luận án tiến sĩ ngành chăn nuôi một số đặc điểm ngoại hình tập tính và di truyền của gà nhạn chân xanh

TÓM LƯỢC Nghiên cứu được thực hiện nhằm nhận diện một số đặc điểm ngoại hình, tập tính, khả năng sản xuất và di truyền của gà Nhạn Chân Xanh, hỗ trợ cho công tác bảo tồn và phát triển ng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

NGUYỄN HUY TƯỞNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

i

LỜI CẢM TẠ

Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ chân thành từ quý Thầy, Cô và bạn bè

Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành PGS.TS Đỗ Võ Anh Khoa, người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ, tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành luận án này Cám ơn Thầy, người đã truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Xin trân trọng cám ơn PGS.TS Nguyễn Thị Kim Khang đã luôn quan tâm, giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong quá trình nghiên cứu tại phòng thí nghiệm

Xin chân thành cám ơn TS Phạm Ngọc Du đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận án

Xin cám ơn Quý Thầy, Cô Bộ môn Chăn nuôi, Khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ đã dạy dỗ, truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho tôi trong suốt thời gian học tập tại trường

Và tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến ThS Lưu Huỳnh Anh đã luôn giúp đỡ và chia sẻ những khó khăn trong suốt quá trình nghiên cứu tại phòng thí nghiệm

Cuối cùng, bằng tất cả sự kính trọng và thương yêu tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến cha, chồng và con trai tôi Những người luôn sát cánh bên tôi và ủng hộ tôi trong suốt thời gian qua

NCS Nguyễn Huy Tưởng

3 / 15

TÓM LƯỢC

Nghiên cứu được thực hiện nhằm nhận diện một số đặc điểm ngoại hình, tập tính, khả năng sản xuất và di truyền của gà Nhạn Chân Xanh, hỗ trợ cho công tác

bảo tồn và phát triển nguồn gen gà bản địa mà ở đó (i) đặc điểm ngoại hình và tập

tính, khả năng sản xuất được thu thập bằng phương pháp quan sát, ghi hình và đo

lường trực tiếp hoặc sử dụng camera hồng ngoại; (ii) tính đa dạng di truyền của

quần thể gà Nhạn Chân Xanh được xác định thông qua 14 chỉ thị microsatellite và phân tích trình tự nucleotide D-loop của ty thể; đặc điểm cDNA và protein của gen MC1R được suy diễn từ kết quả giải trình tự nucleotide vùng exon, trong khi

đột biến tại locus c.69TC/BsrDI (exon) được xác định bằng phương pháp

PCR-RFLP

Kết quả nghiên cứu một số đặc điểm về ngoại hình cho thấy (i) kiểu hình

đặc trưng của gà Nhạn Chân Xanh là bộ lông toàn thân màu trắng và chân màu

xanh; (ii) mắt có màu vàng hoặc màu cam; (iii) mỏ có màu vàng hoặc trắng; (iv)

mào có mào dâu hoặc mào lá

Kết quả ghi nhận về tập tính của gà Nhạn Chân Xanh cho thấy (i) lượng

thức ăn ăn vào trung bình là 73,5-74,3 g/ngày và không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa gà trống và gà mái Lượng chất khô, protein thô, chất béo thô và chất xơ thô ăn vào trung bình lần lượt là 64,82 g/ngày, 9,24 g/ngày, 1,80

g/ngày và 3,05 g/ngày; (ii) lượng thức ăn ăn vào thay đổi theo kích cỡ hạt thức ăn

(P<0,05) và gà trống có xu hướng ưa thích nhóm thức ăn lớn hơn hoặc bằng hạt

gạo hơn gà mái; (iii) tỷ lệ trung bình gà tắm cát là 68,33% và có sự khác biệt có

ý nghĩa thống kê về thời gian tắm, số lượt tắm cát (P<0,05) giữa gà trống và gà

mái; (iv) tỷ lệ đậu sào của gà mái cao hơn con trống ở các tuần tuổi, gà lớn cao

hơn gà nhỏ và ban đêm cao hơn ban ngày (P<0,05)

Kết quả nghiên cứu về khả năng sản xuất cho thấy (i) khối lượng và kích thước các chiều đo cơ thể gà Nhạn Chân Xanh tăng theo độ tuổi; (ii) khối lượng

cơ thể tỷ lệ thuận với hầu hết các chiều đo của gà Tuy nhiên, mức độ tương quan

là khác nhau tùy thuộc vào độ tuổi và các chiều đo cơ thể của chúng (iii) tuổi đẻ trứng đầu tiên là 189,80 ngày với khối lượng gà mái đạt 1860,30g; (iv) khối

lượng trứng đạt 40,38g với tỷ lệ trứng có phôi là 88,89% và tỷ lệ trứng nở/trứng có phôi là 90,40%

