Các kỹ thuật chỉ thị DNA
271
Sequence Repeat-ISSR) và kỹ thuật đa hình các
tiểu vệ tinh được nhân bản ngẫu nhiên
(Randomly
Amplified
Microsatellite
Polymorphisms-RAMP). Chúng ta sẽ xem xét
lần lượt các kỹ thuật này trong các phần sau.
Kỹ thuật chuỗi lặp lại đơn giản (Simple
Sequence Repeats-SSR)
Chuỗi lặp lại đơn giản (Simple Sequence
Repeats-SSR) [169], tiểu vệ tinh (microsatellite)
[107], chuỗi lặp lại trước sau ngắn (Short
Tandem Repeats-STRs) hay đa hình độ dài chỗi
đơn
giản
(simple
sequence
length
polymorphisms-SSLPs) [115] là sự lặp lại các
chuỗi nucleotide ngắn từ 2-6 nucleotide [30].
SSR (SSLP, STMS) trở thành kỹ thuật chỉ
thị phân tử quan trọng trong cả động vật và thực
vật. SSR rất đa hình do đột biến tác động lên số
đơn vị lặp lại. Sự thay đổi hay sự đa hình của
SSR là kết quả của sự khác nhau về độ dài các
đoạn lặp lại trong genome do quá trình trao đổi
chéo không cân hoặc do sự giảm nucleotide
trong quá trình sao chép. SSR không những phổ
biến mà còn biến động mạnh về số lượng kiểu
lặp lại trong genome sinh vật nhân thực. Sự
khác nhau allele của SSR là kết quả của sự thay
đổi số lượng đơn vị lặp lại trong cấu trúc tiểu vệ
tinh. Các chuỗi lặp lại thường đơn giản và cấu
tạo bởi 2, 3 hoặc 4 nucleotide.
Kỹ thuật SSR được thực hiện bằng phản
ứng PCR với mồi SSR xuôi và ngược. Sản
phẩm
PCR được phân tách trên gel
polyacrylamide kết hợp nhuộm bạc (AgNO3)
hoặc bằng máy giải trình tự tự động.
Việc phát triển chỉ thị SSR được tiến hành
theo một số bước như: xây dựng thư viện SSR,
xác định locus SSR, xác định vùng phù hợp để
thiết kế mồi, PCR với các mồi được thiết kế,
đánh giá và phân tích mẫu băng, đánh giá đa
hình của sản phẩm PCR.
Kỹ thuật SSR có một số ưu việt hơn các chỉ
thị khác như: i. Cho nhiều allen trong một locus;
ii. Phân bố đều trong genome; iii. SSR cho
thông tin cụ thể hơn so với di truyền ty thể theo
đường mẹ (vì có mức đột biến cao) và di truyền
theo cả bố và mẹ; iv. Là chỉ thị đồng trội; v. Có
tính đa hình và đặc thù cao; vi. Có thể lặp lại ở
các thí nghiệm, sử dụng ít DNA, rẻ và dễ tiến
hành, có thể phân tích bán tự động, không sử
dụng phóng xạ, có thể sử dụng các DNA cổ
(ancient DNA-aDNA). SSR có thể phân biệt các
cá thể có mối quan hệ gần. Điểm hạn chế quan
trọng của kỹ thuật chỉ thị SSR là cần phải đọc
trình tự genome để dựa vào đó có thể thiết kế
các cặp mồi đặc thù và tối ưu hóa điều kiện các
mồi cho từng loài trước khi sử dụng. Hiện nay,
SSR là chỉ thị được chọn cho các nghiên cứu hồ
sơ pháp lý, di truyền quần thể và nghiên cứu
động vật hoang dã. Ở thực vật SSR được sử
dụng trong nghiên cứu đa dạng di truyền [53,
71,109,117, 121, 171, 172, 175, 183, 210,],
trong chọn cặp lai (43, 71], trong xác định con
lai [1] và trong lập bản đồ liên kết phân tử [39,
110, 173].
Kỹ thuật đa hình độ dài các chuỗi đơn giản
(Single Sequence Length Polymorphism-SSLP)
là kỹ thuật chỉ thị tạo các chuỗi lặp lại với độ
dài khác nhau nằm giữa hai gen. Các chuỗi có
độ dài khác nhau là do số lượng trình tự lặp lại
trong chuỗi khác nhau do quá trình trao đổi
chéo không cân hoặc do sự giảm nucleotide
trong quá trình sao chép. Cả hai quá trình này
đều có thể dẫn đến giảm hoặc tăng số lượng đơn
vị lặp lại trong genome. Sự khác nhau về độ dài
của SSLP được sử dụng để đánh giá sự thay đổi
di truyền giữa các cá thể trong loài.
Kỹ thuật SSLP giống như kỹ thuật SSR,
cũng được tiến hành bằng các cặp mồi đặc hiệu
nhân bản các chuỗi đơn giản nằm giữa hai gen,
sản phẩm PCR được phân tách trên gel
polyacrylamide.
SSLP đã được sử dụng trong nghiên cứu đa
dạng di truyền [12], xác định giống [67], xác
định dị hợp tử [135] và lập bản đồ di truyền [5,
202].
Kỹ thuật vị trí chuỗi tiểu vệ tinh đánh dấu
(Sequence-Tagged Microsatellite Site-STMS)
[21, 181, 182] là kỹ thuật chỉ thị nhân bản các
chuỗi lặp lại ở vị trí được đánh dấu bằng các
cặp mồi đặc hiệu. Kỹ thuật này cũng được sử
dụng nhiều trong nghiên cứu đa dạng di truyền,
phân tích genome [86], lập bản đồ di truyền [51,
198] và nhận biết giống [47].
Ưu điểm nổi bật của SSR, SSLP và STMS
là các chỉ thị này có thể sử dụng chung cho một
số loài cây. Chẳng hạn STMS của cây đậu đồng