Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ nông nghiệp với đề tài "Đa hình một số gen ứng viên và mối liên hệ với tính năng sản xuất của lợn Ỉ" do nghiên cứu sinh Phan Thị Tươi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Đỗ Đức Lực và PGS. Nguyễn Hoàng Thịnh tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam, thuộc ngành Chăn nuôi (mã số 9 62 01 05), năm 2023.

Về tính cấp thiết, Việt Nam là một trong những trung tâm đa dạng sinh học phong phú nhưng đang đối mặt với tình trạng suy thoái nguồn gen vật nuôi bản địa. Trong số 27 giống lợn bản địa của Việt Nam, 5 giống đã tuyệt chủng (lợn Ỉ mỡ, lợn Đen pha, lợn Thuộc Nhiêu, lợn Cỏ, lợn Trắng Phú Khánh) và 9 giống có nguy cơ tuyệt chủng cao (Mường Lay, Hạ Lang, Hương, Ỉ Gộc, Xao Va/Sau Na, Cỏ A Lưới, Chư Prông, Ba Xuyên, Sông Hinh). Lợn Ỉ thuộc nhóm có nguy cơ tuyệt chủng cao; giống Ỉ mỡ đã tuyệt chủng hoàn toàn, hiện nay chỉ còn phân nhóm Ỉ pha với số lượng ít được nuôi giữ, bảo tồn tại Công ty TNHH Lợn giống Dabaco. Các công bố trước đây về ngoại hình và năng suất của lợn Ỉ (Phạm Hữu Doanh, 1985; Đặng Vũ Bình, 1993; Lê Viết Ly, 1999; Võ Văn Sự và cộng sự) được thực hiện cách đây khá lâu nên các số liệu có thể không còn phù hợp với điều kiện nuôi nhốt bảo tồn tập trung hiện nay.

Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định là cho đến thời điểm thực hiện đề tài, chưa có bất kỳ công trình nào công bố về đa hình các gen ứng viên chức năng cũng như mối liên hệ giữa các biến dị di truyền này với khả năng sinh sản, sinh trưởng, năng suất thân thịt và chất lượng thịt ở giống lợn Ỉ.

Mục tiêu chung của luận án là đánh giá đa hình các gen ứng viên và mối liên hệ giữa đa hình gen với các tính trạng sinh sản, sinh trưởng, năng suất và chất lượng thịt của lợn Ỉ; từ đó đề xuất các chỉ thị phân tử hỗ trợ chọn lọc nhằm cải thiện khả năng sản xuất, góp phần bảo tồn nguồn gen vật nuôi quý hiếm theo hướng bền vững.

Các mục tiêu cụ thể được đánh số theo văn bản luận án gồm:

  1. Xác định được đặc điểm của lợn Ỉ thông qua kích thước một số chiều đo của lợn Ỉ cái và đực trong điều kiện chăn nuôi công nghiệp.
  2. Đánh giá được đa hình các gen ESR, PRLR, FSHB, RBP4, PIT1, MC4R, GHRH, FUT1, H-FABP, CAST, PIK3C3 và MYOG trên quần thể lợn Ỉ nuôi bảo tồn tại Công ty Cổ phần Tập đoàn Dabaco, Việt Nam.
  3. Đánh giá được mối liên hệ giữa đa hình các gen ứng viên với tính năng sản xuất của lợn Ỉ, trong đó đánh giá mối liên hệ giữa đa hình các gen ESR, PRLR, FSHB với năng suất sinh sản; đa hình các gen PIT1, H-FABP, CAST, PIK3C3 và GHRH với khả năng sinh trưởng; và đa hình các gen PIT1, H-FABP, PIK3C3, CAST với năng suất thân thịt và chất lượng thịt của lợn Ỉ.

Đối tượng nghiên cứu là đàn lợn Ỉ nuôi bảo tồn (bao gồm lợn đực giống, lợn nái sinh sản, lợn con từ sơ sinh đến 8 tháng tuổi và thịt xẻ sau giết mổ). Phạm vi không gian của các thí nghiệm theo dõi tính năng sản xuất và thu thập mẫu mô tai được tiến hành tại Công ty TNHH Lợn giống Dabaco Lương Tài (xã Lai Hạ, huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh) giai đoạn 2019–2020 và Công ty TNHH Lợn giống Dabaco Phú Thọ (xã Tề Lễ, huyện Tam Nông, tỉnh Phú Thọ) giai đoạn 2021–2022. Phạm vi phân tích mẫu sinh học phân tử và chất lượng thịt được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Di truyền và Phòng thí nghiệm Trung tâm (Khoa Chăn nuôi, Học viện Nông nghiệp Việt Nam), Phòng thí nghiệm Thức ăn và Sản phẩm chăn nuôi (Viện Chăn nuôi) và Trung tâm Công nghệ sinh học thuộc Công ty TNHH Lợn giống hạt nhân Dabaco (xã Tân Chi, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh). Thời gian nghiên cứu tổng thể kéo dài từ năm 2019 đến năm 2022.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã hệ thống hóa các hướng nghiên cứu trong nước và quốc tế liên quan đến chọn lọc di truyền động vật và hiện trạng bảo tồn lợn bản địa qua bốn nhóm nội dung chính:

