Tài liệu Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của kỹ thuật siêu âm hút tế bào trứng bò để tạo phôi trong ống nghiệm[full]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ************************* PHAN LÊ SƠN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ CỦA KỸ THUẬT SIÊU ÂM HÚT TẾ BÀO TRỨNG BÒ ĐỂ TẠO PHÔI TRONG ỐNG NGHIỆM LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI- 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ************************* PHAN LÊ SƠN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ CỦA KỸ THUẬT SIÊU ÂM HÚT TẾ BÀO TRỨNG BÒ ĐỂ TẠO PHÔI TRONG ỐNG NGHIỆM Chuyên ngành: Sinh sản và bệnh sinh sản gia súc Mã số: 62 64 01 06 LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. GS.TSKH. CÙ XUÂN DẦN 2. PGS.TS. HOÀNG KIM GIAO HÀ NỘI- 2013 LỜI CAM ĐOAN - Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. - Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được ghi nhận và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc. Nghiên cứu sinh Phan Lê Sơn Lêi c¶m ¬n Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy giáo, cô giáo Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, không những đã giảng dạy và dìu dắt tôi trong suốt gần 5 năm học đại học mà còn tạo điều kiện để tôi học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án này. Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban lãnh đạo cùng toàn thể cán bộ công nhân viên Viện Chăn nuôi, cơ quan chủ quản, nơi tôi công tác, trưởng thành, tạo điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành nhiệm vụ, được học tập và hoàn thành công trình nghiên cứu của mình. Tôi xin cảm ơn chân thành các đơn vị sau đây đã nhiệt tình giúp đỡ để tôi có thể hoàn thành luận án này. - Khoa Thú Y, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội - Bộ môn Hóa sinh, Sinh lý động vật, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội - Bộ môn Sinh lý, Sinh hóa và Tập tính vật nuôi, Viện Chăn nuôi - Trạm kiểm nghiệm và Bảo tồn vật nuôi, Viện Chăn nuôi Để hoàn thành bản luận án này tôi cũng xin gửi tới thầy giáo người hướng dẫn khoa học GS.TSKH. Cù Xuân Dần và PGS.TS. Hoàng Kim Giao lòng biết ơn sâu sắc về sự tận tình giúp đỡ, động viên, dìu dắt tôi trong cuộc sống cũng như trong suốt quá trình hoàn thành luận án. Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS. Đặng Thái Hải luôn động viên, dạy bảo, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành được luận án này. Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Ths. Lưu Công Khánh, TS. Nguyễn Văn Lý, Ths. Nguyễn Thị Thoa, TS. Phan Văn Kiểm, TS. Đào Đức Thà, TS. Nguyễn Thạc Hòa và các bạn đồng nghiệp. Xin cảm ơn gia đình và người thân đã động viên, tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình công tác cũng như hoàn thành bản luận án này. Hà Nội, năm 2013 Nghiên cứu sinh Phan Lê Sơn MỤC LỤC Trang Lời cam đoan………………………………………………………….. I Lời cảm ơn…………………………………………………………….. II Mục lục………………………………………………………………... III Danh mục các từ viết tắt………………………………………………. VI Danh mục các bảng……………………………………………………. VII Danh mục các hình……………………………………………………. IX MỞ ĐẦU……………………………………………………………… 1 1. Đặt vấn đề………………………………………………………….. 