Kết quả phân tích đa dạng di truyền chỉ ra rằng (i) Số alen trung bình mỗi

locus là 3,14 và tần số dị hợp tử quan sát và dị hợp tử mong đợi lần lượt là 0,58 và 0,55 Hầu hết giá trị dị hợp tử quan sát (Ho) đều cao hơn dị hợp tử mong đợi (He) ở mỗi locus Hệ số cận huyết trung bình (Fis) của quần thể được tìm thấy là rất thấp (-0,09) Bên cạnh đó, giá trị thông tin đa hình (PIC) của quần thể khảo sát dao động từ 0,28 đến 0,67 và giá trị PIC trung bình tính trên 14 locus là 0,45 Sự

iii

phân nhóm của quần thể phù hợp với phân bố địa lý ở 3 tỉnh khác nhau; (ii) Đánh

giá đa dạng sinh học di truyền thông qua các chuỗi nucleotide D-loop của ty thể đã phát hiện 4 vị trí đa hình nucleotide và 5 haplotypes Đa dạng haplotype trung bình và đa dạng nucleotide lần lượt là 0,824 và 0,001 Giá trị của test D’Tajima là 0,153 (không ý nghĩa) Ở cây phát sinh di truyền, gà Nhạn Chân Xanh nằm ở một nhánh riêng biệt Ngoài ra, có 6 vị trí chèn nucleotide đã được quan sát trong

quần thể gà Nhạn Chân Xanh so với các giống Tre và Ác; (iii) Phân tử cDNA của

gen MC1R gồm 945 nucleotide mã hóa 314 acid min Đa hình di truyền được tìm

thấy tại locus c.69TC/BsrDI (exon) với tần số alen gen CC cao ở quần thể gà

Nhạn Chân Xanh (83,33%), kế đến là gà Tre (53,33%) và gà Nòi ô (46,67%) Chưa tìm thấy kiểu gen TT ở 3 quần thể gà thí nghiệm Thêm vào đó, sự liên kết đa hình di truyền tại locus này với tính trạng màu lông được tìm thấy có ý nghĩa thống kê (P<0,05)

Keyword: Gà Nhạn Chân Xanh, đặc điểm ngoại hình, tập tính, khả năng

sản xuất, đa dạng di truyền, gen MC1R

5 / 15

ABSTRACT

The study was carried out to identify some characteristics of appearance, behavior and genetics of Nhan Chan Xanh chickens, supporting the

conservation and development of native chicken genetic resources, in which, (i)

appearance and behavior characteristics were collected by direct observation,

recording and measurement or using infrared cameras; (ii) the genetic diversity

of the Nhan Chan Xanh population was determined through 14 microsatellite markers and D-loop nucleotide sequence analysis of the mitochondria; the cDNA and protein characteristics of the MC1R gene are deduced from the results of nucleotide sequencing of the exon region whereas a single nucleotide

polymorphism at locus c.69T>C/BsrDI (exon) was detected by using

PCR-RFLP method

Research results on appearance showed (i) the typical phenotype of the

Nhan Chan Xanh chickens was the white full-body feathers and the green legs;

(ii) their eyes are in yellow or in orange color; (iii) their beak is in yellow or

white color; (iv) their comb is type of pea or single

The results recorded on the behavior of the Nhan Chan Xanh chickens

demonstrated that (i) average feed intake was 73.5-74.3 g/day in which there

was no significant difference between males and females The average intake of dry matter, crude protein, crude fat and crude fiber was 64.82 g/day, 9.24 g/day,

1.80 g/day and 3.05 g/day, respectively; (ii) feed intake varied with particle size (P<0.05) and males tended to prefer feed group ≥ rice over females; (iii) the

average rate of chickens sand bath is 68.33% and there are significant differences in bath time, number of sand baths (P<0.05) between males and females; (iv) perching percentage of hens was higher than males in all weeks of age; adult broilers were higher than younger ones; and at night was higher than daytime (P<0.05)

Production capacity research results show (i) the body weight and dimensions of chickens increased with aging; (ii) body weight was positively

correlated with most of the dimensions However, the the correlation coefficient

varied depending on their age and body dimensions; (iii) age of first laying eggs was 189.80 days with a weight of hens was 1860.30 g; (iv) egg weight was

40.38g with the fertility rate was 88.89% and hatchability rate of fertile eggs was 90.40%

The results of genetic diversity analysis showed that (i) the average

number of alleles per locus was 3.14 and the observed and expected heterozygous frequencies were 0.58 and 0.55, respectively Most observed heterozygous values (Ho) were higher than expected heterozygotes (He) for

v

each locus The mean inbreeding coefficient (Fis) of the current population was found to be very low (-0.09) In addition, the polymorphic information content (PIC) value of the survey population ranged from 0.28 to 0.67 and the average PIC value per 14 loci was 0.45 The population clustering was consistent with

geographic distribution in 3 different provinces; (ii) evaluation on genetic

biodiversity through sequencing D-loop nucleotide of mitochondria revealed 4 nucleotide polymorphic sites and 5 haplotypes The average haplotype diversity and nucleotide diversity were 0.824 and 0.001, respectively The value of the D’Tajima test was 0.153 (non-significant) On phylogenetic tree, the Nhan Chan Xanh were in a separate branch In addition, 6 nucleotide insertion sites were observed in Nhan Chan Xanh population compared with Tre and Ac chicken

breeds; (iii) cDNA molecule of MC1R gene consisted of 945 nucleotides

encoding 314 acid amins Genetic polymorphism was found at locus

c.69T>C/BsrDI (exon) with high frequency of CC genotype in the Nhan Chan

Xanh chicken population (83.33%), followed by Tre chickens (53.33%) and Noi black chickens (46.67%) All three populations did not have the TT genotype In addition, the genetic polymorphism association at this locus with plumage color trait was found to be statistically significant (P<0.05)

Keyword: Nhan Chan Xanh chicken, morphological characteristics,

behavior, productive performance, genetic polymorphism, gen MC1R

7 / 15

LỜI CAM KẾT KẾT QUẢ

Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi và các kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ luận

Danh mục chữ viết tắt xiv

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu 2

1.3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 2

1.4 Những đóng góp mới của đề tài 2

1.5 Nội dung 2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Cơ sở khoa học về đặc điểm ngoại hình, tập tính, khả năng sinh trưởng và năng suất sinh sản của gà 3

2.1.1 Đặc điểm ngoại hình của gà 3

2.1.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng 16

2.2 Cơ sở khoa học về đa dạng di truyền của gà 18

2.2.1 Đa hình các locus microsatellite trên quần thể gà 18

2.2.1.1 Microsatellite 18

2.2.1.2 Khuếch đại các chỉ thị microsatellite ở gà 21

2.2.1.3 Thông tin đa hình di truyền 23

2.2.1.4 Khoảng cách di truyền và cây quan hệ di truyền 28

2.2.2 Đa dạng di truyền vùng D-loop ở gà 29

2.2.2.1 Đặc điểm đa hình của đoạn D-loop 29

2.2.2.2 Cây phát sinh loài 33

2.2.3 Đặc điểm cDNA gen MC1R và tần số kiểu gen/alen gen MC1R 34

2.2.3.1 Đặc điểm cDNA gen MC1R 34

2.2.3.2 Tần số kiểu gen và alen gen MC1R 35

2.3 Tình hình nghiên cứu về gà Nhạn Chân Xanh trong và ngoài nước 36

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38

3.1 Phương tiện nghiên cứu 38

3.1.1 Thời gian và địa điểm 38

3.1.2 Đối tượng 38

3.1.3 Thiết bị, dụng cụ và hóa chất 38

3.2 Nội dung nghiên cứu 39

3.2.1 Nội dung 1: Đánh giá điểm ngoại hình, tập tính, khả năng sinh trưởng và năng suất sinh sản của gà Nhạn Chân Xanh 39

3.2.2 Nội dung 2: Đánh giá đa dạng di truyền của gà Nhạn Chân Xanh 40

3.2.2.1 Đa hình các locus microsatellite trên quần thể gà Nhạn Chân Xanh 40

3.2.2.2 Đa dạng di truyền vùng D-loop ở gà Nhạn Chân Xanh 40

3.2.2.3 Đặc điểm cDNA và tần số kiểu gen/alen của gen MC1R 41

3.3 Phương pháp nghiên cứu 41

3.3.1 Phương pháp sử dụng đánh giá điểm ngoại hình, tập tính, khả năng sinh trưởng và năng suất sinh sản của gà Nhạn Chân Xanh 41

3.3.1.1 Đặc điểm ngoại hình 41

3.3.1.2 Tập tính 41

ix

3.3.1.3 Khả năng sinh trưởng 43

3.3.1.4 Năng suất sinh sản 44

3.3.2 Phương pháp sử dụng đánh giá đa dạng di truyền của gà Nhạn Chân Xanh 45

3.3.2.1 Đánh giá quan hệ di truyền dựa vào dấu chỉ thị microsatellite 45

3.3.2.2 Đánh giá đa dạng di truyền vùng D-loop 48

3.3.2.3 Đặc điểm phân tử của gen MC1R liên quan đến tính trạng màu lông 48

3.4 Xử lý số liệu 51

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 53

4.1 Đánh giá đặc điểm ngoại hình, tập tính, khả năng sinh trưởng và năng suất sinh sản của gà Nhạn Chân Xanh 53

