Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài 1. Công nghệ sản xuất và đặc điểm tinh bò phân ly giới tính Những thành tựu khoa học công nghệ trong lĩnh vực thụ tinh nhân tạo trên thế giới và ở Việt Nam đã góp phần to lớn trong việc phát triển nhanh đàn bò sữa về số lượng. Bước đi tiếp theo của khoa học công nghệ trong lĩnh vực này là sự ra đời của công nghệ sản xuất tinh gia súc đã phân ly giới tinh.
Đây là bước đột phá trong công nghệ sinh sản gia súc. Ngoài những lợi ích mà thụ tinh nhân tạo mang lại như: Sử dụng ít đực giống, giảm chi phí nuôi đực giống, tăng chất lượng đực giống, khắc phục sự chênh lệch tầm vóc giữa đực và cái, kiểm soát được chế độ sử dụng đực giống, kiểm soát dịch bệnh…; việc áp dụng công nghệ phân ly giới tính đưa lại hiệu quả to lớn cho người chăn nuôi trong việc sản xuất theo ý muốn. Trong chăn nuôi lấy thịt, người ta cần gia súc đực để đạt sinh trưởng nhanh, hiệu quả kinh tế cao. Trong chăn nuôi lấy sữa, sinh sản, người ta cần nhiều gia súc cái để đạt tốc độ tăng đàn nhanh, tăng số lượng sản phẩm.
Việc sản xuất và ứng dụng tinh phân ly giới tính trong chăn nuôi bò sữa đã được thực hiện thành công ở một số nước tiên tiến trên thế giới như: Hoa Kỳ, Anh, Nhật Bản, Canada, Thụy Sỹ, Trung Quốc… Trong đó, Hoa Kỳ là nước giữ bản quyền và có công nghệ sản xuất tiên tiến nhất hiện nay. Việc ứng dụng công nghệ này là bước nhảy vọt trong công tác chọn giống và nhân giống bò sữa, mang lại lợi nhuận lớn cho các nước phát triển. Ở Việt Nam, việc phát triển nhanh đàn bò sữa có chất lượng cao nhằm từng bước đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường tiêu thụ là yêu cầu cấp bách. Vì vậy, việc nghiên cứu, ứng dụng công nghệ phôi, tinh phân ly giới tính đang bắt đầu được triển khai.
n 5 Từ những báo cáo sơ bộ đầu tiên về quá trình chọn lọc tinh trùng qua “Flow cytometer” đã có những ghi nhận đáng chú ý về việc phát triển kỹ thuật chọn lọc dựa trên hàm lượng DNA. Ban đầu đó là chọn lọc những tinh trùng mang nhiễm sắc thể X và tinh trùng mang nhiễm sắc thể Y, sau đó thống kê số bê con sinh ra thông qua quá trình thụ tinh nhân tạo các tinh trùng đã được chọn lọc bằng phương pháp chọn lọc chân không. Một công cụ đã được sử dụng trong nhiều nghiên cứu trong phân tích điện quang và sau này là chọn lọc tế bào nhờ phân tích huỳnh quang. Phân giới tinh trùng đã có nhiều cải tiến và chọn lọc có hiệu quả so với 20 năm trước đây.
Hiện nay, theo như Bestville Sperm Sexing Technology, tinh trùng được xác định với một chuỗi DNA cụ thể và được kích thích bằng một tia laser UV để đo hàm lượng DNA. Cho thêm thuốc nhuộm (màu đỏ) vào trong mẫu để xác định những tinh trùng bị chết và chọn lọc ra những tinh trùng sống. Hiện nay, tại các cơ sở của công ty Sexing Technologies đều sử dụng tia laser ở trạng thái rắn để kích thích tia UV, phân tách trực giao kép (tại 00 và 900), vòi phun định hướng và thiết bị kỹ thuật điện tử để chọn lọc những tinh trùng mang nhiễm sắc thể X và tinh tinh trùng mang nhiễm sắc thể Y từ những tiểu quần thể có khoảng 8000 tế bào (lớn hơn 90% so với tinh nguyên), quần thể ban đầu hoạt động có 40. Kết quả của hiệu quả chọn lọc là có khoảng 42% tinh trùng mang nhiễm sắc thể X sống và tinh trùng mang nhiễm sắc thể Y (sống và chết) so với mẫu ban đầu, có giả thuyết tỷ lệ X:Y là 1:1.
