(Luận án tiến sĩ) đặc điểm sinh trưởng và mối tương quan đa hình gen POU1F1 với tính trạng sinh trưởng của dê địa phương định hóa

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NCS. NGUYỄN THỊ MINH THUẬN

ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG VÀ MỐI TƯƠNG QUAN
ĐA HÌNH GEN POU1F1 VỚI TÍNH TRẠNG SINH TRƯỞNG
CỦA DÊ ĐỊA PHƯƠNG ĐỊNH HĨA

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHĂN NI

THÁI NGUN - 2022

download by :


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NCS. NGUYỄN THỊ MINH THUẬN

ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG VÀ MỐI TƯƠNG QUAN
ĐA HÌNH GEN POU1F1 VỚI TÍNH TRẠNG SINH TRƯỞNG
CỦA DÊ ĐỊA PHƯƠNG ĐỊNH HĨA
Ngành: Chăn ni
Mã số: 9.62.01.05

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHĂN NUÔI

Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Trần Văn Phùng
2. TS. Phạm Bằng Phương

THÁI NGUYÊN - 2022

download by :


i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của riêng tơi, các số
liệu, kết quả trong luận án này là trung thực, không trùng lặp với những kết
quả đã được công bố và chưa từng sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đề tài và hoàn thành
luận án đều đã được cảm ơn, các thơng tin trích dẫn trong luận án đều đã được
chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả

Nguyễn Thị Minh Thuận

download by :


ii
LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành luận văn này, tơi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ của
nhiều tổ chức, cá nhân, các thầy, cô, bạn đồng nghiệp và gia đình.
Tơi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Nơng Lâm,
phịng Đào tạo, khoa Chăn ni Thú y - Trường Đại học Nông Lâm Thái
Nguyên đã trực tiếp giảng dạy tôi trong suốt thời gian học tập.
Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể cán bộ khoa Chăn nuôi Thú y, trường
Đại học Nông Lâm Thái Nguyên; Bộ mơn Dược Thú y đã nhiệt tình giúp đỡ,

tạo điều kiện thuận lợi nhất để tơi hồn thành đề tài nghiên cứu.
Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến các thầy hướng dẫn khoa
học: PGS.TS Trần Văn Phùng; TS. Phạm Bằng Phương trường Đại học
Nông Lâm đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt q trình thực hiện
đề tài và hồn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các cán bộ Viện
Khoa học sự sống - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã hết sức tạo
điều kiện, giúp đỡ tơi trong q trình thí nghiệm và thực hiện luận văn.
Tơi ln biết ơn gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp đã giúp đỡ, động
viên, hỗ trợ tôi trong suốt thời gian qua.
Tôi xin chân thành cảm ơn./.
Thái Nguyên, ngày 28 tháng 3 năm 2022
Tác giả

Nguyễn Thị Minh Thuận

download by :


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................ ix
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ .......................................................................... ix
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1

1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................ 1
2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................... 3
2.1. Mục tiêu chung ....................................................................................... 3
2.2. Mục tiêu cụ thể ....................................................................................... 3
3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài ..................................... 3
3.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................... 3
3.2. Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................... 3
4. Những đóng góp mới của đề tài ................................................................ 4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................ 5
1.1. Cơ sở khoa học về di truyền liên quan đến tính trạng sinh trưởng của dê ..... 5
1.1.1. Bản chất di truyền các tính trạng liên quan đến sinh trưởng ........... 5
1.1.2. Mối liên quan đa hình gen đến tính trạng sinh trưởng của dê ......... 7
1.1.3. Ảnh hưởng của giống - di truyền đến sinh trưởng của dê ............. 17
1.2. Ảnh hưởng của thức ăn dinh dưỡng đến sinh trưởng và sức sản xuất
thịt của dê..................................................................................................... 21
1.2.1. Ảnh hưởng của việc bổ sung và thay thế thức ăn thô xanh đến
sinh trưởng của dê.................................................................................... 23
1.2.2. Ảnh hưởng của việc bổ sung các sản phẩm sơ chế (bột lá, bột
các loại hạt tận thu của trồng bông, lanh, hạch nhân…) đến sinh
trưởng và sức sản xuất thịt của dê ........................................................... 27

download by :


iv
1.2.3. Ảnh hưởng của việc bổ sung phế phụ phẩm của chế biến thực
phẩm đến sinh trưởng của dê ................................................................... 30
1.2.4. Ảnh hưởng của rơm rạ được kiềm hóa đến sinh trưởng của dê .... 32
1.2.5. Ảnh hưởng của việc bổ sung thức ăn hỗn hợp đến sinh trưởng
của dê ....................................................................................................... 33

