Tài liệu Nghiên cứu khả năng bảo quản lạnh tinh trùng lợn móng cái

MỤC LỤC Lời cam đoan ............................................................................................................... i Lời cảm ơn ................................................................................................................. ii Mục lục...................................................................................................................... iii Danh mục các từ viết tắt.............................................................................................vi Danh mục bảng ........................................................................................................ vii Danh mục hình, biểu đồ .......................................................................................... viii Danh mục các hình .................................................................................................... ix PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu ....................................................................1 1.2. Mục tiêu của đề tài ...............................................................................................2 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .............................................................2 PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..........................................................................3 2.1. Vai trò của lợn đực giống và thụ tinh nhân tạo trong chăn nuôi lợn ở nước ta ...3 2.2. Cơ sở của những nghiên cứu về tinh dịch và tinh trùng lợn ................................4 2.2.1. Cấu tạo bộ máy sinh dục lợn đực......................................................................4 2.2.2. Các tuyến sinh dục phụ .....................................................................................6 2.2.3. Sự tiết tinh dịch ở lợn đực .................................................................................6 2.2.4. Một số đặc tính sinh lý của tinh trùng lợn ........................................................8 2.2.5. Một số chỉ tiêu sinh lý của tinh dịch lợn .........................................................11 2.2.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng tinh dịch .............................................13 2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sức sống của tinh trùng trong đông lạnh .................16 2.3.1. Khả năng chịu lạnh của tinh trùng ................................................................16 2.3.2 Thành phần môi trường đông lạnh ..................................................................16 2.3.3. Thời gian cân bằng .........................................................................................16 2.3.4. Tốc độ đông lạnh .............................................................................................16 2.3.5. Giải đông .........................................................................................................18 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iii 2.3.6. Bảo quản ........................................................................................................18 2.4. Cơ sở khoa học của môi trường đông lạnh tinh dịch lợn ...................................20 2.5. Cơ sở khoa học về quy trình đông lạnh tinh dịch lợn ........................................23 2.6. Tình hình nghiên cứu đông lạnh tinh dịch trong và ngoài nước ........................24 2.6.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ...................................................................24 2.6.2. Tình hình nghiên cứu trong nước....................................................................26 PHẦN III. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......27 3.1. Đối tượng nghiên cứu.........................................................................................27 3.2. Địa điểm nghiên cứu ..........................................................................................27 3.3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu ...............................................................27 3.3.1. Nghiên cứu một số chỉ tiêu số lượng, chất lượng tinh dịch tươi của lợn Móng Cái .............................................................................................................................27 3.3.2. Kỹ thuật đông lạnh tinh dịch lợn.....................................................................29 3.4. Xử