Nghiên cứu đặc điểm trình tự vùng ITS trong định danh và xác định mối quan hệ di truyền một số loài lan thuộc chi hoàng thảo (Dendrobium)

Trong nghiên cứu này, mã vạch DNA dựa trên vùng đệm sao chép nội (ITS-based DNA barcode) được sử dụng để phân tích cấu trúc di truyền của 10 mẫu lan Hoàng thảo được thu thập từ các khu vực khác nhau. Kết quả cho thấy có sự đa dạng di truyền trong vùng ITS của 10 mẫu lan. Dựa vào phân tích theo mô hình Kimura 2- parameter, khoảng cách di truyền giữa các mẫu lan dao động từ 0,00 đến 1,14. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu đặc điểm trình tự vùng ITS trong định danh và xác định mối quan hệ di truyền một số loài lan thuộc chi hoàng thảo (Dendrobium)Tạp chí Khoa học Công nghệ và Thực phẩm 21 (4) (2021) 31-38 NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TRÌNH TỰ VÙNG ITS TRONG ĐỊNH DANH VÀ XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HỆ DI TRUYỀN MỘT SỐ LOÀI LAN THUỘC CHI HOÀNG THẢO (Dendrobium) Huỳnh Thị Trúc Phương, Hồ Viết Thế* Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM *Email: thehv@hufi.edu.vn Ngày nhận bài: 21/01/2021; Ngày chấp nhận đăng: 03/5/2021 TÓM TẮT Lan Hoàng thảo (Dendrobium) là một chi lớn trong họ Phong lan. Nhiều loài trong chilan này có giá trị kinh tế cao do vẻ đẹp hoặc tính dược liệu. Tuy nhiên, việc phân loại các loàidựa trên đặc điểm hình thái thường khó khăn do có nhiều điểm tương đồng giữa các loài.Trong nghiên cứu này, mã vạch DNA dựa trên vùng đệm sao chép nội (ITS-based DNAbarcode) được sử dụng để phân tích cấu trúc di truyền của 10 mẫu lan Hoàng thảo được thuthập từ các khu vực khác nhau. Kết quả cho thấy có sự đa dạng di truyền trong vùng ITS của10 mẫu lan. Dựa vào phân tích theo mô hình Kimura 2- parameter, khoảng cách di truyền giữacác mẫu lan dao động từ 0,00 đến 1,14. Qua định danh bằng BLAST, trong 10 mẫu lan cómột mẫu thuộc loài Dendrobium catenatum, một mẫu thuộc loài Dendrobium aphyllum vàtám mẫu còn lại được xác định thuộc loài Dendrobium anosmum. Như vậy, mã vạch DNAdựa trên vùng ITS có triển vọng lớn trong việc nhận dạng và phân loại cũng như cung cấpthông tin về mối quan hệ di truyền giữa các loài lan trong chi Hoàng thảo.Từ khóa: Đa dạng di truyền, Dendrobium, ITS, mã vạch DNA, chỉ thị phân tử. 1. MỞ ĐẦU Chi lan Hoàng thảo Dendrobium là một chi lớn trong họ Phong lan (Orchidaceae) baogồm khoảng 800-1400 loài [1]. Ở Việt Nam có hơn 100 loài lan Hoàng thảo với giá trị về trangtrí và dược liệu khác nhau. Việc phân loại chính xác ở cấp độ loài là công việc quan trọng đểbảo tồn, sử dụng bền vững nguồn tài nguyên thực vật và đánh giá quỹ gen của chi thực vật nàylà nhiệm vụ quan trọng, cấp bách mang tính khoa học và thực tiễn cao. Thông thường, các loàilan được phân biệt với nhau thông qua thân, lá và hoa trên cây trưởng thành. Tuy nhiên, phươngpháp này thường bị tác động bởi các yếu tố ngoại cảnh, giai đoạn phát triển của cây. Các đặcđiểm hình thái của nhiều cây trong chi Hoàng thảo rất giống nhau trong giai đoạn chưa cóhoa [2]. Để phân biệt cây thông qua hình thái chính xác thì một yêu cầu tiên quyết là cây phảiở giai đoạn phát triển hoàn chỉnh điều này làm tốn thời gian khá nhiều, hơn nữa các kết quảhầu như đều dựa vào cảm tính của người đánh giá nên có thể gây ra sai lệch kết quả cuối cùng.Do đó, rất khó và thậm chí không thể phân biệt các loài này bằng cách sử dụng phân loại hìnhthái học. Vì vậy, việc phát triển một phương pháp chính xác và không phức tạp để xác thựccác loài lan trong chi Hoàng thảo là cấp thiết. Mã vạch DNA là công cụ hiện được sử dụng nhiều để phân biệt các loài có quan hệ họhàng gần. Mã vạch DNA là kỹ thuật để xác thực sinh vật dựa trên một đoạn DNA ngắn, trongđó, vùng nội phiên mã ở DNA ribosome (Internal transcribed spacer/ITS) có độ bảo tồn trongloài, tuy nhiên có sự biến động cao ở mức độ trên loài, ngoài ra đây là vùng dễ khuếch đại vớimột lượng DNA nhỏ. Do đó, mã vạch ITS đã được xem là vùng lý tưởng để xác thực các loài 31Huỳnh Thị Trúc Phương, Hồ Viết Thếthực vật khác nhau. Mã vạch này đã được sử dụng nhiều trong việc định danh các loài lan ởnhiều nước khác nhau như Trung Quốc [2], Malaysia [3], Sri Lanka [4]. Ở nước ta, vùng ITS đãđược sử dụng để nhận diện mẫu giống lan trước khi nhân giống bằng phương pháp nuôi cấymô [5]. Vùng này sau đó cũng được xác định phù hợp hơn các vùng DNA khác nhưu matK,rbcL, rpoB1, rpoB2, rpoC1 và rpoC2 trong phân biệt các loài mẫu lan kim tuyến [6], gần đâyhơn, vùng ITS cũng được sử dụng để phân tích mối quan hệ di truyền giữa các loài lan như Giảhạc, Long tu, Trầm [7]. Trong nghiên cứu này, sự đa dạng di truyền của 10 mẫu lan thuộc chiHoàng thảo được thu thập ở các vùng địa lý khác nhau đã được phân tích bằng cách sử dụngđánh dấu mã vạch DNA dựa trên ITS. Kết quả thu được có thể cung cấp thông tin khoa học choviệc phân loại, xác định, bảo tồn và phát triển các loài lan thuộc chi Hoàng thảo ở Việt Nam. 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP2.1. Vật liệu Thông qua liên hệ với các đồng nghiệp, viện nghiên cứu và trường đại học, tổng cộng 10mẫu lan có đặc điểm đặc trưng thuộc chi Hoàng thảo được thu thập từ các địa điểm khác nhauvà được trình bày ở Bảng 1. Sau khi thu thập, các mẫu được bảo quản ở tủ mát và sử dụng chotách chiết DNA. Bảng 1. Danh sách các mẫu lan sử dụng trong nghiên cứu STT Nơi thu nhận Ký hiệu mẫu 1 Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm Tp.HCM HF 2 Khu Nông nghiệp Công nghệ cao Củ Chi CC 3 Ninh Thuận NT 4 Buôn Mê Thuột BMT 5 Đắk lắk DKL 6 Campuchia CPC 7 Gia Lai GL 8 Lâm Đồng LĐ 9 Tây Nguyên TN 10 An Giang AG2.2. Tách chiết ...