1.3. Đặc điểm của dê Định Hóa................................................................... 41
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ... 43
2.1. Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu ....................................... 43
2.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................ 43
2.2.1. Nội dung 1: Nghiên cứu sinh trưởng và sức sản xuất thịt của dê
Định Hóa .................................................................................................. 43
2.2.2. Nội dung 2: Nghiên cứu đa hình gen POU1F1 và mối tương
quan với tính trạng sinh trưởng của dê Định Hóa ................................... 43
2.2.3. Nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của kiểu gen của gen
POU1F1 và thức ăn bổ sung đến sinh trưởng của dê Định Hóa ............. 43
2.3. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 44
2.3.1. Nội dung 1: Nghiên cứu sinh trưởng và sức sản xuất thịt của dê
Định Hóa .................................................................................................. 44
2.3.2. Nội dung 2: Nghiên cứu đa hình gen POU1F1 và mối tương
quan với tính trạng sinh trưởng của dê Định Hóa ................................... 46
2.3.3. Nội dung 3. Nghiên cứu ảnh hưởng của kiểu gen của gen
POU1F1 và thức ăn bổ sung đến sinh trưởng của dê Định Hóa ............. 51
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................... 54
3.1 Nội dung 1: Khả năng sinh trưởng và sức sản xuất thịt của dê Định Hóa ..... 54
3.1.1. Sinh trưởng tích lũy của dê Định Hóa ........................................... 54
3.1.2. Sinh trưởng tuyệt đối của dê Định Hóa ......................................... 59
3.1.3. Sinh trưởng tương đối của dê Định Hóa........................................ 61
3.1.4. Kích thước một số chiều đo của dê Định Hóa ............................... 62
3.1.5. Kết quả khảo sát năng suất thịt của dê Định Hóa .......................... 64
3.1.6. Thành phần hóa học của thịt dê Định Hóa.......................................... 69

download by :


v

3.2 Nội dung 2: Nghiên cứu đa hình gen POU1F1 và mối tương quan
với tính trạng sinh trưởng của dê Định Hóa ................................................ 71
3.2.1. Tách chiết ADN hệ gen của dê Định Hoá ..................................... 71
3.2.2. Kết quả nhân đoạn exon 6 của gen POU1F1 trên dê Định Hóa ... 72
3.2.3. Mối tương quan đa hình kiểu gen của gen POU1F1 đến tính
trạng sinh trưởng của dê Định Hóa.......................................................... 78
3.2.4. Mối tương quan đa hình kiểu gen của gen POU1F1 đến tính
trạng sinh trưởng của dê Định Hóa theo tính biệt ................................... 81
3.3.1. Ảnh hưởng của kiểu gen của gen POU1F1 và thức ăn bổ sung
đến sinh trưởng của dê Định Hóa ............................................................ 84
3.3.2. Ảnh hưởng của kiểu gen của gen POU1F1 và thức ăn bô sung
đến năng suất thịt của dê Định Hóa ......................................................... 96
3.3.6. Tiêu tốn và chi phí thức ăn/kg tăng khối lượng của dê thí nghiệm .... 101
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................... 104
1. Kết luận.................................................................................................. 104
2. Đề nghị .................................................................................................. 105
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 106

download by :


vi

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

ADN:

Axit deroxyribonucleic

ARN:

Axit ribonucleic

Bq:

Becquerel

CS:

Cộng sự

ĐC:

Đối chứng

ĐVC:

Đơn vị Cacbon

Kg:

Kilogam

KL:

Khối lượng

NT:

Nghiệm thức

PCR:

Polymerase Chain Reaction

RFLP:

Restriction Fragment Length polymorphism

TA:

Thức ăn

TL:

Tỷ lệ

VCK:

Vật chất khô

download by :


vii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Các locus về tính trạng số lượng quan trọng trong kinh tế được
xác định ở dê ................................................................................................ 8
Bảng 2.1. Trình tự các cặp mồi sử dụng trong phản ứng PCR.................................. 47

Bảng 2.2.Thành phần phản ứng cắt gen POU1F1 bằng enzyme DdeI .................... 48
Bảng 2.3.Vị trí cắt của enzyme giới hạn ..................................................................... 48
Bảng 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của kiểu gen của gen
POU1F1 và thức ăn bổ sung đến sinh trưởng của dê Định Hóa ........ 52
Bảng 3.1. Khối lượng dê Định Hóa qua các tháng tuổi (kg/con) ............................. 54
Bảng 3.2. Sinh trưởng tuyệt đối của dê Định Hóa (g/con/ngày) ............................... 59
Bảng 3.3. Sinh trưởng tương đối của dê Định Hóa (%)............................................. 61
Bảng 3.4. Kích thước một số chiều đo của dê Định Hóa (cm) .................................. 62
Bảng 3.5. Kích thước một số chiều đo của dê Định Hóa theo tính biệt (cm) .......... 63
Bảng 3.6. Năng suất thịt của dê Định Hóa ở thời điểm 9 tháng tuổi......................... 65
Bảng 3.7. Năng suất thịt của dê Định Hóa ở thời điểm 12 tháng tuổi....................... 67
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của tuổi giết mổ đến năng suất thịt của dê Định Hóa........ 68
Bảng 3.9. Thành phần hóa học thịt dê Định Hóa ở thời điểm 9 tháng tuổi .............. 69
Bảng 3.10. Thành phần hóa học thịt dê Định Hóa ở thời điểm 12 tháng tuổi .......... 69
Bảng 3.11. Tỷ lệ kiểu gen và tần số allele của gen POU1F1 trên dê Định Hóa.......... 76
Bảng 3.12. Sự khác nhau về tần số allele của gen POU1F1 giữa các
giống dê ..................................................................................................... 77
Bảng 3.13. Tương quan giữa kiểu gen POU1F1 với sinh trưởng của dê Định
Hóa (kg) ..................................................................................................... 79
Bảng 3.14. Tương quan giữa kiểu gen của gen POU1F1 với sinh trưởng của
dê đực và dê cái (kg) ................................................................................. 82
Bảng 3.15. Khối lượng dê Định Hóa qua các tháng tuổi (kg/con) ............................ 85
Bảng 3.16. Sinh trưởng tuyệt đối của dê Định Hóa (g/con/ngày) ............................. 90

download by :


viii
Bảng 3.17. Ảnh hưởng tương tác của kiểu gen của gen POU1F1 và thức ăn
bổ sung đến khối lượng của dê Định Hóa ............................................... 92