Thứ nhất, về cơ sở lý thuyết chọn giống có sự hỗ trợ của chỉ thị phân tử (Marker-Assisted Selection - MAS), tác giả tổng thuật các nghiên cứu của Beuzen và cộng sự, Singh và cộng sự, Đặng Vũ Bình (2019), Lê Thị Thu Huệ (2021). Các nghiên cứu này chỉ rõ hạn chế của phương pháp chọn lọc truyền thống dựa trên giá trị kiểu hình đối với các tính trạng có hệ số di truyền thấp, tính trạng biểu hiện muộn hoặc tính trạng chỉ đo đạc được sau giết mổ. Việc ứng dụng các đột biến điểm (SNP) tại các gen ứng viên giúp nâng cao độ chính xác và rút ngắn khoảng cách thế hệ trong chọn giống vật nuôi.

Thứ hai, tác giả phân tích đặc điểm và vai trò sinh lý của 12 gen ứng viên chức năng:

  • Nhóm gen liên quan đến sinh sản: Gen ESR (mã hóa thụ thể estrogen, nằm trên nhiễm sắc thể số 1) được Rothschild và cộng sự (2000), Van Rens và Van Der Lende (2002), Goliášová và Wolf (2004) nghiên cứu trên lợn Meishan và Large White; gen PRLR (mã hóa thụ thể prolactin, nhiễm sắc thể số 16) được Vincent và cộng sự (2001), Kmiec và Terman (2004) ghi nhận ảnh hưởng tới số con sơ sinh sống; gen FSHB (tiểu đơn vị beta của hormone kích thích nang trứng, nhiễm sắc thể số 2) qua các nghiên cứu của Rohrer và cộng sự, Wang và cộng sự (2007), Vashi và cộng sự (2021), Hà Xuân Bộ và cộng sự; gen RBP4 (protein gắn retinol 4, nhiễm sắc thể số 14) được Harney và cộng sự, Brief và Chew (1985), Coffey và Britt (1993), Drogemuller và cộng sự (2001), Wang và cộng sự (2006) chứng minh vai trò trong phát triển phôi sớm.
  • Nhóm gen liên quan đến sinh trưởng và tiêu thụ năng lượng: Gen MC4R (thụ thể melanocortin 4, nhiễm sắc thể số 1) gắn với điều hòa trao đổi chất và độ dày mỡ lưng (Kim và cộng sự; Houston và cộng sự, 2006; Piórkowska và cộng sự); gen PIT1 (yếu tố phiên mã đặc hiệu tuyến yên, nhiễm sắc thể số 13) liên quan đến hormone sinh trưởng (Cohen và cộng sự, 1996; Yu và cộng sự, 1995; Brunsch và cộng sự); gen GHRH (hormone giải phóng hormone sinh trưởng, nhiễm sắc thể số 17) theo Baskin và Pomp (1997), Franco và cộng sự, Cho và cộng sự (2009), Balatsky và cộng sự (2016); gen FUT1 (nhiễm sắc thể số 6) liên quan đến tính kháng khuẩn E. coli F18 và các chỉ tiêu sinh trưởng (Meijerink và cộng sự; Zhu và cộng sự, 2014; Luc và cộng sự, 2020).
  • Nhóm gen liên quan đến năng suất thân thịt và chất lượng thịt: Gen H-FABP (protein gắn axit béo cơ tim, nhiễm sắc thể số 6) tham gia vận chuyển lipid nội bào (Veerkamp và Maatman, 1995; Gerbens và cộng sự; Cho và cộng sự, 2009; Jankowiak và cộng sự, 2010); gen CAST (calpastatin, nhiễm sắc thể số 2) ức chế enzyme calpain ảnh hưởng đến độ mềm của thịt (Koohmaraie, 1992; Ernst và cộng sự; Đurkin và cộng sự, 2009; Nguyen Trong Ngu và cộng sự, 2012; Ropka-Molik và cộng sự, 2014); gen PIK3C3 (nhiễm sắc thể số 6) tham gia con đường tín hiệu insulin và tích lũy mỡ (Kim và cộng sự, 2005; Hirose và cộng sự; Kim và cộng sự, 2011); gen MYOG (myogenin, nhiễm sắc thể số 9) kiểm soát quá trình biệt hóa sợi cơ (Soumillion và cộng sự, 1997; Te Pas và cộng sự, 1999; Stupka và cộng sự, 2012).

