Tóm tắt luận án Tiến sĩ Sinh học: Xác định và phân tích hoàn chỉnh trình tự hệ gen ty thể của 6 giống lợn bản địa tại một số tỉnh Miền Bắc Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

Bùi Anh Tuấn

XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN TÍCH HỒN CHỈNH TRÌNH TỰ
HỆ GEN TY THỂ CỦA 6 GIỐNG LỢN BẢN ĐỊA TẠI
MỘT SỐ TỈNH MIỀN BẮC VIỆT NAM

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
Mã sỗ: 94 20 20 1

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

Hà Nội - Năm 2020


Cơng trình được hồn thành tại:
Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam

Người hướng dẫn khoa học 1: GS. TS Nghiêm Ngọc Minh
Người hướng dẫn khoa học 2: PGS. TS Võ Thị Bích Thủy

Phản biện 1: …
Phản biện 2: …

Phản biện 3: …

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp
Học viện, họp tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm
Khoa học và Công nghệ Việt Nam
vào hồi … giờ ..’, ngày … tháng … năm 20….

Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ
- Thư viện Quốc gia Việt Nam


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Trong điều kiện chăn nuôi hiện tại, các giống lợn bản địa
đang bị giảm dần về số lượng, đang mất đi một nguồn gen quý của
địa phương và quốc gia, một số giống đã bị tuyệt chủng hoặc đứng
trên bờ tuyệt chủng. Cho đến nay, vẫn chưa có cơng trình nghiên cứu
khoa học đầy đủ về hệ gen của các giống lợn bản địa Việt Nam, qua
đó làm sáng tỏ nguồn gốc và quan hệ phát sinh chủng loại, nhằm
phục vụ cho công tác bảo tồn nguồn tài nguyên quý hiếm này. Việc
xây dựng cơ sở dữ liệu phân tử về nguồn gen của các giống lợn này
vẫn chưa được tiến hành và khai thác một cách đầy đủ. Từ các vấn
đề cấp bách nêu trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Xác
định và phân tích hồn chỉnh trình tự hệ gen ty thể của 6 giống lợn
bản địa tại một số tỉnh Miền Bắc Việt Nam".
2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
- Thu được dữ liệu hoàn chỉnh hệ gen ty thể của 6 giống lợn
bản địa Việt Nam (lợn Ỉ, lợn Móng Cái, lợn Mường Lay, lợn Hương,

lợn Mường Khương và lợn Hạ Lang) và đăng ký trên Ngân hàng gen.
- Xác định thành phần, cấu trúc hệ gen ty thể, so sánh sự sai
khác trình tự, xác định đặc điểm di truyền đặc trưng của sáu giống
lợn bản địa trên, qua đó đóng góp vào cơ sở dữ liệu phục vụ công tác
nhận dạng và bảo tồn.
- Xác định mối quan hệ về di truyền, nhận định nguồn gốc,
phát sinh chủng loại của 6 giống lợn bản địa Việt Nam.
3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án
- Điều tra, khảo sát về giống, nơi cư trú, thu thập mẫu máu
của của sáu giống lợn bản địa nghiên cứu.
- Giải trình tự tồn bộ hệ gen ty thể của sáu giống lợn bản


2
địa. Lắp ráp, xác định trình tự hồn chỉnh tồn bộ hệ gen ty thể và chú giải.
- Phân tích thành phần, cấu trúc hệ gen.
- Nghiên cứu đa hình trình tự, so sánh trình tự hệ gen ty thể
của 6 giống lợn này với một số giống lợn ở Châu Á, Châu Âu.
- Xây dựng cây phát sinh chủng loại dựa trên trình tự vùng
D-loop và trình tự hồn chỉnh của hệ gen ty thể, phân tích mối quan
hệ nguồn gốc phát sinh chủng loại giữa 6 giống lợn bản địa và một số
giống lợn khác trên thế giới.
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.

Nguồn gốc, phân loại và quá trình thuần hóa lợn nhà
Tổ tiên xa xưa của lợn là lợn rừng, đã được săn bắn để cung

cấp thực phẩm cho cuộc sống của người nguyên thủy. Tất cả các
giống lợn hiện nay được coi là các dạng của Sus scrofa domestica.

Các bằng chứng về phát sinh chủng loại địa lý cho thấy q trình
thuần hóa lợn diễn ra nhiều lần ở nhiều nơi trên thế giới. Có quan
điểm cho rằng tổ tiên của lợn ngày nay được xác định là lợn rừng
nguyên thủy và quê hương của chúng chính là vùng Đơng Nam Á .
1.2.

Ứng dụng của hệ gen ty thể trong nghiên cứu phát sinh

chủng loại, xác định nguồn gốc
Xác định mối quan hệ về phát sinh chủng loại nhờ trình tự
mtDNA dựa trên ngun lý: thơng tin về q trình tiến hóa có thể thu
được qua phân tích dữ liệu về trình tự. mtDNA đã được sử dụng rộng
rãi để nghiên cứu phát sinh chủng loại với những lý do sau: Thứ
nhất, sự tiến hóa của mtDNA ở động vật có vú diễn ra trước hết từ sự
thay thế từng cặp nucleotide, mà rất hiếm khi xảy ra sự tái sắp xếp
các phần chính của hệ gen. Thứ hai, tốc độ tiến hóa của mtDNA
được cho là nhanh hơn gấp 10 lần so với DNA nhân. Thứ ba, mtDNA
được di truyền theo dòng mẹ, đơn bội và không xảy ra tái tổ hợp.


3
1.3.

Phát sinh chủng loại phân tử, xây dựng và phân tích cây

phát sinh chủng loại phân tử
1.3.1.

