Họ Hoàng liên gai (Berberidaceae) được xác định có 17 chi và gần 650 loài, trong đó chi
Berberis và chi Mahonia là 2 chi có quan hệ rất gần gũi với nhau với rất nhiều đặc điểm
hình thái giống nhau. Chính vì vậy trước đây, 2 chi này được nhập chung là chi Berberis.
Hiện nay tất cả các loài trong họ Hoàng liên gai đều là các loài quý hiếm, được ưu tiên bảo
tồn, đặc biệt các loài thuộc chi Mahonia và Berberis bị khai thác và buôn bán nhiều. Việc
định loại hình thái các bộ phận buôn bán (thân, rễ, đôi khi có cả lá) là không khả thi khi
không có cơ quan sinh sản (hoa và quả).
Trong những năm gần đây, kỹ thuật sinh học phân tử đang được áp dụng rộng rãi, có hiệu
quả trong nghiên cứu tiến hoá, phân loại và đa dạng di truyền quần thể sinh vật. Nghiên cứu
dựa trên các chỉ thị DNA có độ chính xác cao và đặc biệt hữu dụng với các loài gần gũi mà
những quan sát hình thái chưa đủ cơ sở để phân biệt. Phân tích DNA cho phép xác định
chính xác loài, quần thể cho đến tận cá thể từ các mẫu vật không còn nguyên vẹn và đặc biệt
không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khách quan như môi trường hay con người.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi thực hiện đánh giá khả năng phân loại của 3 vùng marker
DNA thường được dùng phổ biển hiện nay cho công tác phân loại là rbcL, trnH-psbA và
ITS2 trên 12 mẫu họ Berberidaceae, trong đó có 7 mẫu thuộc chi Mahonia, 4 mẫu thuộc chi
Berberis và 1 mẫu thuộc chi Epimedium được sử dụng làm mẫu đối chứng. Kết quả của
nghiên cứu giúp lựa chọn marker DNA phù hợp cho công tác phân loại và giám định các
mẫu họ Hoàng liên gai về sau.
Kết quả chỉ ra vùng gen rbcLcho thấy khả năng phân biệt 12 loài Berberidaceae là rõ ràng
nhất. Trình tự gen ITS2 loài Berberis julianeae của Việt Nam đã được đăng ký lên GB với
mã số truy cập là MT073031.
10 trang |
Chia sẻ: thuyduongbt11 | Ngày: 17/06/2022 | Lượt xem: 204 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đánh giá khả năng phân loại của 3 chỉ thị phân tử RBCL, ITS2 và TRNH-PSBA trên các loài thuộc chi Mahonia và Berberis (Berberidaceae), để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ CÁC CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG PHÂN LOẠI CỦA 3 CHỈ THỊ PHÂN TỬ RBCL, ITS2 VÀ
TRNH-PSBA TRÊN CÁC LOÀI THUỘC CHI MAHONIA VÀ BERBERIS
(BERBERIDACEAE)
Nguyễn Thị Phương Trang1, 2*, Nguyễn Thị Hồng Mai1, Bùi Văn Thanh1, 2
1Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
2Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
*Email: nptrang@gmail.com
Tóm tắt
Họ Hoàng liên gai (Berberidaceae) được xác định có 17 chi và gần 650 loài, trong đó chi
Berberis và chi Mahonia là 2 chi có quan hệ rất gần gũi với nhau với rất nhiều đặc điểm
hình thái giống nhau. Chính vì vậy trước đây, 2 chi này được nhập chung là chi Berberis.
Hiện nay tất cả các loài trong họ Hoàng liên gai đều là các loài quý hiếm, được ưu tiên bảo
tồn, đặc biệt các loài thuộc chi Mahonia và Berberis bị khai thác và buôn bán nhiều. Việc
định loại hình thái các bộ phận buôn bán (thân, rễ, đôi khi có cả lá) là không khả thi khi
không có cơ quan sinh sản (hoa và quả).
