Xây Dựng Dữ Liệu DNA Barcode Vùng Gen nrLSV-iTS-Atp6 Ở Một Số Mẫu Nấm Thuộc Chi Cordyceps S.L Thu Nhận Tại Vùng Núi Langbiang - Lâm Đồng

• Tác giả: Võ Thanh Nhàn
• Người hướng dẫn: Ts. Lao Đức Thuận
• Trường học: Trường Đại Học Mở Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Xây dựng dữ liệu DNA barcode vùng gen nrLSV-iTS-Atp6 ở một số mẫu nấm thuộc chi Cordyceps S.L thu nhận tại vùng núi Langbian - Lâm Đồng
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Chi nấm Cordyceps
• 1.2. Phân loại khoa học
• 1.3. Tiềm năng ứng dụng trong y dược
• 1.4. Tách chiết và thu nhận DNA ở nấm
• 1.5. Phương pháp PCR và giải trình tự
• 1.6. Nghiên cứu phát sinh loài
• 1.6.1. Định danh phân tử
• 1.6.2. Nhóm gen giữ nhà (House keeping gene)
• 1.6.3. Những bước chính trong nghiên cứu cây phả hệ phân tử
• 1.7. Tình hình nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 2.2. Vật liệu nghiên cứu
• 2.2.1. Mẫu nấm ký sinh côn trùng
• 2.2.2. Dụng cụ - thiết bị - hóa chất
• 2.2.3. Các phần mềm sử dụng
• 2.3. Tiến trình nghiên cứu
• 2.3.1. Nghiên cứu in silico
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả khảo sát mồi
• 3.1.1. Kết quả kiểm tra thông số vật lý của mồi bằng công cụ trực tuyến IDT
• 3.1.2. Kết quả kiểm tra cặp mồi ITS1/ITS4 bằng công cụ trực tuyến BLAST trên NCBI
• 3.1.3. Kết quả kiểm tra cặp mồi ATP6-C1A/ATP6-C2A bằng công cụ trực tuyến BLAST trên NCBI
• 3.1.4. Kết quả kiểm tra cặp mồi LR0R/LR5 bằng công cụ trực tuyến BLAST trên NCBI
• 3.2. Kết quả thực nghiệm
• 3.2.1. Kết quả tách chiết DNA mẫu nấm ký sinh côn trùng
• 3.2.2. Kết quả hiệu chỉnh trình tự
• 3.2.3. Kết quả định danh phân tử
• 3.2.3.1. Xây dựng bộ cơ sở dữ liệu DNA
• 3.2.3.2. Xây dựng cây phát sinh loài phân tử
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Xây Dựng Dữ Liệu DNA Barcode Nấm Cordyceps 55 ký tự

Chi Nấm Cordyceps là một chi nấm ký sinh côn trùng, còn được biết đến với tên gọi "Đông trùng hạ thảo". Chi này bao gồm hơn 400 loài, phân bố rộng khắp thế giới. Các loài Nấm Cordyceps này thường ký sinh trên ấu trùng và côn trùng trưởng thành, xâm nhập vào cơ thể côn trùng, nảy mầm và phát triển thành hệ sợi nấm, sau đó hình thành quả thể. Ghi chép khoa học đầu tiên về nấm này là từ thời nhà Thanh. Nổi bật là loài Ophiocordyceps sinensis được biết đến sớm nhất và có nhiều dược tính quý. Các nghiên cứu hiện đại đã chỉ ra tiềm năng dược liệu của nhiều loài khác thuộc chi Cordyceps, ví dụ như Cordycepin, chất kháng ung thư hiệu quả từ C. Militaris. Vì những giá trị to lớn trong y dược, việc xác định chính xác các loài Nấm Cordyceps là vô cùng quan trọng. Việc này giúp nhận định chính xác giá trị của loài nấm đang sở hữu, góp phần bảo tồn và phát triển nguồn dược liệu quý giá.

