Ngành chăn nuôi gia cầm ngày càng phát triển. Để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ thịt hàng năm ở trong nước và trên thế giới, ngành chăn nuôi đã chấp nhận và dựa vào các công nghệ khác để tăng và nâng cao hiệu quả sản xuất thương mại. Đặc biệt thụ tinh nhân tạo là ví dụ điển hình nhất của công nghệ đã được áp dụng nhanh chóng trong nghành chăn nuôi và được coi là công cụ quản lý quan trọng trong sản xuất giống và tăng năng suất đàn.
Để có vật liệu cung cấp cho thụ tinh nhân tạo, trước hết phải có một quy trình bảo quản nhằm giữ cho tinh trùng vẫn đảm bảo chất lượng khi ở ngoài cơ thể. Quy trình đó bao gồm các kỹ thuật: kỹ thuật pha loãng, kỹ thuật bảo tồn và kỹ thuật đông lạnh tinh dịch. Hiệu quả thụ tinh nhân tạo phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, trong đó, việc bảo tồn mẫu tinh sau khi ra khỏi cơ thể con trống là nhân tố chính. Hiệu quả thụ tinh nhân tạo phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, trong đó, việc bảo tồn mẫu tinh sau khi ra khỏi cơ thể con trống là nhân tố chính. Môi trường bảo quản tinh là những dung dịch muối đệm được sử dụng để duy trì khả năng tồn tại của tinh trùng trong điều kiện in vitro và tăng nhiều nhất có thể số lượng gà mái có thể được thụ tinh. Việc pha loãng tinh là rất quan trọng vì tinh của gia cầm có độ nhớt và mật độ tinh trùng rất cao, khoảng 6 đến 12 tỷ tinh trùng/ml. Các công thức pha môi trường pha loãng tinh được dựa trên thành phần hóa học của tinh dịch gà và gà tây (Lake, 1995). Axit glutamic là thành phần anion quan trọng nhất của tinh dịch gia cầm nên đã trở thành thành phần chính của môi trường pha loãng (Lake và Mc Indoe, 1959). Đã có nhiều loại môi trường pha loãng tinh gia cầm được công bố và thương mại hóa. Một số tác giả đã tiến hành các phân tích thống kê để so sánh sự khác biệt về thành phần của các môi trường pha loãng và hiệu quả thụ tinh thông qua việc tổng hợp kết quả từ các nghiên cứu trước đó (Howarth, 1983; Bakst, 1990; Bootswala và Miles, 1992). Kết quả phân tích so sánh cho thấy khó có thể rút ra một công thức môi trường pha loãng tinh gà tiêu biểu nhất bởi sự khác nhau về phương diện thiết kế thí nghiệm như thời gian phối tinh, độ sâu phối tinh trong âm đạo gà mái, số lượng tinh trùng và tần suất phối tinh. Mặc dù vậy, tất cả các loại môi trường pha loãng tinh gà đều có mặt một số thành phần cơ bản như các chất duy trì độ pH tinh bảo quản, duy trì áp lực thẩm thấu và chất cung cấp năng lượng cho tinh trùng.
Bắt đầu từ những năm 1970 cho tới năm 1980, các nghiên cứu về môi trường pha loãng và các quy trình bảo quản tinh ở gia cầm đã có những bước phát triển vượt bậc. Mặc dù vậy, các quy trình khai thác tinh và phối tinh nhân tạo ở gia cầm về cơ bản vẫn là những quy trình được đề xuất vào những năm 1930 (Lake, 1995). Tỉ lệ thụ tinh bằng sử dụng tinh sau 6h bảo quản đối với tinh gà tây và sau 24h bảo quản ở nhiệt độ mát đối với tinh gà đạt tương đương với tỉ lệ thụ tinh bằng phối tinh nhân tạo sử dụng tinh tươi. Mặc dù tinh đông lạnh của các loài động vật khác có chất lượng rất tốt sau việc phát hiện một cách ngẫu nhiên vai trò của glycerol trong các quy trình kĩ thuật đông lạnh tinh hiệu quả (Polge 1951), nhưng kĩ thuật này vẫn không được áp dụng một cách có hiệu quả trong nền sản xuất giống gia cầm thương phẩm.