1 2. Mục đích nghiên cứu………………………………………………. 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài…………………………… 2 4. Những đóng góp mới của luận án về học thuật và lý luận…………. 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC 5 1.1. Buồng trứng………………………………………………………. 5 1.2. Tế bào trứng………………………………………………………. 7 1.2.1. Sự hình thành tế bào mầm nguyên thủy……………………… 7 1.2.2. Sự phát triển của tế bào mầm nguyên thủy thành túi noãn…… 8 1.2.3. Sự phát triển của túi noãn thành tế bào trứng………………… 9 1.3. Nang trứng………………………………………………………... 10 1.3.1. Sự hình thành nang trứng nguyên thủy………………………. 10 1.3.2. Sự phát triển của nang trứng………………………………….. 11 1.3.3. Chức năng của nang trứng……………………………………. 14 1.3.4. Sự hình thành sóng nang……………………………………… 15 1.4. Hormone………………………………………………………….. 16 1.4.1. Cơ chế điều khiển của hormone đến sự phát triển nang trứng 16 1.4.2. Vai trò của FSH ……………………………………………… 17 1.5. Thu tế bào trứng………………………………………………….. 19 1.5.1. Thu tế bào trứng từ buồng trứng lò mổ………………………. 19 1.5.2. Thu tế bào trứng từ bò sống………………………………….. 20 1.5.3. Một số yếu tố ảnh hưởng đến số lượng số lượng, chất lượng tế bào trứng và kết quả tạo phôi in vitro khi siêu âm hút tế bào trứng….. 23 1.6. Nuôi tế bào trứng in vitro………………………………………… 32 1.6.1. Nuôi thành thục tế bào trứng in vitro………………………… 32 1.6.2. Một số yếu tố ảnh hưởng đến kết quả nuôi thành thục tế bào trứng…………………………………………………………………… 35 1.7. Tạo phôi in vitro………………………………………………….. 43 1.7.1. Thụ tinh in vitro……………………………………………… 43 1.7.2. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thụ tinh của tế bào 46 trứng…………………………………………………………………… 1.8. Nuôi phôi in vitro…………………………………………………. 48 1.8.1. Môi trường nuôi phôi……………………………………… 48 1.8.2. Một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của phôi……….. 50 1.9. Ảnh hưởng của kỹ thuật siêu âm hút tế bào trứng đến kết quả nuôi thành thục, thụ tinh và tạo phôi in vitro…………………………. 53 CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU… 56 2.1.Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu…………………… 56 2.1.1.Vật liệu……………………………………………………….. 56 2.1.2. Nội dung nghiên cứu………………………………………… 56 2.1.3.Phương pháp nghiên cứu…………………………………….. 56 2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu……………………………….. 64 CHƯƠNG 3. KÊT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……………………….. 66 3.1. Ảnh hưởng của áp lực hút …………………………………........... 66 3.2. Ảnh hưởng của tần suất siêu âm hút tế bào trứng ……………….. 76 3.3. Ảnh hưởng của kích thước nang trứng ………………………….. 84 3.4. Ảnh hưởng của pha nang trứng phát triển và pha nang trứng trội.. 91 3.5. Ảnh hưởng của liều lượng FSH ………………………………….. 96 3.6. Ảnh hưởng của giống bò…………………………………………. 104 3.7. Ảnh hưởng của tuổi bò cho tế bào trứng…………………………. 109 3.8. Ảnh hưởng của mùa vụ…………………………………………… 113 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ …………………………………………. 120 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN…………………………………………………………………….. 