Luận Án Tiến Sĩ Nông Nghiệp Nghiên Cứu Các Đặc Điểm Kiểu Hình, Kiểu Gen Phục Vụ Cho Khai Thác Và

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN TRỌNG TUYỂN

NGHIÊN CỨU

CÁC ĐẶC ĐIỂM KIỂU HÌNH, KIỂU GEN

PHỤC VỤ CHO KHAI THÁC VÀ PHÁT TRIỂN

NGUỒN GEN GIỐNG GÀ MÓNG TIÊN PHONG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI, NĂM 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN TRỌNG TUYỂN

NGHIÊN CỨU

CÁC ĐẶC ĐIỂM KIỂU HÌNH, KIỂU GEN

PHỤC VỤ CHO KHAI THÁC VÀ PHÁT TRIỂN

NGUỒN GEN GIỐNG GÀ MÓNG TIÊN PHONG

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Mã số : 62.42.02.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. PHÙNG ĐỨC TIẾN

TS. NGÔ THỊ KIM CÚC

HÀ NỘI, NĂM 2017

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi;

các số liệu, kết quả nêu trong luận án này là trung thực, khách quan và chưa

từng được bảo vệ ở bất kì học vị nào.

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được

cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Tác giả luận án

Nguyễn Trọng Tuyển

ii

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình hoàn thiện luận án ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi

còn nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ từ các cá nhân và tổ chức.

Trước tiên, em xin trân trọng cảm ơn TS. Phùng Đức Tiến và TS. Ngô

Thị Kim Cúc là hai thầy, cô hướng dẫn khoa học luôn ở bên giúp đỡ, hướng

dẫn em trong suốt quá trình thực hiện luận án này;

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới tập thể lãnh đạo, các thầy

giáo, cô giáo công tác tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam; Học viện

Nông nghiệp Việt Nam đã giảng dạy, hướng dẫn và tạo điều kiện, giúp đỡ tôi

trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận án;

Đồng thời tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo, các cán bộ thuộc Bộ

môn Di truyền và Giống vật nuôi, Phòng Thí nghiệm trọng điểm tế bào động

vật - Viện Chăn Nuôi; trang trại bảo tồn nguồn gen giống gà Móng Tiên

Phong - Hà Nam, đã giúp tôi rất nhiều về cơ sở vật chất, trang thiết bị thí

nghiệm trong quá trình thực hiện luận án;

Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Sở GD - ĐT Hà Nam, lãnh đạo

trường THPT B Phủ Lý - Hà Nam và các thầy cô trong hội đồng giáo dục nhà

trường đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được học tập và hoàn thiện luận án

của mình;

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn toàn thể gia đình, bạn bè và đồng

nghiệp đã luôn ở bên, ủng hộ và động viên tôi hoàn thành luận án này.

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Nghiên cứu sinh

Nguyễn Trọng Tuyển

iii

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN ...........................................................................................i

LỜI CẢM ƠN................................................................................................ii

DANH MỤC BẢNG....................................................................................vi

DANH MỤC HÌNH...................................................................................viii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .......................................................... x

MỞ ĐẦU........................................................................................................1

1. Tính cấp thiết của đề tài...............................................................................1

2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài....................................................................2

2.1. Mục tiêu tổng quát....................................................................................2

2. 2. Mục tiêu cụ thể ........................................................................................3

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ...................................................3

3.1. Ý nghĩa khoa học......................................................................................3

3.2. Ý nghĩa thực tiễn ......................................................................................4

4. Những đóng góp mới của đề tài...................................................................4

Chương I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU...........................................................6

1.1. Cơ sở khoa học của đề tài.........................................................................6

1.1.1. Cơ sở nghiên cứu đặc điểm ngoại hình và khả năng sản xuất của gà ....6

1.1.2. Cơ sở khoa học phân tích đa hình gen Mx, gen cGH và cGHR của gà

và mối tương quan với một số tính trạng sản xuất của gà.............................. 15

