Tạo giống bò sữa chất lượng cao dựa trên hệ gene

Nhờ sàng lọc gene mà có thể phân loại bò sữa theo mục đích chăn nuôi, gia tăng chất lượng sữa.

Nhận diện bò cho sữa chất lượng cao

Sữa bò là một trong những thực phẩm quan trọng cung cấp protein và các nguyên tố vi lượng cho con người. Sữa bò có hai nhóm protein chính là whey (chiếm 20% tổng lượng protein có trong sữa) và casein (chiếm 80%).

Các nghiên cứu trên thế giới đã phát hiện ra 13 biến thể beta-casein trong sữa bò, trong đó beta-casein A1, A2 được nghiên cứu nhiều nhất. Những nghiên cứu gần đây đã đưa ra nhiều bằng chứng cho thấy sự liên quan giữa beta-casein A1 và nguy cơ mắc bệnh đái tháo đường type 1, bệnh tim mạch, bệnh tự kỷ, cũng như sức khỏe hệ tiêu hóa, hệ hô hấp.

Ngoài ra, một số nghiên cứu cũng cho thấy biến thể beta-ceasein A2 (beta-casein tự nhiên) có ảnh hưởng đáng kể đến tổng lượng sữa cũng như thành phần và chất lượng sữa.

Những năm gần đây, ngành công nghiệp sữa thế giới chứng kiến sự thành công của Công ty Sữa A2 (A2 Milk) từ New Zealand sản xuất và thương mại sữa bò chứa thành phần A2 beta-casein (sữa A2) mà không có thành phần A1 beta-casein.

Sử dụng sữa bò A2 được cho là có lợi cho sức khỏe của người tiêu dùng, giúp hạn chế nguy cơ mắc một số bệnh nguy hiểm như đái tháo đường type 1, tim mạch, tự kỷ và liên quan đến đường tiêu hóa, hô hấp. Sữa A2 đã được sản xuất và thương mại hóa phổ biến trên thế giới.

Tại Việt Nam, sản phẩm sữa A2 bắt đầu được sản xuất và cung cấp cho thị trường từ giữa năm 2018 nhưng sản lượng còn hạn chế do số lượng bò sữa A2 còn rất ít (khoảng 700 con từ nhập khẩu và tuyển chọn trong nước).

TPHCM là một trong những địa phương có đàn bò sữa lớn nhất nước và được xác định là vật nuôi chủ lực… ThS Nguyễn Ngọc Trúc Ngân - Trung tâm Công nghệ sinh học TPHCM và cộng sự đã nghiên cứu xác định hiện trạng di truyền allele A1/A2 ở đàn bò sữa để đánh giá khả năng lựa chọn được những con bò sữa thuần chủng A2A2.

Nhóm đã đánh giá hiện trạng, tần suất lưu hành của allele beta-casein A1, A2 trong đàn bò sữa; xây dựng được cơ sở dữ liệu, xác định đàn bò sữa đồng hợp A2A2 làm hạt nhân để phát triển, nhân rộng.

Theo đó, nhóm nghiên cứu đã xây dựng quy trình giải trình tự gene với cặp mồi được sử dụng cho quá trình PCR khuếch đại trình tự beta-casein A1 hoặc A2. Các thông số kỹ thuật đạt được tốt cho hoạt động khuếch đại gene của cặp mồi, có độ đặc hiệu với trình tự mục tiêu là 100%. Điều kiện tối ưu để bắt cặp vào trình tự mục tiêu trong quá trình PCR là ở nồng độ mồi 0,5µM, nhiệt độ bắt cặp là 50 độ C.

Nhóm tiến hành giải trình tự gene 906 mẫu máu bò. Đàn bò nghiên cứu chủ yếu thu nhận từ các nông hộ phân bố tại huyện Hóc Môn và Củ Chi (TPHCM) với tần số kiểu gene A1A1, A1A2 và A2A2 lần lượt là 6,18%, 74,06% và 9,6%.

Nhóm lập được danh sách 107 bò sữa có kiểu gene đồng hợp A2A2 với các thông tin chi tiết về nguồn gốc bò/phôi bò và kết quả giải trình tự vùng gene beta-casein của từng mẫu bò sữa.

Giảm thiểu nhập khẩu sữa

Ảnh minh họa.

Từ nghiên cứu phân loại của nhóm, những cá thể bò sữa đồng hợp A2A2 được xác định có thể tập trung lại để tạo thành đàn bò sản xuất sữa A2 đầu tiên của TPHCM. Hoặc từ đây xây dựng chương trình nhân giống mở rộng đàn bò có giá trị kinh tế, cung cấp giống cho các đơn vị và địa phương khác để tăng sản lượng sữa A2.

Ngoài ra, quy trình giải trình tự gene xác định biến thể A1, A2 beta-casein có thể áp dụng vào dịch vụ phân tích mẫu bò theo yêu cầu của các trung tâm giống, trang trại chăn nuôi, hộ chăn nuôi trong thành phố và các tỉnh thành khác để xác định được bò có kiểu gene đồng hợp A2A2.

Theo ThS Nguyễn Ngọc Trúc Ngân, kết quả của đề tài có thể ứng dụng ngay vào thực tiễn sản xuất để nâng cao giá trị kinh tế của bò sữa và sản phẩm sữa của TPHCM, giảm thiểu việc nhập khẩu sữa A2 cũng như bò A2A2 từ nước ngoài, mang đến sản phẩm sữa có lợi hơn cho sức khỏe người tiêu dùng.

Hiện công nghệ gene thể hiện thế mạnh đối với ngành nông nghiệp. Trên thế giới cũng đã có ngân hàng hệ gene đàn bò. Cốt lõi của nghiên cứu xác định kiểu gene thông qua giải trình tự DNA hoặc ứng dụng chip sinh học (SNP chip) nhằm xác định kiểu gene cho hàng trăm đến hàng triệu SNP trong một thí nghiệm.

Việc dự đoán hệ gene góp phần tạo lợi nhuận cao, cũng như lựa chọn được tính trạng mong muốn trên đàn bò như khả năng kháng bệnh, sản lượng bò tăng và chất lượng sữa ít béo.

Thế mạnh của dự đoán hệ gene giúp xác định giá trị bò ngay sau khi sinh, tăng độ chính xác của chọn giống và tỷ lệ di truyền các tính trạng mong muốn. Công nghệ cũng giúp giảm khoảng cách thế hệ như thay vì chọn chăn nuôi, giao phối truyền thống.

Được biết, nhờ vào ứng dụng triệt để dự đoán hệ gene trên các đàn bò sữa ở Australia, năng suất bò sữa đã được cải thiện từ 60 đến 120%. Độ chính xác của chọn giống hệ gene bò sữa đạt được khoảng 80% đối với các tính trạng sản xuất (sản lượng sữa, protein...), ít hơn khoảng từ 40 - 60% đối với các tính trạng tuổi thọ, kháng bệnh.

Chi Nhật