Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả đông lạnh tế bào trứng trâu đầm lầy (Bubalus bubalis)

MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Trâu là một loài động vật có vai trò kinh tế quan trọng ở một số nước châu Á và Địa Trung Hải, trong đó châu Á chiếm 95% sản phẩm từ trâu trên thế giới. Chúng là nguồn cung cấp thịt, sữa, sức kéo trong sản xuất nông nghiệp. Một vài tổ chức trên thế giới đã nhấn mạnh tiềm năng của con trâu trong nền kinh tế nông nghiệp của một số quốc gia đang phát triển ở Châu Á do trâu có hiệu quả hơn so với các gia súc khác trong môi trường nuôi khắc nghiệt. Tuy nhiên con trâu vẫn thực sự chưa được chú ý để khai thác tốt tiềm năng này. Trâu cung cấp nguồn sức kéo quan trọng đối với nông nghiệp và nông thôn đặc biệt là ở vùng sâu, đồi núi, ruộng bậc thang nơi khó triển khai thiết bị cơ giới. Chúng có thể cày kéo ở tất cả địa hình như: ruộng nước, ruộng bậc thang, kéo gỗ trong rừng hoặc dưới suối. Bên cạnh việc cung cấp sức kéo, trâu còn là nguồn cung cấp thịt và sữa hoặc là nguồn thức ăn dự trữ cho những lúc khó khăn, nguy cấp; tuy nhiên do khẩu vị của người tiêu dùng chưa quen với sản phẩm này nên sữa trâu chưa trở thành hàng hóa chính. Do đó hiện nay so với một số ngành chăn nuôi khác như bò, lợn, gà thì chăn nuôi trâu vẫn chưa được quan tâm phát triển đúng mức. Theo số liệu thống kê của Tổng Cục Thống kê và Cục Chăn nuôi Việt Nam, số lượng trâu trên cả nước ta đang có xu hướng giảm dần (Bảng 1 – Phụ lục), chính vì thế cần phải cải thiện khả năng sinh sản của đàn trâu để tránh hiện tượng suy giảm đàn trâu, ảnh hưởng tới nguồn gen quý. Tuy nhiên, chi phí giống cao và các vấn đề về sinh sản như biểu hiện động dục không rõ ràng, tỷ lệ động dục thầm lặng cao (Esposito và cs., 1992; Zicarelli và cs., 1997), khoảng cách giữa các lứa đẻ dài, sự thành thục về tính muộn, ít các nang trứng non, số tế bào trứng tốt/buồng trứng thấp, quá trình sinh sản bị ảnh hưởng bởi mùa vụ (Le Van Ty và cs., 1994) và tỷ lệ thụ thai thấp đã hạn chế sự phát triển của đàn trâu. Sự thành công của chăn nuôi trâu phụ thuộc vào việc cải thiện di truyền mà điều này có thể đạt được bằng cách ứng dụng công nghệ sinh học sinh sản. Mặc dù công nghệ sinh học sinh sản đã được nghiên cứu và áp dụng ở loài động vật đặc biệt này nhưng hầu hết chúng không đạt hiệu quả như đối với bò, một loài động vật có rất nhiều nét tương đồng. Tế bào trứng trâu thu từ buồng trứng trâu ở lò mổ là nguồn nguyên liệu chính được nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới sử dụng cho các thí nghiệm nghiên cứu về công nghệ sinh học sinh sản trên trâu như: cấy chuyển nhân tế bào soma (SCNT), thụ tinh in vitro (IVF) và vi tiêm tinh trùng (ICSI) (Parnpai và cs., 2014). Nhưng nguồn mẫu tế bào trứng trâu này khá ít và không ổn định, số lượng tế bào trứng tốt thu được trên một buồng trứng trâu thường ít hơn khi so sánh với một số loài vật nuôi khác (bò, lợn). Chính vì vậy việc tạo ra một nguồn nguyên liệu trứng trâu có chất lượng tốt và chủ động là một giải pháp mà các nhà khoa học trên thế giới đang nghiên cứu và quan tâm. Bảo quản lạnh là bước đột phá quan trọng trong khoa học bởi vì đó là một trong các phương pháp khá hiệu quả được sử dụng để bảo tồn sự đa dạng di truyền động vật, trong đó có cả những loài động vật có nguy cơ tuyệt chủng. Việc bảo quản lạnh thành công tế bào trứng trâu có ý nghĩa rất quan trọng, nó góp phần gìn giữ nguồn gen những giống trâu quý, đồng thời đó là nguồn nguyên liệu giúp các nhà khoa học có thể sử dụng cho các thí nghiệm nghiên cứu về sinh sản hay về phôi sinh học của mình. Trên thế giới vấn đề bảo quản lạnh tế bào trứng được