1.2. Tình hình nghiên cứu các giống gà bản địa trên thế giới và ở Việt Nam.....24

1.2.1. Tình hình nghiên cứu các giống gà địa phương trên thế giới...............24

1.2.2. Tình hình nghiên cứu các giống gà bản địa ở Việt Nam.......................31

1.3. Giới thiệu về gà Móng Tiên Phong......................................................... 38

Chương II. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU43

2.1. Vật liệu...................................................................................................43

iv

2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................ 43

2.3. Nội dung nghiên cứu ..............................................................................43

2.4. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................44

2.4.1. Bố trí thí nghiệm..................................................................................44

2.4.2. Đánh giá đặc điểm ngoại hình và khả năng sản xuất của gà nuôi sinh

sản và nuôi thương phẩm qua 3 thế hệ chọn lọc, nhân thuần ........................49

2.4.3. Đánh giá đa hình gen Mx; đa hình gen cGH, gen cGHR và mối liên hệ với

tính trạng tăng khối lượng của gà Móng Tiên Phong.......................................57

2.4.4. Phương pháp xử lý số liệu ...................................................................63

Chương III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................................................65

3.1. Đánh giá đặc điểm ngoại hình và khả năng sản xuất của giống gà móng

tiên phong .....................................................................................................65

3.1.1. Đánh giá đặc điểm ngoại hình và kích thước các chiều đo của gà Móng

Tiên Phong....................................................................................................65

3.1.2. Đánh giá khả năng sản xuất của gà nuôi sinh sản qua 3 thế hệ chọn

lọc, nhân thuần.............................................................................................. 70

3.1.3. Nghiên cứu khả năng sản xuất của gà nuôi thịt thương phẩm..............92

3.2. Nghiên cứu tính đa hình gen Mx liên quan đến khả năng kháng virus; đa

hình gen cGH, cGHR và tương quan đến tính trạng tăng khối lượng cơ thể gà

Móng Tiên Phong........................................................................................ 103

3.2.1. Kết quả tách chiết ADN tổng số......................................................... 103

3.2.2. Xác định đa hình kiểu gen và tần số alen gen Mx liên quan đến khả

năng kháng virus, sử dụng kỹ thuật PCR-RFLP .......................................... 104

3.2.3. Xác định đa hình kiểu gen, tần số alen các gen cGH, cGHR và phân

tích ảnh hưởng của các điểm đa hình này với tính trạng tăng khối lượng cơ

thể gà Móng Tiên Phong ............................................................................. 108

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................... 132

v

1. Kết luận................................................................................................... 132

2. Đề nghị.................................................................................................... 133

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN134

TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................... 135

MỤC LỤC CỦA PHỤ LỤC..................................................................... 146

vi

DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 2.1. Bố trí thí nghiệm đàn nuôi sinh sản .............................................. 45

Bảng 2.2. Sơ đồ ghép phối trống - mái tránh cận huyết ................................ 45

Bảng 2.3. Chế độ chăm sóc gà Móng Tiên Phong nuôi sinh sản.................. 47

Bảng 2.4. Giá trị dinh dưỡng trong khẩu phần thức ăn cho gà Móng Tiên

Phong nuôi sinh sản...................................................................................... 47

Bảng 2.5. Giá trị dinh dưỡng trong khẩu phần thức ăn cho gà Móng Tiên

Phong nuôi thịt thương phẩm và phân tích gen............................................. 48

Bảng 2.6. Bản đồ cắt enzyme giới hạn tại các điểm đa hình ......................... 60

Bảng 3.1. Đặc điểm ngoại hình của gà Móng qua 3 thế hệ ........................... 65

Bảng 3.2. Kích thước một số chiều đo của đàn gà Móng Tiên Phong sinh sản

ở 38 tuần tuổi .............................................................................................. 68

Bảng 3.3. Số lượng đàn gà qua các lứa tuổi và tỷ lệ chọn giống ở mỗi thế hệ

..................................................................................................................... 70

Bảng 3.4. Chọn lọc khối lượng cơ thể gà Móng Tiên Phong qua 3 thế hệ.... 71

Bảng 3.5. Tỷ lệ nuôi sống từ 01 ngày tuổi đến 8 tuần tuổi qa 3 thế hệ ......... 73

Bảng 3.6. Tỷ lệ nuôi sống từ 9 đến 20 tuần tuổi qua 3 thế hệ ..................... 74

Bảng 3.7. Tỷ lệ nuôi sống của gà mái sinh sản giai đoạn 21-72 TT ............. 75

Bảng 3.8. Khối lượng cơ thể giai đoạn từ 01 ngày tuổi đến 8 tuần tuổi......... 76

