MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trục hormon sinh trưởng có ảnh hưởng lớn đến các quá trình sinh học, từ mức độ tế bào tới thay đổi kiểu hình cơ thể. Các gen của trục hormon sinh trưởng gây ảnh hưởng đến các chỉ số sinh lý, kiểm soát tính ngon miệng, tốc độ sinh trưởng, thành phần cấu trúc cơ thể, tuổi và khả năng sinh sản [36], [39], [22], [101] cũng như khả năng miễn dịch [76], [28], [65]. Các kết quả thu được từ các thực nghiệm chọn lọc đã chỉ ra rằng các gen của trục hormon sinh trưởng, chẳng hạn như gen hormon sinh trưởng có thể là các locut về tính trạng số lượng của vật nuôi [81].
Lợn được chọn lọc để tăng trọng nhanh và có độ dày mỡ lưng thấp thì có hàm lượng hormon sinh trưởng trong huyết tương cao [44], [24]. Bò được tiêm hormon sinh trưởng bò làm tăng sản lượng sữa [63], [61]. Schlee và cộng sự đã phát hiện ra giá trị giống về các tính trạng cho thịt khác nhau đáng kể trong các kiểu gen hormon sinh trưởng của bò [93]. Hàm lượng hormon sinh trưởng ở gà có mối liên quan tới tốc độ sinh trưởng, khối lượng cơ thể trưởng thành, tỷ lệ mỡ và` năng suất trứng [21], [33], [84], [87].
Tuy nhiên sự khác biệt về hàm lượng hormon sinh trưởng là so sự sai khác di truyền ở gen hormon sinh trưởng và các gen điều hoà khác của trục hormon sinh trưởng mà chưa được biết [49]. Những nghiên cứu gần đây cho thấy phân tích đa hình ADN gen hormon sinh trưởng có mối liên quan với những tính trạng sản xuất khác nhau của vật nuôi [79]. Nghiên cứu gen hormon sinh trưởng của gà, Fotouhi và cộng sự (1993) đã phát hiện được 4 điểm cắt đa hình, một điểm bằng enzym SacI và 3 điểm bằng MspI, tất cả đều nằm trong các intron. Tần số của những đoạn đa hình ở gen hormon sinh trưởng gà không chỉ liên quan tới lượng mỡ bụng của gà hướng thịt mà còn liên quan với năng suất trứng, tuổi đẻ lứa đầu và khả năng kháng bệnh của 7 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com gà hướng trứng [50], [69].
Sử dụng các enzym MspI và SacI phân tích đa hình ADN của gen hormon sinh trưởng gà Leghorn trắng , Feng và cộng sự (1997) đã xác định được mối liên quan giữa kiểu gen với năng suất trứng và tuổi đẻ lứa đầu, nhưng không thấy sự liên quan với khối lượng cơ thể và khối lượng trứng. Kết quả nghiên cứu của Kuhnlein và cộng sự (1997) trên gà Leghorn trắng cũng cho kết quả tương tự [48], [68]. Các kết quả trên cho thấy rằng các intron của gen hormon sinh trưởng gà chứa các dấu chuẩn di truyền ở trong liên kết không cân bằng với các locut tính trạng số lượng, hoặc ảnh hưởng trực tiếp tới các tính trạng. Trong khi đó ở nước ta chưa có tác giả nào nghiên cứu về gen hormon sinh trưởng của gà, mà các giống gà nội của chúng ta rất đa dạng và phong phú và có sự khác biệt rõ nét về khối lượng cơ thể, kiểu hình và khả năng sản xuất.
