ĐA HÌNH GEN HORMON SINH TRƯỞNG CỦA MỘT SỐ GIỐNG BÒ NUÔI Ở VIỆT NAM

Hiện nay, chăn nuôi bò để lấy sữa đang là một nghề rất phổ biến và được tiến hành trên nhiều tỉnh thành trong cả nước. Chọn lọc ra bò có tiềm năng di truyền cho năng suất và chất lượng sữa cao để nâng cao hiệu quả chăn nuôi bò sữa là thiết thực. Với sự phát triển nhanh của các ngành khoa học đặc biệt là công nghệ sinh học, cho phép chúng ta có thể nghiên cứu sâu đến mức độ phân tử, đánh giá được tiềm năng di truyền các gen của vật nuôi. ...

TRẦN XN HỒN – Đa hình gen Hocmon sinh trưởng ĐA HÌNH GEN HORMON SINH TRƯỞNG CỦA MỘT SỐ GIỐNG BỊ NI Ở VIỆT NAM Trần Xn Hồn1, Đinh Đoàn Long2, Nguyễn Thị Quỳnh Châu1, Phạm Phương Mai1 Trần Xn Tồn1 Phịng Thí nghiệm trọng điểm Công nghệ tế bào động vật, Viện Chăn nuôi Bộ môn Di truyền học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Tác giả liên hệ: Trần Xuân Hoàn Tel: (04) 2.116.165 / 0914.873.684; Fax: (04) 8.389.775; Email: hoantranvcn@yahoo.com ABSTRACT The polymorphisms of growth hormone gene in some cattle breeds in Vietnam Two breeds of dairy cow were analyzed for polymorphisms in the growth hormone gene (GH): the hybrid dairy cows and HF dairy cows The DNA polymorphisms were identified, one at a MspI restriction site and one at an AluI restriction site The GH genotype frequencies of the hybrid dairy cows and HF dairy cows were quite different Analysis of the hybrid dairy cows revealed the frequency of heterozygous genotype (AB) of MspI digestion was quite high 0.48 and the frequency of homozygous genotype (LL) of AluI digestion was highest 0.93 Analysis of the Moc Chau HF dairy cows indicated the frequencies of homozygous genotypes of MspI digestion (AA) and AluI digestion (LL) were very high 0.79 and 0.69, respectively The GH genotypes of Tuyen Quang HF dairy cows was quite similar to Moc Chau HF dairy cows: the frequencies of homozygous genotypes of MspI digestion and AluI digestion were high 0.63 and 0.62, respectively The results indicated that the GH homozygous genotypes of dairy cows had high frequency in three populations Keywords: DNA polymorphisms; growth hormone gene; genotype frequencies; PCR- RFLP ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, chăn ni bị để lấy sữa nghề phổ biến tiến hành nhiều tỉnh thành nước Chọn lọc bị có tiềm di truyền cho suất chất lượng sữa cao để nâng cao hiệu chăn ni bị sữa thiết thực Với phát triển nhanh ngành khoa học đặc biệt công nghệ sinh học, cho phép nghiên cứu sâu đến mức độ phân tử, đánh giá tiềm di truyền gen vật nuôi Gần đây, nhiều gen có tiềm phát có ảnh hưởng tới q trình sinh lý tính trạng sản xuất Một số gen chọn để tiến hành