BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN Chủ hiên: ThS. NGUYÊN ĐỨC HÙNG THS. NGUYỄN MẠNH HÀ, TS. TRẦN HUÊ VIÊN, TS. PHAN VĂN KIỂM Giáo trình TRUYỀN GIỐNG NHÂN TẠO VẬT NUÔI (Giáo trình dùng cho hệ Đại học) NHÀ XUẤT BẢN NÔNG NGHIỆP Hà Nội – 2003 2 LỜI NÓI ĐẦU Trong nhiều năm qua việc giảng dạy môn học "Truyền giống nhân tạo vật nuôi" cho sinh viên Trường đại học Nông lâm Thái Nguyên chủ yếu dựa trên cơ sở các bài giảng do giáo viên phụ trách môn học tự biên soạn và một số tài liệu tham khảo khác của Trường đại học Nông nghiệp I và Viện chăn nuôi quốc gia. Do chưa có giáo trình giảng dạy nên nội dung môn học chưa được "thống nhất, thiếu tính hệ thông và chưa t ạo điều kiện thuận lợi trong việc đổi mới phương pháp giảng dạy và đánh giá kết quả học tập của sinh viên. Để chuẩn hóa một bước các kiến thức giảng dạy, phù hợp với đặc thù của một trường Miền núi và tạo điều kiện thuận lợi cho việc đổi mới phương pháp dạy và học, tập thể tác giả Bộ môn giống - di truyền - dinh dưỡng đã phối hợp biên soạn cuốn giáo trình "Truyền giông nhân tạo vật nuôi " dùng để giảng dạy cho sinh viên khoa Chăn nuôi - Thú y. Do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế, cuốn giáo trình "Truyền giống nhân tạo vật nuôi " lần đầu tiên ra mắt độc giả chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót và tồn tại Chúng tôi rất mong nhận được ý kiên đ óng góp của các đồng nghiệp, các bạn sinh viên và các độc giả khác. Chúng tôi xin trân trọng cảm ơn. Các tác giả 3 VAI TRÒ VÀ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA MÔN HỌC TRUYỀN GIỐNG NHÂN TẠO VẬT NUÔI 1. Khái niệm về truyền giống nhân tạo Trong tự nhiên, chúng ta thường bắt gặp hiện tượng những con đực và con cái gặp gỡ nhau, giao phối với nhau để đẻ ra động vật non. Về hình thức đó, là biểu hiện sinh lý bình thường của động vật để duy trì nòi giống. Hoạt động sinh dục để tạo ra đời sau được thực hiện dựa trên các phản xạ sinh dục mang tính chất tự nhiên và đượ c di truyền từ thế hệ này qua thế hệ khác. Bản chất của hoạt động duy trì nòi giống đó là sự gặp gỡ và đồng hóa lẫn nhau giữa các giao tử đực và cái để tạo thành hợp tử, hợp tử sẽ phát triển thành phôi, thai và trở thành động vật non. Truyền giống nhân tạo là quá trình đưa tinh trùng đến gặp trứng ở vị trí và thời gian thích hợp bằng các dụng cụ đặc bi ệt, do con người thực hiện để xảy ra quá trình thụ tinh, hoặc là đưa trứng đã được thụ tinh từ cơ thể động vật cái này chuyển sang cơ thể động vật cái khác mà làm cho trứng đó vẫn phát triển bình thường, cuối cùng sinh ra động vật non. Quá trình này được thực hiện dựa trên các học thuyết khoa học về sinh lý sinh trướng, phát triển, sinh lý sinh sản, các học thuyết về gen, di truyền của cơ th ể con đực và con cái. Như vậy, truyền giống nhân tạo là quá trình nhân giống động vật có sự can thiệp của con người vào một số công đoạn trong hoạt động sinh lý sinh sản của động vật Truyền giống nhân tạo hiểu theo nghĩa rộng bao gồm: Thụ tinh nhân tạo, cấy truyền phôi, cắt phôi, thụ tinh trong ống nghiệm, nhân bản gen Các kỹ thuật này cho phép khai thác tối đa khả năng sản xuấ t của những con đực và con cái ưu tú phục vụ lợi ích của con người 2. Cơ sở khoa học của truyền giống nhân tạo Truyền giống nhân tạo là một phương pháp nhân giống hữu tính động vật, nó được