Nghiên cứu đặc điểm sinh học của loài kiền kiền phú quốc phục vụ bảo tồn

Luận văn thạc sĩ công nghệ sinh học nghiên cứu đặc điểm sinh học giúp bảo tồn loài kiền kiền phú quốc tại các tỉnh phía nam Việt Nam.

• Tác giả: Trần Cảnh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thể Hưởng
• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Nghiên cứu sinh học loài kiền kiền phú quốc phục vụ bảo tồn
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về DNA mã vạch (DNA barcodes)
• 1.2. Một số locus được sử dụng trong phương pháp DNA barcode ở thực vật
• 1.3. Ứng dụng của DNA mã vạch
• 1.4. Những nghiên cứu về đặc điểm sinh học
• 1.5. Xuất xứ của loài Kiền kiền trên thế giới
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3. Lựa chọn các cây (cá thể) tiêu chuẩn
• 2.4. Phương pháp lấy mẫu
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm hình thái
• 2.6. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm giải phẫu
• 2.7. Phương pháp phân tích DNA
• 2.8. Phương pháp xử lí số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Một số đặc điểm chung
• 3.2. Đặc điểm hình thái và kích thước lá
• 3.3. Đặc điểm cấu tạo và giải phẫu lá
• 3.4. Đặc điểm DNA mã vạch loài Kiền kiền
• 3.5. Tách chiết DNA tổng số từ mã lá Kiền kiền
• 3.6. Nhân bản các trình tự DNA mã vạch trnH-psbA, rbcL và ITS của loài Kiền kiền
• 3.7. Trình tự nucleotide các chi tiết DNA mã vạch trnH-psbA, rbcL và ITS của loài Kiền kiền
• 3.8. Đa dạng di truyền các xuất xứ Kiền kiền
• 3.9. Đề xuất một số giải pháp bảo tồn loài Kiền kiền
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về loài kiền kiền phú quốc

Loài kiền kiền phú quốc, với tên khoa học là Hopea pierrei Hance, được biết đến như một trong những loài cây quý hiếm tại Việt Nam, đặc biệt là ở khu vực Phú Quốc. Đặc điểm sinh học của loài này, bao gồm cấu trúc hình thái và tính chất sinh lý, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo tồn và phát triển bền vững. Việc nghiên cứu về đặc điểm sinh học của kiền kiền không chỉ giúp hiểu rõ hơn về loài mà còn cung cấp cơ sở khoa học cho các hoạt động bảo vệ động vật và bảo tồn môi trường. Theo tài liệu từ Bộ Khoa học và Công nghệ, kiền kiền được xếp vào nhóm nguy cấp (EN), cho thấy sự cần thiết phải thực hiện các biện pháp bảo tồn ngay lập tức.

II. Phân tích đặc điểm sinh học của kiền kiền phú quốc

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng kiền kiền phú quốc có những đặc điểm sinh học đặc trưng như kích thước lá, cấu trúc và giải phẫu. Kích thước lá của loài này thường lớn, với bề mặt lá nhẵn, có khả năng chịu nóng tốt. Đặc điểm cấu tạo của lá cho phép cây thích nghi với hệ sinh thái nhiệt đới, giúp nó phát triển mạnh mẽ trong các điều kiện khắc nghiệt. Việc phân tích DNA mã vạch cũng cho thấy sự đa dạng di truyền của loài kiền kiền, từ đó cung cấp thông tin quý giá cho các nghiên cứu về biodiversity và quản lý tài nguyên. Những thông tin này không chỉ giúp xác định chính xác loài mà còn có thể được sử dụng để phát triển các biện pháp bảo tồn hiệu quả.

III. Tình trạng bảo tồn và các giải pháp

Tình trạng bảo tồn của loài kiền kiền phú quốc đang gặp nhiều thách thức do sự khai thác quá mức và mất môi trường sống. Theo các nghiên cứu, việc giảm thiểu tác động của con người đến môi trường sống của loài này là rất cần thiết. Đề xuất các giải pháp bảo tồn bao gồm việc thiết lập các khu vực bảo tồn, tăng cường quản lý tài nguyên và nâng cao nhận thức cộng đồng về giá trị của loài. Chương trình bảo tồn cần phải kết hợp giữa nghiên cứu sinh học và các hoạt động thực tiễn nhằm bảo vệ nguồn gen quý hiếm này. Việc thực hiện các chương trình này không chỉ bảo vệ loài kiền kiền mà còn góp phần vào việc bảo vệ hệ sinh thái nói chung.

