Trải qua một thời gian dài chọn lọc và phát triển, hiện nay trên thế giới có khoảng hơn 800 giống bò khác nhau. Chúng là các dạng biến thể của hai loài phụ
Bos taurus và Bos indicus. Sự phân bố các các loại bò nuôi khác nhau hiện nay ở Châu Á, Châu Âu và Châu Phi đƣợc minh hoạ ở bản đồ hình 1.5. Trong đó, các giống bò của Châu Âu đều thuộc loài phụ Bos taurus và có nguồn gốc thuần hoá từ vùng Cận Đông. Ở phía đông bắc Châu Á chủ yếu phân bố của bò thuộc loài phụ
Bos taurus, ở khu vực Trung Á và Tây Á là sự phân bố của các giống thuộc bò Bos indicus, ở phía Đông Nam châu Á bao gồm Việt Nam là bò lai giữa Bos taurus và
Bos indicus. Ở Châu Phi do sự du nhập của các nhóm bò Bos taurus từ phía Tây Nam Á và bò Bos indicus từ Ấn Độ kết hợp với nhóm bò Bos taurus đƣợc thuần hoá ở đây đã tạo nên sự đa dạng về kiều hình và sự phân bố, bao gồm các giống bò thuộc loài phụ Bos indicus, Bos taurus và bò lai giữa hai loài phụ này.
Hình 1.5: Sự phân bố các loại bò ngày nay ở Châu Á, Châu Phi và Châu Âu (nguồn: Daniel, 1998) [40]
1.6. ĐẶC ĐIỂM QUẦN THỂ BÒ NUÔI Ở TỈNH HÀ GIANG
1.6.1. Điều kiện địa lý, xã hội của tỉnh Hà Giang
Hà Giang là một tỉnh miền núi phía Bắc nơi có nhiều đồi núi nhất của Việt Nam. Phía Bắc giáp Trung Quốc (chiều dài đƣờng biên 274 km), phía Đông giáp tỉnh Cao Bằng, phía tây giáp tỉnh Yên Bái và Lào Cai, phía Nam giáp tỉnh Tuyên Quang. Diện tích tự nhiên của tỉnh là 7.884 km2, tổng dân số là 632.500 ngƣời với 22 dân tộc khác nhau. Về hành chính, Hà Giang chia thành 10 huyện và 1 thị xã với 192 xã phƣờng. Dựa theo vị trí địa lý và đặc điểm địa hình, tỉnh Hà Giang đƣợc chia làm 3 vùng sinh thái khác nhau: vùng cao núi đá phía Bắc gồm 4 huyện Đồng Văn, Mèo Vạc, Yên Minh và Quản Bạ; vùng cao núi đất phía tây gồm 3 huyện Xín Mần, Hoàng Su Phì và một số xã của huyện Vị Xuyên; vùng thấp núi đất gồm các huyện Bắc Mê, Bắc Quang, Quang Bình, thị xã Hà Giang và một số xã còn lại của huyện
Vị Xuyên.
Hà Giang có năm cộng đồng dân tộc chính, trong đó, lớn nhất là dân tộc H’mông (chiếm 30,5%), Tày (24,94%), Dao (15,16%), Kinh (12,13%) và Nùng (9,69%). H’mông là dân tộc đông dân nhất tỉnh Hà Giang, các huyện vùng núi phía Bắc chiếm 73% dân số, đặc biệt tại huyện Đồng Văn là 90,7%. Dân tộc H’
mông thƣờng sống ở vùng núi cao (độ cao 500 - 1.500 m so với mực nƣớc biển), điều kiện sản xuất khó khăn, lƣơng thực chính là cây ngô và nguồn thu nhập chính là chăn nuôi. Do mang những đặc điểm về địa lý, xã hội đặc thù nhƣ vậy nên tỉnh Hà Giang có đa dạng sinh học cao đặc biệt là tính đa dạng của các quần thể vật nuôi.