Cây phát sinh chủng loại
Cây phát sinh chủng loại là một biểu đồ hình nhánh biểu diễn

mối quan hệ tiến hóa giữa các thực thể sinh vật, nêu lên một giả
thuyết về các sinh vật trên cây đã có quan hệ họ hàng với nhau như
thế nào. Hình học tơ-pơ của một cây xác định mối quan hệ của các
thực thể được đại diện trên cây phát sinh. Chiều dài nhánh phản ánh
mức độ quan hệ của các đối tượng trên cây. Chỉ duy nhất một nhánh
là nối giữa hai nút. Các nút đại diện cho các đơn vị phân loại (các
taxon mà cụ thể ở đây là các trình tự DNA hoặc protein), nút là giao
điểm hay điểm tận cùng của hai hoặc nhiều nhánh. Một đơn vị phân
loại hoạt động (OTU) là một taxon hiện có có mặt ở một nút ngồi
cùng hay cịn gọi là lá.
1.3.2.

Phân tích phát sinh chủng loại
Phân tích phát sinh chủng loại phân tử được chia làm năm bước:
(1) Thu nhận trình tự, lựa chọn trình tự: thu nhận trình tự từ

cơ sở dữ liệu bao gồm hàng ngàn họ protein của sinh vật nhân thực, hay
các kết quả từ cơng cụ BLAST. (2) Dóng hàng đa trình tự: Sử dụng
phép dóng hàng đa trình tự của một nhóm các trình tự tương đồng
(homologous). (3) Lựa chọn mơ hình thay thế trong chuỗi DNA và
amino acid: Đây là mơ hình mơt tả về các các thức thay thế đơn phân
trong q trình tiến hóa (4) Xây dựng cây: Có bốn phương pháp
chính để dựng cây: dựa vào khoảng cách, maximum parsimony,
maximum likelihood và suy luận Bayes. Phương pháp Bayes giúp
suy luận dựa trên mơ hình để phân tích phát sinh chủng loại.
MrBayes lượng giá một phân bố xác suất tiên nghiệm, là khả năng
một cây tạo ra thỏa mãn dữ liệu quan sát. (5) Phân tích cây phát sinh

4
chủng loại: Tính chính xác của cây được đánh giá bằng phân tích
bootstrap. Bootstrap mơ tả độ mạnh về hình học tô-pô của cây. Việc
xác định gốc của cây giúp đánh giá tổng thể chiều hướng biến đổi.
Có thể xác định gốc của cây dựa vào trung điểm hoặc nhờ nhóm đối
chứng.
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng và địa điểm nghiên cứu
Các cá thể lợn thuộc 6 giống lợn bản địa Việt Nam (Ỉ, Móng
Cái, Mường Khương, Mường Lay, Hương và Hạ Lang) được lựa
chọn ngẫu nhiên trong các đàn lợn tại một số địa phương: Điện Biên,
Lào Cai, Cao Bằng, Hải Phòng và Thanh Hóa.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp điều tra dựa trên đặc điểm ngoại hình lợn
Quan sát bên ngồi con vật bởi các nhóm chỉ tiêu màu sắc
lơng, da và nhóm chỉ tiêu đánh giá về hình dạng, đặc điểm của các
bộ phận trên cơ thể lợn, đo đạc khối lượng, các chỉ số: dài thân, vòng
ngực và cao vai. Tiêu chí đánh giá đối chiếu với Át lát Các giống vật
nuôi ở Việt Nam và Chuyên khảo Bảo tồn và khai thác nguồn gen
vật Nuôi Việt Nam.
2.3.2. Xác định trình tự hệ gen ty thể
Tách chiết DNA, khuếch đại phân đoạn mtDNA bằng
PCR, giải trình tự hệ gen ty thể bằng phương pháp phân đoạn
(shotgun) theo nguyên lý của Sanger.
2.3.3. Nhóm phương pháp lắp ráp, dóng hàng trình tự, dự đoán và
chú giải hệ gen
2.3.3.1. Lắp ráp hệ gen
Dữ liệu trình tự được đánh giá và chỉnh sửa trên phần mềm
BioEdit v7.2.5. Các đoạn contig thu được từ quá trình cắt gọt sẽ

5
được ghép nối lại dựa trên phần trình tự gối lên nhau ở hai đầu mỗi
đoạn bằng phần mềm DNA Dragon v1.6.0 (SequentiX) và phần
mềm EditSeq (DNASTAR).
2.3.3.2. Dóng hàng đa trình tự
Các trình tự vùng D-loop và trình tự vùng mã hóa của hệ gen ty
thể vừa lắp ráp sẽ được tách riêng. Các đoạn trình tự lặp ngắn trước sau
5' -CGTGCGTACA-3' được xác định số lượng đơn vị lặp và loại bỏ.
Trình tự hệ gen ty thể của các giống lợn trên thế giới được dóng
hàng đa trình tự, sử dụng thuật tốn MUSCLE. Xác định mơ hình
tiến hóa thích hợp nhất bằng phần mềm MEGA7.
2.3.3.3.Phân tích, chú giải hệ gen
Phân tích và chú giải hệ gen và các gen tRNA của các giống lợn
bản địa Việt Nam bằng công cụ trực tuyến Dogma và Mitos Web
Server. Tất cả các chú giải được kiểm tra bằng công cụ BLAST trên
GenBank.
2.3.4. Phân tích trình tự và phương pháp xác định mức độ tương
đồng trình tự
Với trình tự thu được, chúng tơi tiến hành phân tích các chỉ
số cơ bản về tỷ lệ bất đối xứng của các loại nucleotide như phần trăm
của các loại nucleotide sử dụng phần mềm DAMBE v6.3.17
( cùng với đó là hai chỉ số độ lệch: GC
skew và AT skew được tính tốn dựa theo cơng thức sau:

2.3.5. Phương pháp xây dựng cây và phân tích chủng loại phát sinh
2.3.5.1. Khoảng cách tiến hóa
Khoảng cách p (p-distance) giữa các cặp trình tự được tính tốn
sử dụng thuật tốn hai thơng số của Kimura trong phần mềm MEGA.

