PHÂN TÍCH ĐA HÌNH CÁC GEN GH, GHR, DGAT1 VÀ MỐI LIÊN QUAN CỦA
CHÚNG VỚI SẢN LƯỢNG SỮA CỦA BÒ
Trần Xuân Hoàn, Phạm Thị phương Mai, Nguyễn Thị Quỳnh Châu,
Trần Xuân Toàn, Giang Thị Thanh Nhàn, Trịnh Thi Thảo
Phòng Thí nghiệm Trọng điểm Công nghệ Tế bào Động vật
Tóm tắt
Phân tích đa hình các gen GH, GHR và DGAT1 của các quần thể: Bò cái lai ở Ba Vì, bò cái HF ở Mộc
Châu và Tuyên Quang, bò đực giống ở Moncada cho thấy trong cả ba quần thể bò sữa các kiểu gen AA và LL của
gen GH đều chiếm tỷ lệ cao. Bò cái HF ở Mộc Châu mang kiểu gen AA từ sau chu kỳ 3 cho sản lượng sữa cao hơn
so với bò mang kiểu gen AB và BB (P<0,01). Đối với gen DGAT1 kiểu gen KA chiếm tỷ lệ cao trong cả 3 quần thể
bò sữa, bò cái HF ở Mộc Châu mang kiểu gen AA có xu thế cho sản lượng sữa thấp hơn bò mang kiểu gen KA và
KK ở tất cả các chu kỳ, tuy nhiên sự sai khác về sản lượng sữa là không có ý nghĩa ( P>0,05). Phân tích gen GHR
bằng AluI cho thấy tỷ lệ tần số alen + và - tương đương nhau trong các quần thể bò cái và bò đực giống.
1. Đặt vấn đề
Trong chăn nuôi, chọn lọc giống có ý nghĩa quyết định, góp phần nâng cao năng suất,
giảm giá thành sản xuất tạo nên tính hiệu quả và đảm bảo cho việc phát triển bền vững của
nghành. Những thành tựu trong nghiên cứu sinh học hiện đại được áp dụng vào trong chọn lọc
giống vật nuôi, giúp chúng ta tiếp cận một phương thức chọn lọc mới, chính xác và hiệu quả đó
là phương pháp chọn lọc trợ giúp bằng các chỉ thị phân tử. Các gen liên quan với tốc độ tăng
trưởng, sinh sản và sản lượng sữa được nghiên cứu và chọn lọc một cách chính xác và hiệu quả
nhất. Trong đó đáng chú ý là: gen hormon sinh trưởng (GH), gen mã hóa thụ thể hormon sinh
trưởng (GHR) và gen DGAT1 mã hoá enzym diacylglycerol O-acyltranferase.
Các công trình nghiên cứu về đa hình gen GH ở bò, cho thấy đa hình gen có ảnh hưởng
đến nhiều tính trạng sản xuất, trong đó có năng suất sữa. Andrzej Dybus (2002) nghiên cứu đa
hình gen GH ở bò lang trắng đen của Ba lan, cho thấy đa hình gen có ảnh hưởng đến các tính
trạng sản xuất sữa của bò. Zhou (2005) nghiên cứu đa hình gen GH ở bò Holstein Bắc Kinh nhận
thấy đa hình gen có liên quan với các tính trạng sản xuất sữa. Lucky (1993) và Yao(1996) đã
phát hiện hai điểm đa hình trong exon 5 của gen GH có ảnh hưởng tới tính trạng sản xuất sữa.
Aggrey (1999) phân tích đa hình gen GHR trên bò đực giống HF của Canada cho thấy đa hình

C trong 5 phút, thực hiện phản ứng 35 chu kỳ
nhiệt như sau: 94
o
C trong 1 phút, 60
o
C trong 50s và 72
o
C trong 1 phút. Sau đó kết thúc ở 72
o
C
trong 10 phút.
- Sử dụng cặp mồi ký hiệu là GH2 để nhân vùng exon 5 của gen GH có trình tự như sau:
5’- GCTGCTCCTGAGGGCCCTTCG -3’ Xuôi
5’- GCGGCGGCACTTCATGACCCT-3’ Ngược
Chu trình nhiệt: Sau khi biến tính ở 94
o
C trong 3 phút, thực hiện phản ứng 35 chu kỳ
nhiệt như sau: 94
o
C trong 1 phút, 61
o
C trong 1 phút và 72
o
C trong 1 phút. Sau đó kết thúc ở 72
o
C
trong 5 phút.
- Sử dụng cặp mồi ký hiệu là GHR để nhân gen GHR có trình tự như sau:
5’- TGCGTGCACAGCAGCTCAACC -3’ Xuôi
5’- AGCAACCCCACTGCTGGGCAT-3’ Ngược

