Đang tải... (xem toàn văn)
DSpace at VNU: Nghiên cứu đa dạng di truyền quần thể Bách xanh tự nhiên (Calocedrus macrolepis Kurz) ở Tây Nguyên tài li...
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Lê Thị Quỳnh NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN QUẦN THỂ BÁCH XANH TỰ NHIÊN (CALOCEDRUS MACROLEPIS KURZ) Ở TÂY NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Lê Thị Quỳnh NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN QUẦN THỂ BÁCH XANH TỰ NHIÊN (CALOCEDRUS MACROLEPIS KURZ) Ở TÂY NGUYÊN Chuyên ngành: Di truyền học Mã số : 60420121 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Đinh Thị Phòng PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Vân Hà Nội – 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng công bố tài liệu Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày 25 tháng 11 năm 2015 Học viên Lê Thị Quỳnh LỜI CẢM ƠN Trước tiên tơi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến PGS.TS Đinh Thị Phòng tận tình, hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ suốt q trình hồn thành luận văn Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Vân tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình học tập trường thực nghiên cứu để thoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám đốc Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam, toàn thể cán Phòng Phân loại học thực nghiệm Đa dạng nguồn gen giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi q trình học tập, thực nghiên cứu hồn thiện luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Tiến Hiệp cung cấp mẫu cho nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, cán trường Đại học Khoa học tự nhiên- Đại học Quốc gia Hà Nội tận tâm truyền đạt kiến thức cho tơi suốt khóa học Luận văn phần kết đề tài TN3/T15 thuộc Chương trình Tây Nguyên Tôi xin chân thành cảm ơn hỗ trợ kinh phí từ Chương trình Cuối tơi xin chân thành cảm ơn động viên khích lệ gia đình, bạn bè đồng nghiệp suốt thời gian thực luận văn Hà Nội, ngày 25 tháng 11 năm 2015 Học viên Lê Thị Quỳnh DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AFLP Đa hình chiều dài phân đoạn DNA nhân (Amplified Fragment Length Polymorphism) AOO Phạm vi cư trú (Area of Occupancy) bp Cặp bazơ (Base pair) BTTNVN Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam cpSSR Trình tự lặp lại đơn giản vùng gen lục lạp (Chloroplasts Simple Sequence Repeat) dNTP Deoxyribonucleoside 5‟ Triphosphate kb 1000 cặp bazơ (Kilobase pair) EDTA Ethylene Diamine Tetraacetic Acid EOO Phạm vi khu phân bố (Estimating Extent of Occurrence) Genbank Ngân hàng gen quốc tế CTAB Cetyl Trimethyl Amonium Bromide DNA Axit Deoxyribo Nucleic (deoxyribonucleic acid) IUCN Tổ chức Bảo tồn Thiên nhiên quốc tế (International Union for Conservation of Nature) ISSR Vùng đoạn trình tự lặp lại đơn giản (Inter Simple Sequence Repeat) ITS Vùng chép nội (Internal Transcribed Spacer) mtDNA ADN ty thể (mitochondrion Deoxyribo Nucleoic Axit) NJ Phương pháp tạo phân loại Neighbor Joining (Neighbor Joining) OD Mật độ quang học (Optical Density) PCR Phản ứng chuỗi trùng hợp (Polymerase Chain Reaction) RAPD Đa hình đoạn ADN khuếch đại ngẫu nhiên (Random Amplified Polymorphic DNA) RFLP Đa hình chiều dài đoạn ADN cắt enzyme giới hạn (Restriction Fragment Length Polymorphism) SSR Trình tự lặp lại đơn giản (Simple Sequence Repeat) TAE Tris Acetate EDTA TE Tris EDTA Tm Nhiệt độ biến tính (Melting temperature) UPGMA Phương pháp phân cặp nhóm khơng có trọng số dùng trung bình số học (Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean) VQG Vườn Quốc gia VU Sẽ nguy cấp (Vulnerable) MỞ ĐẦU Tây Nguyên vùng giàu loài kim Việt Nam Hầu hết loài kim Tây Nguyên lồi có giá trị khoa học kinh tế cao có lồi Bách xanh (Calocedrus macrolepis Kurz) Bách xanh có khu phân bố rộng với số lượng cá thể lớn, gần bị khai thác nhiều để lấy gỗ làm bột hương, nên môi trường sống loài bị thu hẹp dần Theo số liệu điều tra gần Nguyễn Tiến Hiệp năm 2013, vùng suối Đatanla (Đà Lạt) nhỏ, đường kính 10cm, ven thác Darơcao (Đà Lạt) 50 có đường kính 5cm (số liệu chưa cơng bố) Ước tính nước ta khơng q 500 Bách xanh có đường kính 10cm [6] Mơi trường sống Bách xanh bị thu hẹp dần nạn phá rừng nạn nương rẫy Theo tổ chức Bảo tồn Thiên nhiên quốc tế (IUCN) 2014, Bách xanh xếp vào bậc bị đe dọa (VU A2cd) Vì vậy, việc bảo tồn hữu hiệu nguồn gen Bách xanh nhiệm vụ cấp bách đặt cho nhà nghiên cứu Tuy nhiên, nghiên cứu trước tập trung vào việc phân loại dựa đặc điểm hình thái nơi phân bố, nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen hạn chế tập trung cho số loài [6], [8] Đặc biệt dẫn liệu đa dạng nguồn gen di truyền loài Bách xanh Tây Nguyên chưa nghiên cứu Với phát triển mạnh mẽ công nghệ sinh học đại, nhiều loại thị phân tử sử dụng để đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen làm sở cho nghiên cứu bảo tồn tái tạo nguồn gen đối tượng sinh vật nói chung lồi kim nói riêng Trong loại thị thị ISSR (Inter Simple Sequence Repeat) SSR (Simple Sequence Repeat) ứng dụng rộng rãi có hiệu việc đánh giá đa dạng di truyền mức độ quần thể loài giới Việt Nam Chẳng hạn Wang cộng (2004) sử dụng thị ISSR phân tích đa dạng di truyền quần thể Bách xanh Tây Nam Trung Quốc [56] tỉ lệ locus đa hình P = 26,9% Hay năm 2010, Wang Hao sử dụng thị ISSR để đánh giá đa dạng di truyền 13 quần thể thông TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Lê Trọng Cúc (2002), Đa dạng sinh học bảo tồn thiên nhiên, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội Bộ KH & CN, Viện KH CNVN (2007), Sách Đỏ Việt Nam - Phần II- Thực vật, NXB KHTN & CN, tr 389 Vũ Đình Duy, Bùi Thị Tuyết Xuân, Trần Vinh, Nguyễn Minh Tâm (2010), “Phân tích đa dạng quan hệ di truyền quần thể Thủy tùng (Glyptostrobus pensilis) Đắk Lắk thị SSR”, Tạp chí Cơng nghệ sinh học, 8(3), tr 331-336 Hồ Huỳnh Thùy Dương (2002), Sinh học phân tử, NXB Giáo dục, Hà Nội Vũ Thị Thu Hiền, Lê Anh Tuấn, Trần Thị Việt Thanh, Phí Hồng Hải, Đinh Thị Phòng (2009), Phân tích mối quan hệ di truyền tập đoàn giống bách xanh (Calocedrus macrolepis) mồi RAPD DNA lục lạp, Proceeding Hội nghị khoa học lần thứ Sinh thái tài nguyên sinh vật, tr 120-128 Nguyễn Tiến Hiệp, Phan Kế Lộc, Nguyễn Đức Tố Lưu, Philip Ian Thomas, Aljos Farjon, Leonid Averyanov, Jacinto Regalado (2004), Thông Việt Nam: Nghiên cứu trạng bảo tồn 2004, Fauna & Flora International, Chương trình Việt Nam, Hà Nội Trần Thị Liễu, Vũ Thị Thu Hiền, Nguyễn Tiến Hiệp, Đinh Thị Phòng (2015), “ Tính đa dạng nguồn gen di truyền cấu trúc quần thể lồi Thơng dẹt (Pinus krempfii Lecomte)- lồi đặc hữu Tây Nguyên, Việt Nam thị ISSR”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, 53(2), tr 179 Nguyễn Hoàng Nghĩa (2004), Các loài kim Việt Nam, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Đinh Thị Phòng, Vũ Thị Thu Hiền, Phí Hồng Hải, La Ánh Dương (2009), “Phân tích mối quan hệ di truyền xuất xứ Pơ Mu (Fokienia hodginsii) mồi RAPD ADN lục lạp”, Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nông thôn, 12(2), tr 195-201 10 Đinh Thị