6
2.3.5.2. Phân tích phát sinh chủng loại
Trình tự của vùng Dloop và tồn bộ vùng mã hóa của hệ gen
ty thể được sử dụng riêng biệt làm dữ liệu đầu vào để dựng các cây
phát sinh chủng loại tương ứng. Phương pháp Bayes được sử dụng
trong phần mềm BEAST v1.8.3, thiết lập Yule process và MCMC
10000000 để tính tốn xác suất hậu nghiệm. Cây tối thích được tìm
ra bằng phần mềm Tree Annotater v.1.8.4. Gốc của cây được xác
định bằng phương pháp sử dụng nhóm đối chứng (out - group. Kiểm
tra thứ tự phân nhánh và tính chính xác bằng phân tích bootstrap sau
1000 lần lặp lại. Cuối cùng, phần mềm Figure Tree v1.4.2 được sử
dụng để đọc tệp tin kết xuất ra và xây dựng cây phát sinh chủng loại.
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Chọn lựa, thu thập mẫu
Tính đến nay tại Việt Nam, để nhận diện các giống lợn bản
địa các nhà chọn giống chưa có cơ sở dữ liệu phân tử nào mà chủ
yếu căn cứ và bộ chỉ tiêu các đặc điểm hình thái đã được công bố và
phê chuẩn. Để đảm bảo độ tin cậy trong việc thu mẫu phục vụ nghiên
cứu, chúng tôi đã tiến hành khảo sát các đặc điểm ngoại hình dựa
trên 3 nhóm chỉ tiêu là: (1) Đặc điểm lơng, da; (2) tầm vóc, khối
lượng và (3) hình dáng cơ thể, số lượng núm vú.
a. Nhóm chỉ tiêu đặc điểm lông da
Ở giống Mường Lay, qua quan sát thấy sự phân bố màu sắc
lông da thường kèm theo với một số chỉ tiêu ngoại hình để tạo thành
phân nhóm nhỏ hơn (gọi tên: nhóm A+). Số lượng các cá thể lợn
được quan sát màu sắc lông da được phân vào các nhóm A+, A và B
theo thứ tự giảm dần các chỉ tiêu đặc trưng của giống. Chỉ những cá
thể nào có đầy đủ chỉ tiêu của giống (nhóm A hoặc A+) mới được
chọn lựa để sàng lọc ở các nhóm chỉ tiêu tiếp theo.

7
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát đặc điểm lông, da của 6 giống
lợn bản địa
Đặc điểm về màu sắc lông da

Tổng số

N

Nhóm

%

Lợn Ỉ
Lơng thưa, thơ. Lơng, da đen nhưng khơng bóng

9

9

A

100

100

82

B

82,0

18

A

18,0

77

B

77,0

23

A

23,0

22

B

57,8

16

A

42,1

13

B

31,7

28

A

68,3

35

B

50,0

- Có thêm đốm trắng ở chân, trán, đi, lưng
thẳng, đầu núm vú cách mặt 10-15 cm

8

A

11,4

2

- Có thêm lưng hơi võng, bụng hơi sệ, đầu núm
vú đều không sa sệ.

27

A+

38,5

Lợn Móng Cái
- Thân lang đen trắng, đầu đen, tiếp giáp giữa
lơng đen và trắng có khoảng mờ
- Thân lang đen trắng, đầu đen giữa trán có đốm
trắng, tiếp giáp giữa lơng đen và trắng có khoảng mờ
Lợn Mường Khương
- Màu sắc lông da đen tuyền. Lông thưa và mềm.

100

- Màu sắc lơng da đen tuyền hoặc đen có đốm
trắng ở đầu đuôi và chân, lông thưa mềm.
Lợn Hương
- Thân và 4 chân trắng, có mảng lơng da màu đen
ở mông và da đầu. Phần tiếp giáp giữa đen và trắng
rộng khoảng 2-3 cm, trên đó da đen, lơng trắng

38

- Có thêm đặc điểm: giữa trán có một điểm trắng,
bốn chân có mầu trắng.
Lợn Hạ Lang
- Bụng trắng và có dải trắng vắt vai có dải đen
gần giống yên ngựa.
-

41

Có thêm đặc điểm: Giữa trán có điểm trắng gần
giống hình nêm

Lợn Mường Lay
- Đen tuyền, lưng thẳng, đầu núm vú cách mặt
đất 10-15cm

70

(N: Số cá thể được lựa chọn có đặc điểm màu sắc lông da phù hợp với Át
lát; %: phần trăm cá thể có đặc điểm phù hợp trên tổng số cá thể quan sát)


8
Chỉ những cá thể ở nhóm A và A+ sẽ được chọn lựa để tiến
hành khảo sát ở nhóm tiêu chí về tầm vóc, khối lượng.
b. Đặc điểm về kích thước các chiều đo và khối lượng
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát khối lượng và kích thước của 6
giống lợn bản địa
Khối lượng

Dài thân

Vòng ngực

Cao vai

± SD
40,34 ± 0,92
51,47 ± 0,32
40,55 ± 0,22
42,68 ± 042
52,64 ± 0,92
40,43 ± 0,95

± SD
85,76 ± 1,32
92,41 ± 1,35
86,73 ± 1,33
87,12 ± 1,33
93,94 ± 1,32
85,71 ± 1,38

± SD
83,93 ± 1,44
90,77 ± 1,46
81,31 ± 1,42
84,34 ± 1,43
90,52 ± 1,46
83,97 ± 1,46

± SD
39,58 ± 0,91
45,25 ± 0,93
42,56 ±0,36
43,68 ±0,98
46,14 ±0,96
43,25±0,94

Giống lợn
Ỉ
Móng Cái
Hương
Hạ Lang
Mường Khương
Mường Lay

(ĐVT: Khối lượng: Kg; kích thước: cm)

: Trị số trung bình ± SD: độ lêch chuẩn

Kết quả cho thấy 100% các cá thể được khảo sát về nhóm chỉ
tiêu tầm vóc và kích thước cơ thể đều mang những đặc điểm đặc
trưng của từng giống.
c. Khảo sát trên nhóm chỉ tiêu hình dáng cơ thể
Bảng 3.3. Khảo sát đặc điểm hình dáng cơ thể của 6 giống
lợn bản địa
Đặc điểm hình dáng cơ thể (số lượng núm vú)

Tổng
số

N

%

9

9

100

18

15

83,3

Lợn Ỉ
- Đầu to vừa phải, trán gần phẳng, mặt nhăn,
nọng cổ và má chảy sệ khi béo, mõm ngắn,
- Bụng ít sệ, thân, chân dài và cao hơn so với lợn
Ỉ Mỡ
Lợn Móng Cái
- Đầu to, mõm nhỏ và dài, tai nhỏ và nhọn, có
nếp nhăn to và ngắn ở miệng.