1.1. Giới thiệu chi Nấm Cordyceps và đặc điểm sinh học

Chi Nấm Cordyceps (đông trùng hạ thảo) bao gồm hơn 400 loài, phân bố rộng rãi trên thế giới. Đặc điểm sinh học nổi bật của chúng là ký sinh trên côn trùng, từ ấu trùng đến côn trùng trưởng thành. Nấm xâm nhập vào cơ thể côn trùng, phát triển thành hệ sợi, và cuối cùng hình thành quả thể. Theo y học cổ truyền, các loài Nấm Cordyceps, như Ophiocordyceps sinensis và Cordyceps militaris, có giá trị dược tính cao. Các nghiên cứu hiện đại cũng đã chứng minh tiềm năng dược liệu của chúng. Việc nghiên cứu sâu về đặc điểm sinh học và phân loại Nấm Cordyceps là rất quan trọng để khai thác tối đa giá trị của chúng.

1.2. Giá trị dược liệu và ứng dụng y học của Cordyceps

Nấm Cordyceps từ lâu đã được biết đến với nhiều giá trị dược liệu và ứng dụng trong y học cổ truyền và hiện đại. Các nghiên cứu đã chỉ ra các hợp chất trong Cordyceps có khả năng điều trị các bệnh về gan, thận, tim mạch, miễn dịch, thần kinh, và thậm chí là ung thư. Đặc biệt, Cordycepin, một chất kháng ung thư hiệu quả, đã được phân lập từ C. Militaris. Nghiên cứu và phát triển các ứng dụng dược liệu của Nấm Cordyceps là một lĩnh vực tiềm năng, hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe cộng đồng.

II. Thách Thức Định Danh Nấm Cordyceps Bằng Phương Pháp DNA 60 ký tự

Việc định danh loài nấm Cordyceps hiện nay thường dựa trên kỹ thuật phân tích hình thái, được xem là chìa khóa vàng nhưng vẫn còn nhiều khó khăn. Các đặc điểm, cấu trúc của các loài nấm có thể thay đổi để thích nghi với môi trường. Với các mẫu nấm thu nhận không còn nguyên vẹn hoặc sau khi thu hái quá lâu cũng bị biến đổi về đặc điểm bên ngoài khiến cho việc định danh bằng hình thái không còn hiệu quả. Nấm có khả năng thay đổi hình dạng hoặc kích thước để đáp ứng với sự thay đổi điều kiện môi trường và có hai trạng thái sinh sản là vô tính (anamorph) và sinh sản hữu tính (teleomorph). Những vấn đề trên đòi hỏi cần phải có một kỹ thuật định danh khác có thể khắc phục được những yếu điểm của định danh hình thái.

2.1. Hạn chế của phương pháp định danh hình thái truyền thống

Phương pháp định danh hình thái truyền thống, dù là "chìa khóa vàng", vẫn tồn tại nhiều hạn chế. Các đặc điểm hình thái của nấm có thể thay đổi do ảnh hưởng của môi trường, gây khó khăn trong việc xác định chính xác loài. Ngoài ra, các mẫu nấm không còn nguyên vẹn hoặc bị biến đổi sau thu hái càng làm giảm độ tin cậy của phương pháp này. Do đó, cần có một phương pháp định danh khác, chính xác và đáng tin cậy hơn.

2.2. Sự cần thiết của phương pháp định danh phân tử

Do những hạn chế của phương pháp định danh hình thái, việc áp dụng phương pháp định danh phân tử trở nên cần thiết. Phương pháp này dựa trên phân tích DNA, giúp khắc phục được những nhược điểm của phương pháp truyền thống. Định danh phân tử có thể xác định chính xác loài nấm ngay cả khi mẫu không còn nguyên vẹn hoặc bị biến đổi. Nó cũng cho phép phân biệt các loài nấm có hình thái tương tự nhau. Sự phát triển của sinh học phân tử đã mở ra một hướng đi mới trong việc định danh và phân loại nấm.