IV. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu về loài kiền kiền phú quốc có ý nghĩa sâu sắc trong lĩnh vực bảo tồn và phát triển bền vững. Kết quả nghiên cứu không chỉ cung cấp những hiểu biết mới về đặc điểm sinh học mà còn tạo ra cơ sở khoa học cho việc đề xuất các giải pháp bảo tồn. Điều này có thể giúp nâng cao nhận thức về biodiversity và vai trò của các loài thực vật trong hệ sinh thái. Hơn nữa, nghiên cứu này cũng có thể được áp dụng trong các lĩnh vực khác như nông nghiệp, lâm nghiệp và bảo vệ môi trường, góp phần vào việc duy trì sự cân bằng sinh thái và phát triển bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Loài Kiền kiền Phú Quốc (Hopea pierrei Hance) là một loài cây gỗ lớn thuộc họ Dầu (Dipterocarpaceae), có giá trị kinh tế và sinh thái cao, phân bố chủ yếu tại một số tỉnh phía Nam Việt Nam như Thừa Thiên Huế, Lâm Đồng và Kiên Giang. Theo Sách đỏ Việt Nam 2007, loài này được xếp vào nhóm nguy cấp (EN), đồng thời cũng nằm trong danh mục IA của Nghị định 06/2019/NĐ-CP về quản lý thực vật rừng nguy cấp. Tình trạng khai thác quá mức và thu hẹp diện tích phân bố tự nhiên đã đe dọa nghiêm trọng sự tồn tại của loài. Nghiên cứu nhằm đánh giá một số đặc điểm sinh học của Kiền kiền tại các tỉnh phía Nam, làm cơ sở khoa học cho việc bảo tồn và phát triển bền vững nguồn gen quý hiếm này.

Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu bao gồm: đánh giá đặc điểm hình thái, giải phẫu lá, phân tích DNA mã vạch để xác định trình tự nucleotide đặc trưng của loài, từ đó đề xuất các giải pháp bảo tồn phù hợp. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào hai tỉnh Thừa Thiên Huế và Lâm Đồng, với dữ liệu thu thập từ năm 2021 đến 2023. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ đa dạng sinh học, duy trì nguồn gen quý và hỗ trợ phát triển lâm nghiệp bền vững tại khu vực Nam Bộ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sinh học phân tử và sinh thái học thực vật, trong đó:

• DNA mã vạch (DNA barcoding): Phương pháp sử dụng đoạn DNA ngắn đặc trưng trong bộ genome để định danh loài. Các locus phổ biến trong thực vật gồm trnH-psbA, rbcL, ITS, matK, với yêu cầu đoạn DNA phải có độ biến thiên đủ để phân biệt loài nhưng ổn định trong cùng loài.

• Đặc điểm hình thái và giải phẫu lá: Các chỉ tiêu như kích thước lá, độ dày biểu bì, lớp cutin, mô dậu và mô khuyết được đánh giá để phản ánh khả năng thích nghi sinh thái và sức chịu đựng của cây.

• Đa dạng di truyền và phát sinh loài: Phân tích trình tự nucleotide và xây dựng cây quan hệ di truyền dựa trên phương pháp Maximum Likelihood với bootstrap 1000 lần nhằm xác định mức độ đa dạng và quan hệ tiến hóa của các quần thể.

Các khái niệm chính bao gồm: độ dày lá, hàm lượng diệp lục, cường độ thoát hơi nước, khả năng chịu nóng của lá, và các chỉ thị DNA mã vạch.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập mẫu vật từ 6 cá thể Kiền kiền tiêu chuẩn tại hai tỉnh Thừa Thiên Huế (Vườn Quốc gia Bạch Mã) và Lâm Đồng (rừng Lộc Bắc). Mỗi cá thể được lấy 30 mẫu lá để phân tích hình thái và giải phẫu, đồng thời lấy mẫu lá tươi để phân tích DNA.