Trong những năm gần đây, kỹ thuật sinh học phân tử đang được áp dụng rộng rãi, có hiệu
quả trong nghiên cứu tiến hoá, phân loại và đa dạng di truyền quần thể sinh vật. Nghiên cứu
dựa trên các chỉ thị DNA có độ chính xác cao và đặc biệt hữu dụng với các loài gần gũi mà
những quan sát hình thái chưa đủ cơ sở để phân biệt. Phân tích DNA cho phép xác định
chính xác loài, quần thể cho đến tận cá thể từ các mẫu vật không còn nguyên vẹn và đặc biệt
không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khách quan như môi trường hay con người.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi thực hiện đánh giá khả năng phân loại của 3 vùng marker
DNA thường được dùng phổ biển hiện nay cho công tác phân loại là rbcL, trnH-psbA và
ITS2 trên 12 mẫu họ Berberidaceae, trong đó có 7 mẫu thuộc chi Mahonia, 4 mẫu thuộc chi
Berberis và 1 mẫu thuộc chi Epimedium được sử dụng làm mẫu đối chứng. Kết quả của
nghiên cứu giúp lựa chọn marker DNA phù hợp cho công tác phân loại và giám định các
mẫu họ Hoàng liên gai về sau.
Kết quả chỉ ra vùng gen rbcLcho thấy khả năng phân biệt 12 loài Berberidaceae là rõ ràng
nhất. Trình tự gen ITS2 loài Berberis julianeae của Việt Nam đã được đăng ký lên GB với
mã số truy cập là MT073031.
Từ khoá: Berberidaceae, Hoàng liên gai, ITS2, rbcL, trnH-psbA, lựa chọn chỉ thị phân tử.
ĐẶT VẤN ĐỀ
Người đầu tiên đề cập đến các taxon của họ Hoàng liên gai (Berberidaceae) là
Linnaeus năm 1753. Đến nay, trên thế giới đã xác định được họ Berberidaceae có 17 chi
với khoảng 650 loài, phân bố chủ yếu ở vùng ôn đới phía Bắc và ở các vùng núi cao ở cận
nhiệt đới. Theo Nguyễn Tiến Bân (2003) thì ở Việt Nam họ Hoàng liên gai có 4 chi và 9
DOI: 10.15625/vap.2020.00137
167
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC 45 NĂM VIỆN HÀN LÂM KHCNVN
loài, phân bố chủ yếu ở vùng cao thuộc các tỉnh miền núi phía Bắc và Lâm Đồng. Tất cả
các loài này đều nằm trong Sách Đỏ Việt Nam năm 2007 ở mức nguy cấp (EN).
Mã vạch DNA (DNA barcoding) là kỹ thuật hiện đại, sử dụng đoạn DNA ngắn để
chuẩn hóa phân biệt giữa các loài (Lahaye, 2008; Kress, 2005). Chúng đã trở thành công
cụ mới phục vụ có hiệu quả cho công tác giám định, phân loại, đánh giá quan hệ di truyền,
quản lý chất lượng, nguồn gốc, xuất xứ của sản phẩm từ sinh vật (Chen, 2010). Ở thực
vật bậc cao, một số vùng gen lục lạp (như matK, rbcL, psbA-trnH, atpF-atpH) và vùng
gen nhân (như ITS-rDNA, 18S) đang được ứng dụng rộng rãi trong các nghiên cứu mối
quan hệ phát sinh chủng loại (phylogeny), phân loại (taxonomy) và nhận dạng (identity)
loài (Liu, 2012; CBOL, 2009). Tuy nhiên, đối với mỗi nhóm đối tượng khác nhau thì
khả năng phân loại của những vùng gen này là khác nhau. Nghiên cứu của Song Xue và
cs. (2019) đăng trên Tạp chí Horticulture cho thấy 3 vùng gen trnC-psbD, ndhD và
atpA-atpH là 3 vùng gen hữu hiệu nhất để phân biệt các loài trong chi Mận-mơ
(Prunus). Muellner và cs. (2011) đã chứng minh vùng gen ITS là hữu hiệu nhất để giám
định các loài họ Meliaceae. Trang và cs. (2015) đã chứng minh sự kết hợp của ba vùng
gen rbcL, matK và trnH-psbA là hữu hiệu trong việc phân biệt các loài chi Hopea.
Stoeckle và cs. (2011) đã sử dụng kết hợp hai vùng gen rbcL và matK để xác định xác
loài cây thuốc quý hiếm đang bị buôn bán nhiều ở Bắc Phi, tuy nhiên một trở ngại của
họ là thiếu dữ liệu so sánh.