dựa trên các lý thuyết khoa học khoa học sau: 2 .1. Lý thuyết về thụ tinh Bản chất của thụ tinh ở động vật là sự gặp gỡ, đồng hóa lẫn nhau giữa tinh trùng và trứng ở vị trí và thời điểm thích hợp để tạo thành hợp tử, hợp tử phát triển thành phôi, thai và sau một khoảng thời gian nhất định thai được hoàn thiện để trở thành cơ thể động vật non. Dựa vào bản chất của sự thụ tinh, người ta hoàn toàn có thể tạo ra động vật non khi cho tinh trùng và trứng gặp gỡ nhau ở điều kiện thích hợp mà không cần sự tham gia của con đực vào quá trình đưa tinh trùng đến gặp trứng. Điều đó có nghĩa là con người có thể làm thay một phần của con đực trong phản xạ giao phối. 4 2.2. Lý thuyết về sự phát triển của phôi Trứng sau khi được thụ tinh trở thành hợp tử, hợp tử phát triển thành phôi và di chuyển đến tử cung làm tổ. Từ đây, quan hệ giữa cơ thể mẹ và phôi, thai được thiết lập: cơ thể mẹ cung cấp chất dinh dưỡng và đào thải những chất cặn bã là sản phẩm trao đổi chất của phôi, thai ra ngoài. Ở giai đoạn này, cơ thể mẹ không có ảnh hưởng gì đến đặc điểm di truyền của phôi. Dựa trên hiểu biết về sự phát triển của phôi, người ta hoàn toàn có thể lấy phôi ra từ một cơ thể mẹ này, có thể nuôi dưỡng phôi trong môi trường có điều kiện tương tự như môi trường tử cung con mẹ đó và cấy truyền vào con cái khác có chu kỳ động dục đồng pha với con cái cho phôi hoặc tuổi của phôi để sản sinh ra đời con mang toàn bộ đặc tính di truy ền của con bố và con mẹ sinh ra phôi 2.3. Học thuyết về thần kinh của PHvlop PHvlop cho rằng: Toàn bộ hoạt động của cơ động vật đều được thực hiện thông qua các phản xạ dưới sự điều tiết của thần kinh và thể dịch. Hoạt động sinh sản của động vật cũng được thực hiện thông qua hàng loạt các phản xạ sinh dục Khi nghiên cứu các phản xạ sinh dục của động vật, con người đã dựa vào các phản x ạ sinh dục tự nhiên để thiết lập nên các phản xạ sinh dục có điều kiện, làm cho hoạt động sinh dục của động vật xảy ra theo ý muốn. Tất cả các quá trình từ khai thác tinh dịch, dẫn tinh vào đường sinh dục cái, gây động dục đồng pha, siêu bài noãn đều phải dựa trên các phản xạ tự nhiên của con đực và con cái. Tuy nhiên, để có các phản xạ đó, động vật cần phải được luyện tậ p trong một thời gian và trong một điều kiện nhất định do con người đặt ra . Do dựa trên các phản xạ tự nhiên của động vật nên tinh dịch hoặc phôi khai thác được là sản phẩm hoàn toàn tự nhiên. Việc đưa tinh dịch hoặc phôi vào đường sinh dục của con cái cũng được thực hiện một cách sinh vật nhất, nghĩa là đưa tinh dịch vào đường sinh dục cái đúng lúc con cái động dục và có phản xạ chị u đực hoặc đưa phôi vào tử cung con cái trong điều kiện phù hợp chu kỳ động dục giữa cơ thể cho và nhận phôi hoặc phù hợp với tuổi của phôi (có sự đồng pha chu kỳ động dục). Tất cả những việc làm trên không được mang tính chất cơ giới, giản đơn mà phải tuân thủ một quy trình sinh học nghiêm ngặt, phù hợp với sinh lý sinh sản của động vật. 2.4. Học thuy ết về gen và di truyền Kỹ thuật truyền giống nhân tạo được xem. như là kỹ thuật bảo tồn gen. Tinh trùng chỉ sống và thụ thai được hoặc phôi chỉ sống và tiếp tục phát triển được khi tiền nằm trên nằm trên nhiễm sắc thể trong nhân tế bào còn sống. Vì vậy, công tác truyền giống nhân tạo là một việc làm hết sức khoa học, đảm bảo không ảnh hưởng xấu đến