• Phương pháp phân tích:

  • Đo đạc kích thước lá, quan sát đặc điểm hình thái và giải phẫu bằng kính hiển vi OPTIKA M-699.
  • Xác định hàm lượng diệp lục a và b bằng phương pháp so màu ethanol 96%.
  • Đo cường độ thoát hơi nước và khả năng chịu nóng của lá qua các thí nghiệm thực nghiệm.
  • Tách chiết DNA tổng số sử dụng kit innuPREP Plant DNA Kit, khuếch đại PCR với các cặp mồi đặc hiệu cho các locus trnH-psbA, rbcL, ITS.
  • Giải trình tự nucleotide bằng phương pháp Sanger, phân tích dữ liệu bằng phần mềm BioEdit và xây dựng cây quan hệ di truyền bằng phương pháp Maximum Likelihood.

• Timeline nghiên cứu: Thu thập mẫu và dữ liệu hiện trường năm 2021; phân tích và thí nghiệm từ tháng 7/2022 đến tháng 5/2023.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: 6 cá thể tiêu chuẩn được lựa chọn dựa trên tiêu chí cây trưởng thành, sinh trưởng tốt, không sâu bệnh, đại diện cho quần thể tại mỗi địa phương.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Đặc điểm hình thái và kích thước lá:

   • Lá Kiền kiền có hình phiến, mọc cách, gân lông chim, mép nguyên, đầu lá nhọn gấp. Chiều rộng lá trung bình từ 2,9 đến 3,2 cm, chiều dài từ 5,9 đến 6,2 cm, không có sự khác biệt đáng kể giữa các hướng lá và giữa hai tỉnh (Sig > 0,05).
   • Vỏ thân màu nâu xám hoặc nâu sáng, có nút dọc sâu đặc trưng, một số cây tại Lâm Đồng có vỏ sáng hơn do ảnh hưởng môi trường.

2. Đặc điểm giải phẫu lá:

   • Độ dày lá trung bình từ 764,7 µm (Lâm Đồng) đến 818,5 µm (Thừa Thiên Huế).
   • Lớp cutin trên lá dày từ 25,5 µm đến 32,5 µm, lớp cutin dưới từ 18,9 µm đến 25,4 µm, cho thấy khả năng chống chịu điều kiện khí hậu khắc nghiệt.
   • Lớp biểu bì trên và dưới dày tương đối (128,5 µm và 89,9 µm tại Thừa Thiên Huế; 140,4 µm và 78,9 µm tại Lâm Đồng), không có sự khác biệt lớn giữa hai khu vực.
   • Tỷ lệ mô dậu/mô khuyết trung bình khoảng 0,61 - 0,666, phản ánh cấu trúc mô lá phù hợp với nhu cầu sinh thái.

3. Hàm lượng diệp lục và cường độ thoát hơi nước:

   • Hàm lượng diệp lục a trung bình 7,2 mg/g tại Thừa Thiên Huế và 5,0 mg/g tại Lâm Đồng; diệp lục b lần lượt là 5,0 mg/g và 4,1 mg/g.
   • Cường độ thoát hơi nước trung bình khoảng 0,9 mmol/m²/s, không khác biệt rõ rệt giữa hai tỉnh (Sig > 0,05), cho thấy quá trình thoát hơi nước diễn ra ở mức trung bình khá, hỗ trợ làm mát và vận chuyển nước.

4. Khả năng chịu nóng của lá:

   • Ở 40°C, 100% diện tích lá không bị tổn thương; tại 60°C, 100% diện tích lá bị tổn thương nặng.
   • Tỷ lệ tổn thương lá tăng dần từ 15% (45°C) đến 79,2% (55°C), cho thấy ngưỡng chịu nóng của lá Kiền kiền khoảng 45-50°C, vượt quá nhiệt độ này sẽ ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng.

