Đánh giá khả năng phân loại của 3 chỉ thị phân tử BCL, ITS2 và TRNH-PSBA trên các loài thuộc chi Mahonia và Berberis (Berberidaceae)

Nghiên cứu thực hiện đánh giá khả năng phân loại của 3 vùng marker DNA thường được dùng phổ biến hiện nay cho công tác phân loại là rbcL, trnH-psbA và ITS2 trên 12 mẫu họ Berberidaceae, trong đó có 7 mẫu thuộc chi Mahonia, 4 mẫu thuộc chi Berberis và 1 mẫu thuộc chi Epimedium được sử dụng làm mẫu đối chứng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đánh giá khả năng phân loại của 3 chỉ thị phân tử BCL, ITS2 và TRNH-PSBA trên các loài thuộc chi Mahonia và Berberis (Berberidaceae) ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ CÁC CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC DOI: 10.15625/vap.2020.00137ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG PHÂN LOẠI CỦA 3 CHỈ THỊ PHÂN TỬ RBCL, ITS2 VÀ TRNH-PSBA TRÊN CÁC LOÀI THUỘC CHI MAHONIA VÀ BERBERIS (BERBERIDACEAE) Nguyễn Thị Phương Trang1, 2*, Nguyễn Thị Hồng Mai1, Bùi Văn Thanh1, 2 1 Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2 Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam *Email: nptrang@gmail.com Tóm tắt Họ Hoàng liên gai (Berberidaceae) được xác định có 17 chi và gần 650 loài, trong đó chi Berberis và chi Mahonia là 2 chi có quan hệ rất gần gũi với nhau với rất nhiều đặc điểm hình thái giống nhau. Chính vì vậy trước đây, 2 chi này được nhập chung là chi Berberis. Hiện nay tất cả các loài trong họ Hoàng liên gai đều là các loài quý hiếm, được ưu tiên bảo tồn, đặc biệt các loài thuộc chi Mahonia và Berberis bị khai thác và buôn bán nhiều. Việc định loại hình thái các bộ phận buôn bán (thân, rễ, đôi khi có cả lá) là không khả thi khi không có cơ quan sinh sản (hoa và quả). Trong những năm gần đây, kỹ thuật sinh học phân tử đang được áp dụng rộng rãi, có hiệu quả trong nghiên cứu tiến hoá, phân loại và đa dạng di truyền quần thể sinh vật. Nghiên cứu dựa trên các chỉ thị DNA có độ chính xác cao và đặc biệt hữu dụng với các loài gần gũi mà những quan sát hình thái chưa đủ cơ sở để phân biệt. Phân tích DNA cho phép xác định chính xác loài, quần thể cho đến tận cá thể từ các mẫu vật không còn nguyên vẹn và đặc biệt không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khách quan như môi trường hay con người. Trong nghiên cứu này, chúng tôi thực hiện đánh giá khả năng phân loại của 3 vùng marker DNA thường được dùng phổ biển hiện nay cho công tác phân loại là rbcL, trnH-psbA và ITS2 trên 12 mẫu họ Berberidaceae, trong đó có 7 mẫu thuộc chi Mahonia, 4 mẫu thuộc chi Berberis và 1 mẫu thuộc chi Epimedium được sử dụng làm mẫu đối chứng. Kết quả của nghiên cứu giúp lựa chọn marker DNA phù hợp cho công tác phân loại và giám định các mẫu họ Hoàng liên gai về sau. Kết quả chỉ ra vùng gen rbcLcho thấy khả năng phân biệt 12 loài Berberidaceae là rõ ràng nhất. Trình tự gen ITS2 loài Berberis julianeae của Việt Nam đã được đăng ký lên GB với mã số truy cập là MT073031. Từ khoá: Berberidaceae, Hoàng liên gai, ITS2, rbcL, trnH-psbA, lựa chọn chỉ thị phân tử.ĐẶT VẤN ĐỀ Người đầu tiên đề cập đến các taxon của họ Hoàng liên gai (Berberidaceae) làLinnaeus năm 1753. Đến nay, trên thế giới đã xác định được họ Berberidaceae có 17 chivới khoảng 650 loài, phân bố chủ yếu ở vùng ôn đới phía Bắc và ở các vùng núi cao ở cậnnhiệt đới. Theo Nguyễn Tiến Bân (2003) thì ở Việt Nam họ Hoàng liên gai có 4 chi và 9 167KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC 45 NĂM VIỆN HÀN LÂM KHCNVNloài, phân bố chủ yếu ở vùng cao thuộc các tỉnh miền núi phía Bắc và Lâm Đồng. Tất cảcác loài này đều nằm trong Sách Đỏ Việt Nam năm 2007 ở mức nguy cấp (EN). Mã vạch DNA (DNA barcoding) là kỹ thuật hiện đại, sử dụng đoạn DNA ngắn đểchuẩn hóa phân biệt giữa các loài (Lahaye, 2008; Kress, 2005). Chúng đã trở thành côngcụ mới phục vụ có hiệu quả cho công tác giám định, phân loại, đánh giá quan hệ di truyền,quản lý chất lượng, nguồn gốc, xuất xứ… của sản phẩm từ sinh vật (Chen, 2010). Ở thựcvật bậc cao, một số vùng gen lục lạp (như matK, rbcL, psbA-trnH, atpF-atpH…) và vùnggen nhân (như ITS-rDNA, 18S…) đang được ứng dụng rộng rãi trong các nghiên cứu mốiquan hệ phát sinh chủng loại (phylogeny), phân loại (taxonomy) và nhận dạng (identity)loài (Liu, 2012; CBOL, 2009). Tuy nhiên, đối với mỗi nhóm đối tượng khác nhau thìkhả năng phân loại của những vùng gen này là khác nhau. Nghiên cứu của Song Xue vàcs. (2019) đăng trên Tạp chí Horticulture cho thấy 3 vùng gen trnC-psbD, ndhD vàatpA-atpH là 3 vùng gen hữu hiệu nhất để phân biệt các loài trong chi Mận-mơ(Prunus). Muellner và cs. (2011) đã chứng minh vùng gen ITS là hữu hiệu nhất để giámđịnh các loài họ Meliaceae. Trang và cs. (2015) đã chứng minh sự kết hợp của ba vùnggen rbcL, matK và trnH-psbA là hữu hiệu trong việc phân biệt các loài chi Hopea.Stoeckle và cs. (2011) đã sử dụng kết hợp hai vùng gen rbcL và matK để xác định xácloài cây thuốc quý hiếm đang bị buôn bán nhiều ở Bắc Phi, tuy nhiên một trở ngại củahọ là thiếu dữ liệu so sánh. Như vậy rõ ràng mặc dù nhiều nghiên cứu trước đây đã chứng minh các vùng gen lụclạp là hữu hiệu trong việc phân loại các loài thực vật bậc cao, điển hình như nghi ...