Luận án tiến sĩ nông nghiệp nâng cao năng suất sinh sản của lợn nái landrace và yorkshire thông qua chọn lọc bằng chỉ thị phân tử

Luận án tiến sĩ nghiên cứu nâng cao năng suất sinh sản lợn nái Landrace và Yorkshire bằng phương pháp chọn lọc chỉ thị phân tử hiệu quả.

• Tác giả: Nguyễn Thị Vinh
• Người hướng dẫn: PGS. Vũ Đình Tôn
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Chăn nuôi
• Đề tài: Nâng cao năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire thông qua chọn lọc bằng chỉ thị phân tử
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giới thiệu và tính cấp thiết của đề tài

Nghiên cứu tập trung vào việc nâng cao năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire thông qua chọn lọc chỉ thị phân tử. Với sự phát triển của công nghệ sinh học, việc áp dụng phương pháp phân tử trong quản lý giống đã trở thành xu hướng quan trọng. Năng suất sinh sản của lợn nái là yếu tố quyết định hiệu quả kinh tế trong ngành chăn nuôi. Tuy nhiên, các phương pháp truyền thống chưa đáp ứng được yêu cầu về độ chính xác và tốc độ. Do đó, việc sử dụng chỉ thị di truyền như RNF4, RBP4 và IGF2 để cải thiện sinh sản là cần thiết.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính là đánh giá mối liên quan giữa đa hình gen và năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire. Nghiên cứu nhằm xác định tần số alen và kiểu gen của các gen này, đồng thời phân tích ảnh hưởng của chúng đến các tính trạng sinh sản và sinh trưởng. Kết quả sẽ hỗ trợ định hướng chọn lọc giống lợn có năng suất cao.

1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu mang lại giá trị khoa học trong việc hiểu rõ cơ chế di truyền liên quan đến năng suất sinh sản. Về mặt thực tiễn, kết quả nghiên cứu sẽ giúp các nhà chăn nuôi tăng năng suất và hiệu quả kinh tế thông qua việc chọn lọc giống dựa trên chỉ thị phân tử.

II. Tổng quan tài liệu và cơ sở khoa học

Phần này trình bày các nghiên cứu trước đây về năng suất sinh sản và chỉ thị phân tử trong chăn nuôi lợn. Các giống lợn như Landrace và Yorkshire được chọn vì tiềm năng sinh sản cao. Công nghệ gen đã được áp dụng rộng rãi để cải thiện sinh sản và sinh trưởng. Các chỉ thị di truyền như RNF4, RBP4 và IGF2 đã được chứng minh có liên quan đến các tính trạng số lượng.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất sinh sản

Các yếu tố như tuổi phối giống, khoảng cách lứa đẻ, và điều kiện chăn nuôi ảnh hưởng đáng kể đến năng suất sinh sản. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng di truyền đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định các tính trạng sinh sản.

2.2. Ứng dụng công nghệ sinh học trong chăn nuôi

Việc sử dụng kỹ thuật chọn lọc dựa trên chỉ thị phân tử đã giúp tăng độ chính xác trong quản lý giống. Các phương pháp phân tử như PCR-RFLP được sử dụng để xác định đa hình gen và liên kết chúng với các tính trạng kinh tế.

III. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp thu thập số liệu từ các cơ sở chăn nuôi, bao gồm các tính trạng sinh sản và sinh trưởng. ADN được tách chiết từ mẫu mô và phân tích đa hình gen bằng PCR-RFLP. Các tần số alen và kiểu gen được xác định, sau đó phân tích mối liên quan với các tính trạng nghiên cứu.

3.1. Đối tượng và địa điểm nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện trên lợn nái Landrace và Yorkshire tại các trại giống ở Việt Nam. Các mẫu được thu thập từ các cơ sở có quy mô lớn và điều kiện chăn nuôi tiêu chuẩn.

3.2. Phương pháp phân tích số liệu

Số liệu được xử lý bằng phần mềm SAS 9. Mô hình tuyến tính tổng quát (GLM) được sử dụng để phân tích mối liên quan giữa kiểu gen và tính trạng nghiên cứu. Các tham số thống kê như trung bình bình phương nhỏ nhất (LSM) và sai số chuẩn (SE) được tính toán.

