Xác Suất Xuất Hiện Kiểu Hình Xoáy Lưng Và Nguy Cơ Của Dị Tật Ống Thần Kinh

thể có kiểu gen RR hoặc Rr, trong khi đó với kiểu hình không xoáy chỉ có một kiểu gen là rr [54]

Sự tương tác giữa kiểu hình xoáy lưng và một phân đoạn gen 750 kb trên NST 18 đã được xác định. Vùng này bao gồm năm gen FGF3, FGF4, FGF19, ORAOV1 và một phần cuối của gen CCND1. Khi nghiên cứu bằng kĩ thuật gen fine-mapping và MLGA (multiple ligation-dependent genome amplification), Hilbertz và cộng sự đã xác định được các gen gây ra đột biến trên kiểu hình xoáy lưng. Kết quả nghiên cứu cho thấy tính trạng xoáy lưng ở chó xoáy là do một sự nhân lên một đoạn133 kb của ba gen FGF3, FGF4 và FGF19 (các yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi) và gen ORAOV1 [56]

Hai mươi hai gen FGF trước đây đã được mô tả ở người. FGF3, FGF4 và FGF19 chỉ được biểu hiện trong phát triển phôi thai[120], trong đó khẳng định sự vắng mặt của sự biểu hiện gen trong các mô sau khi sinh. Theo giả thuyết, có thể có một yếu tố chung giữa nhóm FGF, và các yếu tố biểu hiện của β-catenin để có thể giải thích sự chênh lệch kiểu hình trong tính trạng lông tóc và thiếu hụt trong đóng ống thần kinh cũng như xuất hiện tính trạng lông xoáy và triệu chứng DS ở chó xoáy lưng [109]. Để điều tra các giả thuyết, mô hình chuột knock-out đã được sử dụng để xác định tương tác giữa các gen thông thường và gen liên quan đến sự phát triển của các tật về đóng ống thần kinh (NTD). Ngoài ra, sự tương tác gen và môi trường cũng có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển của NTD [62].

Trong quá trình lai tạo các giống chó nhà, các đặc tính kiểu hình thường được xem là các yếu tố đặc biệt nhằm nhận diện và phát triển các giống chó quý. Tuy nhiên, tính trạng xoáy lưng ở dòng chó xoáy, một trong các đặc trưng mang tính đặc biệt trong lai tạo và di truyền lại liên quan đến các tật về ống thần kinh, nhất là triệu chứng DS, gây tử vong và dị tật trên chó. Ở những chó đồng hợp trội về tính trạng này, cho thấy khả năng rất cao sự xuất hiện và biểu hiện các dị tật và ống thần kinh, đặc biệt là DS.

Để ngăn sự biểu hiện và giảm thiểu xuất hiện DS trên chó xoáy lưng chỉ có phương pháp lai tạo lâu dài nhằm tránh sự đồng hợp trội biểu hiện của các gen thuộc nhóm FGF cùng với gen ORAOV1 trong quần thể chó xoáy lưng [56].

Bảng 1.2 Xác suất xuất hiện kiểu hình xoáy lưng và nguy cơ của dị tật ống thần kinh DS trong quần thể cho xoáy trong quá trình lai giống [33]

RR: trội hoàn toàn, chó con mang kiểu gen RR sẽ có 100% xoáy

Rr: dị hợp, trội, chó con 90% có xoáy, 10% không xoáy do gen R bị ức chế bởi các tương tác khác và điều kiện môi trường.

rr: chó hoàn toàn không có xoáy

Ba mẹ (Đực x Cái)		Chó con
Ba mẹ (Đực x Cái)	Xoáy	Không xoáy	Nguy cơ dị tật DS
RR x RR	100%	0%	Gia tăng
RR x Rr hay Rr x RR	>90%	<10%	Bình thường
Rr x Rr	>75%	<25%	Bình thường/thấp
RR x rr hoặc rr x RR	>90%	<10%	Thấp
rr x rr	0%	100%	Rất thấp

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 152 trang tài liệu này.

