Các kỹ thuật chỉ thị DNA
265
CÁC KỸ THUẬT CHỈ THỊ DNA TRONG NGHIÊN CỨU
VÀ CHỌN LỌC THỰC VẬT
Nguyễn Đức Thành
Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm KH & CN Việt Nam, nguyenducthanh_pcg@ibt.ac.vn
TÓM TẮT: Từ thập kỷ 80 của thế kỷ trước, các kỹ thuật chỉ thị DNA được bắt đầu và phát triển
nhanh chóng trở thành lĩnh vực quan trọng trong sinh học phân tử. Các chỉ thị DNA được sử dụng
rộng rãi trong nghiên cứu và chọn lọc. Các kỹ thuật chỉ thị DNA được xây dựng để phát triển các chỉ
thị DNA cho nghiên cứu đa dạng di truyền, phát sinh loài, phân loại, đánh dấu và xác định gen; cho
chọn lọc nguồn gen và chọn giống nhờ chỉ thị phân tử. Sự phát triển của hàng loạt các chỉ thị DNA
khác nhau cùng với các nguyên lý, phương pháp và ứng dụng của chúng dẫn đến việc cần thiết xem
xét một cách cẩn thận trong việc lựa chọn kỹ thuật phù hợp cho mục đích nghiên cứu. Không có chỉ
thị DNA nào hiện biết có thể đáp ứng đầy đủ tất cả các yêu cầu của nhà nghiên cứu. Phụ thuộc vào
vấn đề nghiên cứu, có thể chọn trong các kỹ thuật chỉ thị DNA khác nhau mà mỗi kỹ thuật có thể có
một số đặc tính cần thiết. Ở Việt Nam, một số kỹ thuật chỉ DNA được bắt đầu sử dụng từ cuối những
năm 90 của thế kỷ XX. Tuy nhiên, việc sử dụng còn hạn chế vì mới chủ yếu sử dụng các kỹ thuật như
đa hình DNA nhân bản ngẫu nhiên, kỹ thuật các chuỗi lặp lại đơn giản hay tiểu vệ tinh, kỹ thuật đa
hình độ dài các đoạn nhân bản chọn lọc trong các nghiên cứu: đa dạng di truyền, lập bản đồ liên kết
phân tử và chọn giống nhờ chỉ thị phân tử ở thực vật. Bài tổng quan này sẽ giới thiệu tổng quát về hầu
hết các kỹ thuật chỉ thị DNA hiện có và ứng dụng của chúng trong nghiên cứu và chọn lọc ở thực vật
nhằm cung cấp thông tin cần thiết và cập nhật cho các nhà nghiên cứu phân loại, bảo tồn và chọn
giống trong việc lựa chọn kỹ thuật chỉ thị DNA phù hợp.
Từ khóa: Chọn giống nhờ chỉ thị phân tử, chọn lọc nguồn gen, đa dạng di truyền, kỹ thuật chỉ thị
DNA, xác định gen.
MỞ ĐẦU
Kể từ khi chỉ thị DNA đầu tiên được phát
triển và ứng dụng cho đến cuối những năm 90
của thế kỷ XX, hàng loạt chỉ thị DNA hay còn
gọi là chỉ thị phân tử được ra đời đó là các chỉ
thị: chỉ thị đa hình độ dài các đoạn cắt hạn chế
(RFLP-restriction
fragment
length
polymorphism [20], chuỗi lặp ngắn liền kề
(STR-short tandem repeats [64], số lượng thay
đổi các chuỗi lặp lại liền kề (VNTR-variable
number tandem repeat [127], chỉ thị nhân bản
allen
đặc
biệt
(AS-PCR-allele
specific
polymerase chain reaction [97], các oligo allen
đặc biệt (ASO-allele specific oligo [15], đa hình
cấu tạo sợi đơn (SSCP-single stranded
conformation polymorphism [136], vị trí chuỗi
đánh dấu (STS-sequence tagged site [134], đa
hình DNA nhân bản ngẫu nhiên (RAPD-random
amplified polymorphic DNA [197], chỉ thị tạo
ra do phản ứng PCR với các mồi tùy tiện (AP-
PCR-arbitrarily primed PCR [195], vị trí trình
tự tiểu vệ tinh được đánh dấu (STMS-sequence
tagged microsatellite site [16], dấu DNA nhân
bản (DAF-DNA amplification fingerprinting
[28], chỉ thị trình tự biểu hiện (EST-expressed