nghiên cứu gen hormon sinh trưởng (GH) bò Nhiều nhà khoa học giới tiến hành nghiên cứu đa hình gen GH bị, cho thấy gen có ảnh hưởng đến nhiều tính trạng sản xuất, có suất sữa Andrzej Dybus (2002) tiến hành nghiên cứu đa hình gen hormon sinh trưởng bị lang trắng đen Ba Lan, cho thấy đa hình gen có ảnh hưởng tới tính trạng sản xuất sữa bò Zhou cs (2005), nghiên cứu gen GH bị Holstein Bắc Kinh nhận thấy đa hình gen có liên quan với tính trạng sản xuất sữa Lucy (1993) Yao (1996) phát hai điểm đa hình nằm exon gen GH có ảnh hưởng tới tính trạng sản xuất sữa Từ kết thu nhà nghiên cứu, với mục đích đánh giá mức độ đa hình gen GH số giống bò sữa Việt Nam, chúng tơi tiến hành thực đề tài: Phân tích tính đa hình gen hormon sinh trưởng số giống bị ni Việt nam Nhằm xác định đa hình ADN xác định kiểu gen cho cá thể VIỆN CHĂN NI - Tạp chí Khoa học Công nghệ Chăn nuôi - Số 14-Tháng 10-2008 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vật liệu nghiên cứu Đối tượng địa điểm nghiên cứu: tổng số 206 bị gồm: 14 bị đực giống ni trung tâm tinh đơng lạnh Moncada 62 bị sữa lai ni Trung tâm nghiên cứu Bị đồng cỏ Ba Vì 70 bị sữa ni Cơng ty giống bị sữa Mộc Châu 60 bị sữa ni Trại bò sữa Tiền Phong Tuyên Quang Thời gian nghiên cứu: từ 9/2006 – 9/2007 Phương pháp nghiên cứu Lấy mẫu máu: Máu bị lấy khoảng 0,5ml chống đơng dung dịch EDTA 0,5 M theo tỷ lệ EDTA: 20 máu Tinh ADN: Mỗi mẫu máu chống đông lấy 200 l tách ADN theo kit Hãng Fermentas Nhân ADN đặc hiệu (phản ứng PCR) Sử dụng cặp mồi ký hiệu GH1 để nhân vùng intron gen GH có trình tự sau: 5’-CCCACGGGCAAGAATGAGGC-3’ Xi 5’-TGAGGAACTGCAGGGGCCCA-3’ Ngược Chu trình nhiệt: Sau biến tính 94oC 5’, thực phản ứng 35 chu kỳ sau: 94 oC 1’, 60oC 50s 72 oC 1’ Sau kết thúc 72 oC 10’ Sử dụng cặp mồi ký hiệu GH2 để nhân vùng exon gen GH có trình tự sau: 5’-GCTGCTCCTGAGGGCCCTTCG-3’ Xi 5’-GCGGCGGCACTTCATGACCCT-3’ Ngược Chu trình nhiệt: Sau biến tính 94 oC 3’, thực phản ứng 35 chu kỳ sau: 94oC 1’, 61 oC 1’, 72 oC 1’ Sau kết thúc 72oC 5’ Sản phẩm PCR cắt enzym giới hạn Sản phẩm PCR từ cặp mồi GH1 cắt enzym MspI Sản phẩm PCR từ cặp mồi GH2 cắt enzym AluI Điện di gel agarose : nhằm xác định tiêu sau Xác định đa hình ADN: Sản phẩm PCR từ cặp mồi GH1, GH2 cắt Enzym , độ lớn đoạn ADN xác định phương pháp điện di thạch agarose 2% 2,5%, với điện 65v 60 phút hệ đệm TBE 1X, nhuộm ethidium bromide Các băng điện di so đối chứng với thang ADN chuẩn Xác định kiểu gen cho cá thể dựa vào kết điện di TRẦN XUÂN HOÀN – Đa hình gen Hocmon sinh trưởng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết nhân ADN đặc hiệu Sản phẩm PCR nhân lên từ hai cặp mồi GH1, GH2 có kích thước tương ứng 329 bp, 223 bp phù