Cấy truyền phôi là gì? Ý nghĩa công nghệ cấy truyền phôi?

1. Công nghệ cấy truyền phôi là gì?

Công nghệ cấy truyền phôi đã được áp dụng rất thành công ở nhiều quốc gia tiên tiến, phát triển trên thế giới. Nổi bật ở Hoa Kỳ, Nhật Bản, Singapore, Australia. .. Ở Việt Nam công nghệ này cũng đã triển khai nhưng còn chưa rộng rãi. Công nghệ cấy truyền phôi được định nghĩa là cấy phôi từ một cá thể cái có cùng năng suất vào phôi của một cá thể cái khác. Điều quan trọng là phôi vẫn tồn tại và tăng trưởng bình thường ở cá thể mới. Trước khi cấy phôi, cần phải chọn con cái nhận phôi có các đặc tính sinh lý và hình thái giống với con vật cấy phôi. Như vậy quá trình sinh trưởng của phôi mới cho ra kết quả tốt như ý muốn. Theo thuật ngữ khoa học sự giống nhau được gọi là đồng phân.

2. Ý nghĩa của công nghệ cấy truyền phôi:

Công nghệ cấy phôi được ra đời đã mang lại nhiều giá trị to lớn đối với ngành khoa học trồng trọt, chăn nuôi.

Thứ nhất: Với các giống quý, có khả năng bị mất dần. Áp dụng công nghệ cấy sẽ giúp nhân giống vật nuôi rộng và bảo tồn các gen này. Trong chăn nuôi, người ta chủ yếu sử dụng phôi cấy ở cá thể cao sản có nhiều tiềm năng di truyền. Sau đó cấy ở nhiều cá thể mới nhằm khai thác tối đa những gen quý.

Thứ hai: Quá trình lai tạo, tuyển chọn giống vật nuôi mới được đẩy mạnh. Phủ rộng những gen tốt, mang lại chất lượng, năng suất cao trong chăn nuôi.

Thứ ba: Vật nuôi khi sinh sản mang lại năng suất cực cao. Các sản phẩm cung cấp ra thị trường đều đảm bảo chất lượng từ thịt, trứng, sữa. ..

Ví dụ: Ứng dụng công nghệ cấy truyền phôi ở bò sữa đã giúp nhân nhanh các giống bò cao sản. Các phôi đông lạnh, phôi tươi phân giới tính được cấy truyền đã cho ra đời những con bò cái có năng suất sữa cao, chất lượng sữa tốt.

Thứ tư: Giúp giảm bớt các chi phí khi nhân giống về nhân lực, vật tư, kĩ thuật. .. Vì khi ứng dụng công nghệ cấy phôi một cá thể cái có thể cấy thêm nhiều con khác.

Thứ năm: Người chăn nuôi có thể trao đổi, chia sẻ nguồn phôi giữa những tỉnh, hoặc với các quốc gia khác.

Thứ sáu: Nhờ có phương pháp cấy phôi nên chúng ta có thể duy trì những con giống khoẻ mạnh dưới nhiều hình thức khác nhau. Ví dụ như, tinh trùng hay trứng. ..

Thứ bảy: Đối với gia cầm, phôi là cơ quan rất an toàn bởi vì phần lớn các bệnh không lây qua đường máu. Như vậy, quá trình nhân giống sẽ đạt được hiệu quả như mong muốn. Vật nuôi khi sinh ra cũng dễ thích nghi với nhiều điều kiện sinh sống.

Thứ tám: Ngành công nghệ cấy truyền phôi còn là tiền đề để thực hiện nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật khác. Nó có vai trò to lớn với ngành chăn nuôi. Cụ thể như:

+ Tạo giống vaccine mới phòng, chữa bệnh

+ Lai ghép, chiết phôi tạo giống mới

+ Nâng cao chất lượng trong quá trình bảo quản và cấy truyền phôi

– Hạn chế:

+ Các con sinh ra có kiểu gene giống nhau nên có thể chết đồng loạt nếu gặp điều kiện ngoại cảnh bất lợi, dẫn đến suy giảm năng suất và hiệu quả kinh tế.

+ Đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao, máy móc trang thiết bị tiên tiến.

3. Cơ sở khoa học của việc cấy truyền phôi: 

Theo các nghiên cứu y học, phôi được coi là một thể sống độc lập trong quá trình phát triển của một loài vật nuôi. Trong trường hợp nó được chuyển sang một cơ thể khác có cấu trúc tương tự, các bộ phận sinh sản và sinh dục phù hợp với cơ thể đã cho phôi, phôi sẽ tiếp tục phát triển theo tự nhiên và mang lại hiệu suất cao.

Sử dụng các sản phẩm sinh học chuyên ngành, con người có khả năng kiểm soát và giám sát mọi hoạt động sinh dục và sinh sản của vật nuôi sau khi đã ghép phôi thành công.

4. Trình tự các công đoạn của công nghệ cấy truyền phôi bò:

Việc cấy truyền phôi cho bò đã được thực hiện thành công lần đầu trên toàn thế giới vào năm 1951. Tuy nhiên, ở Việt Nam, việc nghiên cứu này chỉ được tiến hành từ năm 1980.

Trước khi thực hiện quá trình cấy truyền phôi, điều kiện tiên quyết là tìm ra cá thể mẹ có khả năng đáp ứng yêu cầu đã được đặt ra để tạo ra phôi hoặc trứng. Tiếp theo, quá trình tạo phôi trong cá thể mẹ và lấy phôi ra khỏi cá thể mẹ được tiến hành. Phôi sau khi được lấy ra sẽ được cấy vào một cá thể mẹ khác, cá thể này đã được kích hoạt dục từ (nhân tạo hoặc tự nhiên). Sự đồng thuận chính là sự phù hợp giữa cá thể mẹ cho và cá thể mẹ nhận – tuổi của phôi phải tương tự và phù hợp với nhau. Chỉ khi điều này được đảm bảo mới có thể đạt hiệu quả trong việc cấy truyền phôi.

Dưới đây là trình tự bước của kỹ thuật cấy:

Bao gồm 11 bước cơ bản:

1. Chọn cá thể bò năng suất cấy phôi

2. Chọn cá thể bò nhận phôi có chức năng sinh dục, cơ quan sinh sản tốt

3. Thực hiện giao phối đồng loạt theo phương thức nhân tạo hoặc tự nhiên.

4. Tiến hành kích thích, làm rụng trứng cho cá thể mang phôi với số lượng nhiều.

5. Chờ cá thể bò nhận phôi đến khi trưởng thành

6. Nhân giống mới bằng cách ghép cá thể bò có phôi với cá thể bò khoẻ mạnh.

7. Lựa chọn thời gian thu hoạch phôi.

8. Ghép chuyển phôi cho cá thể nhận

9. Bò cho phôi quay trở về với đời sống trước đây và sinh sản lại bình thường. Chờ khoảng 5 tháng sau thì tách và cấy phôi mới.

10. Cá thể bò cái nhận phôi có chửa

11. Sinh sản bầy bò con có gen tốt, thừa hưởng các gen xuất sắc ở cá thể bò mang phôi.

5. Ứng dụng công nghệ cấy truyền phôi tại Việt Nam:

Công nghệ cấy truyền phôi (Embryo Transfer – ET) là phương pháp tách trứng đã thụ tinh (phôi) trong đường ống dẫn trứng ra ngoài tử cung của con bò mẹ (con cho), cấy vào vòi trứng hoặc tử cung của con mẹ khác (con nhận) có trạng thái sinh lý tương đương (đồng pha) để phôi có thể tiếp tục phát triển trong tử cung con nhận (mẹ nuôi) để cho ra một cá thể mới. Đặc tính di truyền của cá thể tạo ra nhờ cấy phôi không phụ thuộc vào mẹ nuôi (con nhận phôi). Chính vì đặc tính di truyền, các con mẹ có đặc tính di truyền thấp có thể làm con nhận phôi cho cá thể có phẩm chất vượt trội hoặc tương đương để tạo ra bò sữa cao sản.

