Ứng dụng di truyền phân tử trong chọn giống vịt

Ðặt vấn đề

Hiện nay, ngành chăn nuôi gia cầm nói chung và chăn nuôi vịt nói riêng đã và đang đóng góp đáng kể vào sự phát triển nền kinh tế Việt Nam. Theo số liệu thống kê của Bộ NN&PTNT, số lượng đàn gia cầm trên cả nước đã tăng từ 214,6 triệu (2006) tới 408,9 triệu (2018); Trong đó đàn thủy cầm, chủ yếu là vịt, tăng từ 62,6 triệu (2006) lên tới 76.9 triệu con (2018). Tuy nhiên khả năng sản xuất và sinh sản của đàn vịt còn khá thấp so với các nước có nền chăn nuôi phát triển. Các tính trạng về năng suất sinh trưởng và sinh sản là những tính trạng kinh tế rất quan trọng trong chăn nuôi. Những tính trạng này được kiểm soát bởi rất nhiều gen. Sinh trưởng và sinh sản là những quá trình phức tạp được điều hòa bởi nhiều nội tiết tố khác nhau. Chính vì thế, việc sử dụng các phương pháp truyền thống dựa trên kiểu hình để chọn lọc con giống tốn nhiều thời gian và chi phí để đạt được tiến bộ di truyền nhanh chóng (Zhang và cs, 2008). Sự tiến bộ của công nghệ di truyền phân tử hiện nay giúp các nhà nghiên cứu có thể đánh giá và chọn lọc các cá thể có năng suất, chất lượng cao hơn trong thời gian ngắn hơn và giảm được chi phí đáng kể cho công tác giống và đặc biệt trong việc bảo tồn nguồn gen vật nuôi có số lượng ít. Do đó việc áp dụng các gen ứng cử viên cho quá trình chọn lọc là một công cụ rất hữu ích giúp cho việc cải thiện di truyền trong chương trình giống. Hơn thế nữa, việc ứng dụng các gen ứng cử viên có thể giúp tìm ra các tính trạng mong muốn một cách có hiệu quả để cải thiện năng suất và chất lượng con giống.

Nhiều kỹ thuật phân tử mới được áp dụng trong các quy trình chọn giống và một trong những phương pháp này được biết đến như là chọn lọc dựa trên chỉ thị phân tử (Makers Assisted Selection – MAS). MAS được xem là một công cụ rất quan trọng để cải thiện năng suất. Nếu một gen đánh dấu có thể được xác định liên kết chặt chẽ với một locus tính trạng số lượng, việc lựa chọn để cải thiện tính trạng định lượng sẽ hiệu quả hơn, bởi vì việc lựa chọn marker DNA không bị ảnh hưởng bởi môi trường và DNA có thể được kiểm tra trong giai đoạn đầu. Thực tế cho thấy hiện nay việc sử dụng các gen này trong công tác giống để cải thiện di truyền giống đã và đang được nhiều tác giả nghiên cứu trên thế giới, bước đầu đã thu được kết quả tốt. Tuy nhiên, việc nghiên cứu ứng dụng di truyền phân tử trong chọn tạo giống vịt hầu như chưa được quan tâm nghiên cứu nhiều, đặc biệt là trong điều kiện ở Việt Nam.

Mục tiêu của bài viết này là giới thiệu tính đa hình của một số gen liên quan đến các chỉ tiêu về năng suất sinh trưởng, sinh sản trên vịt và khả năng áp dụng vào việc chọn giống, từ đó giúp cải thiện nâng cao năng suất và chất lượng của chúng.

Ứng dụng di truyền phân tử trong chọn lọc nâng cao khả năng sinh sản ở vịt

Có rất nhiều gen ứng cử có mối liên hệ với khả năng sinh sản của gia cầm đã được nghiên cứu và chỉ ra vai trò quan trọng của chúng trong việc ứng dụng chọn lọc các tính trạng mong muốn. Trong đó phải kể đến các gen ứng cử viên chính như là Prolactin, Insulin-like growth factor 2, Low-density lipoprotein receptor-related protein 8… là những gen tiềm năng được cho là có ảnh hưởng đến một số tính trạng năng suất sinh sản trên vịt. Các gen ứng cử viên này được tổng hợp trong bảng 1.