hợp với kết Zhou (2005) Mattos (2004) Kết trình bày Hình M 335 bp 210 bp Hình 1: Sản phẩm PCR nhân lên từ cặp mồi M: Marker 5; 1, 2, 3: PCR mồi GH1; 4, 5, 6, : PCR mồi GH2 Qua hình cho thấy sản phẩm PCR nhân lên từ cặp mồi GH1 GH2 bò sữa lai, bò HF bị đực giống ni Việt Nam so với tài liệu công bố, không phù hợp kích thước đoạn ADN, mà cịn phản ánh tính đặc hiệu hai cặp mồi Kết cho thấy sản phẩm PCR hồn tồn thích hợp để phân tích mức độ đa hình gen GH Tính đa hình gen GH Phân tích đa hình gen GH MspI Sản phẩm PCR từ cặp mồi GH1 cắt MspI thu kiểu gen tương ứng sau: AA chạy điện di thu băng có kích thước 224 bp 105 bp, AB thu băng có kích thước 329 bp, 224 bp 105 bp BB thu băng 329 bp Kết cắt sản phẩm PCR từ cặp mồi GH1 thể Hình 2 M Hình 2: Sản phẩm PCR từ cặp mồi GH1 cắt MspI M: Marker 11; 1:Sản phẩm PCR ; 2: Kiểu gen BB; 3,4,6: Kiểu gen AA; 5,7: Kiểu gen AB VIỆN CHĂN NI - Tạp chí Khoa học Công nghệ Chăn nuôi - Số 14-Tháng 10-2008 Sau sử dụng enzym MspI cắt sản phẩm PCR từ cặp mồi GH1 206 bị, chúng tơi thấy mức độ đa hình có khác giống bị Kết trình bày Bảng Bảng 1: Các kiểu gen GH nhân lên cặp mồi GH1 bò Đối tượng bò Bò sữa lai Bò sữa Mộc Châu Bò sữa Tuyên Quang Bò đực giống n (cá thể) 62 70 60 14 Tỷ lệ kiểu gen AA (%) 41,94 78,57 63,33 Tỷ lệ kiểu gen AB (%) 48,38 20,00 31,67 100 Tỷ lệ kiểu gen BB (%) 9,68 1,43 5,00 Qua bảng cho thấy, đàn bị sữa lai ni trung tâm nghiên cứu bò đồng cỏ Ba có tần số kiểu gen đồng hợp AA chiếm tỷ lệ cao 41,94%, kiểu gen AB chiếm tỷ lệ cao 48,38% thấp kiểu gen BB chiếm tỷ lệ 9,68% Trong đó, bị sữa HF ni Mộc Châu Tun Quang có kiểu gen AA chiếm tỷ lệ cao 78,57% 63,33% thấp kiểu gen BB chiếm 1,43% 5% Nhưng bò đực giống lai tất mang kiểu gen AB Zhou (2005) sử dụng MspI để phân tích đoạn gen nhân lên từ cặp mồi GH1 đàn bò Holstein Bắc Kinh cho thấy kiểu gen AA, AB BB có tần số tương ứng 0,77; 0,21 0,02 Tác giả cho biết bị HF mang kiểu gen AA có suất sữa cao so với cá thể có kiểu gen AB BB chu kỳ I, II III Qua kết ban đầu cho thấy, bò đực giống mang kiểu gen AB 100%, nên đàn bò lai kiểu gen AB chiếm tỷ lệ cao So với bò HF Bắc Kinh, đàn bị sữa ni Tun Quang đàn bị lai có tỷ lệ kiểu gen BB cao, tỷ lệ kiểu gen BB đàn bò HF Mộc Châu lại thấp chiếm 1,43% Trong đàn bò HF số n chưa lớn khả đàn bị sữa HF ni Mộc Châu Tuyên Quang chọn lọc tương đối tốt, nên tần số kiểu gen AA chiếm tỷ lệ cao Để đánh giá mức độ ảnh hưởng kiểu gen AA tới suất sữa bị cần tiếp tục phân tích số lượng mẫu nhiều thu thập suất sữa cá thể để tìm mối liên quan kiểu gen với tính trạng Phân tích đa hình gen GH AluI Cắt sản phẩm PCR từ cặp mồi GH2 AluI thu ba kiểu gen tương ứng sau: LL chạy điện di thu băng có kích thước 