lý số liệu .......................................................................................................31 PHẦN IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................32 4.1. Một số chỉ tiêu số lượng, chất lượng tinh dịch tươi của lợn Móng Cái .............32 4.1.1. Màu sắc tinh dịch ............................................................................................32 4.1.2. Lượng xuất tinh ...............................................................................................33 4.1.3. pH tinh dịch .....................................................................................................35 4.1.4. Nồng độ tinh trùng ..........................................................................................37 4.1.5. Hoạt lực tinh trùng ..........................................................................................39 4.1.6. Tỷ lệ tinh trùng kỳ hình ...................................................................................41 4.2. Kết quả nghiên cứu về vận tốc chuyển động của tinh trùng ..............................43 4.2.1. Vận tốc chuyển động của tinh trùng theo đường ziczac .................................43 4.2.2. Vận tốc chuyển động của tinh trùng theo đường cong ...................................45 4.2.3. Vận tốc chuyển động của tinh trùng theo đường thẳng ..................................46 4.3. Kết quả nghiên cứu về độ dài đường đi của tinh trùng ......................................48 4.3.1. Kết quả nghiên cứu độ dài đường đi theo đường Ziczac ................................48 4.3.2. Độ dài đường đi của tinh trùng theo đường cong...........................................49 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iv 4.3.3. Độ dài đường đi của tinh trùng theo đường thẳng .........................................51 4.4. Khả năng sản xuất tinh đông lạnh của lợn đực giống Móng Cái .......................52 4.4.1. Tổng số tinh trùng sống tiến thẳng trong một lần khai thác tinh ...................52 4.4.2. Số lượng tinh cọng rạ sản xuất được trong một lần khai thác tinh ................55 4.4.3. Hoạt lực tinh trùng sau giải đông ..................................................................56 PHẦN V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................59 5.1. Kết luận ..............................................................................................................59 5.2. Đề nghị ...............................................................................................................60 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................61 PHỤ LỤC ..................................................................................................................64 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT A Hoạt lực của tinh trùng ASTT Áp suất thẩm thấu C Nồng độ tinh trùng DAP Độ dài đường đi của tinh trùng theo đường trung bình DCL Độ dài đường đi của tinh trùng theo đường ziczac DSL Độ dài đường đi của tinh trùng theo đường thẳng K (%) Tỷ lệ tinh trùng kỳ hình TTNT Thụ tinh nhân tạo V Thể tích của tinh trùng trong một lần xuất tinh VAC Tổng số tinh trùng tiến thẳng VAP Vận tốc chuyển động của tinh trùng theo đường trung bình VCL Vận tốc chuyển động của tinh trùng theo đường Ziczac VSL Vận tốc chuyển động của tinh trùng theo đường Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Ảnh hưởng của mùa vụ đến chất lượng tinh dịch.......................................7 Bảng 4.1. Màu sắc tinh dịch của lợn đực Móng Cái .................................................32 Bảng 4.2. Lượng xuất tinh của lợn đực giống Móng Cái ........................................34 Bảng 4.3. pH tinh dịch của lợn đực giống Móng Cái ...............................................35 Bảng 4.4. Nồng độ tinh trùng của lợn đực giống Móng Cái....................................37 Bảng 4.5. Hoạt lực tinh trùng của lợn đực giống Móng Cái .....................................39 Bảng 4.6. Tỷ lệ tinh trùng kỳ hình của lợn đực giống Móng Cái .............................41 Bảng 4.7. VCL của tinh trùng (µm/giây) ................................................................43 Bảng: 4.8. VAP của tinh trùng (µm/giây) .................................................................45 Bảng 4.9. VSL của tinh trùng (µm/giây) ..................................................................47 Bảng 4.10. DCL của tinh trùng (µm) ........................................................................48 