1.6.2. Đặc điểm quần thể bò nuôi ở tỉnh Hà Giang
Bò là vật nuôi chủ yếu và có vai trò hết sức quan trọng ở Hà Giang nhằm phục vụ canh tác nông nghiệp và sản xuất thịt. Theo thống kê hiện toàn tỉnh Hà Giang có khoảng 80.000 con (Niên giám thống kê, 2007) [11], chủ yếu tập trung ở các huyện phía Bắc của tỉnh, nơi cƣ trú chính của đồng bào dân tộc H’mông. Hà Giang đƣợc xem nhƣ là sứ sở của giống bò H’mông (bò mèo). Sở dĩ có tên gọi là bò H’mông là do từ lâu đời ngƣời H’mông và các dân tộc ít ngƣời vùng núi cao, đã thuần hoá, chọn lọc và nuôi dƣỡng tạo nên một giống bò thích ứng tốt với điều kiện lạnh khô vùng núi cao (Lê Viết Ly và cộng sự, 1999) [9]. Bò H’mông có tầm vóc lớn khối lƣợng và kích thƣớc các chiều đo cao hơn bò ở các địa phƣơng khác và tƣơng đƣơng với bò lai Sind. Theo Lê Viết Ly và cộng sự (1999), bò H’mông thuộc loài phụ Bos indicus (bò có u), tuy nhiên cho đến nay chƣa có một nghiên cứu nào ở mức độ ADN đƣợc tiến hành để làm sáng tỏ nguồn gốc và sự lai tạp của giống bò này. Hiện tại, bò H’mông là một trong những đối tƣợng vật nuôi đƣợc bảo tồn của chƣơng trình bảo tồn quỹ gen vật nuôi do Viện Chăn Nuôi chủ trì nhằm duy trì và phát triển giống bò vàng đặc hữu của Việt Nam. Bên cạnh các biện pháp về dinh dƣỡng, chăm sóc và điều kiện chuồng trại nhằm nâng cấp quần thể bò thì việc chọn lọc và đƣa vào sử dụng những con đực giống tốt và loại bỏ con đực giống xấu ra khỏi quần thể cũng đang đƣợc áp dụng. Tuy nhiên, việc làm này cần phải kết hợp
hài hòa với việc bảo tồn tính đa dạng di truyền tránh hiện tƣợng đồng huyết do vậy việc có những thông tin về tính đa dạng di truyền của quần thể ở mức độ phân tử là hết sức cần thiết.
1.7. NHỮNG NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA BÒ NUÔI TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
1.7.1. Nghiên cứu đa dạng di truyền của bò nuôi trên thế giới
Sử dụng kỹ thuật phân tích đa hình protein
Trong những năm trƣớc kia, nghiên cứu về đa dạng di truyền ở các quần thể bò nuôi đƣợc thực hiện chủ yếu ở mức độ sinh hoá. Những nghiên cứu này đƣợc thực hiện bởi sự hợp tác của các nhà khoa học từ nhiều chuyên ngành khác nhau nhƣ động vật học, di truyền học, thú y và các nhà tạo giống. Các nghiên cứu về đa dạng di truyền ở quần thể bò nuôi đƣợc thực hiện ở phạm vi rộng từ các quần thể ở nhiều vùng địa lý khác nhau trên trái đất (Manwell và Baker,1980; Graml và cộng sự, 1986) [47], [87] cho đến các quần thể có quan hệ gần nhau và cùng phân bố ở một khu vực địa lý (Kidd và Pirchner, 1971; Kidd và cộng sự, 1980) [61], [62].
Ở bò có mƣời nhóm máu đã đƣợc nhận dạng (A, B, C, FV, J, M, S, Z, R và T) và chúng đã đƣợc sử dụng nhƣ các chỉ thị di truyền để xác định sự giống và khác nhau giữa các quần thể trong nhiều năm (Bell, 1983) [19]. Trong những năm 1970, rất nhiều nghiên cứu về đa dạng di truyền sử dụng hệ thống các nhóm máu và
allozyme đƣợc thực hiện ở bò. Hầu hết các kết quả của những nghiên cứu này đều giải thích rằng bò Bos taurus và Bos indicus có mối quan hệ với nhau về sự phân ly ở mức độ protein. Manwell và Baker là những ngƣời đầu tiên đƣa ra kết quả về sự phân ly nguồn gốc của hai loại bò Bos taurus và Bos indicus [87].