IV. Kết quả và thảo luận

Nghiên cứu xác định được đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 ở cả hai giống lợn. Kiểu gen CC của RNF4 và BB của RBP4 có liên quan đến năng suất sinh sản cao hơn. Giá trị di truyền cộng gộp (a) và trội (d) của các gen này cũng được đánh giá. Kết quả cho thấy chọn lọc chỉ thị phân tử có tiềm năng lớn trong việc nâng cao năng suất sinh sản.

4.1. Đa hình gen và năng suất sinh sản

Kiểu gen CC của RNF4 liên quan đến số con sơ sinh/ổ và số con sơ sinh sống/ổ cao hơn ở cả hai giống lợn. Kiểu gen BB của RBP4 cũng cho thấy hiệu quả tương tự ở lợn nái Landrace.

4.2. Ảnh hưởng của gen đến sinh trưởng và năng suất thịt

Không có mối liên quan đáng kể giữa đa hình gen RNF4 và RBP4 với các tính trạng sinh trưởng và năng suất thịt. Điều này cho thấy các gen này chủ yếu ảnh hưởng đến năng suất sinh sản.

V. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu kết luận rằng chọn lọc chỉ thị phân tử dựa trên đa hình gen RNF4 và RBP4 có thể nâng cao năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire. Cần tiếp tục nghiên cứu để mở rộng ứng dụng công nghệ sinh học trong quản lý giống.

5.1. Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu nên tập trung vào việc xác định thêm các chỉ thị di truyền khác và mở rộng quy mô nghiên cứu để đảm bảo tính khả thi trong thực tiễn.

5.2. Ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng ngay trong các trại giống để tăng năng suất và hiệu quả kinh tế thông qua chọn lọc giống dựa trên chỉ thị phân tử.

Trích đoạn nội dung tài liệu

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ VINH NÂNG CAO NĂNG SUẤT SINH SẢN CỦA LỢN NÁI LANDRACE VÀ YORKSHIRE THÔNG QUA CHỌN LỌC BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ LUẬN ÁN TIẾN SĨ NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2018 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ VINH NÂNG CAO NĂNG SUẤT SINH SẢN CỦA LỢN NÁI LANDRACE VÀ YORKSHIRE THÔNG QUA CHỌN LỌC BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ Chuyên ngành : Chăn nuôi Mã số : 9 62 01 05 Người hướng dẫn khoa học: PGS. Vũ Đình Tôn HÀ NỘI, 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chƣa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã đƣợc cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày… tháng… năm 2018 Tác giả luận án Nguyễn Thị Vinh i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án, tôi đã nhận đƣợc sự hƣớng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.

Nhân dịp hoàn thành luận án, cho phép tôi đƣợc bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc PGS. Vũ Đình Tôn đã tận tình hƣớng dẫn, đƣa ra nhiều ý kiến đóng góp quý báu, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn GS. Frederic Farnir – Đại học Liege, Vƣơng Quốc Bỉ đã có nhiều đóng góp ý kiến quý báu để tôi hoàn thành tốt luận án này.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Chăn nuôi chuyên khoa, Khoa Chăn nuôi- Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ công nhân viên Công ty TNHH Lợn giống hạt nhân DABACO (Tỉnh Bắc Ninh) và Xí nghiệp Chăn nuôi lợn Đồng Hiệp (Thành phố Hải Phòng) đã tạo mọi điều kiện về cơ sở vật chất giúp tôi hoàn thành tốt luận án này. Xin chân thành cảm ơn dự án AI ARES – CCD (Dự án Việt Bỉ) đã tài trợ chuyến đi thực tập ngắn hạn tại Khoa Thú y, trƣờng đại học Liege, Vƣơng quốc Bỉ. Xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức Bộ môn Sinh học động vật, Bộ môn Di truyền giống vật nuôi đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

Xin chân thành cảm ơn gia đình, ngƣời thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận án. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày. năm 2018 Nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Vinh ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt vi Danh mục bảng viii Danh mục hình x Trích yếu luận án xi Thesis abstract xiii PHẦN 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 1.