Bảng 3.9. Khối lượng cơ thể gà trống giai đoạn từ 9-20 tuần tuổi................. 77

Bảng 3.10. Khối lượng cơ thể gà mái giai đoạn từ 9-20 tuần tuổi................. 78

Bảng 3.11. Tiêu tốn thức ăn từ 1 ngày tuổi đến 20 tuần tuổi qua 3 thế hệ.... 80

Bảng 3.12. Một số chỉ tiêu về tuổi đẻ của đàn gà Móng Tiên Phong ............ 82

Bảng 3.13. Tỷ lệ đẻ và năng suất trứng của gà Móng Tiên Phong 3 thế hệ... 84

Bảng 3.14. Năng suất trứng cộng dồn của gà Móng Tiên Phong 3 thế hệ ..... 86

Bảng 3.15. Tiêu tốn thức ăn/10 trứng của gà Móng Tiên Phong 3 thế hệ...... 88

Bảng 3.16. Kết quả khảo sát trứng gà Móng Tiên Phong.............................. 89

Bảng 3.17. Các chỉ tiêu ấp nở của gà Móng Tiên Phong nuôi sinh sản ........ 91

vii

Bảng 3.18. Tỷ lệ nuôi sống (%) của gà thương phẩm giai đoạn 01 ngày tuổi

đến 15 tuần tuổi............................................................................................ 92

Bảng 3.19. Khối lượng cơ thể gà thương phẩm 3 thế hệ giai đoạn từ 01 ngày

tuổi đến 15 tuần tuổi..................................................................................... 95

Bảng 3.20. Sinh trưởng tuyệt đối (gam/con/ngày) và sinh trưởng tương đối

(%) của gà nuôi thương phẩm....................................................................... 97

Bảng 3.21. Tiêu tốn thức ăn/kg tăng khối lượng của gà thịt thương phẩm.... 98

Bảng 3.22. Chỉ số sản xuất của gà Móng Tiên Phong từ 01 ngày tuổi đến 15

tuần tuổi ..................................................................................................... 100

Bảng 3.23. Kết quả mổ khảo sát gà thịt thương phẩm................................. 101

Bảng 3.24. Hàm lượng nước, protein thô, lipit thô và khoáng tổng số trong

thịt gà Móng Tiên Phong............................................................................ 102

Bảng 3.25. Tần số kiểu gen và tần số alen gen Mx ở gà Móng Tiên Phong 106

Bảng 3.26. Tần số kiểu gen và tần số alen gen cGH và cGHR trên quần thể

gà Móng Tiên Phong.................................................................................. 117

Bảng 3.27. Khối lượng cơ thể trung bình gà Móng Tiên Phong giai đoạn từ

01 ngày tuổi đến 20 tuần tuổi ..................................................................... 119

Bảng 3.28. Giá trị tương quan giữa đa hình kiểu gen cGH-intron 3 với tính

trạng tăng khối lượng của gà MóngTiên Phong.......................................... 121

Bảng 3.29. Khối lượng cơ thể trung bình gà MóngTiên Phong mang các kiểu

gen cGH-intron 4 ....................................................................................... 123

Bảng 3.30. Tần số kiểu gen và tần số alen đoạn gen cGH-intron 3 trong các

nhóm gà có khối lượng cao và thấp khác nhau theo tuần tuổi..................... 126

Bảng 3.31. Giá trị P - Value đánh giá tương quan đa hình kiểu gen cGH￾intron 4 với tính trạng tăng khối lượng của gà MóngTiên Phong................ 128

viii

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 1.1. Cấu trúc gen Mx ở gà ................................................................... 17

Hình 1.2. Vị trí đa hình A2032G trên sản phẩm Mx cADN và Mx mARN ở gà

..................................................................................................................... 18

Hình 1.3. Cấu trúc gen cGH ở gà.................................................................. 20

Hình 1.4. Tổ chức bộ gen ở các vùng mã hóa của gen cGHR...................... 22

Hình 1.5. Bản đồ địa chính xã Tiên Phong ................................................... 39

Hình 3.1. Đồ thị tỷ lệ đẻ của gà Móng Tiên Phong qua 3 thế hệ nuôi sinh sản

..................................................................................................................... 85