Sử dụng kỹ thuật phân tích trình tự ADN hệ gen ty thể
Nhiều báo cáo về nghiên cứu đa dạng di truyền ở bò dựa trên phân tử ADN đƣợc đăng tải vào những năm 1990 (Bhat và cộng sự, 1990; Bradley và cộng sự, 1994; 1996; Loftus và cộng sự; 1994a; 1994b; Machugh và cộng sự, 1994; Suzuki
và cộng sự, 1993) [22], [26], [27], [79], [80], [82], [123]. Trong số đó, Loftus và cộng sự đã chỉ ra rằng phân tích trình tự ADN ty thể có thể đƣa ra một sự ƣớc lƣợng chính xác thời gian phân ly giữa hai nhóm bò Bos taurus và Bos indicus và các tác giả đã chỉ ra rằng hai nhóm bò nói trên đƣợc thuần hoá một cách độc lập. Những nghiên cứu gần đây với một số lƣợng lớn các dữ liệu về trình tự ADN ty thể đƣa ra giả thiết rằng bò Bos taurus của Châu Âu và Bos taurus Châu Phi có thể đƣợc thuần hoá độc lập tại các địa điểm riêng biệt (Bradley và cộng sự, 1996) [27]. Trong một kết quả nghiên cứu khác của Bradley và cộng sự (1994) đã chứng minh rằng sự phân ly về kiểu hình giữa bò Bos taurus và bò mang nhiễm sắc thể Y của Bos indicus đƣợc phản ánh tại mức độ phân tử. Chính vì vậy, những nghiên cứu dựa trên phân tử ADN là những công cụ chính xác trong việc xác định mức độ lai tạp di truyền giữa hai loài phụ này. Nhiều nghiên cứu đa dạng di truyền ở mức độ phân tử ở bò của Châu Âu, Châu Á và Châu Phi cũng đã cho thấy một quá trình lai tạp di truyền đáng chú ý giữa bò Bos taurus và Bos indicus diễn ra ở Châu Phi. Các bằng chứng phân tử đã đƣa ra nhận định rằng, lịch sử lai tạp giữa bò Bos taurus và Bos indicus đƣợc bắt đầu giữa bò đực Bos indicus và bò cái Bos taurus. Không có một dấu tích nào về haplotype kiểu di truyền ty thể của bò cái Bos indicus đƣợc tìm thấy trong quần thể bò ở Châu Phi. Ngoài ra, một vài nghiên cứu khác đƣợc thực hiện trong những năm gần đây nhƣ:
Mannen và cộng sự (1998) khi phân tích đa hình vùng D-loop ADN ty thể của giống bò đen Nhật Bản và so sánh với một số giống bò từ Châu Âu, Châu Phi và Ấn Độ đã chỉ ra mối quan hệ nguồn gốc gần giữa giống bò đen Nhật Bản và giống bò từ Châu Âu [85].
Yu và cộng sự (1999), Troy và cộng sự (2001) khi tiến hành nghiên cứu sự sai khác di truyền trình tự D-loop ADN ty thể của các giống bò từ Châu Âu, Châu Phi và Cận Đông đã nhận thấy rằng tồn tại 4 dòng di truyền khác nhau (T1-T4), trong đó dòng T4 đƣợc tìm thấy ở các giống bò vùng Đông Bắc Á [142].
Cai Xin và cộng sự (2006) đã phân tích sự lai tạp giữa bò Bos indicus và Bos taurus ở 18 giống bò bản địa ở Trung Quốc cũng dựa trên phân tích trình tự ADN ty thể, kết quả cho thấy các giống bò phía Bắc Trung Quốc chủ yếu là bò Bos taurus
trong khi các giống ở phía Nam thì bò Bos indicus là chủ yếu [32]. Kết quả của Lei và cộng sự (2006) khi tiến hành nghiên cứu nguồn gốc và sự đa dạng di truyền của các giống bò Trung Quốc qua việc phân tích trình tự ADN vùng D-loop ty thể của 231 mẫu bò từ 18 tỉnh khác nhau cũng cho thấy các giống bò của Trung Quốc bao gồm cả Bos indicus và Bos tarus [73].