Ghi chú: “>” và “=”: Kiểu gene có ảnh hưởng lớn hơn hoặc bằng trong các tính trạng. ESS: Ðộ cứng của vỏ; EST: Ðộ dày của vỏ; EP210d, EP300d, EP360d: Sản lượng trứng 210 ngày, 300 ngày và 360 ngày; AFE: Tuổi đẻ quả trứng đầu tiên; BWSM: Khối lượng cơ thể thành thục về tính; E59W, E300D: Sản lượng trứng 59 tuần tuổi và ở 300 ngày tuổi; EW: Khối lượng trứng.

Ứng dụng di truyền phân tử trong chọn lọc nâng cao khả năng sinh trưởng ở vịt

Một số gen ứng cử dựa trên mối liên hệ với khả năng sinh trưởng ở gia cầm đã chứng minh được vai trò quan trọng của chúng và được ứng dụng phổ biến trong quá trình chọn lọc các tính trạng mong muốn. Các gen ứng cử viên chính đã được nghiên cứu như là Growth hormone, myostatin, Prolactin, …có ảnh hưởng đến một số tính trạng năng suất sinh trưởng trên vịt. Nghiên cứu về các gen ứng cử viên này được tổng hợp trong bảng 2.

Ghi chú: “>” và “=”: Kiểu gene có ảnh hưởng lớn hơn hoặc bằng trong các tính trạng. BMP (breast meat percentages): Tỷ lệ cơ ức; AFP (abdominal fat percentages): Tỷ lệ mỡ bụng; BMT (breast muscle thickness): Dày cơ ức; LMP (lean meat percentage): Tỷ lệ nạc; EW (eviscerated weight): Khối lượng cơ thể sau khi bỏ nội tạng; CW (carcass weight): Khối lượng thân thịt; DP (dressing percentage): Tỷ lệ thịt xẻ; EWP (eviscerated weight percentage): Tỷ lệ khối lượng cơ thể sau khi bỏ nội tạng; BW (body weight): Khối lượng cơ thể; CG (chest girth): Ðường kính vòng ngực; LBB (length of breast bone): Chiều dài xương ức; LS (length of shank): Chiều dài thân; CNW (carcass net weight): Khối lượng quầy thịt; AFW (percentage of abdominal fat weight): Tỷ lệ phần trăm khối lượng mỡ bụng; TCH (total cholesterol): Cholesterol tổng số; IMF (intramuscular fat): Mỡ giắt; TG (serum triglycerides): Chất béo trung tính; PUFA (contents of polyunsaturated): Nồng độ acid béo không bão hòa đa; UFA (unsaturated fatty acids): Acid béo không bão hòa đơn.

Kết luận

Từ những nội dung trình bày trên đây cho thấy, đã có khá nhiều gen ảnh hưởng đến các tính trạng sinh sản trên vịt, trong đó gen PRL và LRP8 ảnh hưởng đến tuổi đẻ trứng đầu và tính trạng năng suất trứng ở các giai đoạn khác nhau. Ðối với các tính trạng về khả năng sinh trưởng, đa hình di truyền của gen MSTN và GH có mối liên hệ với khối lượng cơ thể các tuần tuổi, một số chiều đo cơ thể và các tính trạng liên quan đến chất lượng quầy thịt. Như vậy, đa hình của chúng là các dấu hiệu DNA hữu ích và có nhiều tiềm năng để lựa chọn các cá thể xuất sắc trong việc ứng dụng các chỉ thị phân tử hỗ trợ chọn lọc (MAS) liên quan đến khả năng sinh sản và sinh trưởng trong các chương trình giống. Do đó, các gen này có thể được lựa chọn áp dụng trong việc chọn giống và đưa vào chương trình giống vịt ở Việt Nam cũng như các nước khác trên thế giới nhằm nâng cao khả năng sinh sản, sinh trưởng. n

Tài liệu tham khảo

Feng, P., Zhao, W., Xie, Q., Zeng, T., Lu, L., & Yang, L. (2018). Polymorphisms of melatonin receptor genes and their associations with egg production traits in Shaoxing duck. Asian-Australasian journal of animal sciences, 31(10), 1535.