Như vậy rõ ràng mặc dù nhiều nghiên cứu trước đây đã chứng minh các vùng gen lục
lạp là hữu hiệu trong việc phân loại các loài thực vật bậc cao, điển hình như nghiên cứu
của hiệp hội nghiên cứu mã vạch sự sống (The Consortium for the Barcode of Life-
CBOL) đăng trên Tạp chí PNAS năm 2009 đã chỉ rõ 7 vùng gen lục lạp gồm matK, rbcL,
rpoB, rpoC1, atpF-atpH, trnH-psbA, psbK-psbI là những chỉ thị phân tử hữu hiệu cho các
nghiên cứu về phân loại ở thực vật ở cạn, tuy vậy việc ứng dụng từng vùng gen vào các
nhóm loài khác nhau sẽ có hiệu quả khác nhau.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi thử nghiệm khả năng phân loại của 3 chỉ thị
barcoding là rbcL, trnH-psbA và ITS2 cho 12 loài họ Hoàng liên gai để kiểm tra khả năng
phân loại của chúng. Nghiên cứu này cũng đồng thời bổ sung cơ sở dữ liệu về DNA cho
ngân hàng gen quốc tế, góp phần làm đầy đủ hơn cơ sở dữ liệu cho ngân hàng gen về các
loài Hoàng liên gai có phân bố ở Việt Nam.
I. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Vật liệu:
12 mẫu lá gồm 7 mẫu là các loài chi Mahonia, 4 mẫu là các loài chi Berberis và 1
mẫu Epimedium được nhóm nghiên cứu của Phòng Dân tộc học thực vật, Viện Sinh thái
và Tài nguyên sinh vật thu trong các lần đi thực địa. Thông tin cụ thể của các mẫu nghiên
cứu được thể hiện ở bảng 1.
168
ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ CÁC CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC
Bảng 1. Thông tin mẫu thu và ký hiệu mẫu nghiên cứu
STT Ký hiệu mẫu Tên khoa học Địa điểm thu mẫu
1 BHG 07 Mahonia sp.4 Hà Giang
2 BHG 04 Mahonia sp.5 Hà Giang
3 DL 01 Mahonia klossii Đà Lạt
4 DL 02 Mahonia klossii Đà Lạt
5 BHG 09 Mahonia sp.3 Hà Giang
6 BCB 05 Mahonia sp.1 Cao Bằng
7 BBK 03 Mahonia sp.2 Bắc Kạn
8 SB 01 Berberis julianea Sa Pa - Lào Cai
9 SB 02 Berberis julianea Sa Pa - Lào Cai
10 SB 03 Berberis julianea Sa Pa - Lào Cai
11 SB 04 Berberis julianea Sa Pa - Lào Cai
12 DDH Epimedium sp. Mẫu thu mua từ Trung Quốc
Phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp tách chiết và tinh sạch DNA tổng số: DNA tổng số được tách chiết theo
phương pháp Doyle & Doyle (1991) có hiệu chỉnh theo điều kiện phòng thí nghiệm của
Việt Nam.
Nhân bản gen đích bằng kỹ thuật PCR: Vùng gen ITS2 dài 300 bp, vùng gen trnH-
psbA dài 400 bp và vùng tren rbcL dài 600 bp của cả 12 mẫu nghiên cứu được nhân bản
bằng PCR với cặp mồi ITS1/ITS2 (Tao Cheng, 2015), rbcLF/R và trnH-psbA (Kress,
2005). Mỗi phản ứng PCR có thể tích 30 µl với các thành phần: 12 µl H2O deion; 15 µl
PCR Master mix (2X); 1 µl mồi xuôi (10 pmol/µl); 1 µl mồi ngược (10 pmol/µl); 1 µl
DNA template (10-20 ng). Phản ứng được thực hiện trên máy PCR model 9700
(GeneAmp PCR System 9700, Mỹ). Chu trình nhiệt của phản ứng PCR gồm: 94 oC trong
3 phút; tiếp sau là 35 chu kỳ nối tiếp nhau với các bước: 94 oC trong 45 giây, 55 oC trong
30 giây (đối với gen ITS), 52 oC trong 30 giây (đối với gen rbcL) và 54 oC trong 30 giây
(đối với gen trnH-psbA), 72 oC trong 30 giây; kết thúc phản ứng nhân gen ở 72 oC trong 8
phút, giữ sản phẩm ở 4 °C.
