Nghiên cứu đa hình di truyền gen thyroglobulin (TG5) ở một số nhóm bò vàng việt nam

10 337 0
Nghiên cứu đa hình di truyền gen thyroglobulin (TG5) ở một số nhóm bò vàng việt nam

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

MỞ ĐẦU Việc bảo tồn sử dụng hiệu nguồn tài nguyên đa dạng sinh học nói chung nguồn gen động vật nuôi nói riêng nước ta vấn đề cấp thiết Do áp lực kinh tế thị trường đòi hỏi giống có suất cao, biến đổi khí hậu đô thị hóa nên nhiều giống vật nuôi địa có nguy bị Từ năm 1990 tổ chức Nông lương thực giới (FAO) xây dựng chương trình phát triển bền vững nguồn gen động vật nuôi toàn cầu, mục tiêu chương trình nhằm trợ giúp việc trì đa dạng sinh học phát triển nông nghiệp bền vững Đây chương trình tổng thể sử dụng kỹ thuật di truyền phân tử thị vi vệ tinh (microsatellite), phân tích trình tự ADN, PCR-RFLP, SNP… để đánh giá đa dạng di truyền giống thân giống vật nuôi mức độ phân tử nhằm định hướng cho việc quản lý, bảo tồn sử dụng nguồn gen động vật nuôi quy mô toàn cầu [20] Theo thống kê FAO giới có khoảng 3500 giống vật nuôi, có khoảng 815 giống bò khác Tuy nhiên số thống kê chưa đầy đủ nhiều giống bò địa khác chưa phát hiện, đồng thời nhiều giống có nguy bị không bảo tồn [19] Tình hình chăn nuôi bò thịt Việt Nam phủ đẩy mạnh công tác khuyến nông nhằm “u hóa” đàn bò tỷ lệ bò vàng gốc chưa bị lai tạp nhiều [11] Các chương trình lai tạo tập trung vào cải thiện tầm vóc suất, vấn đề liên quan đến chất lượng thịt để phục vụ thị trường bỏ ngỏ Theo chuyên gia ngành chăn nuôi đánh giá Việt Nam có khoảng nhóm bò vàng địa phương, nhóm mang nét đặc trưng chọn lọc theo sở thích người dân đáp ứng với điều kiện khí hậu vùng Các nhóm bò thường có kích thước nhỏ suất thịt, sản lượng sữa thấp chúng lại có khả chịu điều kiện khó khăn, khả kháng bệnh sinh sản tốt [5] Nhưng liệu bò vàng Việt Nam có gen tiềm ẩn liên quan đến chất lượng thịt như: độ mềm thịt, độ ngọt, mỡ giắt thịt… kiểm tra thông qua marker phân tử để thiết kế chương trình lai tạo hợp lý hay không? Trên giới ứng dụng nhiều kỹ thuật lĩnh vực di truyền phân tử để xác định đa hình gen liên quan đến đến tính trạng kinh tế như: chất lượng thịt, tốc độ sinh trưởng…nhằm phát triển chúng thị phân tử hỗ trợ chọn lọc giống bò thịt có suất chất lượng cao Thịt có mỡ giắt độ dày mỡ lưng đặc điểm chất lượng quan trọng có ảnh hưởng đến chất lượng thịt xẻ tác động đến sản xuất bò thịt Chọn lọc nhằm làm tăng thịt có giắt mỡ lại có độ dày mỡ lưng thấp từ lâu công nhận mục tiêu quan trọng cho sản xuất thịt bò chất lượng cao Trong chăn nuôi bò thịt, truyền thống lựa chọn để tăng thịt có mỡ giắt giảm mỡ lưng không đơn giản hai tính trạng có quan hệ đồng biến (thịt có mỡ giắt nhiều độ dày mỡ lưng cao) Ngày với phát triển mạnh lĩnh vực di truyền phân tử, việc kiểm tra mức độ phân tử ADN nhằm xác định gen quy định phẩm chất tốt tính trạng mỡ giắt thịt cung cấp công cụ hữu hiệu để cải tiến di truyền tính trạng cách thuận lợi Một số gen liên quan đến chất lượng thịt bò xác định như: TG5, CAST-T1, Calpain 316-T2, Calpain 4751-T3 Sự thay đổi trình tự nucelotide gen dẫn đến làm tăng hay giảm độ dày mỡ lưng tỷ lệ mỡ giắt thịt làm biến đổi độ mềm mùi vị thịt, phát kỹ thuật di truyền PCR-RFLP hay giải trình tự gen Do đó, việc