III. DNA Barcode Giải Pháp Định Danh Nấm Cordyceps Chính Xác 59 ký tự

Phương pháp định danh phân tử được ứng dụng để nghiên cứu sự phát sinh loài ngày càng gia tăng. Hiện nay, các nghiên cứu ngoài sử dụng định danh hình thái, phần lớn đều ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử vào công tác định danh. Nghiên cứu của Sung và cộng sự đã sắp xếp lại hệ thống nhóm nấm Cordyceps cũng như họ Clavicipitaceae dựa trên việc phân tích các dữ liệu từ 5-7 gen thuộc nhóm gen giữ nhà (House keeping gene). Kết quả nghiên cứu phù hợp với các phân tích hình thái giải phẫu. Các tác giả đã khẳng định các loài thuộc nhóm nấm này nên được chia thành 3 họ. Việc phân tích dữ liệu các gen giữ nhà là cần thiết để hỗ trợ trong việc định danh các loài nấm ký sinh côn trùng. Việc kết hợp đa gen giúp làm tăng độ tin cậy của cây phát sinh loài.

3.1. Ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử trong định danh Nấm

Sự phát triển của sinh học phân tử đã mở ra một kỷ nguyên mới trong việc định danh và phân loại nấm. Các kỹ thuật như PCR (phản ứng chuỗi polymerase), giải trình tự DNA, và phân tích cây phả hệ phân tử đã trở thành công cụ không thể thiếu trong nghiên cứu nấm. Các nghiên cứu hiện nay thường kết hợp cả định danh hình thái và kỹ thuật sinh học phân tử để đạt được kết quả chính xác và toàn diện nhất.

3.2. Vai trò của gen giữ nhà House keeping gene trong nghiên cứu

Gen giữ nhà (House keeping gene) đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu phát sinh loài và định danh phân tử. Chúng là những gen thiết yếu cho sự sống của tế bào và có tốc độ tiến hóa chậm, giúp phản ánh mối quan hệ tiến hóa giữa các loài. Việc phân tích dữ liệu từ các gen giữ nhà, như nrSSU, nrLSU, Rpb2, Tub, và Atp6, giúp tăng độ tin cậy của cây phát sinh loài và cải thiện độ chính xác của việc định danh loài.

IV. Nghiên Cứu Gen nrLSV ITS Atp6 Mã Vạch DNA Nấm Langbiang 58 ký tự

Việc kết hợp đa gen giúp làm tăng độ tin cậy của cây phát sinh loài. Vì vậy, nghiên cứu này tiến hành xây dựng dữ liệu DNA Barcode vùng gen nrLSU-ITS-Atp6 ở một số mẫu nấm thuộc chi Cordyceps S.L. thu nhận tại vùng núi Langbiang - Lâm Đồng. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng các marker phân tử nrLSV-ITS-Atp6 để xác định và phân loại các loài Nấm Cordyceps đặc hữu của Langbiang, góp phần vào việc bảo tồn nguồn gen quý giá này. Các kết quả thu được sẽ cung cấp thông tin quan trọng về đa dạng sinh học của Nấm Cordyceps ở Việt Nam và khu vực.

4.1. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu tại vùng núi Langbiang

Nghiên cứu này tập trung vào việc xây dựng cơ sở dữ liệu DNA Barcode cho các loài Nấm Cordyceps thu thập được tại vùng núi Langbiang, Lâm Đồng. Mục tiêu chính là xác định và phân loại các loài nấm này bằng cách sử dụng các marker phân tử, đặc biệt là nrLSV-ITS-Atp6. Nghiên cứu cũng nhằm đánh giá sự đa dạng di truyền của các loài Nấm Cordyceps này và so sánh chúng với các loài Nấm Cordyceps từ các khu vực khác.

4.2. Ý nghĩa của việc xây dựng cơ sở dữ liệu DNA Barcode

Việc xây dựng cơ sở dữ liệu DNA Barcode cho Nấm Cordyceps có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo tồn và khai thác bền vững nguồn tài nguyên này. Cơ sở dữ liệu này sẽ cung cấp thông tin chính xác và đáng tin cậy về các loài Nấm Cordyceps, giúp các nhà khoa học và nhà quản lý đưa ra các quyết định phù hợp về bảo tồn và sử dụng. Ngoài ra, nó cũng tạo điều kiện cho việc phát triển các sản phẩm dược liệu và thực phẩm chức năng từ Nấm Cordyceps.

