Nhu cầu của thị trường Việt Nam đối với ngành chăn nuôi lợn và gia súc nhai lại
Đối với lợn
Chăn nuôi lợn chiếm tỷ trọng lớn trong ngành chăn nuôi nói chung, là đối tượng vật nuôi được ưu tiên trong chiến lược, kế hoạch phát triển kinh tế của quốc gia cũng như các tỉnh thành bởi khả năng cung cấp sản lượng thịt lớn cho bữa ăn hàng ngày đáp ứng nhu cầu tiêu dùng ngày càng tăng của người dân.
Sau khi bệnh Dịch tả lợn châu Phi (ASF) xảy ra từ tháng 2 năm 2019 đến nay tình hình bệnh ASF lan rộng trên hầu hết các tỉnh, thành phố cả nước (63/63 tỉnh, thành), nhiều cơ sở chăn nuôi lợn phải đóng cửa do đó số lượng đàn lợn giảm. Theo Cục Thú y, từ đầu tháng 02/2019 đến ngày 10/9/2019, ASF đã xảy ra ở 7.459 xã thuộc 639 huyện của 63 tỉnh, thành phố với tổng số lợn tiêu hủy là 4.907.107 con với tổng trọng lượng là 282.426 tấn (chiếm 7% tổng trọng lượng thịt lợn của cả nước). Đến tháng 6 năm 2020, dịch tả lợn châu Phi đang được kiểm soát, đàn lợn dần được khôi phục nhưng việc tái đàn còn chậm, giá lợn giống ở mức cao khiến các hộ có nguồn vốn hạn hẹp chưa thể khôi phục sản xuất, các hộ có đủ điều kiện lại thận trọng tái đàn do tâm lý lo ngại dịch quay trở lại. Ước tính tổng số lợn của cả nước tháng Sáu năm 2020 giảm 7,5% so với cùng thời điểm năm 2019. Tổng số lợn của cả nước tháng 6/2020 đạt 23,05 triệu con, trong khi tháng 6/2019 đạt 24,92 triệu con. Sản lượng thịt lợn hơi xuất chuồng 6 tháng ước tính đạt 1.636,9 nghìn tấn, giảm 8,8% so với cùng kỳ năm trước (quý II đạt 816,2 nghìn tấn, tăng 3,3%). Đến thời điểm tháng 7/2020, tổng đàn lợn của cả nước đạt khoảng 25,18 triệu con, tương đương 81,9% so với tổng đàn lợn trước khi có bệnh dịch tả lợn châu Phi (DTLCP) (trên 31 triệu con vào 31/12/2018). Theo Bộ NN&PTNT, năm 2021, mặc dù đối mặt với nhiều khó khăn do ảnh hưởng của đại dịch Covid-19 diễn biến phức tạp, dịch bệnh trên gia súc tiềm ẩn nguy cơ bùng phát nhưng sản lượng sản phẩm chăn nuôi vẫn tăng. Ước tổng số lợn của cả nước tính đến thời điểm cuối tháng Mười Hai năm 2021 tăng khoảng 3,0% so với cùng thời điểm năm 2020; sản lượng thịt lợn hơi xuất chuồng cả năm ước đạt 4.180,2 nghìn tấn, tăng 3,6% so với năm 2020, tăng 13,9% so với kế hoạch.
Tuy nhiên, chăn nuôi lợn trong những năm tiếp theo có nhiều cơ hội để phát triển theo hướng công nghiệp và áp dụng khoa học kỹ thuật. Cụ thể như sau, nhu cầu tiêu dùng trong nước về thịt ngày càng tăng cao, với thị trường trên 97 triệu dân và khoảng 15 triệu khách du lịch, thịt lợn xuất khẩu sang thị trường Trung Quốc đây là thị trường có nhu cầu thịt lớn rất lớn, giá tiêu thụ cao. Cùng với đó, thịt lợn vẫn luôn chiếm tỷ trọng cao nhất trong cơ cấu tiêu dùng của người Việt. Ngoài ra, việc việc tiếp cận và tham gia các tổ chức Quốc tế, các Hiệp định song phương, đa phương, Hiệp định thương mại tự do đã và đang được đẩy mạnh sẽ có tác động đến khả năng sản xuất đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước và xuất khẩu các sản phẩm chăn nuôi.
