Đánh giá sự đa dạng di truyền của tỏi Lý Sơn (Allium sativum L.) bằng chỉ thị phân tử ISSR

Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá mức độ đa dạng di truyền của giống tỏi (Allium sativum L.) tại huyện Lý Sơn, tỉnh Quảng Ngãi bằng chỉ thị phân tử ISSR. Kết quả nghiên cứu cho thấy, tỏi Lý Sơn có vỏ tép màu trắng, số tép dao động từ 15-23 tép, đường kính vùng rễ dao động từ 1,1 đến 2,0 cm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đánh giá sự đa dạng di truyền của tỏi Lý Sơn (Allium sativum L.) bằng chỉ thị phân tử ISSRBÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM - HỘI NGHỊ KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ 4DOI: 10.15625/vap.2020.00021 ĐÁNH GIÁ SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA TỎI LÝ SƠN (Allium sativum L.) BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ ISSR Nguyễn Minh Lý*, Mai Xuân Cường, Đinh Thị Thùy Trinh Tóm tắt: Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá mức độ đa dạng di truyền của giống tỏi (Allium sativum L.) tại huyện Lý Sơn, tỉnh Quảng Ngãi bằng chỉ thị phân tử ISSR. Kết quả nghiên cứu cho thấy, tỏi Lý Sơn có vỏ tép màu trắng, số tép dao động từ 15-23 tép, đường kính vùng rễ dao động từ 1,1 đến 2,0 cm. Ngoài ra, tỏi Lý Sơn có sự khác nhau về đường kính củ tỏi giữa các hộ nông dân canh tác trên các khu vực có điều kiện địa lý khác nhau. Phân tích đa hình các đoạn DNA nhằm đánh giá sự đa dạng di truyền tỏi Lý Sơn từ 3 chỉ thị ISSR gồm: UBC808, UBC810, UBC834 cho thấy có sự khác biệt về giống giữa các hộ và giữa các củ tỏi khác nhau về kiểu hình. Điều này chứng tỏ sự đa dạng về di truyền của giống tỏi Lý Sơn. Đây là cơ sở khoa học cho việc chọn lựa giống cây tỏi phù hợp với điều kiện địa lí và nâng cao năng suất cây trồng. Từ khóa: Allium sativum, đa dạng di truyền, chỉ thị phân tử, ISSR, tỏi, Lý Sơn.1. MỞ ĐẦU Tỏi (Allium sativum L.) là một trong những cây gia vị quan trọng có giá trị dinhdưỡng, giá trị dược liệu và giá trị kinh tế cao. Tỏi được trồng ở nhiều tỉnh thành của ViệtNam như đảo Lý Sơn, huyện Lý Sơn, tỉnh Quảng Ngãi và các tỉnh thành khác như HảiDương, Lâm Đồng, Khánh Hòa, Ninh Thuận... Ngoài việc sử dụng dạng tươi hoặc khô, tỏicòn được chế biến thành các loại thực phẩm bổ dưỡng khác nhau như tỏi đen lên men,nước ép tỏi. Sản phẩm tỏi đen lên men được sử dụng trong việc điều trị các bệnh huyết ápcao và một số loại bệnh về tim mạch, phòng ngừa hỗ trợ tiểu đường, ngăn ngừa sự pháttriển của các tế bào ung thư (Kim et al., 2012; Fossen et al., 1996). Trong số các vùng trồng tỏi tại Việt Nam, tỏi Lý Sơn có nhiều đặc điểm khác biệt vàđược công nhận thương hiệu tỏi quốc gia vào năm 2009. Diện tích trồng tỏi ở Lý Sơn đạtkhoảng 250 - 300 ha, đạt năng suất khoảng 70 - 80 tạ/ha. Tỏi là cây trồng chủ lực, đónggóp giá trị kinh tế cao và chiếm khoảng ¾ giá trị nông nghiệp của cả huyện đảo Lý Sơn.Theo khảo sát thực địa vào tháng 10/2018 của nhóm nghiên cứu thì việc lưu giữ giống tỏiLý Sơn được các