V. Phương Pháp Thu Thập Phân Tích DNA Nấm Cordyceps 58 ký tự

Các phương pháp nghiên cứu bao gồm thu thập mẫu Nấm Cordyceps tại Langbiang, tách chiết và thu nhận DNA. Sau đó thực hiện phương pháp PCR và giải trình tự gen. Tiếp theo là giải trình tự và nghiên cứu phát sinh loài. Các kết quả phân tích sẽ được sử dụng để xây dựng bộ cơ sở dữ liệu DNA và cây phát sinh loài phân tử. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin quan trọng về sự đa dạng di truyền và mối quan hệ tiến hóa giữa các loài Nấm Cordyceps tại vùng núi Langbiang.

5.1. Quy trình thu thập và xử lý mẫu Nấm Cordyceps

Quy trình thu thập mẫu Nấm Cordyceps đóng vai trò then chốt trong nghiên cứu. Mẫu phải được thu thập cẩn thận để đảm bảo tính toàn vẹn của DNA. Các thông tin về vị trí thu thập, môi trường sống, và đặc điểm hình thái của mẫu phải được ghi chép đầy đủ. Sau khi thu thập, mẫu được bảo quản trong điều kiện thích hợp để ngăn chặn sự phân hủy DNA. Các bước xử lý mẫu bao gồm làm sạch, cắt nhỏ, và bảo quản trong dung dịch bảo quản DNA.

5.2. Kỹ thuật PCR giải trình tự và phân tích dữ liệu DNA

Kỹ thuật PCR (phản ứng chuỗi polymerase) được sử dụng để khuếch đại các đoạn DNA mục tiêu (nrLSV-ITS-Atp6). Sản phẩm PCR sau đó được giải trình tự để xác định trình tự nucleotide. Dữ liệu trình tự thu được được phân tích bằng các phần mềm chuyên dụng để loại bỏ các lỗi, căn chỉnh trình tự, và so sánh với các trình tự đã biết trong cơ sở dữ liệu. Các phân tích thống kê và xây dựng cây phả hệ phân tử được thực hiện để đánh giá sự đa dạng di truyền và mối quan hệ tiến hóa giữa các loài Nấm Cordyceps.

VI. Kết Luận Tiềm Năng Phát Triển Nấm Cordyceps Langbiang 56 ký tự

Nghiên cứu này cung cấp dữ liệu quan trọng về DNA Barcode vùng gen nrLSU-ITS-Atp6 ở một số mẫu nấm thuộc chi Cordyceps S.L. thu nhận tại vùng núi Langbiang - Lâm Đồng. Kết quả này góp phần vào việc xây dựng bộ cơ sở dữ liệu DNA và cây phát sinh loài phân tử cho Nấm Cordyceps. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới trong việc định danh và phân loại Nấm Cordyceps, đồng thời tạo cơ sở cho việc bảo tồn và phát triển nguồn tài nguyên quý giá này tại Việt Nam.

6.1. Đóng góp của nghiên cứu vào việc bảo tồn Nấm Cordyceps

Nghiên cứu này góp phần quan trọng vào việc bảo tồn Nấm Cordyceps bằng cách cung cấp thông tin chính xác về sự đa dạng di truyền và phân bố của các loài nấm này. Thông tin này có thể được sử dụng để xác định các khu vực quan trọng cần bảo tồn, phát triển các chiến lược quản lý bền vững, và ngăn chặn việc khai thác quá mức Nấm Cordyceps.

6.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo và ứng dụng thực tiễn

Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc khám phá các hợp chất có hoạt tính sinh học trong các loài Nấm Cordyceps được xác định trong nghiên cứu này. Nghiên cứu cũng có thể mở rộng phạm vi thu thập mẫu để đánh giá sự đa dạng di truyền của Nấm Cordyceps trên toàn Việt Nam. Các ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu bao gồm phát triển các sản phẩm dược liệu và thực phẩm chức năng từ Nấm Cordyceps, cải thiện quy trình nuôi trồng Nấm Cordyceps, và hỗ trợ công tác quản lý và bảo tồn nguồn tài nguyên này.