Nghiên cứu đa dạng di truyền quần thể chó phú quốc dựa trên trình tự HV1 thuộc vùng CR trên hệ gen ty thể
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.63 MB, 159 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
THÁI KẾ QUÂN
NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN QUẦN THỂ
CHÓ PHÚ QUỐC DỰA TRÊN TRÌNH TỰ HV1
THUỘC VÙNG CR TRÊN HỆ GEN TY THỂ
LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2019
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
THÁI KẾ QUÂN
NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN QUẦN THỂ
CHÓ PHÚ QUỐC DỰA TRÊN TRÌNH TỰ HV1
THUỘC VÙNG CR TRÊN HỆ GEN TY THỂ
Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học
Mã số: 9420201
LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Trần Hoàng Dũng
2. TS. Chung Anh Dũng
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2019
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự định hướng,
góp ý của hai Thầy hướng dẫn và sự giúp đỡ của các thành viên trong nhóm nghiên
cứu. Các kết quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố
trong bất kỳ công trình nào của người khác. Các kết quả cũng đã được những người
tham gia thực hiện đồng ý cho phép tôi sử dụng trong luận án. Tôi xin hoàn toàn
chịu trách nhiệm về những số liệu, kết quả trong luận án này.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày
tháng
Nghiên cứu sinh
Thái Kế Quân
năm 2019
ii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được luận án, tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, hỗ trợ từ các
Thầy Cô, cơ quan, đồng nghiệp và người thân. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến:
PGS.TS. Trần Hoàng Dũng và TS. Chung Anh Dũng đã hướng dẫn, động
viên và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận án.
Thầy Cô, các cán bộ ở Viện Khoa học kỹ thuật nông nghiệp miền Nam đã
hướng dẫn, truyền dạy các kiến thức cho tôi qua các môn học, các buổi sinh hoạt
học thuật, cũng như tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong việc hoàn thành các thủ
tục, hồ sơ trong quá trình học.
Ban Giám Hiệu Trường Đại học Sài Gòn đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành
tốt công việc học tập, nghiên cứu, hoàn thành luận án cũng như việc giảng dạy tại
Trường.
Công ty TNHH CNSH Khoa Thương đã tư vấn, hỗ trợ các thiết bị như máy
đo OD, máy PCR, và giải trình tự DNA, giúp tôi hoàn thành tốt các công việc của
luận án.
PGS.TS Lê Huyền Ái Thúy, đã giúp đỡ tôi những lúc khó khăn, đã kết nối và
động viên tôi bắt đầu với đề tài nghiên cứu này.
Anh Lê Quốc Tuấn, chủ Trung tâm bảo tồn chó xoáy Phú Quốc – Trang trại
Thanh Nga đã cung cấp nhiều thông tin về đặc điểm, tập tính chó lưng xoáy Phú
Quốc, và tạo điều kiện cho chúng tôi thu mẫu lông chó lưng xoáy Phú Quốc.
Các bạn, các em Trần Quốc Thắng Hoa, Nguyễn Thị Ái Nữ (bác sĩ thú y Quận Bình Thạnh), Lại Kiều Oanh (bác sĩ thú y - Quận 1), Nguyễn Thị Như (Trạm
Thú y Quận Bình Tân) đã hỗ trợ tôi rất nhiều trong việc kết nối với chủ nuôi chó, và
thu thập các mẫu lông chó lưng xoáy Phú Quốc ở khu vực Thành phố Hồ Chí Minh.
Các đồng nghiệp, thành viên trong nhóm nghiên cứu: Nguyễn Thành Công,
Nguyễn Văn Tú, Hoàng Thảo Thanh Tú, Trần Anh Hoàng, Quan Quốc Đăng,
iii
Huỳnh Văn Hiếu đã hỗ trợ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận
án.
Cảm ơn gia đình, cảm ơn Má, Huyền và các con đã luôn ở bên Quân.
TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng
Thái Kế Quân
năm 2019
iv
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iv
DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................................... viii
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................ x
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................... xi
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Giới thiệu ............................................................................................................ 1
2. Mục tiêu của đề tài .............................................................................................. 2
2.1. Mục tiêu chung ............................................................................................ 2
2.2. Mục tiêu cụ thể ............................................................................................ 2
3. Những đóng góp mới của đề tài .......................................................................... 3
4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài ............................................... 3
4.1. Ý nghĩa khoa học ......................................................................................... 3
4.2. Ý nghĩa thực tiễn ......................................................................................... 3
5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 4
5.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................. 4
5.2. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................... 4
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 5
1.1. Tổng quan về chó lưng xoáy Phú Quốc ........................................................... 5
1.1.1. Giới thiệu về chó lưng xoáy Phú Quốc .................................................... 5
1.1.2. Phân loại chó lưng xoáy Phú Quốc .......................................................... 5
1.1.3. Đặc điểm hình thái và tập tính của chó lưng xoáy Phú Quốc .................. 6
1.1.4. Các nghiên cứu về nguồn gốc và di truyền chó lưng xoáy Phú
Quốc ......................................................................................................... 9
1.2. Đặc điểm di truyền của tính trạng xoáy lưng ................................................ 11
1.3. Hệ gen ty thể của chó..................................................................................... 13
v
1.3.1. Cấu trúc hệ gen ty thể của chó ............................................................... 13
1.3.2. Cấu trúc và đặc điểm di truyền vùng CR trên hệ gen ty thể của chó ..... 14
1.4. Các nghiên cứu về nguồn gốc tiến hóa, phát sinh chủng loại và đa dạng
di truyền của chó ........................................................................................... 16
1.4.1. Các nghiên cứu khảo cổ ......................................................................... 16