Giải trình tự và hiệu chỉnh trình tự: Sản phẩm PCR được điện di kiểm tra trên gel
agarose 1 %. Quá trình xác định trình tự nucleotide được thực hiện tại Công ty Firstbase
(Malaysia). Trình tự DNA sau khi giải trình tự được hiệu chỉnh và loại bỏ các vùng tín
hiệu nhiễu với sự trợ giúp của phần mềm Chromas-Pro2.1.6 (Technelysium Pty Ltd.,
Helensvale, Queensland, Australia). Các trình tự sau đó được so sánh với các trình tự đã
có trên Genbank (GB), (sử dụng công cụ BLAST trong NCBI-
http:www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST). Các vùng nucleotide bị nhiễu hoặc không có khả
năng sắp xếp bị loại bỏ trước khi phân tích.
Xây dựng cây phát sinh chủng loại: Cây phát sinh chủng loại được xây dựng dựa trên
phương pháp xác suất tối đa ML (Maximum Likelihood) trên phần mềm Mega 7.0 (Kumar
S., 2016).
169
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC 45 NĂM VIỆN HÀN LÂM KHCNVN
II. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Tách chiết DNA tổng số: DNA tổng số của 12 mẫu nghiên cứu đã được tách chiết
thành công, có chất lượng DNA cao với kết quả đo OD cho chỉ số OD260/OD280 của các
mẫu đều từ 1,81-1,83 chứng tỏ hàm lượng DNA thu được có độ tinh khiết cao, ít đứt gãy.
Nhân bản gen bằng PCR: Kết quả điện di sản phẩm PCR cho thấy các mẫu đều lên
vạch có kích thước 300 bp, 400 bp và 600 bp tương ứng với các gen ITS2, trnH-psbA và
rbcL đúng như dự kiến (hình 1).
Hình 1. Hình ảnh sản phẩm PCR của 6 mẫu đại diện cho 3 vùng gen khuếch đại
được kiểm tra bằng điện di trên gel agarose 1 %
Lane 1-2: Sản phẩm PCR gen ITS2, lane M: DNA ladder 100 bp, lane 3-4: Sản phẩm PCR
gen trnH-psbA, lane 5-6: sản phẩm PCR gen rbcL.
Kết quả phân tích trình tự nucleotide: Sản phẩm PCR sau khi tinh sạch được thực
hiện giải trình tự tại Công ty Firstbase. Kết quả giải trình tự các vùng gen sau đó được
kiểm tra tính tương đồng (similarity) với các trình tự sẵn có trên ngân hàng gen (GB) bằng
công cụ BLAST. Thông thường, kết quả BLAST không cho kết luận chính xác về loài,
nhưng với những trường hợp BLAST có độ bao phủ và tương đồng cao (trên 98 %) thì có
thể đưa ra gợi ý về những loài gần gũi với mẫu nghiên cứu. Trong nghiên cứu này của
chúng tôi, trình tự 3 vùng gen ITS2, rbcL, trnH-psbA của cả 12 mẫu nghiên cứu đều cho
chỉ số tương đồng cao (trên 95 %) tương ứng với các vùng gen ITS2, rbcL, trnH-psbA của
các loài Mahonia và Berberis trên GB, chứng tỏ việc bước đầu phân loại hình thái của các
mẫu là chính xác và cũng chứng tỏ các vùng gen nhân bản của chúng tôi là thành công.
Kiểm tra khả năng phân loại của 3 chỉ thị ITS2, rbcL, trnH-psbA trên 12 mẫu nghiên
cứu: Kết quả trình tự 3 vùng gen ITS2, rbcL, trnH-psbA của 12 mẫu nghiên cứu lần lượt
được đưa vào phần mềm Mega 7.0, căn chỉnh (align) và so sánh đánh giá khả năng phân
loại bằng việc xây dựng cây phả hệ của 12 mẫu (hình 2. (A), (B), (C)).
170
ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ CÁC CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC
(A). rbcL (B). trnH-psbA (C). ITS2
Hình 2. Sơ đồ mối quan hệ di truyền của 12 mẫu nghiên cứu dựa trên phân tích
trình tự gen: rbcL (A), trnH-psbA (B), ITS (C)
Kết quả xây dựng mối quan hệ di truyền theo sơ đồ hình cây (dựa trên phương pháp
xác suất tối đa ML (Maximum Likelihood)) của 12 mẫu nghiên cứu cho thấy:
- Khi dựa trên phân tích trình tự vùng gen rbcL-600 bp, 12 mẫu Hoàng liên gai được
tách thành 3 nhánh rõ ràng, trong đó 7 mẫu Mahonia tách riêng về 1 nhánh, 4 mẫu
Berberis ở nhánh còn lại, loài Dâm dương hoắc (Epimedium sp.) ở nhánh thứ 3 và gần gũi
với các loài của chi Berberis hơn so với Mahonia.