Tuy nhiên, qua thực tế áp dụng ở một số cơ sở tại Việt Nam (Tập đoàn sữa Vinamilk, Công ty cổ phần giống bò sữa Mộc Châu, Công ty cổ phần sữa Đà Lạt, Trung tâm phát triển chăn nuôi Hà Nội…) cho thấy: Tỷ lệ thụ thai khi sử dụng tinh phân ly giới tính đạt thấp hơn so với tinh thường. Tình trạng này có thể do một số yếu tố sau: Một là: Tinh trùng bị stress có thể do đã sử dụng dòng điện trong quá trình phân tách tinh trùng X và Y (tinh trùng X mang điện -; còn tinh trùng Y mang điện +), thời gian phân tách diễn ra ngoài cơ thể khá lâu, sử dụng phương n 6 pháp nhuộm màu kết hợp tia laser, đèn nhuộm huỳnh quang và máy đo dòng chảy tế bào để phân ly các tế bào tinh trùng X và Y. Tinh trùng phải trải qua các công đoạn chính để phân loại: - Tinh trùng được nhuộm bằng thuốc nhuộm huỳnh quang. - Tinh trùng được đưa vào máy chiếu tia laser.
Tinh trùng mang nhiễm sắc thể X sáng hơn tinh trùng mang nhiễm sắc thể Y. - Điện trường tách tinh trùng Y tích điện (+) sẽ chạy về cực âm và tinh trùng X mang điện (-) sẽ chạy về cực dương. - Tinh trùng tích điện khác nhau được phân ly bởi thiết bị lệch điện áp cao tần. - Loại bỏ tinh trùng có tính biệt không rõ rệt.
Hai là: Lượng tinh trùng có trong cọng rạ 0,25 ml chỉ có ≥ 20 triệu; trong khi đó ở tinh thường là ≥ 30 triệu. Ba là: Tinh trùng X chứa nhiều hơn 3,6- 3,8% AND so với tinh trùng Y (nặng hơn). Có thể do 3 yếu tố trên đã ảnh hưởng đến tỷ lệ thụ thai khi sử dụng tinh phân ly. Điều đó có thể được khắc phục bằng việc xác định thời điểm phối giống thích hợp và kỹ thuật dẫn tinh đảm bảo.
Đặc điểm tiêu hóa ở bê 1. Đặc điểm tiêu hóa ở bê ở giai đoạn bú sữa - Đặc điểm cấu tạo Khi sinh ra, bê đã có 2 môi bằng nhau và bắt đầu hoạt động có tác dụng để bú. Răng sữa cũng đã được hình thành đầy đủ. Dạ dày có 4 ngăn nhưng chỉ có dạ mũi khế phát triển mạnh (chiếm 64%), sau đó tốc độ phát triển giảm dần.
3 dạ dày trước (dạ cỏ, dạ tổ ong, dạ lá sách) ban đầu chỉ chiếm 1/3 tổng dung tích dạ dày, sau đó tốc độ phát triển tăng dần. Lúc 8 tuần tuổi, dung tích các dạ dày trước tăng lên gấp 8 lần ban đầu. n 7 Sự phát triển của dạ cỏ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Hàm lượng Cellulose, hàm lượng protein (nhất là Lizin), hàm lượng axit béo bay hơi (tác động lên thành dạ cỏ) trong thức ăn [1]. - Đặc điểm sinh lý Khi sinh ra, 3 tuyến nước bọt ở bê bắt đầu hoạt động.
Độ pH của nước bọt thấp, sau đó tăng dần và đến ngày thứ 6- 7 thì đạt độ pH như trong nước bọt của bò trưởng thành (8- 8,2). Ở giai đoạn sơ sinh, trong dạ múi khế của bê có các men tiêu hóa sau: + Men Kimozin: Có tác dụng tiêu hóa protein của sữa (Cazein) qua quá trình đông vón. + Men Pepsin: Xuất hiện sớm nhưng hoạt động còn yếu do lượng HCl hạn chế. + Men Lipaza: Có vai trò tiêu hóa mỡ sữa đã nhũ hóa.