Để ngành lợn phát triển mạnh mẽ, sẽ cần thực hiện từng bước tái cơ cấu ngành cụ thể : Phát huy lợi thế về khả năng sản xuất một số giống lợn nhằm nâng cao năng suất, chất lượng, khả năng cạnh tranh và giá trị gia tăng; phát triển bề vững góp phần đảm bảo an sinh xã hội và bảo vệ môi trường. Chăn nuôi lợn cần chuyển dần từ chăn nuôi nông hộ sang chăn nuôi trang trại. Xác định quy mô trang trại phù hợp với từng vùng, địa phương. Tổ chức lại sản xuất, phần lớn chăn nuôi lợn trang trại, công nghiệp, chăn nuôi ATSH, chăn nuôi theo hướng hữu cơ, chăn nuôi ở vùng an toàn dịch bệnh thì thực hiện theo chuỗi liên kết, bao gồm các chuỗi: Doanh nghiệp – Trại chăn nuôi gia công; Doanh nghiệp – HTX – Nông hộ. Ưu tiên phát triển chăn nuôi bền vững theo hướng an toàn sinh học bổ sung chế phẩm gắn sản xuất theo chuỗi sản phẩm, đặc biệt chú trọng đến khâu giết mổ, chế biến và tiêu thụ sản phẩm, xây dựng thương hiệu…
Đóng góp vào các giải pháp thúc đẩy năng suất ngành chăn nuôi lợn mà mục tiêu quan trọng trước mắt là nhanh chóng tăng đàn phục hồi số lượng đầu lợn sụt giảm mạnh sau dịch, cần có những giải pháp kỹ thuật hiệu quả. Một trong các giải pháp rất hữu hiệu và khả thi được đề xuất trong nghiên cứu này là ứng dụng công nghệ phân ly giới tính tinh lợn, giúp tăng tỷ lệ tinh trùng quyết định giới tính cái, giúp tăng tỷ lệ con cái lứa đẻ lên trên 70% mà vẫn đảm bảo số con sơ sinh / ổ của các giống lợn tại Việt Nam.
Đối với gia súc nhai lại
Đại gia súc luôn đóng tỷ trọng lớn trong chăn nuôi (năm 2020 tổng đàn bò đạt 6 triệu con, trong đó bò sữa hơn 300.000 con (bò cái sữa chiếm hơn 200.000 con), bò thịt hơn 570 triệu con; trâu tổng số gần 2,4 triệu con). Tuy nhiên vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu về sữa, thịt cung ứng cho thị trường. Tình hình chăn nuôi trâu, bò trên cả nước trong cả năm 2021 bị ảnh hưởng bởi dịch bệnh Viêm da nổi cục. Hiện nay, dịch đang dần được kiểm soát nhưng nguy cơ bùng phát vẫn còn cao. Theo Tổng cục Thống kê (TCTK) ước tính tổng đàn trâu của cả nước tính đến thời điểm cuối tháng 12năm 2021 giảm khoảng 3,0%, tổng số bò tăng khoảng 1,3% so với cùng thời điểm năm 2020. Theo số liệu tính toán của TCTK, sản lượng thịt xuất chuồng các loại cả năm 2021 cụ thể như sau: Sản lượng thịt trâu hơi xuất chuồng cả năm ước đạt 120,9 nghìn tấn, tăng 0,5% (riêng quý IV ước đạt 34,5 nghìn tấn, tăng 3,5%); sản lượng thịt bò hơi xuất chuồng cả năm ước đạt 458,3 nghìn tấn, tăng 3,8% (quý IV ước đạt 123,2 nghìn tấn, tăng 5,4%); sản lượng sữa bò tươi cả năm ước đạt 1.159,3 nghìn tấn, tăng 10,5% (quý IV ước đạt 314,2 nghìn tấn, tăng 13,3%).Hơn nữa, từ đầu năm 2019 đến nay dịch tả lợn Châu Phi ở lợn gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến an ninh lương thực. Chính phủ Việt Nam định hướng chăn nuôi tăng tỷ trọng động vật ăn cỏ để đảm bảo nguồn cung thịt cho người dân.
Tăng số bò cái lứa đẻ là giải pháp giúp tăng nguồn cung con giống cho cả bò sữa và bò thịt, ngoài ra là giải pháp giúp tăng nguồn cung sữa bò cho thị trường. Tăng số con đực lứa đẻ là giải pháp giúp tăng nguồn cung con giống thương phẩm cho chăn nuôi bò thịt. Nhu cầu tinh phân ly giới tính ở bò tại Việt Nam là rất cao nhưng gặp phải khó khăn về nguồn cung ứng. Tinh bò phân ly giới tính mới chỉ được nhập với số lượng ít và giá thành cao, chủ yếu được nhập về từ Mỹ (600 nghìn – 1,2 triệu VND/liều), số tinh trùng/ liều thấp (2 – 2,5 triệu) làm cho tỷ lệ đậu thai thấp. Một số doanh nghiệp của Việt Nam đã có ý định nhập máy phân ly giới tính tinh của Mỹ về để sản xuất tuy nhiên chi phí nhập máy quá lớn, chi phí sản xuất cao. Vì vậy, việc cung cấp một chế phẩm và quy trình phân ly giúp tăng tỷ lệ đực/ cái của liều tinh với phương pháp thực hiện khả thi mà không phải đầu tư máy móc là một dự án hứa hẹn được triển khai thành công ở Việt Nam.