Bảng 3.18. Ảnh hưởng của kiểu gen POU1F1 và thức ăn bổ sung đến năng
suất thịt của dê Định Hóa .......................................................................... 96
Bảng 3.19. Ảnh hưởng của kiểu gen của gen POU1F1 và thức ăn bổ sung
đến năng suất thịt của dê Định Hóa.......................................................... 98
Bảng 3.20. Tiêu tốn và chi phí thức ăn/kg tăng khối lượng của dê thí nghiệm ....... 102

download by :


ix
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc gen POU1F1..................................................................... 11
Hình 1.2. Sơ đồ mô phỏng các allele của gen POU1F1 ................................. 13
Hình 1.3. Sơ đồ mơ phỏng các kiểu gen của gen POU1F1 ............................ 13
Hình 1.4. Đoạn gen POU1F1 và vị trí cắt của enzyme DdeI .......................... 14
Hình 2.1. Chu kì nhiệt độ của phản ứng PCR khuyếch đại đoạn gen POU1F1 .......... 48
Hình 3.1A. ADN gen tách chiết từ mẫu tai dê Định Hóa ............................... 71
Hình 3.1B. ADN gen tách chiết từ mẫu tai dê Định Hóa ............................... 72
Hình 3.2A. Sản phẩm PCR khuếch đại từ đoạn gen POU1F1 của dê
Định Hóa ...................................................................................... 73
Hình 3.2B. Sản phẩm PCR khuếch đại từ đoạn gen POU1F1 của
Định Hóa ...................................................................................... 73
Hình 3.3A. Đa hình đoạn gen POU1F1 của dê Định Hóa phân tích
bằng enzyme DdeI. ....................................................................... 74
Hình 3.3B. Đa hình đoạn gen POU1F1 của dê Định Hóa phân tích
bằng enzyme DdeI. ....................................................................... 75
Hình 3.3C. Đa hình đoạn gen POU1F1 của dê Định Hố phân tích
bằng enzyme DdeI. ....................................................................... 75
Hình 1. Trình tự gen POU1F1 mẫu 29 ......................................................... 292
Hình 2. Trình tự gen POU1F1 mẫu 30 ......................................................... 293

Hình 3. Kết quả đăng ký trình tự gen POU1F1 trên ngân hàng gen
thế giới ........................................................................................ 288

download by :


x

download by :


xi
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Đồ thị 3.1. Sinh trưởng tích lũy của dê Định Hóa theo tính biệt ................... 58
Đồ thị 3.2. Khối lượng dê đực, dê cái mang kiểu gen D1D1 ở các giai
đoạn (Sơ sinh, 3, 6, 9, 12 tháng tuổi) ........................................... 82
Đồ thị 3.3. Khối lượng dê đực, dê cái mang kiểu gen D1D2 ở giai
đoạn (Sơ sinh, 3, 6, 9, 12 tháng tuổi) ........................................... 83
Đồ thị 3.4. Khối lượng của dê mang kiểu gen D1D1 và được bổ sung
các mức thức ăn 0, 15, 30%. ........................................................ 88
Đô thị 3.5: Khối lượng của dê mang kiểu gen D1 D2 và được bổ
sung các mức thức ăn 0, 15, 30 %................................................ 88
Đồ thị 3.6. Sinh trưởng tuyệt đối của dê Định Hóa ........................................ 91

download by :


