Đa dạng di truyền loài Mỡ ba vì (Manglietia conifera Dandy) tại Vườn Quốc gia Ba Vì dựa trên chỉ thị phân tử RAPD

Bài viết Đa dạng di truyền loài Mỡ ba vì (Manglietia conifera Dandy) tại Vườn Quốc gia Ba Vì dựa trên chỉ thị phân tử RAPD được nghiên cứu nhằm góp phần quan trọng trong lĩnh vực bảo tồn và sử dụng nguồn gen hiệu quả bởi những giá trị kinh tế mà loài cây này mang lại.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đa dạng di truyền loài Mỡ ba vì (Manglietia conifera Dandy) tại Vườn Quốc gia Ba Vì dựa trên chỉ thị phân tử RAPD BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM - HỘI NGHỊ KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ 5 DOI: 10.15625/vap.2022.0008 ĐA DẠNG DI TRUYỀN LOÀI MỠ BA VÌ (Manglietia conifera Dandy) TẠI VƯỜN QUỐC GIA BA VÌ DỰA TRÊN CHỈ THỊ PHÂN TỬ RAPD Vũ Quang Nam1, , Cao Thị Việt Nga1, Nguyễn Thiện Đạt1, Nguyễn Gia Hồng Đức1 Tóm tắt. 25 mẫu lá Mỡ ba vì (Manglietia conifera Dandy) bánh tẻ được thu ngẫu nhiên tại 3 khu vực khác nhau từ cốt 1000 m đến đỉnh 1.296 m được đánh giá tính đa dạng di truyền với 11 mồi RAPD (CP4, CP7, CP8, CP15, CP17, OPB11, OPB18, OPE14, OPG13, RM1 và RM5). Kết quả cho thấy trong tổng số 652 băng, có 57 băng là đa hình. Số phân đoạn ADN được nhân bản dao động từ 2 đến 8 đối với các mồi khác nhau. Các mẫu Mỡ ba vì có hệ số tương đồng di truyền từng cặp nằm trong khoảng 0,46 đến 0,9 và trung bình là 0,62; chứng tỏ mức độ tương đồng di truyền của các mẫu Mỡ ba vì tại Vườn Quốc gia Ba Vì là không cao, có khả năng cao tạo ưu thế lai trong sinh sản hữu tính để tạo nên sự đa dạng di truyền trong tập đoàn mẫu nghiên cứu. Trên sơ đồ hình cây của 25 mẫu Mỡ ba vì khi sử dụng 11 mồi RAPD được chia làm 2 nhóm chính, trong đó nhóm A gồm 2 mẫu M11 và M13; nhóm B: bao gồm 23 mẫu chia thành 2 nhóm nhỏ B1 (gồm 14 mẫu: M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9, M10, M12, M14, M15, M17) và B2 (gồm 9 mẫu: M16, M18, M19, M20, M21, M22, M23, M24, M25). Nghiên cứu này đã cho thấy những ưu thế về đa dạng nguồn gen di truyền của các cá thể Mỡ ba vì trong quần thể loài này tại Vườn Quốc gia Ba Vì. Từ khóa: Đa dạng di truyền, Magnoliaceae, Manglietia conifera, RAPD, Vườn Quốc gia Ba Vì. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Mỡ ba vì (Manglietia conifera Dandy), thuộc họ Ngọc lan (Magnoliaceae), là loài cây gỗ, có chiều cao tới 30 m, đường kính cỡ 30 cm. Đặc điểm hình thái nổi bật dễ nhận biết của loài thể hiện ở chỗ chồi búp và cành non phủ lông nâu đỏ; vết sẹo lá kèm dài bằng 1/3-1/2 cuống lá; phiến lá dạng trứng ngược tới xoan, dày, dai, phủ lông mặt dưới lúc non; cuống hoa và quả chỉ có một đốt, dài một cách đặc biệt (2,5-5,5 cm), rủ xuống; hoa đơn độc, mọc đầu cành, cánh hoa màu trắng kem, nhị màu đỏ tươi; quả đại, các quả gần tròn, các đài mở sống lưng (Hình 1). Loài Manglietia conifera thường bị nhầm lẫn với loài M. phuthoensis Dandy (nhị màu trắng, cuống hoa quả ngắn, hai đốt, quả dài, chồi búp và cành non không lông, sẹo lá kèm rất ngắn) (Vu và cộng sự., 2019). Gỗ Mỡ ba vì mềm nhẹ. Tỷ trọng ở độ ẩm 15 % là 0,48, dăm mịn, thịt đều, ít co rút, ít bị mối mọt (Đào Xuân Thu, 