5. Phân tích DNA mã vạch:

   • DNA tổng số được tách chiết thành công với hàm lượng từ 187 ng/µl đến 549 ng/µl, độ tinh sạch cao (tỷ số A260/A280 từ 1,78 đến 1,93).
   • Khuếch đại thành công các đoạn trnH-psbA, rbcL và ITS, trình tự nucleotide được xác định rõ ràng, hỗ trợ giám định loài chính xác.
   • Cây quan hệ di truyền cho thấy sự đa dạng di truyền giữa các quần thể tại Thừa Thiên Huế và Lâm Đồng, góp phần làm rõ nguồn gốc và phân bố di truyền của loài.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy đặc điểm hình thái và giải phẫu lá của Kiền kiền tương đối đồng nhất giữa hai tỉnh, phản ánh tính ổn định sinh học của loài trong điều kiện môi trường khác nhau. Độ dày cutin và biểu bì lá cao hơn nhiều so với một số loài gỗ quý khác như Gõ đỏ, cho thấy khả năng thích nghi tốt với điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm và khả năng chịu nóng tương đối cao.

Hàm lượng diệp lục và cường độ thoát hơi nước phù hợp với đặc điểm sinh thái của loài, hỗ trợ quá trình quang hợp và điều hòa nước hiệu quả. Khả năng chịu nóng giới hạn ở khoảng 45-50°C cảnh báo về nguy cơ tổn thương trong các đợt nắng nóng gay gắt, cần lưu ý trong công tác bảo tồn và phát triển.

Phân tích DNA mã vạch cung cấp công cụ giám định chính xác, giúp phân biệt Kiền kiền với các loài tương đồng, đồng thời đánh giá đa dạng di truyền làm cơ sở cho các chương trình bảo tồn gen. So sánh với các nghiên cứu khác về họ Dầu và chi Hopea, kết quả phù hợp với xu hướng đa dạng di truyền cao trong quần thể tự nhiên, cần duy trì kích thước quần thể đủ lớn để bảo vệ nguồn gen.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ so sánh chiều dài, chiều rộng lá giữa các khu vực, bảng thống kê các chỉ tiêu giải phẫu lá, biểu đồ tỷ lệ tổn thương lá theo nhiệt độ và cây quan hệ di truyền thể hiện mức độ đa dạng di truyền.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Xây dựng mô hình bảo tồn tại chỗ: Tăng cường quản lý và bảo vệ các quần thể Kiền kiền tại Vườn Quốc gia Bạch Mã (Thừa Thiên Huế) và rừng Lộc Bắc (Lâm Đồng) nhằm duy trì đa dạng sinh học và nguồn gen quý hiếm. Thời gian thực hiện: 2024-2026; Chủ thể: Ban quản lý Vườn Quốc gia, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn.

2. Phát triển chương trình nhân giống và trồng rừng: Sử dụng các cá thể có đặc điểm sinh học tốt và đa dạng di truyền cao để nhân giống, phục hồi diện tích rừng Kiền kiền bị suy giảm. Mục tiêu tăng diện tích rừng trồng lên khoảng 20% trong 5 năm tới; Chủ thể: Viện Công nghệ Sinh học Lâm nghiệp, các doanh nghiệp lâm nghiệp.

3. Giám sát và kiểm soát khai thác gỗ: Thiết lập hệ thống giám sát chặt chẽ, xử lý nghiêm các hành vi khai thác trái phép nhằm bảo vệ nguồn tài nguyên gỗ quý. Thời gian: liên tục; Chủ thể: Cơ quan chức năng địa phương, lực lượng kiểm lâm.

4. Nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình tuyên truyền, đào tạo về giá trị và tầm quan trọng của Kiền kiền, khuyến khích cộng đồng tham gia bảo vệ và phát triển rừng. Thời gian: 2024-2025; Chủ thể: UBND địa phương, các tổ chức phi chính phủ.

5. Nghiên cứu tiếp tục về sinh thái và di truyền: Mở rộng nghiên cứu về đặc điểm sinh thái, đa dạng di truyền và khả năng thích nghi của Kiền kiền tại các vùng phân bố khác để hoàn thiện cơ sở khoa học cho bảo tồn. Chủ thể: Các viện nghiên cứu, trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà quản lý lâm nghiệp và bảo tồn: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, kế hoạch bảo tồn và phát triển bền vững nguồn gen cây gỗ quý.