kiểm tra di truyền thị (marker) liên quan đến độ mềm thịt trở thành sản phẩm thương mại [31], [32] ứng dụng việc xác đinh kiểu gen mong muốn phục vụ công tác lai tạo giống bò thịt Tác giả De cộng (2004) gen Thyroglobulin -TG5- có liên quan đến độ dày mỡ lưng mỡ giắt bắp thịt (marbling) quần thể bò lai F2 Wagyu X Limousin [18] Giống bò Wagyu tiếng Nhật thịt mềm mọng, thơm, tỷ lệ thịt có mỡ giắt cao nên ưa chuộng thị trường Do vậy, gen TG5 đề cử thị phân tử dựa ADN ứng dụng chọn lọc giống bò thịt Cho đến chưa có công trình nghiên cứu đa hình di truyền gen TG5 giống bò Việt Nam Vì vậy, tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu đa hình di truyền gen thyroglobulin (TG5) số nhóm bò vàng Việt Nam” với mục đích: Xác định sai khác di truyền gen TG5 nhóm bò vàng địa phương Việt Nam mức độ phân tử giúp định hướng cho việc bảo tồn phát huy giá trị giống địa Việt Nam CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU Các phương pháp đánh giá đa dạng di truyền Đa dạng di truyền biểu vài mức độ, từ quan sát kiểu hình đến thị phân tử Phương pháp phương pháp đánh giá đa dạng giống qua đặc điểm kiểu hình [28] Các thị kiểu hình chia thành tính trạng riêng biệt (ví dụ tính trạng hình thái sinh thái di truyền) tính trạng số lượng (ví dụ trọng lượng thể) sử dụng để đánh giá biến dị di truyền mối quan hệ phát sinh loài giống quần thể Các thị khác đa hình protein, hoạt tính enzym nhóm máu sử dụng để đánh giá biến dị di truyền quần thể [21], [25], [26] Tuy nhiên, thị cho kết đa hình thấp hạn chế nghiên cứu đa dạng di truyền Hiện với phát triển Công nghệ sinh học đặc biệt công nghệ phân tích gen cung cấp nhiều dấu hiệu với kỹ thuật di truyền phân tử như: PCR-RFLP, kỹ thuật microsatellile, giải trình tự ADN sử dụng rộng rãi nghiên cứu với đối tượng khác Đặc biệt kỹ thuật, công nghệ phân tích di truyền áp dụng nhiều chăn nuôi nhằm hỗ trợ chọn tạo giống vật nuôi (marker assisted selection) nghiên cứu đa dạng di truyền, dự án bảo tồn khai thác nguồn gen Kỹ thuật di truyền phân tử coi hữu hiệu dùng đề đánh giá mức độ sai khác di truyền giống thân giống gia súc, gia cầm 1.1 Kỹ thuật PCR Kỹ thuật PCR (Polymerase chain reaction) hay gọi phản ứng chuỗi trùng hợp, Karry Mullis hoàn thiện vào năm 80 đưa lại cách mạng di truyền học phân tử Kỹ thuật PCR cho phép nhân đoạn ADN định trước Kỹ thuật PCR sử dụng đặc điểm trình chép ADN ADN polymerase dùng đoạn ADN mạch đơn làm khuôn để tổng hợp nên sợi tương hợp với Cả hai sợi ADN dùng để làm khuôn cho trình tổng hợp đoạn mồi oligonucleotide cung cấp cho hai sợi Hỗn hợp phản ứng lại đun nóng lên để tách sợi ban đầu khỏi sợi tổng hợp, sợi sau lại dùng tiếp cho chu trình tiếp theo, bao gồm bước: gắn đoạn mồi, tổng hợp ADN tách rời đoạn Kết cuối phản ứng PCR sau n chu kỳ phản ứng, tính theo lý thuyết, ta có n phân tử ADN mạch kép nằm hai đoạn mồi Đó đặc điểm quan trọng thứ hai kỹ thuật PCR, dẫn đến kết đoạn ADN định trước nhân lên [4] 1.2 Các phương pháp nghiên cứu đa hình di truyền dựa PCR 1.2.1 Phương pháp PCR-RFLP( Polymerase chain reaction-Restriction fragment length polymorphism ) Sau nhân đoạn ADN nhờ cặp mồi đặc hiệu, sản phẩm PCR cắt enzym giới hạn Sau phân tích sản phẩm cắt enzym giới hạn, điện di gel phát thay base nitơ hay