- Khi phân tích dựa trên trình tự vùng gen trnH-psbA cũng cho kết quả 4 mẫu
Berberis tập hợp thành 1 nhánh, 7 mẫu Mahonia ở 1 nhánh nhỏ khác và loài đối chứng
Epimedium sp. vẫn luôn ở 1 nhánh độc lập so với 2 nhóm Berberis và Mahonia. Tuy vậy 7
mẫu Mahonia lại chia thành 2 nhóm, theo đó 3 mẫu Mahonia thu tại Hà Giang (BHG 04,
BHG 07, BHG 09) lại tập trung vào 1 nhánh nhỏ, trong khi 4 mẫu Mahonia còn lại phân
ly thành các nhánh nhỏ khác, cụ thể: mẫu BBK, BCB là 2 mẫu thu tại Cao Bằng và Bắc Kạn
nằm ở 2 nhánh khác nhau, 2 mẫu DL 01 và DL 02 là 2 mẫu thu tại Đà Lạt (Lâm Đồng) nằm
chung với nhau ở cùng 1 nhánh. Đây có thể xem như là một kết quả khá hấp dẫn vì đứng về
mặt phân loại ở cấp độ loài thì trnH-psbA đã cho kết quả đúng khi phân chia chính xác 7 mẫu
Mahonia và 4 mẫu Berberis thành 2 nhánh. Thêm vào đó có vẻ như vùng gen trnH-psbA còn
có thể phân chia được loài địa lý khi tập hợp được các mẫu thu ở cùng địa điểm hoặc thu ở
những địa điểm gần nhau vào cùng nhóm. Tuy vậy, để chứng minh được điều này thì cần có
số lượng mẫu nhiều hơn cũng như cần có thêm các mẫu cùng loài nhưng thu ở những địa
điểm khác nhau để đối chứng. Trong nghiên cứu này, mục tiêu đưa ra là đánh giá khả năng
phân loại ở cấp độ loài thì việc vùng gen trnH-psbA nếu thực sự có khả năng phân biệt được
cả phân loài (sub. species) hoặc loài địa lý) thì được xem là không phù hợp do dễ dẫn đến
những kết luận sai về mẫu vật cần định danh, Do vậy đứng ở góc độ sử dụng chỉ thị phân tử
để phân loại ở cấp độ loài thì vùng gen trnH-psbA sẽ là không phù hợp. Tuy nhiên, để sử
dụng trong nghiên cứu thì đây sẽ là vùng gen ẩn chứa nhiều hấp dẫn bởi rất có khả năng vùng
gen này sẽ giúp đánh giá được khả năng phân ly của loài địa lý hoặc các đơn vị phân loại dưới
loài của các loài họ Berberidaceae.