1.4.2. Các nghiên cứu di truyền hiện đại .......................................................... 20
1.4.2.1. Các chỉ thị phân tử được dùng trong nghiên cứu ........................... 20
1.4.2.2. Nghiên cứu về nguồn gốc tiến hóa của chó nhà ............................. 23
1.4.2.3. Nghiên cứu về đa dạng di truyền của các giống chó ...................... 27
1.5. Cơ sở dữ liệu DNA GenBank và dữ liệu vùng trình tự HV1 DNA ty thể ..... 31
1.5.1. Cơ sở dữ liệu DNA GenBank ................................................................. 31
1.5.2. Dữ liệu về trình tự vùng HV1 DNA ty thể trên GenBank ...................... 32
1.6. Nhận định chung về vấn đề nghiên cứu sự đa dạng di truyền của quần
thể chó lưng xoáy Phú Quốc ......................................................................... 33
CHƢƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 35
2.1. Nội dung nghiên cứu...................................................................................... 35
2.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 37
2.2.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu và công cụ định loại haplotype đoạn 582
cặp base vùng HV1 DNA ty thể............................................................. 37
2.2.1.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu các trình tự đoạn 582 cặp base vùng
HV1DNA ty thể ................................................................................ 37
2.2.1.2. Đánh số nucleotide và trình bày các đột biến ................................ 39
2.2.1.3. Xác định haplotype và hiệu chỉnh dữ liệu ....................................... 39
2.2.1.4. Công cụ xác định haplotype vùng HV1 của DNA ty thể ................. 40
2.2.1.5. Xây dựng cây phát sinh chủng loại ................................................. 41
2.2.2. Xác định trình tự nucleotide đoạn 582 cặp base vùng HV1 DNA ty
thể của chó nhà Việt Nam và chó lưng xoáy Phú Quốc......................... 41
2.2.2.1. Dụng cụ và thiết bị sử dụng ............................................................ 41
2.2.2.2. Thu thập và xử lý mẫu ..................................................................... 42
vi
2.2.2.3. Tách chiết DNA tổng số từ lông chó ............................................... 44
2.2.2.4. Kiểm tra độ tinh sạch DNA bằng quang phổ kế ............................. 46
2.2.2.5. Khuếch đại trình tự vùng HV1 bằng phản ứng PCR ...................... 47
2.2.2.6. Giải trình tự và biên tập trình tự..................................................... 48
2.2.3. Đánh giá sự đa dạng di truyền của chó lưng xoáy Phú Quốc dựa
trên đoạn 582 cặp base vùng HV1 DNA ty thể...................................... 49
2.2.3.1. Xác định độ đa dạng haplotype ...................................................... 49
2.2.3.2. Xác định độ đa dạng nucleotide...................................................... 50
2.2.3.3. Xây dựng mạng lưới quan hệ của các haplotype ............................ 51
2.2.3.4. Xác định khoảng cách di truyền giữa hai quần thể ........................ 51
2.2.3.5. Phân tích phương sai phân tử (AMOVA) ........................................ 52
2.2.4. Nhận định nguồn gốc của chó lưng xoáy Phú Quốc .............................. 53
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 54
3.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu đoạn 582 cặp base vùng HV1 DNA ty thể chó ....... 54
3.1.1. Cơ sở dữ liệu đoạn 582 cặp base vùng HV1 DNA ty thể chó ................ 54
3.1.2. Hiệu chỉnh dữ liệu .................................................................................. 55
3.1.3. Công cụ xác định haplotype vùng HV1 của DNA ty thể ....................... 57
63
3.2. Xác định trình tự đoạn 582 cặp base vùng HV1 DNA ty thể chó nhà
Việt Nam và chó lưng xoáy Phú Quốc.......................................................... 64
3.2.1 Xác định quy trình tách chiết DNA từ lông chó ...................................... 64
3.2.1.1. Khảo sát các điều kiện cho quy trình tách chiết DNA .................... 64
3.2.1.2. So sánh hiệu quả của quy trình tách chiết DNA từ lông chó .......... 67
3.2.2. Tách chiết DNA từ lông chó ................................................................... 70
3.2.3. Khuếch đại vùng HV1 ............................................................................ 70
3.2.4. Đọc và biên tập trình tự nucleotide ........................................................ 72
3.2.5. Xác định haplotype của các mẫu chó lưng xoáy Phú Quốc và chó
nhà Việt Nam ......................................................................................... 73
3.3. Đa dạng di truyền vùng HV1 DNA ty thể chó lưng xoáy Phú Quốc ............ 76
vii
3.3.1. Sự đa dạng ở cấp độ nucleotide .............................................................. 76
3.3.2. Sự đa dạng ở cấp độ haplotype............................................................... 79
3.3.3. Quan hệ di truyền của chó lưng xoáy Phú Quốc với các giống chó
khác ........................................................................................................ 86
3.3.3.1. Quan hệ di truyền của chó lưng xoáy Phú Quốc với các giống
chó khác trên thế giới ...................................................................... 86
3.3.3.2. Quan hệ di truyền của chó lưng xoáy Phú Quốc và chó nhà
Việt Nam ........................................................................................... 89
3.3.3.3. Quan hệ di truyền của chó lưng xoáy Phú Quốc và chó nhà
Việt Nam tại Kiên Giang .................................................................. 91
3.4. Nhận định về nguồn gốc của chó lưng xoáy Phú Quốc ................................. 93
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ .................................................................................. 100
I. Kết luận ........................................................................................................... 100
II. Kiến nghị ........................................................................................................ 101
CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .......................... 102
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 103
PHỤ LỤC ............................................................................................................ PL-1
viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Chó lưng xoáy Phú Quốc ............................................................................6
Hình 1.2: Một số kiểu xoáy lưng ở chó lưng xoáy Phú Quốc ....................................8
Hình 1.3: Cấu trúc hệ gen DNA ty thể của chó ........................................................14
Hình 1.4: Vị trí và thành phần vùng CR trong DNA ty thể chó ...............................15
Hình 1.5: Vị trí của “điểm nóng” trong vùng HV1 ...................................................16
Hình 1.6: Một vài cột mốc trong lịch sử tiến hóa của chó và của người ..................19
Hình 1.7: Các haplotype của DNA ty thể chó gom thành 6 haplogroup A, B,
C, D, E, F trên cây tiến hóa. ....................................................................24
Hình 1.8: Vị trí khởi đầu và con đường di cư của chó ..............................................26
Hình 2.1: Quy trình thực hiện các nội dung nghiên cứu ...........................................36
Hình 2.2: Mô hình dữ liệu .........................................................................................37
Hình 2.3: Quy trình thu thập và lưu trữ dữ liệu ........................................................38
Hình 2.4: Sơ đồ hoạt động của công cụ xác định haplotype "Haplotype
identifier” .................................................................................................41
Hình 2.5: Vị trí thu mẫu và số lượng mẫu thu được .................................................43
Hình 2.6: Quy trình tách chiết DNA .........................................................................46
Hình 2.7: Vị trí các mồi sử dụng trong phản ứng PCR và trong giải trình tự...........48
Hình 2.8: Một đoạn đồ thị huỳnh quang – kết quả giải trình tự mẫu PQ101 ...........49
Hình 3.1: Phân bố của các trình tự thuộc haplogroup B ...........................................61
Hình 3.2: Giao diện trang chủ hỗ trợ khai thác cơ sở dữ liệu ...................................63
Hình 3.3: Giao diện công cụ Haplotype identifier ....................................................63
Hình 3.4: Khảo sát các điều kiện tách chiết DNA ....................................................65
Hình 3.5: Quy trình tách chiết DNA từ lông chó ......................................................67
Hình 3.6: So sánh hiệu quả một số quy trình tách chiết DNA ..................................68
Hình 3.7: DNA tổng số tách chiết được của các mẫu từ PQ33 đến PQ42................70
Hình 3.8: Một số sản phẩm DNA được khuếch đại bằng kỹ thuật PCR...................71
ix
Hình 3.9: Một đoạn kết quả giải trình tự mẫu VD22 ................................................73
Hình 3.10: Các vị trí đa hình của chó lưng xoáy Phú Quốc .....................................77
Hình 3.11: Các vị trí đa hình của chó nhà Việt Nam ................................................78
Hình 3.12: Kết hợp cây phát sinh chủng loại và mạng lưới thể hiện mối quan
hệ của các haplotype ................................................................................83
Hình 3.13: Khoảng cách di truyền ước tính giữa một số giống chó trên thế giới.....89
Hình 3.14: Sự tương đồng haplotype giữa nhóm chó đất liền Kiên Giang và
nhóm chó trên đảo Phú Quốc ..................................................................91
Hình 3.15: Các sai khác nucleotide giữa các haplotype ở chó nhà Việt Nam
(màu xanh lục) và chó lưng xoáy Phú Quốc (màu đỏ) ............................94
x
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Tương quan giữa kiểu gen và các kiểu hình xoáy lưng, u nang biểu
bì ..............................................................................................................12
Bảng 2.1: Nội dung và điều kiện khảo sát quy trình tách chiết DNA.......................45
Bảng 2.2: Các mồi sử dụng cho phản ứng khuếch đại vùng HV1 DNA ty thể ........48
Bảng 2.3: Mẫu trình bày kết quả phân tích AMOVA ...............................................52
Bảng 3.1: Các loài/phân loài có trình tự DNA ty thể trong cơ sở dữ liệu ................54
Bảng 3.2: Một số trường hợp trình tự công bố có thông tin sai lệch ........................56
Bảng 3.3: Bộ đột biến đặc trưng của các haplogroup ...............................................57
Bảng 3.4: Xác định haplotype của 50 trình tự bằng công cụ xác định haplotype
và bằng cây phát sinh chủng loại .............................................................58
Bảng 3.5: So sánh việc định loại haplotype bằng Haplotype identifier và bằng
xây dựng cây phát sinh chủng loại ..........................................................62
Bảng 3.6: So sánh DNA thu được ở các nhiệt độ ủ mẫu khác nhau .........................64
Bảng 3.7: So sánh DNA thu được ở các thời gian ủ mẫu khác nhau ........................65
Bảng 3.8: So sánh DNA thu được khi tủa bằng muối NaOAc và NaCl ...................66
Bảng 3.9: Kết quả định loại haplotype chó lưng xoáy Phú Quốc .............................74
Bảng 3.10: Kết quả định loại haplotype chó nhà Việt nam ......................................75
Bảng 3.11: Mức độ đa dạng nucleotide ở một số giống chó trên thế giới ................79
Bảng 3.12: Số lượng các haplotype ở chó lưng xoáy Phú Quốc và chó nhà Việt
Nam..........................................................................................................80
Bảng 3.13: Mức độ đa dạng haplotype của một số giống chó trên thế giới .............82
Bảng 3.14: Phân tích AMOVA giữa một số quần thể chó trên thế giới ...................87
Bảng 3.15: Phân tích AMOVA giữa các quần thể chó sống tại Việt Nam ...............90
Bảng 3.16: Phân tích AMOVA giữa các quần thể chó ở Kiên Giang ......................92
Bảng 3.17: Khoảng cách di truyền của các nhóm chó ở Kiên Giang và chó
Thái Lan ...................................................................................................93
xi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt Tiếng Anh
AMOVA
Analysis of Molecular variance
Áp-xe
abscess
bp
base pair
CHD
Canis mtDNA HV1 database
COI
Cytochrome c oxidase subunit I
CR
Control region
Tiếng Việt
Phân tích phương sai phân
tử
Bọc mủ hình thành trong mô
cơ thể
Cặp base
Cơ sở dữ liệu trình tự HV1
DNA ty thể của chi Canis
Tiểu phần 1 của enzyme
cytochrome c oxidase
Vùng kiểm soát
cs.