Thứ ba, luận án tổng quan tình hình nghiên cứu ngoại hình, năng suất và hiện trạng các giống lợn bản địa Việt Nam. Theo Tạ Thị Bích Duyên và Đặng Hoàng Biên (2016), Việt Nam có khoảng 30 giống lợn bản địa chia làm 4 nhóm màu sắc (đen, lang, hung, trắng), trong đó 6 giống không còn tìm thấy cá thể đặc trưng. Nghị định 46/2022/NĐ-CP đã đưa 4 giống vào danh mục nguồn gen quý hiếm cần bảo tồn (Ỉ pha, Lang Hồng, Chư Prông, Vân Pa). Năng suất sinh sản của các giống bản địa như Lũng Pù, Mường Khương, Táp Ná, Mẹo, Hung, Cỏ, Kiềng Sắt, Hương được tổng hợp từ công trình của Nguyễn Văn Đức (2012), Đặng Hoàng Biên (2016), Trịnh Phú Ngọc và cộng sự (2016), Phạm Hải Ninh (2022), Nguyễn Văn Trung (2022).

Khoảng trống nghiên cứu mà luận án lựa chọn giải quyết: Mặc dù các công trình quốc tế và trong nước đã xác định được đa hình và hiệu ứng của các gen ứng viên trên các giống lợn thương phẩm ngoại nhập (Large White, Landrace, Duroc, Berkshire) hoặc một số giống lợn bản địa nước ngoài (Meishan), nhưng tại Việt Nam chưa có bất kỳ nghiên cứu nào đánh giá tính đa hình của 12 gen ứng viên này và phân tích mối liên hệ kiểu gen - kiểu hình trên quần thể lợn Ỉ. Luận án đặt vị trí nghiên cứu vào việc giải quyết khoảng trống dữ liệu di truyền học phân tử cho công tác bảo tồn giống lợn Ỉ đang có nguy cơ tuyệt chủng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên cơ sở lý thuyết chọn giống vật nuôi hiện đại kết hợp phương pháp chọn giống truyền thống với di truyền phân tử: tiếp cận theo phương pháp gen ứng viên (Candidate Gene Approach), định luật cân bằng di truyền quần thể Hardy-Weinberg (HWE), và lý thuyết thống kê sinh học trong đánh giá sai số, ước tính trung bình bình phương bé nhất (Least Square Mean - LSM).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được thiết kế theo hướng định lượng kết hợp đo đạc hình thái học:

  1. Đánh giá kích thước các chiều đo ngoại hình: Tiến hành đo trên 40 cá thể lợn Ỉ (gồm cả đực và cái) ở giai đoạn 12 đến 16 tháng tuổi theo phương pháp chuẩn của Ritchil và cộng sự. Các chỉ tiêu đo đạc gồm: dài thân, cao vây, vòng ngực, vòng ống, rộng mông, dài tai, rộng tai.
  2. Kỹ thuật sinh học phân tử xác định đa hình gen:
  • Nguồn mẫu: Mẫu mô tai của các cá thể lợn Ỉ trong quần thể bảo tồn được thu thập và bảo quản trong cồn 70 độ ở nhiệt độ âm sâu.
  • Tách chiết ADN tổng số: Sử dụng quy trình tách chiết bằng phương pháp muối hoặc kit chuẩn, kiểm tra độ tinh sạch và nồng độ ADN bằng máy quang phổ đo độ hấp thụ ở bước sóng 260/280 nm.
  • Kỹ thuật PCR-RFLP (Polymerase Chain Reaction - Restriction Fragment Length Polymorphism): Đoạn gen mục tiêu của 12 gen ứng viên được khuếch đại bằng phản ứng chuỗi trùng hợp (PCR) với các cặp mồi chuyên biệt; sản phẩm PCR sau đó được ủ cắt giới hạn bằng các enzyme tương ứng:
TT Gen ứng viên Tên đầy đủ của gen Vị trí NST Enzyme cắt giới hạn (Restriction Enzyme)
1 ESR Estrogen receptor SSC1 PvuII
2 PRLR Prolactin receptor SSC16 AluI
3 FSHB Follicle stimulate hormone Beta Subunit SSC2 HaeIII
4 RBP4 Retinol binding protein 4 SSC14 MspI
5 MC4R Melanocortin 4 receptor SSC1 TaqI
6 PIT1 Pituitary-specific transcription factor SSC13 RsaI
7 GHRH Growth hormone releasing hormone SSC17 AluI
8 FUT1 Fucosyltransferase 1 SSC6 Hin6I
9 H-FABP Heart fatty acid binding protein SSC6 HinfI
10 CAST Calpastatin SSC2 HinfI, MspI, RsaI
11 PIK3C3 Phosphoinositide-3-kinase, class 3 SSC6 Hpy8I
12 MYOG Myogenin SSC9 MspI

Sản phẩm sau khi cắt bằng enzyme giới hạn được điện di kiểm tra trên gel agarose 3%, nhuộm huỳnh quang và đọc kết quả phân băng kiểu gen dưới đèn đọc gel chuyên dụng.

