MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Hiện nay, kỹ thuật thụ tinh nhân tạo gia súc nói chung và kỹ thuật thụ tinh nhân tạo lợn nói riêng đã đƣợc nghiên cứu và áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Để có vật liệu cung cấp cho thụ tinh nhân tạo, trƣớc hết phải có một quy trình bảo quản nhằm giữ cho tinh trùng vẫn đảm bảo chất lƣợng khi ở ngoài cơ thể. Quy trình đó bao gồm các kỹ thuật nhƣ: kỹ thuật pha loãng, kỹ thuật bảo tồn và kỹ thuật đông lạnh tinh dịch.
Trên thế giới, kỹ thuật đông lạnh tinh dịch lợn đã đƣợc nghiên cứu và ứng dụng trong sản xuất, thành công kỳ diệu về đông lạnh tinh dịch lợn đã đƣa kỹ thuật thụ tinh nhân tạo (TTNT) lên một vị trí mới, đã có những ngân hàng tinh dịch đông lạnh năng suất cao. Sự hiện diện của các ngân hàng tinh dịch đông lạnh đã giúp cho việc vận chuyển, trao đổi, mua bán giống trên thế giới trở nên thuận tiện và giảm nguy cơ lan truyền mầm bệnh. Đồng thời kỹ thuật đông lạnh tinh dịch sẽ góp phần bảo tồn lâu dài tinh dịch của một số giống địa phƣơng quý hiếm. Ở nƣớc ta kỹ thuật đông lạnh tinh dịch bò đã đƣợc nghiên cứu, sản xuất, áp dụng rộng rãi trong sản xuất, tuy nhiên kỹ thuật đông lạnh tinh dịch lợn mới bƣớc đầu đƣợc nghiên cứu.
Một số nghiên cứu kỹ thuật đông lạnh tinh dịch lợn theo công nghệ Nhật Bản và Mỹ đã đƣợc tiến hành, bƣớc đầu có kết quả nhƣng chƣa áp dụng trong sản xuất. Để góp phần làm phong phú thêm các kỹ thuật và công nghệ mới trong sinh sản và thụ tinh nhân tạo lợn, đồng thời áp dụng những kết quả nghiên cứu vào sản xuất, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật đông lạnh tinh dịch lợn dạng cọng rạ phục vụ tạo và nhân giống lợn”. Thuộc đề tài công nghệ sinh học cấp nhà nước: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.vn 12 “Nghiên cứu ứng dụng tổ hợp công nghệ sinh sản phục vụ công tác tạo và nhân giống lợn”. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Xác định đƣợc kỹ thuật đông lạnh tinh dịch lợn dạng cọng rạ.
- Sử dụng tinh dịch đông lạnh dạng cọng rạ trong sản xuất và thụ tinh trong ống nghiệm. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI - Đề tài sẽ đề xuất đƣợc một kỹ thuật mới trong kỹ thuật thụ tinh nhân tạo - công nghệ đông lạnh tinh dịch lợn dạng cọng rạ. - Phục vụ chƣơng trình tạo và nhân giống lợn, làm cơ sở và góp phần trong bảo tồn quỹ gen (bảo tồn tinh dịch những giống lợn quý hiếm). - Bổ sung vào tài liệu và nghiên cứu khoa học.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.vn 13 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Vai trò của lợn đực giống và thụ tinh nhân tạo trong chăn nuôi lợn ở nƣớc ta Lợn đực giống có vai trò quan trọng trong việc đƣa nhanh tiến bộ di truyền. Một con đực giống sử dụng trong thụ tinh nhân tạo cho số con đời sau gấp trên 355 lần so với một con nái, và sử dụng phối giống trực tiếp chỉ cho số con đời sau gấp 40,5 lần so với lợn nái. Ảnh hƣởng của đực giống đến đời sau không chỉ ở phạm vi số lƣợng mà cả ở chất lƣợng, nhiều tính trạng trội của đực giống thƣờng đƣợc biểu hiện ở đời con nhƣ: màu sắc lông, da, thể chất khoẻ mạnh, tính cao sản, sức miễn kháng với bệnh tật.