1.4. Một số nghiên cứu về hình thái và di truyền trên chó nhà và chó Phú Quốc

1.4.1. Các nghiên cứu về di truyền chó nhà hiện nay và phương pháp định lượng biến thể số lượng bản sao (copy number variants - CNV)

Genome của loài người có những biến thể di truyền khác nhau và điểm đó làm nên sự khác nhau giữa người này với người kia. Phần lớn trong số những biến thể đó là hàng triệu các điểm đa hình tại những vị trí nucleotide nhất định đã làm thay đổi mã di truyền. Những điểm khác biệt đó được gọi là những điểm đa hình đơn nucleotide (single nucleotide polymorphisms, SNPs) hiện đang được Dự án quốc tế HapMap tiến hành thống kê một cách hệ thống (1). Về mặt tiến hóa, những điểm khác biệt này được giả thuyết là các dạng đột biến trung tính tạo nên sự đa dạng về mặt di truyền giữa các cá thể loài người. Tuy nhiên,

một số điểm đa hình SNP có thể liên quan đến khả năng mẫn cảm với bệnh. [79].

So với các điểm đa hình đơn nucleotide, các biến dị số lượng bản sao có tần số xuất hiện thấp hơn nhiều. Đây là những đột biến thêm hoặc mất một đoạn nhiễm sắc thể (NST) làm thay đổi số lượng bản sao của mỗi gen, thay vì là hai allele như bình thường [76]. Một số nghiên cứu mô tả mức độ phỏ biến của các điểm đa hình dạng này trên hệ gen người [101]. Công trình mới đây đã tiến hành khảo sát các biến dị số lượng bản sao trên toàn bộ hệ gen người từ hàng trăm mẫu đối chiếu của 4 quần thể người. Các nhà nghiên cứu đã thống kê khoảng 1500 vùng biến đổi mang CNV (chiếm 12% genome) chứa hàng trăm gen cấu trúc hoặc các vùng chức năng khác [90].

Những dòng chó nhà được nuôi dưỡng và lai tạo biểu hiện một mức độ đáng kinh ngạc về sự biến đổi và đa dạng kiểu hình, trong đó chủ yếu là phân bổ vào các giống khác nhau. Hàng trăm giống chó được công nhận ngày nay được lai tạo do nhu cầu khác nhau của con người, điều này đã dẫn đến sự gia tăng về tính chất và tỷ lệ tăng của bệnh di truyền. Ngày nay chó nhà được xem như một mô hình di truyền lý tưởng cho việc phát hiện các cơ sở di truyền của kiểu hình bình thường và đột biến biến đổi của kiểu hình [65]. Nhiều đặc điểm hiện nay ở chó nhà đã được biểu hiện trong hệ gen của chúng thông qua quá trình lai tạo được nghiên cứu nhằm đánh giá tìm hiểu tương quan trên bộ gen người [64], và sự biến đổi cấu trúc được liên quan đến một số trong số này. Ví dụ, một sự nhân bản của ba yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi (FGF) gen gây ra tính trạng xoáy lưng trên chó Rhodesian Ridgeback và Thái Lan liên quan đến sự biểu hiện và tính chất phát triển của dị tật khép ống thần kinh [56], hoặc một nhân bản trong quá trình tổng hợp của Hyaluronic synthase axit 2 (HAS2) chịu trách nhiệm cho tính trạng da nhăn đặc trưng của chó Trung Quốc Shar-Pei liên quan mật thiết đến hội chứng sốt định kỳ [81], và một đoạn chèn của retrogen FGF4 liên quan đến hội chứng chondrodysplasia điển hình của giống vật nuôi [119].

Cho đến hiện nay, chưa có các nghiên cứu trên gen về tính chất và tần suất của tính trạng xoáy lưng trên chó xoáy Phú Quốc, Việt Nam. Việc định lượng tần suất này có thể hỗ trợ các nhà lai tạo giống chó hạn chế khả năng gia tăng xuất hiện hội chứng DS trên các giống chó xoáy, tránh hiện tượng đồng huyết và tiên lượng xác suất kiểu gen R cũng như chọn con chó đầu dòng nhằm giữ giống cho thế hệ sau.

