mở đầu là GTG còn ở gà là ATG (Desjardins và Morais, 1990). Đặc điểm hệ gen ty thể gà ADN ty thể có các đặc điểm: Tồn tại ở dạng đơn bội và hầu như không có hiện tượng tái tổ hợp, không có intron, ADN dạng vòng, có tốc độ tiến hóa nhanh hơn 5-10 lần so với các gen nhân. Mỗi tế bào chứa rất nhiều ty thể và mỗi ty thể có từ 2 đến 10 bản sao của ADN, vì vậy số lượng ADN ty thể là rất lớn. Đặc biệt, ADN ty thể được di truyền theo dòng mẹ thông qua tế bào chất của noãn bào (Berlin và Ellegren, 2001).
Vì trong quá trình thụ tinh, phần đầu của một tinh trùng đầu tiên chui qua màng của trứng và màng trứng lập tức khép lại cắt đứt phần đuôi ở ngoài, phần đuôi của tinh trùng chứa nhiều ty thể. Chính vì vậy, tinh trùng chủ yếu đóng góp hệ gen nhân và gần như không cung cấp tế bào chất, mtADN để tạo nên hợp tử. Đa hình trình tự nucleotide vùng D-loop và khả năng ứng dụng trong phân loại, đánh giá đa dạng di truyền gà Các kỹ thuật sinh học phân tử hiện đại và cơ sở dữ liệu trên GenBank có thể giúp các nhà khoa học cải thiện tính chính xác và hiệu quả trong việc phân tích quan hệ tiến hoá và phát sinh chủng loại ở các loài. ADN ty thể và đặc biệt là trình tự nucleotide vùng D-loop đã được chọn làm đối tượng nghiên cứu.
Ở gà nhà, vùng này có kích thước phân tử khoảng 1300 bp, nó chứa điểm khởi đầu sao chép và các promoter cho quá trình phiên mã của cả chuỗi nặng và chuỗi nhẹ (Fumihito et al, 1994). D-loop được cấu tạo bởi ba vùng chính là: Vùng I, II và III (Buehler và Backer, 2003). Trong đó vùng II bảo thủ nhất, có kích thước phân tử khoảng 500 bp, chứa một số đơn vị cấu trúc mà trình tự sắp xếp của chúng không thay đổi ngay cả ở bậc phân loại họ (Rnoknen et al, 2002). Ngược lại, vùng I, III là vùng 8 biến đổi nhiều nhất (Saccone et al 1991), hai vùng này có tốc độ tiến hóa nhanh hơn so với vùng II từ 10 - 20 lần (Kidd et al, 1998).
Đa hình trình tự nucleotide D-loop thường xuất hiện ở vùng I và III, nên hai vùng này thường được sử dụng để phân tích, xác định sự sai khác trình tự nucleotide giữa các cá thể, giữa các giống hay giữa các loài (Yamamoto et al, 2006). Vùng I nằm ở đầu 5' của vùng điều khiển, kích thước khoảng 400 bp, chứa chuỗi cytosine (C-stretch), đây là đặc điểm đặc trưng cho đầu 5' của vùng điều khiển hệ gen ty thể của nhiều họ trong lớp chim. Vùng I còn chứa trình tự kết thúc quá trình tái bản hệ gen ty thể (TAS) là TATAT hoặc TACAT. Vùng III nằm ở đầu 3' của vùng điều khiển, kích thước khoảng 350 bp và bắt đầu với cụm trình tự bảo thủ một (Conserved Sequence Block - CSB-1).
Hiện tượng chèn/xóa đoạn nucleotide thường tập trung chủ yếu ở vùng III, vì vậy có thể ảnh hưởng đến kích thước phân tử vùng D-loop. Ở gà kích thước phân tử hệ gen ty thể khoảng 16 kb, cụ thể là: Kích thước phân tử hệ gen gà Leghorn trắng là 16775 bp (Desjardins and Morais, 1990); gà Shouguang và gà Silky lần lượt là 16784 bp và 16785 bp, và gà Tây Tạng dao động từ 16784 bp đến 16786 bp (Bao et al, 2008); gà Daweishan Mini là 16785 bp (Ly et al, 2016). Tình hình nghiên cứu ADN ty thể gà trên thế giới Lần đầu tiên trình tự hệ gen ty thể gà Leghorn trắng được công bố vào năm 1990 (Desjardins và Morais, 1990). Bắt đầu từ thời gian này, việc nghiên cứu ADN ty thể gà đã và đang được phát triển tương đối rộng rãi, nhiều trình tự nucleotide mtADN của các giống gà khác nhau trên thế giới được đăng ký mã số trên GenBank.