122 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………… 123 TIẾNG VIỆT………………………………………………………… 123 TIẾNG ANH…………………………………………………………. 124 PHỤ LỤC…………………………………………………………….. 148 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BSA : Bovine Serum Albumin F3 : Holstein Friesian x Lai Sind FCS : Foetal Calf serum FSH : Follicle Stimulating Hormone GnRH : Gonadotropin Releasing Hormone HEPES : N-(2 Hydroxyethyl) piperazine-N’-(2-ethanesulforic acid) HF : Holstein Friesian LH : Luteinizing Hormone MEM : Minimum Essential Medium PGF2α : Prostaglandin F2α SOF : Synthetic oviduct fluid TCM-199 : Tisue culture medium 199 DANH MỤC BẢNG Bảng Tên bảng 1.1 Đặc điểm phát triển của nang trứng bò ở giai đoạn đầu 1.2 Số lượng tế bào trứng và tỉ lệ phôi nang thu được ở các giống bò khác nhau 1.3 Trang 14 29 Số lượng tế bào trứng và phôi nang thu được của bò ở các độ tuổi khác nhau 31 1.4 Đánh giá chất lượng tế bào trứng ở 6 mức độ khác nhau 37 1.5 Mối quan hệ giữa đặc điểm tế bào chất và chất lượng tế bào trứng 3.1 40 Số lượng nang trứng được hút và ảnh hưởng của áp lực hút đến số lượng tế bào trứng thu được 66 3.2 Ảnh hưởng của áp lực hút đến chất lượng tế bào trứng 69 3.3 Ảnh hưởng của áp lực hút đến sự phân chia của hợp tử, phôi dâu và phôi nang 3.4 72 Ảnh hưởng của tần suất siêu âm hút tế bào trứng đến số lượng nang trứng được hút và số lượng tế bào trứng thu được 3.5 Ảnh hưởng của tần suất siêu âm hút tế bào trứng đến chất lượng tế bào trứng 3.6 3.9 80 Ảnh hưởng của kích thước nang trứng đến số lượng nang trứng được hút và số lượng tế bào trứng thu được 3.8 79 Ảnh hưởng của tần suất siêu âm hút tế bào trứng đến sự phân chia của hợp tử, phôi dâu và phôi nang 3.7 76 85 Ảnh hưởng của kích thước nang trứng đến chất lượng tế bào trứng 86 Ảnh hưởng của kích thước nang trứng đến sự phân chia của 88 hợp tử, phôi dâu và phôi nang 3.10 Ảnh hưởng của pha nang trứng phát triển và pha nang trứng trội đến số lượng nang trứng được hút và số lượng tế bào trứng thu được 3.11 Ảnh hưởng pha nang trứng phát triển và pha nang trứng trội đến chất lượng tế bào trứng 3.12 91 93 Ảnh hưởng của các liều lượng FSH đến số lượng nang trứng được hút và số lượng tế bào trứng thu được 96 3.13 Ảnh hưởng của liều lượng FSH đến chất lượng tế bào trứng 98 3.14 Ảnh hưởng của liều lượng FSH đến sự phân chia của hợp tử, phôi dâu và phôi nang 3.15 Ảnh hưởng của giống bò cho tế bào trứng đến số lượng nang trứng được hút và số lượng tế bào trứng thu được 3.16 110 Ảnh hưởng của tuổi bò cho tế bào trứng đến sự phân chia của hợp tử, phôi dâu và phôi nang 3.21 109 Ảnh hưởng của tuổi bò cho tế bào trứng đến chất lượng tế bào trứng 3.20 106 Ảnh hưởng của tuổi bò cho tế bào trứng đến số lượng nang trứng được hút và số lượng tế bào trứng thu được 3.19 105 Ảnh hưởng của giống bò cho tế bào trứng đến sự phân chia của hợp tử, phôi dâu và phôi nang 3.18 105 Ảnh hưởng của giống bò cho tế bào trứng đến chất lượng tế bào trứng 3.17 100 111 Ảnh hưởng của mùa vụ đến số lượng nang trứng được hút và số lượng tế bào trứng thu được 114 3.22 Ảnh hưởng