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

Dê địa phương Định Hóa (dê Định Hóa) là giống dê bản địa, gắn liền với
đời sống của người dân huyện Định Hóa, tỉnh Thái Ngun. Dê có đặc điểm
ngoại hình khá đặc trưng của giống dê Cỏ, đó là tai nhỏ, ngắn, khả năng leo
trèo giỏi. Dê ở đây được nuôi theo phương thức quảng canh, người dân chăn
thả dê trên các triền đồi núi từ sáng cho đến chiều tối, lượng thức ăn thu nhận
được hoàn toàn phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên. Để bổ sung muối cho dê,
người dân thường pha muối vào nước cho dê uống trước khi đi chăn và sau
khi về chuồng. Dê Định Hóa có khối lượng nhỏ giống như các giống dê nội
nuôi ở các địa phương khác như dê Cỏ nuôi tại huyện Lạc Thủy, tỉnh Hịa
Bình (Đinh Văn Bình và Nguyễn Văn Trường, 2003) hay dê Cỏ nuôi tại
huyện Nho Quan tỉnh Ninh Bình (Phạm Kim Đăng và Nguyễn Bá Mùi, 2015)
và có khối lượng thấp hơn so với các giống dê lai, dê đã được cải tạo như dê
lai giữa giống (Saanen và Alpine) với dê Jumnapari; dê lai giữa dê Boer với
dê Cỏ; dê Bách Thảo lai với dê Cỏ...(Đậu Văn Hải và Cao Xuân Thìn, 2001;
Đinh Văn Bình và Nguyễn Văn Trường, 2003; Phạm Kim Đăng và Nguyễn
Bá Mùi, 2015; Gatew và cs., 2019...). Mặc dù có tầm vóc nhỏ, nhưng dê lại có
những ưu điểm nổi trội như khả năng thích nghi với điều kiện tự nhiên, tập
quán chăn nuôi, chất lượng thịt thơm ngon, phù hợp với thị hiếu của người
tiêu dùng. Trong quá trình phát triển, việc đưa các giống dê nhập nội như dê
Boer có năng suất cao vào huyện Định Hóa với mục đích cải tạo giống dê địa
phương đã khiến cho giống dê này đang có xu hướng suy giảm và hiện hữu
nguy cơ biến mất. Do vậy, cần thiết phải bảo tồn giống dê bản địa, vốn gắn
liền với đời sống và là một phần lịch sử, văn hoá, xã hội của cộng đồng các
dân tộc thiểu số Tày, Nùng, Dao, Hoa, Sán Chí,… của chiến khu Việt Bắc
năm xưa.

download by :


2

Tuy nhiên, với khối lượng khi xuất bán thấp, hiệu quả kinh tế không
cao, làm cho người dân không mấy quan tâm đầu tư phát triển giống dê bản
địa này. Một vấn đề đặt ra là làm thế nào để nâng cao khả năng sinh
trưởng, nâng cao tầm vóc của dê mà không ảnh hưởng đến đặc điểm của
giống? Đã có nhiều kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng sinh trưởng của dê là
tính trạng số lượng và chịu sự chi phối của nhiều gen như gen POU1F1,
GH, MSTN, BMP5 và IGF1 (Saleha và cs., 2012; Li và cs., 2016; Sahar và
cs., 2016; Lin và cs., 2017). Trong đó, gen POU1F1 (Pituitary - Specific
positive transcription factor 1) là gen đóng vai trị chủ đạo. Đây là gen mã
hóa cho protein, kiểm soát sự biểu hiện của một số gen liên quan đến sự
phát triển và biểu hiện hormone tuyến yên (PRL và GH và TSH - β)
(Simmons và cs., 1990, Steinelder và cs., 1991, Li và cs., 2016). Một số
nghiên cứu về mối tương tác của các kiểu gen của gen POU1F1 đến sinh
trưởng của dê cho thấy các kiểu gen D1D1, TT hoặc CC tác động tích cực
đến sinh trưởng của dê (Lan và cs., 2007; Lin và cs., 2017; Raziye và
Guldehen, 2019; Zhu và cs., 2019; Zhang và cs., 2019).
Về yếu tố ngoại cảnh, nhiều kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng, nếu chỉ
cho dê ăn một loại thức ăn đơn độc, duy nhất sẽ khiến cho khối lượng của dê
tăng chậm hoặc giảm (Tesfaye và cs., 2008; Tadesse và cs., 2013; Samson và
cs., 2016; Liliane và cs., 2021...). Nhiều cơng trình trong và ngồi nước đã
cho thấy, khi bổ sung thêm thức ăn thô xanh, thức ăn phế phụ phẩm hoặc thức
ăn hỗn hợp cho dê đã góp phần nâng cao khả năng sinh trưởng, sức sản xuất
thịt của dê (Nguyen Thi Mui và cs., 2002; Duong Nguyen Khang và cs., 2005;
Seid và cs., 2012; Ngô Thị Thùy và cs., 2016; Tadesse và cs., 2016; Ho Quoc
Dat và cs., 2018; Truong Thanh Trung và Nguyen Van Thu, 2018; Bewketu
và cs., 2018; Brand và cs., 2019...).

download by :

3
Việc lựa chọn được những cá thể dê có kiểu gen liên quan đến sinh
trưởng kết hợp với bổ sung thêm thức ăn sẽ cải thiện đáng kể khả năng sinh
trưởng của dê. Xuất phát từ đó, chúng tơi thực hiện đề tài: “Đặc điểm sinh
trưởng và mối tương quan đa hình gen POU1F1 với tính trạng sinh trưởng
của dê địa phương Định Hóa”.
2. Mục tiêu của đề tài
2.1. Mục tiêu chung
Đánh giá được khả năng sinh trưởng, tương quan đa hình gen POU1F1
và ảnh hưởng của kiểu gen của gen POU1F1 và thức ăn bổ sung đến sinh
trưởng của dê, góp phần bảo tồn và phát triển dê Định Hóa.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá được khả năng sinh trưởng của dê Định Hóa.
- Đánh giá được tương quan đa hình của gen POU1F1 đến tính trạng
sinh trưởng của dê Định Hóa.
- Xác định được ảnh hưởng của kiểu gen của gen POU1F1 và thức ăn bổ
sung đến sinh trưởng và sức sản xuất thịt của dê Định Hóa.
3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần bổ sung cơ sở dữ liệu khoa học về
đặc điểm sinh trưởng của dê Định Hóa, về mối tương quan đa hình gen POU1F1
đến sinh trưởng của dê và ảnh hưởng của kiểu gen của gen POU1F1 và bổ sung
thêm thức ăn tinh vào khẩu phần ăn đến khả năng sinh trưởng của dê Định Hóa.
Kết quả của đề tài cịn là tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu tiếp theo và làm
tài liệu giảng dạy trong các cơ sở đào tạo chuyên ngành chăn nuôi.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đánh giá được mối tương quan của kiểu gen của gen POU1F1 đến khả
năng sinh trưởng của dê Định Hóa, từ đó giúp các nhà khoa học nghiên cứu

download by :