Hình 3.2. Hình ảnh đại diện kết quả tách chiết ADN tổng số từ máu gà ..... 104

Hình 3.3. Hình ảnh đại diện kết quả nhân đoạn gen Mx có kích thước 299 bp,

sử dụng thang chuẩn 100 bp (M) của hãng Invitrogen................................ 104

Hình 3.4. Hình ảnh đại diện sản phẩm PCR đoạn gen Mx được cắt bởi

enzyme giới hạn Hpy8I .............................................................................. 105

Hình 3.5. Hình ảnh đại diện kết quả nhân các đoạn gen cGH-int3, cGH-int4,

cGHR-int2.................................................................................................. 109

Hình 3.6. Hình ảnh đại diện tính đa hình đoạn intron 3 gen cGH được cắt bởi

enzyme giới hạn EcoRV............................................................................. 110

Hình 3.7. Hình ảnh đại diện tính đa hình đoạn intron 4 gen cGH được cắt

bởi enzyme giới hạn Bsh1236I................................................................... 110

Hình 3.8. Hình ảnh đại diện tính đa hình đoạn intron 2 gen cGHR được cắt

bởi enzyme giới hạn HindIII ...................................................................... 111

Hình 3.9. Hình ảnh đại diện sản phẩm giải trình tự.................................... 112

03 kiểu gen cGH-int3 từ mồi ngược ........................................................... 112

Hình 3.10. Hình ảnh đại diện sản phẩm giải trình tự................................. 113

ix

03 kiểu gen cGH-int4 từ mồi xuôi.............................................................. 113

Hình 3.13. Đồ thị so sánh ảnh hưởng của đa hình G1705A gen cGH- intron 3

lên khối lượng cơ thể cùa gà Móng Tiên Phong ......................................... 122

Hình 3.14. Đồ thị so sánh ảnh hưởng của kiểu gen cGH- intron 4 .............. 124

lên khối lượng cơ thể cùa gà Móng Tiên Phong ......................................... 124

Hình 3.15. Đồ thị so sánh tần số alen (G và A) gen cGH- intron 3 xuất hiện

trong các nhóm gà có trọng lượng cao và thấp khác nhau tại từng tuần tuổi127

x

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Nội dung

ADN Axit DeoxyriboNucleic

Bp Base pair - Cặp bazơ nitơ

BW Body Weight - khối lượng cơ thể

cs. cộng sự

cGH chicken growth hormone - Hoocmon sinh trưởng ở gà

cGHR

chicken growth hormone receptor - thụ thể hoocmon sinh

trưởng ở gà

Cv % coefficient of variation - hệ số biến thiên

ĐVT Đơn vị tính

EDTA EthyleneDiamineTetra Acetic Acid

FAO

Food and Agriculture Organization of the United Nations -

Tổ chức lương thực và nông nghiệp Liên hiệp quốc

GHBP

growth hormone binding proteins - protein mang hoocmon

sinh trưởng

INFPD

International Network for Family Poultry Development -

Mạng lưới quốc tế phát triển chăn nuôi gia cầm nông hộ

Kb Kilo base

ME Metabolizable Energy - Năng lượng trao đổi

MHC

Major Histocompatibility Complex - Phức hợp tương

thích mô chính

Mx myxovirus resistant gen- Mx gene

PCR-RFLP

polymerase chain reaction-restriction fragment length

polymorphism - đa hình chiều dài đoạn cắt giới hạn PCR

xi

PN Production Number - chỉ số sản xuất

p-value probability value - giá trị xác suất

RE Restriction Enzyme - enzyme cắt giới hạn

SE standard error - sai số chuẩn

SD standard deviation - độ lệch chuẩn

SLT sản lượng trứng

SNPs Single Nucleotide Polymorphisms - đa hình đơn nucleotit

TCVN tiêu chuẩn Việt Nam

TLNS tỷ lệ nuôi sống

TT tuần tuổi

TTTA tiêu tốn thức ăn

Trung bình quần thể

1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm gần đây, các giống gà bản địa ngày càng được chú

trọng không những do chất lượng thịt, trứng thơm ngon phù hợp với thị hiếu

người tiêu dùng mà còn có sức đề kháng tốt, khả năng tự kiếm ăn cao, thích

nghi với điều kiện chăm sóc, phương thức chăn nuôi truyền thống của địa

phương. Tuy nhiên, những giống gà này hầu hết tồn tại ở những làng quê, địa

bàn phân bố hẹp, quần thể nhỏ hoặc khả năng cận huyết lớn dẫn đến suy thoái

cao hoặc nguồn gen bị lai tạp nhiều nên các giống này không những khó phát

triển thành sản phẩm hàng hoá mà còn có nguy cơ mất giống rất lớn.