của mùa vụ đến chất lượng tế bào trứng 115 3.23 Ảnh hưởng của mùa vụ đến sự phân chia của hợp tử, phôi dâu và phôi nang 115 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Tên hình Trang 1.1 Cấu tạo của buồng trứng 7 1.2 Sơ đồ tóm tắt quá trình phát triển nang trứng 11 1.3 Phương pháp thu tế bào trứng từ buồng trứng lò mổ 20 1.4 Hệ thống siêu âm hút tế bào trứng 21 1.5 Các hình ảnh thu được khi đầu dò siêu âm ở các vị trí khác nhau trên buồng trứng 22 1.6 Khả năng thao tác và quan sát buồng trứng của 2 loại đầu dò 24 1.7 Phân chia chất lượng hợp tử 51 1.8 Hợp tử 52 3.1 Tế bào trứng có chất lượng A, B, C và D 70 3.2 Biểu đồ đánh giá số lượng nang trứng, số lượng tế bào trứng, hợp tử phân chia, phôi dâu và phôi nang thu được ở 4 mức độ áp suất khác nhau 73 3.3 Phương pháp cố định buồng trứng bằng bốn ngón tay 75 3.4 Phương pháp cố định buồng trứng bằng ngón tay trỏ và ngón tay cái 3.5 Nang trứng quan sát được ở tần suất 2 tuần, 1 tuần và ½ tuần/lần 3.6 75 77 Biểu đồ đánh giá số lượng nang trứng, số lượng tế bào trứng, hợp tử phân chia, phôi dâu và phôi nang thu được ở ba tần suất khác nhau 83 3.7 Đếm và đo kích thước của các nang trứng 85 3.8 Biểu đồ đánh giá số lượng nang trứng, số lượng tế bào trứng, hợp tử phân chia, phôi dâu và phôi nang thu được ở 3 mức độ kích thước khác nhau 90 3.9 Buồng trứng ở pha nang trội 92 3.10 Tế bào trứng trước và sau khi nuôi 93 3.11 Biểu đồ đánh giá số lượng nang trứng, số lượng tế bào trứng, hợp tử phân chia, phôi dâu và phôi nang thu được ở hai pha sóng nang 3.12 Một số phôi dâu và phôi nang thu được có chất lượng khác nhau 3.13 95 101 Biểu đồ đánh giá số lượng nang trứng, số lượng tế bào trứng, hợp tử phân chia, phôi dâu và phôi nang thu được ở 6 liều lượng FSH khác nhau 3.14 104 Biểu đồ đánh giá số lượng nang trứng, số lượng tế bào trứng, hợp tử phân chia, phôi dâu và phôi nang thu được ở hai giống bò cho tế bào trứng khác nhau 3.15 108 Biểu đồ đánh giá số lượng nang trứng, số lượng tế bào trứng, hợp tử phân chia, phôi dâu và phôi nang thu được ở bò 3 tuổi và bò 6 tuổi 3.16 112 Biểu đồ đánh giá số lượng nang trứng, số lượng tế bào trứng, hợp tử phân chia, phôi dâu và phôi nang thu được ở vụ đông 3.17 – xuân và vụ hè - thu 117 Ảnh hưởng của stress nhiệt lên chất lượng tế bào trứng 119 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Tạo ra đàn bò sữa có năng suất cao, chất lượng sữa tốt, thích nghi với điều kiện khí hậu nước ta, đáp ứng nhu cầu tiêu thụ sữa trong nước và giảm lượng sữa nhập khẩu đang là nhu cầu cấp thiết. Do vậy, công nghệ cấy truyền phôi đang được các nhà khoa học nước ta quan tâm nghiên cứu để nâng cao được cường độ chọn lọc, đẩy nhanh được tiến độ di truyền, khai thác được tối đa tiềm năng sinh sản của bò cái có giá trị di truyền cao (theo Erickson, 1966a) buồng trứng bò trưởng thành có khoảng 70.000 nang trứng nguyên thủy có thể phát triển, thụ tinh và tạo phôi trong ống nghiệm), rút ngắn được khoảng cách thế hệ, tăng khả năng thích nghi của đời con sinh ra. Năm 1986, con bê đầu tiên ở nước ta đã ra đời từ công nghệ cấy truyền phôi. Tiếp