  1. Phương pháp theo dõi và đánh giá tính năng sản xuất:
  • Năng suất sinh sản: Theo dõi trên đàn lợn nái Ỉ qua các lứa đẻ. Các chỉ tiêu gồm: số con sơ sinh/ổ (SCSS), số con sơ sinh sống/ổ (SCSSS), số con để nuôi/ổ (SCĐN/SCCN), số con cai sữa/ổ (SCCS), khối lượng sơ sinh/ổ (KLSSO), khối lượng sơ sinh/con (KLSSC), khối lượng cai sữa/ổ (KLCSO), khối lượng cai sữa/con (KLCSC), khoảng cách lứa đẻ (KCLĐ), thời gian cai sữa (TGCS).
  • Khả năng sinh trưởng: Khối lượng lúc sơ sinh, khối lượng lúc 2 tháng tuổi (KL2), khối lượng lúc 8 tháng tuổi (KL8), tăng khối lượng trung bình/ngày giai đoạn từ sơ sinh đến 2 tháng tuổi (TKL2) và giai đoạn từ sơ sinh đến 8 tháng tuổi (TKL8).
  • Năng suất thân thịt và chất lượng thịt: Khảo sát mổ khảo sát theo phương pháp chăn nuôi chuẩn: tỷ lệ móc hàm (TLMH), tỷ lệ thịt xẻ (TLTX), khối lượng thịt nạc (KLN), dài thân thịt (DTT), dày mỡ lưng tại đốt sống cổ cuối cùng (DML1) và tại đốt sống lưng cuối cùng (DML2). Chất lượng thịt được đánh giá qua: pH đo tại 45 phút sau giết mổ (pH45), pH tại 24 giờ sau giết mổ (pH24), màu sắc thịt (độ sáng L*, độ đỏ a*, độ vàng b*), tỷ lệ mất nước bảo quản (TLMNBQ), tỷ lệ mất nước chế biến (TLMNCB), hàm lượng vật chất khô (VCK), protein thô, lipid và hàm lượng các axit amin trong mẫu cơ thăn.
  1. Phương pháp phân tích thống kê: Toàn bộ số liệu thô được quản lý và xử lý bằng phần mềm thống kê SAS phiên bản 9 (SAS 9). Các tham số thống kê mô tả gồm: dung lượng mẫu (n), trung bình số học (Mean), độ lệch chuẩn (SD), giá trị trung bình bình phương bé nhất (Least Square Mean - LSM) và sai số tiêu chuẩn (SE). Kiểm định sự phù hợp với định luật Hardy-Weinberg (HWE) bằng kiểm định Chi-bình phương ($\chi^2$). Phân tích ảnh hưởng của kiểu gen, tính biệt, lứa đẻ, năm đẻ đến các chỉ tiêu năng suất bằng mô hình tuyến tính tổng quát (General Linear Model - GLM). Mức độ sai khác có ý nghĩa thống kê giữa các giá trị trung bình được xác định ở mức xác suất $P < 0,05$.

Nội dung chính theo từng chương

Tổng quan tài liệu

Trong phần này, luận án tập trung làm rõ ba cơ sở cốt lõi:

  1. Cơ sở di truyền học của 12 locus gen ứng viên và bằng chứng khoa học quốc tế về mối liên hệ của chúng với tính trạng số lượng ở lợn (sinh sản, tăng trọng, dày mỡ lưng, diện tích cơ thăn, chất lượng thịt).
  2. Phân loại, hiện trạng quần thể và công tác bảo tồn nguồn gen 30 giống lợn bản địa Việt Nam, đặc biệt nhấn mạnh tình trạng nguy cấp của giống lợn Ỉ pha nuôi tại Công ty Cổ phần Tập đoàn Dabaco sau khi lợn Ỉ mỡ đã tuyệt chủng.
  3. Tổng hợp số liệu năng suất sinh sản và sinh trưởng của các giống lợn địa phương Việt Nam so với các giống lợn ngoại, xác định rõ đặc điểm của lợn bản địa là thành thục sớm nhưng tầm vóc nhỏ, sinh trưởng chậm, mỡ lưng dày và năng suất thịt nạc thấp.

Phương pháp nghiên cứu

Nội dung chương trình bày chi tiết về:

  1. Địa điểm và thời gian bố trí các nội dung thí nghiệm tại cơ sở Dabaco Lương Tài (Bắc Ninh) và Dabaco Phú Thọ từ 2019 đến 2022.
  2. Thiết kế mẫu thí nghiệm, quy trình phối tinh, chế độ nuôi dưỡng lợn nái chửa và lợn nái nuôi con, thành phần dinh dưỡng khẩu phần ăn phù hợp với thể trạng lợn Ỉ.
  3. Chi tiết các bước kỹ thuật sinh học phân tử: trình tự các cặp mồi khuếch đại gen, thành phần phản ứng PCR, chu trình nhiệt luân nhiệt và điều kiện ủ cắt enzyme giới hạn cho từng locus.
  4. Hệ thống các chỉ tiêu theo dõi về ngoại hình, sinh sản, sinh trưởng, thân thịt, chất lượng thịt và mô hình toán - thống kê xử lý số liệu trên phần mềm SAS 9.

Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu thực nghiệm của luận án được trình bày qua ba nhóm nội dung lớn:

1. Đặc điểm ngoại hình và kích thước các chiều đo của lợn Ỉ nuôi bảo tồn

Quần thể lợn Ỉ nuôi bảo tồn có đặc điểm ngoại hình đặc trưng của dạng hình Ỉ pha: da và lông màu đen tuyền nhưng lông thưa và thô hơn Ỉ mỡ; đầu to vừa phải, trán gần phẳng, mặt nhăn, nọng cổ và má chảy xệ, mõm ngắn, bụng ít sệ hơn Ỉ mỡ, thân và chân cao dài hơn. Kết quả đo kích thước các chiều đo ở giai đoạn 12 đến 16 tháng tuổi (dung lượng mẫu $n=40$) phản ánh tầm vóc trung bình của giống lợn bản địa này. Kết quả phân tích phương sai chỉ ra mức độ ảnh hưởng của yếu tố tính biệt (đực, cái) đến các chiều đo ngoại hình, đồng thời xác định hệ số xác định ($R^2$) của mô hình.

2. Đa hình 12 gen ứng viên trên quần thể lợn Ỉ

Phân tích kiểu gen và tần số alen của 12 gen ứng viên cho thấy cấu trúc di truyền rất đặc thù của quần thể lợn Ỉ bảo tồn:

  • Hiện tượng thiếu kiểu gen và đơn hình gen: Có 6 gen không xuất hiện đầy đủ các kiểu gen như lý thuyết thường gặp ở các giống lợn thương phẩm, bao gồm PRLR, RBP4, MC4R, GHRH, MYOG và FUT1. Trong đó, hai gen RBP4 (sản phẩm cắt bằng MspI) và FUT1 (sản phẩm cắt bằng Hin6I) chỉ ghi nhận một kiểu gen duy nhất trong toàn bộ quần thể khảo sát (trạng thái đơn hình).
  • Trạng thái cân bằng di truyền: Phân tích kiểm định Chi-bình phương cho thấy có 5 gen có tần số kiểu gen tuân theo trạng thái cân bằng Hardy-Weinberg (HWE) gồm ESR, FSHB, MC4R, GHRH và MYOG.
  • Phân bố tần số kiểu gen và tần số alen giữa các cá thể đực và cái cũng được xác định chi tiết đối với từng nhóm gen liên quan đến sinh sản, sinh trưởng và chất lượng thịt.

3. Đánh giá mối liên hệ giữa đa hình gen ứng viên với tính năng sản xuất của lợn Ỉ

  • Mối liên hệ với năng suất sinh sản:
    • Hai đa hình gen ESR (cắt bằng PvuII) và PRLR (cắt bằng AluI) không thể hiện ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê ($P > 0,05$) đến các chỉ tiêu năng suất sinh sản của lợn nái Ỉ.
    • Đa hình gen FSHB (cắt bằng HaeIII) có ảnh hưởng rõ rệt và tích cực: cá thể mang kiểu gen AA của gen FSHB đạt các chỉ tiêu cao hơn có ý nghĩa thống kê so với kiểu gen khác về số con sơ sinh/ổ (SCSS), số con sơ sinh sống/ổ (SCSSS), số con cai sữa/ổ (SCCS), khối lượng sơ sinh/ổ (KLSSO), khối lượng cai sữa/ổ (KLCSO) và khối lượng cai sữa/con (KLCSC).
    • Ngoài ra, các yếu tố ngoại cảnh như lứa đẻ và năm đẻ cũng thể hiện mức độ ảnh hưởng rõ rệt đến các chỉ tiêu kích thước ổ đẻ và khối lượng ổ đẻ.
  • Mối liên hệ với khả năng sinh trưởng:
    • Đa hình của 4 gen gồm PIT1 (cắt bằng RsaI), H-FABP (cắt bằng HinfI), CAST (cắt bằng HinfI) và PIK3C3 (cắt bằng Hpy8I) không có ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê ($P > 0,05$) đến các chỉ tiêu sinh trưởng của lợn Ỉ.
    • Riêng đa hình gen GHRH (cắt bằng AluI) có mối liên hệ rõ rệt: cá thể mang kiểu gen dị hợp tử AB có tác động tích cực đến khối lượng cơ thể lúc 2 tháng tuổi (KL2) và mức tăng khối lượng bình quân ngày từ sơ sinh đến 2 tháng tuổi (TKL2) cao hơn so với cá thể mang kiểu gen đồng hợp tử AA.
    • Yếu tố tính biệt có ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng của lợn Ỉ qua các giai đoạn nuôi dưỡng.
  • Mối liên hệ với năng suất thân thịt và chất lượng thịt:
    • Phân tích mối liên hệ giữa các đa hình gen PIT1, H-FABP, PIK3C3 và CAST (với các enzyme cắt HinfI, MspI, RsaI) với các chỉ tiêu mổ khảo sát (tỷ lệ móc hàm, tỷ lệ thịt xẻ, diện tích cơ thăn, độ dày mỡ lưng) và các chỉ tiêu chất lượng thịt (pH45, pH24, tỷ lệ mất nước bảo quản, tỷ lệ mất nước chế biến, hàm lượng protein, hàm lượng lipid và thành phần axit amin) cho thấy sự sai khác giữa các kiểu gen đều không đạt mức ý nghĩa thống kê ($P > 0,05$).
    • Ngược lại, tính biệt là nhân tố ảnh hưởng đáng kể đến một số chỉ tiêu thân thịt, thành phần hóa học và hàm lượng axit amin của mẫu cơ thăn lợn Ỉ.

Dưới đây là bảng tổng hợp kết quả phân tích mối liên hệ giữa các locus gen ứng viên và tính năng sản xuất chính của lợn Ỉ trong luận án:

Gen ứng viên Enzyme cắt Cân bằng HWE Mối liên hệ với tính năng sản xuất trên lợn Ỉ Kiểu gen ưu thế ghi nhận
ESR PvuII Đạt cân bằng Không ảnh hưởng đến năng suất sinh sản ($P > 0,05$) Không ghi nhận
PRLR AluI Không đủ kiểu gen Không ảnh hưởng đến năng suất sinh sản ($P > 0,05$) Không ghi nhận
FSHB HaeIII Đạt cân bằng Ảnh hưởng tích cực đến kích thước và khối lượng ổ đẻ Kiểu gen AA (ưu thế về SCSS, SCSSS, SCCS, KLSSO, KLCSO, KLCSC)
RBP4 MspI Đơn hình (1 kiểu gen) Không đánh giá được liên kết kiểu hình Không ghi nhận
MC4R TaqI Đạt cân bằng Thiếu kiểu gen, không đánh giá liên kết Không ghi nhận
PIT1 RsaI Đa hình Không ảnh hưởng đến sinh trưởng, thân thịt, chất lượng thịt Không ghi nhận
GHRH AluI Đạt cân bằng Cải thiện tăng trọng giai đoạn sơ sinh – 2 tháng tuổi Kiểu gen AB (ưu thế về KL2 và TKL2 so với AA)
FUT1 Hin6I Đơn hình (1 kiểu gen) Không đánh giá được liên kết kiểu hình Không ghi nhận
H-FABP HinfI Đa hình Không ảnh hưởng đến sinh trưởng, thân thịt, chất lượng thịt Không ghi nhận
CAST HinfI, MspI, RsaI Đa hình Không ảnh hưởng đến sinh trưởng, thân thịt, chất lượng thịt Không ghi nhận
PIK3C3 Hpy8I Đa hình Không ảnh hưởng đến sinh trưởng, thân thịt, chất lượng thịt Không ghi nhận
MYOG MspI Đạt cân bằng Thiếu kiểu gen, không đánh giá liên kết Không ghi nhận

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án đã đạt được các đóng góp khoa học và thực tiễn cụ thể:

Về mặt khoa học và lý luận

  • Cung cấp bộ dẫn liệu có hệ thống đầu tiên về kích thước các chiều đo ngoại hình của lợn Ỉ đực và cái ở giai đoạn trưởng thành trong điều kiện nuôi giữ bảo tồn công nghiệp tại Việt Nam.
  • Xác định cấu trúc di truyền và tần số alen, tần số kiểu gen của 12 gen ứng viên (ESR, PRLR, FSHB, RBP4, PIT1, MC4R, GHRH, FUT1, H-FABP, CAST, PIK3C3, MYOG) trên quần thể lợn Ỉ nuôi bảo tồn. Kết quả phát hiện hiện tượng cố định alen (đơn hình) ở hai locus gen RBP4 và FUT1, đồng thời ghi nhận 5 locus gen ở trạng thái cân bằng Hardy-Weinberg (ESR, FSHB, MC4R, GHRH, MYOG).
  • Cung cấp bằng chứng thực nghiệm về hiệu ứng di truyền của từng locus gen đối với kiểu hình: chứng minh tính trạng sinh sản chịu ảnh hưởng tích cực từ kiểu gen AA của gen FSHB; khả năng sinh trưởng giai đoạn theo mẹ (đến 2 tháng tuổi) chịu ảnh hưởng tích cực từ kiểu gen dị hợp AB của gen GHRH; đồng thời chỉ ra các gen vốn có hiệu ứng mạnh trên lợn ngoại (ESR, PRLR, PIT1, H-FABP, CAST, PIK3C3) lại không thể hiện mối liên hệ có ý nghĩa thống kê trên quần thể lợn Ỉ bảo tồn.