sequence tags [2], đa hình độ dài các chuỗi đơn
giản
(SSLP-simple
sequence
length
polymorphism [38], chuỗi đa hình nhân bản
được cắt hạn chế (CAPS-cleaved amplified
polymorphic sequence [6], chỉ thị tạo ra do phản
ứng PCR với mồi thoái hóa-mồi có vị trí mà ở
đó có thể thay thế các oligo khác nhau (DOP-
PCR-degenerate oligonucleotide primed PCR
[170], chỉ thị nhân bản sợi thay thế (SDA-strand
displacement amplification [190], chuỗi lặp lại
đơn giản (SSR-simple sequence repeat [5], vùng
nhân bản chuỗi DNA được mô tả (SCAR-
sequence characterized amplified regions [137],
đa hình nucleotide đơn (SNP-single nucleotide
polymorphism [78], chỉ thị phản ứng nhân bản
bằng mồi đơn (single primer amplification
reactions [60], đa hình các locus tiểu vệ tinh
nhân
bản
chọn
lọc
(SAMPL-selective
amplification of microsatellite polymorphic loci
[122], tiểu vệ tinh neo nhân bản (AMP-PCR-
anchored microsatellite primed PCR [212], đa
TAP CHI SINH HOC 2014, 36(3): 265-294
DOI: 10.15625/0866-7160/v36n3.5974
Nguyen Duc Thanh
266
hình tiểu vệ tinh nhân bản ngẫu nhiên (RAMP-
random amplified microsatellite polymorphism
[201], chuỗi lặp lại đơn giản giữa (ISSR-inter-
simple sequence repeat [212]), các mồi liên
quan đến allen đặc biệt (ASAP-allele specific
associated primers [57], đa hình độ dài đoạn
nhân chọn lọc (AFLP-amplified fragment length
polymorphism [200], chỉ thị PCR lồng vị trí
chọn lọc (SSI-site-selected insertion PCR [92],
tiểu vệ tinh nhân bản ngẫu nhiên (RAM-random
amplified microsatellites [66], đa hình nhân bản
chuỗi đặc biệt (S-SAP-sequence specific
amplification polymorphism [193], các trình tự
lặp lại đơn giảm neo (ASSR-anchored simple
sequence repeats [191] và chỉ thị PCR đảo
(IPCR-inverse PCR [187]. Các kỹ thuật chỉ thị
DNA tương ứng được xây dựng để phát triển
chỉ thị DNA cho nghiên cứu đa dạng di truyền,
phát sinh loài, phân loại, đánh dấu và xác định
gen; cho chon lọc nguồn gen và chọn giống nhờ
chỉ thị phân tử. Không có chỉ thị DNA nào hiện
có có thể đáp ứng đầy đủ tất cả các yêu cầu của
nhà nghiên cứu. Phụ thuộc vào vấn đề nghiên
cứu, ta có thể chọn trong các kỹ thuật chỉ thị
DNA khác nhau mà mỗi kỹ thuật có thể có một
số đặc tính cần thiết. Ở Việt Nam, một số kỹ
thuật chỉ DNA được bắt đầu sử dụng từ cuối
những năm 90 của thế kỷ XX. Tuy nhiên, việc
sử dụng còn hạn chế vì mới chủ yếu sử dụng
các kỹ thuật như đa hình DNA nhân bản ngẫu
nhiên, kỹ thuật các chuỗi lặp lại đơn giản hay
tiểu vệ tinh, kỹ thuật đa hình độ dài các đoạn
nhân bản chọn lọc trong các nghiên cứu: đa
dạng di truyền và đánh giá nguồn gen [22, 37,
171, 172], lập bản đồ liên kết phân tử [98, 173]
và chọn giống nhờ chỉ thị phân tử ở thực vật
[99, 104]. Bài tổng quan này sẽ giới thiệu tổng
quát về hầu hết các kỹ thuật chỉ thị DNA hiện
có và ứng dụng của chúng trong nghiên cứu và
chọn lọc ở thực vật nhằm cung cấp thông tin
cần thiết và cập nhật cho các nhà nghiên cứu và
chọn giống trong việc lựa chọn kỹ thuật chỉ thị
DNA phù hợp cho nghiên cứu và chọn lọc ở
thực vật.