiên cứu .2 Kỹ thuật microsatellite .3 Một số nghiên cứu sử dụng kỹ thuật microsatellite .3 Các đặc điểm di truyền quần thể .1 Các đại lượng di truyền đặc trưng cho các quần thể gà .2 Mối quan hệ di truyền giữa các quần thể gà. 12 Chƣơng 2 - ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .1 Đối tƣợng nghiên cứu và đ điểm thu m u .4 Gà Tiên Yên .2 Các kỹ thuật thực nghiệm đƣợc sử dụng trong nghiên cứu .1 Lấy mẫu máu tách và đánh giá chất lượng ADN .2 PCR đa mồi và xác định kích thước alen .3 Phân tích thống kê .1 Các đại lượng di truyền đặc trưng cho các quần thể gà .2 Kiểm định ý nghĩa của các giá trị thống kê .3 Cây quan hệ di truyền. 25 Chƣơng 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .1 Kết quả tách ADN và phân tích đoạn .2 Kết quả đánh giá các đặc điểm di truyền .1 Thống kê từng locus và quần thể gà .2 Sự sai khác khoảng cách và cây quan hệ di truyền.

46 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 52 -1- DANH SÁCH HÌNH ẢNH VÀ BIỂU ĐỒ Hình 1. Gà trống Trới. Đàn gà Móng.

Đàn gà Tè. Gà mái Tiên Yên. Gà trống Tiên Yên. Ảnh điện di ADN trên gel agarose.

Ảnh phân tích đoạn sản phẩm mix multiplex PCR 5 mồi. Tần số alen thuộc locus MCW0295. Tần số alen thuộc locus ADL0112. Tần số alen thuộc locus MCW0216.

Tần số alen thuộc locus MCW0014. Tần số alen thuộc locus MCW0098. Tần số alen thuộc locus MCW0111. Tần số alen thuộc locus MCW0078.

Tần số alen thuộc locus MCW0222. Tần số alen thuộc locus LEI0094. Tần số alen thuộc locus MCW0183. Tần số alen thuộc locus ADL0278.

Tần số alen thuộc locus LEI0194. Tần số alen thuộc locus MCW0069. Tần số alen thuộc locus MCW0034. Tần số alen thuộc locus MCW0103.

Tần số alen thuộc locus ADL0268. Tần số alen thuộc locus MCW0037. Tần số alen thuộc locus MCW0067. Tần số alen thuộc locus MCW0206.

Tần số alen thuộc locus MCW0081. Tần số alen thuộc locus MCW0248. Tần số alen thuộc locus LEI0166. Tần số alen thuộc locus MCW0330.

Cây quan hệ di truyền của 5 quần thể gà nghiên cứu. 44 -2- DANH SÁCH BẢNG Bảng 1. Các cặp mồi microsatellite được sử dụng trong nghiên cứu. Giả thiết H0 và đối thiết H1 trong kiểm định cân bằng Hardy - Weinberg.

Giả thiết H0 và đối thiết H1 trong kiểm định sai khác di truyền. Giả thiết H0 và đối thiết H1 trong kiểm định khoảng cách di truyền. Dải alen quan sát ở 5 quần thể gà. Số alen độ phong phú alen trên mỗi locus ở mỗi quần thể gà.

Giá trị Heobs, Heexp và Fis ở từng locus và từng quần thể gà. Sai khác di truyền và khoảng cách di truyền giữa các quần thể gà. Kết quả đo OD dung dịch ADN sau khi tách. 52 -3- CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT VÀ VIỆT HÓA ADN: deoxyribonucleic acid Allele: alen Allelic richness: độ phong phú (giàu có) alen Bottleneck effect: hiệu ứng thắt cổ chai Gene diversity: độ đa dạng gen tần số dị hợp tử mong đợi Gene flow: dòng chảy gen Gene pool: vốn gen Genetic distance, DS: khoảng cách di truyền Genetic drift: sự lạc dòng (hoặc phiêu bạt trôi dạt) di truyền Genetic variation: biến dị di truyền NST: nhiễm sắc thể PCR: polymerase chain reaction Multiplex PCR: PCR đa mồi Phylogenetic tree: cây quan hệ di truyền hoặc cây phả hệ hoặc cây tiến hóa hoặc cây phát sinh loài Pivate allele: alen riêng Topology tree: cấu trúc nhánh cây UPGMA: unweighted pair - group method with arithmetic mean -4- LỜI CẢM ƠN Đầu tiên em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn PGS.

TS Nguyễn Văn Mùi đã dành nhiều thời gian và công sức tận tình quan tâm hướng dẫn em trong suốt quá trình học tập và viết luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp thuộc Phòng Thí nghiệm Trọng điểm Công nghệ Tế bào Động vật - Viện Chăn nuôi đã có những nhận xét góp ý về mặt chuyên môn trong quá trình hoàn thành luận văn. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô gia đình bạn bè và đồng nghiệp đã quan tâm động viên bố trí công việc và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khóa học thạc sỹ này. -5- MỞ ĐẦU Tài nguyên di truyền động vật là vốn sinh học căn bản để phát triển chăn nuôi và quan trọng đối với an ninh lương thực và sự phát triển nông thôn bền vững.

Tuy nhiên các nguồn lực này thường bị bỏ quên và được quản lý kém. Những năm gần đây đã chứng kiến sự giảm sút đáng kể về đa dạng di truyền - một xu hướng mà có thể bị đẩy nhanh bởi những thay đổi nhanh chóng của môi trường ảnh hưởng đến ngành chăn nuôi hiện nay. Sự phát triển chăn nuôi ở thế kỷ 20 tập trung vào một số lượng rất nhỏ các giống trên toàn thế giới thường xuyên không xem xét cách ảnh hưởng của môi trường sản xuất đến khả năng tồn tại sản xuất và sinh sản của động vật. Nhiều giống bản địa mà một số trong đó đang bị đe dọa tuyệt chủng có các tính trạng như khả năng phục hồi trước áp lực khí hậu và khả năng kháng bệnh và ký sinh trùng khiến chúng thích nghi tốt với điều kiện địa phương và có tầm quan trọng tiềm năng rất lớn đối với sản xuất chăn nuôi trong tương lai1.