Các phương pháp tiếp cận hiện nay cho thấy cơ sở phân tử cho các đặc tính cụ thể trên các giống chó đặc biệt. Một CNV đặc biệt đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của tính trạng xoáy lưng trên hai giống chó, Rhodesian Ridgeback và Thái Ridgeback [54]. Cụ thể, sự nhân lên hay lặp lại trong khu vực ~ 133.000 bp trên nhiễm sắc thể 18 đã được xác định ở tất cả các chó có kiểu hình xoáy lưng; sự nhân lên này không xuất hiện ở những con chó không có xoáy lưng [56]. Nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng đặc tính xoáy lưng là di truyền trội hoàn toàn so với không xoáy [55]. Tính trạng này liên quan đến xuất hiện hội chứng DS trên chó có thể gây tử vong, do đó xác định kiểu gen xoáy (RR hoặc Rr) của kiểu hình xoáy lưng là rất quan trọng trong công tác lai tạo và nhân giống giống chó xoáy.

Hình 1.16 Các bản sao biến thể của alen R trên dòng chó xoáy châu Phi [108]

Waldo và cộng sự đã đề xuất một phương pháp xác định kiểu gen đồng hợp hoặc dị hợp của kiểu hình xoáy lưng trên chó xoáy châu Phi dựa trên việc

định lượng các CNV của vùng gen R bằng phương pháp định lượng Ct của các thông qua phương pháp realtime-PCR [108].

Các kết quả cho thấy, qua phương pháp RT-PCR, có thể xác định tỷ lệ giữa các vùng lập trên khu vực 133kb chứa nhóm gen quy định cho tính trạng lông xoáy trên chó xoáy lưng châu Phi và Thái Lan.

1.4.2. Các nghiên cứu về hình thái và kiểu gen chó Phú Quốc tại Việt Nam gần đây

Tư liệu nghiên cứu và công bố về chó Phú Quốc đến nay rất ít thông tin còn lưu trữ. Theo Đào Văn Tiến và cộng sự cho rằng chó Phú Quốc (Canis dingo) có nguồn gốc của chó Dingo ở Châu Úc, nhưng hiện nay có lẽ đã tuyệt chủng [5]. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây của Oskarsson năm 2012 cho thấy chó hoang Dingo Úc và chó Polynesia có nguồn gốc từ chó ở Châu Á du nhập vào, nên chó hoang Dingo không thể là tổ tiên của chó Phú Quốc [82]. Nghiên cứu của Salvolaine năm 2004 cho thấy chó Phú Quốc và chó Dingo có cùng tổ tiên chó nhà Canis familiaris; cách đây khoảng 15.000 – 18.000 năm một nhóm nhỏ chó nhà xuất hiện tại châu Úc do các quá trình di cư và hình thành loài chó bản địa mới là Canis dingo. Kết quả nghiên cứu củng cố kết luận cho thấy chó Phú Quốc và chó dingo có củng tổ tiên chung (common ancestor) nhưng không có liên hệ di truyền, trên cơ sở công bố chó dingo hầu như chỉ mang các haplotype A29 và A200, đây là các haplotype tìm thấy ở chó nhà khu vực Đông Nam Á. Kết quả phân tích của Savolainen và cộng sự khi nghiên cứu về tiến hóa ở dòng chó dingo cũng cho thấy chúng có nguồn gốc từ chó nhà Đông Nam Á [87]. Từ năm 2012 đến 2016, Trần Hoàng Dũng và cộng sự khi thu thập phân tích DNA ti thể của 100 mẫu chó Phú Quốc thu nhận cho thấy chúng mang chúng mang haplotype A, B, C và đặc biệt 15% haplotype E. Tuy nhiên đặc biệt là không/chưa thấy A29 và A200 ở chó Phú Quốc, kết quả này càng củng cố kết luận đến nay chưa cho thấy có sự liên quan về di truyền giữa chó Phú Quốc và chó dingo châu Úc.

Tác giả Yvonne Kekkonen (1977) với trang web “Thai Ridgeback dog” có đề cập đến chó Phú Quốc, đã mô tả chó Thái Ridgeback có liên hệ đến chó Phú Quốc, tác giả còn giới thiệu một hình của R.Mersmann chụp một chó bắt từ đảo Phú Quốc và đang được nuôi tại Hà Lan. Khi so sánh hai giống chó Phú Quốc và chó xoáy Thái chưa có ý kiến thống nhất con nào là tổ tiên. Cũng theo Yvonne Kekkonen hai giống chó này khác nhau về tầm vóc và màu sắc lông.