9

Đặc điểm hình dáng cơ thể (số lượng núm vú)

Tổng
số

N

%

23

20

86,9

16

10

62,5

28

25

89,2

27

13

48,1

- Cổ to ngắn, ngực nở và sâu, lưng dài, hơi võng,
bụng hơi sệ, mông rộng và xuôi.
Lợn Mường Khương
- Mõm dài thẳng hoặc hơi cong. Trán nhẵn, tai tô
cúp rủ về phía trước.
- Bốn chân to cao, vũng chắc. Lưng hơi cong,
bụng to nhưng không sệ tới sát đất, mông hơi dốc.
Lợn Hương
- Đầu đen và thơ, giữa trán có một điểm trắng.
- Chân to, bụng to vừa phải và khơng chạm đất,
lưng võng nhưng khơng gãy, bốn chân có mầu
trắng, mông dốc, vai nở, ngực sâu.
Lợn Hạ Lang
- Mõm ngắn, mặt nhăn to.
- Chân to ngắn. Lưng võng, bụng không chạm đất
Lợn Mường Lay
- Mõm thẳng, dài vừa phải, trán có nếp nhăn, tai
to và dày cụp.
- Mình thn dài, lưng hơi võng, chân to và cao
vừa phải, đi bằng bàn.
- Núm vú đều, khi mang thai và nuôi con, núm
vú không sa sệ, không chạm đất.

(N: Số cá thể được lựa chọn có đặc điểm hình dáng cơ thể phù
hợp với Át lát; %: phần trăm cá thể có đặc điểm phù hợp trên
tổng số cá thể quan sát)
Số cá thể thuộc 6 giống lợn sau khi được chọn lựa qua 3 nhóm
chỉ tiêu về ngoại hình đã đạt đầy đủ các tiêu chí đặc trưng của từng

giống. Mẫu máu của những cá thể này được lựa chọn ngẫu nhiên mỗi


10
giống 6 mẫu đem tách chiết DNA tổng số phục vụ nghiên cứu.
3.2.

Trình tự hệ gen ty thể của 6 giống lợn bản địa
Trình tự hồn chỉnh hệ gen ty thể của 6 giống lợn bản địa

gồm Ỉ, Móng Cái, Mường Khương, Mường Lay, Hương và Hạ Lang
đã được xác định và đăng ký trên GenBank với các mã số truy cập
KX094894, KU556691, KY432578, KX147101, KY964306 và KY800118.
Cơng trình của nhóm tác giả Tran Thi Thuy Nhien và cộng sự (2016)
tiến hành nghiên cứu độc lập cũng cơng bố trình tự hồn chỉnh hệ
gen ty thể của giống lợn Móng Cái (mã số truy cập GenBank:
KU556691). Kích thước hệ gen của lợn Móng Cái do nhóm tác giả
này cơng bố là 16.632 bp, ngắn hơn so với trình tự trong kết quả
nghiên cứu của chúng tôi là 79 bp, sự khác biệt chủ yếu chỉ nằm
trong vùng D-loop, trong đó có sự khác biệt số lượng motif lặp
‘CGTGCGTACA'.
3.3.

Phân tích hệ gen ty thể

3.3.1.

Phân tích thành phần hệ gen ty thể
Tỷ lệ thành phần các loại nucleotide được liệt kê tại bảng 3.5.

Bảng 3.5. Tỷ lệ thành phần base ở hệ gen ty thể của 6 giống lợn bản
địa Việt Nam.
Giống lợn
Ỉ
Móng Cái
Mường Khương
Hạ Lang
Hương
Mường Lay

A(%)
34,64
34,70
34,68
34,67
34,65
34,70

C(%)
26,24
26,20
26,19
26,20
26,22
26,19

G(%)
13,33
13,30
13,31

13,32
13,35
13,32

T(%)
25,75
25,79
25,81
25,78
25,78
25,79

G+C(%)
39,57
39,50
39,50
39,55
39,57
39,51

Kết quả cho thấy, độ lệch thành phần các nucleotide hệ gen ty
thể của các giống lợn nghiên cứu theo hướng giàu A+T (60,43 60,50). Một số chỉ số đặc trưng cho trình tự hệ gen ty thể như tỷ lệ
phần trăm base loại G và loại C (% GC), độ lệch GC và AT (GC
skew và AT skew) được liệt kê nhằm phân tích và so sánh giữa


11
các giống lợn bản địa Việt Nam với các giống lợn khác trên thế
giới tại bảng 3.6.
Bảng 3.6. Thành phần trình tự của các nhóm lợn trên thế giới

Khu vực

Giống lợn

Ỉ
Móng Cái
Lợn bản
Hạ Lang
địa
Hương
Việt Nam
Mường Khương
Mường Lay
Jeju
Korean native pig
Đơng
WB-China
Bắc Á
northeast
WB-Japan
WB-Korea
Sơng
Bamei
Hồng
Huzu
Hà
Berkshire
Duroc
Khu vực Hampshire
các

Iberian
nước
Landrace
Châu Âu Large White
Pietrain
WB-European
Banna mini
Dahe
Lưu vực
Thailand indigenous pig
sông Mê
WB-Malaysia
Kông
WB-Vietnam
WB-Yunnan
Khu vực Lantang
Nam
Lanyu
Trung
WB-Fujian
Quốc
WB-Hainan
Aba
Lưu vực Bihu
sơng
Jinhua