Phân tích 443 bp vùng siêu biến D-loop của 834 cá thể gà có nguồn gốc ở các nước châu Âu, Á và 66 cá thể gà rừng đỏ hoang dã từ khu vực Đông Nam Á và Trung Quốc. Liu và cộng sự (2006) đã đánh giá đa dạng di truyền các giống gà, kết quả cho thấy rằng, các giống gà nghiên cứu phân thành chín nhánh thể hiện ở Hình 1.2 (từ A đến I), trong đó có bảy nhánh chứa cả gà rừng đỏ và gà nhà. Các gà thuộc nhánh A, B và E được phân bố ở khắp nơi tại châu Âu và châu Á, trong khi các nhánh khác chỉ có ở các cá thể gà thuộc khu vực Nam và Đông Nam Á. Gà Nhật Bản và Đông Nam Trung Quốc phân bố tập trung ở nhánh C, trong khi nhánh F và G chỉ tìm thấy ở các cá thể gà thuộc Vân Nam, Trung Quốc.
Sự phân bố địa lý các gà thuộc nhánh D có liên quan chặt chẽ 9 đến sự phân bố của trò chơi chọi gà. Còn các nhánh khác có thể có nguồn gốc từ các khu vực khác nhau, chẳng hạn như Vân Nam, Nam và Tây Nam Trung Quốc hoặc các khu vực xung quanh (ví dụ: Việt Nam, Myanmar và Thái Lan) và tiểu lục địa Ấn Độ. Cây phả hệ di truyền gà bản địa (dựa trên trình tự nucleotide vùng D-loop kích thƣớc 455 bp) Cây phả hệ di truyền gà bản địa xây dựng theo phương pháp neighbor-joining (NJ). Sử dụng 169 haplotypes của 834 gà bản địa (G.
domesticus) và 66 gà rừng đỏ (G. Sự đa dạng cao của mtADN đã phân loại (A–I). (Liu et al, 2006) Phân tích 1231-1232 bp trình tự nucleotide vùng D-loop thuộc ADN ty thể của hai mươi giống gà bản địa trong đó có các đại diện: Gà bản địa Nhật Bản, gà Leghorn trắng, gà Rhode Island đỏ và gà bản địa của Indonesia để làm rõ mối quan hệ di truyền, Oka và cộng sự (2007), đã cho thấy các giống gà phân thành bảy nhánh (từ A đến G) thể hiện ở Hình 1. Các giống Jidori, Shokoku phân bố ở nhánh A, B, C, tuy nhiên tất cả các mẫu thuộc giống Shokoku có nguồn gốc từ Trung Quốc không phân bố trong nhánh C, ngược lại, hầu hết gà bản địa của Indonesia nằm trong nhánh này.
Nhánh E có mối quan hệ di truyền gần với giống gà có nguồn gốc Trung Quốc. Kết quả cũng chỉ ra rằng gà Trung Quốc và gà Hàn Quốc có nguồn gốc từ khu vực Đông Nam Á và nằm trong bảy phân nhánh theo phân loại của Oka và cộng sự (2007), trong số đó có 4 phân nhánh tương đồng với nghiên cứu của Liu và cộng sự (2006). Kết quả cũng đưa ra giả thuyết rằng các sự kiện thuần hoá kế tiếp nhau của gà tồn tại ở vùng Đông Nam Á và Nam Á. Cây phả hệ di truyền gà bản địa (dựa trên trình tự nucleotide vùng D-loop kích thƣớc 1231 bp) (Cây phả hệ di truyền được xây dựng theo phương pháp Median joining network bao gồm các haplotypes D-loop được xác định trong nghiên cứu của Oka và sáu trình tự gà rừng đỏ được báo cáo trước đó (G.