Bảng 4.11. DAP của tinh trùng (µm) .......................................................................50 Bảng 4.12. DSL của tinh trùng (µm) ........................................................................51 Bảng 4.13. Tổng số tinh trùng sống tiến thẳng của lợn đực giống Móng Cái ..........54 Bảng 4.14. Số lượng tinh cọng rạ sản xuất được trên lần khai thác tinh của lợn đực giống Móng Cái .....................................................................................55 Bảng 4.15. Hoạt lực tinh trùng sau giải đông của lợn đực giống Móng Cái ............57 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vii DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 4.1. Tỷ lệ xuất hiện màu sắc tinh dịch của lợn đực giống Móng Cái.....33 Biểu đồ 4.2. Lượng xuất tinh của lợn đực giống Móng Cái…………………33 Biểu đồ 4.3. pH tinh dịch của lợn đực giống Móng Cái ................................ 37 Biểu đồ 4.4. Nồng độ tinh trùng của lợn đực giống Móng Cái...................... 39 Biểu đồ 4.5. Hoạt lực tinh trùng của lợn đực giống Móng Cái. ..................... 41 Biểu đồ 4.6. Tỷ lệ tinh trùng kỳ hình của lợn đực giống Móng Cái .............. 43 Biểu đồ 4.7. Vận tốc chuyển động của tinh trùng theo đường ziczac ............ 45 Biểu đồ 4.8. VAP của tinh trùng................................................................... 46 Biểu đồ 4.9. VSL của tinh trùng ................................................................... 48 Biểu đồ 4.10. DCL của tinh trùng lợn Móng Cái .......................................... 49 Biểu đồ 4.11. DAP tinh trùng lợn Móng Cái ................................................ 51 Biểu đồ 4.12. DSL tinh trùng lợn đực Móng Cái .......................................... 52 Biểu đồ 4.13. Tổng số tinh trùng sống tiến thẳng của lợn đực giống Móng Cái .. 55 Biểu đồ 4.14. Số lượng tinh cọng rạ sản xuất được trên một lần khai thác tinh của lợn đực giống Móng Cái ................................................. 56 Biểu đồ 4.15. Hoạt lực tinh trùng sau giải đông lợn đực giống Móng Cái ... 58 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1. Ảnh hưởng của glycerol trong dung dịch NaCl so với nồng độ NaCl trong dung dịch còn lại khi dung dịch NaCl (0,15M) được đông lạnh (Hiroshi, 1992) ..........................................................................................................17 Hình 2. Sự biến đổi vật lý của tế bào khi đông lạnh ...............................................19 Hình 3. Sự phân bố nhiệt độ trong bình nitơ lỏng ..................................................20 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ix PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu Trong thời đại khoa học với mục tiêu nâng cao chất lượng cuộc sống, ngành nông nghiệp nước ta được chú trọng phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu lương thực trong nước, xuất khẩu lương thực ra nước ngoài góp phần cải thiện và nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân. Ngành chăn nuôi lợn là ngành sản xuất quan trọng của nhiều nước trên thế giới, cung cấp khoảng 40% tổng sản lượng các loại thịt tiêu thụ hàng năm. Ở Việt Nam, thịt lợn chiếm khoảng 70-80% lượng thịt tiêu thụ hàng năm. Theo kết quả điều tra sơ bộ của Tổng cục thống kê, tại thời điểm 01/04/2015 tổng số lợn của cả nước có 27,1 triệu con, tăng 2,8% so với cùng kỳ năm ngoái. Giống lợn Móng Cái là giống lợn nội lâu đời có ưu thế là khả năng thích nghi tốt với khí hậu Việt Nam, mắn đẻ, đẻ sai và nuôi con khéo do đó chúng ta có thể tận dụng làm nái nền cho quá trình lai tạo, tận dụng ưu thế lai. Đực giống được nuôi trong các cơ sở nhân giống thuần nhằm tạo ra các con giống thuần chủng. Việc chăn nuôi lợn Móng Cái là vấn đề rất quan trọng nhằm cung cấp cho thị trường những giống lợn Móng Cái chất lượng cao và duy trì nguồn giống và Quỹ gen cho Quốc gia. Trên thế giới, kỹ thuật đông lạnh tinh dịch lợn đã được nghiên cứu và ứng dụng trong sản xuất, thành công kỳ diệu về đông lạnh tinh dịch lợn đã đưa kỹ thuật thụ tinh nhân tạo (TTNT) lên một vị trí mới, đã có những ngân hàng tinh dịch đông lạnh năng suất cao. Sự hiện diện của các ngân hàng tinh dịch đông lạnh đã giúp cho việc vận chuyển, trao đổi, mua bán giống trên thế giới trở nên thuận tiện và giảm nguy cơ lan truyền mầm bệnh. Đồng thời kỹ thuật đông lạnh tinh dịch sẽ góp phần bảo tồn lâu dài tinh dịch của một số giống địa phương quý hiếm. Đông lạnh tinh dịch gia súc để kéo dài thời gian sống của tinh trùng là một thành tựu kỳ diệu của thụ tinh nhân tạo nói riêng và của sinh học lạnh nói chung. Bằng kỹ thuật đông lạnh, người ta có thể giữ tinh trùng sống hàng chục năm, tiến tới lập ngân hàng gen cho mỗi quốc gia. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 1 Để góp phần làm phong phú thêm các kỹ thuật và công nghệ mới trong sinh sản và thụ tinh nhân tạo lợn, đồng thời áp dụng những kết quả nghiên cứu vào sản xuất, góp phần duy trì và bảo tồn giống lợn Móng Cái, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu khả năng bảo quản lạnh tinh trùng lợn Móng Cái”. Nghiên cứu là cơ sở để tìm ra môi trường, phương pháp thích hợp để bảo tồn, lưu giữ được tinh trùng lợn Móng Cái phục vụ công tác lai tạo giống và tận dụng ưu thế lai của giống lợn nội. 1.2. Mục tiêu của đề tài Đánh gía khả năng bảo quản lạnh trong nitơ lỏng (-196oC) của tinh trùng lợn Móng Cái. 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Xác định được các chỉ tiêu số lượng, chất lượng tinh dịch tươi của lợn Móng Cái (màu sắc, lượng xuất tinh, pH tinh dịch, nồng độ tinh trùng, hoạt lực tinh trùng, tỷ lệ tinh trùng kỳ hình). - Xác định được khả năng bảo quản lạnh tinh trùng lợn Móng Cái. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 2 PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU Lợn Móng Cái thuộc lớp động vật có vú (Maminalia), bộ guốc chẵn, (Artiodactyla), họ Sllidae, chủng Sus, loài Sus domesticus, giống Móng Cái. Lợn Móng Cái là giống lợn nội được hình thành và phát triển lâu đời ở vùng Đông Bắc Việt Nam. Có thể xem các vùng Hà Cối (huyện Đầm Hà), Tiên Yên (Đông Triều) tỉnh Quảng Ninh là nguồn cội của giống lợn Móng Cái. Do đặc điểm sinh sản tốt nên những năm 60-70 trở đi lợn Móng Cái đã lan nhanh ra khắp đồng bằng Bắc Bộ, từ sau 1975 giống lợn này được lan nhanh ra các tỉnh miền Trung kể cả phía Nam. Lợn đực 3 tháng tuổi đã biết giao phối với con cái và trong tinh dịch đã có tinh trùng, lượng tinh dịch 80 – 100ml. 2.1. Vai trò của lợn đực giống và thụ tinh nhân tạo trong chăn nuôi lợn ở nước ta Lợn đực giống có vai trò quan trọng trong việc đưa nhanh tiến bộ di truyền. Một con đực giống sử dụng trong thụ tinh nhân tạo cho số con đời sau gấp trên 355 lần so với một con nái, và sử dụng phối giống trực tiếp chỉ cho số con đời sau gấp 40,5 lần so với lợn nái. Ảnh hưởng của đực giống đến đời sau không chỉ ở phạm vi số lượng mà cả ở chất lượng, nhiều tính trạng trội của đực giống thường được biểu hiện ở đời con như: màu sắc lông, da, thể chất khoẻ mạnh, tính cao sản, sức miễn kháng với bệnh tật. Một số tác giả đã chứng minh sức sống của đời sau cũng phụ thuộc vào sức sống của tinh trùng. Do đó chăn nuôi tốt lợn đực giống là một trong những nhân tố quan trọng trong việc phát triển nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm của ngành chăn nuôi lợn. Hiện nay, với sự kế thừa thành tựu của các lĩnh vực sinh lý học, di truyền học, dinh dưỡng gia súc…… và kết hợp với thực tế chăn nuôi lợn nói chung, chăn nuôi lợn đực giống nói riêng đã không ngừng được cải thiện và hoàn thiện. Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo ( TTNT ) có những ưu điểm vượt trội sau: - An toàn dịch bệnh: ngăn ngừa bệnh từ con đực truyền sang con cái và ngược lại. - Giảm số lượng đực giống phải nuôi. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 3 - Nâng cao nhanh tiến bộ di truyền cho đời sau, cho phép sử dụng rộng rãi và phát huy tiềm năng di truyền của những đực giống tốt (Sử dụng tinh dịch bảo tồn nhiều ngày hoặc tinh dịch đông lạnh). - Theo dõi quản lý giống chính xác và rõ ràng. - Rất cần thiết khi áp dụng phương pháp gây động dục hàng loạt. 2.2. Cơ sở của những nghiên cứu về tinh dịch và tinh trùng lợn 2.2.1. Cấu tạo bộ máy sinh dục lợn đực Cơ quan sinh dục lợn đực có chức năng sản sinh ra các tế bào đực là tinh trùng và các phần phân tiết. Hệ sinh dục lợn đực gồm: Dịch hoàn: Mỗi dịch hoàn được bao bọc bởi một sợi (màng trắng), bên ngoài được phủ bằng một tinh mạc, bên trong được phủ bởi một màng mạch máu. Hầu hết các gia súc, quá trình sinh tinh trùng cần nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ cơ thể. Do đó, các giai đoạn cuối của thời kỳ bào thai, các dịch hoàn nhô ra và phần thành bụng phía sau phình ra thành bao dịch hoàn. Bao dịch hoàn có nhiều lớp, một trong những chức năng của nó là điều hòa ôn độ cho dịch hoàn tạo điều kiện cho quá trình sinh tinh. Ở lợn dịch hoàn là một đôi hình bầu dục nằm ở hậu môn sau rễ dương vật. Dịch hoàn nằm trong