theo sự thành công đó, bê thụ tinh trong ống nghiệm, cắt phôi, xác định giới tính cũng lần lượt được sinh ra. Song khả năng ứng dụng rộng rãi vào thực tế sản xuất vẫn còn nhiều hạn chế. Có rất nhiều nguyên nhân, nhưng một trong những nguyên nhân chính là do giá thành phôi in vivo còn cao, do sử dụng hormone ngoại nhập để gây rụng trứng nhiều. Phôi in vitro có giá thành thấp, song chất lượng chưa cao, do sử dụng tế bào trứng được thu từ buồng trứng lò mổ để tạo phôi trong ống nghiệm. Vì vậy muốn giải quyết được điều đó chúng ta cần làm chủ được nguồn cung cấp tế bào trứng có chất lượng tốt để tạo phôi trong ống nghiệm. Năm 2005, kỹ thuật siêu âm hút tế bào trứng trên bò sống để tạo phôi trong ống nghiệm bắt đầu được nghiên cứu tại Viện Chăn nuôi, mở ra một bước ngoặt và triển vọng mới trong việc ứng dụng công nghệ cấy truyền phôi vào thực tế sản xuất. Kỹ thuật siêu âm hút tế bào trứng trên bò sống cho phép thu được rất nhiều tế bào trứng từ bê, bò có độ tuổi khác nhau, bò cạn sữa, bò đang vắt sữa, bò chậm sinh và thậm chí bò đang mang thai tháng thứ 3 thứ 4, với tần suất lên đến 2 lần/tuần và thậm chí 2 - 3 ngày một lần (Galli và cs., 2003). Do vậy số phôi thu được lên đến 200 phôi/bò/năm và 100 bê sinh được sinh ra khi số phôi này được cấy chuyển cho bò nhận phôi (Merton và cs., 2003), cao hơn nhiều so với kỹ thuật gây rụng trứng nhiều (50 phôi/bò/năm, số bê sinh ra khi cấy là 30 bê). Ngoài các tiềm năng đó kỹ thuật siêu âm hút tế bào trứng thành công cũng góp phần nâng cao hiệu quả và khả năng ứng dụng của các công nghệ như: cloning, chuyển gen, vi tiêm, bảo tồn nguồn gen dưới dạng tế bào trứng,… Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến số lượng nang trứng được hút, số lượng, chất lượng tế bào trứng, phôi dâu và phôi nang thu được khi tiến hành siêu âm hút tế bào trứng bò để tạo phôi trong ống nghiệm như: Giống, tuổi, mùa vụ, tần suất hút, các giai đoạn phát triển của đợt sóng nang, áp lực hút, kích thước nang trứng và rất nhiều yếu tố khác. Chính vì lẽ đó chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài "Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của kỹ thuật siêu âm hút tế bào trứng bò để tạo phôi trong ống nghiệm" 2. Mục đích nghiên cứu - Đánh giá được sự ảnh hưởng các yếu tố đến hiệu quả của kỹ thuật siêu âm hút tế bào trứng bò để tạo phôi trong ống nghiệm. - Xác định được các yếu tố phù hợp, tăng số lượng nang trứng được hút, số lượng tế bào trứng thu được, hợp tử phân chia, phôi dâu và phôi nang thu được. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Đây là một kỹ thuật mới, lần đầu tiên được nghiên cứu và ứng dụng ở nước ta vào năm 2005. Là kỹ thuật có giá trị kinh tế cao, mở ra một triển vọng mới trong việc sản xuất và thương mại hóa phôi trong ống nghiệm. - Nâng cao được chất lượng, số lượng tế bào trứng, từ đó tăng số lượng, chất lượng phôi dâu và phôi nang. Hạ được giá thành của phôi, tăng khả năng ứng dụng vào thực tế sản xuất ở nước ta. - Cho phép thu tế bào trứng liên tục 2 lần/tuần ở bê, bò trưởng thành, bò chậm sinh và thậm chí bò mang thai trong 