Mục tiêu của đề tài 2 1. Phạm vi nghiên cứu 3 1. Những đóng góp mới của đề tài 3 1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3 PHẦN 2.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5 2. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu 5 2. Giống và công tác giống lợn 5 2. Tính trạng số lƣợng, sự di truyền của tính trạng số lƣợng và các yếu tố ảnh hƣởng đến tính trạng số lƣợng 8 2.

Các chỉ tiêu đánh giá năng suất sinh sản của lợn nái 10 2. Những yếu tố ảnh hƣởng tới năng suất sinh sản 11 2. Các phƣơng pháp chọn lọc ở lợn 15 2. Áp dụng công nghệ sinh học trong công tác giống 17 2.

Tại sao phải sử dụng công nghệ gen trong chăn nuôi? 17 2. Áp dụng công nghệ gen trong công tác chọn và nhân giống lợn 18 2. Đặc điểm gen RNF4, RBP4 và IGF2 27 2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc 28 2.

Tình hình nghiên cứu ngoài nƣớc 28 2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc 35 iii PHẦN 3. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44 3. Đối tƣợng nghiên cứu 44 3.

Địa điểm nghiên cứu 44 3. Nội dung nghiên cứu 44 3. Đánh giá thực trạng về năng suất sinh sản và các yếu tố ảnh hƣởng đến năng suất sinh sản của đàn lợn nái Landrace và Yorkshire nuôi tại các cơ sở nghiên cứu 44 3. Xác định tính đa hình (tần số alen và tần số kiểu gen) gen RNF4, RBP4 và IGF2 trên lợn nái Landrace và Yorkshire 45 3.

Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 với năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire 45 3. Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4, RBP4 với sinh trƣởng và năng suất thịt của lợn cái hậu bị Landrace và Yorkshire 45 3. Phƣơng pháp nghiên cứu 45 3. Đánh giá thực trạng về năng suất sinh sản và các yếu tố ảnh hƣởng đến năng suất sinh sản của đàn lợn nái Landrace và Yorkshire nuôi tại các cơ sở nghiên cứu 45 3.

Xác định đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 trên quần thể lợn nái Landrace và Yorkshire 48 3. Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 với năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire 50 3. Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4, RBP4 với sinh trƣởng và năng suất thịt của lợn cái hậu bị Landrace và Yorkshire 51 PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 54 4.

Năng suất sinh sản và các yếu tố ảnh hƣởng đến năng suất sinh sản của đàn lợn nái Landrace và Yorkshire nuôi tại các cơ sở nghiên cứu 54 4. Năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire 54 4. Ảnh hƣởng của các yếu tố đến năng suất sinh sản 55 4. Đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 của lợn nái Landrace và Yorkshire 66 4.

Đa hình gen RNF4 66 4. Đa hình gen RBP4 68 4. Đa hình gen IGF2 70 iv 4. Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 với năng suất sinh sản của lợn nái Landrace và Yorkshire 72 4.

Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4, RBP4 và IGF2 với năng suất sinh sản 72 4. Tác động di truyền cộng gộp (a) và trội (d) của gen RNF4, RBP4 và IGF2 đến năng suất sinh sản 86 4. Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4 và RBP4 với năng suất sinh sản qua các lứa đẻ 93 4. Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4 và RBP4 với sinh trƣởng và năng suất thịt của lợn cái hậu bị Landrace và Yorkshire 104 4.

Mức độ ảnh hƣởng của các gen đến sinh trƣởng và năng suất thịt 104 4. Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4 với sinh trƣởng và năng suất thịt 105 4. Mối liên quan giữa đa hình gen RBP4 với sinh trƣởng và năng suất thịt 106 PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 109 5.