Đối với nhóm ngành chăn nuôi dê, cừu, từ lâu chăn nuôi dê là sinh kế của người dân nghèo Việt Nam, người dân thích ăn thịt dê và coi thịt dê như một thực phẩm chức năng. Gần đây nhu cầu sữa dê và thịt của giống dê có sản lượng và chất lượng cao ngày càng lớn cùng với trâu bò, dê đang là đối tượng vật nuôi được ưu tiên phát triển khi dịch tả lợn Châu Phi diễn ra. Tuy nhiên, dê, cừu ở nước ta chưa được quan tâm như bò. Vì thế, các trang trại chăn nuôi dê cừu tập trung theo hướng công nghiệp chưa có nhiều và nếu có quy mô của các trang trại này không lớn. Năm 2020, Việt Nam có tổng 26 triệu con dê. Công nghệ thụ tinh nhân tạo cho dê đã bắt đầu phổ biến tại Việt Nam đặc biệt là khu vực miền Nam với nhiều cơ sở chăn nuôi dê tập trung. Nhu cầu con giống dê cái hướng sữa là rất cao, giá sữa dê tại Việt Nam hiện cao gấp 2 – 3 lần sữa bò. Tuy nhiên chưa có nguồn cung ứng tinh dê hướng cái. Việt Nam có giống dê bản địa là dê Bách Thảo thích hợp để làm con cái nền sản xuất dê lai hướng sữa. Nhu cầu thịt dê của Việt Nam rất cao, trong đó chủ yếu là thịt dê cỏ là một giống dê bản địa của Việt Nam. Người chăn nuôi Việt Nam đã biết nhập một số dê đực giống hướng thịt (dê Boer, dê Nubian), dê đực giống hướng sữa (dê Saanen) và dê kiêm dụng (dê Alpine). Tuy nhiên chưa có công nghệ nào giúp sản xuất tinh phân ly giới tính để cung cấp cho nhu cầu rất lớn tại thị trường Việt Nam.
Nhu cầu thịt cừu của Việt Nam ngày càng lớn, thịt cừu mềm và đỡ hôi hơn thịt dê. Năm 2020 tổng đàn cừu đạt hơn 120 nghìn con, một con số khá khiêm tốn so với con dê và con bò, do khả năng cung cấp con giống cho thị trường còn rất hạn chế. Con giống đa phần là giống cừu nội địa của Việt Nam (cừu Phan Rang). Việc ứng dụng thụ tinh nhân tạo trên cừu cũng tương tự như với dê và người dân cũng đã áp dụng công nghệ này. Việc cung cấp nguồn tinh cừu gồm cả cừu Phan Rang và cừu nhập ngoại, đặc biệt là tinh hướng cái sẽ là một việc làm rất hữu ích và được chờ đón ở Việt Nam nhằm tăng tốc độ nhân đàn để cung cấp cừu giống cho thị trường.
Cơ sở khoa học của phương pháp chọn lọc giới tính tinh trùng
Khi giao phối tự nhiên hay giao phối nhân tạo, một số lượng lớn tinh trùng tập hợp được đặt vào vị trí thụ thai. Quần thể tinh trùng này có cả tinh trùng mang nhiễm sắc thể X và tinh trùng mang nhiễm sắc thể Y với số lượng tương đương nhau. Để hình thành con cái thì tinh trùng mang nhiễm sắc thể X sẽ gặp gỡ và thụ tinh với trứng, hợp tử tạo thành mang bộ nhiễm sắc thể XX. Ngược lại để hình thành con đực thì tinh trùng mang nhiễm sắc thể Y sẽ gặp gỡ và thụ tinh với trứng, hợp tử tạo thành mang bộ nhiễm sắc thể XY. Cơ hội để một trong hai loại tinh trùng mang hai nhiễm sắc thể X và Y gặp trứng là tương đương nhau nên tỷ lệ đực cái trong một quần thể cũng là tương đương nhau. Vì vậy muốn chọn lọc giới tính tinh trùng ta cần tăng tỷ lệ tinh trùng mang nhiễm sắc thể X hoặc Y. Muốn tạo ra nhiều con cái thì phải hạn chế số lượng hoặc triệt tiêu khả năng thụ tinh của tinh trùng mang nhiễm sắc thể Y bằng phương pháp thích hợp nào đó. Ngược lại muốn tạo ra nhiều con đực thì phải hạn chế và triệu tiêu khả năng thụ thai của tinh trùng mang nhiễm sắc thể X.
Tinh trùng mang NST X hoặc Y tuy giống nhau về mặt hình thái nhưng chúng có một số đặc điểm khác biệt mà dựa vào đó có thể áp dụng những phương pháp phân tách giới tinh tinh trùng khác nhau.
Sự khác nhau giữa tinh trùng mang nhiễm sắc thể X và tinh trùng mang nhiễm sắc thể Y
|
Chỉ tiêu so sánh |
Tinh trùng X |
Tinh trùng Y |
| Kích thước tinh trùng | Lớn hơn, dài hơn tinh trùng Y (do tinh trùng X chứa DNA nhiều hơn như ở lợn X nặng hơn 2,8%, ở bò X nặng hơn 8,4%, hầu hết kích thước đầu của tinh trùng X rộng hơn 1% so với tinh trùng Y). | Nhỏ hơn, ngắn hơn tinh trùng X. |
| Tốc độ bơi, thời gian sống | Bơi chậm hơn, có thời gian sống dài hơn. | Bơi nhanh hơn, thời gian sống ngắn hơn. |
| Độ pH thích ứng | Trong môi trường kiềm: tinh trùng X bị chết, cơ hội để tinh trùng Y tiến hành thụ tinh nhiều hơn. | Trong môi trường acid: phần lớn các tinh trùng Y bị chết và cơ hội để tinh trùng X tiến hành quá trình thụ tinh nhiều hơn. |
| Thể F | Không có | Có |
| Điện tích màng ngoài | Điện tích âm hơn | Điện tích ít âm hơn |
Dựa vào sự khác nhau giữa tinh trùng mang nhiễm sắc thể X và tinh trùng mang nhiễm sắc thể Y để có những phương pháp phân tách giới tính khác nhau:
– Phân tách dựa trên sự khác biệt về kích thước và hình dạng của tinh trùng X/Y
+ Phương pháp tách bằng dung dịch hoạt hóa “Swim-up”.