4.1.1 Đặc điểm ngoại hình của gà Nhạn Chân Xanh 53

4.1.3 Khả năng sinh trưởng của gà Nhạn Chân Xanh 76

4.1.3.1 Khối lượng, tăng khối lượng và kích thước một số chiều đo cơ bản của cơ thể gà 76

4.1.3.2 Mối tương quan giữa một số chiều đo cơ bản của cơ thể gà 80

4.1.4 Năng suất sinh sản của gà Nhạn Chân Xanh 82

4.1.4.1 Khả năng sinh sản 82

4.1.4.2 Chất lượng trứng và một số chỉ tiêu ấp nở 84

4.2 Đánh giá đa dạng di truyền của gà Nhạn Chân Xanh 85

4.2.1 Đa hình các locus microsatellite trên quần thể gà Nhạn Chân Xanh 85 4.2.1.1 Khuếch đại 14 chỉ thị microsatellite 85

4.2.1.2 Thông tin đa hình di truyền 88

4.2.1.3 Khoảng cách di truyền và cây quan hệ di truyền 91

11 / 15

4.2.2 Đa dạng di truyền vùng D-loop ở gà Nhạn Chân Xanh 93

4.2.2.1 Đặc điểm đa hình của đoạn D-loop 93

4.2.2.2 Xây dựng cây phát sinh loài 96

4.2.3 Đặc điểm cDNA gen MC1R và tần số kiểu gen/alen gen MC1R 100

4.2.3.1 Đặc điểm cDNA gen MC1R .100

4.2.3.2 Tần số kiểu gen và alen gen MC1R .103

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .108

5.1 Kết luận 108

5.2 Đề nghị 108

xi

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1: Các marker microsatellite dùng trong nghiên cứu gà 22

Bảng 2.2: Tần số dị hợp tử quan sát (Ho) và mong đợi (He), Fis của các microsatellite trên quần thể gà Nòi 24

Bảng 2.3: Thông số đa dạng di truyền trên gà sử dụng microsatellite 25

Bảng 2.4: Khoảng cách di truyền giữa các nhóm gà Nòi ở ĐBSCL 28

Bảng 2.5: Một số nghiên cứu về đa dạng di truyền D-loop trên gà Việt Nam 30

Bảng 2.6: Một số nghiên cứu về đa dạng di truyền D-loop trên gà nước ngoài 31

Bảng 3.1: Thành phần giá trị dinh dưỡng của các thực liệu/thức ăn dùng trong thí nghiệm 42

Bảng 3.2: Thông tin về các cặp mồi dùng trong nghiên cứu 47

Bảng 3.3: Thành phần mix cho tổng hợp cDNA 49

Bảng 3.4: Chu kỳ nhiệt thực hiện phản ứng RT-PCR 38 49

Bảng 4.1: Một số đặc điểm ngoại hình của gà Nhạn Chân Xanh 54

Bảng 4.2: Lượng thức ăn ăn vào của gà Nhạn Chân Xanh theo các giai đoạn tuổi và theo giới tính 59

Bảng 4.3: Lượng chất khô ăn vào của gà Nhạn Chân Xanh theo các giai đoạn tuổi và theo giới tính 60

Bảng 4.4: Lượng protein thô ăn vào của gà Nhạn chân xanh theo giới tính và theo các giai đoạn tuổi 61

Bảng 4.5: Lượng béo thô ăn vào của gà Nhạn chân xanh theo giới tính và theo các giai đoạn tuổi 62

Bảng 4.6: Lượng xơ thô ăn vào của gà Nhạn chân xanh theo giới tính và theo các giai đoạn tuổi 63

Bảng 4.7: Khối lượng, tăng khối lượng và hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR) theo giới tính và theo giai đoạn tuổi 65

Bảng 4.8: Lượng thức ăn và dưỡng chất ăn vào (g/con/ngày) của gà Nhạn Chân Xanh theo kích cỡ hạt thức ăn giai đoạn 7-16 tuần 66

Bảng 4.9: Lượng thức ăn và dưỡng chất ăn vào (g/con/ngày) của gà Nhạn Chân Xanh theo tương tác kích cỡ hạt thức ăn và giới tính giai đoạn 7-16 tuần 67

Bảng 4.10: Lượng thức ăn và dưỡng chất ăn vào (g/con/ngày) của gà Nhạn Chân Xanh theo tương tác nhóm thức ăn và giới tính giai đoạn 7-16 tuần 69

Bảng 4.11: Tần số và thời gian tắm cát của gà Nhạn Chân Xanh trong ngày 70

Bảng 4.12: Tỷ lệ lượt tắm cát của gà Nhạn Chân Xanh theo thời gian tắm cát 70

13 / 15