Một số tác giả đã chứng minh sức sống của đời sau cũng phụ thuộc vào sức sống của tinh trùng. Do đó chăn nuôi tốt lợn đực giống là một trong những nhân tố quan trọng trong việc phát triển nâng cao năng suất, chất lƣợng sản phẩm của ngành chăn nuôi lợn. Hiện nay, với sự kế thừa thành tựu của các lĩnh vực sinh lý học, di truyền học, dinh dƣỡng gia súc…… và kết hợp với thực tế chăn nuôi lợn nói chung, chăn nuôi lợn đực giống nói riêng đã không ngừng đƣợc cải thiện và hoàn thiện. Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo có những ƣu điểm vƣợt trội sau: - An toàn dịch bệnh: ngăn ngừa bệnh từ con đực truyền sang con cái và ngƣợc lại.
- Giảm số lƣợng đực giống phải nuôi - Nâng cao nhanh tiến bộ di truyền cho đời sau, cho phép sử dụng rộng rãi và phát huy tiềm năng di truyền của những đực giống tốt (sử dụng tinh dịch bảo tồn nhiều ngày hoặc tinh dịch đông lạnh) - Theo dõi quản lý giống chính xác và rõ ràng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.vn 14 - Rất cần thiết khi áp dụng phƣơng pháp gây động dục hàng loạt. Cơ sở của những nghiên cứu về tinh dịch và tinh trùng lợn 1. Sinh lý sinh dục gia súc đực 1. Sự thành thục tính dục Sự thành thục về tính dục thƣờng biểu hiện sớm hơn sự thành thục về thể vóc.
Lợn đực thành thục tính dục vào khoảng 8 tháng tuổi trở lên khi đó khối lƣợng cơ thể đạt 90- 100kg (đối với lợn đực ngoại), từ 6 tháng tuổi trở lên và khối lƣợng cơ thể đạt từ 70- 80kg (đối với lợn lai), từ 5 tháng tuổi trở lên và khối lƣợng cơ thể đạt 45- 50kg (đối với lợn nội). Cấu tạo bộ máy sinh dục lợn đực Hệ sinh dục lợn đực gồm các bộ phận chủ yếu sau: - Bao dịch hoàn: mỗi dịch hoàn đƣợc bao bọc bởi một bao sợi (màng trắng), bên ngoài đƣợc phủ bằng một tinh mạc, bên trong đƣợc phủ bởi một màng mạch máu. - Dịch hoàn (testis) hay còn gọi tinh hoàn: vừa là tuyến nội tiết vừa là tuyến ngoại tiết. Dịch hoàn sản sinh tinh trùng và tiết hormon sinh dục testosteron có tác dụng phát triển đặc điểm giới tính.
Cấu tạo của dịch hoàn gồm: + Giáp mạc riêng (tunica vaginalis propria): cấu tạo bởi 1 lớp sợi bền, là phần kéo dài của phúc mạc. + Màng trắng (tunica ablugine a): từ đây phát ra nhiều bức ngăn hình tia, chia dịch hoàn thành nhiều múi. Mỗi múi đều chứa những ống sinh tinh uốn khúc (tubuli abluginea) trong đó tinh trùng đƣợc hình thành. Tất cả các ống sinh tinh đều hƣớng về vách giữa của dịch hoàn.
+ Mạng tinh (rate testis) và thể Haimo (Highmor): khi đi vào vách giữa của dịch hoàn, những ống sinh tinh uốn khúc biến thành những ống sinh tinh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.vn 15 thẳng và đan chéo vào nhau tạo thành mạng tinh. Mạng tinh cùng với vách giữa của dịch hoàn tạo thành thể Haimo. - Dịch hoàn phụ (Epididymis): ở lợn đực dịch hoàn phụ rất phát triển, có thể đạt tới 150 – 200 gam ở lợn trƣởng thành, dịch hoàn phụ là cái kho để chứa tinh trùng, có cấu tạo đơn giản: ngoài cùng là một lớp màu trắng, bên trong là một hệ thống ống uốn lƣợn ngoằn ngoèo, tất cả các ống đó tập trung lại đổ vào một cái ống đi ra khỏi đầu dƣới của dịch hoàn phụ gọi là ống dẫn tinh. Tinh trùng không ngừng đƣợc sinh ra ở ống sinh tinh sau đó đi vào dịch hoàn phụ và lƣu lại đó một thời gian.