+ Phương pháp tách bằng lọc qua cột gradient nồng độ Albumine.
+ Phương pháp tách bằng lọc qua cột gradient nồng độ percoll.
– Phân tách dựa trên sự khác biệt về điện tích bề mặt của tinh trùng X/Y – Phương pháp tách bằng điện di dòng tự do (Free-flow electrophoresis)
– Phân tách dựa trên sự khác biệt về quyết định kháng nguyên bề mặt tế bào
– Phân tách dựa trên sự khác nhau về hàm lượng DNA của tinh trùng X/Y – phương pháp tách bằng dòng tế bào nhuộm huỳnh quang (Flow cytometry – Fluorescence activated cell sorting).
Phương pháp tách giới tính tinh bằng điều chỉnh độ pH
Trong in vivo, nhân tố đóng vai trò quan trọng trong việc chọn lọc tinh trùng là pH của dịch nhầy cổ tử cung. Kiềm hóa bằng NaHCO3 sẽ hoạt hóa mạnh mẽ tinh trùng trên chất nhầy tử cung, đặc biệt là khi dịch nhầy có pH thấp. Một nghiên cứu cho rằng âm đạo rửa bằng NaHCO3 có thể cải thiện khả năng có thai. pH dịch nhầy nội mạc tử cung thường có giá trị từ 6,4 – 8,0. Tinh trùng rất nhạy cảm với pH thay đổi cao. Chất nhầy có tính axít làm bất hoạt tinh trùng Y trong khi chất nhầy có tính kiềm có thể làm tăng mức độ vận động của tinh trùng Y và bất hoạt tinh trùng X. pH tối ưu cho tinh trùng vận động và sống trong dịch nhầy cổ tử cung là 7,0 – 8,5. Phương pháp này cho tỷ lệ giới tính mong muốn thấp hơn 55%.
Phương pháp tách giới tính tinh bằng điện di dòng tự do (Free Flow Electrophoresis)
Phương pháp tách giới tính tinh bằng điện di dòng tự do (Free Flow Electrophoresis) dựa vào sự khác nhau về điện tích bề mặt của tinh trùng mang NST giới tính X và Y để phân tách. Tinh trùng bị lệch về phía cực dương ở các nồng độ đệm tromethamine (THAM) khác nhau và được phân tách thành 2 nhóm. Nhiệt độ và mức độ vận động ban đầu của tinh trùng ảnh hưởng đến mức phân bố của tinh trùng trong khi điện di. Kết quả lai DNA cho thấy tinh trùng Y phần lớn nằm ở cực dương trong khi tinh trùng X nằm ở cực âm. Trong nghiên cứu về điện thế Zeta (Zeta potential – điện thế liên quan tới hệ keo) của tinh trùng X và tinh trùng Y, điện thế của tinh trùng được đo bằng hai phương pháp khác nhau: (i) sử dụng quang phổ ánh sáng tán xạ điện di (ii) sử dụng lăng kính xoay laser. Kết quả thu được Zeta potential của phần chứa hơn 80% tinh trùng Y xấp xỉ -16 mV, trong khi phần chứa hơn 95% tinh trùng X xấp xỉ -20mV. Như vậy điện tích âm trên bề mặt tinh trùng X cao hơn tinh trùng Y. Phương pháp này hiện không áp dụng do tinh thu nhận sức sống kém, tỷ lệ giới tính thấp hơn 60%, có thể gây ảnh hưởng vật chất di truyền.
Phương pháp tách giới tính tinh trong dung dịch hoạt hóa “swim-up”
Nguyên lý của phương pháp “swim-up” là dựa trên hoạt động di chuyển của tinh trùng lên lớp dung dịch phía trên (“swim-up” = tinh trùng bơi lên). Trong kỹ thuật “swim-up” ly tâm được thực hiện để “rửa” tinh trùng với một loại dung dịch đặc biệt. Các tinh trùng ở phía dưới đáy sau khi ly tâm được thêm từ từ dung dịch hoạt hóa. Tinh trùng di chuyển trong một khoảng thời gian nhất định 60 – 90 phút. Lớp trên được hút ra và sử dụng cho thụ tinh. Với nguyên lý, tinh trùng Y bơi nhanh hơn và thích ứng tốt hơn trong môi trường có độ pH cao, vì vậy nếu áp dụng kỹ thuật swim-up đơn thuần thì hiệu quả phân ly có thể đạt 55% tỷ lệ tinh Y trong lớp tinh thu nhận và 60% với việc kết hợp xử lý độ pH dung dịch.
Ưu điểm của phương pháp này là có thể áp dụng với lượng tinh dịch lớn, phù hợp với các loài động vật đa thai như lợn, chó, không đòi hỏi máy móc theiest bị và vật tư đắt tiền. Tuy nhiên, nhược điểm là cần thực hiện nhiều thao tác, kết quả phụ thuộc độ thuần thục thao tác của kỹ thuật viên, tỷ lệ tinh Y thu nhận thấp, không phù hợp với điều khiển giới tính tăng cái.