thay đổi trật tự base nitơ vị trí cắt ADN nhân lên Phương pháp áp dụng phổ biến nhiều phòng thí nghiệm giới biểu đa hình tương đối cao, dễ tiến hành chi phí thấp 1.2.2 Phương pháp AFLP (Amplified fragment length polymorphism) AFLP phương pháp nghiên cứu đa hình chiều dài đoạn nhân chọn lọc Cơ sở phương pháp dùng enzym giới hạn để cắt nhỏ ADN genome thành phân đoạn có kích thước khác nhau, có đoạn mang đầu mút giống Nếu ta sử dụng đoạn nối (adaptor) có gắn thêm oligonucleotide chọn trước để định hướng cho việc gắn mồi tất đoạn ADN có đầu gắn giống nhân lên Khi ta thay đổi số lượng trật tự oligonucleotide đầu nối ta nhận đoạn ADN nhân có kich thước khác giúp ta phân biệt đa hình chúng 1.2.3 Phương pháp RAPD (Random amplified polymorphism DNA) RAPD phương pháp phân tích đa hình đoạn ADN nhân ngẫu nhiên Dựa sở phản ứng PCR với cặp mồi có trình tự ngẫu nhiên thường dài khoảng 10 base Phương pháp áp dụng đối tượng chưa biết trình tự ADN genom Phương pháp cho phép phát đa hình cao ngày áp dụng rộng rãi chọn giống phân loại thực vật Nhìn chung phương pháp phân tích đa hình di truyền nhờ thị ADN dựa PCR ngày phát triển nhanh chóng áp dụng rộng rãi chọn giống Tuy nhiên có số hạn chế cho việc áp dụng phương pháp chọn lọc này: - Tốc độ lập đồ gen cho việc áp dụng phương pháp chậm, nhiều gen đưa vào đồ xa thị biết - Việc sử dụng thị phân tử dựa vào PCR tốn nên có số lượng hạn chế thị dựa vào PCR sử dụng chọn lọc 1.2.4 Microsatellite Thuật ngữ Microsatellite Litt Luty giới thiệu vào năm 1989 nhằm trình tự ADN lặp lại cách có trật tự (Tandemly repeated DNA sequence) Các đoạn có độ dài vài cặp bazơ nitơ (2-6 bp), có tính đa hình cao nhân lên phản ứng PCR Microsatellite phân bố ngẫu nhiên toàn hệ gen, tập trung thành cụm nhỏ (clusters) khoảng 200bp tìm thấy tất thể sống đặc biệt thể sống có hệ gen lớn Người ta thấy trung bình 10.000 nucleotide gặp trình tự microsatellite Những đoạn lặp lại polyA /polyT kiểu phổ biến tất hệ gen tần số phân bố loài khác Ngoài có số kiểu lặp lại phổ biến khác kiểu lặp lại nucleotide (CA)/(GT) [10] Microsatellite có tính chất cần thiết cho thị phân tử (Molecular marker) đa dạng khả biến đổi lớn chiều dài chúng dễ dàng phát phản ứng PCR từ lượng ADN nhỏ 1.3 Giải trình tự ADN Nguyên tắc hầu hết phương pháp giải trình tự ADN dựa phương pháp Sanger cộng công bố năm 1977, gọi phương pháp dideoxyribonucleotide (gọi tắt phương pháp dideroxy) Nguyên tắc phương pháp dideroxy dựa việc bổ sung dẫn xuất tương ứng dNTP 2’,3’-dideoxynucleotide (viết tắt ddNTP) vào thành phần phản ứng tổng hợp ADN ống nghiệm Do ddNTP thiếu nhóm C3’-OH, nên gắn vào mạch ADN tổng hợp, trình tổng hợp ADN dừng lại Trong phương pháp Sanger, chép ADN bắt đầu việc gắn đoạn oligonucleotide có trình tự bổ sung với trình tự ADN cần giải ủ chúng enzym ADN polymerase Phân tử ADN tổng hợp có trình tự bổ sung với mạch ADN làm khuôn Các phản ứng tổng hợp trình tự chia thành ống nghiệm tách biệt Mỗi ống bổ sung hỗn hợp gồm loại dNTP thông thường, loại dNTP đánh dấu phóng xạ để phát mạch tổng hợp Ngoài loại loại ddNTP (ddATP ddGTP, ddCTP, ddTTP) bổ sung tương ứng vào ống nghiệm nêu với nồng độ 1/10 so với nộng độ loại dNTP tương ứng Với thành phần phản ứng vậy, phần lớn trường hợp, dNTP liên