Về mặt thực tiễn và giải pháp đề xuất

  • Đề xuất chỉ thị phân tử phục vụ công tác chọn giống: Khuyến nghị các cơ sở chăn nuôi và bảo tồn giống lợn Ỉ lựa chọn lợn nái mang kiểu gen AA ở gen FSHB nhằm nâng cao số con đẻ ra, số con cai sữa và khối lượng ổ đẻ; đồng thời chọn lọc các cá thể mang alen B ở locus gen GHRH (kiểu gen AB) nhằm cải thiện tốc độ tăng trưởng và khối lượng cơ thể lợn con lúc 2 tháng tuổi.
  • Đóng góp luận cứ kỹ thuật cho chương trình phục tráng và nhân thuần giống lợn Ỉ theo hướng bền vững, hỗ trợ các đơn vị chọn giống hạt nhân (như Tập đoàn Dabaco) trong việc quản lý ghép đôi giao phối tránh suy thoái cận huyết.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên phạm vi nghiên cứu và các dữ kiện được tác giả trình bày trong luận án:

  • Hạn chế về dung lượng mẫu và tính biến dị di truyền: Do lợn Ỉ là giống vật nuôi bản địa quý hiếm đang trong tình trạng nguy cấp, số lượng cá thể trong đàn hạt nhân bảo tồn có hạn. Điều này dẫn đến sự mất mát biến dị di truyền ở một số locus: có 6 gen không xuất hiện đầy đủ các dạng kiểu gen lý thuyết, trong đó locus RBP4 và FUT1 hoàn toàn bị đơn hình, hạn chế khả năng phân tích mối liên hệ kiểu hình đối với các gen này.
  • Phạm vi phương pháp: Đề tài mới tiếp cận ở mức độ khảo sát các đột biến điểm đơn lẻ thông qua kỹ thuật PCR-RFLP trên 12 gen ứng viên riêng rẽ, chưa phân tích tương tác tổ hợp gen đa locus (epistasis) hoặc giải trình tự toàn bộ hệ gen (Whole Genome Sequencing / SNP Chip).
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Cần mở rộng quy mô đàn lợn Ỉ qua các thế hệ nhân giống tiếp theo; áp dụng các chỉ thị FSHB và GHRH vào thực tế chọn đôi giao phối và theo dõi biến thiên năng suất qua nhiều thế hệ; nghiên cứu sâu hơn về tính kháng bệnh tiêu chảy của lợn Ỉ khi locus FUT1 biểu hiện đơn hình trong quần thể.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu chuyên khảo có giá trị ứng dụng và tham khảo đối với nhiều nhóm đối tượng:

  • Các nhà nghiên cứu và nghiên cứu sinh chuyên ngành Chăn nuôi, Di truyền và Chọn giống động vật, Công nghệ sinh học nông nghiệp: Có thể tham khảo chi tiết quy trình thực nghiệm PCR-RFLP, điều kiện luân nhiệt, nồng độ hóa chất và các cặp mồi chuyên biệt cho 12 gen ứng viên ở lợn.
  • Giảng viên và sinh viên các trường đại học khối nông nghiệp: Cung cấp nguồn số liệu giảng dạy thực tế về phương pháp phân tích mô hình tuyến tính tổng quát (GLM) trên phần mềm SAS 9, cách đánh giá cân bằng Hardy-Weinberg và ứng dụng chọn lọc nhờ chỉ thị phân tử (MAS) trên vật nuôi bản địa.
  • Các nhà quản lý, cơ quan bảo tồn nguồn gen vật nuôi (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Viện Chăn nuôi) và các doanh nghiệp chăn nuôi giống (như Tập đoàn Dabaco): Bản mô tả cung cấp cơ sở dữ liệu di truyền học để xây dựng chiến lược bảo tồn ex-situ kết hợp khai thác phát triển giống lợn Ỉ, giúp định hướng tiêu chuẩn chọn giống lợn bản địa quý hiếm theo kiểu gen.