Hai nhà khoa học người Mỹ là Merle Wood và Merle Hidinger cho rằng trong quá khứ chỉ có chó xoáy Thái Lan và chó xoáy Rhodesian của Nam Phi là có dải lông xoáy trên lưng, vì vậy chó Phú Quốc phải có nguồn gốc từ có xoáy Thái Lan. Các nhà nghiên cứu giống chó tại Thái Lan còn nói hơn 400 năm trước, các ngư dân Thái Lan đã mang chó xoáy Thái Lan đến đảo Phú Quốc và đã trở thành tổ tiên của chó Phú Quốc ngày nay. Giáo sư Dư Thanh Khiêm, Viện trưởng Viện giáo dục Woluwe Saint Pierre ở Brussel (Bỉ), một chuyên gia tìm hiểu về chó xoáy Phú Quốc hơn 30 năm không đồng ý với giả thuyết này. Ông cho biết tất cả các cuộc hành trình của người Thái Lan đều được mô tả lại trong cuốn sách ‘Abrégé de l‘histoire Générale des Voyages’ bởi Jean-Francoise de la Harpe, một thành viên của hội các học giả Pháp, xác nhận rằng việc các ngư dân Thái có đến đảo Phú Quốc không thấy ghi chép trong quyển sách này. Ngoài ra, khi so sánh ban đầu về đặc điểm hình thái cho thấy có sự khác biệt giữa chó xoáy Thái Lan và chó Phú Quốc. Chó Thái có khối lượng trung bình khoảng 23 kg, cao 55 cm, trong khi chó Phú Quốc có khối lượng lớn nhất chỉ 18 kg và cao 48 cm. Nếu suy luận theo giả thuyết nguồn gốc của chó Phú Quốc là từ những con có xoáy Thái Lan do ngư dân Thái Lan mang đến và để lại trên đảo Phú Quốc, với điều kiện tự nhiên của đảo Phú Quốc, một hòn đảo có khí hậu nhiệt đới gió mùa nên có nguồn tài nguyên rừng nhiệt đới với nhiều giống loài đa dạng và nguồn thức ăn cho chó xoáy Thái Lan lưu lại trên Phú Quốc là dồi dào, chó xoáy Thái Lan sẽ không có sự biến đổi về hình dáng nhỏ gọn hơn để phù hợp với việc săn mồi trên đảo Phú Quốc như hình dáng của chó Phú Quốc hiện nay. Vì vậy, giả thuyết trên là không phù hợp. Theo Dr. L. J. Hellebrekers, 1993

với trang web có tên “Analysis to Possible Genetic Relationship Between The Rhodesian Ridgeback And Asian Ridgeback” phải phân tích DNA mới có thể xác định được mối quan hệ của các giống chó này.

Hiện nay ở Việt Nam, chó Phú Quốc đang rất được quan tâm. Năm 2000, Tiến sĩ Nguyễn Hữu Chiếm, Thạc sĩ Nguyễn Văn Biện cùng các cán bộ khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ và Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Kiên Giang thực hiện đề tài “Điều tra, nghiên cứu bảo tồn gen động vật: Chó Phú Quốc, tỉnh Kiên Giang”. Đề tài này được thực hiện từ tháng 10 năm 2000 đến tháng 12 năm 2003. Tổng số 617 chó với đủ các lứa tuổi đã được khảo sát lấy số liệu. Nội dung nghiên cứu được tập trung trên các yếu tố: ngoại hình, các chiều đo, về phương thức chăn nuôi, quản lý, huấn luyện, về các bệnh và sự thất thoát. Ngoài ra đề tài còn phân tích điện di protein của các nhóm chó dựa trên màu sắc của chúng để xác định đặc điểm đa dạng di truyền của quần thể chó Phú Quốc và so sánh với một số giống chó khác trong vùng. Kết quả nghiên cứu cho thấy chó Phú Quốc là vốn quý với nhiều đặc tính nổi bật mà những giống chó khác không có như: thông minh, nhanh nhẹn, có khả năng đi săn và giữ nhà tốt. Tuy vậy đề tài của nhóm tác giả Đại học Cần Thơ gần như chỉ dùng lại ở mức điều tra cơ bản, chưa thật sự đi sâu vào đánh giá nguồn gen để có hướng bảo tồn cụ thể [1].

Năm 2009, Hoàng Tuấn Thành và cộng sự thuộc Viện Chăn Nuôi đã nghiên cứu khả năng sinh trưởng và sinh sản của chó Phú Quốc nuôi tại thành phố Hồ Chí Minh. Nghiên cứu này sử dụng 40 chó Phú Quốc được nuôi giữ, bảo tồn tại thành phố Hồ Chí Minh. Đặc điểm ngoại hình của chó Phú Quốc chủ yếu được phân theo nhóm màu lông: lông ngắn, mượt bao gồm các màu đen – vàng

– vện – xám – nhóm màu khác với đặc điểm xoáy lưng chủ yếu là xoáy ngược hình kiếm. Kết quả theo dõi khả năng sinh trưởng và sinh sản đàn chó Phú Quốc như sau: khối lượng cơ thể các giai đoạn sơ sinh – cai sữa – động dục lần đầu – trưởng thành (24 tháng tuổi) của chó đực và cái lần lượt là 0,3 – 1,7 – 15 – 18 kg và 0,2 –1,5 – 13 – 16 kg. Khi phối giống kép tỷ lệ đậu thai đạt trên 90%. Số lứa

đẻ/ năm đạt 1,45 với số con sơ sinh trung bình/lứa là 5,2 con [6]. Đây là một trong những nghiên cứu đầu tiên về chó Phú Quốc ở Việt Nam. Tuy nhiên, những nghiên cứu này chỉ dựa trên những đặc điểm có thể quan sát được như: ngoại hình, các chiều đo, khả năng sinh sản hay các nghiên cứu về phương thức chăn nuôi, huấn luyện,… Chưa có nghiên cứu nào đi sâu vào nghiên cứu về mặt di truyền của chó Phú Quốc cũng như chưa có công bố nghiên cứu nào về việc sử dụng phương pháp phân loại phân tử nhằm định loại chính xác trên đối tượng chó Phú Quốc.

Sau khi genome ti thể chó nhà (Canis familiaris) được giải trình tự và công bố có khoảng 16.728 bp, đến nay các nghiên cứu di truyền tiến hóa trên chó được nghiên cứu rất nhiều [82], [10], [12], [84], [85], [103]. Bên cạnh các công trình sử dụng toàn bộ genome ti thể (mtDNA), nhiều nghiên cứu đã sử dụng vùng điều khiển hoạt động phiên mã của genome ti thể (control region - CR) hay còn gọi vùng D-loop có kích thước 1270 bp nằm ở vị trí 15.458-16.727 [16], [82], [113]. Vùng D-loop gồm có vùng siêu biến thứ nhất (HV1), vùng lặp lại song song và vùng siêu biến thứ 2 (HV2). Nếu vùng HVI mang tính đa hình rất cao và được sử dụng trong nghiên cứu di truyền trong khi vùng HV2 lại rất bảo tồn, còn vùng lặp lại có sự biến động mạnh về số lần lặp lại nên gây ra khó khăn trong nghiên cứu, vì thế vùng HV2 và vùng lặp lại thường được loại bỏ khi phân tích di truyền vùng D-Loop [113]. Thông tin thu được từ việc nghiên cứu sự đa dạng trình tự vùng D-loop cũng như vùng mã hóa của mtDNA rất có ích trong việc phân tích xác định các nhóm kiểu đơn bội (haplotype) và nhóm đơn bội (haplogroup) ở chó, xác lập nguồn gốc của chó [82], xây dựng cơ sở dữ liệu pháp y [63] và mô tả lại sự di cư của quần thể chó [82].

Từ năm 2012, Trần Hoàng Dũng và cộng sự Phòng Genomics & Bioinformatic, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành đã tiến hành đề tài “Nghiên cứu giải trình tự genome ti thể chó Phú Quốc để đánh giá độ đa dạng di truyền chó Phú Quốc giống tại TP. Hồ Chí Minh” cho ra nhiều kết quả nổi bật. Kết quả nghiên cứu cho thấy chó Phú Quốc xuất hiện kiểu gen đơn bội (haplotype) dạng