2. Các nhà khoa học và nghiên cứu sinh: Tham khảo phương pháp nghiên cứu DNA mã vạch, phân tích đặc điểm sinh học và giải phẫu lá trong các nghiên cứu thực vật và bảo tồn đa dạng sinh học.

3. Doanh nghiệp lâm nghiệp và trồng rừng: Áp dụng các giải pháp nhân giống, trồng rừng dựa trên đặc điểm sinh học và đa dạng di truyền để nâng cao hiệu quả sản xuất và bảo vệ môi trường.

4. Cộng đồng địa phương và tổ chức phi chính phủ: Nâng cao nhận thức về giá trị của loài Kiền kiền, tham gia các hoạt động bảo vệ và phát triển rừng, góp phần duy trì hệ sinh thái bền vững.

Câu hỏi thường gặp

1. DNA mã vạch là gì và tại sao quan trọng trong nghiên cứu này?
   DNA mã vạch là đoạn DNA ngắn đặc trưng giúp định danh chính xác loài. Trong nghiên cứu Kiền kiền, nó giúp phân biệt loài với các loài tương đồng và đánh giá đa dạng di truyền, hỗ trợ bảo tồn hiệu quả.

2. Đặc điểm sinh học nào của Kiền kiền được đánh giá trong nghiên cứu?
   Nghiên cứu tập trung vào đặc điểm hình thái lá, cấu trúc giải phẫu lá, hàm lượng diệp lục, cường độ thoát hơi nước và khả năng chịu nóng của lá, phản ánh khả năng thích nghi và sinh trưởng của loài.

3. Tại sao khả năng chịu nóng của lá lại quan trọng?
   Khả năng chịu nóng cho biết ngưỡng nhiệt độ mà lá có thể chịu đựng trước khi bị tổn thương, giúp dự báo ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và điều kiện môi trường đến sự sinh trưởng của cây.

4. Phương pháp tách chiết và phân tích DNA được thực hiện như thế nào?
   DNA được tách chiết từ mẫu lá tươi bằng kit chuyên dụng, sau đó khuếch đại bằng PCR với các cặp mồi đặc hiệu, giải trình tự nucleotide bằng phương pháp Sanger và phân tích dữ liệu bằng phần mềm chuyên biệt.

5. Giải pháp bảo tồn nào được đề xuất dựa trên kết quả nghiên cứu?
   Các giải pháp bao gồm bảo tồn tại chỗ, nhân giống và trồng rừng, kiểm soát khai thác, nâng cao nhận thức cộng đồng và tiếp tục nghiên cứu sinh thái, di truyền nhằm bảo vệ và phát triển bền vững loài Kiền kiền.

Kết luận

• Đã xác định được các đặc điểm hình thái, giải phẫu lá và hàm lượng diệp lục đặc trưng của loài Kiền kiền tại hai tỉnh Thừa Thiên Huế và Lâm Đồng, không có sự khác biệt lớn giữa các quần thể.
• Khả năng chịu nóng của lá giới hạn ở khoảng 45-50°C, cảnh báo nguy cơ tổn thương trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt.
• Phân tích DNA mã vạch thành công các locus trnH-psbA, rbcL và ITS, cung cấp công cụ giám định và đánh giá đa dạng di truyền hiệu quả.
• Kết quả nghiên cứu làm cơ sở khoa học cho việc đề xuất các giải pháp bảo tồn và phát triển bền vững nguồn gen loài Kiền kiền tại các tỉnh phía Nam.
• Các bước tiếp theo bao gồm triển khai mô hình bảo tồn tại chỗ, nhân giống, kiểm soát khai thác và nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm bảo vệ loài trong tương lai.