cấu trúc của gen, giữ nguyên được các tính trạng di truyền của đời trước cho đời sau. Thông qua việc bảo tồn gen di truyền, người ta hoàn toàn có thể giữ tinh dịch hoặc phôi sống trong một thời gian dài và có thể vận chuyển chúng đi trong những khoảng cách xa, góp phần mở rộng ảnh hưởng của các giống tốt trên phạm vi lớn. 5 3. Lợi ích và ý nghĩa của truyền giống nhân tạo Trong thực tiễn, vì lợi ích của mình, con người luôn tìm các biện pháp kỹ thuật tác động vào vật nuôi nhằm khai thác tối đa sức sản xuất của động vật, đáp ứng ngày càng tốt hơn các nhu cầu phong phú và đa dạng của con người. Truyền giống nhân tạo cũng không nằm ngoài mục đích đó. Đến nay, người ta hoàn toàn thừa nhận vai trò tích cực c ủa truyền giống nhân tạo bởi vì, truyền giống nhân tạo đã mang lại những lợi ích về kinh tế, kỹ thuật mà sinh sản tự nhiên không thể nào so sánh được. Lợi ích của truyền giống nhân tạo được thể hiện trên các khía cạnh sau: - Nhanh chóng nâng cao tiến bộ di truyền của con đực và con cái tốt cho đời sau, góp phần nâng cao phẩm giống vật nuôi một cách tết nhất, nhanh nhất, kinh tế nhất thông qua việc tă ng nhanh số lượng và chất lượng đàn con sau mỗi lứa đẻ. - Nâng cao sức sản xuất, tăng cường khả năng chống chịu của vật nuôi với điều kiện bất lợi - Nâng cao hiệu quả kinh tế của chăn nuôi do giảm được một số lượng lớn đực giống phải nuôi. Ví dụ: Trong thụ tinh tự nhiên, 1 lợn đực giống chỉ đảm b ảo phối giống tối đa cho 50 lợn cái, nhưng với truyền giống nhân tạo, 1 lợn đực giống có thể đảm nhận được 500 lợn cái. Như vậy, chi phí thức ăn nuôi lợn đực giống giảm 10 lần, chi phí chuồng nuôi, công chăm sóc, vệ sinh thú y đều giảm dẫn đến giảm giá thành sản phẩm chăn nuôi - Tạo thuận lợi cho công tác lai tạo, nhất là khi cần lai tạo giữa con đực có kh ối lượng quá lớn so với con cái hoặc giữa các giống không có phản xạ sinh dục với nhau. - Tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển động vật giữa các vùng sinh thái khác nhau - Ngăn ngừa một số bệnh lây lan qua đường sinh dục Nói về ý nghĩa của truyền giống nhân tạo, Studenxốp (Liên xô cũ) và Vương Bội Kiên (Trung Quốc) cho rằng: "Truyền giống nhân tạo là phương pháp nhân gi ống hữu tính của động vật mà có thể dùng phương pháp này nâng cao phẩm giống vật nuôi một cách nhanh nhất, tôi nhất, kinh tế nhất, đồng thời có thể phòng ngừa một số bệnh lây lan qua đường sinh dục ". 4. Sơ lược lịch sử phát triển của truyền giống nhân tạo 4.1. Lịch sử phát triển của thụ tinh nhân tạo Thụ tinh nhân tạo ở động vật được người Ả Rập tiến hành từ năm 1332 . nhưng mãi đến năm 1779, sau khi nhà sinh lý học người Italia Lauro SpHnllazani tiến hành đưa tinh dịch chó vào âm đạo một chó cái, sau 62 ngày sinh ra 3 chó con, người ta mới coi đó là cái mốc lịch sử đầu tiên về sự phát.triển môn truyền giống nhân tạo. Hơn một thế kỷ sau , Sir Everett Millais (1884) và Abbrecht (1894) đã lặp lại nhiều lần thí nghiệm của Lauro SpHnllazani và cho kế t quả tương tự Năm 1890, Repiquet (Pháp) đã thụ tinh nhân tạo thành công trên ngựa, trong khi 6 đó ở Đức, Hoffman đã mô tả chi tiết dụng cụ cần thiết và kỹ thuật thụ tinh nhân tạo ở động vật Năm 1912, Ivanop (Liên xô cũ) đã thụ tinh nhân tạo thành công cho 31/39 ngựa cái và sau đó không lâu, ông đã tiến hành thụ tinh nhân tạo cho bò và cừu. Cũng trong