4
về giống định hướng được chiến lược khai thác và phát triển nguồn gen giống
vật nuôi bản địa phục vụ công tác bảo tồn.
Đánh giá được ảnh hưởng của kiểu gen của gen POU1F1 và thức ăn bổ
sung đến khả năng sinh trưởng và sức sản xuất thịt của dê Định Hóa, là cơ sở
để khuyến cáo người dân ứng dụng vào thực tế chăn ni, góp phần nâng cao
năng suất và hiệu quả chăn nuôi dê, thực hiện tốt chiến lược bảo tồn và phát
triển nguồn gen bản địa.
4. Những đóng góp mới của đề tài
Đề tài là cơng trình nghiên cứu có hệ thống và có một số đóng góp mới cho
khoa học:
- Đã xác định được mối tương quan của kiểu gen của gen POU1F1 đến tính
trạng sinh trưởng của dê Định Hóa.
- Đã xác định ảnh hưởng của kiểu gen của gen POU1F1 và thức ăn bổ
sung đến khả năng sinh trưởng và năng suất thịt của dê Định Hóa.

download by :


5
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học về di truyền liên quan đến tính trạng sinh trưởng của dê
1.1.1. Bản chất di truyền các tính trạng liên quan đến sinh trưởng
Sinh trưởng là q trình tích lũy các chất do đồng hóa và dị hóa, là sự
tăng lên về chiều cao, chiều dài, chiều ngang, khối lượng của các bộ phận và
toàn bộ cơ thể con vật trên cơ sở đặc tính di truyền từ thế hệ trước. Thực chất
của sinh trưởng chính là sự tăng trưởng và sự phân chia của các tế bào trong

cơ thể (Dương Mạnh Hùng và cs., 2017). Bản chất về sự tăng khối lượng, thể
tích tế bào cũng như tồn bộ cơ thể là do q trình tích lũy các chất dinh
dưỡng thông qua thức ăn, trao đổi chất với ngoại cảnh làm cho cơ thể đạt tới
khối lượng nhất định nào đó (bởi khả năng này cịn được quy định bởi gen di
truyền mà thế hệ trước để lại). Tế bào phân chia mạnh ở giai đoạn phát triển
của phôi thai, tăng thể tích và các chất chứa trong tế bào và đó là cả q trình
từ khi hình thành phơi thai tới khi cơ thể đạt tới sự ổn định về thể vóc.
Theo quan điểm di truyền học, sinh trưởng thuộc tính trạng số lượng. Ở
tính trạng này có sự sai khác về mức độ các cá thể, rõ nét hơn là sự sai khác
về chủng loại. Vì vậy, khi nghiên cứu tính trạng về số lượng là nghiên cứu
đặc điểm di truyền và ảnh hưởng của môi trường xung quanh tác động lên các
tính trạng đó.
Giá trị đo lường của tính trạng số lượng trên một cá thể được gọi là giá
trị kiểu hình (Phenotype value - P). Các giá trị có liên quan với kiểu gen là giá
trị kiểu gen (Genotype value - G). Giá trị có liên hệ với môi trường là sai lệch
môi trường (Environmental deviation - E). Vì vậy kiểu gen quy định một giá
trị nào đó của kiểu hình và mơi trường gây ra một sự sai lệch với giá trị kiểu

download by :


6
gen theo hướng này hoặc hướng khác. Những tính trạng có lợi ích kinh tế như
tăng khối lượng, tăng năng suất thịt... đều là tính trạng số lượng, mà tính trạng
này phải có mơi trường thích hợp mới biểu hiện hoàn toàn.
Theo quy luật di truyền sự biểu hiện kiểu hình chính là kiểu gen và chịu
sự tác động của môi trường. Quan hệ này được biểu thị bằng công thức:
P=G+E
Giá trị kiểu gen (G) của tính trạng số lượng do nhiều gen có hiệu ứng
nhỏ (minorgen) cấu tạo thành. Đó là các gen mà hiệu ứng riêng biệt của từng