Đề nghị 110 Danh mục các công trình công bố liên quan đến luận án 111 Tài liệu tham khảo 112 Phụ lục 129 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiếng Việt a Additive effect (ảnh hƣởng di truyền cộng gộp) ADN Axit deoxyribonucleic BF Backfat thickness (độ dày mỡ lƣng) cs. Cộng sự d Dominance effect (ảnh hƣởng trội) IGF2 Insulin – like growth factors 2 GLM General Linear Model (mô hình tuyến tính tổng quát) KCLĐ Khoảng cách lứa đẻ KLSSO Khối lƣợng sơ sinh/ổ KLSSC Khối lƣợng sơ sinh/con KLCSO Khối lƣợng cai sữa/ổ KLCSC Khối lƣợng cai sữa/con LD Depth of longgissimus dorsal (độ dày cơ thăn) LM Lean meat percentage (tỷ lệ nạc) LSM Least Square Mean (trung bình bình phƣơng nhỏ nhất) NDTT Nồng độ tinh trùng PCR Polymerase Chain Reaction (phản ứng khuếch đại gen) Polymerase Chain Reaction - Restriction fragment length PCR-RFLP polymorphism (đa hình chiều dài đoạn cắt giới hạn) QTL Quantitative Trait Loci (cụm gen tính trạng số lƣợng) RNF4 Ring finger protein 4 RBP4 Retinol binding protein 4 SCSS Số con sơ sinh/ổ SCSSS Số con sơ sinh sống/ổ SCCS Số con cai sữa/ổ SE Standard error: sai số chuẩn SNP Single nucleotide polymorphism (đa hình nucleotit đơn) TĐDLĐ Tuổi động dục lần đầu TĐLĐ Tuổi đẻ lứa đầu vi TGCS Thời gian cai sữa TLSSS Tỷ lệ sơ sinh sống TLSĐCS Tỷ lệ sống đế cai sữa TLTR Tỷ lệ trứng rụng TLKĐDL Tỷ lệ không động dục lại TPGLĐ Tuổi phối giống lần đầu TLTTT Tỷ lệ tinh trùng bình thƣờng TTTD Thể tích tinh dịch vii DANH MỤC BẢNG TT Tên bảng Trang 2. Hệ số di truyền của một số tính trạng cơ bản của lợn 7 2. Kỹ thuật chỉ thị ADN 23 2.

Marker liên quan đến sinh trƣởng và chất lƣợng thịt lợn 24 2. Marker liên quan đến năng suất sinh sản ở lợn 25 2. Marker liên quan đến năng suất sinh sản ở lợn 26 3. Dung lƣợng mẫu đánh giá năng suất sinh sản 46 3.

Dung lƣợng mẫu phân tích kiểu gen 48 3. Trình tự mồi, sản phẩm PCR, enzyme cắt giới hạn của gen RNF4, RBP4 và IGF2 49 4. Năng suất của lợn nái Landrace và Yorkshire 54 4. Mức độ ảnh hƣởng của các yếu tố đến năng suất sinh sản 56 4.

Ảnh hƣởng của trại đến năng suất sinh sản của lợn nái Landrace 58 4. Ảnh hƣởng của trại đến năng suất sinh sản của lợn nái Yorkshire 59 4. Ảnh hƣởng của mùa vụ đến năng suất sinh sản của lợn nái Landrace 60 4. Ảnh hƣởng của mùa vụ đến năng suất sinh sản của lợn nái Yorkshire 61 4.

Ảnh hƣởng của lứa đẻ đến năng suất sinh sản của lợn nái Landrace 64 4. Ảnh hƣởng của lứa đẻ đến năng suất sinh sản của lợn nái Yorkshire 65 4. Tần số alen và kiểu gen của gen RNF4 gene trong quần thể lợn nái Landrace và Yorkshire 68 4. Tần số alen và kiểu gen của gen RBP4 gene trong quần thể lợn nái Landrace and Yorkshire 69 4.

Tần số alen và kiểu gen của gen IGF2 gene trong quần thể lợn nái Landrace and Yorkshire 71 4. Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4 với năng suất sinh sản của lợn nái Landrace 73 4. Mối liên quan giữa đa hình gen RNF4 với năng suất sinh sản của lợn nái Yoskshire 74 4. Mối liên quan giữa đa hình gen RBP4 với năng suất sinh sản của lợn nái Landrace 79 4.

Mối liên quan giữa đa hình gen RBP4 với năng suất sinh sản của lợn nái Yorkshire 80 viii 4. Mối liên quan giữa đa hình gen IGF2 với năng suất sinh sản của lợn nái Landrace 84 4. Mối liên quan giữa đa hình gen IGF2 với năng suất sinh sản của lợn nái Yorkshire 85 4.