cộng sự
csdl
cơ sở dữ liệu
DNA
Deoxyribonucleic acid
dNTP
deoxyribose nucleotide triphosphate
Nucleotide tự do
FCI
Federation Cynologique Internationale
Tổ chức giống chó thế giới
Genome
Hệ gen
Nhóm các haplotype cùng
mang đa số các vị trí đa hình
haplogroup
giống nhau
Một đoạn trình tự nucleotide
có các vị trí đa hình đặc
haplotype
trưng, có khả năng di truyền
cùng nhau
HV1
Hypervariable region 1
Vùng siêu biến 1
HV2
Hypervariable region 2
Vùng siêu biến 2
xii
Từ viết tắt Tiếng Anh
Tiếng Việt
Đột biến mất hoặc thêm
indel
insertion/deletion
kb
kilobase
Ngàn cặp base
mtDNA
Mitochondrial DNA
DNA ty thể
NaOAc
Sodium acetate
Natri axetat
PCR
Polymerase chain reaction
rRNA
ribosomal ribonucleic acid
SCN
SNP
Phản ứng chuỗi nhờ enzym
polymeraza
RNA ribôxôm
Sau công nguyên
Single Nucleotide Polymorphism
Sự đa hình đơn nucleotide
Trước công nguyên
TrCN
tRNA
nucleotide
Transfer RNA
RNA vận chuyển
1
MỞ ĐẦU
1. Giới thiệu
Chó lưng xoáy Phú Quốc là giống chó đặc hữu của Việt Nam, xuất hiện từ rất
lâu trên đảo Phú Quốc, thuộc tỉnh Kiên Giang - Việt Nam. Cùng với chó lưng xoáy
Nam Phi và chó lưng xoáy Thái Lan, chó lưng xoáy Phú Quốc có kiểu hình đặc biệt
hiếm có trên thế giới là có dải lông mọc ngược dọc theo sống lưng, được gọi là xoáy
lưng. Chó lưng xoáy Phú Quốc trung thành, có khả năng săn mồi tốt, thông minh,
nhanh nhẹn nên rất được ưa chuộng tại Việt Nam. Tuy nhiên, sự lai tạo vì mục đích
thương mại nhằm tạo ra những con chó lưng xoáy Phú Quốc theo những tiêu chuẩn
không có cơ sở khoa học đã ít nhiều làm mất đi nguồn gen của chó lưng xoáy Phú
Quốc.
Nguồn gốc của chó lưng xoáy Phú Quốc cũng chưa được nghiên cứu rõ ràng.
Đã có nhiều giả thuyết trái chiều về nguồn gốc của chó lưng xoáy Phú Quốc. Theo
hai nhà khoa học Mỹ Merle Wood và Merle Hidinger thuộc Câu lạc bộ chó xoáy
lưng Thái ở Hoa Kỳ (Thai Ridgeback Club of the United States – TRCUS) cho rằng
xoáy lưng từng chỉ có ở giống chó lưng xoáy miền Đông Thái Lan và giống chó
lưng xoáy Châu Phi. Do đó, những cái xoáy lưng trên giống chó lưng xoáy Phú
Quốc hiện nay chắc chắn bắt nguồn từ giống chó Thái Lan. Theo họ, cách đây ít
nhất 400 năm, những ngư dân Thái Lan đã vô tình trở thành các nhà tạo giống khi
họ tới đánh bắt hoặc buôn bán ở vùng biển Phú Quốc. Tuy nhiên, những ý kiến chủ
quan này được đưa ra không dựa trên một căn cứ khoa học nào.
Với tốc độ đột biến cao gấp 10 – 25 lần so với DNA hệ gen trong nhân, nhiều
biến dị DNA ty thể không chỉ xuất hiện giữa các giống, loài mà ngay cả giữa các
cá thể trong cùng một loài bởi cơ chế sửa sai không hiệu quả trong quá trình tái bản
DNA. Điều đó đã tạo sự khác biệt về mặt di truyền giữa các cá thể. Sau khi toàn bộ
trình tự hệ gen ty thể chó được công bố vào năm 1998, nhiều công trình nghiên cứu
đã được tiến hành trên vùng kiểm soát (Control Region – CR) nhằm xác định đa
2
dạng di truyền và mối quan hệ chủng loài của các quần thể chó trên thế giới. Dựa
vào thông tin từ vùng kiểm soát này, nguồn gốc và vị trí thuần hóa của chó nhà từ
chó sói xám đã được khẳng định qua nhiều nghiên cứu khác nhau. Đến nay, hàng
nghìn trình tự vùng CR được đăng ký trên ngân hàng dữ liệu GenBank góp phần
giúp hiểu rõ hơn về quá trình thuần hóa cũng như mối quan hệ di truyền giữa các
giống chó nói riêng và với các nhóm động vật khác nói chung.