Phòng, Vũ Thị Thu Hiền, Trần Thị Liễu, Nguyễn Tiến Hiệp (2014), “ Đánh giá tính đa dạng di truyền quần thể tự nhiên lồi Thơng dẹt (Pinus krempfii Lecomte) Tây Nguyên, Việt Nam thị SSR”, Tạp chí sinh học, 36(2), tr 210-219 11 Khuất Hữu Thanh (2005), Kỹ thuật gen – Nguyên lý ứng dụng, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 12 Nguyễn Đức Thành (2003), Chuyển gen thực vật, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 13 Nguyễn Minh Tâm, Vũ Đình Duy, Phạm Văn Lực, Nguyễn T Phương Trang, Nguyễn Tiến Hiệp (2010), Bảo tồn tính đa dạng di truyền số lồi Thơng bị đe dọa tuyệt chủng Việt Nam, Proceeding Hội nghị Khoa học kỷ niệm 35 năm Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, tr 13-21 TIẾNG ANH 14 Arif M., Zaidi N M., Singh Y P., Haq Q M R., Singh U S (2009), “A comparative analysis of ISSR and RAPD markers for study of genetic diversity in Shisham (Dalbergia sissoo)”, Plant Mol Biol Rep., 27, pp 488– 495 15 Averyanov L.V., Nguyen Tien Hiep, Pham Van The, Phan Ke Loc (2004), “ Calocedrus rupestris sp.nov (Cuppressaceae) new relict coniferous species from limestone areas of northern Vietnam, Proceeding of the National Conference on Life Science, Thai Nguyen University, pp 40-44 16 Bornet B., Branchard M (2001), “Nonanchored inter simple sequence repeat (ISSR) markers: Reproducible and specific tools for genome fingerprinting” Plant Mol Biol Rep., 19, pp 209-215 17 Boys J., Cherry M., Dayanandan S (2005), „„Microsatellite analysis reveals genetically distinct populations on red pine (Pinus resinosa, pinaceae)“, Amer J Bot., 92(5), pp 833-841 18 Carrasco B., Retamales J B., Quiroz K., Garriga M., Caligari P D S., Gonzales R G (2013), “Inter simple sequence repeat markers associated with flowering time duration in the Chilean strawberry (Fragaria chiloensis)”, J Agr Sci Tech., 15, pp 1195-1207 19 Chiang Y C., Shih H C., Chang L W., Li W R., Lin H Y., Ju L P (2011), “Isolation of 16 polymorphic microsatellite markers from an endangered and endemic species Podocarpus nakaii (Podocarpaceae)”, Amer J Bot., pp 306309 20 Chung JD, Lin TP, Lin MY, Hwang SY (2004), “ Genetic diversity and biogeography of Cunninghamia konishii with Cunninghamia lanceolate, a mainland special in China”, Mol Phylogene Evol., 33(3), pp 791-801 21 Cipriano J., Carvalho A., Fernandes C., Gaspar M J., Pires J., Bento J., Roxo L., Louzada J., Lima-Brito J (2013), “Evaluation of genetic diversity of Portuguese Pinus sylvestris L populations based on molecular data and inferences about the future use of this germplasm”, J Genet., 92, e41-e48 22 Dinh Thi Phong, Vu Thi Thu Hien, Tran Thi Lieu (2015), “ Genetic variation of Pinus dalatensis Ferre‟ (Pinaceae) populations- endemic species in Vietnam revealed by ISSR markers”, J Chem Bio Phy Sci Sec B., Feb.2015- Apr.2015, Vol 5, No.2, pp 1415-1425 23 Doyle J J., Doyle D J (1990), “Isolation of plant DNA from fresh tissue”, Pocus 12, pp 13-15 24 Echt C S., Vendramin G G., Neison C D., Marquardt P (1999) „Microsatellite DNA as shared genetic markers among conifer species”, Canada J For Res., 29, pp 365-371 25 Fang D Q., Roose M L., Federici C T (1997), “Fingerprinting trifoliate orange germ plasm accessions with isozymes, RFLPs and inter-simple sequence repeat markers”, Theo App Genet., 95, pp 211-219 26 Farjon A., Page C N (1999), Conifer : status survey and conservation action plan, Conifer Specialist Group, IUCN, Gland, Switzerland &Cambrige, UK 10 27 Feng F J., Han S J and Wang H M (2006), “Genetic