thời gian này, cùng với Milovanop, Kuznetscova và Selivanova, Ivanop đã bắt đầu sử dụng âm đạo giả để khai thác tinh dịch và công bố các nghiên cứu về đặc điểm sinh lý tinh d ịch Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo cho động vật từ sau năm 1930 được phát triển ở nhiều nước trên thế giới: ở Nga năm 1938, đã thụ tinh nhân tạo cho 120 nghìn ngựa, 1,2 triệu con bò và 15 triệu con cừu ở.Dinạmarca năm 1936, Sorensen đã thành lập hợp tác xã thụ tinh nhân tạo. Ngay sau năm' đầu tiên thành lập, hợp tác xã này đã thụ tinh nhân tạo cho 1.700 bò với kết quả thụ thai đạt được đạt tớ i 59%. Nước Mỹ áp dụng thụ tinh nhân tạo vào năm 1938, nhưng thụ tinh nhân tạo chỉ thật sự phát triển sau đại chiến thế giới lần 2 và chủ yếu được áp dụng trên bò. Sau năm 1945, các nước trên thế giới đã áp dụng thụ tinh nhân tạo cho nhiều loại gia súc khác nhau. Những nước áp dụng kỹ thuật thụ tinh nhiều trên lợn phải kể đến: Nhật Bản, Pháp, Na Uy, Thụy Sỹ, B ỉ Đồng thời với việc áp dụng rộng rãi kỹ thuật thụ tinh nhân tạo, nhiều nước đã triển khai xây dựng các phòng thí nghiệm nghiên cứu sâu về sinh lý sinh sản, thành phần và cấu tạo của môi trường pha loãng, bảo tồn tinh dịch Từ năm 1960 trở lại đây, các nhà khoa học đã đi sâu nghiên cứu về tính chất vật lý, hóa học của tinh dịch các loài động vật; tuổi thành thục v ề tính và thời gian sử dụng; môi trường pha loãng và bảo tồn tinh dịch; bội số pha loãng, liều dẫn và số lượng tinh trùng cần thiết trong một liều dẫn; nghiên cứu các phương pháp bảo tồn tinh dịch, đặc biệt là bảo tồn ở dạng đông lạnh Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo thực sự được coi là biện pháp truyền giống tiên tiến và áp dụng rộng rãi ở hầu hế t các nước trên thế giới, đặc biệt là các nước tư bản lớn như: Anh, Pháp, Mỹ, Nhật, các nước Đông Âu và Liên Xô cũ. Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo cho bò đã đạt được nhiều thành công lớn cả trên lĩnh vực khoa học và kinh tế. Hiện nay, kỹ thuật này được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Với phương pháp bảo tồn tinh dịch bò ở dạng đông lạnh, người ta có thể kéo dài th ời gian sống của tinh trùng từ 1020 năm và có thể vận chuyển đi xa hàng vạn kilômét. Nhờ sự tiến bộ của kỹ thuật bảo tồn tinh dịch, có nước đã thành lập các ngân hàng tinh dịch nhằm dự trữ và cung cấp các giống quý hiếm có sức sản xuất cao. Cùng với sự phát triển của kỹ thuật thụ tinh nhân tạo cho bò. kỹ thuật thụ tinh nhân tạo ở lợn cũ ng có những bước phát triển nhanh. Nhiều nước trên thế giới đã áp dụng khá phổ biến kỹ thuật thụ tinh nhân tạo trên lợn. Ở Cộng hòa dân chủ Đức trước đây, có tới 70% số lợn nái được phối giống bằng thụ tinh nhân tạo; ở Nhật có tới 80% lợn nái được thụ tinh nhân tạo 7 Ngoài ra, kỹ thuật thụ tinh nhân tạo cũng được áp dụng trên nhiều loài động vật khác nhau như: trâu, ngựa, dê, cừu, thỏ, gia cầm, cá Ở Việt nam, kỹ thuật thụ tinh nhân tạo được áp dụng từ năm 1958, chủ yếu là đối với lợn Từ năm 1960, do yêu cầu của sản xuất và được sự giúp đỡ của chuyên gia Liên xô (cũ), công tác thụ tinh nhân tạo được nghiên cứu có hệ thống và phát triể n mạnh mẽ hơn. Các cơ sở thụ tinh nhân tạo đã được thành lập ở một số vùng: Gia Lâm, Văn Điển, Thụy Phương. Cho đến nay, xuất phát từ thực tế sản xuất và tiếp thu các thành tựu khoa học trên thế