Nghiên cứu ảnh hưởng của chất lượng tinh lợn sau giải đông đến hiệu quả tạo phôi trong ống nghiệm

Chăn nuôi lợn là ngành chăn nuôi có tỷ trọng cao số một trong hệ thống các ngành chăn nuôi động vật hướng thịt ở hầu hết các châu lục trên thế giới. Cùng với đó, những phát triển khoa học công nghệ trong lĩnh vực y sinh cho thấy lợn còn là đối tượng nghiên cứu tiềm năng do sự tương đồng với con người về đặc điểm sinh lý và kích thước giải phẫu các tạng. Các giống lợn bản địa Việt Nam được đánh giá cao trong nghiên cứu cấy ghép tạng do mang số bản copy của retrovirus trong hệ gen (một yếu tố thúc đẩy hiện tượng thải ghép) thấp khi so sánh với các giống lợn ngoại (Ishihara và cs., 2020).

Theo thống kê chưa đầy đủ của Cục Thú y, đến thời điểm 23/06/2019 số lợn chết cho dịch tả lợn châu Phi (ASF) là 2.827.498 con (Thời báo Tài chính Việt Nam), lớn hơn rất nhiều so với thiệt hại từ các dịch bệnh khác từ trước đến nay. ASF cho thấy khả năng xoá sổ đàn lợn trên toàn quốc thậm chí một vùng địa lý là rõ ràng. Việt Nam có trên 60 giống lợn bản địa khác nhau với các ưu điểm nổi bật như: chất lượng thịt ngon, mắn đẻ, sức kháng bệnh tốt... tuy nhiên trước nguy cơ dịch bệnh một số giống lợn bản địa có nguy cơ nằm vào danh sách báo động về số lượng và có khả năng tuyệt chủng như lợn Ỉ, lợn Mán, lợn Móng Cái... Trước tình hình đó, việc xây dựng ngân hàng đông lạnh gen, trứng, tinh trùng và phôi đã được phê duyệt thông qua nhiều đề tài dự án từ cấp bộ đến cấp tỉnh. Tuy nhiên làm thế nào để sử dụng hiệu quả ngân hàng gen trong công tác bảo tồn và phát triển con giống còn là câu hỏi lớn. Chính vì vậy, chúng tôi tập trung nghiên cứu mối liên hệ giữa đông lạnh tinh đến khả năng tạo phôi in vitro nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng tinh trùng đông lạnh trong bảo tồn, chọn tạo giống động vật và nghiên cứu chuyên sâu.

Trứng lợn được thu từ lò mổ lợn tập trung Vạn Phúc, Thanh Trì, Hà Nội và vận chuyển về phòng thí nghiệm trong vòng 3 giờ sau giết mổ. Sau đó dựa vào nguồn nhân lực có kỹ thuật phòng thí nghiệm và kinh nghiệm làm việc thuộc tổ chức nghiên cứu là Bộ môn Ngoại – Sản, Khoa Thú y, Học viện Nông nghiệp Việt Nam để tiến hành các nghiên cứu: đánh giá ảnh hưởng của chất lượng tinh lợn sau giải đông đến hiệu quả tạo phôi trong ống nghiệm. Mẫu tinh trùng đông lạnh bao gồm 03 mẫu tinh khai thác từ lợn bản địa (lợn Bản gồm tinh khai thác từ mào tinh và tinh khai thác bằng phương pháp nhảy giá) và tinh lợn ngoại (lợn Landrace).

Phương pháp đầu tiên là thu tế bào trứng của lợn và nuôi thành thục trứng in vitro, song song cùng với đó là đánh giá chất lượng tinh lợn Bản và lợn ngoại sau giải đông bao gồm: hoạt lực tinh trùng (A), nồng độ tinh trùng (C), tỷ lệ tinh trùng sống (L). Từ đó nghiên cứu khả năng tạo phôi sử dụng tinh lợn Bản và lợn ngoại sau giải đông.