C trong 5 phút.
2.2.4. Sản phẩm PCR được cắt bằng enzym giới hạn
Sản phẩm PCR từ cặp mồi GH1 được cắt bởi enzym MspI
Sản phẩm PCR từ cặp mồi GH2 được cắt bởi enzym AluI
Sản phẩm PCR từ cặp mồi GHR được cắt bởi enzym AluI
Sản phẩm PCR từ cặp mồi DG được cắt bởi enzym CfrI
2.2.5. Điện di trên gel agarose
Sau khi cắt sản phẩm PCR bằng enzym giới hạn, kích thước các đoạn ADN được xác
định bằng phương pháp điện di trên gel agarose (2% agarose cho sản phẩm từ các cặp mồi GH1;
GHR; DG và 2,5% agarose cho cặp mồi GH2) với điện thế 65V trong 60 phút trên hệ đệm TBE
1X, nhuộm bằng ethidium bromide. Các băng điện di được đối chứng với thang ADN chuẩn.
Kiểu gen của từng cá thể được xác định dựa trên sự có mặt hay vắng mặt của các đoạn ADN.
2.2.6. Phân tích và xử lý số liệu
Xử lý số liệu thống kê theo phương pháp phân tích phương sai ( ONE –WAY ANOVA)
trên phần mềm MINITAB 14.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Phân tích đa hình gen GH bằng MspI
Sản phẩm PCR nhân lên từ cặp mồi GH1 thu được một băng đặc hiệu có kích thước 329
bp phù hợp với kết quả của Zhou (2005). Cắt sản phẩm PCR từ cặp mồi GH1 sẽ thu được 3 kiểu
gen tương ứng như sau: Kiểu gen AA thu được 2 đoạn có kích thước là 224 bp và 105 bp, AB
thu được 3 đoạn có kích thước là 329 bp, 224 bp và 105 bp và BB thu được 1 đoạn 329 bp. Kết
quả cắt sản phẩm PCR từ cặp mồi GH1 được thể hiện ở hình 1.
M 1 2 3 4 5 6 7

Hình 1. Sản phẩm PCR từ cặp mồi GH1 cắt bằng MspI
M: Marker 100 bp; 1: kiểu gen BB; 2,3: kiểu gen AB; 4,5,6: kiểu gen AA; 7: sản phẩm PCR
Sử dụng MspI cắt sản phẩm PCR từ cặp mồi GH1 của 400 cá thể bò, chúng tôi thấy mức
độ đa hình có sự khác nhau giữa các giống bò. Kết quả được trình bày ở bảng 1
61,16
34,71
4,13
0,79
0,210
Bò đực giống
14
0
100
0
0,50
0,50