Gallus: AB007725, AP003322; G. Spadiceus: AB007721, AP003321; G. Bankiva: AB007718, AP003323) (Oka et al, 2007). Quá trình thuần hóa của gà được cho rằng đã diễn ra ở Nam Á, đặc biệt là ở Ấn Độ.
Tuy nhiên, trong các nghiên cứu trước đó lại không bao gồm gà rừng đỏ Ấn Độ Gallus gallus murghi (RJF), do đó đã tạo ra một khoảng trống lớn về mối quan hệ di truyền với các giống gà ở khu vực này. Vì vậy, Kanginakudru và cộng sự (2008) đã phân tích và so sánh trình tự nucleotide vùng D-loop ty thể của 76 mẫu gà Ấn Độ bao gồm 56 gà rừng đỏ G. murghi (RJF), 16 gà nhà G. domesticus và 4 gà rừng xám G.
sonneratii (GJF) cùng với 779 trình tự nucleotide thu thập từ GenBank. Kết quả cho thấy sự thuần hóa của gà đã diễn ra một cách độc lập trong các địa phương khác nhau của châu Á trong đó có Ấn Độ. Nghiên cứu cũng đã phát hiện ra bằng chứng về sự thuần hóa của gà Ấn Độ từ G. gallus cũng như từ G.
murghi, qua đó đã củng cố thêm các dữ liệu về nguồn gốc đa dạng của gà nhà Ấn Độ và các loại gà nhà khác. Để khảo sát tính đa dạng di truyền của gà và theo dõi lịch sử thuần hóa 11 trên toàn cầu, Miao và cộng sự (2013) đã nghiên cứu tổng cộng 4938 trình tự nucleotide vùng D-loop gen ty thể bao gồm 2843 trình tự nucleotide đã được công bố, 2044 mẫu gà bản địa và 51 cá thể loài gà rừng đỏ (Gallus gallus). Cây phân loại di truyền được phân từ nhánh A – I và nhánh W – Z, trong đó nhánh từ A – G được chia sẻ bởi gà nhà và gà rừng đỏ, còn các nhánh H – I và W – Z hiếm gặp ở gà nhà và chim rừng đỏ, tương ứng (Hình 1. Kết quả đã cho thấy sự phức tạp mới của lịch sử trong thuần hóa gà bởi vì trong các dòng họ phát sinh từ loài chim rừng đỏ đã bị trộn lẫn với gà bản địa.
Cây phân loại di truyền gà bản địa thế giới (dựa trên trình tự nucleotide toàn bộ mtDNA) Cây phân loại di truyền được xây dựng theo phương pháp neighbour-joining network sử dụng 409 haplotypes được lựa chọn dựa trên trình tự nucleotide mtDNA. Các con số có màu đỏ và màu đen đề cập đến gà rừng đỏ và gà nhà. Nguồn địa lý của các mẫu được đại diện bởi màu sắc khác nhau. Sự khác biệt trong phát sinh loài giữa khu vực kiểm soát và bộ gen mtADN hoàn chỉnh được ghi nhận bằng hình elip màu đỏ không liền mạch (Miao et al, 2013).
Những dữ liệu này góp phần giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về quan hệ di truyền, cũng như có thể hiểu thêm về nguồn gốc và sự thuần hóa của các giống gà. Trình tự nucleotide vùng D-loop được sử dụng như một công cụ trong phân tích mối quan hệ tiến hoá và đánh giá biến đổi di truyền trong và giữa các loài (Harpending et al, 1998). Ngoài các nghiên cứu tiêu biểu trên còn rất nhiều nghiên cứu đã sử dụng trình tự gen ty thể để nghiên cứu sự phát sinh loài, sự thuần hóa, nguồn gốc, sự di cư và sự phân bố trên các nhánh khác nhau của gà nhà (Kanginakudru et al, 2008; Marle-Koster và Casey, 2001; Mwacharo et al, 12 2011; Siwek et al, 2013; Maria et al, 2017; Hasan et al, 2016; Guo et al, 2017; Zhang et al, 2017; Abdulhakeem et al, 2017; Jia et al, 2018; Piyanat et al, 2018). Các thông tin, trình tự vùng D-loop sử dụng để phân loại các giống gà trên thế giới được thể hiện ở Bảng 1.