Trình tự hồn chỉnh
GC
AT

%GC
skew skew
39,35 -0,33 0,15
39,23 -0,33 0,15
39,24 -0,33 0,15
39,25 -0,33 0,15
39,25 -0,33 0,15
39,29 -0,33 0,15
-

Trình tự D-loop
GC
AT
%GC
skew skew
39,91 -0,32 0,16
38,77 -0,33 0,16
38,47 -0,34 0,16
39,25 -0,30 0,14
38,79 -0,33 0,16
39,59 -0,31 0,16
38,55 -0,35 0,17
38,76 -0,35 0,15

39,25 -0,33

0,15

38,2

-0,34

0,15

39,19 -0,33
39,21 -0,33

0,15
0,15

39,09 -0,33
38,59 -0,33
38,69 -0,34

0,16
0,16
0,16

39,2

-0,33

0,15

38,69 -0,34

0,16

39,28
39,32

39,33
39,29
39,28
39,27
39,28
39,28
39,28
39,24
39,18
39,26
39,28
39,22
39,25
39,19
39,19
39,21
39,81
39,22

-0,33
-0,33
-0,33
-0,34
-0,33
-0,33
-0,34
-0,34
-0,33
-0,33
-0,33

-0,33
-0,33
-0,33
-0,30
-0,33
-0,33
-0,33
-0,31
-0,33

0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,12
0,15
0,15
0,15
0,14
0,15

38,47
38,66
38,27
38,37
38,47
38,47
38,52
38,56
39,16
38,92
38,7
38,59
38,69
39,27
38,57
38,55
38,71
38,68
38,69
38,69
38,46

0,16
0,16
0,16
0,16
0,15
0,16
0,16

0,17
0,16
0,16
0,16
0,19
0,16
0,15
0,16
0,16
0,16
0,15
0,16
0,16
0,16

-0,34
-0,35
-0,36
-0,35
-0,35
-0,35
-0,35
-0,35
-0,34
-0,33
-0,33
-0,38
-0,34
-0,31
-0,34

-0,34
-0,33
-0,33
-0,34
-0,34
-0,34


12
Trình tự hồn chỉnh
GC
AT
%GC
skew skew
Trường
Kele
Giang
Taoyuan
WB-Jiangxi
39,22 -0,33 0,15
Wei
39,2 -0,33 0,15
Xiang pig
39,18 -0,33 0,15
"-" : Trình tự hồn chỉnh chưa được cơng bố.

Khu vực

Giống lợn

Trình tự D-loop
GC
AT
%GC
skew skew
38,68 -0,34 0,16
38,66 -0,34 0,16
38,59 -0,34 0,16
38,69 -0,34 0,16
38,59 -0,33 0,16

Các chỉ số GC skew ở các giống lợn đều mang giá trị âm,
AT skew đều mang giá trị dương. Như vậy, xét về tiến hóa, xu
hướng thay đổi thành phần nucleotide giữa các giống lợn là khơng có
khác biệt lớn. Đối với trình tự hoàn chỉnh, toàn bộ sáu giống lợn
nghiên cứu đều giống nhau về trị số GC skew và AT skew với giá trị
tương ứng là -0,33 và 0,15. Ở hai giống Hương và Mường Lay cùng
với giống WB-Yunnan của Trung Quốc trình tự hồn chỉnh ít có sự
chênh lệch nhất giữa C và G tương ứng là 0,30 và 0,31. Giống lợn
Hương là giống có độ lệch giữa hai loại nucleotide A và T thấp nhất
(0,14). So sánh giữa vùng trình tự D-loop và trình tự hồn chỉnh, có
thể thấy vùng D-loop ở đa phần các giống lợn đều có chỉ số AT skew
cao hơn, tức là có mức độ biến đổi thành phần nucleotide loại A và T
cao hơn. Giá trị trung bình cộng của trị số GC skew đối với các
giống lợn bản địa Việt Nam (-0,32) cao hơn so với giá trị trung bình
cộng của các giống lợn khác trên thế giới (-0,34). Về lý thuyết, các
chỉ số độ lệch này cũng cho phép đánh giá một phần độ đa dạng di
truyền và gián tiếp xác định các mối quan hệ về phát sinh chủng loại.
Tuy nhiên sự khác biệt là chưa đủ lớn giữa các đối tượng nghiên cứu,
nên chưa thể đưa ra suy luận khoa học cụ thể nào theo hai hướng trên

từ các chỉ số GC skew và AT skew.
3.3.2.

Chú giải cấu trúc hệ gen ty thể
Kết quả chú giải cấu trúc hệ gen ty thể của các giống lợn


13
nghiên cứu đều bao gồm 37 gen trong đó có 2 gen mã hóa RNA
ribosome, 13 gen mã hóa protein, 22 gen mã hóa RNA vận chuyển
và một vùng kiểm sốt D-loop. Ngồi ra cịn có mười hai vùng
khơng mã hóa nhỏ nằm rải rác trên khắp hệ gen ty thể. Kết quả
chú giải hệ gen sử dụng công cụ trực tuyến GenomeVx cho thấy
các giống lợn bản địa Việt Nam có hệ gen ty thể mạch kép, khép
vịng, với kích thước lần lượt là: lợn Móng Cái: 16.711 base pairs
(bp), lợn Mường Lay: 16.740 bp, lợn Mường Khương: 16.679 bp,
lợn Hạ Lang: 16.722 bp, lợn Hương:16.753 bp và lợn Ỉ: 16.731
bp. So sánh các trình tự lặp trước sau theo motif 5'-tacacgtgcg-3'
ở vùng D-loop cho thấy có những khác biệt lớn giữa nhóm lợn
Việt Nam so với các giống lợn nhóm Châu Âu, Châu Á.
Kết quả phân tích cấu trúc, tổ chức hệ gen ty thể của 6 giống
lợn bản địa Việt Nam ở trên cho thấy có sự tương đồng với cấu trúc
hệ gen ty thể của các lồi động vật có vú khác. Thành phần các loại
base có trong hệ gen ty thể của cả 6 giống lợn đều theo hướng giàu
A+T (trên 60%), tương tự với các nhóm lợn Châu Á khác.
3.3.3.