giới, công tác thụ tinh nhân tạo ở Việt nam đã đạt được một số kết quả nhất định: - Đối với lợn: Đã nghiên cứ u quá trình hình thành. khả năng thụ thai củ tinh trùng lợn đực thời gian bắt đầu sử dụng, niên hạn và chế độ sử dụng. chế độ nuôi dưỡng, chăm sóc, phương pháp lấy tinh, kiểm tra phẩm chất tinh dịch, môi trường pha loãng và bảo tồn tinh dịch; phát hiện động dục ở lợn cái, xác định thời điểm phối giống thích hợp, liều phối và số lượng tinh trùng trong một liều ph ối, các dụng cụ dẫn tinh Đối với trâu, bò: Đã tiến hành thụ tinh nhân tạo cho trâu, bò; nghiên cứu các đặc điểm sinh hóa học của tinh dịch trâu, bò; các môi trường pha loãng, bảo tồn tinh dịch và phương pháp bảo tồn tinh dịch ở dạng đông lạnh Ngoài ra, công tác thụ tinh nhân cho các loài gia súc, gia cầm khác cũng được đẩy mạnh 4.2. Lịch sử phát triển của cấy truyền phôi Cấy truyền phôi được coi như kỹ thuật thụ tinh nhân tạo đối với động vật cái. Thật vậy, cấy truyền phôi cho phép khai thác tối đa khả năng sinh sản của con cái ưu tú và nâng cao tiến bộ di truyền của con mẹ trong đàn giống như thụ tinh nhân tạo đã cho phép khai thác tối đa sức sản xuất và tính trạng tốt của con đực. Tuy kỹ thuật cấy truyền phôi được hình thành sau k ỹ thuật thụ tinh nhân tạo, nhưng nó cũng đóng góp đáng kể vào công tác truyền giống nhân tạo Vào năm 1890, trong một thông báo ở Hội Hoàng gia Anh, lán dầu tiên Heape đã công bố sự thành công việc cấy truyền trứng thỏ đã được thụ tinh ở giai đoạn 2-4 tế bào. Các trứng này sau khi được cấy truyền đã phát triển bình thường và không bị ảnh hưởng bởi các tính trạng di truyền của con cái nhận trứng. Vào n ăm 1897, chính tác giả của thí nghiệm trên đã lặp lại thí nghiệm này và đã thu được các kết quả tương tự . Vào thời kỳ này, thông tin về cấy truyền phôi không mang lại một ý nghĩa gì đặc biệt và bị lãng quên trong một thời gian dài. Đến năm 1929, ở Cambride, Pincus, Hammond và Walton đã xem xét lại vấn đề này, sau đó Nicolas đã tiến hành nghiên cứu cấy truyền phôi trên chuột cái và đã nhấn mạnh sự cần thiết để đảm bảo kết quả cấy truyền là sự đồng pha về chu kỳ động dục giữa con cái cho và con cái nhận phôi. Vấn đề đồng pha về chu kỳ động dục đã được xem xét một cách chuyên biệt trong nghiên cứu của Chang. Những thử nghiệm đầu tiên về cấy truyền phôi trong chăn nuôi có từ năm 1932. Warwick và Berry đã tiến hành cấy truyền phôi trên dê. Tuy nhiên, cần phải chờ đợi 8 đến cuối đại chiến thế giới lần 2 (1940- 1945 ), vấn đề cấy truyền phôi mới được nhắc lại và được nghiên cứu một cách hệ thống cả ở động vật trong phòng thí nghiệm và cả trong chăn nuôi. Yếu tố quan trọng kích thích nghiên cứu này là sự tranh luận về khả năng gây siêu bài ngàn dưới sự kích thích của các hormon sinh dục: FSH và PMSG. Những kiến thức đầu tiên về cấy truyền phôi bò đã thu được ở Wisconsin vào năm 1951. Trên cơ sở đó, dưới dự hướng dẫn và xúc tiến của Hammond, rồi đến Rowson tổ chức sinh sản động vật Cambride có ý tưởng thực sự nghiên cứu về cấy truyền phôi trong chăn nuôi. Ngày nay, cấy truyền phôi đã đạt được một cách hiệu quả không chỉ ở các động vật trong phòng thí nghiệm mà còn ở nhiều loài động vật khác: bò, cừu, dê, ngựa, l ợn, chó Và trong những thập niên gần đây, kỹ thuật này đã trở thành lĩnh vực thương mại ở nhiều nước. Chỉ riêng ở Mỹ, năm 1978 đã