Khi vào dịch hoàn phụ tinh trùng không vận động, không có khả năng thụ tinh. Trong đầu dịch hoàn phụ đuôi tinh trùng có sự rung động nhẹ, tại thân dịch hoàn phụ tinh trùng có tiềm năng chuyển động tiến thẳng nhƣng bị ức chế (môi trƣờng trong dịch hoàn phụ có tính axit yếu, áp suất thẩm thấu cao), trong đuôi dịch hoàn phụ sự trao đổi chất của tinh trùng tăng lên, tinh trùng xuất hiện khả năng hoạt động. Tinh trùng lợn di chuyển qua dịch hoàn phụ quãng 9 - 14 ngày, chia ra đầu dịch hoàn phụ: 3 ngày; thân dịch hoàn phụ: 2 ngày; đuôi dịch hoàn phụ: 4 - 9 ngày. Biến đổi của tinh trùng trong dịch hoàn phụ nhƣ sau: giọt bào tƣơng trƣợt từ vị trí gần tâm xuống vị trí xa tâm trên đoạn giữa của tinh trùng.
Hiện tƣợng này xảy ra khi tinh trùng di chuyển từ đầu xuống thân dịch hoàn phụ. Trong đuôi dịch hoàn các giọt bào tƣơng đều ở xa tâm và không còn bám theo tinh trùng khi tinh dịch đƣợc xuất ra ngoài. Khi vào đến dịch hoàn phụ, một số tinh trùng có thể bị kỳ hình, số này giảm xuống khi đi qua vùng gần tâm đến vùng xa tâm của đầu dịch hoàn phụ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.vn 16 Đuôi dịch hoàn phụ làm nhiệm vụ lọc đặc biệt góp phần cải thiện chất lƣợng tinh dịch khi tinh dịch đƣợc xuất ra ngoài.
Nếu có nhiều tinh trùng kỳ hình trong tinh dịch xuất ra, thể hiện chức năng của dịch hoàn phụ kém. Tinh trùng tại đuôi dịch hoàn phụ mới có khả năng gắn chặt vào vùng trong suốt của tế bào trứng để thực hiện quá trình thụ tinh. - Thừng dịch hoàn: thừng dịch hoàn gồm các động mạch và thần kinh đi vào dịch hoàn, chúng cấu tạo bởi các mô liên kết, các hệ cơ vòng và cơ dọc liên kết với nhau. - Dƣơng vật: dƣơng vật nằm ở dƣới vách bụng, đƣợc bắt đầu bằng một trụ, hai đầu bám vào hai mẩu xƣơng ngồi, hƣớng ra phía trƣớc.
Dƣơng vật lợn đực có một đoạn cong hình chữ S, nằm kín trong da, khi giao phối mới thò ra ngoài. Đầu dƣơng vật có hình xoắn nhƣ mũi khoan, cách đầu mút 0,5 - 0,7cm có lỗ để phóng tinh ra ngoài. Khi giao phối hay lấy tinh, dƣơng vật thò ra ngoài 20 - 40 cm. Các tuyến sinh dục phụ - Tuyến tinh nang (Tiểu nang, vesicular semen gland): tuyến tinh nang là một cái túi rỗng để chứa tinh trùng, gồm hai tuyến hình trứng, màu vàng nhạt, nằm trong xoang chậu, trên bàng quang và ống dẫn tinh.
Tuyến tinh nang tiết ra một chất keo màu trắng hoặc vàng. Chất keo này gặp dịch tiết của tuyến tiền liệt thì kết lại tạo thành một cái nút đóng cổ tử cung sau giao phối, mục đích không cho tinh trùng chảy ngƣợc ra ngoài. Chất keo này còn có thành phần glucoza, axit béo tăng cƣờng dinh dƣỡng, hoạt lực cho tinh trùng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.vn 17 Tuyến này ở lợn có kích thƣớc lớn nhƣng kém đặc chắc.
Ở lợn tuyến tiểu nang dài tới 15 - 20 cm, nặng xấp xỉ 850 gam. - Tuyến tiền liệt (Prostate gland): động vật nói chung và gia súc đực nói riêng đều có chung tuyến tiền liêt. Tuyến tiền liệt nằm ở phần cuối của ống dẫn tinh và phần đầu của niệu đạo.