3 tháng đầu mà không cần sử dụng hormone để kích thích. - Siêu âm hút tế bào trứng không làm ảnh hưởng đến quá trình tiết sữa. Bò cho tế bào trứng sẽ động dục và sinh sản bình thường sau khi ngừng siêu âm hút tế bào trứng 7 – 10 ngày. - Cho phép tạo ra nhiều phôi và bê trên một cá thể bò mẹ có giá trị di truyền cao. - Cung cấp tế bào trứng có chất lượng cho các nghiên cứu cơ bản như: Đông lạnh tế bào trứng, xác định giới tính, cloning, chuyển gen, bảo tồn quỹ gen dưới dạng tế bào trứng. - Chủ động được thời gian và số lượng tế bào trứng. 4. Những đóng góp mới của luận án về học thuật và lý luận - Cơ sở khoa học, phương pháp và kỹ thuật siêu âm hút tế bào trứng là tài liệu tham khảo cho các nhà nghiên cứu, giảng dạy và học tập. - Ứng dụng kỹ thuật siêu âm cho phép mở ra một hướng mới trong việc nghiên cứu quá trình sinh sản, tình trạng sinh sản của bò thông qua việc đánh giá cấu trúc và hoạt động của buồng trứng. Chẩn đoán bệnh của cơ quan sinh dục, giới tính thai, điều khiển chu kỳ động dục, đánh giá tình trạng sinh sản của đàn, điều trị bênh u nang buồng trứng, kiểm tra năng suất bò đực giống từ những con bê được sinh ra/cùng một cặp bố mẹ. - Siêu âm hút tế bào trứng có thể thực hiện 2 tuần/lần mà không làm ảnh hưởng đến chức năng của buồng trứng, sự phát triển của các nang trứng, số lượng, chất lượng, khả năng thành thục, khả năng thụ tinh, hợp tử phân chia, khả năng phát triển đến giai đoạn phôi dâu và phôi nang ở bò HF và bò lai HF được chăm sóc và nuôi dưỡng ở điều kiện nước ta. - Các tế bào trứng thu được từ nang trứng kích thước 2 mm trở lên có chất lượng tốt đều có thể thành thục, thụ tinh và phát triển đến giai đoạn phôi dâu và phôi nang. - Bò cho tế bào trứng sẽ động dục sau khi ngừng siêu âm hút tế bào trứng từ 8 - 10 ngày. - Sau khi siêu âm hút tất cả các nang trứng có kích thước từ 2 mm trở lên, trong khoảng thời gian 2 ngày một đợt nang trứng có kích thước từ 2 mm trở lên lại xuất hiện. - Sử dụng FSH để kích thích trước khi siêu âm hút tế bào trứng làm tăng số lượng các nang trứng có kích thước từ 2 mm trở lên, làm tăng chất lượng tế bào trứng do FSH tăng cường sự phát triển các tế bào hạt và tăng cường sự chuyển hóa của các nang trứng ở các giai đoạn khác nhau. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Buồng trứng Buồng trứng bò được hình thành khi các gò tuyến sinh dục phát triển do có sự dày lên của khoang biểu mô ở mặt giữa của trung thận (Dyce và cs., 1966) và tạo sự liên kết với các mô trung thận bởi rất nhiều tế bào được gọi là màng sợi giới tính nguyên thủy (Byskov và Hoyer, 1994). Ở gò tuyến sinh dục, túi noãn hoàng được bao quanh bởi các sợi tế bào mầm (ovigerous) và được hình thành do có sự bao bọc xung quanh bởi các sợi tế bào mầm, tạo nên một tổ hợp bao gồm tế bào biểu mô, túi noãn. Các tế bào biểu mô hay các tế bào soma là các tế bào có nguồn gốc từ khoang biểu mô, có hình lập phương hay nhân tế bào hình cầu và là tiền thân của các tế bào nang trứng (Hirshfield và Desanti, 1995). Trung mô hay tế bào cơ chất là tế bào có nguồn gốc từ sự phân tầng phần mặt ngoài