Kêu gọi hành động: Các cơ quan quản lý, nhà khoa học và cộng đồng cần phối hợp chặt chẽ để thực hiện các giải pháp bảo tồn, đảm bảo sự tồn tại và phát triển bền vững của loài Kiền kiền quý hiếm này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TONG QUAN VAN ĐÈ NGHIÊN 1. Tổng quan về DNA mã vạch (DNA barcodes) 1,1,1. Giới thiệu về DNA mã vạch: NỊ nhận diện các mẫu vật, năm 2003, khái niệm DNA mã vạch đã được Paul Heber - nhà nghiên cứu thuộc Đại học Guelph, Ontario đưa ra đầu tiên. Theo đó, mã vạch DNA sử dụng một trình tự DNA ngắn trong genome của sinh vật như là một chuỗi ký tự duy nhắt giúp phân bi hai loại sinh vật với nhau.

Điều này cho thấy, DNA mã vạch là một phương pháp định. danh sử dụng một đoạn DNA chuẩn trong bộ genome của sinh vật với mục dich định danh loài sinh vật đó. DNA mã vạch có đặc điểm quan trong là phải đặc hiệu trong các biến dị, dé dangsử dụng và phổ biến. Gen được sử dụng như một mã vạch có tính.

chất én định và bảo thủ cao bên trong loài. thích hợp cho nhiều đơn vị phân loại. Để khuếch đại bằng kỹ thuật PCR được dễ dàng thì DNA mã vạch phải có trình tự nucleotide ngắn bắt cặp được với cặp mỗi đặc hiệu. Hệ thống mã vạch DNA theo tác giả Taberlet P.

và cộng sự (2007) phải đáp ứng các yêu cầu sau: Đoạn DNA chỉ thị phải đủ độ biến thiên đẻ. phân biệt giữa các loài nhưng cũng phải không khác nhau quá mức giữa các cá thể trong cùng loài. Hệ thống định danh bằng DNA phải được chuan hóa, với cùng một vùng DNA có thể được sử dụng cho các nhóm phân loại khác nhau, Doan DNA chi thị cần chứa đủ thông tin phát inh loài để có thể dễ dàng định dani loài vào các nhóm phân loại (chi, ho,. Có khả năng áp dụng với các mẫu vật thô, với vị trí cặp mỗi nhân gen có độ bảo thủ cao, dễ đàng thực hiện phan ứng khuếch đại va đọc trình tự DNA.

Đoạn DNA nghiên cứu nên có kích thước ngắn để quá tình nhân bin DNA không bị sai lệch. Thông thường, đoạn DNA nghiên cứu có kích thước 150bp trở lại, nếu dài hơn sẽ dễ bị sai lầm trong quá trình nhân bản DNA. Một số locus được sử dung trong phưrơng pháp DNA barcode ở thực vật Trinh tự gen trong nhân tế bào. và cộng sự (2010) các trình tự mã vạch được.

nhân bản từ DNA hệ gen của bố mẹ dự kí cung cấp nh thông tin vị loài cin xác định. Xử dung kỹ thuật khuếch đại PCR từ hệ gen nhân chủ yếu là đơn gen hoặc có bản sao gen thấp, từ sự suy thoái và chất lượng DNA genome, khả năng phân biệt dưới loài do bảo tổn gen chức năng có thé chính là lý do tại xao hạn chế lượng gen nhân được thử nghiệm trong xác định loài bằng phương pháp DNA mã vạch. 'Vùng gen mã hóa ribosome Hệ thống đa gen mã hóa phần RNA của riboxome là gen rDNA. Gen rDNA có trình tự gen đa dang thích hợp đẻ phân biệt các loài nhưng đồng thời cũng có tính bảo thủ.

DNA ma hóa ribosome 18S, 5, 8S, 28S và xen giữa các trình tự không mã hóa 7781, ITS2 (internal transcribed spacers) nằm ở hai bên sườn của vùng 5, 8S. Vùng mã hóa của ba gen rDNA được bảo tồn cao hơn. hai vùng ITS. Nhìn chung các đơn vị zDNA được lặp lại hang nghìn lần và được sắp xếp tập trấn ệyùng lớn trên nhiễm sắc thể, Một trong những tính năng đáng chú ý nhất của rDNA là từng đơn vị trong hệ thông đa gen không.