gen thì rất nhỏ, nhưng tập hợp nhiều gen nhỏ sẽ có ảnh hưởng rõ rệt tới tính
trạng nghiên cứu, hiện tượng này gọi là hiện tượng đa gen (polygen). Các
minorgen này tác động lên tính trạng theo 3 phương thức cộng gộp, trội và át
gen, vì vậy giá trị kiểu gen hoạt động thể hiện qua cơng thức:
G=A+D+I
Trong đó G là giá trị kiểu gen; A là giá trị cộng gộp và đóng vai trị
quan trọng nhất của kiểu gen vì nó ổn định, có thể xác định được và di truyền
cho đời sau; D là giá trị sai lệch trội và I là giá trị sai lệch tương tác và cũng
có vai trị quan trọng vì đó là giá trị giống đặc biệt và chỉ xác định thông qua
con đường thực nghiệm.
Các tính trạng số lượng cịn chịu ảnh hưởng của sai lệch môi trường (E),
bao gồm 2 thành phần là Eg và Es, do đó E được biểu diễn qua cơng thức:
E = Eg + Es
Trong đó Eg (Genral Environmental Deviation) là sai lệch môi trường
chung, do các nhân tố môi trường tác động thường xuyên lên tính trạng một
cách lâu dài. Đó là các yếu tố thức ăn, khí hậu, chế độ chăm sóc, ni
dưỡng… tác động lên một nhóm cá thể hay một quần thể gia súc. Es (Special
Environmental Deviation) là sai lệch môi trường riêng, do các nhân tố môi

download by :


7
trường tác động riêng rẽ lên từng cá thể riêng biệt trong nhóm vật ni hoặc
một vài bộ phận riêng của một cá thể nào đó trong quần thể trong một thời
gian ngắn và không thường xuyên.
Tổng quát lại, quan hệ giữa kiểu gen, kiểu hình và mơi trường của một
cá thể được thể hiện như sau:
P = G + E = A + D + I + Eg + Es
Như vậy, các tính trạng năng suất ở các vật nuôi khác cũng như ở dê là

kết quả tác động giữa các yếu tố di truyền và các yếu tố môi trường. Yếu tố di
truyền được thể hiện cao hay thấp phụ thuộc vào nhiều môi trường sống, đặc
biệt là các yếu tố khí hậu, thức ăn, chăm sóc, ni dưỡng, quản lý. Vì thế
trong thực tiễn cơng tác giống, muốn vật nuôi đạt được năng suất chất lượng
cao, cần phải chú ý đến việc thay đổi kiểu gen (G) qua việc tiến hành chọn lọc
chặt chẽ giá trị gây giống (A), lai tạo để có những tổ hợp gen mới (D và I),
kết hợp với việc cải tiến môi trường ni dưỡng, chăm sóc đối với con vật
(Trần H Viên, 2001).
1.1.2. Mối liên quan đa hình gen đến tính trạng sinh trưởng của dê
1.1.2.1. Tổng quan về một số gen liên quan đến tính trạng sinh trưởng của dê
Trong nghiên cứu về gen trên gia súc, hàng nghìn, hàng trăm các locus
về tính trạng số lượng - QTL (quantitative trait loci) đã được xác định và có 9
bộ gen đã được sàng lọc, kiểm tra các đặc điểm như hình thể, sự tăng trưởng,
chất lượng sợi (fiber quality), chất lượng, thành phần của sữa và nghiên cứu
đạt được những tiến bộ đáng kể nhưng chỉ có một số ít nghiên cứu đã xác
định được các locus về tính trạng số lượng QTL ở dê. Việc phân tích di truyền
về đặc điểm sản xuất ở dê hiếm khi được thực hiện trên quy mơ tồn bộ hệ
gen mà có một số nghiên cứu xác định mô tả một số đặc điểm nhỏ lẻ, có thể
kể đến trong bảng 1.1.

download by :


8
Bảng 1.1. Các locus về tính trạng số lượng quan trọng
trong kinh tế được xác định ở dê
Đặc điểm

Kiểu hình
Chiều dài đầu

Hình thể

Chiều dài cơ thể

Nhiễm
sắc thể

Angora

Marrube và
cs. (2007)

Angora

Visser và
cs. (2013)

Rayini

Mohammad
Abadi và
cs. (2009)

8
2

Chu vi vòng ngực

9

Khối lượng cơ thể

4, 8, 17, 27

Sự phát triển Khối lượng cơ thể,
mức tăng trung
bình hàng ngày

Tài liệu
tham khảo

1,4

Độ sâu ngực

Cân nặng cai sữa

Quần
thể dê

16, 19
1, 2, 5

Các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của gen đến tính trạng sinh trưởng
và tính trạng quy định năng suất thịt rất ít. Chỉ có kết quả nghiên cứu về các
locus được phân tích chuyên sâu nhất là những locus liên quan đến hormone
tăng trưởng như GH, IGF-I, leptin (LEP), MSTN, POU1F1. Những gen này
điều khiển quá trình cấu tạo xương, khối lượng lúc sơ sinh, khối lượng lúc cai
sữa, thể trạng và sinh trưởng của cơ.