Ở Việt Nam, thụ tinh nhân tạo trên vật nuôi được ứng dụng đầu tiên vào năm 1957 tại Học viện Nông – Lâm, nay là Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Thụ tịnh nhân tạo được áp dụng trên lợn vào năm 1958, trên bò vào năm 1960, trên trâu vào năm 1961, trên ngựa vào năm 1964. Năm 1970, cơ sở đông lạnh tinh dịch bò dạng viên được xây dựng tại Moncada thuộc huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội. Năm 1986, Viện Chăn nuôi đã ứng dụng thành công thụ tinh nhân tạo trên gà, năm 1990 trên ngỗng, năm 1991 ứng dụng cho lai xa giữa ngan và vịt, năm 1995 ứng dụng trên cho dê, năm 1997 ứng dụng trên chó nghiệp vụ.
Đối với công nghệ thụ tinh nhân tạo cho gia cầm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam với đội ngũ các nhà khoa học uy tín, đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng hiệu quả về công nghệ phối tinh nhân tạo gia cầm và thủy cầm cũng như các môi trường pha loãng bảo quản tinh các loài gia cầm, thủy cầm được áp dụng hiệu quả tại nhiều cơ sở sản xuất giống gia cầm lớn trên cả nước.
Các khâu trong quy trình thụ tinh nhân tạo cho gà được các nhà khoa học tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam nghiên cứu và hoàn thiện bao gồm (i) khâu tuyển chọn, nuôi dưỡng và chăm sóc gà trống khai thác tinh và gà mái giống; (ii) khâu huấn luyện khai thác tinh đối với gà trống giống, theo dõi, đánh giá và kiểm tra chất lượng tinh thường xuyên và định kỳ các gà trống giống; (iii) khâu khai thác và bảo quản tinh gà và phối tinh nhân tạo. Trong đó, những nghiên cứu hoàn thiện các công thức môi trường, các quy trình bảo quản tinh gà gồm quy trình pha loãng và bảo quản tinh gà dạng lỏng, quy trình đông lạnh tinh gà phối tinh nhân tạo cho gà bằng sử dụng tinh đông lạnh ứng dụng đối với các cá thể gà giống quý hiếm và đặc biệt giá trị được thực hiện qua rất nhiều thí nghiệm triển khai.
Các nhà khoa học tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tiến hành đánh giá chất lượng tinh dịch của nhiều giống gà bản địa có giá trị cao gồm gà Đông Tảo, gà Hồ, gà Sáu ngón, gà Liên Minh, gà Mông, gà Ninh Hòa, gà Lạc Thủy, gà Mía, gà Ác Long An. Gà trống được nuôi theo phương thức chăn nuôi lồng công nghiệp chuyên dụng cho gà trống khai thác tinh, chế độ chiếu sáng hợp lý, chuồng trại thông thoáng, đạt tiêu chuẩn phòng trừ dịch bệnh. Gà trống giống được áp dụng khẩu phần giàu đạm và cân đối các thành phần dinh dưỡng đồng thời bổ sung premix chứa các thành phần dinh dưỡng giúp tăng khả năng sinh tinh theo công thức do các nhà Khoa học tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam nghiên cứu và thử nghiệm. Thành phần chính của premix bao gồm kẽm, selen, lycopen, vitamin A, D, E, C, lysin, L-carnitin, các loại acid béo không no, men vi sinh… Tinh dịch được khai thác bằng phương pháp massage với tần suất hai ngày một lần, tinh được hứng và bảo quản trong ống vô trùng có nắp đậy và chia vạch đo dung tích. Các chỉ tiêu chất lượng tinh được đánh giá thường xuyên hoặc định kỳ gồm: thể tích tinh dịch, nồng độ tinh trùng, hoạt lực tinh trùng, tỷ lệ tinh trùng kỳ hình. Kết quả cho thấy các chỉ tiêu chất lượng tinh gà dao động theo giống, theo độ tuổi, theo mùa, theo chế độ dinh dưỡng.