         

Nguồn: Phòng thí nghiệm Công nghệ Phôi - Bộ môn Ngoại sản, Học viện Nông nghiệp Việt Nam

Hình 1. (A) Hình ảnh tinh lợn

                (B) Hình ảnh trứng lợn


Hình 2. Biểu đồ đánh giá chất lượng tinh lợn đông lạnh sau giải đông

 

            Kết quả biểu đồ 2 cho thấy, tinh trùng lợn bản khai thác từ mào tinh (TLB03) có hoạt lực và tỷ lệ sống cao hơn đáng kể cho với các chỉ tiêu này ở nhóm tinh khai thác bằng phương pháp nhảy giá HB02 (61,3% và 65,3% so với 44,9% và 28,0%, P <0,00001) và tương đương với các chỉ tiêu này của tinh lợn ngoại đông lạnh sau giải đông (72,6% và 78,1%). Tuy nhiên, không có sự khác biệt về nồng độ tinh sau giải đông giữa ba nhóm tinh. Điều này có thể được giải thích về nồng độ tối thiểu được sử dụng trong bảo quản đông lạnh giữa hai nhóm tinh là tương đương nhau. Chất lượng tinh dịch của lợn bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau, nhưng phổ biến nhất phải kể đến nhiệt độ môi trường sống, dinh dưỡng, tần suất khai thác, điều kiện nuôi nhốt (Flowers, 2015). Điều nay giải thích cho sự khác biệt về chất lượng tinh lợn ngoại và tinh lợn nội khi được khai thác từ lợn đực bằng phương pháp nhảy giá trong nghiên cứu này. Trong chăn nuôi công nghiệp và chăn nuôi lợn đực sinh sản, khai thác tinh bằng phương pháp nhảy giá là phương pháp phổ biến và hiệu quả nhằm duy trì chất lượng và sản lượng tinh trên một đời đực giống. Kết quả của chúng tôi lần đầu tiên chỉ ra rằng, phương pháp khai thác tinh cũng ảnh hưởng đến chất lượng tinh của giống lợn bản địa vốn ít được huấn luyện và thực hành khai thác tinh thường xuyên bằng phương pháp nhảy giá như lợn đực giống ngoại. Vì thế, chất lượng tinh khai thác từ mào tinh cho chất lượng tinh sau giải đông tốt hơn (hoạt lực và tỷ lệ tinh trùng sống cao) so với tinh lợn nội khai thác bằng phương pháp nhảy giá.

Hình 3. Biểu đồ biểu diễn tỷ lệ thụ tinh của trứng lợn in vitro sử dụng tinh trùng đông lạnh sau giải đông

A: tỷ lệ thụ tinh là tỷ lệ % số trứng được thụ tinh/ số trứng nghiên cứu

B: tỷ lệ thụ tinh đơn là tỷ lệ số trứng được thụ tinh bởi 1 tinh trùng/ tổng số trứng được thụ tinh.

Số lần nhắc lại thí nghiệm 7-11 lần.

^a,bTrong cùng một nhóm, các chữ cái khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê P <0,05

 

       Chất lượng tinh dịch của động vật được đánh giá thông qua nhiều chỉ tiêu khác nhau, trong đó sử dụng hệ thống TTON là phương pháp đánh giá toàn diện nhất về chức năng của tinh trùng trong quá trình thụ tinh. Đánh giá tỷ lệ thụ tinh đơn nhân cũng là một chỉ tiêu quan trọng trong đánh giá khả năng thụ tinh của tinh trùng lợn đực. Kết quả của chúng tôi chỉ ra rằng, tỷ lệ thụ tinh của tinh lợn động lạnh sau giải đông của các nhóm tinh TLY, TLB03 và HB02 lần lượt là 68,8%, 58,8% và 41,2%. Phân tích thống kê cho thấy, tỷ lệ thụ tinh của tinh trùng lợn ngoại TLY cao hơn đáng kể so với nhóm tinh lợn nội khai thác bằng phương pháp nhảy giá HB02 (P <0,05) nhưng không có khác biệt với nhóm tinh lợn nội khai thác từ mào tinh (TLB03). So sánh hai nhóm tinh từ lợn nội cũng không cho thấy sự khác biệt đáng kể. Trong khi đó, tỷ lệ thụ tinh đơn của nhóm TLB03 cao hơn tỷ lệ này của nhóm tinh HB02 (60,2%  và 49,2%, P <0,05). Không có sự khác biệt đáng kể khi so sánh tỷ lệ này của nhóm tinh lợn ngoại với hai nhóm tinh còn lại. Đánh giá đồng thời tỷ lệ thụ tinh và tỷ lệ thụ tinh đơn cho kết luận chính xác hơn về chất lượng tinh trùng lợn sau giải đông. Kết quả cho thấy, tinh lợn Bản khai thác từ mào tinh có chất lượng ổn định và khả năng thụ tinh cao hơn so với nhóm tinh khai thác bằng phương pháp nhảy giá.