Mục đích của công nghệ phôi là tạo ra các giống bò sinh từ những con cái năng suất cao. Một bò mẹ năng suất cao bình thường có thể cho 8 – 10 bê trong cả cuộc đời. Nếu dùng công nghệ phôi, do đẻ trứng nhiều, bò mẹ bình thường có thể cho 20, 50, 100, 200 bê hoặc hơn tuỳ theo trình độ kỹ thuật.

Cấy truyền phôi được coi là giải pháp tiên tiến, ứng dụng công nghệ cao trong quá trình chọn tạo ra các con giống cao sản làm hạt nhân của đàn bò sữa. Công nghệ cấy truyền phôi giúp nâng cao khả năng kháng bệnh cho bò, nhân nhanh những giống mới, đưa ra thực tiễn chăn nuôi trên cơ sở tận dụng tối đa tiềm năng di truyền của các cá thể bò cao sản; nâng cao khả năng sinh trưởng, cải thiện năng suất sữa, thịt, làm giảm thời gian chọn lọc giống vì một con bò cho phôi có thể sinh ra 2-3 bê chất lượng cao trong một năm. Từ đó, giảm các chi phí sản xuất đầu vào về thức ăn, phân bón, nhân công, phòng chống dịch bệnh, giảm thải chất thải chăn nuôi; giúp cho các trang trại giảm chi phí sản xuất, thuận tiện trong việc xuất, nhập khẩu giống bò cao sản thay thế bằng con đường nhập khẩu phôi. Hạn chế một số bệnh và nâng cao khả năng chống chịu dịch bệnh, khả năng thích ứng cho con vật nuôi ở điều kiện mới, từ giai đoạn phôi thai. Nâng cao khả năng sinh trưởng, năng suất thịt, sữa trong chăn nuôi bò.

Thực tế, cấy truyền phôi bò đã được nghiên cứu, áp dụng vào Việt Nam từ những năm 1980 tại Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ Quốc gia, mặc dù số lượng còn khiêm tốn. Từ năm 1990, nhóm nghiên cứu của PGS.TS Hoàng Kim Giao đã thành công trong kỹ thuật cấy truyền phôi trên bò (1994) và kỹ thuật ghép phôi cho ra đời 2 con bê sữa từ một trứng (2002). Cho đến nay, một số kỹ thuật đã được công bố như:

Số phôi thu được trên một lần xử lý là 3,3 phôi. 74,7% số phôi thu được sẽ dùng cho cấy truyền phôi.

Tỷ lệ thành công khi cấy phôi tươi là 27 – 29%, phôi đông lạnh 40 – 45%. Trung bình khoảng 35%.

Tỷ lệ bò đẻ bình thường so với bò mang thai không cấy phôi khoảng 80% (cấy phôi, sảy thai, đẻ non khoảng 20%).

Số trứng thu được ở một bò trên một lần xử lý 6 – 11 trứng, trung bình 7 trứng.

Kết quả nuôi trứng chín đạt 70 – 79%, trung bình 75%.

Tỷ lệ phôi invitro 23,1 – 50,6%, trung bình 35%.

Tỷ lệ thụ tinh phát triển đến phôi dâu và phôi nang 19,6 – 32,4%, trung bình 26%.

Tỷ lệ tách thành công phôi dâu và phôi nang sớm 56,6%.

Tỷ lệ thụ thai invitro từ tinh dịch bò xác định giới tính đạt 29,9%. Tỷ lệ sinh dâu từ phôi nang đạt 35%.