Mahonia sp4 BHG07
Mahonia sp5 BHG04
Mahonia klossii DL02
Mahonia klossii DL01
Mahonia sp3 BHG09
Mahonia sp1 BCB05
Mahonia sp2 BBK03
Epimedium sp DDH
Berberis julianae SB01
Berberis julianae SB03
Berberis julianae SB02
Berberis julianae SB04
0.0050
Mahonia sp1 BCB05
Berberis julianae SB01
Berberis julianae SB04
Mahonia sp5 BHG04
Mahonia sp3 BHG09
Mahonia sp4 BHG07
Mahonia klossii DL02
Mahonia klossii DL01
Mahonia sp2 BBK03
Berberis julianae SB03
Berberis julianae SB02
Epimedium sp DDH
0.020
171
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC 45 NĂM VIỆN HÀN LÂM KHCNVN
Hình 3. Sơ đồ mối quan hệ di truyền của 12 loài nghiên cứu,
so sánh với các loài khác trên GB
MG837425.1 Epimedium sagittatum
MG837434.1 Epimedium platypetalum
MG837421.1 Epimedium dewuense
MG837415.1 Epimedium koreanum
MG837411.1 Epimedium baojingense
MG837409.1 Epimedium davidii
Epimedium sp DDH
MG837464.1 Epimedium brevicornu
MG837468.1 Epimedium dolichostemon
MG837467.1 Epimedium coactum
MG837470.1 Epimedium mikinorii
MG837469.1 Epimedium ilicifolium
MG837473.1 Epimedium zhushanense
MG837475.1 Epimedium epsteinii
MG837416.1 Epimedium acuminatum
MG837429.1 Epimedium jinchengshanense
Podophyllum versipelle HG193
KP643722.1 Podophyllum peltatum
Podophyllum versipelle CC214
Podophyllum versipelle HG194
Podophyllum versipelle HG192
Podophyllum versipelle HG195
Podophyllum sp B10
Podophyllum difformis BV01
Podophyllum difformis B14
Berberis hypoxantha B09
Berberis hypoxantha B01
Berberis subacuminata B11
KC788488.1 Berberis subacuminata
KX162975.1 Berberis japonica
KC788464.1 Berberis aristatoserrulata
Berberis wallichiana B04
KC788494.1 Berberis wallichiana
KC788485.1 Berberis sargentiana
MH116082.1 Berberis papillifera
KR075659.1 Berberis napaulensis
MF349431.1 Berberis bealei
MG833461.1 Berberis laurina
KC788470.1 Berberis chingii
KC788480.1 Berberis kawakamii
Berberis julianae SB01
Berberis julianae SB03
Berberis julianae SB02
Berberis julianae SB04
KC788479.1 Berberis julianae
Berberis julianae B08
Berberis julianae B02
Mahonia sp1 BCB05
Mahonia sp. Nov MCD
Mahonia sp2 BBK03
Mahonia sp3 BHG09
Mahonia sp. SM01
EF173672.1 Mahonia japonica
Mahonia bealei SM02
L75871.2 Mahonia bealei
Mahonia bealei BLC03
Mahonia subimbricata BCB01
Mahonia subimbricata BCB02
Mahonia jingxiensis P2
Mahonia sp4 BHG07
Mahonia sp5 BHG04
Mahonia jingxiensis C307
Mahonia klossii DL03
Mahonia klossii DL02
Mahonia klossii DL01
Mahonia sp. P01
Mahonia sp.SM01
93
99
98
65
82
97
73
57
50
31
96
48
96
57
55
88
95
81
55
36
20
32
53
93
66
6
66
100
98
94
86
40
57
47
65
25
20
15
55
16
24
17
24
40
65
0.0050
172
ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ CÁC CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC
- Đối với vùng gen ITS2: Không giống như 2 vùng gen rbcL-600 và trnH-psbA, 12
mẫu nghiên cứu thuộc 3 chi khi phân tích dựa trên trình tự gen ITS2 lại chỉ được chia thành
2 nhánh chính, trong đó mẫu Epimedium sp. thuộc 1 nhánh lớn và 11 mẫu còn lại nằm ở
nhánh lớn thứ 2. Các mẫu Mahonia và Berberis nằm xem kẽ nhau trong các nhánh nhỏ chứ
không phân chia rõ thành 2 nhánh như kết quả nhân được khi phân tích dựa trên trình tự gen
rbcL-600 và trnH-psbA. ITS2 thuộc hệ gen nhân là vùng gen có độ bảo thủ cao hơn so với
các gen trong hệ gen lục lạp. Thông thường đối với những mẫu nghiên cứu có khoảng cách
di truyền không đủ lớn thì sẽ khó được phân chia nếu sử dụng các vùng gen nhân để kiểm
tra. Trong nghiên cứu này của chúng tôi, việc 11 loài Mahonia và Berberis không được
phân chia rõ ràng thành 2 nhóm riêng biệt khi sử dụng vùng gen ITS2-rDNA phân tích
chứng tỏ mối quan hệ di truyền của các loài thuộc 2 chi này là rất cao.
Như vậy có thể thấy, trong 3 vùng gen sử dụng thì vùng gen rbcL-600 cho kết quả tốt
nhất trong việc phân chia các loài Hoàng liên gai.