Câu hỏi thường gặp

1. Hiện trạng bảo tồn của giống lợn Ỉ tại Việt Nam được luận án ghi nhận như thế nào?

Theo tổng quan của luận án, lợn Ỉ thuộc nhóm giống lợn bản địa có nguy cơ tuyệt chủng cao. Giống lợn Ỉ mỡ trước đây đã tuyệt chủng; hiện nay chỉ còn phân nhóm lợn Ỉ pha với số lượng ít được lưu giữ và nuôi bảo tồn tại Công ty Cổ phần Tập đoàn Dabaco. Theo Nghị định 46/2022/NĐ-CP, lợn Ỉ pha là một trong 4 giống lợn bản địa quý hiếm thuộc danh mục cần được ưu tiên bảo tồn nguồn gen tại Việt Nam.

2. Những gen ứng viên nào trong số 12 gen nghiên cứu chỉ ghi nhận duy nhất một kiểu gen trên quần thể lợn Ỉ?

Trong số 12 gen ứng viên khảo sát bằng kỹ thuật PCR-RFLP, có 2 gen rơi vào trạng thái đơn hình (chỉ xuất hiện duy nhất 1 kiểu gen trong toàn bộ quần thể nghiên cứu), đó là gen RBP4 (sản phẩm cắt bằng enzyme MspI) và gen FUT1 (sản phẩm cắt bằng enzyme Hin6I). Do không có sự biến dị kiểu gen, hai locus này không thể đưa vào mô hình phân tích mối liên hệ với tính năng sản xuất.

3. Đa hình gen ứng viên nào có mối liên hệ tích cực với năng suất sinh sản của lợn nái Ỉ?

Gen FSHB (tiểu đơn vị beta của hormone kích thích nang trứng, cắt bằng enzyme HaeIII) là gen duy nhất trong nhóm gen sinh sản thể hiện mối liên hệ rõ rệt với năng suất sinh sản của lợn nái Ỉ. Lợn nái mang kiểu gen AA của gen FSHB đạt năng suất vượt trội so với các kiểu gen khác ở hàng loạt chỉ tiêu: số con sơ sinh/ổ, số con sơ sinh sống/ổ, số con cai sữa/ổ, khối lượng sơ sinh/ổ, khối lượng cai sữa/ổ và khối lượng cai sữa/con. Các gen ESR và PRLR không thể hiện ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê.

4. Kiểu gen nào của gen GHRH có ảnh hưởng tích cực đến khả năng sinh trưởng của lợn Ỉ?

Ở locus gen GHRH (cắt bằng enzyme AluI), các cá thể lợn Ỉ mang kiểu gen dị hợp tử AB có khối lượng cơ thể lúc 2 tháng tuổi (KL2) và tốc độ tăng khối lượng bình quân ngày từ sơ sinh đến 2 tháng tuổi (TKL2) cao hơn có ý nghĩa thống kê so với các cá thể mang kiểu gen đồng hợp tử AA.

5. Kết quả đánh giá ảnh hưởng của các gen ứng viên đến năng suất thân thịt và chất lượng thịt lợn Ỉ ra sao?

Các phân tích mối liên hệ giữa đa hình của 4 gen ứng viên (PIT1, H-FABP, PIK3C3, CAST) với các chỉ tiêu năng suất thân thịt (tỷ lệ móc hàm, tỷ lệ thịt xẻ, dày mỡ lưng, diện tích cơ thăn) và chất lượng thịt (pH45, pH24, tỷ lệ mất nước, thành phần dinh dưỡng và hàm lượng axit amin cơ thăn) đều cho thấy sự khác biệt giữa các kiểu gen không có ý nghĩa thống kê ($P > 0,05$). Yếu tố thể hiện ảnh hưởng rõ rệt nhất đến các chỉ tiêu thịt xẻ và thành phần axit amin trong nghiên cứu là yếu tố tính biệt.

Kết luận

Luận án của nghiên cứu sinh Phan Thị Tươi là công trình thực nghiệm hệ thống đầu tiên về đặc điểm hình thái và đa hình 12 gen ứng viên chức năng trên quần thể lợn Ỉ nuôi bảo tồn tại Việt Nam. Công trình đã làm rõ tính trạng đơn hình ở locus RBP4, FUT1, sự cân bằng Hardy-Weinberg ở 5 locus, đồng thời chứng minh kiểu gen AA của gen FSHB và kiểu gen AB của gen GHRH có tác động tích cực lần lượt đến năng suất sinh sản và sinh trưởng giai đoạn đầu của lợn Ỉ. Những phát hiện này cung cấp cơ sở khoa học và chỉ thị phân tử phục vụ trực tiếp cho công tác chọn giống, bảo tồn và phục tráng nguồn gen lợn bản địa quý hiếm đang có nguy cơ tuyệt chủng.