Phương pháp tách giới tính tinh qua gradient tỷ trọng của Percoll
Sự khác nhau về khối lượng DNA là nguyên nhân chính dẫn đến sự khác nhau về khối lượng và tỷ trọng tinh trùng X và tinh trùng Y. Trong quá trình phân tách, kích thước đầu tinh trùng ảnh hưởng đến phân tách bằng gradient tỷ trọng của Percoll, tinh trùng X có đầu lớn có thể “lắng” xuống nhanh hơn những tinh trùng Y, số tinh trùng X chiếm 95% ở lớp Percoll phía dưới có tỷ trọng Percoll cao. Dựa vào tỷ trọng của các lớp phân tách người ta chia phương pháp ly tâm gradient tỷ trọng (gọi tắt là phương pháp gradient) thành 2 loại: Gradient liên tục và gradient không liên tục. Gradient liên tục có các lớp phân tách tăng dần tỷ trọng từ trên xuống dưới. Gradient không liên tục có các lớp phân biệt ranh giới một cách rõ ràng. Phương pháp gradient không liên tục được sử dụng để chọn lọc giới tính và nhiều nghiên cứu cho rằng hiệu quả phân tách của nó trên 77%. So với phương pháp phân tách giới tính tinh bằng cách hoạt hóa tinh trong dung dịch “swim-up”, phương pháp ly tâm gradient tỷ trọng giúp tăng tỷ lệ vận động của tinh trùng cao hơn, nhưng tính toàn vẹn DNA thấp hơn. Một số nghiên cứu cho rằng DNA tinh trùng bị tổn hại liên quan đến tỷ lệ thụ thai tự nhiên thấp hơn và tỷ lệ thụ thai thông qua phối tinh nhân tạo bằng bơm tinh trùng trực tiếp vào buồng tử cung thấp.
 |
 |
 |
Do nhu cầu sử dụng các liều tinh phân giới tính ngày càng tăng, nên việc thay đổi quy trình ly tâm qua gradient tỷ trọng của Percoll là một trong những hướng đi mới. Những mẫu sau khi phân tách tinh giới tính có hiện tượng giảm nồng độ; giảm mức độ vận động sau giải đông và giảm tỷ lệ thụ tinh. Mục đích của cải biến quy trình ly tâm qua gradient tỷ trọng của Percoll là làm giảm thể tích Percoll, tăng lực ly tâm, thời gian ly tâm ngắn hơn. Nếu những thay đổi này thành công thì sẽ mang lại nhiều lợi ích cho thụ tinh in vitro, vì nó sẽ làm giảm chi phí và thời gian phân tách. Tuy nhiên, những thay đổỉ về thể tích Percoll và lực ly tâm có thể ảnh hưởng đến tính nguyên vẹn của acrosome và màng tinh trùng, cũng như mức độ vận động, hiệu quả tác động giữa trứng và tinh trùng, thụ tinh và ảnh hưởng đến kết quả tạo phôi.
Nói chung, ưu điểm của kỹ thuật này là hiệu quả phân ly giúp thu nhận tỷ lệ tinh X cao (trên 75%), thích hợp với động vật đa thai như lợn và chó. Nhược điểm: hóa chất đắt, percoll có thể gây độc cho tinh trùng, tinh thu nhận phải qua bước rửa tinh trước khi bảo quản, vận chuyển và thụ tinh.
Phương pháp tách giới tinh tinh bằng lọc qua bông thủy tinh (Glass wool filtration)
Cơ sở nguyên lý của phương pháp này là phân tách dựa vào mức độ vận động của tinh trùng. Tinh trùng vận động được tách ra khỏi những tinh trùng không có khả năng vận động hoặc tinh trùng bị chết bằng các bông thủy tinh có mật độ dày đặc. Mức độ thành công phương pháp phụ thuộc vào loại bông thủy tinh sử dụng trong khi phân tách. Các phương pháp tách tinh bằng ly tâm qua gradient tỷ trọng của Percoll, lọc bằng bông thủy tinh thường được sử dụng để thu được mẫu tinh có tinh trùng vận động ở mức độ cao phục vụ cho nhiều kỹ thuật hỗ trợ sinh sản như: Phối tinh nhân tạo, thụ tinh in vitro và cấy chuyển phôi. Theo nghiên cứu khi so sánh đặc điểm của kỹ thuật lọc bằng bông thủy tinh với Percoll gradient tỷ trọng hai lớp, tinh trùng thu được khi lọc bằng bông thủy tinh cho khả năng phục hồi cũng như chất lượng hình thái cao hơn, và không ảnh hưởng đến tỷ lệ thụ tinh và chất lượng của phôi.
Ưu điểm của phương pháp này là an toàn hơn cho tinh trùng, thích hợp để tăng tỷ lệ con đực, thích hợp cho động vật đa thai. Nhược điểm của phương pháp này là có thể làm hư hại tinh trùng và xuất hiện những mảnh bông thủy tinh trong khi lọc, tỷ lệ giới tính thấp dưới 70%.