kết vào mạch ADN tổng hợp, ddNTP (ở nồng độ thấp) liên kết vào số mạch ADN tổng hợp làm kết thúc trình chép Do có nhiều phân tử ADN tổng hợp đồng thời nên trình dẫn đến hình thành hỗn hợp nhiều phân tử ADN chép không hoàn chỉnh giống đầu 5’ đánh dấu khác đầu 3’ chiều dài loại nucleotide kết thúc chuỗi Các sản phẩm sau phân tách gel polyacrylamide đọc trình tự theo thứ tự băng xuất điện di theo chiều từ cực dương sang cực âm [3] Giải trình tự ADN tự động Kỹ thuật giải trình tự Sanger mô tả xác định xác trình tự nucleotide đoạn ADN dài tới 300bp Tuy nhiên, phương pháp cần nhiều thao tác kỹ thuật Ngoài việc đọc kết điện di mắt sai sót Hiện nay, giải trình tự ADN hệ gen lớn dựa vào phương pháp giải trình tự tự động Phương pháp giải trình tự tự động kết hợp đồng thời phản ứng độc lập vào phản ứng chung Trong điều kiện vậy, việc dùng nucleotide đánh dấu phóng xạ (gắn vào đầu 5’ mạch ADN tổng hợp mới) không phù hợp đoạn ADN tổng hợp khác nucleotide nên khó phân tách điện di thông thường Để khắc phục điều đó, người ta dùng ddNTP gắn chất phát quang Các ddNTP lúc liên kết vào mạch ADN kéo dài làm ngừng phản ứng chép Cấu trúc phần phát quang ddNTP gồm “gốc phát quang” liên kết với gốc dicholororhodamine (viết tắt dRhodamine, chất nhận lượng quang) khác qua đoạn nối Bốn gốc dRhodamine bị “gốc phát quang” kích thích (bởi nguồn sáng lazer thường từ Argon) nhận lượng phát quang bước sóng khác Nhờ vậy, loại ddNTP kích thích nguồn sáng Argon máy giải trình tự phát “tín hiệu” khác Thông tin cảm biến tín hiệu kết hợp với máy tính xử lý tự động chuyển thành trình tự ADN Các ddNTP gắn chất phát quang theo nguyên lý nêu gọi yếu tố kết thúc chuỗi BigDyeTM [3] Một số nghiên cứu vai trò cấu trúc gen Thyroglobulin Thyroglobulin hóc môn glycoprotein có trọng lượng phân tử khoảng 660 kDa, tổng hợp từ tế bào nang tuyến giáp giải phóng vào máu dạng tiền hóc môn Mỗi phân tử thyroglobulin chứa 140 amino acid tyrosine (amino acid nằm cấu trúc phân tử thyroglobulin) Thyroglobulin chứa triodothyronine (T3) thyroxin (T4) Trong thể người Thyroglobulin giải phóng với lượng không đáng kể Thay vào đó, T4 T3 tách khỏi phân tử thyroglobulin để vào máu Hầu hết hóc môn tuyến giáp sản xuất T4 Nội tiết tố tương đối không hoạt động, chuyển thành dạng T3 hoạt động gan mô khác nhờ phản ứng deioddinated Khoảng 99,7% T3 máu gắn vào globulin số lại hormon tự Hóc môn T3 có ảnh hưởng đến trưởng thành quan thể Ailhaud cộng (1992) cho thấy vai trò hóc môn T3 T4 có tác động tới sinh trưởng biệt hóa tế bào tạo mỡ in vitro in vivo [12] Tương tự, T3 T4 cho có liên quan đến tích tụ mỡ giắt bò Wagyu [24] Thịt bò có tỷ lệ mỡ giắt cao mềm so với thịt mỡ giắt Mỡ giắt bò Wagyu có thành phần a xít béo no nên tốt cho sức khỏe người ăn kiêng người béo người bị tim mạch [35] Hình Lát cắt bắp thịt chứa mỡ giắt bò Wagyu- Nhật Bản Mỡ giắt thịt tạo thành vân thịt (hình 1) Vân thịt yếu tố quan tâm nhiều đánh giá chất lượng thịt Vân thịt có ảnh hưởng nhiều tới tính trạng độ ngon miệng mùi vị Vân thịt đánh giá theo cấp từ không đến nhiều theo màu mỡ theo màu thịt minh họa hình A B Hình Thịt giắt mỡ với mức độ khác phân theo màu mỡ (A) màu thịt (B) 10

Ngày đăng: 17/08/2016, 16:23

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan