Đa dạng di truyền và khoảng cách di truyền của 4 quần thể bò vàng địa phương Hà Giang, Lạng Sơn, Thanh Hóa và Nghệ An

ĐA DẠNG DI TRUYỀN VÀ KHOẢNG CÁCH DI TRUYỀN
CỦA 4 QUẦN THỂ BÒ VÀNG ĐỊA PHƯƠNG :HÀ GIANG,
LẠNG SƠN, THANH HÓA VÀ NGHỆ AN
Phạm Doãn Lân,
Ng c Duy, Trần Thị Thu Thủy, Lê Quang Nam,
Nguyễn Văn Ba, Lê Anh Quỳnh và Nguyễn Trọng Bình
Phòng thí nghiệm trọng ñiểm công nghệ tế bào ñộng vật
TÓM TẮT
Nghiên cứu ñược thực hiện nhằm ñánh giá tính ña dạng di truyền và sai khác
di truyền của 4 nhóm bò vàng ñịa phương: Hà Giang, Lạng Sơn, Thanh Hóa, Nghệ
An. Đồng thời, nghiên cứu ñược thực hiện trên một quần thể bò Brahman nhập ngoại
ñể so sánh. Kết quả phân tích trên 27 microsatelite cho thấy các quần thể bò vàng có
tính ña dạng di truyền cao với trung bình số alen trên một locus ở mỗi quần thể dao
ñộng trong khoảng từ 8,3 ñến 9,7 và tần số dị hợp tử dao ñộng trong khoảng 0,70 ñến
0,74. Hệ số cận huyết của các nhóm bò vàng ñều thấp dao ñộng trong khoảng 0,055
ñến 0,081 và cao nhất là ở quần thể bò ngoại (Fis=0.115), trung bình là 0,077.
Khoảng cách di truyền giữa các quần thể bò vàng dao ñộng trong khoảng 0,084 ñến
0,106. Kết quả kiểm ñịnh thống kê cho thấy sự sai khác di truyền giữa các nhóm bò
vàng nghiên cứu là có ý nghĩa (P<0,05), tuy nhiên cây phân loại di truyền và kết quả
phân tích bằng phương pháp PCA cho thấy các quần thể bò vàng không thực sự tách
thành các nhóm riêng biệt ñiều này chỉ ra rằng mức ñộ sai khác giữa các quần thể bò
vàng là không cao.
Từ khóa:
Đa dạng di truyền, bò vàng, ñịa phương, microsatellite
1.Đặt vấn ñề
Ở Việt Nam hiện nay có khoảng 7 nhóm bò vàng ñịa phương, mỗi nhóm
chúng mang những nét ñặc trưng ñược chọn lọc theo sở thích của người dân và ñáp
ứng với ñiều kiện khí hậu ở từng vùng (Lê Viết Ly và cs 1999). Các nhóm bò này
thường có kích thước nhỏ năng suất thịt, sữa thấp nhưng chúng lại có khả năng chịu
ñược ñiều kiện khó khăn, khả năng kháng bệnh và sinh sản tốt. Đã có những quan
ñiểm khác nhau về nguồn gốc và phân loại của những nhóm bò này, một số cho rằng

những nhóm bò này ñều thuộc một giống bò vàng Việt Nam trong khi ñó một số khác
lại cho rằng chúng là những giống ñịa phương khác nhau và ñược ñặt theo tên giống
theo từng ñịa danh như: giống bò Mèo (Hmông), Lạng Sơn, Thanh Hóa, Nghệ An,
Urìu, Phú yên và Bà Rịa. Tuy nhiên chưa có một nghiên cứu nào làm sáng tỏ về mối
quan hệ di truyền của các nhóm bò này ở mức ñộ phân tử. Mặt khác, ñể nâng cao
năng suất trong chăn nuôi bò nuôi ở Việt Nam nên ñã ñược lai với các giống bò
ngoại, do ñó số lượng cá thể bò vàng bản ñịa ñang bị suy giảm nghiêm trọng. Các
nhóm bò vàng bản ñịa thường mang tính ñặc thù rất lớn và có ý nghĩa trong việc duy
trì ña dạng sinh học do ñó cần ñược duy trì và bảo tồn.
Sử dụng các chỉ thị phân tử ñể ñánh giá ña dạng di truyền và mối quan hệ di
truyền của các giống (quần thể) vật nuôi ñã ñược thực hiện nhiều trên thế giới. Trong
ñó chỉ thị microsatellite là một trong những chỉ thị hữu hiệu và ñược sử dụng phổ biến
trong các nghiên cứu nhằm ñánh giá ña dạng di truyền và mối quan hệ di truyền của
các giống (quần thể) vật nuôi. Trong vòng 15 năm trở lại ñây rất nhiều các nghiên cứu
sử dụng chỉ thị microsatellite ñể ñánh giá ña dạng di truyền và mối quan hệ di truyền
của các quần thể bò ñược thực hiện trên thế giới (MacHugh và cs,1998; kantanen và
cs, 2000; Chikhi và cs, 2004; Gautier và cs, 2007; Li và cs, 2007; Zhang và cs, 2007;
Flury và cs, 2009; Sodhi và cs, 2011). Trong khi ñó những nghiên cứu nhằm ñánh giá
ña dạng di truyền và mối quan hệ di truyền ở các quần thể bò vàng ñịa phương con
chưa ñược thực hiện.
Trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng các chỉ thị phân tử microsatellite ñể
ñánh sự ña dạng di truyền và sai khác di truyền của 4 nhóm bò vàng ñịa phương: Hà
Giang, Lạng Sơn, Thanh Hóa và Nghệ An.
2. Vật liệu và phương pháp
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu ñược thực hiện trên 4 nhóm bò vàng ñịa phương và 1 quần thể bò
ngoại: bò vàng Lạng Sơn (LS), bò vàng Hà Giang (HG), bò vàng Thanh Hóa (TH), bò
vàng Nghệ An (NA). Ngoài ra, một quần thể bò Brahman ngoại nhập (BN) ñược
chúng tôi phân tích ñể so sánh. Địa ñiểm và số mẫu của mỗi nhóm ñược thể hiện ở
bảng 1.

ảng 1. Địa ñiểm và số lượng mẫu phân tích ở các nhóm bò
Nhóm bò Địa ñiểm thu mẫu Số mẫu
Bò vàng Hà Giang Đồng Văn- Hà Giang 100
Bò vàng Lạng Sơn Bình Gia- Lạng Sơn 100
Bò vàng Thanh Hóa Như Xuân- Thanh Hóa 100
Bò vàng Nghệ An Yên Thành- Nghệ An 100
Bò Brahman Củ Chi- TP HCM 100
Tổng 500
2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Tách chiết ADN
ADN ñược tách chiết theo quy trình bộ kít Bioneer (Hàn quốc)
2.2.2. Phản ứng PCR
Hai mươi bảy cặp mồi microsatellite ñược chúng tôi sử dụng theo khuyến cáo
của tổ chức Nông lương thế giới (FAO) và Hội di truyền học quốc tế (ISAG), ñược
chuẩn hoá trong 6 phản ứng PCR ña mồi. Mỗi phản ứng PCR ña mồi (mix) ñược thực
hiện trong thành phần phản ứng: Đệm PCR 10X: 2,0-2,5 µl, dNTP mix (2mM mỗi
loại) 2,5 µl, Mg
2+
(25mM) 2,0-2,5 µl , mồi (mồi xuôi và mồi ngược 10 pM mỗi loại)
0,1-1µl, ADN Taq polymerase 0,3 µl, ADN 1,0 µl, H
2
O vô trùng thêm vào sao cho
tổng thể tích cuối cùng là 25 µl. Phản ứng PCR ñược thực hiện theo chu trình nhiệt:
95
0
C trong 5 phút, 30-35 chu kỳ với: 94
0
C trong 30- 45 giây, 55
0
C-58