trung thận, nhân kéo dài ra và có sự xuất hiện của các nguyên bào sợi và làm cho các tế bào mô vỏ (theca cells) tăng lên. Ở phần cơ sở, các sợi tế bào mầm được liên kết với nhau bởi mô trung thận và ở bề mặt chúng được liên kết với biểu mô sinh dục. Ở bò gò tuyến sinh dục được biến đổi thành buồng trứng ở ngày thứ 40 của bào thai. Với sự phân rã của các sợi tế bào nguyên thủy, buồng trứng phân ra thành phần vỏ và phần tủy (Erickson, 1966a). Buồng trứng bò là cơ quan sinh sản của gia súc cái, sản sinh ra tế bào trứng và các hormone sinh sản của gia súc cái (oestrogen và progestins). Trong tự nhiên, số lượng tế bào trứng rụng, thụ thai và số con được sinh ra khác nhau giữa các loài, như: trâu, bò, ngựa,…mỗi chu kỳ động dục chỉ rụng một tế bào trứng, cá biệt có hai tế bào. Song dê, lợn,…mỗi chu kỳ động dục lại rụng nhiều tế bào trứng, số lượng tế bào trứng rụng ở lợn lên tới 25 tế bào. Buồng trứng bò được cấu tạo bao gồm miền tủy bên trong và miền vỏ bên ngoài, hai miền đó được cấu tạo bằng lớp mô liên kết sợi xốp. Miền tủy có nhiều mạch máu, thần kinh và mô liên kết. Miền vỏ gồm các tế bào và các lớp mô có nhiệm vụ tạo ra tế bào trứng, xảy ra quá trình trứng chín, rụng trứng và tạo ra các hormone (Hình 1.1). Trong cơ thể, buồng trứng được treo ở cạnh trước dây chằng rộng, nằm trong xoang chậu. Ở bò chúng ta có thể xác định được bằng tay khi khám qua trực tràng. Buồng trứng thường có hình ovan dẹt, song hình dáng và kích thước của buồng trứng sẽ bị thay đổi và biến dạng do sự phát triển của nang trứng và sự tồn tại của thể vàng . Kích thước của buồng trứng to hay nhỏ phụ thuộc rất nhiều vào giống, tuổi của bò. Kích thước bình quân của buồng trứng ở bò Lai Sind là 23,45 x 16,50 x 11,55 mm và ở bò sữa 35 x 25 x 15 mm (Bearden và Fuquay, 2000) và 4 x 2 x 1,5 cm (Dyce và cs., 1987). Buồng trứng được xem như một tuyến nội tiết của con cái, làm nhiệm vụ nuôi dưỡng cho trứng chín, tiết ra các hormone sinh dục, tác động đến chức năng của tử cung và làm thay đổi tính biệt giữa con đực và con cái. Khi buồng trứng có các nang trứng thành thục, các tế bào hạt trong biểu mô nang trứng tiết ra nhiều oestrogen, oestrogen có chức năng tới đặc tính sinh dục thứ cấp của gia súc cái làm âm đạo tiết ra nhiều dịch nhầy, âm hộ xung huyết đỏ, sừng tử cung và ống dẫn trứng dinh dưỡng được tăng cường, tuyến vú phát triển, vỏ não hưng phấn con vật xuất hiện động dục. Đồng thời tiết ra hormone progesterone từ thể vàng đi vào máu sau khi rụng trứng, có tác dụng kích thích niêm mạc tử cung, tăng cường dinh dưỡng, màng nhầy phát triển để trứng được thụ tinh về nơi làm tổ, đồng thời còn tác dụng tới tế bào biểu mô màng nhầy tử cung tiết ra nhiều glycogen và các chất dinh dưỡng nuôi phôi, giúp phôi bám chặt vào thành tử cung và phát triển. Progesterone còn ức chế nang trứng chín trên buồng trứng, thông qua sự ức chế của FSH ức chế cơ trơn tử cung làm giảm co bóp, giảm hormone thùy sau tuyến yên làm cho tử cung yên tĩnh trong thời gian mang thai. Ngoài ra progesterone còn kích thích tuyến vú phát triển. Lớp ngoài cùng của miền vỏ buồng