1.5. Tình hình nghiên cứu DNA barcode ở thực vật
Trọng tâm nghiên cứu barcode ở thực vật chủ yếu là về đánh giá hiệu quả tương đối của của các đoạn gen chỉ thị đã được sử dụng trong nghiên cứu phát sinh loài. Đối với thực vật, quá trình tìm kiếm một chỉ thị DNA chung cho các loài thực vật gặp nhiều khó khăn. Hệ gen ty thể ở thực vật thường quá bảo thủ nên không được dùng cho chỉ thị DNA, trong khi đó hệ gen lục lạp lại mang nhiều đặc điểm mong muốn đối với chỉ thị DNA như ở hệ gen ty thể ở động vật. Ở hệ gen nhân, vùng DNA nằm giữa các gen hay còn gọi ITS (Internal Transcribed Spacer) cũng được sử dụng làm DNA chỉ thị trong một số nghiên cứu [12], [26], [35].
Mặc dù một vài locus trong hệ gen lục lạp và gen nhân đã được nghiên cứu làm chỉ thị trong nghiên cứu DNA barcode song kết quả thu được vẫn có những hạn chế. Điều này cho thấy việc cần thiết sử dụng kết hợp các locus để bổ sung cho nhau đem lại hiệu quả cao hơn trong đánh giá, phân loại các loài thực vật. Trên thực tế từ lâu rbcL đã được sử dụng trong nghiên cứu phát sinh loài, bên cạnh đó trình tự gen matK có tỷ lệ tiến hóa cao nhất trong các gen lạp thể cũng có khả năng phân biệt loài cao. Trên cơ sở đó CBOL đã kết hợp hai locus của rbcL và matK mang lại hiệu quả cao (70% sự phân biệt loài) và giảm nhiều chi phí cho các điều tra về xây dựng mối quan hệ cũng như phân loại đánh giá các loài thực vật. Hiệu quả kết hợp giữa hai gen này thích hợp cho các nghiên cứu như là điều tra tương tác thực vật - động vật, xác định các loài cây được bảo vệ, các cuộc khảo sát đa dạng sinh học quy mô lớn và phân biệt cây giống trong các chương trình tái sinh rừng phân biệt và cho mục đích xác định loài và phân loại [36].
Spooner sau khi xem xét hiệu quả của psbA - trnH, matK, nrITS trên 63 loài khoai tây dại đã chỉ ra rằng trình tự của psbA - trnH, matK và nrITS không cung cấp đầy đủ các thông tin về loài cụ thể. Gen lạp thể không cho thấy đầy đủ sự khác biệt, trong khi các trình tự nrITS cho thấy sự khác biệt trong loài cao. Những khó khăn đó cũng gặp phải trong chi Magnolioideae, họ Magnoliaceae và trong họ Lauraceae khi giải thích những mối quan hệ trong loài. Từ những nghiên cứu cụ thể trên ba nhóm thực vật khác nhau, thực vật hạt kín, hạt trần và rêu các nhà phân loại kết luận rằng việc kết hợp các locus hệ gen lạp thể như rbcL + rpoC1 + matK + trnH-psbA mang lại hiệu quả cao như một hệ thống barcode duy nhất cho xác định các nhóm loài rộng. Vì vậy, trong các dự án như giám định loài sử dụng các chỉ thị barcode, việc đề xuất barcode hai locus tiêu chuẩn là không đủ do sự phân ly trong loài và quần thể ở nhiều thực vật hạt kín là rất lớn. Đặc biệt trong cùng khu vực phân bố trải qua giao phối và giao phối cận huyết, sự thay đổi của một hoặc hai trình tự gen lạp thể không đủ để đánh dấu ranh giới loài. Các vấn đề sinh học như đa bôi thể, dị bội, sinh sản vô tính, chuyển gen, chọn dòng, phân ly và tiến hóa nhanh hình thái học dẫn đến sự khó khăn trong xác định loài. Do vậy không thể sử dụng cùng một vùng DNA để xác định cho các loài khác nhau mà cần lựa chọn các vùng DNA khác nhau cho xác định ở các loài khác nhau [37], [38].
Hiện nay hệ thống DNA barcode cho thực vật chưa hoàn chỉnh. Tuy nhiên với các trình tự DNA barcode này, các nhà khoa học đã có những nghiên cứu, ứng dụng đầy hứa hẹn cho xác định loài ở thực vật, mở ra một triển vọng mới cho cho công tác đánh giá, phân loại và bảo tồn đa dạng sinh học.
1.6. Một số kết quả trong nghiên cứu về cây dó bầu tại Việt Nam và trên thế giới
Xuất phát từ những giá trị mà cây dó bầu mang lại đã thúc đẩy các nhà khoa học trên thế giới trong đó có Việt Nam đã tiến hành những thí nghiệm để nghiên cứu về loài cây này. Một trong những nghiên cứu có đóng góp lớn nhất cho tới nay là TS. Lê Công Kiệt và TS. Paul Kessler người Hà Lan đã phát hiện loài Aquilaria rugosa năm 2005 đồng thời phân biệt được Aquilaria rugosa với A. sinnesiss, A. crassna, A. yunasensis [18].
Bằng chỉ thị AFLP nhóm nghiên cứu của Nurita và đống tác giả (2009) đã phát hiện được sự tương đồng di truyền giữa các Aquilaria sp là A. malaccensis, A. beccatianavà A. crassna khoảng 63,9 đến 72% so với các loài Aquilaria khác [21]. Các nhà khoa học người Malaysia cũng đã tiến hình phân tích trên 5 quần thể cây dó bầu ở Malaysia bằng chỉ thị RAPD với 23 cặp mồi RADP từ đó đã tìm ra 5 chỉ thị SCAR để phân biệt A. hita với các Aquilaria khác [27].