Phương pháp tách giới tính tinh bằng cột gradient nồng độ Albumin
Phương pháp phân tách giới tính tinh bằng cột gradient nồng độ albumin tiến hành với tinh trùng được nằm ở phía trên cột dung dịch gradient albumin. Sự khác nhau giữa tinh trùng X và Y trong khi li tâm phụ thuộc vào vận tốc “lắng” của chúng. Tinh trùng X chứa nhiều DNA hơn 2,8% so với tinh trùng Y. Về lý thuyết, điều này sẽ dẫn đến tinh trùng Y nhẹ hơn và bơi nhanh hơn tinh trùng X. Sử dụng phương pháp phân tách giới tính tinh bằng cột gradient nồng độ albumin kết hợp với sử dụng hoạt chất kích thích hoạt động của tinh trùng đạt tỷ lệ thụ thai thành công cao hơn và tạo ra con đực sau khi thụ tinh trong ống nghiệm nhiều hơn. Điều này cho thấy phương pháp phân tách giới tính tinh bằng cột gradient nồng độ albumin giúp làm tăng tỷ lệ tinh trùng Y so với tinh trùng X. Phương pháp này có thể làm tỷ lệ tinh trùng Y trong mẫu thu được sau khi phân tách đạt tới 85%.
Ưu điểm của phương pháp này là an toàn hơn cho tinh trùng, thích hợp để tăng tỷ lệ con đực, thích hợp cho động vật đa thai. Nhược điểm của phương pháp này là tỷ lệ giới tính đực thấp dưới 80%.
Phương pháp tách giới tính tinh bằng hệ thống Flow Cytometric Sorter
Phương pháp tách giới tính tinh bằng hệ thống Flow Cytometric Sorter là phương pháp mới và hiệu quả nhất hiện nay trong việc phân tách giới tính tinh trùng. Cơ sở của nó cũng giống như một số các phương pháp khác, là dựa trên sự khác nhau về hàm lượng DNA giữa tinh trùng mang NST X và tinh trùng mang NST Y.
Để chọn lọc tinh trùng bằng phương pháp tách giới tính tinh bằng hệ thống Flow Cytometric Sorter, tinh trùng được đánh dấu với thuốc nhuộm huỳnh quang Hoechst 33342. Hoechst 33342 liên kết với DNA của tinh trùng. Do NST X có lượng DNA lớn hơn NST Y, vì vậy những tinh trùng mang NST X hấp phụ lượng thuốc nhuộm lớn hơn tinh trùng mang NST Y. Kết quả là, khi qua tia UV trong hệ thống Flow Cytometric Sorter, tinh trùng mang NST X sẽ phát huỳnh quang sáng hơn tinh trùng mang NST Y. Khi các tinh trùng được đi qua hệ thống Flow Cytometric Sorter, mỗi tinh trùng được bọc bằng một giọt dung dịch lỏng và tích điện tương ứng với nhiễm sắc thể giới tính mà tinh trùng mang (X tích điện dương, Y tích điện âm). Các tinh trùng mang NST X, Y được phân tách thành hai phần: Một phần mang điện tích dương (tinh trùng X), một phần mang điện tích âm (tinh trùng Y).
Áp dụng phương pháp tách giới tính tinh bằng hệ thống Flow Cytometric Sorter để phân tách tinh giới tính có tính chính xác cao, kết quả thu được đời con bình thường. Điểm chú ý của phương pháp này là có thể phân tách được các tinh trùng một cách liên tục, tại cùng một thời điểm. Đây là phương pháp nhanh nhất, cho phép phân tách > 25,000 tinh trùng mỗi giây. Ở điều kiện lý tưởng, có thể phân tách được 5000 – 6000 tinh trùng sống mỗi giây (độ tin cậy 90%). Thích hợp để phân ly cho tinh thu nhận cả trường hợp giàu tinh X hoặc giàu tinh Y lên tới trên 90%. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là không thể phân tách hoàn toàn chính xác 100%. Có thể tìm thấy tinh trùng X trong các phân đoạn thu tinh trùng Y và ngược lại. Ngoài ra mức độ chính xác còn phụ thuộc vào loài. Những loài có sự khác biệt giữa tinh trùng X và tinh trùng Y càng cao thì mức độ phân tách càng chính xác. Hơn nữa, phương pháp này đòi hỏi máy móc thiết bị, vật tư tiêu hao phức tạp, đắt tiền, chất lượng và số lượng tinh thu nhận thấp, thích hợp cho động vật đơn thai.