nghiên cứu ở trên một số loài động vật từ khá lâu và đã tạo ra được con non từ tế bào trứng sau đông lạnh-giải đông (Fuku và cs., 1992, Otoi và cs., 1993). Mặc dù hiện nay quy trình đông lạnh phôi và tinh trùng đã trở nên phổ biến, nhưng quy trình đông lạnh tế bào trứng vẫn còn gặp nhiều khó khăn. Vẫn có một số sai sót xảy ra trong quá trình bảo quản lạnh tế bào trứng làm giảm hiệu quả của quá trình này (Leibo, 2008). Quá trình bảo quản lạnh tế bào trứng trâu đến nay vẫn là vấn đề còn bỏ ngỏ do hiệu quả chưa đạt được như mong muốn. Vấn đề chính đối với bảo quản lạnh tế bào trứng trâu là tỷ lệ sống và khả năng phát triển tiếp theo của tế bào trứng trâu sau đông lạnh-giải đông không cao. Nguyên nhân là do tế bào trứng trâu có hàm lượng lipid nội bào cao, độ nhạy cảm với những tổn thương lạnh lớn (Boni và cs., 1992). Sự thành công của quá trình bảo quản lạnh tế bào trứng trâu có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như: chất bảo vệ lạnh, phương pháp đông lạnh, giai đoạn thành thục của tế bào trứng, chất lượng tế bào trứng. Tại Việt Nam trước đây có rất ít các nghiên cứu cơ bản về con trâu; có thể do sữa trâu chưa phải là thực phẩm hàng hóa chính; chủ yếu chỉ sử dụng trâu làm sức kéo trong sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên gần đây trâu được coi là đối tượng chăn nuôi tạo thực phẩm và cho sức kéo nên các nhà khoa học cũng đã quan tâm đến vấn đề ứng dụng công nghệ sinh học trong việc nâng cao khả năng sinh sản và đặc điểm sinh lý sinh sản của trâu nhằm bảo tồn những giống trâu quý. Luận án này được thực hiện trong điều kiện bảo quản lạnh tế bào trứng là một lĩnh vực nghiên cứu còn rất mới và ít được quan tâm ở Việt Nam, đặc biệt là đông lạnh tế bào trứng trâu thì chưa có báo cáo nào. 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI - Đánh giá ảnh hưởng của một số chất bảo vệ lạnh đến hiệu quả bảo quản lạnh tế bào trứng trâu đầm lầy (Bubalus bubalis). - Đánh giá ảnh hưởng của một số phương pháp đông lạnh đến hiệu quả đông lạnh tế bào trứng trâu đầm lầy (Bubalus bubalis). - Đánh giá ảnh hưởng của giai đoạn nuôi thành thục in vitro đến hiệu quả đông lạnh tế bào trứng trâu đầm lầy (Bubalus bubalis). 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI A. Ý nghĩa khoa học - Lựa chọn được chất bảo vệ lạnh, phương pháp đông lạnh hiệu quả đối với quá trình bảo quản lạnh tế bào trứng trâu. - Xác định được giai đoạn nuôi thành thục in vitro mang lại hiệu quả cao cho quá trình đông lạnh tế bào trứng. - Bước đầu tạo được phôi trâu in vitro từ tế bào trứng trâu sau đông lạnh-giải đông và tinh trùng đông lạnh. - Đưa ra được phương pháp bảo quản lạnh thành công tế bào trứng trâu đầm lầy (Bubalus bubalis) tại Việt Nam. B. Ý nghĩa thực tế - Sự thành công trong việc bảo quản lạnh tế bào trứng trâu đầm lầy (Bubalus bubalis) đã mở ra hướng nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học lạnh đối với việc bảo tồn các loài động vật nuôi có giá trị kinh tế cao, các loại động vật nuôi quý hiếm tại Việt Nam dưới dạng tế bào trứng đông lạnh. - Nguồn tế bào trứng trâu đông lạnh là nguồn nguyên liệu sử dụng cho các nghiên cứu khác về trâu như: tạo phôi trâu in vitro; tạo phôi trâu nhân bản bằng cấy chuyển gen, cấy chuyển nhân. 4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN - Lần đầu tiên tại Việt Nam đưa ra phương pháp đông lạnh thành công tế bào trứng trâu đầm lầy (Bubalus bubalis). - Lần đầu tiên tại Việt Nam tạo được phôi trâu in vitro từ tế bào trứng trâu (Bubalus bubalis) sau đông lạnh-giải đông. - Các kết quả nghiên cứu của luận án này có thể ứng dụng cho các phòng thí nghiệm về Công nghệ sinh sản trên toàn quốc.