Trong đó, gen GH là hormone do thùy trước tuyến yên tiết ra. Gen nằm
trên nhiễm sắc thể 19q22 của dê (Schibler và cs., 1998; Pinton và cs., 2000),
được mã hóa bởi 1.800 cặp cơ sở (bq), bao gồm 5 exon và được phân tách
bằng 4 chuỗi tương tác (Kioka và cs., 1989). Hormone GH còn được gọi là
somatotropic hormone (SH) hay somatotropin là một protein có kích thước
nhỏ với 191 axit amin tạo thành chuỗi đơn có khối lượng phân tử 22.005
đvC. Gen GH có tác dụng làm phát triển hầu hết các mơ có khả năng tăng
trưởng trong cơ thể. Do đó làm tăng khối lượng cơ thể, kích thước các phủ
tạng, chuyển các tế bào sụn thành các tế bào tạo xương. Gen GH có vai trị,

download by :


9
kích thích sinh tổng hợp protein do tăng vận chuyển axit amin qua màng tế
bào, tăng cường quá trình sao chép ADN và tạo ARN thông tin, tạo năng
lượng từ nguồn lipid do làm tăng thối hố lipid. Ngồi ra, gen GH cịn có
tác dụng lên q trình chuyển hố carbohydrat. Gen GH được tiết ra dưới sự
điều khiển gần như hoàn toàn của hai hormone vùng dưới đồi là GHRH và
GHIH. Nhiều nghiên cứu về đa hình gen GH đã xác định được vùng điều
khiển, vùng không dịch mã, vùng exon. Một số vị trí đa hình đã được mô tả
đặc điểm cụ thể về sự thay đổi nucleotid và amino acid, trong đó 2 vị trí đa
hình định vị trên exon 1 và 2; 4 vị trí trên exon 3; 7 vị trí trên exon 4 và 5 vị
trí trên exon 5 (Missohou và cs., 2006).
Gen IGF (insulin - like growth factor) đóng vai trị quan trọng trong sự
phát triển của các lồi động vật có vú (Zhang và cs., 2008), gen kích thích các
q trình đồng hóa giúp tế bào tăng sinh, phát triển khung xương, tóc và
protein tổng hợp. Gen IGF - I (insulin - like growth factor 1) được mã hóa bởi
một gen duy nhất nằm trên nhiễm sắc thể 5 (Schibler và cs, 1998), bao gồm 3
exon sinh trưởng (1 w, 1 và 1a) và 3 exon (3, 4 và 6), trong đó exon 3 và exon

4 mã hóa IGF - I trưởng thành peptit (Mikawa và cs., 1995). Hệ thống tín hiệu
IGFs, bao gồm IGF - I, IGF - II và 6 liên kết protein (IGFBP - 1 - IGFBP - 6)
đóng vai trị quan trọng trong q trình sinh trưởng, phát triển của vật nuôi
(Miller và Gore, 2001; Li và cs., 2006; Lan và cs., 2007). Đến nay, cũng đã có
nhiều nghiên cứu về đa hình gen IGF-I trên gia súc. Đa hình của gen IGF-I
với mức độ tăng trưởng hàng ngày trên giống gia súc Pesisir địa phương từ
miền đông Sumatera, Indonesia. Nghiên cứu đã chỉ ra trong 3 đa hình gen,
chỉ có 1 đa hình IGF-I/Rsal có liên kết với tăng trường hàng ngày trung bình
trên gia súc Pesisir (Yurrnalis và cs., 2017).
Gen MSTN cịn có tên là myostatin (cịn được gọi là gen yếu tố tăng
trưởng và khác biệt - 8, GDP - 8). Gen MSTN nằm trên NST 2q11 - q12
(Schibler và cs., 1998; Pinton và cs., 2000). Gen MSTN được coi là một gen

download by :


10
đóng vai trị quan trọng cho sinh trưởng và phát triển của vật ni vì nó ức
chế sự sinh trưởng của tế bào cơ, giữ cho kích thước cơ bắp ở trạng thái được
kiểm soát. Các tế bào cơ bắp tăng sinh, tạo nên những sợi cơ và búi cơ phát
triển mạnh hơn, có khối lượng cơ bắp và sức mạnh lớn hơn so với những cá
thể bình thường. Vì vậy, gen này đã được nghiên cứu và ứng dụng nhiều
trong chăn ni nói chung và chăn ni dê nói riêng (Supakorn, 2009; Zhang
và cs, 2012). Li và cs. (2006) đã giải trình tự gen để xác định các đa hình
nucleotide đơn (SNP) của đoạn 379 bp bao gồm một phần của exon 2 và exon
3 của gen MSTN. Tổng cộng có 8 SNP (A1980G, G1981C, A1982G,
G1984T, A2121G, T2124C, G2174A và A2246G) đã được xác định trong số
các con dê được giải trình tự. Các SNP được tìm thấy đều nằm trong exon 2
ngoại trừ A2246G, là một đột biến tương đồng ở exon 3. Bốn haplotype được
sắp xếp từ tám SNP này, trong đó haplotype I (AGAGATGA) và haplotype II