 |
 |
Phương pháp phân ly dựa trên sự có mặt của kháng nguyên HY trên bề mặt tế bào tinh trùng
Kháng nguyên tương thích mô Y (HY) được tìm thấy trong các mô của con đực của nhiều loài động vật có vú với kháng nguyên Y hiện diện trong màng tế bào của nhiều loài động vật có vú. Nếu các biểu hiện của kháng nguyên HY trên bề mặt của các tế bào đơn bội là do biểu hiện của nhiễm sắc thể Y, sau đó điều này có thể được sử dụng để phân tách tinh trùng HY, dự đoán mang nhiễm sắc thể, từ tinh trùng HY mang nhiễm sắc thể X. Một loại kháng thể liên kết đặc hiệu với kháng nguyên HY (IgA) được sản xuất theo phương pháp miễn dịch hoặc công nghệ protein tái tổ hợp được trộn trong dung dịch cùng với kháng kháng thể với IgA. Kháng kháng thể này được phủ lên bề mặt của hạt lõi. Khi trộn hỗn hợp kháng thể IgA và kháng kháng thể của nó cùng với mẫu tinh dịch, đầu tiên các kháng thể IgA sẽ liên kết đặc hiệu với kháng nguyên HY trên bề mặt của các tinh trùng Y, sau khi xảy ra liên kết giữa kháng nguyên HY với kháng thể IgA, phức hợp này sẽ có thể liên kết đặc hiệu với các hạt kháng kháng thể. Sự liên kết sẽ gây ra sự kết dính hoặc tụ đám của các tinh trùng Y. Trong khi đó, tinh trùng X tự do sẽ có cơ hội lớn hơn để thụ tinh cho trứng.
Ưu điểm của phương pháp này là rất dễ thực hiện, giảm stress cho kỹ thuật viên, độ đặc hiệu và hiệu quả điều khiển giới tính cao với tỷ lệ con cái có thể đạt trên 80%. Chi phí và giá thành hợp lý, đặc biệt thích hợp cho động vật đa thai như lợn và chó.
Kết quả quan sát mẫu tinh được trộn với kháng thể kháng kháng nguyên HY sau 60 phút ủ
Kết quả quan sát phần tinh kết dính và tinh không bị kết dính từ mẫu tinh sau khi được ủ trong kháng thể kháng kháng nguyên HY 60 phút
 |
 |
Kết quả soi phân biệt tinh trùng X/Y dưới kinh hiển vi huỳnh quang mẫu tinh được nhuộm bằng Quinacrine
 |
 |
Kết quả xác định tỷ lệ giới tinh X/Y của tinh trùng trong phần tinh liên kết và không liên kết
Tỷ lệ tinh trùng Y trong mẫu tinh không kết dính là 18% tương đương tỷ lệ tinh X mong muốn thu nhận được đạt 92%. Tỷ lệ tinh trùng Y trong mẫu tinh kết dính là 88%.
Kết quả nghiên cứu về phân ly giới tính tinh dê và lợn thực hiện tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Đối với dê
Đã xác định được 02 quy trình phân ly giới tính bằng phương pháp tách lọc qua cột dung dịch có hiệu quả:
(i) quy trình phân ly giới tính tinh dê hướng cái bằng phương pháp tách lọc qua cột dung dịch percoll: Tinh nguyên đạt yêu cầu thể tích trên 1 ml, hoạt lực trên 70%, nồng độ tinh trùng trên 3 tỷ tinh trùng/ml, tỷ lệ tinh trùng kỳ hình dưới 15%, sau khi thu nhận được pha loãng với dung dịch Tyrode lên thể tích 2 ml. Tra tinh lên cột dung dịch percoll (được tạo bởi 4 ml dung dịch 45% percoll ở trên và 4 ml dung dịch 90% percoll ở lớp dưới, loại dung dịch nền sử dụng để tạo cột là SP TALP có độ pH là 5). Tinh được ủ ở 25oC trong 60 phút, tinh sẽ tự chạy xuống lớp dưới của cột dung dịch. Sau thời gian phân ly, loại bỏ 6 ml dung dịch phía trên, thu nhận 4 ml dung dịch lớp dưới của cột dung dịch để đánh giá các chỉ tiêu chất lượng tinh thu nhận. Hiệu quả phân tách: hoạt lực tinh trùng tinh thu nhận sau phân tách đạt trên 70% (với hoạt lực tinh nguyên trên 70%), tỷ lệ tinh trùng sống trên 80%, tỷ lệ tinh trùng kỳ hình khoảng 3%, tỷ lệ số tinh trùng thu nhận trên tổng số tinh trùng ban đầu là 27,87%, tỷ lệ tinh trùng mang NST X đạt trên 70%. Tinh thu nhận được đóng cọng rạ dung tích 0,25 ml chứa 2,5 triệu tinh trùng, tiến hành đông lạnh tinh theo quy trình đông lạnh tinh nhanh, hoạt lực tinh sau giải đông ở 37oC trong 60 giây đạt trên 35%.
(ii) quy trình phân ly giới tính tinh dê hướng đực bằng phương pháp tách lọc qua cột dung dịch albumin huyết thanh bò: Tinh nguyên đạt yêu cầu thể tích trên 1 ml, hoạt lực trên 70%, nồng độ tinh trùng trên 3 tỷ tinh trùng/ml, tỷ lệ tinh trùng kỳ hình dưới 15%, sau khi thu nhận được pha loãng với dung dịch Tyrode lên thể tích 2 ml. Tra tinh lên cột dung dịch albumin huyết thanh bò (được tạo bởi 4 ml dung dịch 6% albumin huyết thanh bò ở trên và 4 ml dung dịch 15% albumin huyết thanh bò ở lớp dưới, loại dung dịch nền sử dụng để tạo cột là Tyrode có độ pH là 8). Tinh được ủ ở 25oC trong 60 phút, tinh sẽ tự chạy xuống lớp dưới của cột dung dịch. Sau thời gian phân ly, loại bỏ 6 ml dung dịch phía trên, thu nhận 4 ml dung dịch lớp dưới của cột dung dịch để đánh giá các chỉ tiêu chất lượng tinh thu nhận. Hiệu quả phân tách: hoạt lực tinh trùng tinh thu nhận sau phân tách đạt trên 70%, tỷ lệ tinh trùng sống trên 80%, tỷ lệ tinh trùng kỳ hình khoảng 3%, tỷ lệ số tinh trùng thu nhận trên tổng số tinh trùng ban đầu là 3,5%, tỷ lệ tinh trùng mang NST Y đạt trên 70%. Tinh thu nhận được đóng cọng rạ dung tích 0,25 ml chứa 2,5 triệu tinh trùng, được đông lạnh theo quy trình đông lạnh tinh nhanh, hoạt lực tinh sau giải đông ở 37oC trong 60 giây đạt trên 35%.