Lu, J., Hou, S., Huang, W., Yu, J., & Wang, W. (2011). Polymorphisms in the myostatin gene and their association with growth and carcass traits in duck. African Journal of Biotechnology, 10(54), 11309-11312

Mazurowski, A., Frieske, A., Kokoszynski, D., Mroczkowski, S., Bernacki, Z., & Wilkanowska, A. (2015). Examination of Growth Hormone (GH) Gene Polymorphism and its Association with Body Weight and Selected Body Dimensions in Ducks. Folia biologica, 63 1, 43-50

Mazurowski, A., Frieske, A., Wilkanowska, A., Kokoszynski, D., Mroczkowski, S., Bernacki, Z., & Maiorano, G. (2016). Polymorphism of prolactin gene and its association with growth and some biometrical traits in ducks. Italian Journal of Animal Science, 15(2), 200-206.

Wang, C., Li, S. J., Li, C., Yu, G. H., Feng, Y. P., Peng, X. L., & Gong, Y. Z. (2013). Molecular cloning, expression and association study with reproductive traits of the duck LRP8 gene. British poultry science, 54(5), 567-574.

Wang C, Liang Z, Yu W, Feng Y, Peng X, Gong Y, Li S. 2011. Polymorphism of the prolactin gene and its association with egg production traits in native Chinese ducks. South African Journal of Animal Science. 41 (1):64–69

Wu, Y., Pan, A. L., Pi, J. S., Pu, Y. J., Du, J. P., Liang, Z. H., & Shen, J. (2012). One novel SNP of growth hormone gene and its associations with growth and carcass traits in ducks. Molecular Biology Reports, 39(8), 8027–8033. doi:10.1007/s11033-012-1649-1.

Xu, T.S, L.H. Gu, X.H. Zhang, B.G. Ye, X.L. Liu and S.S. Hou. (2013). Characterization of myostatin gene (MSTN) of Pekin duck and the association of its polymorphism with breast muscle traits.Genet. Mol. Res. 12(3): 3166-3177.

Xu, J., Gao, X., Li, X., Ye, Q., Jebessa, E., Abdalla, B. A., & Nie, Q. (2017). Molecular characterization, expression profile of the FSHR gene and its association with egg production traits in muscovy duck. Journal of genetics, 96(2), 341-351.

Ye, Q., Xu, J., Gao, X., Ouyang, H., Luo, W., & Nie, Q. (2017). Associations of IGF2 and DRD2 polymorphisms with laying traits in Muscovy duck. Peer J, 5, e4083.

Yurnalis, Husmaini and Sabrina, 2017. Polymorphisms of growth hormone gene exon 1 and their associations with body weight in pitalah andkumbang janti ducks. Int. J. Poult. Sci., 16: 203-208.

Zhang, C., W. Zhang, H. Luo, W. Yue, M. Gao, and Z. Jia. 2008. A new single nucleotide polymorphism in the IGF-I gene and its association with growth traits in the Nanjiang Huang goat. Asian-Australas. J. Anim. Sci. 21: 1073-1079.

Zhang, D. X., Xu, Z. Q., He, J., Ji, C. L., Zhang, Y., & Zhang, X. Q. (2015). Polymorphisms in the 5′-flanking regions of the GH, PRL, and Pit-1 genes with Muscovy duck egg production. Journal of animal science, 93(1), 28-34.

Zhang, Y. Y., Qin, Y. Y., Luo, H. L., & Wu, L. (2018). Genetic Association of The CYP7A1 Gene with Duck Lipid Traits. BioRxiv, 456475.

Zhang, Y., Li, W., Pan, L., & Lin, J. (2015). Association of the LXRα gene with meat quality traits in White Muscovy ducks. Animal Science Papers & Reports, 33(4).

Zhao, Z.H, H. Li, H. Yi, and B. Peng. (2016). The correlation between polymorphisms of the MSTN gene and slaughter traits in Sansui ducks. Pakistan J. Zool. 48(5): 1283-1290.

Nguyễn Thị Lan Anh, Hoàng Tuấn Thành