(GCGTGTAA) là hai haplotype chính với tần suất lần lượt là 77,8% và 14,8%.
SNP được tìm thấy ở các vị trí 1980, 1981, 1982, 1984 và 2121 có thể được liên kết
hoàn toàn. Nhiều nghiên cứu cũng cho thấy tương quan giữa đa hình gen MSTN
với đặc điểm sinh trưởng ở dê (Risu Na, 2020; Yi Bi, 2021; Zhengyi He, 2018).
Nghiên cứu sàng lọc đa hình gen MSTN trên dê đen Dazu cho thấy, có tổng 20 vị
trí đa hình nucleotid đơn (SNP) trên 148 con dê đen và các con dê có kiểu đa hình
nucleotid GtC 3 có trọng lượng sinh và trọng lượng cai sữa cao hơn các kiểu gen
còn lại (Risu Na, 2020).
Gen POU1F1 (Pituitary - Specific positive transcription factor 1) là yếu
tố phiên mã đặc hiệu tuyến yên, còn được gọi với tên khác như PIT-1 hoặc
GHF-1. Gen POU1F1 điều hoà dương cho gen GH, prolactin, hormone kích
hoạt thyroid và chính nó trong động vật có vú (Lan và cs., 2007) mã hóa cho
protein kiểm sốt sự biểu hiện của một số gen liên quan đến sự phát triển và
biểu hiện hormone tuyến yên (PRL và GH và TSH - β) (Simmons và cs.,
1990, Steinelder và cs., 1991, Li và cs., 2016). Gen POU1F1 có kích thước

download by :


11
dài 450 bp, nó mã hóa cho protein quy định sự biểu hiện của một số gen liên
quan tích cực đến các tính trạng sinh sản và các tính trạng khối lượng của động vật có
vú. Gen POU1F1 nằm trên NST 1q21 - 22 là một gen có chiều dài 16.078 bp, gồm 6
exon có vị trí nucleotide trên gen (1..264, 3862..4011, 10973..11197, 13638..13802,
14552..14612, 15633..16078) được mơ tả trên hình 1.1, gen mã hóa cho protein quy
định sự biểu hiện của một số gen liên quan tích cực đến các tính trạng sinh sản và các
tính trạng khối lượng của các lồi động vật có vú (Woollard và cs., 2000). Protein
POU1F1 có ba miền cấu trúc quan trọng miền kích hoạt phiên mã N-terminal (chủ yếu
là mã exon 1, exon 2 và exon 3 của gen POU1F1), vùng đặc thù POU (chủ yếu là mã
exon 3 và exon 4 của gen POU1F1) và vùng tương đồng POU (chủ yếu là mã exon 5

và exon 6 của gen POU1F1). POU1F1 chủ yếu được biểu hiện ở các tế bào tuyến yên
trước. Chức năng chính của nó là điều chỉnh sự phân hóa tế bào và phát triển của động
vật. Nó có thể nhận ra chuỗi gen cụ thể và kết hợp với nó, dẫn đến sự phiên mã gen nội
bào, phiên mã và biểu hiện của hormone tăng trưởng, prolactin, kích thích tuyến giáp
hormone tế bào B ở tuyến yên trước, ảnh hưởng đến sự tăng trưởng, phát triển và sinh
sản của động vật (Lan và cs., 2007).

Hình 1.1. Cấu trúc gen POU1F1

download by :


12
1.1.2.2. Đa hình gen và mối tương quan đa hình kiểu gen của gen POU1F1
đến tính trạng sinh trưởng
Tính đa hình gen do allele quyết định, gen có nhiều allele thì tính đa hình
càng cao. Các nghiên cứu đa hình gen ở dê đều nhằm mục đích đánh giá các
biến thể di truyền trong và giữa các giống để phục vụ mục đích bảo tồn giống,
đồng thời xác định được mối tương quan đa hình gen của các gen liên quan đến
các tính trạng sinh trưởng của dê. Trên cơ sở đó giúp các nhà khoa học đưa ra
được các phương án cải thiện di truyền giống, lựa chọn được những cá thể vượt
trội về tính trạng sinh trưởng.
Trong các gen liên quan đến tính trạng sản xuất của dê thì gen POU1F1
là gen quan trọng. Gen POU1F1 khơng những liên quan đến tính trạng sinh
trưởng mà cịn liên quan đến tính trạng sinh sản, năng suất và chất lượng sữa
do gen này tham gia điều khiển hoạt động của các gen GH, PRL và TSHβ
(Feng và cs., 2012; Daga và cs., 2013; Lan và cs., 2009).
Khi phân tích đa hình đoạn gen POU1F1 bằng enzyme DdeI thu được
các dạng allele tương ứng như sau:
Allele D1: 200 bp - 118 bp - 102 bp - 20 bp - 11 bp

Allele D2: 200 bp - 118 bp - 113 bp - 20 bp
Từ 2 allele trên ta có các kiểu gen tương ứng như sau:
Kiểu gen D1D1 gồm các băng có kích thước 200 bp - 118 bp - 102 bp 20 bp - 11 bp. Các cá thể mang kiểu gen D1D1 là các cá thể đồng hợp tử về
đoạn cắt gen POU1F1. Khi điện di sẽ thu được 3 băng có kích thước 200 bp,
118 bp và 102 bp. Hai băng có kích thước 20 bp và 11 bp q nhỏ khơng thể
nhìn thấy sau khi điện di.
Kiểu gen D1D2 gồm các băng có kích thước 200 bp - 118 bp - 113 bp 102 bp - 20 bp - 11 bp. Các cá thể mang kiểu gen D1D2 là các cá thể dị hợp tử
về đoạn cắt gen POU1F1. Sau khi điện di sẽ thu được 4 băng có kích thước
200 bp, 118 bp, 113 bp và 102 bp. Hai băng có kích thước 20 bp và 11 bp q
nhỏ khơng thể nhìn thấy sau khi điện di.

download by :