2011). Vì vậy, loài được ưa chuộng dùng làm thủ công mỹ nghệ và đóng đồ gia dụng. Mỡ ba vì có phân bố rộng khắp từ Bắc vào Nam, nhưng số lượng cá thể trưởng thành ít, quần thể chia cắt (Vu, 2011). Đã có một số công trình nghiên cứu về Mỡ ba vì ở Việt Nam, tuy nhiên những nghiên cứu về di truyền phân tử của loài còn rất hạn chế. Bài viết này là kết quả nghiên cứu về đa dạng di truyền của Mỡ ba vì bằng chỉ thị RAPD - một kỹ thuật cho phép phát hiện nhanh tính đa dạng di truyền của loài/quần thể. Phương pháp này khá đơn giản, không đòi hỏi kỹ thuật cao, không phải sử dụng đồng vị phóng xạ, có thể phát hiện ra 1 Trường Đại học Lâm nghiệp Email: namvq@vnuf.edu.vn; namvq1975@gmail.com 70 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM nhiều locus một lúc, nên được sử dụng rộng rãi trong việc đánh giá đa dạng di truyền ngày nay. Các mẫu vật của loài Mỡ ba vì được thu từ Vườn Quốc gia Ba Vì - nơi phát hiện và công bố đầu tiên của loài (Dandy, 1930). Kết quả của nghiên cứu sẽ góp phần quan trọng trong lĩnh vực bảo tồn và sử dụng nguồn gen hiệu quả bởi những giá trị kinh tế mà loài cây này mang lại. 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu 25 mẫu lá bánh tẻ của loài Manglietia conifera được lấy 03 khu vực khác nhau trong quần thể tại khu vực Vườn Quốc gia Ba Vì, từ cốt 1.000 m đến đỉnh 1.296 m. Các cá thể có chiều cao vút ngọn (Hvn) từ 10-20 m, có đường kính ngang ngực (D1,3) từ 20-35 cm. Các mẫu được ký hiệu lần lượt từ M1 đến M25. Hình 1. Mỡ ba vì (Manglietia conifera). A. Búp hoa với cuống dài, một đốt; B. Các cánh hoa, bộ nhị, bộ nhuỵ và cuống hoa dài, một đốt; C. Cành mang quả chưa chín. Ảnh: Vũ Quang Nam. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp tách chiết ADN ADN tổng số được tách chiết bằng phương pháp CTAB theo Doyle & Doyle (1990) có cải tiến theo điều kiện phòng thí nghiệm của Viện Công nghệ sinh học Lâm nghiệp, Trường Đại học Lâm nghiệp. 2.2.2. Phương pháp PCR Phản ứng PCR với các mồi RAPD được thực hiện trên máy System 9700 (Appied Biosystem, Mỹ) với tổng thể tích là 15 µl/phản ứng gồm những thành phần sau: Nước khử ion vô trùng (5,3 µl), 2 x PCR Master mix Solution (7,5 µl), mồi RAPD (1,2 µl), ADN (1µl). ADN được pha loãng với H2O deion với nồng độ pha loãng gấp 20 lần. Các thành phần hỗn hợp trên được trộn đều rồi đưa vào máy PCR theo chương trình đã cài sẵn với 40 chu kỳ, gồm các bước: 1. 94 0C trong 5 phút; 2. 94 0C trong 45 giây; 3. 38 0C trong 45 giây; 4. 72 0C trong 1 phút; 5. 72 0C trong 7 phút. Lặp lại 40 chu kỳ từ bước 2 đến bước 4; 6. Giữ nhiệt độ 4 oC. Trong nghiên cứu này đã sử dụng 11 mồi được thể hiện ở Bảng 1. PHẦN 1. NGHIÊN CỨU CƠ BẢN TRONG SINH HỌC 71 2.2.3. Phương pháp phân tích số liệu RAPD Kiểm tra ADN tổng số và sản phẩm PCR bằng phương pháp điện di trên gel agarose 0,8 % (đối với ADN tổng số) và agarose 1,5 % (đối với sản phẩm PCR), sử dụng đệm TAE 1X, nhuộm gel bằng RedsafeTM Nucleic Acid gel Stain, thực hiện trên thiết bị điện di của hãng Bio-Rad (Mỹ). Sản phẩm PCR sẽ được nhuộm và chụp ảnh để phân tích. Xác định băng đơn hình và đa hình dựa vào sự xuất hiện và không xuất hiện của băng đó giữa các mẫ ...