Dữ liệu lưu trữ trong GenBank được cung cấp bởi các nhà khoa học khác
nhau trên thế giới, không có một quy chuẩn chung, nên không có sự nhất quán cao,
cũng như có nhiều sai sót trong việc xác định các đột biến. Vì vậy, việc hiệu chỉnh,
thống nhất các dữ liệu nhằm tạo ra bộ dữ liệu chuẩn về trình tự vùng CR ở chó là
bước cần thiết làm cơ sở để tạo ra công cụ xác định nhanh haplotype, phục vụ cho
việc đánh giá sự đa dạng di truyền của chó lưng xoáy Phú Quốc.
Trên cơ sở những nghiên cứu trước đây, nhu cầu tìm hiểu nguồn gốc của chó
lưng xoáy Phú Quốc cùng với những kiến thức, kỹ thuật đã được trang bị, đề tài đã
được tiến hành với những nghiên cứu sơ khởi trên 16 mẫu chó lưng xoáy Phú Quốc
và 9 mẫu chó nhà (chó cỏ) Việt Nam làm đối chứng. Kết quả ban đầu cho thấy có
sự đa dạng di truyền cao trong vùng CR của nhóm chó lưng xoáy Phú Quốc khảo
sát và đã có những manh mối ban đầu để suy đoán nguồn gốc của chó lưng xoáy
Phú Quốc.
2. Mục tiêu của đề tài
2.1. Mục tiêu chung
Nhận định nguồn gốc chó lưng xoáy Phú Quốc dựa trên thông tin về đa dạng
di truyền trình tự HV1 thuộc vùng CR trên hệ gen ty thể của chó.
2.2. Mục tiêu cụ thể
1. Xây dựng được bộ cơ sở dữ liệu và định loại haplotype vùng HV1 hệ gen
ty thể của chó bằng công cụ Haplotype Identifier đã được thiết kế.
3
2. Xác định được sự đa dạng di truyền của chó lưng xoáy Phú Quốc dựa trên
trình tự HV1 thuộc vùng CR trên hệ gen ty thể chó và mối quan hệ di truyền của
chó lưng xoáy Phú Quốc với một số giống chó trên thế giới.
3. Có được những chứng cứ khoa học giúp nhận định về nguồn gốc chó lưng
xoáy Phú Quốc.
3. Những đóng góp mới của đề tài
- Lần đầu tiên trên thế giới xây dựng được công cụ định loại haplotype trình
tự HV1 thuộc vùng CR trên hệ gen ty thể của các giống chó trên thế giới.
- Đánh giá được sự đa dạng di truyền vùng CR thuộc DNA ty thể của chó
lưng xoáy Phú Quốc.
- Nhận định được nguồn gốc chó lưng xoáy Phú Quốc dựa vào các thông tin
sinh học phân tử.
4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
4.1. Ý nghĩa khoa học
Đề tài đã khảo sát và xác định được sự đa dạng di truyền vùng trình tự HV1
thuộc vùng CR trên hệ gen ty thể của chó lưng xoáy Phú Quốc, cung cấp các dữ liệu
và căn cứ giúp suy đoán được nguồn gốc hình thành của chó lưng xoáy Phú Quốc.
Đề tài cũng cung cấp được quy trình tách chiết DNA từ lông chó, có thể được ứng
dụng trong các nghiên cứu khác về di truyền ở loài chó. Công cụ xác định nhanh
haplotype trình tự HV1 thuộc vùng CR trên hệ gen ty thể chó có thể được sử dụng
trong cộng đồng nghiên cứu về vùng trình tự này từ khắp nơi trên thế giới.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Nghiên cứu này đã cung cấp được những dữ liệu, căn cứ đầu tiên giúp suy
đoán nguồn gốc của chó lưng xoáy Phú Quốc. Đề tài cung cấp thông tin về đa dạng
di truyền và nguồn gốc hình thành chó lưng xoáy Phú Quốc, làm tiền đề cho công
tác bảo tồn gen của giống chó lưng xoáy Phú Quốc quý của Việt Nam.
4
5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
5.1. Đối tượng nghiên cứu
Đề tài thực hiện nghiên cứu trên vùng 582 cặp base thuộc vùng CR DNA ty
thể của chó. Tổng cộng 200 con chó bao gồm 100 con chó lưng xoáy Phú Quốc và
100 con chó nhà (chó cỏ) Việt Nam được khảo sát trong phạm vi đề tài.
5.2. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu vùng trình tự 582 cặp base thuộc vùng CR trên
hệ gen ty thể chó trên 100 con chó lưng xoáy Phú Quốc và 100 con chó nhà Việt
Nam. Nghiên cứu không bao gồm thông tin trên toàn bộ hệ gen ty thể của chó hay
các gen trên hệ gen trong nhân của chó. Các giống chó trên thế giới được sử dụng
trong việc xác định mối quan hệ di truyền với chó lưng xoáy Phú Quốc được chọn
dựa trên thông tin về hành trình di cư của chó đã được công bố, và dựa trên sự sẵn
có của thông tin, không bao gồm tất cả các giống chó hiện hữu trên toàn thế giới.