Hình 4. Biểu đồ biểu diễn khả năng phát triển của phôi lợn TTON sử dụng tinh lợn đông lạnh sau giải đông
Tỷ lệ phôi phân chia là tỷ lệ % số phôi (ngày 3) phân chia/ số phôi nghiên cứu
Tỷ lệ phôi nang là tỷ lệ số phôi (ngày 7) phát triển đến giai đoạn phôi nang/ tổng số phôi nghiên cứu.
Số lần nhắc lại thí nghiệm 7-11 lần.
^a,bTrong cùng một nhóm, các chữ cái khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê P <0,05

            Đánh giá ảnh hưởng của nhóm tinh đến tỷ lệ phôi phân chia vào ngày 3 sau IVF cho thấy, không có sự khác biệt thống kê về tỷ lệ này giữa hai nhóm tinh lợn nội. Mặc dù vậy, sử dụng tinh lợn nội khai thác bằng phương pháp nhảy giá HB02 cho tỷ lệ phôi phân chia thấp hơn so với tinh lợn ngoại TLY (58,0% vs 89,2%, P <0,05). Lợi thế của việc có thể dự đoán sự hình thành phôi nang phụ thuộc vào ứng dụng của nghiên cứu. Trong một số trường hợp như chuyển phôi ở người và các loài động vật đơn thai hoặc cho các nghiên cứu biểu hiện gen, việc lựa chọn phôi ở giai đoạn sớm đóng vai trò quyết định đến hiệu quả nghiên cứu và điều trị vì cho phép lựa chọn các phôi có chất lượng tốt hơn (Paul và cs., 2007).

            Tỷ lệ phôi phát triển đến giai đoạn phôi nang là chỉ tiêu quan trọng đánh giá hiệu quả của hệ thống TTON. Kết quả của chúng tôi cho thấy, tỷ lệ phôi nang ngày 7 ảnh hưởng bởi chất lượng tinh trùng. Cụ thể, nhóm phôi được thụ tinh bằng tinh trùng lợn ngoại và lợn nội khai thác từ mào tinh cho tỷ lệ hình thành phôi nang cao hơn so với nhóm phôi sử dụng tinh lợn nội khai thác bằng phương pháp nhảy giá (33,6% và 29,1% vs 14,5%, P <0,05). Kết quả của nghiên cứu này cho thấy khả năng khai thác và sử dụng tinh lợn Bản là một giống lợn bản địa có nhiều ưu điểm của Việt Nam vào nghiên cứu và sản xuất. Khai thác tinh từ mào tinh thay thế cho phương pháp khai thác tinh bằng phương pháp nhảy giá cho chất lượng tinh đông lạnh tốt hơn, có khả năng sử dụng trong nghiên cứu tạo phôi và các nghiên cứu chuyên sâu khác sử dụng các giống lợn bản địa làm đối tượng nghiên cứu.  

Các kết quả trên có thể làm cơ sở đánh giá hoàn thiện chất lượng tinh lợn bản địa. Góp phần bảo tồn và ứng dụng trong nghiên cứu chuyên sau của các giống lợn Việt Nam.

(TS. Đỗ Thị Kim Lành – Bộ môn Ngoại sản, KTY)