Để có cơ sở khoa học đánh giá sự sai khác về khả năng sản xuất của các giống gà ở mức độ phân tử và tìm những dấu chuẩn ADN có liên quan với những tính trạng sản xuất hữu ích chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sự sai khác di truyền ở gen hormon sinh trưởng của một số giống gà Việt Nam”. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 2. ý nghĩa khoa học Hormon sinh trưởng không chỉ ảnh hưởng tới tốc độ sinh trưởng của vật nuôi, mà còn ảnh hưởng đến các tính trạng sản xuất khác như năng suất sữa của bò, năng suất trứng của gia cầm và chất lượng thịt của lợn. Tuy nhiên sự sai khác về hàm lượng hormon sinh trưởng là do sự sai khác di truyền ở gen hormon sinh trưởng và một số gen điều hoà khác.
Do vậy xác định sự sai khác di truyền ở gen hormon sinh trưởng của các giống gà địa phương không chỉ là cơ sở để đánh giá sự khác biệt giữa các giống ở mức độ phân tử, mà còn phân biệt sự sai khác ở từng cá thể trong mỗi giống để tìm mối liên quan với các tính trạng hữu ích. 8 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. ý nghĩa thực tiễn Ngày nay nhờ những kỹ thuật mới trong sinh học phân tử, các nhà chọn giống đã định hướng phương pháp chọn lọc ở mức độ phân tử dựa vào các dấu chuẩn ADN có liên quan với các tính trạng sản xuất. Sử dụng các dấu chuẩn ADN để chọn lọc đặc biệt có ích khi các tính trạng mong muốn, khó định lượng và biểu hiện theo giới tính hay biểu hiện muộn trong quá trình sống, như khả năng kháng bệnh hay năng suất trứng ở gia cầm.
Do đó nghiên cứu xác định sự sai khác di truyền ở gen hormon sinh trưởng của gà để tìm các dấu chuẩn ADN liên quan với các tính trạng sản xuất sẽ mở ra hướng chọn lọc sớm, góp phần nâng cao hiệu quả trong chăn nuôi. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Xác định sự sai khác di truyền ở gen hormon sinh trưởng của các giống gà nội, để tìm ra những sai khác đặc trưng cho từng giống có thể sẽ liên quan với kiểu hình, khối lượng cơ thể và những khả năng sản xuất của các giống gà. - Xác định các kiểu gen hormon sinh trưởng của một số giống gà để tìm mối liên quan của các kiểu gen với các tính trạng sản xuất hữu ích, mở ra triển vọng chọn lọc ở mức độ phân tử, có độ chính xác cao và rút ngắn được thời gian chọn lọc, dẫn đến nâng cao hiệu quả kinh tế trong chăn nuôi. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Để thực hiện được các mục đích trên, cần phải thực hiện các nội dung nghiên cứu sau: - Nhân ADN trong intron 1 gen hormon sinh trưởng của 4 giống gà nội: gà Ri, gà Mía, gà ác và gà Hồ và giải trình tự đoạn gen này.
- Sử dụng enzym MspI phân tích đa hình ADN trong intron 1 của gen hormon sinh trưởng hai giống gà Ri và gà Mía được theo dõi khả năng sản xuất theo từng cá thể và tìm mối liên quan của các kiểu gen với các tính trạng sản xuất. 9 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - Nhân ADN trong intron 4 của gen hormon sinh trưởng của 4 giống gà nội và phân tích đa hình bằng enzym SacI. CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. HORMON SINH TRƢỞNG Hormon sinh trưởng là somatotropin, do thuỳ trước tuyến yên tiết ra Somatotropin kích thích sinh trưởng và tăng khối lượng cơ thể.
Somatotropin có bản chất cấu tạo là protein [8,74]. Sự tiết hormon sinh trƣởng Một số hormon vùng dưới đồi ảnh hưởng đến tốc độ tiết hormon sinh trưởng. Một trong số đó là TRH (thyrotropin-releasing hormone) kích thích giải phóng hormon sinh trưởng. Tốc độ tiết hormon sinh trưởng của tuyến yên còn được điều hoà bởi hai hormon vùng dưới đồi, một trong hai loại đó có tác dụng kích thích, còn loại kia thì ức chế [105, 1690].