5
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về chó lƣng xoáy Phú Quốc
1.1.1. Giới thiệu về chó lưng xoáy Phú Quốc
Chó lưng xoáy sống tại đảo Phú Quốc thuộc vùng biển tỉnh Kiên Giang là
một giống chó đặc trưng với nhiều đặc tính quý của Việt Nam. Mặc dù được người
dân thuần hoá và nuôi dưỡng từ lâu nhưng cho đến nay chúng vẫn còn giữ nét
hoang dã của chó săn và nhiều đặc điểm khác biệt so với những giống chó khác.
Tinh khôn, lanh lợi, trung thành, sở hữu một hình thể đẹp cùng với dải lông mọc
ngược chạy dọc trên sống lưng (xoáy lưng) đã giúp thương hiệu “chó lưng xoáy Phú
Quốc” (Hình 1.1) ngày càng được nhiều người biết đến và yêu thích. Trên thế giới
hiện có ba giống chó có xoáy lưng, trong đó, chó lưng xoáy Rhodesian (Rhodesian
Ridgeback) ở Nam Phi và chó lưng xoáy Thái Lan (Thai Ridgeback) đã được Tổ
chức giống chó Thế giới (Federation Cynologique Internationale – FCI) công nhận
trong danh sách các giống chó giống, riêng chó lưng xoáy Phú Quốc của Việt Nam
vẫn chưa được chấp thuận. Nhiều bằng chứng lịch sử đã được các nhà khoa học
công bố nhằm chứng minh nguồn gốc đặc chủng của chó lưng xoáy Phú Quốc
nhưng tính thuyết phục của các dẫn liệu này chưa cao, vẫn còn tồn tại nhiều quan
điểm trái chiều xoay quanh nhận định chó lưng xoáy Phú Quốc bắt nguồn từ chó
lưng xoáy Thái Lan. Cho đến nay, nguồn gốc tiến hóa và mối quan hệ di truyền của
giống chó này vẫn chưa được nghiên cứu một cách tường tận. Như vậy, về mặt
phân loại, chó lưng xoáy Phú Quốc được xếp vào phân loài Chó nhà nói chung.
1.1.2. Phân loại chó lưng xoáy Phú Quốc
Giới: Động vật (Animalia).
Phân giới: Động vật đa bào (Metazoa).
Ngành: Có dây sống (Chordata).
Phân ngành: Động vật có xương sống (Vertebrata).
Lớp: Thú (Mammalia).
Bộ: Ăn thịt (Carnivora).
Họ: Chó (Canidae).
6
Phân họ: Chó (Caniae).
Giống: Chó (Canis Linnaeus, 1758).
Loài: Chó (Canis lupus Linnaeus, 1758).
Phân loài: Chó nhà (Canis lupus familiaris Linnaeus, 1758).
Hình 1.1: Chó lưng xoáy Phú Quốc
(Ảnh do nhóm nghiên cứu của tác giả chụp tại Trung tâm bảo tồn chó xoáy Phú
Quốc – Trang trại Thanh Nga, huyện Phú Quốc, tỉnh Kiên Giang)
1.1.3. Đặc điểm hình thái và tập tính của chó lưng xoáy Phú Quốc
Bản tiêu chuẩn số 001/VN/20.09.2009 do Hiệp hội Những người Nuôi chó
giống Việt Nam (Vietnam Kennel Association – VKA) công bố năm 2009 đã mô tả
chi tiết các đặc điểm hình thái của chó lưng xoáy Phú Quốc với hình dáng tổng thể
của một loài chó săn đuổi mồi. Chúng có cơ thể gọn gàng, săn chắc, cơ bắp nở
nang, đặc biệt là những bắp cơ ở vùng đùi trước và đùi sau. Chó đực cao khoảng 50
– 55 cm, nặng khoảng 15 – 20 kg còn chó cái cao khoảng 48 – 52 cm, nặng khoảng
12 – 18 kg [5]. Các tiêu chuẩn này được đặt ra có lẽ là dựa trên những quan sát,
tổng hợp và truyền miệng từ những người nuôi chó mà không dựa trên một chứng
7
cứ hoặc nghiên cứu khoa học nào. Trong báo cáo nghiên cứu tại Đại học Cần Thơ
"Điều tra nghiên cứu bảo tồn gen động vật: chó lưng xoáy Phú Quốc, tỉnh Kiên
Giang", Nguyễn Hữu Chiếm và cộng sự (2004) đã tiến hành khảo sát 617 con chó
lưng xoáy Phú Quốc đủ mọi lứa tuổi để thu thập các dữ liệu về ngoại hình, số đo, về
phương thức chăn nuôi, quản lý, huấn luyện, các bệnh và sự thất thoát do buôn bán,
ăn thịt chó, dịch bệnh. Kết quả khảo sát cho thấy chó lưng xoáy Phú Quốc có nhiều
đặc tính quý và nổi bật so với các giống chó khác như thông minh, nhanh nhẹn, có
khả năng đi săn và giữ nhà tốt. Chó lưng xoáy Phú Quốc rất thân thiện với con
người nên không những thích hợp nuôi để đi săn mà còn nuôi làm bạn trong gia
đình.
Cũng theo Nguyễn Hữu Chiếm, chó lưng xoáy Phú Quốc có lông ngắn, cứng
và ôm sát vào thân mình, dài không quá 2 cm. Màu lông thuần nhất, bao gồm màu
đen, nâu, vàng, vện, xám và một số màu khác, trong đó màu đen và vàng phổ biến
nhất, chiếm tỷ lệ 60%. Chó lưng xoáy Phú Quốc có vùng lông ở lưng rất khác biệt
so với những giống chó khác, mà người ta hay gọi là xoáy lưng. Đó là một dải lông
mọc ngược dọc theo sống lưng, có màu sậm hơn và nhìn nổi rõ trên lưng (Hình 1.2).