0
C trong 30-45
giây, 72
0
C trong 30-45 giây. 72
0
C trong 10 phút.
2.2.3. Phân tích ña hình các locus microsatellites
1µl của tất cả các sản phẩm multiplex-PCR sau khi bổ sung 25µl ñệm SLS
(Sample Loading Solution Beckman Coulter) và 0.15µl thang ADN chuẩn (DNA Size
standard Beckman Coulter) ñược tiến hành phân tách bằng hệ thống ñiện di mao quản
trên máy giải trình tự tự ñộng CEQ8000 của hãng Beckman Coulter. Kích thước các
alen ñược phân tích tự ñộng bằng phần mềm Genetics analysis system cho máy
CEQ8000 (phiên bản 9.0).
2.2.4. Phân tích thống kê
Một số chỉ số như: số lượng alen, trung bình số lượng alen trên mỗi locus, tần
số dị hợp tử quan sát (Ho), dị hợp tử lý thuyết (He), các giá trị thống kê F theo Wright
(Wright’F-statistics), khoảng cách di truyền, hệ số cận huyết Fis ñược ước lượng bằng
phần mềm Genetix. Phân tích mối quan hệ di truyền giữa, cây phân loại di truyền
giữa các quần thể bằng phần mềm Population và Treeview. Khoảng cách di truyền
ñược tính theo phương pháp của Nei (1972) và kiểm ñịnh sự sai khác di truyền theo
tiêu chuẩn “khi bình phương” bằng phần mềm Genetix. Thực hiện phép phân tích
PCA (Principal Coodinates Analysis) bằng phần mềm Genetix.
3. K
t quả và thảo luận
3.1. Sự ña dạng di truyền
Sự ña dạng di truyền của quần thể ñược ước lượng bởi các chỉ số như: tổng số
alen thu ñược, số lượng các alen của mỗi locus microsatellite, ñộ phong phú của alen
và tần số dị hợp tử. Kết quả phân tích trên toàn bộ 5 quần thể ñược thể hiện ở bảng 2.
Tổng số 321 alen ñược xác ñịnh trên 27 locus microsatellite, số alen trên một locus

dao ñộng từ 8 (locus INRA005 và ILSTS005) ñến 17 (locus ETH185) và trung bình
số alen trên một locus của toàn bộ số mẫu phân tích là 11,9. Hầu hết các locus ñều có
ñộ ña hình cao, tần số dị hợp tử lý thuyết (He) của các locus dao ñộng từ 0,49 (locus
ETH3, TGLA22) ñến 0,865 (locus ETH185). Các alen ñặc trưng của các locus dao
ñộng từ 4 ñến 5. Hệ số cận huyết của các locus nhìn trung là thấp, trung bình trên 27
locus là 0,077. Kết quả phép kiểm tra tính cân bằng di truyền cho thấy 19 trên 27
locus là ở trạng thái cân bằng di truyền Hardy-Weinberg.
ảng 2: S alen, tần số dị hợp tử quan sát (Ho , dị hợp tử lý thuy t (He , ñộ phong
phú alen (AR
, alen c trưng, giá trị hệ số cận huyết (Fis và kết quả kiểm tra tính
cân bằng di truyền Hardy
Weinberg của từng locus trên toàn bộ quần thể
Locus Số alen

Ho He AR PA Fis
Kiểm tra tính
cân bằng HW
CSRM60 12 0,648 0,833 11,200

0 0,188 **
CSSM66 11 0,570 0,713 8,890 2 0,161 **
HEL1 12 0,541 0,609 8,711 1 0,036 **
INRA063 10 0,595 0,766 8,873 1 0,148 **
INRA037 10 0,685 0,720 8,394 1 -0,011

NS
HEL13 11 0,634 0,778 9,092 0 0,143 **
SPS115 14 0,661 0,832 11,118

0 0,181 **

TGLA12 9 0,580 0,716 7,321 0 0,171 **
INRA032 13 0,660 0,809 9,973 2 0,175 **
ETH3 10 0,414 0,495 7,355 0 0,115 **
ILSTS006 12 0,629 0,799 9,943 1 0,199 **
BM1818 10 0,773 0,783 8,720 1 -0,008