Sử dụng kỹ thuật microsatellite
Kỹ thuật microsatellite đã đƣợc sử dụng để nghiên cứu cấu trúc và đa dạng di truyền trên nhiều quần thể bò từ khắp các châu lục và với số lƣợng locút microsatellite sử dụng cũng rất khác nhau. Moazami-Goudazi và cộng sự (1997) sử dụng 17 locút microsatellite để nghiên cứu đa dạng di truyền và mối quan hệ di truyền của 10 giống bò ở Pháp [95]. Schmid và cộng sự (1999) sử dụng 30 locút microsatellite để nghiên cƣu đa dạng di truyền của một số giống bò của ở Thụy Sĩ [115]. MacHugh và cộng sự (1998) đã sử dụng 20 locút microsatellite để xác đinh cấu trúc di truyền của 7 giống bò của châu Âu [83]. Martin-Buriel và cộng sự (1999) sử dụng 30 locút microsatellite để nghiên cứu đa dạng di truyền của 6 giống bò bản địa Tây Ban Nha [88]. Loftus và cộng sự (1999) sử dụng 20 locút microsatellite để nghiên cứu mối quan hệ di truyền và tính đa dạng di truyền của một số giống bò gồm cả Bos taurus và Bos indicus ở vùng Cận Đông, Châu Âu và Tây Phi [81]. Canon và cộng sự (2001) đã sử dụng 16 chỉ thị microsatellite để xác định cấu trúc di truyền, mối quan hệ di truyền và tính đa dạng di truyền của 18 giống bò thịt bản địa của Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha và Pháp nhằm cung cấp những thông tin về tính đa dạng di truyền và đặc điểm di truyền phân tử phục vụ cho mục đích bảo tồn [33]. Kim và cộng sự (2002) sử dụng 13 locút microsatellite để nghiên cứu sự sai khác di truyền và mối quan hệ di truyền của các giống bò ở Đông Bắc Á bao gồm Bắc Trung Quốc, Hàn Quốc và Nhật Bản, kết quả cho thấy tính đa dạng thể hiện cao nhất là giống bò của Trung Quốc sau đó là Hàn Quốc và Nhật Bản
[64]. Mukesh và cộng sự (2004) đã sử dụng 20 locút microsatellite để nghiên cứu tính đa dạng di truyền của một số giống bò bản địa của Ấn Độ [99]. Ibeagha- Awemu và cộng sự, (2005) đã sử dụng 16 locút microsatellite để nghiên cứu cấu trúc tính đa di truyền của 12 giống bò bản địa Châu Phi [54]. Brenneman và cộng sự (2007) sử dụng 26 locút microsatellite để nghiên cứu sự đa dạng di truyền của 4 giống bò nuôi tại Mỹ là Angus, American Brahman, Senepol và Romsinuano [29].
Gần đây là nghiên cứu của Zhang và cộng sự (2007) đã sử dụng 30 locút microsatellite để nghiên cứu sự đa dạng và cấu trúc di truyền của 27 giống bò vàng Trung Quốc trên tổng số 1638 mẫu. Kết quả đã cho thấy tính đa dạng di truyền của các giống bò vàng của Trung Quốc là rất cao so với kết quả phân tích trên 3 giống bò ngoại nhập hơn nữa khi phân tích cấu trúc di truyền kết quả cũng cho thấy các giống bò vàng tách biệt hẳn so với các giống ngoại nhập. Đây là một trong những nghiên cứu có ý nghĩa tham khảo rất tốt bởi vì các giống bò của Trung Quốc có mối liên hệ rất gần với các giống bò của Việt Nam [143].
1.7.2. Tình hình nghiên cứu đa dạng di truyền của vật nuôi nói chung và của bò nói riêng ở Việt Nam bò nói riêng ở Việt Nam
Ở Việt Nam, việc sử dụng các chỉ thị sinh hoá (hệ thống đa hình protein trong máu) để nghiên cứu sai khác di truyền ở động vật nuôi đã đƣợc các tác giả Phan Cự Nhân, Đặng Hữu Lanh, Tô Cao Ly... thực hiện vào những năm cuối của thập kỷ 70 và đầu thập kỷ 80 (Phan Cự Nhân, 1982) [10]. Mặc dù vậy các nghiên cứu mới chỉ thực hiện ở mức độ đơn giản do hạn chế về điều kiện trang thiết bị và kỹ thuật.