171 bp 52 bp, LV thu băng có kích thước 223 bp, 171 bp 52 bp VV thu băng 223 bp M 223 bp Hình 3: Sản phẩm PCR từ cặp mồi GH2 cắt AluI M: Marker 11; 1: Sản phẩm PCR ; 2,3,4,6,7: Kiểu gen LL; 5: Kiểu gen VV TRẦN XN HỒN – Đa hình gen Hocmon sinh trưởng Kết chạy điện di cắt sản phẩm PCR từ cặp mồi GH2 AluI thể Hình Hình cho thấy, kiểu gen thu sau sử dụng enzym cắt giới hạn AluI phân tích đa hình đoạn gen nhân lên từ cặp mồi GH2 tổng số 206 bị trình bày Bảng Bảng 2: Các kiểu gen GH nhân lên cặp mồi GH2 bò n (cá thể) 62 70 60 14 Đối tượng bò Bò sữa lai Bò sữa Mộc Châu Bò sữa Tuyên Quang Bò đực giống Tỷ lệ kiểu gen LL (%) 95,2 68,57 61,67 Tỷ lệ kiểu gen LV (%) 3,2 28,57 35,0 100 Tỷ lệ kiểu gen VV (%) 1,6 2,86 3,33 Qua bảng cho thấy bò sữa lai bò sữa HF Mộc Châu, Tuyên Quang có kiểu gen LL tương ứng 95,2%; 68,57% 61,67% Kiểu gen VV hai giống bò ba quần thể tương ứng 1,6%; 2,86% 3,33% Nhưng bò đực giống có kiểu gen LV Andrzej Dybus (2002) cho biết bị đen-trắng Ba lan có kiểu gen LL chiếm tỷ lệ cao 65,3% thấp kiểu gen VV 2,3% Tác giả cho biết bò mang kiểu gen LL cho suất sữa cao so với kiểu gen LV VV Theo Lucy (1993) bò Holstein-Friesian mang kiểu gen LL có suất sữa cao bị có kiểu gen LV Qua kết phân tích đa hình gen GH đàn bị sữa lai bò sữa HF cho thấy bò đực giống có kiểu gen dị hợp tử, bị sữa có kiểu gen đồng hợp LL cao hai giống, điều cho thấy khả kiểu gen có ảnh hưởng đến kiểu hình bị sữa, nên chọn lọc theo kiểu hình để có bò cho suất sữa cao ảnh hưởng đến tần số kiểu gen đàn, dẫn đến kiểu gen cho suất sữa cao chiếm tỷ lệ cao Các kiểu gen GH bò Như mặt lý thuyết sử dụng enzym MspI AluI để cắt sản phẩm PCR từ cặp mồi GH1, GH2 tương ứng gen GH tối đa thu kiểu gen khác Nhưng thực tế phân tích 62 bò sữa lai, 130 bò sữa HF 14 bị đực giống chúng tơi thu kiểu gen Số cá thể mang kiểu gen khác giống Kết trình bày Bảng Bảng 3: Phân bố kiểu gen GH bò Các kiểu gen GH1 GH2 BB LL AA VV AA LL AA LV AB VV AB LL AB LV Tổng số cá thể Bò sữa lai (cá thể) 24 25 62 Bò sữa Mộc Châu (cá thể) Bò sữa Tuyên Quang (cá thể) 38 15 18 19 16 60 70 Bò đực giống (cá thể) 14 14 Qua bảng cho thấy, bò sữa lai có kiểu gen/9 tổ hợp theo lý thuyết kiểu gen AA LL AB LL có tần số xuất cao Trong bị sữa HF Mộc Châu có kiểu VIỆN CHĂN NI - Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Chăn ni - Số 14-Tháng 10-2008 gen/ tổ hợp theo lý thuyết kiểu gen AA LL có tần số xuất cao (38/70 cá thể) Bên cạnh đó, bị sữa Tuyên Quang thu kiểu gen/9 tổ hợp theo lý thuyết kiểu gen AA LL AA LV có tần số xuất cao Cịn bị đực có kiểu gen/ tổ hợp gen Kết hợp kết nghiên cứu Zhou (2005) Lucy (1993) cho thấy bò mang kiểu gen AA LL có suất sữa cao Trong tỷ lệ kiểu gen