NS
HEL9 16 0,769 0,857 13,001

2 0,059 **
ETH152 12 0,785 0,742 9,551 1 -0,078

NS
INRA005 8 0,788 0,790 7,036 1 -0,048

NS
HAUT27 13 0,874 0,807 11,557

1 -0,107

**
TGLA22 13 0,430 0,490 9,239 2 0,074 **
BM1824 9 0,625 0,724 7,496 1 0,092 **
INRA035 16 0,736 0,842 11,222

2 0,074 **
ILSTS005 8 0,487 0,564 6,651 1 0,110 **
MM12 14 0,784 0,796 11,054

3 0,002 NS

ETH185 17 0,732 0,865 14,374

0 0,109 **
BM2113 11 0,717 0,811 9,938 0 0,043 **
ETH10 9 0,698 0,746 7,081 1 0,041 NS
ETH225 15 0,771 0,795 10,317

3 0,015 NS
TGLA122 14 0,766 0,834 11,889

0 0,033 NS
INRA023 12 0,698 0,818 10,371

1 0,121 **
Trung bình

11,9 0,670 0,750 9,643 0,077
: cân bằng di truyền với P< ; NS: không cân bằng
K t quả phân tích tính ña dạng di truyền của từng quần thể bò nghiên cứu
ñược thể hiện ở bảng 3. Số lượng alen ñược xác ñịnh trên 27 locus ở mỗi quần thể dao
ñộng từ 225 (bò ngoại) ñến 261 (Hà Giang, Thanh Hóa). Trung bình số alen trên một
locus ở mỗi quần thể dao dộng từ 8,3 ñến 9,7. Tần số dị hợp tử (He) dao ñộng từ 0,70
(bò ngoại) ñến 0,75 (Hà Giang). Hệ số cận huyết thể hiện rất thấp ở mỗi quần thể bò
vàng (dao ñộng từ 0,055 ñến 0,081). Hệ số cận huyết thể hiện cao nhất ở quần thể bò
ngoại (0,115).
ảng 3. S alen, tần số dị hợp tử quan sát (Ho , dị hợp tử lý thuyết (He , alen ñặc
trưng, giá trị hệ số cận huyết (Fis
và trung bình số alen/locus ở mỗi quần thể bò
nghiên cứu
Quần thể Số alen PA He Ho Fis

Trung bình số
alen/locus
BN 225 4 0,70 0,63 0,15 8,3
HG 261 6 0,74 0,69 0,075 9,7
LS 240 6 0,72 0,67 0,081 8,8
NA 248 5 0,72 0,70 0,059 9,2
TH 261 7 0,72 0,69 0,055 9,7

Kết quả phân tích ở trên cho thấy cả 27 chỉ thị microsatellite ñược sử dụng
nghiên cứu ñều phù hợp vì có tính ña hình cao số alen ñược xác ñịnh ở mỗi locus ñều
nhiều hơn 4, theo Barker và cs (1994) thì chỉ những locus có số alen từ 4 trở lên mới
phù hợp ñể nghiên cứu ña dạng di truyền. Trung bình số alen trên một locus ở mỗi
quần thể bò vàng nghiên cứu thể hiện tương ñối cao và nằm trong khoảng kết quả
nghiên cứu trên các giống (quần thể) bò khác nhau của một số tác giả trên thế giới
như: nghiên cứu của Canon và cs (2001) trên các giống bò Châu Âu (MNA=6,5);
Beja-pereire và cs (2003) trên các giống bò tây nam Châu Âu (MNA=6,5); Zhang và
cs (2007) trên bò vàng trung quốc (MNA=29,33); Sodhi và cs (2011) trên bò Ấn Độ
(MNA= 2,84). Mặt khác, với tần số dị hợp tử (He) trung bình là 0,73 ñã chỉ ra rằng
tính ña dạng di truyền cao ở các quần thể bò vàng Việt Nam. Kết quả này của chúng
tôi tương ñương với kết quả nghiên cứu của một số tác giả trên các quần thể bò ở các
nước ñang phát triển như Trung Quốc (Zhang và cs 2007; Sun và cs 2008) (He=
0,725); Ethiopia (Dadi và cs 2008) (He=0,726); Ấn Độ (Sodhi và cs 2011)
(He=0,769) và cao hơn các kết quả nghiên cứu trên các quần thể bò ở các nước Châu
Âu (Canon và cs 2001; MacHugh và cs 1998) (He=0,6-0,71). Hệ thống và phương
thức chăn nuôi là một trong những yếu tố ảnh hưởng nhiều ñên mức ñộ ña dạng di
truyền, ở các nước ñang phát triển trong ñó có Việt Nam thì bò thường ñược nuôi bởi
các hộ gia ñình nhỏ lẻ và với phương thức chăn thả tự nhiên, ít sử dụng cac biện pháp
thụ tinh nhân tạo và chọn lọc vì vậy nên vẫn giữ ñược tính ña dạng di truyền cao.
3.2. Khoảng cách và mối quan hệ di truyền
Khoảng cách di truyền giữa các quần thể bò phân tích ñược ước lượng theo