Cấu trúc thành phần của các gen RNA vận chuyển
Thông tin về cấu trúc thành phần của các gen tRNA được liệt

kê ở bảng 3.13.
Bảng 3.13. Thành phần nucleotide của 22 gen tRNA
STT
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Tên gen

tRNA Phe
tRNA Val
tRNA Leu2
tRNA Ile
tRNA Gln
tRNA Met
tRNA Trp

Sợi
(+/-)
+
+
+
+
+
+

Chiều
dài
(bp)
70
68
75
69
73
70
68

AT
GC skew
skew

Thành phần Nucleotide
A
26
26
23
28
16
20
26

G
13
10
14
11

20
13
12

C
16
14
17
8
8
20
14

T
15
18
21
22
29
17
16

-0,10
-0,17
-0,10
0,16
0,43
-0,21
-0,08

0,27
0,18
0,05
0,12
-0,29
0,08
0,24


14

STT

Tên gen

8.
tRNA Ala
9.
tRNA Asn
10. tRNA Cys
11. tRNA Tyr
12. tRNA Ser2
13. tRNA Asp
14. tRNA Lys
15. tRNA Gly
16. tRNA Arg
17. tRNA His
18. tRNA Ser1
19. tRNA Leu1
20. tRNA Glu

21. tRNA Thr
22. tRNA Pro
Tổng chiều dài
Giá trị trung bình

Sợi
(+/-)
+
+
+
+
+
+
+
+
-

Chiều
dài
(bp)
68
75
66
65
69
68
67
69
69
69

59
70
69
68
65
1509
68,59

Thành phần Nucleotide
A
19
21
18
21
17
23
20
25
29
29
20
27
17
22
13
486
22,09

G
15

18
16
15
20
12
14
10
6
8
9
13
17
12
19
297
13,50

C
8
11
12
11
11
9
16
13
9
8
12
11

8
18
10
264
12,00

T
26
25
20
18
21
24
17
21
25
24
18
19
27
16
23
462
21,00

AT
GC skew
skew
0,30
0,24

0,14
0,15
0,29
0,14
-0,07
-0,13
-0,20
0,00
-0,14
0,08
0,36
-0,20
0,31

-0,16
-0,09
-0,05
0,08
-0,11
-0,02
0,08
0,09
0,07
0,09
0,05
0,17
-0,23
0,16
-0,28

0,06 0,02

22 gen tRNA có kích thước tổng thể là 1509 bp và chiều dài
trung bình là 68,6 bp, nằm trong khoảng từ 59 bp (tRNAPro) đến 75
bp tRNALeu(CTA). Thành phần nucleotide của toàn bộ 22 gen tRNA
đều theo hướng độ lệch thiên về hàm lượng AT với tỉ lệ các loại
nucleotide là: 32,2% A, 30,6% T, 19,6% G và 17,5% C, theo thứ tự
A > T > G >C . Giá trị chỉ số GC skew trong 22 gen tRNA có 10 gen
mang giá trị âm (chiếm 0,45%), 8 gen tRNA có chỉ số AT skew âm
(chiếm 36%) và giá trị trung bình chỉ số AT skew, GC skew đều mang giá
trị dương (0,06 và 0,02 %). Điều này chứng tỏ rằng sự hiện diện của
nucleotide loại A trên các sợi DNA nhiều hơn T ở đa số các gen tRNA và
tỉ lệ chênh lệch G, C gần như tương đương nhau trong số 22 gen tRNA
của hệ gen ty thể các giống lợn bản địa Việt Nam. Duy nhất chỉ có gen
tRNA His có tần số G bằng C với chỉ số GS skew bằng 0.
3.3.4.

Phân tích cấu trúc bậc hai của các tRNA


15
Kết quả dự đoán cấu trúc bậc hai của 22 tRNA cho thấy, cấu
trúc của 21 tRNA ngoại trừ tRNASer-1 đều có dạng cỏ ba lá điển
hình được tạo thành từ ba thùy dihydrouridine DHU, pseudouridin
(TψC ) và anti-codon. 21 tRNA đều có các gốc nhánh gắn amino
acid (amino acid acceptor) và gốc nhánh bộ ba đối mã (aniticodon)
tương ứng đều là 7 bp và 5 bp, ngoại trừ tRNA Ser-1 có chiều dài
gốc nhánh bộ ba đối mã là 6 bp. Riêng tRNA Ser-1 do có kích thước
gen ngắn, do đó có phần thùy dihydrouridine (DHU) khơng hình
thành được cấu trúc bền vững.

3.4.

So sánh đa hình trình tự
Do có sự khác biệt về đặc điểm cấu trúc và vai trị trong tiến

hóa giữa hai vùng trình tự, nên kết quả phân tích đa hình trình tự
được thể hiện ở hai nhóm kết quả: đa hình vùng D-loop và đa hình
vùng mã hóa.
3.4.1.