Xây dựng được quy trình giải đông thích hợp đối với tinh đông lạnh của tinh thu nhận sau phân ly giới tính: Tinh cọng rạ dung tích 0,25 ml chứa 2,5 triệu tinh trùng thu nhận sau phân ly giới tính từ ba quy trình khác nhau, được giải đông ở 37oC trong 1 phút, đánh giá hoạt lực tinh trùng và tỷ lệ tinh trùng kỳ hình sau giải đông (giải đông trực tiếp), sau đó tinh được trộn với dung dịch hoạt hóa theo tỷ lệ 1 : 1 và ủ tiếp tục ở 37oC. Đối với các mẫu tinh từ quy trình phân ly giới tính bằng cột dung dịch percoll thì độ pH của dung dịch giải đông thích hợp là pH 6 với hoạt lực sau 30 phút ủ là 35,58 ± 2,62%, sau 40 phút ủ là 30,65 ± 2,17%. Đối với mẫu tinh từ quy trình phân ly giới tính qua cột dung dịch albumin huyết thanh bò là pH 8 với hoạt lực tinh sau 30 phút ủ là 40,15 ± 2,40%, sau 40 phút ủ là 36,15 ± 3,03% thậm chí sau 50 phút ủ là 30,88 ± 1,65%.
Đồng thời xác định được hiệu quả thụ tinh nhân tạo bằng sử dụng tinh đông lạnh của những mẫu tinh thu nhận sau phân ly giới tính bằng phương pháp tách lọc qua cột dung dịch: Đối với mẫu tinh thu nhận từ quy trình phân ly giới tính qua cột dung dịch percoll: tỷ lệ dê có chửa đạt 56,7%, số dê con đẻ ra 53 con trên tổng số 34 con có chửa và đẻ trong số 60 dê cái thí nghiệm, tỷ lệ dê cái lứa đẻ đạt 71,7%, tỷ lệ dê đẻ hơn một con đạt 55,9% và tỷ lệ dê đẻ 1 con là 44,1%. Đối với mẫu tinh thu nhận từ quy trình phân ly giới tính qua cột dung dịch albumin huyết thanh bò: tỷ lệ dê có chửa đạt 55,0%, số dê con đẻ ra 53 con trên tổng số 33 con có chửa và đẻ trong số 60 dê cái thí nghiệm, tỷ lệ dê đực lứa đẻ đạt 71,7%, tỷ lệ dê đẻ hơn một con đạt 60,6% và tỷ lệ dê đẻ 1 con là 39,4%.
Đối với lợn
Đã tiến hành thử nghiệm phân ly giới tính tinh lợn hướng đực bằng phương pháp phân ly qua cột albumin huyết thanh bò kết hợp điều khiển độ pH dung dịch pha với tinh thu nhận sau phân ly giới tính để tiến hành ủ tinh trước khi thực hiện phối tinh nhân tạo, được thực hiện trên 160 lợn nái giống Landrace và Yorkshire và con lai hai máu, được phối tinh lợn Duroc với 30 lợn nái đối chứng cho kết quả trung bình số con sơ sinh/ổ lô thí nghiệm đạt 15 con, tỷ lệ đậu thai đạt trên 90%, tỷ lệ giới tính đực lứa đẻ đạt 73%. Đồng thời, 176 lợn nái giống Landrace, Yorkshire và con lai hai máu thuộc lô thí nghiệm được phối tinh nhân tạo bằng tinh phân ly giới tính hướng cái qua cột dung dịch percoll kết hợp với ủ tinh trong dung dịch chứa kháng thể kháng kháng nguyên HY đạt tỷ lệ đậu thai trên 86%, số con sơ sinnh trung bình/ổ đạt 13 con, với tỷ lệ giới tính cái đạt 71,2%. Các thí nghiệm vẫn đang tiếp tục thu thập kết quả lứa đẻ đối với cả giống lợn công nghiệp và giống lợn bản địa Móng Cái trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh.
Ngô Thành Trung1, Trần Thị Chi1, Tạ Thị Hồng Quyên1, Vũ Hải Yến1, Vũ Việt Thắng1, Ngô Thị Minh Khánh1, Sử Thanh Long1
1: Nhóm Nghiên cứu tinh hoa về Sinh sản vật nuôi, Bộ môn Ngoại – Sản, Khoa Thú y, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
English