Chương 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1.Vật liệu 2.1.1. Thực vật
Gồm 18 mẫu lá cây dó bầu được thu thập tại Hà Tĩnh, Phú Quốc và tại Lào được thống kê qua bảng sau.
Bảng 2.1. Thông tin về các mẫu dó bầu dùng trong nghiên cứu -
STT
|
Tên mẫu
|
Loài
|
Xuất xứ
|
1
|
AL 02
|
Aquiaria sp
|
Lào
|
2
|
AL 06
|
Aquiaria sp
|
Lào
|
3
|
AL 08
|
Aquiaria sp
|
Lào
|
4
|
G 1
|
Aquiaria sp
|
Hà Tĩnh
|
5
|
T 1
|
Aquiaria sp
|
Hà Tĩnh
|
6
|
T 2
|
Aquiaria sp
|
Hã Tĩnh
|
7
|
T 3
|
Aquiaria sp
|
Hà Tĩnh
|
8
|
T 4
|
Aquiaria sp
|
Hà Tĩnh
|
9
|
T 6
|
Aquiaria sp
|
Hà Tĩnh
|
10
|
T 7
|
Aquiaria sp
|
Hà Tĩnh
|
11
|
T 8
|
Aquiaria sp
|
Hà Tình
|
12
|
T 9
|
Aquiaria sp
|
Hà Tĩnh
|
13
|
T 10
|
Aquiaria sp
|
Hà Tĩnh
|
14
|
T 11
|
Aquiaria sp
|
Hà Tĩnh
|
15
|
T 14
|
Aquiaria sp
|
Hà Tĩnh
|
16
|
PQ64
|
Aquiaria sp
|
Phú Quốc
|
17
|
Qx
|
Aquiaria sp
|
Phú Quốc
|
18
|
M1
|
Aquiaria sp
|
Phú quốc
|
2.1.2. Chủng vi khuẩn
Chủng vi khuẩn Escherichia coli (DH5α) sử dụng cho mục đích tách dòng do Phòng Công nghệ tế bào thực vật - Viện Công nghệ sinh học cung cấp.
2.1.3. Hóa chất
Kit tinh sạch DNA (AccuPrep® Gel Purification Kit) của hãng Bioneer (Hàn Quốc).
Enzyme hạn chế BamHI, T4 DNA Ligase của Fermentas (Hàn Quốc), Taq DNA polymerase, RNase được mua từ hãng Fermentas, vector tách dòng pBT do Phòng Công nghệ tế bào thực vật - Viện Công nghệ sinh học cung cấp.
Hóa chất dùng cho tách chiết DNA tổng số: Nitơ lỏng, CTAB, NaCl, Tris HCl, EDTA, Sorbitol, NaH2PO4, H2O deion, Isopropanol, Ethanol, Chloroform, Isoamyl alcohol, RNase.
Hóa chất dùng cho tách dòng gen: X-gal, IPTG, Vector tách dòng pBT do phòng Công nghệ tế bào thực vật cung cấp, Bacto tryptone, Yeast extract, NaCl, kháng sinh carbecillin
Hóa chất để tách plasmid: Sol I (Tris HCl, EDTA), Sol II (NaOH, SDS), Sol III (Kali axetat), isopropanol, ethanol, phenol, chloroform. Hóa chất dùng cho phản ứng PCR: MgCl2, Buffer , Taq-polymerase, dNTP.
Hóa chất dùng trong điện di DNA: agarose, TAE 1X (Tris - Acetic acide - EDTA), ethidium bromide.
2.1.4. Máy móc thiết bị
Máy PCR System 9700 (Appied Biosystem, Mỹ), máy điện di Powerpac300 (Bio-Rad, Mỹ), máy soi DNA (Mini-transllumminatior, Bio-Rad, Mỹ), máy chụp ảnh (Amersham Pharmacia Biotech, Thuỵ Điển), máy vortex (Mimishaker, IKA, Đức), máy ly tâm, cùng với các trang thiết bị khác của phòng Công nghệ tế bào thực vật - Viện Công nghệ Sinh học.
2.1.5. Các cặp mồi sử dụng trong nghiên cứu
Cặp mồi sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm 4 cặp mồi barcode và 1 cặp mồi pUC18. Trình tự nucleotide của các cặp mồi được trình bầy trong bảng 2.2
Bảng 2.2.Trình tự các cặp mồi nhân bản gen barcode
TT
|
Vùng gen nhân bản
|
Trình tự mồi 5’-3’
|
Ký hiệu
|
1
|
rbcL
|
ATGTCACCACAAACAGAAAC
|
P2F
|
TCGCATGTACCTGCAGTAGC
|
P2R
|
2
|
psbA-trnH
|
GTTATGCATGAACGTAATGCTC
|
P10F
|
CGCGCATGGTGGATTCACAATCC
|
P10R
|
3
|
rpoB
|
AAGTGCATTGTTGGAACTGG
|
P5F
|
GATCCCAGCATCACAATTCC
|
P5R
|
4
|
ITS
|
ACGAATTCATGGTCCGGTGAAGTGTTCG
|
P12F
|
TAGAATTCCCCGGTTCGCTCGCCGTTAC
|
P12R
|
5
|
PuC18
|
CAGGGTTTTCCCAGTCACGA
|
puC18F
|
GCGGATAACAATTTCACACA
|
puC18R
|
Chia sẻ với bạn bè của bạn: |