có 10.000 con bê được sinh ra bằng kỹ thuật cấy truyền phôi. Phương pháp cấy truyền phôi cũng được áp dụng trong nhân y. Trứng được được thụ tinh ngoài cơ thể, sau đó được cấy vào cơ quan sinh dục của một phụ nữ v ừa kết thúc quá trình động dục, phôi được cấy vào hoàn chỉnh quá trình phát triển của nó trên cơ thể của một phụ nữ khác. Ngày nay, người ta khẳng định một cách chắc chắn là cấy truyền phôi không những chỉ mang lại lợi ích to lớn trên phương diện khoa học mà còn có tầm quan trọng đặc biệt trong thực tiễn. Về mặt lý thuyết, cấy truyền phôi ở con cái cũng giống như thụ tinh nhân tạ o ở con đực,cho phép khai thác tối đa các đặc tính di truyền tốt ở cả con bố và con mẹ. Tuy nhiên, người ta nhận thấy rằng việc triển khai kỹ thuật cấy truyền phôi còn có nhiều khó khăn, hạn chế. Về phương diện kỹ thuật, kỹ thuật cấy truyền phôi cho phép phân tích một cách sâu sắc hơn những vấn đề về sinh lý. sinh hóa, di truyền sinh sản. Các vi xử lý phôi cho phép đánh giá tốt hơn những hi ện tượng thành thục và thụ tinh của trứng, phân biệt sớm giới tính cũng như làm thuận lợi cho sự sinh đẻ giới tính theo ý muốn bằng hệ thống sinh sản vô tính và sinh đôi cùng trứng Trên phương diện chăn nuôi, cấy truyền phôi góp phần sử dụng tối đa những con cái giống ưu tú cũng như là sự thụ tinh nhân tạo đã cho phép khai thác và sử dụng tối đa tinh dịch của c ủa con đực giống tốt. Số tế bào sinh dục cái là rất nhiều nhưng ít được sử dụng. Thật vậy, chỉ tính ở bò, một buồng trứng chứa khoảng 75.000 nguyên bào trứng trong khi đó số lượng trung bình các bê được sinh ra trong thời kỳ sinh sản của bò ít khi vượt quá 4-5 con. Cấy truyền phôi là một biện pháp hiệu quả để phổ biến những tiến bộ di truyền của con mẹ trong quần thể, làm t ăng cường mức độ chọn lọc của các con mẹ với con bố do làm tăng số lượng đời con sinh ra của một gia súc mẹ. Những tiến bộ kỹ thuật hiện hữu và đặc biệt sự sử dụng những phôi đông lạnh là cách đơn giản để nhập khẩu những giống ngoại vào một đất nước. Kỹ thuật này cho phép làm giảm khó khăn về sự thích ứng của động vật sống khi vận chuyển trong những vùng 'sinh thái khác nhau. Nó cũng có thể được sử dụng cho sản xuất những con bê 9 thịt trong đàn bò sữa, đồng thời cho phép sử dụng trứng của những con cái chất lượng tốt nhưng bị loại thải vì những lý do khác nhau. Những triển vọng khác nhau này phải được xem xét một cách thực tế, nó sẽ chỉ được khẳng định dần dần khi kỹ thuật (chủ yếu là kỹ thuật làm đông lạnh) được thiết lập một cách chắc chắn và giá trị sản ph ẩm cao hơn chi phí sản xuất. 10 Chương I SINH LÝ SINH DỤC A. SINH LÝ SINH DỤC ĐỰC 1. Sơ lược giải phẫu và chức năng sinh lý của cơ quan sinh dục đực Cơ quan sinh dục đực gồm có: bao dịch hoàn (scrotum), dịch hoàn (testis), dịch hoàn phụ (epididymidis), các tuyến sinh dục phụ: tuyến tiền liệt (prostate gland), tuyến túi củ hành - niệu đạo (cowper hoặc bulbourethral gland), tuyến tinh nang (vesicular semen gland); dương vật (penis) và bao dương vật. 1.1. Bao dịch hoàn (Scrotum) Nằm ở vùng bẹn và hướng về đáy chậu tùy theo từng loài. Bao địch hoàn có hình thái bên ngoài cũng khác nhau tùy theo loài động vật. Ở ngựa, bao dịch hoàn lồi lên và được chia thành hai thùy tròn bởi một rãnh ít nhiều rõ rệt. Ở động vật nhai lại, bao dịch hoàn có dạng hình trứng, được chia thành hai thùy, dẹt từ phía trước về phía sau và được treo trong vùng bẹn Ở lợn bao dịch hoàn nằm ở phần sau của vùng bẹn, dưới hậu môn. Nó tạo thành một khố i lồi hình bán cầu và chia thành hai thùy không rõ ràng. Ở chó, bao dịch hoàn làm thành một khối hình trứng, không treo lủng lẳng như lợn và động vật nhai lại, chia thùy rõ ràng và hướng về phía sau của vùng bẹn, trong khi đó, bao dịch hoàn của mèo tạo thành khối không nổi gồ rõ ràng, chia thùy không rõ; bao dịch hoàn của thỏ nằm ở vùng bẹn, làm thành hai khối phân tách nhau rõ ràng . Bao dịch hoàn được tạo thành bởi 6 lớp màng. Trong đó 2 lớp bề mặt được tạo thành từ lớp bìu và cơ dartos (c ơ chun), 3 lớp phía trong cùng được tạo bởi cơ bìu, lớp sợi là lớp tinh mạc. Lớp trung gian (lớp giữa) là lớp áo cellulose. Lớp bìu là túi da chung cho cả 2 dịch hoàn, da của lớp bìu mỏng, nhẵn và dính chặt vào cơ dartos, điều này giúp cho bao dịch hoàn có thể nâng lên hoặc hạ xuống. Ở cừu, lớp da bìu thường xuyên được bao phủ một lớp lông tơ; ở dê, được bao phủ những lông thô; ở mèo, da bìu có nhiều lông và ở thỏ, da bìu đượ c bao phủ bởi những lông dài. Ngoài ra, trên bề mặt của da bìu còn có các tuyến mồ hôi và tuyến mỡ. 1.2. Dịch hoàn (Testis) Dịch hoàn hay còn gọi là tinh hoàn có 2 chức năng: Nội tiết (tiết ra các hormon sinh dục) và ngoại tiết (tiết ra tinh trùng). Tất cả các giai đoạn phát triển của tế bào sinh dục đực đều xảy ra ở dịch hoàn. - Cấu tạo: Dịch hoàn có hình trứng, một cạnh lõm, kích cỡ thay đổi theo loài. Các loài động vật nhai lại loại nhỏ và lợn, dịch hoàn có kích thước tương đối lớn so với cơ thể động v ật. Nhìn chung dịch hoàn bên trái lớn hơn dịch hoàn bên phải. Khối lượng trung bình của dịch hoàn ở động vật trường thành thay đổi theo cá thể và giống: ở ngựa khoảng 300-600g; bò 600-700g; cừu 300-600g; lợn 300-800g; chó 6-60g và mèo [...]... tích 1 lần xuất Tinh thanh Tinh trùng (% ) tinh (ml) (%) 300 - 500 3 97 4-5 10 90 5 0 -1 00 2-5 9 5-9 8 1- 2 30 70 Nồng độ tinh trùng (triệu/ml) 2 0 -1 00 20 0-6 00 2 0-8 0 20 0-5 0 0-8 00 Bảng 1. 1 cho thấy, thể tích tinh dịch và nồng độ tinh trùng có trong tinh dịch ở các loài động vật không phụ thuộc vào khối lượng cơ thể, nhưng nồng độ tinh trùng phụ thuộc chặt chẽ vào phương thức giao phối tự nhiên Những động vật. .. là không giống nhau và nó phụ thuộc vào loài động vật Ví dụ: Trong tinh dịch bò đực, lượng dịch tiết do tuyến tinh nang tiết ra chiếm 40% thể tích của tinh thanh, trong khi đó, ở lợn, lượng tinh thanh do hai tuyến tiền liệt và cowper tiết ra chiếm từ 5 5-7 0% 17 Bảng 1. 1 Thể tích tinh dịch, tỷ lệ tinh trùng, tinh thanh và nồng độ tinh trùng trung bình ở một số loài vật nuôi (Milovanov) Loài vật nuôi Lợn... lại về phía sau của dịch hoàn tạo thành thể Highmore Những ống tinh đi vào thể Highmore được nối thành mạng và tạo thành lưới dịch hoàn hay mạng tinh (rate testis) Từ lưới dịch hoàn có 1 0 -1 2 ống đi ra qua lớp vỏ màng trắng để tạo thành đầu dịch hoàn phụ 11 12 Tế bào Sertoli có vai trò làm nơi bám, bảo vệ và dinh dưỡng cho tế bào tinh trong quá trình hình thành tinh trùng - Tế bào Leydig có chức năng... động vật Ví dụ: tỷ lệ fructose trung bình trong tinh dịch bò là 970 mg /10 0 ml, trong khi đó tỷ lệ này ở lợn chỉ là 52 mg /10 0 ml Tinh dịch ngựa hầu như không có fructose Bảng 1. 