Qua bảng 1 cho thấy trong quần thể bò HF ở Mộc Châu cũng như ở Tuyên Quang, kiểu
gen AA chiếm tỷ lệ cao và thấp nhất là kiểu gen BB. Nhưng trong quần thể bò lai kiểu gen AB
có tỷ lệ cao nhất và thấp nhất là kiểu gen BB. Trong quần thể bò đực giống có duy nhất một kiểu
gen AB. Qua các kết quả trên cho thấy bò đực giống mang kiểu gen AB là 100%, nên trong đàn
bò lai kiểu gen AB chiếm tỷ lệ cao nhất. So với đàn bò HF của Bắc Kinh, trong đàn bò HF ở
Mộc Châu và Tuyên Quang tỷ lệ các kiểu gen tương đối giống nhau, cao nhất là kiểu AA và thấp
nhất là kiểu BB. Zhou (2005) phân tích đa hình gen GH bằng MspI trên đàn bò Holstein Bắc
Kinh cho thấy kiểu gen AA, AB và BB có tỷ lệ tương ứng là 77%; 21% và 2%. Tác giả cho biết
bò HF mang kiểu gen AA có sản lượng sữa cao hơn so với bò mang kiểu gen AB và BB trong cả
ba chu kỳ I; II và III. Có thể trong quá trình chăn nuôi, người chăn nuôi đã chọn lọc những bò có
năng suất sữa cao, nên đã ảnh hưởng đến tần số kiểu gen trong mỗi quần thể.
3.2. Phân tích đa hình gen GH bằng AluI
Sản phẩm PCR nhân lên từ cặp mồi GH2 thu được một băng đặc hiệu có kích thước 223
bp phù hợp với kết quả của Mattos (2004). Cắt sản phẩm PCR từ cặp mồi GH2 sẽ thu được 3
kiểu gen tương ứng như sau: Kiểu gen LL thu được 2 đoạn có kích thước là 171 bp và 52 bp,
LV thu được 3 đoạn có kích thước là 223 bp, 171 bp và 52 bp và VV thu được 1 đoạn 223 bp.
Kết quả cắt sản phẩm PCR từ cặp mồi GH2 được thể hiện ở

Bò HF Mộc Châu
203
77,34
19,70
2,96
0,87
0,13
Bò HF Tuyên Quang
121
72,73
25,62
1,65
0,86
0,14
Bò đực giống
14
0
100
0
0,50
0,50

Qua bảng 2 cho thấy trong đàn bò sữa lai và bò HF, bò mang kiểu gen LL có tỷ lệ cao
nhất và thấp nhất là kiểu VV. Trong khi đó bò đực giống cũng chỉ có duy nhất một kiểu gen LV.
Andrzej Dybus (2002) cho biết bò lang trắng đen Ba Lan có kiểu gen LL chiếm tỷ lệ cao nhất
65,3% và thấp nhất là kiểu gen VV 2,3%. Tác giả cho biết bò mang kiểu gen LL có năng suất
sữa cao hơn so với kiểu gen LV và VV. Theo Lucky (1993) bò HF mang kiểu gen LL có năng
suất sữa cao hơn bò mang kiểu gen LV.
Qua kết quả phân tích đa hình gen GH của đàn bò sữa lai và bò HF cho thấy bò đực giống
chỉ có một kiểu gen dị hợp tử, nhưng bò sữa có kiểu gen đồng hợp tử LL khá cao ở cả hai giống,

Tần số
alen -
Bò sữa lai Ba Vì
62
30,65
32,25
37,10
0,47
0,53
Bò HF Mộc Châu
203
21,18
54,68
24,14
0,49
0,51
Bò HF Tuyên Quang
121
30,58
55,37
14,05
0,58
0,42
Bò đực giống
Bò HF
Bò lai
14
7
7
14,29

một băng nằm trong khoảng 203-208 bp. Kiểu gen AA khi phân lập bằng điện di agarose chỉ thu
được 1 băng có kích thước khoảng 203-208 bp. Kết quả được thể hiện qua hình 4.
M 1 2 3 4 5 6 7
400 bp
411 bp
203-208 bp Hình 4. Sản phẩm PCR từ cặp mồi DG cắt bằng CfrI
M: Marker 100 bp; 1-2-3-6: Kiểu gen AA; 4-5: Kiểu gen KA; 7: Kiểu gen KK
Dựa vào kết quả phân lập điện di các sản phẩm PCR đã được cắt bởi enzym CfrI của 400
cá thể bò, chúng tôi xác định được tỷ lệ các kiểu gen của gen DGAT1 cho mỗi đối tượng bò. Kết
quả được trình bày trong bảng. 4.
Bảng.4. Tỷ lệ các kiểu gen và tần số alen của gen DGAT1- CfrI
Đối tượng bò
n
( cá thể)
Kiểu gen
AA( %)
Kiểu gen
KA ( %)
Kiểu gen
KK ( %)
Tần số