diversity and genetic differentiation of natural Pinus koraiensis populations”, J For Res., 17, pp 21– 24 28 Goudet J., 1995 FSTAT version 1.2: a computer program to calculate Fstatistics J Hered., 86, pp 485-486 29 Hung K H., Lin C Y., Huang C C., Hwang C C., Hsu T W., Ku Y L., Wang W.K., Hung C.Y.,Chiang T.Y (2012), “Isolation and characterization of microsatellite loci from Pinus massoniana (Pinaceae)”, Botanical Studies, 53, pp 191-196 30 Isshiki S., Iwata N., Khan M M R (2008), “ISSR variations in eggplant (Solanum melongena L.) and related Solanum species”, J Amer Soci Hort Sci., 117, pp 186–190 31 Levi A., Rowland L J (1997), “Identifying blueberry cultivars and evaluating their genetic relationships using randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) and simple sequence repeat (SSR) anchored primer”, J Amer Soci Hort Sci., 122, pp 74-78 32 Liao S X., Mi X J., Liu A Z., Li K., Yang Z Y., Tian B (2010), “Isolation and Characterization of polymorphic microsatellite markers in Calocedrus macrolepis Kurz (Cupressaceae)”., J Amer Soci Hort Sci., 45(1), pp.169–171 33 Liu G F., Dong J X., Jiang Y., Lu Y F., Jiang J and Zhao G Y (2005), “Analysis of genetic relationship in 12 species of Section Strobus with ISSR markers”, J For Res., 16, pp 213–215 34 Madhav P (2011), “ Genetic diversity and differentiation of core vs peripheral populations of eastern white cedar, Thuja occidentalis (Cupressaceae)”, Am J Bot., 99(4); pp 690-699 35 Man K H., Hong W H (2000), “Genetic diversity and population structure of Juniperus rigida (Cupressaceae) and Juniperus coreana”, Evol Ecol., 2000, Vol.14.Issue 2, pp 87 11 36 Mellick R., Porter C., Rossetto M (2009), “Isolation and characterisation of polymorphic microsatellite loci from Podocarpus elatus (Podocarpaceae)”, Mol Ecol Res., 9(6), pp 1460-1466 37 Moraga A R., Perez D C., Lucas-Borja M E., Tiscar P A., Viđegla B., Linares J C., Gómez-Gómez L., Ahrazem O (2013), “Genetic Diversity of Pinus nigra Arn Populations in Southern Spain and Northern Morocco Revealed By InterSimple Sequence Repeat Profiles”, Int Jour Mol Scien., 13, pp 5645-5658 38 Nagaoka T., Ogihara Y (1997), “Applicability of inter-simple sequence repeat polymorphisms in wheat for use as DNA markers in comparison to RFLP and RAPD markers”, Theo App Genet., 94, pp 597-602 39 Nei M (1973), “Analysis of genetic diversity in subdivided populations”, Proc Natl Acad Sci USA., 70, pp 3321-3323 40 Nguyen Minh Tam, Nguyen T Phuong Trang, Nguyen Thi Hoa (2011), “Genetic diversity of an endangered species Fokienia hodginsii (Cupressaceae)”, Afri J Biot., 10(71), pp 15838-15844 41 Nkongolo K K., Gervais S., Michael P., Zhou Y (2014), “Comparative analysis of Inter Simple Sequence Repeats and Simple Sequence Repeats markers: Genetic analysis of Deschampsia cespitosa populations growing in metal contaminated regions in Canada”, Amer J Bioc Biot., 10 (1); pp 69-80 42 Parasharami V A., Thengane S R (2012), “Inter population genetic diversity analysis using ISSR markers in Pinus roxburghii (Sarg.) from Indian provenances”, Int J Biodivers Conserv., (5), pp 219-227 43 Peakall R., Smouse P E (2006), GenAlEx V5: Genetic Analysis in Excel Population genetic software for teaching and research, Australian National University, Canberra, Australia (http://www.anu.edu.au/BoZo/GenAlEx/) 44 Porebski S., Bailey L G., Baum B R (1997), “Modification of a CTAB DNA Extraction Protocol for Plants Containing High Polysaccharide and Polyphenol Components”, Plan