bao dịch hoàn theo chiều thẳng đứng có đầu trên, đầu dưới và một bên thân phía trong bị thượng hoàn ôm lấy. Dịch hoàn là cơ quan có chức năng kép: sản sinh ra giao tử đực và nội tiết tố - Chức năng sản sinh ra giao tử đực (tinh trùng) thực tế là một hoạt động ngoại tiết do các ống sinh tinh đảm nhiệm (từ khi bắt đầu thành thục tính) và chúng liên tục sản sinh ra tinh trùng. Các tế bào dòng mầm (tinh nguyên bào, tinh bào và tinh tử) được kết hợp với tế bào Sertoli hợp thành biểu mô sinh tinh. Sau khi được sinh ra, tinh trùng chuyển dần đến dịch hoàn phụ và tiếp tục thành thục ở đó. Khi giao phối, do các phản xạ hoạt động, sự co rút cơ, tinh trùng được đẩy ra ngoài cùng với các chất tiết của tuyến sinh dục phụ và bắt đầu hoạt động mạnh, nhờ đó có tác dụng làm cho tinh trùng có thể di chuyển trong đường sinh dục của con cái. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 4 - Sản sinh các hormon Steroid và những hormon có liên quan đến quá trình sinh lý bình thường của cơ thể lợn đực. Dịch hoàn phụ hay mào tinh: Là phần ôm lấy dịch hoàn gồm đầu trên, thân, đầu dưới hay đuôi. Ở lợn dịch hoàn phụ rất phát triển có thể đạt tới 150-200 gam ở lợn trưởng thành. Đầu trên mào tinh có chứa một số ống sinh tinh. Mỗi ống đều nằm trong một ngăn của ống mào tinh. Các ống này có lòng ống rộng đường kính to hơn đường kính của lòng ống sinh tinh. Đến phần thân mào tinh các ống sinh tinh thẳng tập trung thành ống mào tinh gấp khúc nhiều lần rồi đi xuống đuôi mào tinh thành ống dẫn tinh đi ra ngoài. Dịch hoàn phụ giữ vai trò chủ đạo trong quá trình thành thục của tinh trùng. Dịch hoàn phụ là nơi lưu giữ và hoàn thiện tinh trùng. Tinh trùng sau khi sinh ra ở lòng ống sinh tinh sẽ chuyển qua phụ dịch hoàn, tinh trùng được hoàn thiện tại đó. Ở lợn đực thời gian tinh trùng di chuyển qua dịch hoàn phụ khoảng 9-14 ngày (đầu dịch hoàn phụ: 3 ngày, thân: 2 ngày, đuôi 4-9 ngày). Trong quá trình di trú của tinh trùng trong dịch hoàn phụ, dịch thể từ ống dẫn tinh không di chuyển theo tinh trùng mà được tái hấp thu tại những cơ quan quanh dịch hoàn phụ. Ống dẫn tinh: Hai ống dẫn tinh to bằng cọng rạ bắt đầu từ đuôi mà tinh đi len qua ống bẹn vào xoang bụng, quay về phía sau đi lên cổ bóng đái luồn dưới tiền liệt tuyến rồi phình to ra thành ống phóng tinh xuyên qua thành niệu đạo đổ ra gò tinh trên niêm mạc niệu đạo cùng lỗ đổ của nang tuyến. Ống dẫn tinh dẫn tinh trùng vào đường niệu sinh dục khi phóng tinh. Thừng dịch hoàn: Thừng dịch hoàn gồm có các động mạch, thần kinh đi vào dịch hoàn, chúng được cấu tạo bởi mô liên kết, các hệ cơ vòng và cơ dọc với nhau. Dương vật: Nằm ở dưới vách bụng được bao bọc bởi dịch hoàn nó được bắt đầu bằng một trụ, hai đầu bám vào hai mẩu xương ngồi, hướng ra phía trước. Dương vật lợn đực có một đoạn hình cong chữ S, nó nằm kín trong da, khi giao phối mới thì ra ngoài. Đầu dương vật có hình xoắn như mũi khoan, cách đầu mút 0,5 – 0,7 cm có lỗ để phóng tinh ra ngoài. Khi giao phối hay lấy tinh, dương vật thò Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 5 ra ngoài từ 20- 40 cm tùy theo giống, lứa tuổi và trọng lượng cơ thể. 2.2.2. Các tuyến sinh dục phụ Tuyến tinh nang : Đây là hai túi tuyến gồm nhiều thùy mà biểu mô của cơ thể gắn nếp hằn sâu vào bên trong, ở lợn chúng lớn hơn nhiều và kém đặc chắc, có nang mỏng hơn là phần cuối của ống dẫn tinh, ở lợn tuyến này rất phát triển, nó dài tới 15-20 cm, nặng xấp xỉ 850g. Tuyến tiền liệt: Nằm trong bóng đái, thân không lớn, nặng khoảng 80g, các phần phân tán của nó nặng hơn (khoảng 150g). Tuyến này có nhiều ống đổ vào đường niệu sinh dục con cái. Tuyến Cowper: Có tên gọi là tuyến củ hành, là một tuyến lớn, thon dài 18cm, nặng khoảng 400g, nằm dọc theo đường niệu sinh dục phần xoang chậu. Mặt trên của tuyến cowper được bao bọc bởi phần cơ dày, chất bài tiết của tuyến này chính là keo phèn, chất này đặc, keo dính, có tác dụng nút cổ tử cung sau khi lợn đực phóng tinh xong. Tuy nhiên keo phèn là chất không có lợi cho tinh trùng, bởi vì khi tinh trùng ra ngoài cơ thể, nếu trong tinh dịch có lẫn keo phèn, nó thường bám và tụ lại nên chóng chết. Do vậy khi làm thụ tinh nhân tạo người ta lọc bỏ keo phèn ngay sau khi lấy tinh, hoặc bỏ ngay trên phễu khi đang lấy tinh. 2.2.3. Sự tiết tinh dịch ở lợn đực Khi đã thành thục về tính dục (8-9 tháng tuổi và khối lượng cơ thể 90100kg). Ở lợn đực ngoại người ta có thể cho phối giống trực tiếp hay lấy tinh bằng tay qua phương pháp nhảy giá. Theo Nguyễn Thiện, Nguyễn Tấn Anh (Thụ tinh nhân tạo lợn ở Việt Nam, 1993) có thể quan sát thấy lợn đực có ba giai đoạn xuất tinh rõ rệt như sau: - Giai đoạn đầu tiết ra 10-20ml dịch trong suốt không có tinh trùng, chất này có tác dụng rửa đường niệu sinh dục chuẩn bị cho tinh trùng di chuyển. - Giai đoạn thứ hai kéo dài 1-2 phút, tiết ra khoảng 100-120 ml, chất này gồm tinh trùng và các chất phân tiết của các tuyến sinh dục như tiền liệt, tinh nang, cowper. - Giai đoạn thứ ba là sự bài tiết chủ yếu của các tuyến sinh dục phụ (150-200 ml). Số lượng tinh trùng ở giai đoạn này ít, giai đoạn này kéo dài 4-5 phút. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 6 Tinh dịch của lợn đực tiết ra là một hỗn hợp của tinh trùng được sản sinh từ dịch hoàn và các chất tiết của các tuyến sinh dục phụ như tuyến tinh nang, tuyến cowper, tuyến tiền liệt và urethra của vùng bụng. Trong tinh dịch, phần quan trọng nhất là tinh trùng, đây là yếu tố chính làm cho lợn cái có thể thụ thai. Phần quan trọng thứ hai là tinh thanh, tinh thanh là một hỗn hợp chất lỏng bài tiết từ tuyến sinh dục phụ. Ở các loài gia súc khác nhau tuyến này phát triển không giống nhau. Ở lợn tuyến niệu đạo và tuyến cowper bài tiết nhiều, cho nên tinh dịch lợn nghèo tinh trùng và fructoza. Theo Ogiun F.V. (1977) và Levin K.L. (1980) dẫn từ luận án PTS Nguyễn Tấn Anh (1984). Ở lợn tinh thanh gồm 56-70% do tuyến tinh nang tiết ra, 15-18% do tuyến cowper tiết ra, 2-3% do dịch hoàn phụ tiết ra. Tinh trùng trong tinh dịch chỉ chiếm 2-7%. Sự tiết tinh dịch của lợn đực nhiều hay ít phụ thuộc vào các yếu tố: giống, lứa tuổi, chế độ dinh dưỡng và còn bị ảnh hưởng bởi thời tiết, chủ yếu do nhiệt độ không khí, nhất là nhiệt độ không khí quá nóng (>30oC). Theo Torahiko II D.A (1994) cho biết ảnh hưởng của từng mùa vụ trong năm đến chất lượng tinh dịch như sau: Bảng 2.1. Ảnh hưởng của mùa vụ đến chất lượng tinh dịch Mùa vụ Chỉ tiêu Lượng xuất tinh Số lượng tinh trùng/ml Tổng số tinh trùng Fructoza mg/100ml Mùa Xuân Mùa Hè Mùa Thu Mùa Đông 173±63,6 151±46,7 211±76,6 199±76,0 4,50±1,58.108 4,96±1,30.108 4,40±1,30.108 4,86±1,90.108 850,3±249,4.108 896,7±349,0.108 21,0±14,33 14,4±10,10 727,0±287,5.108 723,9±240,8.108 8,3±7,86 8,5±5,32 Theo Milovalop VK (1969) thì tinh thanh trong tinh dịch lợn không góp Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 7 phần vào quá trình thụ thai, nó chỉ giúp cho tinh trùng sống hoạt động nên có thể dùng tinh trùng pha loãng trong các dung dịch nhân tạo để dẫn tinh cho lợn cái mà vẫn sinh ra đời con bình thường. 2.2.4. Một số đặc tính sinh lý của tinh trùng lợn * Sự hình thành tinh trùng: Tinh trùng lợn chỉ chiếm 2-7% trong tổng số tinh dịch tiết ra nhưng nó có vai trò vô cùng quan trọng vì chính nó mới quyết định sự thụ thai của con cái. Tinh trùng được tạo ra từ các tế bào Sertoli ở thành ống sinh tinh. Các ống này chứa rất nhiều loại tế bào khác nhau trong đó là tế bào mầm hay tế bào sinh dục nguyên thủy. Vào một thời điểm nào đó, tế bào sinh dục nguyên thủy tăng lên, qua hai lần phân chia, lần thứ nhất thành tinh bào sơ cấp rồi thành tinh bào thứ cấp có 18 nhiễm sắc thể thường và một nhiễm sắc thể giới tính (chứa nhiễm sắc thể Y hoặc X). Một tinh bào thứ cấp tồn tại không lâu rồi phân chia thành hai tiền tinh trùng và hoàn thiện dần thành tinh trùng. Khi đã được hình thành, tinh trùng chuyển dần từ dịch hoàn xuống dịch hoàn phụ, trong dịch hoàn phụ tinh trùng tồn tại trong một môi trường hơi có tính axit nên khả năng hoạt động của chúng bị ức chế. Di chuyển trong dịch hoàn phụ, tinh trùng được bao phủ một lớp lipoproteit, lớp này nâng cao khả năng ổn định cho tinh trùng, nó có điện tích âm giúp cho tinh trùng không bị tụ dính. Cấu tạo và hình thái tinh trùng lợn: Tinh trùng lợn có hai phần chính: - Đầu tinh trùng là phần chứa các vật liệu di truyền - Cổ và đuôi tinh trùng là phần có liên quan đến chức năng vận động. Đầu: Toàn bộ đầu được bao bọc bởi màng nguyên sinh chất, bên trong có hai phần cơ bản là nhân và acrosome. Trong nhân có chứa Chromatin đậm đặc cao độ là DNA liên kết với một protein đặc biệt (Garner D.L et al., 1987). Nhân chiếm 67%thể tích của đầu và được nén chặt lại gần như tinh thể. Số lượng nhiễm sắc thể trong nhân tinh trùng là đơn bội. Nhân tinh trùng không có ARN và protein phihistin. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 8 Phần trước nhân được bao bọc bằng một acrosome, giống cái túi có hai lớp màng và bọc sát vào nhân. Acrosome là một lisosome (tiểu thể bào) đặc biệt. Trong acrosome của tinh trùng có chứa một số enzyme thủy phân, như hyaluronidase, acrosine..., có tác dụng làm tan rã tế bào hình tia (lớp phóng xạ) của tế bào trứng để cho tinh trùng có thể tiếp cận dễ dàng với noãn nang trong quá trình thụ thai. Theo một số tác giả thì chất protide của acrosome dễ bị trương phồng, vì vậy khi bảo tồn tinh dịch thì acrosome dễ bị phá hủy làm mất khả năng thụ thai. Cổ: Là sợi rất ngắn hơi eo lại cắm vào hốc ở đáy phía sau của nhân, từ đây bắt nguồn chín đuôi sợi trục thô kéo dài đến tận đuôi tinh trùng. Đuôi: Đuôi được chia ra các phần là đoạn giữa, đoạn chính và đoạn đuôi. Đoạn giữa có chín cặp vi ống dài, hai vi ống trung tâm và được bọc quanh bằng chín sợi ưa osmi, tất cả tạo thành bó trục. Bó trục được bao phủ bên ngoài bằng một bọc ti thể xếp theo đường xoắn ốc (lò xo ti thể) và kết thúc tại vòng nhẫn Jensen. Ti thể có chứa các enzyme oxy hóa và oxy phosphoryl hóa, ty thể được xem là nguồn phát sinh năng lượng cần thiết cho sự hoạt động của tinh trùng. Đoạn chính không được bao bọc bằng ty thể mà chỉ có bó trục ở giữa và những sợi ưa osmi vây bên ngoài. Hệ thống này được bao phủ bởi một vỏ bọc bằng những sợi chắc. Vỏ bọc này duy trì và ổn định cho các yếu tố co rút của đuôi. Đoạn đuôi là phần ngắn nhất của đuôi, tận cùng là những sợi trục trung tâm, nó được bao bọc bởi màng sinh chất, nó cấu tạo như một tiên mao. Bó trục của đuôi chịu trách nhiệm cho sự vận động của tinh trùng. Bọc ty thể cung cấp năng lượng dưới dạng ATP cho các tay dynein của các cặp vi ống (các tay dynein có khả năng phân hủy ATP, giải phóng năng lượng để chuyển động đuôi tinh trùng). Mỗi cặp vi ống ngoài có hai dãy dynein (ngoài và trong) chĩa về phía cặp vi ống kề bên. Khi được kích thích bởi ATP, các tay này hoạt động như một cá líp, đi dọc theo cặp kề bên, làm cho các cặp này trượt lên các cặp khác. Sự hình thành cầu nối hình tia giữa các cặp vi ống ngoài với vi ống trung tâm chống lại hiện tượng trượt vừa nêu, làm cho đuôi tinh trùng uốn lượn. Do các cặp vi ống ngoài trượt liên tục nên sự uốn lượn được hình thành liên Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 9 tục, được lan truyền làm nên sự chuyển động đặc trưng của đuôi tinh trùng (chuyển động làn sóng). Đây là hiện tượng trượt theo vi ống. *Hoạt động của tinh trùng Khi còn trong dịch hoàn phụ, tinh trùng hoạt động rất yếu hoặc không hoạt động. Khi được giải phóng ra bên ngoài, tinh trùng trở nên hoạt động mạnh do tác động của dịch tiết do các tuyến sinh dục phụ tiết ra. Trạng thái hoạt động của tinh trùng thể hiện chất lượng của tinh dịch. Nếu tinh trùng hoạt động càng mạnh thì chất lượng càng tốt. Tinh trùng có ba hình thức vận động cơ bản (Nguyễn Tấn Anh, 1985): + Vận động tiến thẳng: Đây là những tinh trùng có khả năng thụ thai. + Vận động xoay tròn: Những tinh trùng có dạng vận động này thường không có khả năng thụ thai. + Vận động tại chỗ: Thường là những tinh trùng non hoặc là bị dị tật. Những tinh trùng này cũng không có khả năng thụ thai. Vận chuyển của một tinh trùng được phân tích thành ba dạng chuyển động là: vận chuyển theo đường ziczac, vận chuyển theo đường trung bình và vận chuyển theo đường thẳng. Với sự phát triển của công nghệ (bằng phần mềm Sperm vision 3.7), người ta có thể xác định được các dạng chuyển động , tốc độ chuyển động của tinh trùng và xác định được khoảng cách tinh trùng chuyển độngtrong khoảng thời gian nhất định đó là khoảng cách, vận tốc chuyển động theo đường ziczăc, theo đường trung bình và theo đường thẳng. + DCL (Distance Curve Line): độ dài đường ziczăc (µm). + DAP (Distance Average Path): độ dài đường trung bình (µm). + DSL (Distance Straight Line): độ dài đường thẳng (µm). Tương ứng với mỗi dạng chuyển động trên, người ta cũng đã xác định được tốc độ chuyển động của tinh trùng ở 3 dạng đường đi là: + VCL (Velocity Curve Line): tốc độ chuyển động theo đường ziczăc (µm/giây). Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 10 + VAP (Velocity Average Path): tốc độ chuyển động theo đường trung bình (µm/giây). + VSL (Velocity Straight Line): tốc độ chuyển động theo đường thẳng (µm/giây). 