0,25

Kết quả chúng tôi thu được tương tự với kết quả nghiên cứu của Gautier (2007) trên quần
thể bò Holstein Pháp, tần số alen A cao hơn tần số alen K (tương ứng là 0,63 và 0,37). Nghiên
cứu của Näslund (2008) trên quần thể bò Hoslstein Thụy Điển cho kết quả tương tự, tần số alen
A là 0,86, tần số alen K là 0,14.
Spelman (2002), Thaller (2003), Bennewitz (2004), Kaupe (2007), Banos (2008),
Oikonomou (2009) khi phân tích tần số hai alen A và K trên các quần thể bò Hostein khác cho
kết quả ngược lại. Tần số alen K chiếm ưu thế hơn so với alen A. Tần số alen K ở quần thể bò
Holstein Friesian New Zealand là 0,6 [17]; ở các quần thể bò Holstein Đức là 0,548 [18], 0,53
[3] 0,549 [7], bò Holstein Scotland là 0,53 [2] và bò Holstein Hy Lạp là 0,62. [12]
Theo kết quả nghiên cứu của Spelman (2002) alen mã hoá lysine làm tăng sản lượng mỡ
sữa, nhưng lại làm giảm sản lượng protein sữa và năng suất sữa. Ở bò Holstein Friesian New
Zealand alen mã hoá lysine làm tăng 3 kg mỡ sữa nhưng làm giảm 2-3 kg protein sữa và 120-130
lít sữa trong một chu kỳ tiết sữa. Kết quả nghiên cứu của Thaller (2003), Sander (2006), Kaupe
(2007), Näslund (2008) về mối liên quan giữa các alen A và K đến các tính trạng sản xuất sữa
đều khẳng định alen K có ảnh hưởng dương đến các tính trạng hàm lượng (hàm lượng protein
sữa, hàm lượng mỡ sữa), sản lượng mỡ sữa và ảnh hưởng âm đến các tính trạng sản lượng (sản
lượng protein sữa, sản lượng sữa, sản lượng lactose) so với alen A.
Như vậy sự chiếm ưu thế của alen A so với alen K ở các quần thể bò sữa nghiên cứu, một
lần nữa cho thấy nguồn gốc bò cũng như hướng chọn lọc nhằm mục đích tăng năng suất sữa có
thể là nguyên nhân dẫn đến sự sai khác này. Với hướng chọn lọc chỉ dựa vào chỉ tiêu sản lượng
sữa mà không quan tâm tới chất lượng sữa sẽ dẫn đến khả năng tần số alen A ngày càng chiếm
ưu thế trong quần thể. Qua các kết quả trên cho thấy tỷ lệ các kiểu gen tần số các alen có khả năng cho sản
lượng sữa cao trong các quần thể bò đều cao, cho thấy hướng chọn lọc theo ngoại hình của
chúng ta đã ảnh hưởng đén tần số các alen có lợi.
3.5. Mối liên quan của đa hình gen với sản lượng sữa của bò

AB,BB
49
5448 ± 695

Qua bảng 5 cho thấy bò mang kiểu gen AA có xu thế cho sản lượng sữa cao hơn bò mang
kiểu gen AB và BB từ sau chu kỳ II. Sau chu kỳ III sản lượng sữa của bò mang kiểu gen AA cao
hơn đáng kể so với bò mang kiểu gen AB và BB (P<0,01).
Để tìm hiểu ảnh hưởng của kiểu gen GH-AluI đến khả năng sản xuất sữa, chúng tôi so
sánh sản lượng sữa theo các chu kỳ. Kết quả trình bày trong bảng 6.
Bò mang kiểu gen GH-AluI khác nhau không có sự sai khác về sản lượng sữa. Khả năng
các kiểu gen GH-AluI không ảnh hưởng đến khả năng cho sữa của bò HF nuôi ở Mộc Châu.
Bảng 6. Sản lượng sữa của bò mang kiểu gen GH- AluI khác nhau
Chu kỳ
Kiểu gen
n
Sản lượng sữa, Kg ( M± SD)
P
I
LL
38
4843,2 ± 368,9
0,248
LV,VV
24
4982,7 ± 573,5
II
LL
5
5373,8 ± 561,4
0,273