Kết quả định danh và phân tích mối quan hệ di truyền của 12 loài Berberis nghiên
cứu - so sánh với các loài Berberis khác trên GB dựa trên phân tích trình tự vùng gen
rbcL-600 bp: Vùng gen rbcL-600 bp sau đó được sử dụng để xây dựng cây phát sinh
chủng loại cho 12 mẫu nghiên cứu, so sánh với các dữ liệu có trên GB để kiểm tra việc
định danh cho các mẫu này (hình 3). Kết quả cho thấy 4 mẫu SB 01, SB 02, SB 03, SB 04
ban đầu được định danh là loài Berberis julianae đã cho kết quả trùng khớp 100 % với
loài Berberis julianae mã số KC788479.1 trên GB, điều đó chứng tỏ nhận diện hình thái
ban đầu cho 4 loài này là hoàn toàn chính xác. Hai mẫu BHG 07 và BHG 04 chưa được
định danh chính xác bằng hình thái, sau khi so sánh thì nó cùng nhánh với loài Mahonia
jingxiensis, tuy vậy tỷ lệ trương đồng chỉ đạt 98 %. Tiếp theo 3 loài BHG 09, BCB 05 và
BBK 03 cũng là 3 loài Mahonia sp. chưa được định danh loài chính xác nhưng do thiếu dữ
liệu trên GB nên không đủ cơ sở để kết luận được tên khoa học chính xác cho 3 loài này,
tuy nhiên dựa vào phân tích trình tự gen thì đã cho thấy 3 loài này có mối quan hệ di
truyền gần gũi, chúng được xếp ở cùng 1 nhóm trong 1 nhánh của chi Mahonia (hình 3).
III. KẾT LUẬN
Tất cả các loài Hoàng liên gai ở Việt Nam đều có giá trị làm thuốc và giá trị kinh tế
cao nên đều đã bị khai thác cạn kiệt trong tự nhiên. Hiện nay cả 9 loài đều đã bị đưa vào
Sách Đỏ và nhóm IA (nhóm nghiêm cấm khai thác và sử dụng vì mục đích thương mại)
trong Nghị định số 06/2019/NĐ-CP về quản lý thực vật rừng, động vật rừng nguy cấp).
Đối với các loài họ Hoàng liên gai, do việc định loại bằng hình thái (đặc biệt khi các cây
còn trong giai đoạn chưa trưởng thành) là khó khăn, nên việc ứng dụng kỹ thuật sinh học
phân tử để định loại là cần thiết. Việc lựa chọn ra chỉ thị DNA phù hợp nhất phục vụ cho
công tác phân loại/định danh các mẫu Hoàng liên gai ở Việt Nam đã được chúng tôi thực
hiện và kết quả cho thấy chỉ thị rbcL là phù hợp cho các nghiên cứu về phân loại và giám
định họ Hoàng liên gai ở cấp độ loài. Các phân tích cũng cho thấy hiện vẫn còn thiếu
nhiều dữ liệu về trình tự gen của các loài họ Hoàng liên gai trên GB, do vậy việc cập nhật,
bổ sung dữ liệu phân tử về các loài này để có đủ cơ sở so sánh, định danh mẫu vật cũng là
vấn đề cần được quan tâm và thực hiện.
173
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC 45 NĂM VIỆN HÀN LÂM KHCNVN
Trình tự vùng gen ITS2 loài Berberis julianeae của Việt Nam đã được đăng ký lên
GB với mã số truy cập là MT073031.
Lời cảm ơn: Nghiên cứu này được hỗ trợ thu mẫu bởi nguồn kinh phí từ đề tài Nafosted
mã số: 106- NN.03-2016.49 và hỗ trợ nghiên cứu từ nguồn kinh phí của Viện Sinh thái và
Tài nguyên sinh vật (Đề tài mã số: IEBR ĐT.13-20).
TÀI LIT.13-20 KHI
1. Bộ Khoa học và Công nghệ - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2007. Sách Đỏ
Việt Nam, phần II, Nxb. Khoa học tự nhiên và Công nghệ.
2. Carl Linnaeus, 1753. Species plantarum, Laurentius Salvius express.
3. CBOL Plant Working Group, 2009. A DNA barcoding for land plants. PNAS 106, No.31,
12794-12797.
4. Chromas Pro2.1.6 (Technelysium Pty Ltd, Helensvale, Queensland, Australia).
5. Doyle J. J, Doyle J. L., 1990. Isolation of plant DNA from fresh tissue. Focus, 12, p. 13-15.
6. Kress W. John, Kenneth J. Wurdack, Elizabeth A. Zimmer, Lee A. Weigt, and