Mol Biol Rep., 15(1), pp 8-15 12 45 Rohlf F J (1992), NTSYS-PC: Numerical taxonomy and multivariate analysis system version 2.0, State University of New York (Stony Brook, New York) 46 Semagn K., Bjornstad A and Ndjiondjop M N (2006), “An overview of molecular marker methods for plants”, Afri J Biot., (25), pp 2540-2568 47 Shannon C., Weaver W (1949), The mathematical theory of communication, University of Illinois Press, Urbana, USA 48 Shaw J E., Small R L (2005), “Chloroplast DNA phylogeny and phylogeography of the North American plums (Prunus subgenus Prunus section Prunocerasus, Rosaceae)”, Amer J Bot., 92, pp 2011-2030 49 Tam N M., Hoa N T., Trang N T P (2009), “Genetic variation in threatened conifer Cunninghamia lanceolata var konishii using ISSR markers: Implications for conservation”, J Biol., 31(2), pp 66-72 50 Tam N M., Trang N T P (2012),” Molecular identification of Cupressaceae (Coniferales) in Vietnam based on 18S-rRNA sequence”, Afri J Biot., 11 (18), pp 4158-4162 51 Tsumura Y., Ohba K., Strauss S H (1996), “Diversity and inheritance of intersimple sequence repeat polymorphisms in Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii) and sugi (Cryptomeria japonica)”, Theo App Genet., 92, pp 40-45 52 Vekemans X., Beauwens T., Lemaire M., Roldan-Ruiz I.(2002), “ Data from amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers show indication of size homoplasy and of a relationship between degree of homoplasy and fragment size”, Mol Ecol., 11, pp.139-151 53 Vendramin G G., Lelli L., Rossi P., Morgante M (1996), “A set of primers for the amplification of 20 chloplast microsatellites in Pinaceae” Mol Ecol., 5, pp 595-598 54 Xiliao S, Jie X, Yin Y Z (2010), “Isolation and characterization of polymorphic microsatellite markers in Calocedrus macrolepis Kurz”, Hort Sci., 45 (1), pp 169-171 13 55 Wang M B., Hao Z Z (2010), “Rangewide genetic diversity in natural populations of Chinese pine (Pinus tabulaeformis)”, Bio Gene., 48, pp 590– 602 56 Wang D.L, Li, Z.C (2004), “Genetic diversity of Calocedrus macrolepis (Cupressaceae) in Southwestern China”, Bio Chem Sys Ecol., v.32, no.9 57 Wu Z Y., Liu J F., Hong W., Pan D M., Zheng S Q (2011), “Genetic diversity of natural and planted Glyptostrobus pensilis populations: a comparative study”, Chin J App Ecol., 22(4), pp 873 58 Yang C P., Wei L., Jiang J., Liu G F., Zhao G Y (2005), “Analysis of genetic diversity for nineteen populations of Pinus sibirica Du Tour with technique of ISSR”, J Nor For Univ., 33, pp 1–3 59 Yap I V., Nelson R J (1996) Winboot: a program for performing bootstrap analysis of binary data to determine the confidence of UPGMAbased dendrograms, IRRI, Manila 60 Zietkiewicz E., Rafalski A., Labuda D (1994), “Genome fingerprinting by simple sequence repeats (SSR) anchored PCR amplification”, Genome, 20, pp 176-183 14 ... TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Lê Thị Quỳnh NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN QUẦN THỂ BÁCH XANH TỰ NHIÊN (CALOCEDRUS MACROLEPIS KURZ) Ở TÂY NGUYÊN Chuyên ngành: Di truyền học Mã số : 60420121... đánh giá đa dạng di truyền mức độ quần thể loài giới Việt Nam Chẳng hạn Wang cộng (2004) sử dụng thị ISSR phân tích đa dạng di truyền quần thể Bách xanh Tây Nam Trung Quốc [56] tỉ lệ locus đa hình... biệt dẫn liệu đa dạng nguồn gen di truyền loài Bách xanh Tây Nguyên chưa nghiên cứu Với phát triển mạnh mẽ công nghệ sinh học đại, nhiều loại thị phân tử sử dụng để đánh giá đa dạng di truyền nguồn