4924,1 ± 449,7
II
AA
3
4760,3 ± 779,2
0,250
KA, KK
13
5209 ± 545,4
III
AA
49
4947 ± 1284
0,314
KA, KK
112
5770 ± 1244

Qua bảng 7 cho thấy bò mang kiểu gen AA có xu thế cho sản lượng sữa thấp hơn bò
mang kiểu gen KA và KK ở các chu kỳ. Kết quả này trái ngược với kết quả của Spelman (2002)
,Thaller (2003), Sander (2006), Kaupe (2007), Näslund (2008). Tuy nhiên sự sai khác về sản
lượng sữa của bò mang kiểu gen DGAT1-CfrI khác nhau là không có ý nghĩa (P>0,05).
Qua các kết quả trên cho thấy sự sai khác về sản lượng sữa của bò mang các kiểu gen
khác nhau không nhiều do sai số chuẩn lớn, có thể do điều kiện nuôi dưỡng, chăm sóc bò của các
chủ hộ chưa đồng đều, dẫn đến tiềm năng di truyền của những bò mang các alen có lợi chưa
được phát huy tối đa. Do vậy để đánh giá đúng ảnh hưởng của kiểu gen đến sản lượng sữa cần
phải có những thí nghiệm đồng nhất về nuôi dưỡng.
4. Kết luận và đề nghị
4.1. Kết luận
1. Tỷ lệ kiểu gen AA và tần số alen A của gen GH phân tích bằng MspI chiếm tỷ lệ cao

Not Solely Responsible for the Milk Production Quantitative Trait Locus on the Bovine Chromosome 14”.
J. Dairy Sci. 87:431–442
4. Andrzej Dybus (2002).” Association betweenLeu/Val polymorphismof growth hormone gene and milk
production traits in Black-and –White cattle.” Arch.Tierz, Dummerstorf 45: PP.421-428
5. Gautier M., Capitan A., Fritz S., Eggen A., Boichard D., and Druet T. (2007). “Characterization of the
DGAT1 K232A and Variable Number of Tandem Repeat Polymorphisms in French Dairy Cattle”. J.
Dairy Sci. 90: 2980–2988
6. Kaupe B., Winter A., Fries R. and Erhardt G. (2004). “DGAT1 polymorphism in Bos indicus and Bos
Taurus cattle breeds”. Journal of Dairy Research. Vol 71: 182–187
7. Kaupe B., Brandt H., Prinzenberg E.M. and Erhardt G.(2007). “Joint analysis of the influence of
CYP11B1 and DGAT1 genetic variation on milk production, somatic cell score, conformation,
reproduction, and productive lifespan in German Holstein cattle”. J Anim Sci . 85:11-21
8. Kühn C., Thaller G., Winter A., Bininda-Emonds O.R.P., Kaupe B., Erhardt G., Bennewitz J., Schwerin M.
and Fries R. (2004). “Evidence for Multiple Alleles at the DGAT1 Locus Better Explains a Quantitative
Trait Locus With Major Effect on Milk Fat Content in Cattle”. Genetics 167: 1873–1881
9. Lucky 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 associatied milk production.” Domestic
Animal Endocrinology,10: PP.325-333
10. Mattos K.K., Silvia Nassif Del Lamma, Mario Luiz Martinez and Ary Ferreira Freitas (2004).”
Association of bGH and Pit-1 gene variants with milk production traits in dairy Gyr-
bulls.”Presq.agropec.bras. Brasilia version 39, 2:pp.147-150
11. Näslund J., Fikse W.F., Pielberg G.R., and Lundén A. (2008). “Frequency and Effect of the Bovine Acyl-
CoA:Diacylglycerol Acyltransferase 1 (DGAT1) K232A Polymorphism in Swedish Dairy Cattle”. J. Dairy
Sci. 91:2127–2134
12. Oikonomou G., Angelopoulou K., Arsenos G., Zygoyiannis D. and Banos G. (2009). “The effects of
polymorphisms in the DGAT1, leptin and growth hormone receptor gene loci on body energy, blood
metabolic and reproductive traits of Holstein cows. Animal Genetics 40: 10-17
13. Pareek C.S., Czarnik U., Zabolewicz T., Pareek R.S., Walawski K. (2005). “DGAT1 K232A quantitative
trait nucleotide polymorphism in Polish Black-and-White cattle”. J. Appl. Genet. 46(1): pp. 85-87