Trình tự vùng D-loop

3.4.1.1. Mức độ tương đồng
Kết quả so sánh hệ số tương đồng trình tự ở vùng D-loop đạt
mức thấp nhất ở giống lợn Ỉ (< 0,951), tiếp đến là giống lợn Mường
Lay (<0,971), qua đó phản ánh nét đặc trưng về mặt di truyền của hai
giống lợn bản địa này. Bên cạnh đó, có thể thấy mức độ tương đồng
cao về trình tự giữa hai giống lợn Hương và Hạ Lang (chỉ số tương
đồng cao nhất đạt: 0,999). So sánh độ tương đồng ở nhóm lợn lang
của Việt Nam (Hương, Hạ Lang và Móng Cái) cho thấy có mức độ
tương đồng cao hơn trong nội bộ nhóm so với các giống lợn bản địa
Việt Nam khác và các giống lợn trên thế giới.
3.4.1.2. Mức độ khác biệt
Có 25 vị trí đa hình trên tổng số 1184 vị trí (chiều dài contig),
trong đó có 5 vị trí có mặt ít nhất 2 biến thể. Kết quả so sánh khác


16
biệt vùng D-loop được trình bày ở bảng 3.15.
Bảng 3.15. Các vị trí SNP ở vùng D-loop của 6 giống lợn nghiên cứu

STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

Giống
Vị trí
24

183
215
242
280
407
454
503
562
706
714
736
734
744
746
754
756
764
766
774
776
791
813
1032
1165

Ỉ
G/A
T/C
T/C
T/C

A/G
T/C
G
A
G/G/A
A
G/G/A
G/G/A
A
C
A/G
-

Mường
Khương
T/C
C/T
C/T
G
T/T/C
-

Mường
Lay
T/C
C/T
C/T
A
A
A

A
A
A
-

Móng
Cái
T/C
T/C
C/T
G
-

Hạ
Lang
T/C
C/T
A/C/A

Hương
T/C
C/T
A/C/A

Khi so sánh khác biệt trình tự vùng D-loop có thể thấy một
số vị trí, chẳng hạn tại vị trí nucleotide thứ 454 (hình 3.6.) tất cả các
nhóm lợn Việt Nam trừ lợn Ỉ khác biệt với hầu hết các giống lợn còn
lại ở biến thể này (C/T). Vùng trình tự này của giống lợn Ỉ mang khá
nhiều các điểm khác biệt với 5 giống lợn bản địa Việt Nam còn lại và
với các giống lợn khác trên thế giới.

17

Hình 3.6. Vị trí khác biệt trên trình tự vùng D-loop của các giống
lợn bản địa Việt Nam và các giống lợn trên thế giới
3.4.2. Trình tự vùng mã hóa hệ gen ty thể
3.4.2.1. Mức độ tương đồng
Các giống lợn trong nhóm lợn lang của Việt Nam (Hạ Lang,
Hương và Móng Cái) có mức độ tương đồng với nhau khá cao. Hai
giống bản địa tại tỉnh Cao Bằng (Hương và Hạ Lang) thể hiện mức
độ gần gũi về di truyền với chỉ số tương đồng cao (0,999). So với
vùng D-loop, trình tự vùng mã hóa của giống Ỉ khơng thể hiện mức
độ đặc trưng cao.
3.4.2.2. Mức độ khác biệt
Khác biệt thường rơi vào các vùng gen mã hóa cho protein và
tRNA, trong khi các vùng còn lại khá bảo thủ. Bên cạnh đó, trong số
các biến thể SNP đáng chú ý có biến thể tại vị trí 2250 nằm trên gen
mã hóa 12S rRNA. Tất cả các giống bản địa Việt Nam ngoại trừ
giống Ỉ khơng có biến thể (C/T) nằm ở vùng này, trong khi hầu hết


18
các giống lợn khác đều có, kết quả này được minh chứng ở hình 3.8.

Hình 3.8. Biến thể trình tự tại vị trí nucleotide 2250 vùng mã
hóa hệ gen ty thể các giống lợn
Kết quả so sánh biến thể trình tự này thể hiện có sự tương
đồng giữa giống lợn Ỉ với giống Banamini (ở lưu vực sông Mekong)
và giữa nhóm 5 giống lợn Việt Nam (Hương, Móng Cái, Mường

Lay, Mường Khương và Hạ Lang) với giống lợn Lantang (ở khu vực
miền nam Trung Quốc) cho phép đưa ra những dự đoán về những
mối liên hệ gần gũi về mặt di truyền giữa các giống lợn này.
3.5.

Phân tích về quan hệ phát sinh chủng loại
Để tăng cường độ tin cậy về nguồn gốc và quan hệ phát

sinh chủng loại, dữ liệu vùng D-loop và dữ liệu trình tự hồn
chỉnh được phân tích một cách độc lập để xây dựng các cây phát
sinh chủng loại khác nhau. Đối với giống lợn Móng Cái ngồi kết
quả trình tự của luận án, chúng tơi cịn sử dụng trình tự của nhóm
tác giả Tran Thi Thuy Nhien (2016) (kí hiệu trên cây phát sinh


19
chủng loại là MongCai_TN) để xây dựng cây phát sinh chủng
loại, cũng như phân tích về quan hệ tiến hóa.
3.5.1. Cây phát sinh chủng loại dựa trên dữ liệu trình tự D-loop
Ba giống lợn vùng Đơng Bắc Bộ (lợn Móng Cái, Hạ Lang,
và Hương) đều có cùng cặp taxon chị em với giống lợn Lantang
(vùng Nam Trung Quốc, khoảng cách p từ 0,0006 - 0,0016. Hai
giống lợn thuộc khu vực Tây Bắc Bộ (lợn Mường Khương và lợn
Mường Lay) có quan hệ di truyền gần gũi với giống lợn Bamei
(khu vực lưu vực sơng Hồng Hà với khoảng cách p là 0,0012).
Kết quả về phát sinh chủng loại thể hiện trên cây phù hợp với dự
đoán về sự gần gũi giữa hai giống Hương và Hạ Lang khi chúng
có những sự tương đồng về hình thái và phân bố địa lý. Tồn tại
khoảng cách p tương đối gần trong nhóm các con lợn Việt Nam là
0,0039±0,00112. Giống lợn Ỉ của Việt Nam ở cùng nhánh với

giống lợn Banna Mini (thuộc vùng sông Mê Kông, với khoảng
cách p là 0,0006, giá trị bootstrap đạt 99%). Khoảng cách tiến hóa
của giống lợn Ỉ là xa nhất so với 5 giống lợn bản địa Việt Nam
còn lại, cụ thể là giống lợn Ỉ có khoảng cách p với Hương và Hạ
Lang là 0,0081; khoảng cách với 3 giống Móng Cái, Mường
Khương và Mường Lay là 0,00782. Quan hệ giữa các giống lợn
này được thể hiện rõ trên cây phát sinh chủng loại ở hình 3.11.
Đối với giống lợn Móng Cái, taxon MongCai_TN có trình tự
mtDNA được cơng bố bởi Tran Thi Thuy Nhien và cs khác biệt
khá lớn về kích thước và đoạn lặp so với các giống lợn khác nên
nắm ở nhánh tách biệt với hầu hét các giống lợn Châu Á khác và
nằm rất xa với taxon từ kết quả nghiên cứu của chúng tôi.
3.5.2. Cây phát sinh chủng loại dựa trên trình tự hồn chỉnh