Xoáy lưng có nhiều hình dạng khác nhau như hình kim, hình mũi tên, yên ngựa, cây
đàn, chiếc lá. Xoáy lưng có thể đối xứng qua xương sống hoặc đôi khi không đối
xứng, có độ rộng không vượt quá độ rộng của lưng. Một đặc điểm ngoại hình khác
của chó lưng xoáy Phú Quốc là đuôi có lông ngắn vót cần câu, thường xuyên ở tư
thế cong với độ cong từ ½ đến ¾ vòng tròn.
8
Hình 1.2: Một số kiểu xoáy lưng ở chó lưng xoáy Phú Quốc
(Hình do tác giả chụp tại Trung tâm bảo tồn chó xoáy Phú Quốc – Trang trại
Thanh Nga, huyện Phú Quốc, tỉnh Kiên Giang)
Cân nặng của chó lưng xoáy Phú Quốc cũng có khác biệt đáng kể so với hai
giống chó lưng xoáy khác trên thế giới là chó lưng xoáy Thái Lan và chó lưng xoáy
Rhodesia. Theo nghiên cứu của Nguyễn Hữu Chiếm và cộng sự (2004), trọng lượng
trung bình của chó lưng xoáy Phú Quốc đực là 15,96 kg, chó cái là 14,23 kg. Trong
khi đó, giống chó lưng xoáy Thái Lan nặng hơn, với trọng lượng trung bình ở chó
đực và chó cái tương ứng là 23 và 20 kg. Chó lưng xoáy Nam Phi có trọng lượng
lớn hơn cả: 38 kg ở con đực và 31 kg ở con cái.
9
Chó cái Phú Quốc đa số lên giống lần đầu lúc 12 tháng tuổi, nhưng cũng có
trường hợp chó cái lên giống từ lúc 6 tháng tuổi. Một điểm khá đặc biệt là chó lưng
xoáy Phú Quốc vẫn còn giữ được tính hoang dã từ chó sói. Khi chó đến thời kỳ đẻ
thường tìm nơi để đào hang, như gốc cây, bên vồng đất, bên hông nhà. Có một số đi
vào rừng xa hoặc bên bờ suối để đẻ, đến khi con lớn thì dẫn về nhà hoặc chủ nhà
tìm bắt về.
Các đặc điểm hình thái và tập tính của chó lưng xoáy Phú Quốc của nghiên
cứu trên đã cung cấp các thông tin cần thiết cho việc nhận diện chó lưng xoáy Phú
Quốc cũng như là việc nghiên cứu sâu về đặc điểm di truyền của giống chó này.
1.1.4. Các nghiên cứu về nguồn gốc và di truyền chó lưng xoáy Phú Quốc
Ở Việt Nam đã bắt đầu có những nghiên cứu về di truyền của chó lưng xoáy
Phú Quốc. Quan Quốc Đăng và cộng sự (2016) nghiên cứu trên 29 con chó lưng
xoáy Phú Quốc và bước đầu ghi nhận được mối liên hệ giữa một số đặc tính kiểu
hình của chó lưng xoáy Phú Quốc như giữa cân nặng với chiều cao, vòng ngực và
vòng eo [59]. Đối tượng chó lưng xoáy Phú Quốc mang haplotype hiếm E1 và E4
cũng đã được đánh giá về mối liên hệ giữa haplotype và tỷ lệ chiều cao/chiều dài
thân [60]. Tuy nhiên, mối liên hệ này được tính chỉ dựa trên 5 con chó lưng xoáy
Phú Quốc mang haplotype hiếm E1 và E4 nên kết quả chưa mang tính thuyết phục
cao. Ở mức độ di truyền, tính trạng xoáy lưng đặc biệt của chó lưng xoáy Phú Quốc
cũng đã bước đầu được nghiên cứu. Bằng kỹ thuật real-time PCR với trình tự DNA
mục tiêu trên nhiễm sắc thể số 18 ở chó, Quan Quốc Đăng và cộng sự (2017) cho
thấy tần suất gen đồng hợp (R/R) và dị hợp (R/r) quy định kiểu hình xoáy lưng tuy
xuất hiện tương đối cân bằng trong quần thể chó lưng xoáy Phú Quốc, nhưng có xu
thế gia tăng kiểu gen đồng hợp trội R/R và giảm tỷ lệ kiểu gen đồng hợp lặn r/r, gây
nên tình trạng mất cân bằng về di truyền trong quần thể chó lưng xoáy Phú Quốc
[3].
Nguồn gốc chó lưng xoáy Phú Quốc thì hầu như chưa được nghiên cứu. Từ
những nghiên cứu sơ bộ trên chó lưng xoáy Phú Quốc, Trần Hoàng Dũng và cộng
sự (2017) lần đầu tiên trên thế giới đã giải toàn bộ hệ gen ty thể của chó lưng xoáy
10
Phú Quốc mang haplotype E4 hiếm. Nghiên cứu cho thấy có mối quan hệ di truyền
giữa chó lưng xoáy Phú Quốc mang haplotype E4 với giống chó Pungsan ở Triều
Tiên [2]. Từ điển bách khoa của Viện hàn lâm khoa học xã hội Việt Nam, tuy không
đề cập trực tiếp đến chó lưng xoáy Phú Quốc, giới thiệu rằng có loài chó dingo sống
ở đảo Phú Quốc [6], có lẽ muốn nói đến nguồn gốc chó dingo của giống chó lưng
xoáy Phú Quốc này. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu của Oskarsson và cộng sự
(2012) lại cho thấy chó dingo có nguồn gốc từ châu Á rồi mới di cư sang châu Úc
[54]. Kết quả này được nghiên cứu trên các dữ liệu di truyền, có sức thuyết phục
hơn so với thông tin được ghi lại trên từ điển bách khoa. Thực tế hiện nay, do chưa
có nhiều nghiên cứu di truyền về nguồn gốc tiến hóa và mối quan hệ di truyền giữa
hai giống chó này nên không thể kết luận chắc chắn rằng chó lưng xoáy Phú Quốc
có nguồn gốc từ chó dingo.