Việc nghiên cứu các môi trường pha loãng và bảo quản tinh gà thích hợp theo công thức cải tiến giúp Việt Nam chủ động chế tạo và sản xuất sản phẩm này nhằm cung cấp cho các doanh nghiệp và trang trại sử dụng một cách hiệu quả được các nhà khoa học tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam đặc biệt lưu tâm và thực hiện. Trên cở sở các nghiên cứu đánh giá và thử nghiệm các loại môi trường đã được công bố và sử dụng trên thế giới theo công thức được công khai hoặc có bản quyền thương mại ví dụ như môi trường BPSE, môi trường Lake’s, môi trường EK,…, các môi trường này đã được thử nghiệm và đánh giá hiệu quả bảo tồn tinh dạng lỏng ở nhiệt độ 15oC trên một số giống gà bản địa của Việt Nam cho thấy hiệu quả bảo quản tốt. Bên cạnh đó, một số thành phần khác có tác dụng bảo vệ sức sống, độ toàn vẹn của cấu trúc tế bào tinh trùng và hiệu quả thụ tinh sau bảo quản cũng được thử nghiệm bổ sung trong một số công thức môi trường được công bố nêu trên. Các thành đó bao gồm vitamin C, lòng đỏ trứng gà, bột sữa gầy, mật ong, dịch nghiền hạt cau… Kết quả cho thấy những tác dụng vượt trội của những thành phần này khi bổ sung vào môi trường pha loãng và bảo quản tinh gà ở nhiệt độ dao động từ 5 đến 20oC. Các công thức môi trường này cũng được nghiên cứu cải tiến và có kết quả tốt để pha loãng và bảo quản tinh của một số loài gia cầm và thủy cầm khác như tinh chim Trĩ, tinh chim Bồ câu, tinh vịt,… Trên cơ sở đó, Học viện Nông nghiệp Việt Nam cũng xây dựng kế hoạch sản xuất thử nghiệm, đăng ký tiến bộ kỹ thuật, chuyển giao để thương mại hóa môi trường pha loãng tinh gia cầm mang thương hiệu của Học viện,
Bên cạnh việc nghiên cứu và phát triển công nghệ phối tinh nhân tạo và môi trường bảo quản tinh ở dạng lỏng ở nhiệt độ từ 5 đến 20oC, đội ngũ các nhà khoa học của Học viện Nông nghiệp Việt Nam còn nghiên cứu thành công công nghệ đông lạnh tinh trùng của các giống gà và chuẩn bị công bố trên đối tượng thủy cầm khác. Công nghệ này đem lại hiệu quả kinh tế cao và là công cụ đắc lực giúp bảo tồn các giống gia cầm, thủy cầm bản địa nói riêng và các giống vật nuôi quý hiếm và có giá trị kinh tế cao nói chung. Một số công bố tiêu biểu như: “Nghiên cứu đông lạnh nhanh tinh gà Liên Minh” – Tạp chí KHKT Chăn nuôi năm 2016 và “Nghiên cứu đông lạnh nhanh tinh gà Đông Tảo”– Tạp chí Khoa học và Phát triển năm 2017 của Ngô Thành Trung và cộng sự.
Những thành quả về các nghiên cứu lĩnh vực thụ tinh nhân tạo trên các loài gia cầm, thuỷ cầm và các loài chim nuôi thương phẩm, bên cạnh sự nỗ lực, nhiệt huyết của các thành viên nhóm nghiên cứu mà người đứng đầu là NCS. Ngô Thành Trung thì phải kể đến sự hỗ trợ và thúc đẩy rất nhiều của các nhà khoa học Bộ môn Ngoại – Sản, Khoa Thú y, Học viện Nông nghiệp Việt Nam, đặc biệt là PGS. TS. Sử Thanh Long.
MỘT SỐ HÌNH ẢNH
Hình ảnh sinh viên và học sinh phổ thông nghiên cứu khoa học được hướng dẫn các kỹ thuật thụ tinh nhân tạo phục vụ nghiên cứu tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam
NCS. Ngô Thành Trung
Bộ môn Ngoại – Sản, Khoa Thú y, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
English