Gà Móng Tiên Phong là giống gà bản địa gắn liền với lịch sử làng

Móng, xã Tiên Phong, huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam. Đây là giống gà hướng

thịt, thả vườn, khả năng chống chịu bệnh tật tốt; chân to, thịt chắc, thơm, da

giòn. Giống gà này được đưa vào chương trình “bảo tồn nguồn gen vật nuôi

quốc gia” từ năm 2001. Mặc dù là giống gà quý, nhưng hiện nay, các tài liệu

khoa học về giống gà này còn rất hạn chế. Đến nay, một số tài liệu công bố

các kết quả nghiên cứu về giống gà này như nghiên cứu của Đỗ Văn Diện

(2005); Hồ Xuân Tùng và cs. (2009, 2011); Đồng Thị Hồng Liên (2011);…,

các nghiên cứu này hoặc nghiên cứu với số lượng nhỏ hoặc nghiên cứu bảo

tồn hoặc tiến hành trong các trang trại chăn nuôi tập trung…, do vậy, các

chương trình giống áp dụng trong các nông hộ chưa hợp lý. Trên đối tượng gà

Móng Tiên Phong, đến nay, chưa có nghiên cứu nào đánh giá về khả năng

sinh trưởng, chất lượng thịt khi nuôi thương phẩm cũng như khả năng sản

xuất khi nuôi sinh sản một cách bài bản theo mô hình bán chăn thả tại nơi

nguồn gốc của giống gà này.

2

FAO (2004) đã chỉ ra rằng, để xây dựng một chương trình bảo tồn và

khai thác có hiệu quả các giống vật nuôi thì việc kết hợp nghiên cứu kiểu gen

và kiểu hình đóng vai trò quan trọng. Trong khi đó, việc chọn lọc dựa vào các

giá trị kiểu hình cần rất nhiều thời gian do phải theo dõi qua nhiều thế hệ.

Thực tế này đòi hỏi công tác giống hiện đại cần rút ngắn thời gian chọn, tạo

giống, hơn nữa cần chọn lọc chính xác những kiểu gen hoặc tổ hợp những gen

quy định tính trạng mong muốn, góp phần nâng cao hiệu quả khai thác và

phát triển nguồn gen giống gà quý này. Với sự phát triển mạnh mẽ của các kỹ

thuật di truyền phân tử, một vài nghiên cứu gần đây như của Nie và cs.

(2005a

, 2005b

); Li và cs. (2007); Trần Xuân Hoàn và cs. (2008, 2010);

Muhammad và cs. (2013); Đỗ Võ Anh Khoa và cs. (2013, 2014); Mehdi và

cs. (2014); Lưu Quang Minh và cs. (2016); … đã chỉ ra rằng một số gen như

cGH, cGHR… liên quan đến năng suất sinh trưởng, gen Mx đã được chứng

minh là có liên quan đến khả năng miễn dịch của các giống gà bản địa. Do

vậy, nghiên cứu nhằm xác định các đa hình của các gen này trên giống gà

Móng Tiên Phong và bước đầu tìm hiểu mối liên quan giữa đa hình kiểu gen

với các tính trạng năng suất sinh trưởng góp phần nâng cao hiệu quả trong

công tác chọn giống là cần thiết.

Xuất phát từ các thực tế đó, chúng tôi tiến hành đề tài:

“Nghiên cứu các đặc điểm kiểu hình, kiểu gen phục vụ cho khai thác

và phát triển nguồn gen giống gà Móng Tiên Phong ”.

Nghiên cứu này dựa trên nền tảng đề tài cấp nhà nước:“Khai thác và phát

triển nguồn gen giống gà Mía và gà Móng " giai đoạn 2011 - 2016.

2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

2.1. Mục tiêu tổng quát

Đánh giá được đặc điểm ngoại hình, khả năng sản xuất của gà Móng

Tiên Phong khi nuôi sinh sản và thương phẩm qua 3 thế hệ chọn lọc, nhân