Việc bảo tồn nguồn di truyền tự nhiên không chỉ phục vụ cho lý do đạo đức và mỹ thuật mà nó còn liên quan tới cuộc sống của con người trên toàn cầu thông qua việc sử dụng các sản phẩm từ nông nghiệp trồng trọt và chăn nuôi. Ngoài việc tạo ra nguồn thực phẩm thì nguồn tài nguyên động vật còn được ví như “kho lưu trữ” các tính trạng quý trong quá trình sản xuất nguồn thực phẩm. Các loài gia cầm bản địa là một trong những nguồn gen quý đã có sự thay đổi để phù hợp với các điều kiện môi trường. Những giống gà bản địa có thể có những gen hoặc alen phù hợp với các điều kiện môi trường sinh ra nó [33].

Việc bảo tồn các giống bản địa đóng vai trò quan trong đối với công tác chọn và tạo giống hiện tại cũng như trong tương lai. Việc đánh giá các vốn gen sẽ đóng góp một phần vào công tác bảo tồn các giống gà địa phương đặc biệt việc sử dụng các phương pháp sinh học phân tử làm công việc đánh giá sự đa dạng di truyền là rất quan trọng [32]. Hiện nay có nhiều loại chỉ thị 1 http://www.org/biodiversity/geneticresources/bio-domesticanimals/en/ -6- phân tử được sử dụng trong công tác đánh giá các đặc điểm và mối quan hệ di truyền của các giống gà trong đó các microsatellite là một trong những loại chỉ thị được sử dụng rộng rãi trên thế giới. Ở nước ta hiện nay tuy có nhiều nghiên cứu tập trung mô tả đặc điểm ngoại hình sinh trưởng phát dục và khả năng sinh sản của các giống gà nội nhưng lại có ít nghiên cứu sử dụng các chỉ thị phân tử để xác định các đặc điểm di truyền từng giống mối quan hệ di truyền giữa các giống, và nguồn gốc phân loại các giống gà nội.

Việc này làm giảm hiệu quả đầu tư vào công tác bảo tồn khai thác và sử dụng hiệu quả nguồn gen của các giống gà nội ở nước ta. Từ năm 1990 Bộ Khoa học - Công nghệ và Môi trường (nay là Bộ Khoa học và Công nghệ) thay mặt Nhà nước Việt nam đã xây dựng một chương trình Bảo tồn nguồn gen động - thực và vi sinh vật Việt nam. “Đề án Bảo tồn nguồn gen vật nuôi Việt nam” là một hợp phần của chương trình này và được giao cho Viện Chăn Nuôi thực hiện. Luận văn này là kết quả của một đề tài nhánh thuộc hợp phần trên được thực hiện trên 5 giống gà nội Việt nam là gà Trới gà Móng, gà Tè, gà Tiên Yên và gà Tò tại các cơ sở nuôi dưỡng chúng và tại Phòng Thí nghiệm Trọng điểm Công nghệ Tế bào Động vật thuộc Viện Chăn nuôi Quốc gia.

Đề tài chúng tôi thực hiện có tên là Đ dạng di truyền 5 quần thể gà nội có mục đích góp phần làm sáng tỏ tính đa dạng di truyền cấu trúc sinh sản và mối quan hệ di truyền giữa các quần thể gà nội kể trên, qua đó cung cấp các thông tin khoa học tin cậy cần thiết cho quá trình bảo tồn nguồn gen gà nội Việt nam. -7- Chƣơng 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nguồn gốc và phân loại gà nhà Các giống gà đã được con người thuần hóa từ gà rừng hơn 2000 năm trước [11]. Gà rừng thân hình nhỏ trứng bé đẻ rộng theo mùa có thể bay xa. Nhìn chung gà Châu Á thuộc chủng Gallus gallus nhưng cũng có thể từ gà có dái tai đỏ Gallus gallus murghi vùng ven Ấn Độ từ Gallus gallus của Mianma từ Gallus gallus bankiva rải rác khắp vùng Đông Nam Á; cũng có thể là sự phối hợp của cả 3 loại đó.

Chính nguồn gốc đa dạng ấy tạo nên cho gà bản địa một tiềm năng di truyền phong phú biểu hiện qua kiểu hình: hình dạng màu sắc lông dạng mào dái tai dạng đuôi kết cấu giữa cổ-ngực [2]. Trong lịch sử sinh học có một điều khá thú vị là chính những giống gà Á Đông Đông Nam Á như gà Brahman gà Cochinchine gà chọi… đã tham gia vào việc hình thành các giống gà công nghiệp hiện nay [2].2 Các kỹ thuật sinh học phân tử đƣợc sử dụng trong nghiên cứu 1.1 PCR PCR là một phương pháp mang tính cách mạng được phát triển bởi Kary Mullis trong những năm 80. PCR dựa trên việc sử dụng khả năng tổng hợp sợi ADN mới bổ sung với sợi khuôn sẵn có. Do ADN polymerase chỉ có thể thêm một nucleotide vào nhóm 3’-OH có trước nên nó cần mồi để gắn nucleotide đầu tiên.

Yêu cầu này khiến cho nhà nghiên cứu có thể khuếch đại một vùng trình tự cụ thể mong muốn.