2.2.5. Một số chỉ tiêu sinh lý của tinh dịch lợn *Màu sắc tinh dịch Bình thường, tinh dịch mỗi loài gia súc có màu sắc nhất định. Màu sắc của tinh dịch phụ thuộc vào: giống loài, nồng độ tinh trùng, tạp chất có trong tinh dịch. Tinh dịch lợn tốt có màu trắng sữa, trắng nước cơm. Còn các tinh dịch có màu xám, xám xanh, vàng đậm hay vàng xanh... đều là tinh dịch chất lượng kém không sử dụng trong thụ tinh nhân tạo. *Thể tích tinh dịch (V,ml) Thể tích tinh dịch là số ml sau khi lọc bỏ keo phèn trong một lần thực hiện thành công phản xạ xuất tinh. Thể tích tinh dịch phụ thuộc vào các yếu tố: giống, loài, độ tuổi, cá thể... đồng thời nó cũng phụ thuộc vào kỹ thuật khai thác tinh, tần suất lấy tinh và mùa vụ lấy tinh. Trong tinh dịch lợn có chứa một lượng khá lớn hạt selatin, chiếm 20 -30% lượng tinh tịch, chúng là sản phẩm của tuyến Cowper, dịch tiết của tuyến này đặc quánh, trong suốt. Khi xuất tinh, những hạt thể gặp enzyme vegikinase của tuyến Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 11 tinh nang rồi đọng lại thành những tinh thể lớn hơn. Sau đó các thể này hấp phụ nước và tăng lên về thể tích, người ta gọi đó là keo phèn (Trần Tiến Dũng, 2002) . Trong giao phối tự nhiên, keo phèn có tác dụng bịt lỗ tử cung, không cho tinh dịch chảy ra ngoài. Trong thụ tinh nhân tạo cần phải nhanh chóng loại bỏ keo phèn, nếu không nó sẽ hấp phụ một phần nước tinh và một số lượng lớn tinh trùng. Vào mùa giao phối trong tinh dịch lợn có lượng selatin lớn hơn mùa không giao phối. Do đó xác định thể tích tinh dịch cần phải loại bỏ keo phèn bằng cách lọc qua nhiều lớp vải gạc. * Hoạt lực của tinh trùng (A, %) Hoạt lực tinh trùng là tỷ lệ phẩn trăm tinh trùng có hoạt động tiến thẳng so với tổng số tinh trùng quan sát được. Tinh trùng vận động qua ba phương thức: + Tiến thẳng: Phương vector vận động của tinh trùng ổn định. + Xoay vòng: Phương vector vận động của tinh trùng luôn thay đổi. + Lắc lư (dao động): Vận động của tinh trùng hầu như không có vector vận động, không thay đổi vị trí tương đối của chúng. Tinh trùng nằm tại vị trí đó, chỉ có đầu hoặc đuôi cử động. Hoạt lực của tinh trùng càng cao chất lượng của tinh trùng càng tốt, khả năng thụ thai càng lớn, sức chống đỡ bệnh tật của đời sau càng tốt và ngược lại. * Nồng độ của tinh trùng (C, triệu/ml) Nồng độ tinh trùng là số tinh trùng có trong 1ml tinh nguyên. Nồng độ tinh trùng là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng tinh dịch, là cơ sở để tính toán liều tinh sản xuất. Nồng độ tinh trùng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: giống, tuổi tác, dinh dưỡng, khí hậu... Mùa Đông Xuân nồng độ tinh trùng thường cao hơn mùa Hè Thu từ 10-20 triệu/ml đối với lợn nội; 50-100 triệu ml đối với lợn ngoại. * Tổng số tinh trùng tiến thẳng (VAC, tỷ/lần) Tổng số tinh trùng tiến thẳng là tổng số tinh trùng tiến thẳng trong một lần xuất tinh. Đây là chỉ tiêu đánh giá tổng quát chất lượng tinh dịch của đực giống. Là Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 12 tích số của thể tích tinh dịch (V), hoạt lực (A) và nồng độ (C). *Tỷ lệ tinh trùng kỳ hình (K,%) Tỷ lệ tinh trùng kỳ hình là số tinh trùng có hình dạng bất thường so với tổng số tinh trùng đếm được trong quá trình kiểm tra. Theo Milovanov (1962) có hai loại tinh trùng kỳ hình cùng với đó là hai thời kỳ có thể gây nên kỳ hình ở tinh trùng. + Kỳ hình ngay trong quá trình sinh tinh: Tinh trùng kỳ hình sơ cấp, bắt nguồn từ nguyên nhân có liên quan đến bệnh lý ở cơ quan sinh tinh. + Kỳ hình sau khi tinh trùng được bài tiết ra: Tinh trùng kỳ hình thứ cấp, bắt nguồn từ nguyên nhân có liên quan đến ngoại cảnh hoặc kỹ thuật không đúng trong khâu xử lý tinh dịch. Theo tiêu chuẩn Việt Nam (1959-1976) thì tỷ lệ kỳ hình trong tinh dịch sử dụng để thụ tinh nhân tạo phải nhỏ hơn 10%. *Độ pH của tinh dịch Độ pH được xác định bởi nồng độ ion H+ trong tinh dịch. Độ pH của tinh dịch liên quan đến khả năng sống và thụ tinh của tinh trùng, pH của tinh dịch tính toan thì tinh trùng hoạt động yếu, thời gian sống kéo dài. Ngược lại, độ pH của tinh dịch kiềm tính thì tinh trùng hoạt động mạnh, thời gian sống bị rút ngắn. Độ pH của tinh dịch giữa các loài gia súc khác nhau và đều có phạm vi giới hạn nhất định. pH của dịch tiết từ dịch hoàn phụ ở các loài gia súc luôn có tính chất toan tính, có tác dụng ức chế tới mức thấp nhất sự trao đổi chất của tinh trùng và kéo dài thời gian sống của tinh trùng. pH của dịch tiết từ các tuyến sinh dục phụ trung tính hoặc kiềm tính. Vì vậy pH tinh dịch của những động vật có lượng tinh nhiều, trong đó có dịch tiết của tuyến tinh nang chiếm tỷ lệ cao thì thường có giá trị kiềm tính. Theo Nguyễn Tấn Anh, Nguyễn Quốc Đạt (1996) pH tinh dịch có tính kiềm yếu (7,2-7,5). 2.2.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng tinh dịch *Các yếu tố nội tại Giống: Các giống khác nhau có phẩm chất tinh dịch khác nhau. Lợn đực nội Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 13