tiến hoá độc lập, thay vào đó tat cả các đơn vị tiền hoá một cách phối hợp nhờ vây mà rDNA đạt mức ổn định cao hơn trong loài nhưng khác biệt giữa các loài khác nhau. Hiện tai, vùng /TS của gen nhân được xem là một trong những công cụ hữu ích nhất để đánh giá phát sinh loài ở cả thực vật và động vật vì nó phd biển trong tự nhiền, kế thừa từ bố mẹ và biển đối cao do ít hạn chế chức năng. Một số nghiên cửu gin đây ở cây sinh sẵn hữu tính và cây sinh sẵn vô tính cho thấy một số mức độ biển đổi số các bản sao của trình tự ITS1 và ITS2 do nhiều nguyên nhân như lai gần, phân ly, tái tổ hợp. tỷ lệ đột biến cao và hình.

thành gen gid của các gen chức năng dẫn đến những thay đổi đó. Trên cơ sở, này rDNA có thể được sử dụng dé phân định chính xác và hiệu quả thực vật trong cùng loài với đặc điểm lịch sử đời sống khác nhau (một năm, lâu năm, trên cạn, đưới nước) và nguồn gốc tiến hóa khác nhau (Vijayan K. và công sự, 2010) , (Yong H. L: Và cộng sự, 2010), Gen lục lap Hệ gen lục Tap của thực vật gồm phân tir DNA mạch vòng có kích thước 120 — 160 kb chia làm hai bản sao đơn là bản sao đơn lớn (large single- copy region) và bản sao don nhỏ (small single-copy region).

Hai bản sao được. phân cách bởi hai chuỗi lặp lại đảo nhau (Ira và Irb) có độ dài trung bình 20 ~ 30 Kb. Hệ gen lục lap chứa tắt cả các gen #RNA (4 gen ở thực vật b gen /RNA (35 gen) và các gen khác mã hóa cho các protein tổng hop trong lục lap (khoảng 100 gen) cần thiết cho sự tồn tại của chúng. Hệ gen lục lạp có tính bảo thủ cao và mang tính đặc thù của từng loài do vậy việc sử dụng các kết quả phân tích hệ gen lục lạp vào nghiên cứu phát xinh loài và phân loại thực vật được các nhà khoa học rit quan tâm.

Dựa trên những thông tin có sẵn từ các nghiên cứu về phát sinh loài và các nghiên cứu gin day, một số locus là đoạn gen hay các gen được chọn để nghiên cứu làm chỉ thị barcode tiểm năng cho cát loài thực vật trên trái đắt. Có khoảng 20 gen lục lap có độ đài phù hợp (khoảng 1 kb) được sử dụng trong nghiên cứu phát sinh loài. Các gen này chứa đựng nhiều mức độ tiến hoá và vì vậy phù hợp. cho nhiều mức độ phân loại (Liu và cộng sự, 2016), (Vijayan K.

Gen rbel- “Trong các gen lap thé, zbcL. là trình tự gen đặc trưng nhất, mã hóa các tiếu đơn vị lớn của rubilose-l,5-bisphosphate cacboxylase/oxygenase (RUBISCO). là gen đầu tiên được giải trình từ thực vật. rbcL đã được sit dung rộng rãi trong nghiên cứu phát sinh loài và phân loại thực vật với hơn 10000 trình tự rbcL có sẵn trong GenBank.

Do sự dé đàng trong khuếch đại PCR ở một số nhóm thực vật, CBOL gần day đã công nhận rbcL là một trong. những trình tự gen tiềm năng nhất cho các nghiên cứu DNA barcode ở thực vật. Tuy nhiên, do khả năng phân biệt loài thấp, nên hầu hết các nhóm đều cho rằng nên sử dụng kết hợp rbcL. với các với các chỉ thị barcode khác, ví dụ như zmafK là hai locus barcode chuẩn cho thực vật (Vijayan K, and Tsou C.