+ Men Amilaza chưa hoạt động. * Sự đông vón sữa Sau khi bê bú sữa, từ 10 phút đến 1 giờ bắt đầu xảy ra quá trình đông vón sữa. Sau 3- 4 giờ, một phần tương dịch của sữa và một phần Cazein đã được tiêu hóa sẽ tách khỏi kết tủa và di chuyển xuống tá tràng. Phần kết tủa còn lại tiếp tục được tiêu hóa ở dạ mũi khế.
Trong trường hợp bê sơ sinh thải phân nhão là do thiếu HCl hoặc Kimozin. Nếu bê bị táo bón là do thiếu MgSO4. - Hoạt động của rãnh thực quản Rãnh thực quản là một rãnh hở xuất phát từ tiền đình dạ cỏ (được tạo bởi thành của dạ cỏ và dạ tổ ong), đi tới lỗ mở của dạ lá sách và dạ mũi khế. Rãnh thực quản có độ dài khoảng từ 8- 12cm.
Rãnh thực quản có chức năng đưa thức ăn lỏng (chủ yếu là sữa) từ thực quản đi thẳng vào thẳng dạ múi khế, bỏ qua các dạ dày trước. n 8 Phản xạ khép rãnh thực quản được hình thành khi bê sử dụng thức ăn lỏng, do tác động của nhóm yếu tố sau: * Nhóm yếu tố bên ngoài Các yếu tố bên ngoài bao gồm: Động tác bú của bê, hàm lượng đường Lactose, Albumin, muối khoáng… có trong sữa. Ở bê 1- 4 tuần tuổi, phản xạ khép rãnh thực quản xảy ra hoàn toàn. Lúc 4 -8 tuần tuổi, phản xạ này xảy ra không hoàn toàn và trên 8 tuần tuổi thì không có tác dụng.
* Nhóm yếu tố bên trong Các tế bào nhận cảm ở vùng gốc hầu, gốc lưỡi… nhận tín hiệu và truyền theo nhánh thần kinh hướng tâm hầu trên đến trung tâm thành lập phản xạ ở hành não và tạo nên phản xạ khép rãnh thực quản. Trên thực tế, ở bò trưởng thành đôi khi phản xạ khép rãnh thực quản vẫn hình thành, nhưng chỉ xảy ra trong trường hợp uống nước khi khát nước cực độ. - Vai trò của sữa đầu và cách cho bú sữa đầu Sữa đầu là sữa được phân tiết trong vòng 2- 3 ngày đầu. Sữa đầu là loại thức ăn duy nhất không thể thiếu được với bê sơ sinh.
Vai trò của sữa đầu vô cùng qua trọng, bởi: + Thành phần khác biệt rõ rệt so với sữa thường * Sữa đầu có hàm lượng dinh dưỡng cao Sữa đầu có hàm lượng vật chất khô (VCK) cao gấp hơn 2 lần, protein và các vitamin A,D cao gấp 5 lần, khoáng cao gấp 2 lần so với sữa thường. * Sữa đầu có các thành phần đặc biệt Đặc biệt, trong sữa đầu có γ-Globulin làm tăng sức đề kháng của bê. Chỉ sau khi uống sữa đầu, trong máu bê mới xuất hiện kháng thể. γ- Globulin thẩm thấu qua đường tiêu hóa vào máu (trong vòng 62 giờ sau khi sinh) làm tăng sức đề kháng cho bê nghé.
Điều đáng lưu ý là γ- Globulin không truyền trực tiếp từ máu bò mẹ qua nhau thai trong thời gian n 9 mang thai bởi vì nhau thai có cấu trúc đặc biệt, thuộc loại Epitherichoralis có 6 lớp màng mà γ- Globulin không thể thẩm thấu qua được. Do đó bê nghé chỉ có thể thu nhận γ- Globulin thông qua sữa đầu mà thôi. Khả năng hấp thu γ-Globulin ở bộ máy tiêu hóa của bê giảm dần theo thời gian. Sau 4 giờ, tỷ lệ hấp thu đạt 25%, đến 6 giờ tỷ lệ này giảm xuống còn 20%; sau 12 giờ còn 17% và sau 20 giờ chỉ còn 12%.
Sữa đầu có độ axit cao (pH thấp) có tác dụng ngăn ngừa sự phát triển của các vi khuẩn gây bệnh.