trứng là biểu mô bề mặt. Ngay bên dưới biểu mổ bề mặt là một lớp mỏng, dày đặc các mô liên kết, phía dưới lớp mô dày đặc là nhu mô có chứa nang trứng và các tế bào phân tiết hormone buồng trứng. Sự hình thành của chức năng buồng trứng phụ thuộc vào: Giai đoạn đầu của phân bào giảm nhiễm, quá trình hình thành nang trứng và sự khác nhau của các tế bào sản sinh steroid. Nang trứng nguyên thủy Nang trứng Đang phát triển (Tertiary) Nang trứng thứ cấp Nang trứng thoái hóa Thể bạch Nang trứng sắp rụng Nang trứng rụng Tế bào trứng Thể huyết Thể vàng Hình 1.1. Cấu tạo của buồng trứng (Nguồn: Bearden và Fuquay, 2000) 1.2. Tế bào trứng 1.2.1. Sự hình thành tế bào mầm nguyên thủy Nguồn gốc của tế bào trứng là tế bào mầm nguyên thủy. Tế bào mầm nguyên thủy được hình thành từ nội bì của túi noãn hoàng ở thời kỳ phôi thai (Byskov và Hoyer, 1994; Senger, 1997). Tế bào mầm nguyên thủy di chuyển theo kiểu amip từ biểu mô của túi noãn hoàng theo đường mặt lưng màng treo ruột của đoạn cuối ruột phôi và di chuyển đến các gò tuyến sinh dục (Senger, 1997) khi bào thai được 35 - 36 ngày tuổi ở bò (Erickson, 1966b). Các gò tuyến sinh dục là túi sinh dục chưa được phân hóa và được hình thành ở ngày thứ 32 của bào thai bò (Erickson, 1966b). Các yếu tố giúp cho tế bào mầm nguyên thủy di chuyển được đến gò tuyến sinh dục vẫn chưa được hiểu rõ ràng. Tuy nhiên khi nghiên cứu in vivo (French-Constant và cs., 1991) và nghiên cứu in vitro (Alvarez và Merchan, 1986) đều thấy có sự tham gia của fibronectin, fibronectin có mặt trên đường đi từ biểu mô của túi noãn hoàng đến gò tuyến sinh để tạo nên sự di chuyển của tế bào mầm nguyên thủy (French-Constant và cs., 1991). Nghiên cứu in vitro trên chuột cho thấy rằng yếu tố sinh trưởng biến đổi β1 (Transforming growth factor β1) được tạo ra bởi tuyến sinh dục liên quan đến dãy hóa chất (Godin và Wylie, 1991), ảnh hưởng đến tế bào mầm nguyên thủy làm cho chúng di chuyển theo một phương hướng nhất định. Cũng nghiên cứu trên chuột (De Felici và Pesce, 1994) thấy rằng bộ giao tử (Kit Gland) cần thiết cho sự sống sót và sự phát triển của tế bào mầm nguyên thủy khi di chuyển (Kit Ligand cũng được gọi là yếu tố tế bào mầm hay yếu tố tế bào lớn). Kit Ligand kích thích lên mô xôma của phôi chuột dọc theo đường di chuyển của tế bào mầm và ở các gò tuyến sinh dục. Ảnh hưởng qua lại giữa tế bào mầm nguyên thủy và Kit Ligand thúc đẩy sự di chuyển của tế bào mầm nguyên thủy và tăng nhanh sự phát triển của tế bào mầm nguyên thủy thông qua quá trình ngăn chặn tế bào chết theo chương trình (De Felici và Pesce, 1994). 1.2.2. Sự phát triển của tế bào mầm nguyên thủy thành túi noãn Các tế bào mầm nguyên thủy trải qua một sự giới hạn về số lượng của các quá trình phân chia nguyên nhiễm khi đang di chuyển cũng như khi đến gò tuyến sinh dục (Russe, 1983; Smitz và Cortvrindt, 2002). Quá trình phân chia nguyên nhiễm xảy ra ở gò tuyến sinh dục thường xuyên hơn so với khi chúng đang trên đường di chuyển đến gò tuyến sinh dục. Ở bò có sự tăng lên đột ngột về số lượng phân chia nguyên nhiễm ở mỗi buồng trứng bắt đầu ở