W và công sự, 2010) Gen mai “Trong số các gen lục lap, marK là một trong những gen tiến hoá nhanh nhất, có kích thước khoảng 1550 bp và mã hóa cho enzyme maturase liên quan đến qui ih loại bỏ : intron loại 2 trong quá inh phiên mã RNA. Do marK tiến hoá nhanh và có mặt haw hết trong thực vật nên đã được sử dụng như một chỉ thị trong nghiên cứu. quan hệ giữa các loài va phát s inh loài ở thực vật. CBOL đã thử nghiệm marK trên gần 550 loài thực vật va thấy rằng 90% mẫu thực vật hạt kín dễ dàng khuếch đại trình tự bằng cách sử dụng.

một cặp mỗi đơn và dé nghị sử dụng. Trình tự gen rpoB và rpoC Gen rpoB, rpoCl, rpoC2 mã hóa ba trong 4 tiểu đơn vị của RNA polymerase lục lap. Khi nghiên cứu họ Dipterocarpaceae, Tsumura và đồng. tác giả (1996) đã nhận thấy gen rpoB là thích hợp để nghiên cứu phát sinh loài.

Hiện nay zpoB là gen được sử dung nhiều trong nghiên cứu phát sinh loi và xác định các loài vi khuẩn, đặc biệt là khi nghiên cứu các chủng có quan hệ gần gũi. Cùng với gen 16S rRNA, rpoB được sử dụng trong nhiều nghiên Cứu dé xác định loài vi khuẩn mới, do vậy các gen này được đề xuất chỉ thị bareode độc lập hoặc kết hợp với một số gen khác. Trong các nghiên cứu gần đây, CBOL đã thử nghiệm 7 locus và thấy rằng khả năng phân biệ loài cua đoạn gen rpoC là thấp nhất (43%). Mặc dù vậy, trong nghiên cứu.

Liu và đồng tác giả (2010) đã chỉ ra rpoCl là một chỉ thị rất hữu ích khi được xử dụng để phân biệt các loài bryophytes. Do vậy cần có các nghiên cứu tiếp theo để chứng minh sự phù hợp khi sử dụng rpoB và rpoC1 làm chỉ thị barcode trong có nghiên cứu giám định loài (Vijayan K.2010) Trình tự gen yef yefS là trình tự DNA mã vạch được sử dụng phổ biển trong phân loại bằng phân tứ, yc/5 mã hóa cho một protein có chứa 330 amino acids. Gen (được bảo tôn trên tắt cả các vùng thực vật và đã được kiểm nghiệm cho phù hợp với DNA barcode của một vai nhóm. Tuy nhiên, gen này chưa được công nhận và sử dụng nhiều trong vai trò của một DNA barcode (Liu và cộng sự, 2016), (Vijayan K., 2010) Ngoài ra còn có trình tự yefl (bao gdm yefla va yc/Ib) cũng được chứng minh là một chỉ thị DNA mã vạch hiệu qua trong phân loại thực vật (Dong và es, 2015) Trình tự hai gen trn-psbA Gen tmH-psbA có kích thước trung bình khoảng 450 bp, nhưng thay đổi từ 296 đến 1120 bp, trnH-psbA được chứng minh là có khả năng xác định loài cao.

Locus /rnH-psbA đã được khuếch đại thành công ở nhiều thực vật hạt kín và hạt trần. Tuy nhiên, trong nhiều thực vật hạt kín rrnH-psbA lại có kích thước rất ngắn (~ 300 bp), kích thước của gen nay thay đổi lớn do sự có mặt của gen 1pS19 hoe các gen gid nằm giữa vùng gen của hai gen /rnH và psbA, Trong nhiều nghiên cứu gần đây đã đề xuất việc sử dụng /mnH-pbA. như chỉ thị mã vạch độc lập cho thực vật hay kết hợp với matK. CBOL thấy rằng khả năng phân biệt loài của ơrnH-psbA là cao nhất (69%) trong số 7 locus được thứ nghiệm và do đó 48 nghị nó như là chỉ thị mã vạch bổ sung.

rikL-psbA cổ thé sử dụng trong hệ thống mã vạch ba locus khí hệ thống ma vạch hai locus không cung cấp đầy đủ khả năng phân tích (Kress W.,2010), Trình tw hai gen tra (UAA)-trnF (GAA) Locus tL (UAA)-trnF (FAA) chứa gen irnL (UAA), ving intron và vùng nằm giữa hai gen /rnl. Taberlet va đồng tác giả là nhóm nghiên cứu đầu tiên sử dung rrnL trong các nghiên cứu hệ thống học.