Trong những năm gần đây do sự phát triển của sinh học phân tử nên việc sử dụng các chỉ thị ADN để nghiên cứu di truyền ở động vật nuôi đã đƣợc áp dụng rộng rãi ở Việt Nam. Tuy nhiên, đa số những nghiên cứu trên vật nuôi đƣợc công bố đều chủ yếu tập trung xác định tính đa hình ADN ở một số gen bằng các kỹ thuật di truyền phân tử nhằm tìm ra những dấu chuẩn phân tử liên quan với các tính trạng sản xuất hữu ích nhƣ xác định kiểu gen Halothan ở lợn bằng kỹ thuật PCR-RFLP (Lê Minh Sắt và cộng sự, 1999) [12], phân tích đa hình trình tự gen hormon sinh
trƣởng ở lợn (Nguyễn Văn Hậu và cộng sự, 2000) [5], nghiên cứu sự đa hình gen RYR-1 và FSH ở một số giống lợn (Nguyễn Văn Cƣờng và cộng sự, 2003) [1], phân tích đa hình gen mã hóa thụ thể Oestrogen (ESR) ở lợn (Lê Thị Thuý và cộng sự, 2005) [14], nghiên cứu sự sai khác di truyền gen hormon sinh trƣởng của một số giống gà Việt Nam (Trần Xuân Hoàn, 2004) [6]. Những nghiên cứu này chủ yếu xác định kiểu gen và sự phân bố tần số các alen, chƣa đánh giá tính đa dạng di truyền của các giống hay các quần thể vật nuôi.
Mới chỉ có một vài nghiên cứu đƣợc thực hiện với mục đích đánh giá đa dạng di truyền ở vật nuôi trong đó sử dụng kỹ thuật phân tích trình tự ADN và microsatellite nhƣ: Nông Văn Hải và cộng sự (1999) [4] phân tích ADN ty thể gà Lôi; Ngô Kim Cúc và cộng sự (2006) [39] sử dụng kỹ thuật microsatellite để phân tích đặc điểm di truyền của quần thể gà H’mông tại Sơn La; Nguyễn Thị Diệu Thuý và cộng sự (2007) [131] phân tích tính đa dạng di truyền của một số giống lợn nội của Việt Nam và của Châu Âu bằng kỹ thuật microsatellite. Trong đó nghiên cứu của tác giả Ngô Kim Cúc và Nguyễn Thị Diệu Thuý đƣợc thực hiện hoàn toàn ở các phòng thí nghiệm tại Cộng hoà Liên Bang Đức.
Trong khi đó chƣa có một công trình nghiên cứu nào nhằm đánh giá tính đa dạng di truyền ở mức độ phân tử đƣợc thực hiện trên các quần thể bò vàng bản địa cũng nhƣ các giống bò ngoại nhập tại Việt Nam. Vì vậy công trình của chúng tôi là công trình đầu tiên ở trong nƣớc sử dụng các kỹ thuât microsatellite và phân tích trình tự ADN ty thể để nghiên cứu tính đa dạng di truyền của quần thể bò nuôi bản địa ở Hà Giang.
1.8. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA BÕ TÓT (BOS GAURUS) VÀ BÒ RỪNG (BOS JAVANICUS)
1.8.1. Phân loại
Bò hoang dã thuộc chi Bos [Bibos] và cùng chi với tổ tiên của bò nuôi thuần hoá ngay nay là Bos primigenius (Hình 1.2). Có 3 loài bò hoang dã hay đƣợc nhắc đến là bò tót (Bos gaurus), bò rừng (Bos javanicus) và bò xám (Bos sauveli). Theo
tiêu chí phân hạng của Tổ chức bảo vệ tài nguyên thiên nhiên quốc tế (IUCN), các loài bò tót (Bos gaurus) và bò rừng Banteng (Bos javanicus) đƣợc đƣợc xếp hạng thuộc loại nguy cấp (endengered). Trong khi đó loài bò xám (Bos sauveli) đƣợc cho là đã tuyệt chủng. Hiện nay, số lƣợng hai loài bò bót và bò rừng đang giảm sút một