số quần thể bò cao Điều phản ánh tiến di truyền cơng tác chọn giống bị sữa KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Sử dụng enzym MspI phân tích đa hình gen GH cho thấy mức độ đa hình giống bò khác Bò HF Mộc Châu Tuyên Quang kiểu gen AA chiếm tỷ lệ cao 78,57% 63,33%, bò sữa lai kiểu gen AA AB có tỷ lệ tương ứng 41,94% 48,38%, bị đực giống có kiểu gen AB Sử dụng enzyme AluI phân tích đa hình gen GH cho thấy bị sữa có tỷ lệ kiểu gen LL cao 95,2% bò sữa lai, 68,57% 61,67% tương ứng bò sữa HF Mộc Châu, Tuyên Quang kiểu gen LV thấp nhất, bị đực giống có kiểu gen LV Phân tích đa hình gen GH bị hai enzyme MspI AluI phát kiểu gen bò sữa lai, kiểu gen bò sữa HF Mộc Châu, kiểu gen bò sữa Tuyên Quang kiểu gen bò đực giống tổng số kiểu gen mong đợi, kiểu gen AA LL có tần số cao bò sữa lai bò sữa HF TÀI LIỆU THAM KHẢO Andrzej Dybus (2002) ‘’Associations between Leu/Val polymorphism of growth hormone gene and milk production traits in Black-and-White cattle.” Arch Tierz, Dummerstorf 45: pp 421-428 Lucy M.C, Hauser S.D, Eppard P.J,Krivi G.G, Clark J.H, Bauman D.E, Collier R.J (1993) “Variant of somatropin in cattle: Gene frequencies in major dairy breed and associated milk production.” Domestic Animal Endocrinology, 10: pp.325-333 Mattos K K, Silvia Nassif Del Lama, Mario Luiz Martinez and Ary Ferreira Freitas (2004) “Association of bGH and Pit-1 gene variants with milk production traits in dairy Gyr bulls.” Pesq agropec bras., Brasilia version 39, 2: pp.147-150 Yao J, Aggerey S.E, Zadworny D, Hayes J E and Kuhnllein U (1996) “Sequence variation in the bovine growth hormone gene characterized by single strand conformation polymorphism (SSCP) analysis and their association with milk production traits in Holstein.” Genetics 144: pp.1809-1816 Zhou G.L, Jin H G, Chen L, Guo S L, Zhu Q and Wu Y H (2005) “ Association of genetic polymorphism in GH gene with milk production traits in Beijing Holstein cows.” J Biosci, 30 (5): pp.595-598 *Người phản biện: Ths Phạm Dỗn Lân ; Ths: Nguyễn Trọng Bình ... PCR ; 2,3,4,6,7: Kiểu gen LL; 5: Kiểu gen VV TRẦN XN HỒN – Đa hình gen Hocmon sinh trưởng Kết chạy điện di cắt sản phẩm PCR từ cặp mồi GH2 AluI thể Hình Hình cho thấy, kiểu gen thu sau sử dụng... ứng gen GH tối đa thu kiểu gen khác Nhưng thực tế phân tích 62 bị sữa lai, 130 bò sữa HF 14 bò đực giống thu kiểu gen Số cá thể mang kiểu gen khác giống Kết trình bày Bảng Bảng 3: Phân bố kiểu gen. .. chọn giống bị sữa KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Sử dụng enzym MspI phân tích đa hình gen GH cho thấy mức độ đa hình giống bò khác Bò HF Mộc Châu Tuyên Quang kiểu gen AA chiếm tỷ lệ cao 78,57% 63,33%, bò