phương pháp chuẩn của Nei (1972) và ñược thể hiện ở bảng 4. Khoảng cách di truyền
giữa các quần thể bò dao ñộng trong khoảng 0,084 ñến 0,242. Qua phép kiểm ñịnh
thống kê cho thấy sai khác di truyền giữa quần thể bò ñều có ý nghĩa (P<0,05).
Khoảng cách di truyền thể hiện cao nhất giữa quần thể bò ngoại (BN) và các quần thể
bò vàng, khoảng cách di truyền giữa các quần thể bò vàng dao ñộng trong khoảng
0,084 ñến 0,106. Từ kết quả phân tích cho thấy, mặc dù sai khác di truyền giữa các
quần thể bò vàng ñều có ý nghĩa thống kê, tuyên nhiên mức ñộ sai khác di truyền là
không cao.
Bảng 4. Ma trận khoảng cách di truyền giữa các quần thể bò nghiên cứu ñược tính
theo phương pháp của Nei
BN HG LS NA TH
BN 0,000
HG 0,242 0,000
LS 0,315 0,084 0,000
NA 0,242 0,106 0,102 0,000
TH 0,283 0,103 0,097 0,103 0,000

Cây phân loại thể hiện mối quan hệ di truyền giữa các quần thể bò ñược xây
dựng theo phương pháp UPGMA dựa trên khoảng cách di truyền ñược thể hiện ở hình
1. Qua hình 1 cho thấy cây phân loại ñược chia thành 2 nhánh chính phân tách giữa
quần thể bò ngoại và các quần thể bò vàng. Sự phân tách giữa các quần thể bò vàng
trên cây phân loại là không thực sự rõ ràng. Tương tự, ở kết quả phân tích sử dụng
phương pháp PCA (Principle Coordinates Analysis) dựa trên khoảng cách di truyền
của tât cả các cá thể phân tích (Hình 2) cũng cho thấy quần thể bò vàng không thực sự
tách biệt với nhau.

nh 1. Cây phân lo i di truyền gi a các quần th bò ñược xây d ng theo phương
pháp UPGMA d
a trên khoảng cách di truyền Nei (

Hình 2. Mô ph
ng k t qu phân tích PCA (Principle Coordinates Analysis của các
quần thể bò nghiên cứu
4. K
t luận và ñề nghị
4.1. K
t luận
Bốn quần thể bò vàng ñịa phương (Hà Giang, Lạng Sơn, Thanh Hóa, Nghệ
An) ñều có tinh ña dạng di truyền cao.
Mặc dù sự sai khac di truyền giữa 4 quần thể bò vàng ñều có ý nghĩa thống kê
(P<0,05) tuy nhiên mức ñộ sai khác này là không cao.
4.2. Đề nghị
Cần tiếp tục phân tích bằng các phần mềm thống kê khác ñể xác ñịnh các quần
thể bò vàng nói trên thuôc một giống hay là các giống khác nhau.
Tài liệu tham khảo
1. Lê Viết Ly và cộng sự ( Chuyên khảo bảo tồn nguồn gen vật nuôi ở Việt
Nam. Tập I: Phần gia súc. Nhà xuất bản nông nghiệp Hà Nội.
2. Barker, J.S.F., 1994. A global protocol for determining genetic distances among
domestic livestock breeds. In: Proceedings of the 5th World Congress on Genetics
Applied to Livestock Production, Guelph and Ontario, Canada. 21, 501-508.
3.
eja Pereira, A., Alexandrino, P., essa, I., Carretero, Y., unner, S., Ferrand,
N.,
ordana, ., Laloe, ., Moazami Goudarzi, ., Sanchez, A., Canon, ., 2003.
Genetic characterization of southwestern European bovine breeds: a historical and
biogeographical reassessment with a set of 16 microsatellites. J Hered 94, 243-
250.
4. Canon, ., Alexandrino, P., essa, I., Carleos, C., Carretero, Y., unner, S.,
Ferran, N., Garcia,
., ordana, ., Laloe, ., Pereira, A., Sanchez, A., Moazam