hộ nông dân thực hiện theo phương pháp thủ công truyền thống. Tỏiđược bảo quản sau khi phơi khô trong nhà kho và tuyển chọn giống ngẫu nhiên từ các củtỏi ở mùa vụ trước. Điều này dẫn đến sự thoái hóa giống và làm giảm chất lượng tỏi vàlàm năng suất tỏi Lý Sơn không ổn định qua các năm. Chính vì vậy, việc đánh giá tính đadạng di truyền nguồn giống tỏi Lý Sơn sẽ cung cấp cơ sở khoa học cho việc đưa ra cácbiện pháp bảo tồn và nhân giống loại tỏi này một cách hiệu quả.Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng*Email: nmly@ued.udn.vnPHẦN I. NGHIÊN CỨU CƠ BẢN TRONG SINH HỌC 177 Trong các phương pháp đánh giá tính đa dạng di truyền nguồn giống tỏi, chỉ thịphân tử được sử dụng tương đối hiệu quả, đặc biệt là chỉ thị ISSR (Inter Simple SequenceRepeats). Jabbes et al. (2011) đã sử dụng thành công các chỉ thị ISSR để đánh giá tính đadạng di truyền của 31 giống tỏi địa phương phục vụ cho công tác phân loại và đăng kýgiống tại Tuy-ni-di. Chen et al. (2014) cũng đã phân loại 39 giống tỏi ở Trung Quốc bằng8 chỉ thị SSR và 17 chỉ thị ISSR. Đến năm 2018, Sharma và nnk đã khẳng định ISSR cóhiệu quả cao trong việc phân loại và đánh giá đa dạng di truyền của 31 giống tỏi ở Ấn Độ.2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Các củ tỏi giống được thu thập từ 8 hộ nông dân thuộc 2 xã An Hải và An Vĩnh(trước đây) thuộc huyện Lý Sơn, tỉnh Quảng Ngãi (Tọa độ: N 15o23’0.0996” E09o6’38.5596”). Các đặc điểm hình thái củ tỏi được đánh giá bao gồm: số lượng tép, kích thước đườngkính củ và đường kính vùng rễ (Hồ Huy Cường, 2009; Wang et al., 2014; Kumar, 2015). 10 đoạn mồi ISSR đã được sử dụng để đánh giá đa dạng di truyền tỏi Lý Sơn (Bảng 1). Bảng 1. Trình tự mồi ISSR Tên đoạn mồi Trình tự nucleotide 5’-3’ UBC808 AGAGAGAGAGAGAGAGC UBC810 GAGAGAGAGAGAGAGAT UBC812 GAGAGAGAGAGAGAGAA UBC818 CACACACACACACACAG UBC824 TCTCTCTCTCTCTCTCG UBC828 TGTGTGTGTGTGTGTGA UBC834 AGAGAGAGAGAGAGAGYT UBC842 GAGAGAGAGAGAGAGAYG UBC846 CACACACACACACACART UBC 848 CACACACACACACACARG Tách chiết DNA tổng số được tiến hành theo phương pháp CTAB có cải tiến từ cácmẫu lá tỏi (Doyle and Doyle, 1990). DNA được tách chiết từ các cá thể tỏi riêng lẻ củamỗi hộ nông dân. Sau đó, mẫu DNA đại điện cho mỗi hộ được tạo thành khi trộn 10 µLdịch DNA được tách chiết của các cá thể riêng lẻ thuộc hộ đó theo phương pháp BSA(Bulked segregant analysis) (Michelmore et al., 1991). Phản ứng PCR được thực hiện với thể tích mỗi phản ứng là 20µL, bao gồm Mastermix PCR 1X (Phu Sa Biochem); 200nM mồi ISSR; 0,125 đơn vị Taq polymerase và 40ngDNA tổng số. Quá trình nhân bản được tiến hành trên máy ESCO Aeris - BG096 theo chutrình nhiệt sau: 95°C trong 5 phút; 35 chu kỳ lặp lại với 94°C trong 30 giây, 38°C trong 30giây và 72°C trong 30 giây; tiếp theo 72°C trong 10 phút; cuối cùng giữ sản phẩm ở 4°C. Sản phẩm PCR được nhuộm bằng RedSafeTM Nucleic Acid Staining Solution vàđiện di trên1,0% agarose gel trong dung dịch đệm TAE. Số liệu nghiên cứu hình thái củ tỏi được ...