2 Thành phần hóa học của tinh dịch một số loài động vật (Theo Secghim và Milovanop) Thành phần Tinh dịch lợn Tinh dịch bò Tinh dịch ngựa Nước 95,00 90,00 98,00 Protein 3,80 5,80 1, 0 4-2 ,28 Lipid 0,03 0 ,15 0,04 Fructose 0, 01 0,2 3-0 ,87... phần tự do của dương vật nằm trong bao dương vật Thân dương vật được chia thành hai phần cân đối nhờ vách ngăn giữa Phần bụng của dương vật lõm vào tạo thành rãnh niệu đạo Dương vật được tạo thành từ niệu quản dương vật, các thể xốp, thể hổng (thể hải miên), các tổ chức liên kết huyết quản và các sợi cơ chun Hình dạng của dương vật thay đổi theo loài động vật và phụ thuộc vào hình dạng, tầm quan trọng... vật ăn thịt và thỏ; hình liềm 21 ở chuột và chim - Phần ngoài cùng của đầu tinh trùng là màng sinh chất được cấu tạo bởi các phân tử lipoprotein Các phân tử này xếp xen kẽ nhau với khoảng cách 12 0A0 - Nhân: ngoài cùng của nhân là màng nhân, phía trước gắn với thể arcosome tạo thành mũ chóp trước, phía sau gắn với màng ngoài của tinh trùng Thành phần của nhân chủ yếu là chromatine đặc, đồng nhất mà nó... từ 8 -1 2 lần tế bào phổi Người ta đã đo được lượng O2 bị tiêu hao bởi 10 0 triệu tinh trùng ở nhiệt độ 200C, trong 1h của tinh trùng một số loài như sau: - Bò: 3,4 mm3 - Lợn: 7.2 mm3 - Cừu: 8,4 mm3 - Ngựa: 4,7 mm3 Quá trình hô hấp của tinh trùng được tóm tắt bằng phản ứng sau: Khả năng hô hấp của tinh trùng được biểu diễn bằng hệ số tiêu thụ O2 Hệ số này được xác định bằng lượng O2 bị hấp thu bởi 10 8... động từ 6 0- 12 5 μm3 và nhỏ hơn từ 1 0-2 0 nghìn lần so với thể tích của trứng Về cấu tạo đại thể, tinh trùng gồm 3 phần chính: Đầu, cổ thân và đuôi Phân đuôi được chia thành ba phần: trung đoạn, đuôi chính và đuôi phụ 2.4 .1 Đầu Đầu là phần chính của tinh trùng, có hình dạng thay đổi theo loài: Hình dạng kéo dài ở ngựa; hình chùy ở cừu, dê và lợn; hình quả lê ở động vật ăn thịt và thỏ; hình liềm 21 ở chuột... có thể sống được từ 2-3 tháng, nhưng khả năng thụ thai chỉ có thể duy trì được trong vòng một tháng Trong điều kiện dinh dưỡng đầy đủ, sự hình thành tinh trùng xảy ra liên tục Tốc độ hình thành tinh trùng rất lớn Ví dụ: số lượng tinh trùng được sản xuất ra của lg dịch hoàn bò đực trưởng thành trong một ngày đêm từ 10 - 19 triệu; chỉ tiêu này ở lợn đực là 24 - 31 triệu (Amann, 19 70 - Reproduction in Farm... chia thành hai thời kỳ: sinh trưởng ít và sinh trưởng nhiều - Tế bào trứng sơ cấp (ovocyte I) lớn hơn nhiều so với tinh bào sơ cấp (spermatocyte I) - Không có giai đoạn biến thái của tế bào trứng (tế bào trứng không có khả năng tự vận động) - Từ một ovocyte I chỉ tạo thành 1 tế bào trứng chín, nhưng từ một spermatocyte 1 tạo thành 4 tinh trùng - Trứng chỉ được sinh ra một lần trong một chu kỳ, trong khi . độ tinh trùng (triệu/ml) Lợn đực ngoại 300 - 500 3 97 2 0 -1 00 Bò 4-5 10 90 20 0-6 00 Ngựa 5 0 -1 00 2-5 9 5-9 8 2 0-8 0 Cừu 1 - 2 30 70 20 0-5 0 0-8 00 Bảng 1. 1 cho thấy, thể tích tinh dịch và nồng độ tinh. Như vậy, truyền giống nhân tạo là quá trình nhân giống động vật có sự can thiệp của con người vào một số công đoạn trong hoạt động sinh lý sinh sản của động vật Truyền giống nhân tạo hiểu theo. sở khoa học của truyền giống nhân tạo Truyền giống nhân tạo là một phương pháp nhân giống hữu tính động vật, nó được dựa trên các lý thuyết khoa học khoa học sau: 2 .1. Lý thuyết về thụ tinh