Cho đến tháng 01/2018, FCI chỉ mới công nhận chó lưng xoáy Rhodesian
Nam Phi và chó lưng xoáy Thái Lan, còn chó lưng xoáy Phú Quốc của Việt Nam
vẫn chưa được công nhận. Thông tin về nguồn gốc giống chó này chủ yếu là từ các
báo chí phổ thông. Báo Tuổi Trẻ (ngày 03/08/2011) đã cũng có dẫn một số nguồn
tin bàn về nguồn gốc chó lưng xoáy Phú Quốc. Theo thông tin từ bài báo, Merle
Wood và Merle Hidinger thuộc Câu lạc bộ chó lưng xoáy Thái ở Hoa Kỳ (Thai
Ridgeback Club of the United States – TRCUS) giả thiết rằng xoáy lưng từng chỉ có
ở chó lưng xoáy miền Đông Thái Lan và chó lưng xoáy Nam Phi. Do cách ly một
khoảng địa lý khá xa cũng như kích thước chó lưng xoáy Nam Phi lớn hơn rất nhiều
so với chó lưng xoáy Phú Quốc nên họ cho rằng chó lưng xoáy Phú Quốc có nguồn
gốc từ chó lưng xoáy Thái Lan và chính những ngư dân người Thái đã mang chó
lưng xoáy Thái Lan đến đảo Phú Quốc cách đây khoảng 400 năm trước. Tuy nhiên,
Giáo sư Dư Thanh Khiêm, Viện trưởng Viện Giáo dục Woluwe SaintPierre ở
Brussel (Bỉ) cho biết tất cả các cuộc hành trình của người Thái Lan đều được mô tả
trong cuốn sách “Abrégé de l’histoire Générale des Voyages”, bởi Jean-Francoise
de la Harpe, xác nhận rằng không thấy bất kỳ ghi chép nào về việc ngư dân Thái
Lan đã từng đặt chân đến đảo Phú Quốc.
11
Báo Thanh niên (bài đăng ngày14/05/2013) cung cấp thông tin rằng cuốn
“Nguyễn Phúc tộc đế phả tường giải đồ”, là cuốn sách gia truyền ghi chép và lý
giải tất cả những chuyện liên quan đến hoàng tộc, hiện vẫn còn lưu giữ trong gia
đình ông Nguyễn Phúc Ưng Viên (cháu cố của vua Minh Mệnh) có đề cập đến 4
con chó lưng xoáy Phú Quốc được vua Gia Long nuôi vào cuối thế kỷ 18 đầu thế kỷ
19. Những con chó lưng xoáy này luôn kề cận bên ông suốt những năm bôn tẩu, từ
miền biển lên miền núi, từ nơi bình an đến chốn hiểm nghèo và đã cứu ông thoát
chết hai lần trước khi lên ngôi. Bài báo cũng nhắc lại một giai đoạn vua Gia Long
sang Xiêm (Thái Lan ngày nay) trú ngụ trong lúc sa cơ. Một giả thuyết cho rằng
ông đã mang theo chó lưng xoáy Thái Lan khi trở về Việt Nam và chó Thái Lan đã
giao phối với những giống chó Việt Nam để tạo nên giống Phú Quốc ngày nay. Giả
thuyết này không hợp lý bởi vì khi sang Thái Lan, ông đã mang theo 4 con chó lưng
xoáy Phú Quốc đi cùng. Một giả thuyết cho rằng có thể chính những con chó lưng
xoáy Phú Quốc được vua Gia Long mang từ Việt Nam sang đã giao phối với những
con chó bản địa để tạo nên giống chó lưng xoáy Thái Lan như hiện tại. Lập luận
trên hợp lý hơn so với việc ngư dân người Thái Lan vượt biển mang chó Thái đến
đảo Phú Quốc.
Tuy nhiên, tất cả dẫn liệu trên chỉ là những suy luận, phỏng đoán dựa vào các
tàng thư còn lưu giữ nên không có tính thuyết phục cao. Do vậy, cần phải tiến hành
các nghiên cứu di truyền phân tử một cách hệ thống, logic và khoa học để có thể
xác định chính xác nguồn gốc tiến hóa cũng như mối quan hệ di truyền giữa chó
lưng xoáy Phú Quốc với các giống chó khác trên thế giới, góp phần bảo tồn nguồn
gen của giống chó đặc trưng của nước ta.
1.2. Đặc điểm di truyền của tính trạng xoáy lƣng
Một kiểu hình đặc biệt của chó lưng xoáy Phú Quốc là có xoáy lưng.
Salmon-Hillbertz và cộng sự [28] nghiên cứu đặc tính lưng có xoáy trên hai giống
chó lưng xoáy Thái Lan, chó lưng xoáy Nam Phi và đã xác định rằng tính trạng có
xoáy lưng được quy định bởi allele trội R (Ridge – có xoáy) nằm trên nhiễm sắc thể
số 18, là dạng đột biến lặp đoạn của allele lặn r quy định tính trạng không có xoáy