Hormon kích thích giải phóng hormon sinh trưởng là GRF (growth hormone-releasing factor) [87], đã thu nhận được dưới dạng tương đối sạch từ vùng dưới đồi của một số loài động vật có vú, tuy nhiên nó chưa được miêu tả một cách đầy đủ. Hormon vùng dưới đồi ức chế giải phóng ra hormon sinh trưởng là somatostatin. Khi tiêm cho chuột 10 g somatostatin thì sau 15 phút giảm đáng kể hormon sinh trưởng ở trong máu. Nhưng tiêm somatostatin cho người làm giảm insulin và glucagon.
Hoạt tính của somatostatin được tìm thấy ở trong tuỷ sống, dịch nhầy dạ dày, tá tràng và tuyến tụy. Trong quá trình tiết hormon sinh trưởng, AMPv thực hiện chức năng như là chất trung gian. Mô tuyến yên của chuột nuôi cấy in vitro sẽ tăng quá trình tổng hợp và giải phóng hormon sinh trưởng, khi bổ sung vào môi trường nuôi cấy 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com những chất khác nhau để làm tăng hàm lượng AMPv trong tế bào, là do nó kích thích adenilatxiclas hoặc ức chế photphodiesteras. Ngoài ra estrogen và một trong những loại peptid truyền xung thần kinh ở não là -endorfin cũng làm tăng giải phóng hormon sinh trưởng [105, 1691].
Cấu tạo hormon sinh trƣởng Trình tự axit amin của hormon sinh trưởng ở một số loài đã được xác định. Hormon sinh trưởng của người chứa 191 axit amin [105, 1691], còn của bò chứa 217 axit amin [104, 127]. Trong khi đó hormon sinh trưởng của gà chứa 216 axit amin [98], của lợn chứa 216 axit amin 102]. Hormon sinh trưởng có thể hợp lại trong môi trường kiềm tạo thành dimer.
Hoạt tính sinh học của hormon sinh trưởng có đặc điểm là đặc trưng cho loài cao. Mặc dù hormon sinh trưởng của một số loài vẫn có tác dụng khi thử nghiệm trên nhiều loài khác, nhưng chỉ có hormon sinh trưởng của loài linh trưởng có tác dụng đối với con người. Đây chính là cơ sở cho nhiều thử nghiệm phân huỷ từng phần hormon sinh trưởng của người để tách ra “nhân” không lớn mang hoạt tính sinh học, mà từ đó có thể tổng hợp được bằng hoá học. Khi thủy phân bằng plasmin thì trong phân tử hormon sinh trưởng của người phá vỡ mối liên kết giữa axit amin 134 với 135 và ngay cả giữa axit amin 140 với 141, để tạo thành phân tử chứa axit amin đầu N (đoạn 1-134) và axit amin đầu C (đoạn 141-191) được nối với nhau bởi liên kết disunfua giữa axit amin 53 với 165.
Phân tử này vẫn giữ được hầu hết các hoạt tính của hormon sinh trưởng trong các thử nghiệm sinh học. Sau khi tách làm hai đoạn và thử nghiệm hoạt tính của chúng đã cho thấy nhiều hiệu ứng trao đổi chất của hormon sinh trưởng người đều xuất hiện ở cả in vitro và in vivo, ngay cả ở đoạn chứa 1-134 axit amin của hormon. Tái tổ hợp hai đoạn nhờ tác dụng tương hỗ không cộng hoá trị dẫn tới phục hồi hoàn toàn hoạt tính hormon sinh trưởng. Đoạn mang hoạt tính là peptid có phân tử lượng ít hơn 10000 [105, 1691-1692].
11 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Tác dụng của hormon sinh trƣởng Hormon sinh trưởng tác động cùng với nhiều hormon khác và ảnh hưởng hầu hết đến các cơ quan của cơ thể, kích thích sinh trưởng và dẫn tới cùng một thời điểm thay đổi tất cả các con đường trao đổi chất [104, 127].