Goudarzi, ., . Genetic diversity measures of local European beef cattle
breeds for conservation purposes. Genet Sel Evol 33, 311-332.
5. Chikhi, L., Goossens,
., reanor, A., ruford, M.W., 2004. Population genetic
structure of and inbreeding in an insular cattle breed, the Jersey, and its
implications for genetic resource management. Heredity 92, 396-401.
6.
adi, H., ibbo, M., akahashi, Y., Nomura, ., Hanada, H., Amano, ., 2008.
Microsatellite analysis reveals high genetic diversity but low genetic structure in
Ethiopian indigenous cattle populations. Anim Genet 39, 425-431.
7. Flury, C., Ngandolo,
.N.R., Müller, ., Zinsstag, ., adarmideen, H.N.,
Molecular characterization of two common Chadian cattle breeds. AGRI 44, 67-
76.
8. Gautier, M., Faraut,
., Moazami Goudarzi, ., Navratil, V., Foglio, M., Grohs,
C.,
oland, A., Garnier, .G., oichard, ., Lathrop, G.M., Gut, I.G., ggen, A.,
2007. Genetic and haplotypic structure in 14 European and African cattle breeds.
Genetics 177, 1059-1070.
9. Gutierrez,
.P., Royo, L. ., Alvarez, I., Goyache, F., 2005. MolKin v2.0: a
computer program for genetic analysis of populations using molecular coancestry
information. J Hered 96, 718-721.
10.
antanen, ., Olsaker, I., Holm, L. ., Lien, S., Vilkki, J., Brusgaard, K.,
ythorsdottir, ., Danell, B., Adalsteinsson, S., 2000. Genetic diversity and
population structure of 20 North European cattle breeds. J Hered 91, 446-457.
11. Li, M.H.,
apio, I., Vilkki, ., Ivanova, Z., iselyova, ., Marzanov, N., Cinkulov,

M., Stojanovic, S., Ammosov, I., Popov, R., antanen, ., 2007. The genetic
structure of cattle populations (
os taurus) in northern Eurasia and the
neighbouring Near Eastern regions: implications for breeding strategies and
conservation. Mol Ecol 16, 3839-3853.
12. MacHugh,
. ., Loftus, R. ., unningham, P., Bradley, D.G., Genetic
structure of seven European cattle breeds assessed using 20 microsatellite
markers. Anim Genet 29, 333-340.
13. Nei, M.,
Genetic distance between populations. American Naturalist 106,
283-292.
14. Sodhi, M., Mukesh, M., Mishra,
.P., Ahlawat, S.P., Prakash, ., Sobti, R.C.,
Microsatellite analysis of genetic population structure of zebu cattle (Bos
indicus) breeds from north-western region of India. Anim Biotechnol 22, 16-29.
15. Sun, W., Chen, H., Lei, C., Lei, X., Zhang, Y., 2008. Genetic variation in eight
Chinese cattle breeds based on the analysis of microsatellite markers. Genet Sel
Evol 40, 681-692.
16. Zhang, G.X., Wang, Z.G., Chen, W.S., Wu, C.X., Han, X., Chang, H., Zan, L.S., Li,
R.L., Wang,
.H., Song, W. ., Xu, G.F., Yang, H. ., Luo, Y.F., 2007. Genetic
diversity and population structure of indigenous yellow cattle breeds of China
using 30 microsatellite markers. Anim Genet 38, 550-559.
Weir,
.S., Cockerham, C.C Estimating F-statistics for the analysis of
populations structure. Evolution 38, 1358-1370.