20
Quan hệ gần của nhóm lợn lang Việt Nam (Hương, Hạ
Lang và Móng Cái) một lần nữa được khẳng định ở cây dựa trên
trình tự hồn chỉnh (hình 3.12). Cùng với những tương đồng về đặc
điểm hình thái giữa giống lợn Hương và giống Lantang ở tỉnh Quảng
Đông, miền nam Trung Quốc. Từ quan hệ phát sinh này có thể đưa
ra giả thiết về nguồn gốc chung của nhóm lợn bản địa Việt Nam với
lợn Lantang xuất phát từ hoạt động giao thương trong quá khứ giữa
tỉnh Quảng Đông Trung Quốc với các tỉnh biên giới miền núi phía
bắc Việt Nam. Khoảng cách p trung bình xác định được là tương đối
gần trong nhóm các con lợn bản địa Việt Nam (0,00209), lớn hơn khi
so sánh với nhóm lợn Châu Á (0,00694) và đặc biệt có khoảng cách
rất xa với nhóm lợn Châu Âu (0,01734).
Nhóm lợn lang Việt Nam (lợn Móng Cái, Hương và Hạ Lang)
cùng một nhánh phụ (giá trị bootstrap 95%) với khoảng cách tiến

hóa gần, phù hợp với sự tương đồng về đặc điểm địa lý phân bố và
hình thái học. Nhóm lợn lang Việt Nam đều có mối quan hệ gần gũi
về mặt di truyền và cùng một lớp với giống lợn Lantang (thuộc khu
vực Nam Trung Quốc). Lợn Mường Lay và Mường Khương ở các
nhánh chị em có khoảng cách p rất gần (0,0005). Hai giống lợn
Hương và Hạ Lang cùng nhóm với lợn Lantang ở miền nam Trung
Quốc. Giống Mường Lay cùng nhánh phụ với giống Bamei ở lưu
vực sơng Hồng Hà, Trung Quốc. Giống lợn Ỉ có khoảng cách xa
nhất với các giống lợn bản địa Việt Nam cịn lại và có khoảng cách
tiến hóa gần nhất với lợn Banamini. Hai giống lợn của tỉnh Cao
Bằng là Hạ Lang và Hương có có quan hệ phát sinh gần phù hợp với
một số đặc điểm tương đồng giữa hai giống lợn về hình thái, bên
cạnh đó đã có một số tài liệu đề cập đến nguồn gốc gần gũi hoặc có
chung nguồn gốc của hai giống lợn này.


21

Hình 3.11. Cây phát sinh chủng loại vùng D-loop: Quan hệ phát sinh chủng loại được phân tích sử
dụng phương pháp suy luận Bayes bằng phần mềm BEAST v1.8.3.


22

Hình 3.12. Cây phát sinh chủng loại của trình tự hoàn chỉnh: Quan hệ phát sinh chủng loại được phân tích sử
dụng phương pháp suy luận Bayes bằng phần mềm BEAST v1.8.3


23

Kết quả của luận án bao gồm các dữ liệu về thông tin di truyền
thu được giúp nhận định nguồn gốc giống, đánh giá đặc trưng di
truyền của những giống lợn bản địa nghiên cứu, được coi là những
nguồn gen vật ni bản địa đang bị thất thốt tại Việt Nam.
Chương 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4.1. Kết luận
1. Đã giải trình tự hồn chỉnh hệ gen ty thể của 6 cá thể lợn bản
địa Việt Nam (lợn Ỉ, lợn Móng Cái, lợn Mường Khương, lợn Mường
Lay, lợn Hương và lợn Hạ Lang) dữ liệu đã công bố trên ngân hàng
Genbank tương ứng với các mã số KX094894, KU556691,
KY432578, KX147101, KY964306 và KY800118.
2. Đã phân tích, chú giải, dự đốn cấu trúc chức năng hệ gen ty
thể của 6 cá thể lợn nghiên cứu.
3. Xác định được độ đa hình trình tự hệ gen ty thể của 6 cá thể
lợn nghiên cứu. Chỉ số tương đồng trình tự hệ gen ty thể của vùng Dloop ở giống lợn Ỉ là thấp nhất so với 5 giống còn lại. Xác định được
25 vị trí đa hình trong vùng D-loop của 6 cá thể lợn nghiên cứu.
4. Ước lượng được khoảng cách tiến hóa, mối quan hệ phát sinh
chủng loại giữa 6 cá thể lợn nghiên cứu với một số giống lợn nhà và
lợn rừng khác trên thế giới. Nguồn gốc của 6 giống lợn bản địa Việt
Nam gần gũi với nhóm lợn Châu Á, đặc biệt là các giống lợn bản địa
Nam Trung Quốc và khác xa với nhóm lợn Châu Âu. Xây dựng được
giả thuyết về nguồn gốc chung của giống lợn Hương và Hạ Lang có
thể là cùng một nguồn gốc.
4.2. Kiến nghị
1. Cần tiến hành nghiên cứu các loại chỉ thị phân tử khác, kết
hợp với dữ liệu về hệ gen ty thể của các giống lợn bản địa nghiên
cứu để sử dụng như một công cụ nhận dạng giống.