- ĐA DẠNG DI TRUYỀN CÁC GIỐNG/DÒNG MĂNG CỤT (GARCINIA MANGOSTANA L.) DỰA TRÊN DẤU PHÂN TỬ. - ISSR Ở BÌNH DƯƠNG. - Đa dạng di truyền của 32 dòng măng cụt ở Bình Dương đã được kiểm tra bằng kỹ thuật ISSR với 11 cặp mồi. - Kết quả PCR đã khuếch đại được 87 băng, trong đó có 40 băng thể hiện sự đa hình (45,98%) và 47 băng đơn hình (54,02. - Trong số 11 mồi thực hiện phản ứng có 10 mồi cho kết quả đa hình, trong đó mồi ISSRED-14 cho kết quả đa hình khá cao, có thể là mồi hữu dụng để nghiên cứu khác biệt di truyền giữa các dòng măng cụt trên cùng vị trí địa lý. - Kết quả phân tích bằng phần mềm NTSYSpc 2.11a theo phương pháp UPGMA cho thấy mức độ tương đồng của 32 dòng măng cụt dựa trên dấu phân tử ISSR nằm trong khoảng 0,75-1,00. - Dựa vào giản đồ phả hệ có thể chia 32 mẫu măng cụt thành 2 nhóm lớn. - Nhóm thứ nhất có mức tương đồng di truyền nằm trong khoảng 75- 89%. - Nhóm thứ hai có mức tương đồng khoảng 90,3-100% và có thể được chia thành 4 nhóm nhỏ. - Các kết quả trên cho thấy có sự khác biệt về mặt di truyền giữa 32 dòng măng cụt ở Bình Dương mặc dù măng cụt có hình thức sinh sản là vô tính. - Sự biến đổi di truyền này có thể là do sự tích lũy đột biến tự nhiên để thích ứng với môi trường sinh sống của chúng.. - Từ khóa: Garcinia mangostana L., đa dạng di truyền, ISSR, măng cụt, đa hình. - Măng cụt (Garcinia mangostana L.) là một trong những loại cây ăn trái đặc sản vùng nhiệt đới. - Ở Việt Nam, măng cụt được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn bình chọn là 1 trong 11 chủng loại cây ăn quả có tiềm năng xuất khẩu lớn.. - Theo Mahabusrakam et al. - (1983), vỏ măng cụt có chứa một số chất chống oxy hóa chủ yếu thuộc nhóm xanthone gồm γ-mangostin, α-mangostin, nor-mangostin và gartanin. - Chaverri et al., 2008. - Cây măng cụt được trồng ngày càng phổ biến ở nước ta mà chủ yếu là vùng đồng bằng sông Cửu Long và Đông Nam Bộ. - Chính những vấn đề này đã và đang làm mai một đi một số giống quý của địa phương, trong đó có cây măng cụt Bình Dương. - Ngoài ra, sự đa dạng phong phú và không ổn định về nguồn gốc của các giống cây trồng đã đưa đến vấn đề là chúng có thực sự đồng đều về mặt di truyền với nhau hay không. - Mặc dầu có nhiều tác giả cho rằng măng cụt là cây trinh quả sinh không đa dạng về mặt di truyền (Nguyễn Thị Thanh Mai, 2005).. - Do đó để nâng cao năng suất và chất lượng cây trồng cũng như chọn ra những dòng thuần và những cây đầu dòng tốt phục vụ cho việc bảo tồn, phát triển nguồn gen cây măng cụt chúng ta cần phải có cơ sở dữ liệu dựa trên sự kết hợp sử dụng các phương pháp chọn giống truyền thống (đánh giá kiểu hình, nhân giống vô tính) với các kỹ thuật sinh học phân tử hiện đại. - Hiện nay, ISSR (Inter Simple Sequence Repeat) là một marker phân tử được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật sinh học phân tử để nhận diện sự biến đổi di truyền ở thực vật. - Mặc dù có hình thức sinh sản vô tính nhưng với kỹ thuật ISSR-PCR đã cho thấy sự đa dạng di truyền ở cây măng cụt (Mansyah et al., 2010. - Sobir et al., 2011). - Vậy những giống/dòng măng cụt có nguồn gốc trong và ngoài nước đang trồng ở nước ta có có sự đa dạng di truyền hay không? Cơ sở dữ liệu của chúng như thế nào? Với lý do đó, đề tài “Đa dạng di truyền các giống/dòng măng cụt (Garcinia mangostana L.) ở Bình Dương dựa trên dấu phân tử ISSR” đã được thực hiện.. - Mục tiêu nghiên cứu. - Ứng dụng kỹ thuật ISSR-PCR để khảo sát sự đa dạng di truyền giữa các giống/dòng măng cụt đang trồng ở tỉnh Bình Dương.. - 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Phương tiện nghiên cứu. - Nghiên cứu được thực hiện với các trang thiết bị, dụng cụ hiện có tại Phòng thí nghiệm Sinh học Phân tử, Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học, ĐHCT như: Máy li tâm Eppendorf Centrifuge 5417C (Đức). - Nguyên vật liệu: Các mẫu măng cụt (32 mẫu) được thu ở tỉnh Bình Dương.. - 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Thu mẫu. - Mẫu lá măng cụt được thu tại các vườn trồng măng cụt của các nông hộ ở Bình Dương (Bảng 1), mẫu được đánh số thứ tự, ghi rõ nguồn gốc. - Sau đó, phân tích kiểu gen bằng dấu phân tử ISSR.. - Bảng 1: Danh sách mẫu đã được thu ở Bình Dương. - 2.2.3 Phản ứng PCR. - Bảng 2: Các mồi ISSR sử dụng trong nghiên cứu. - Phản ứng PCR được thực hiện với 11 mồi đơn ISSR có trình tự được thiết kế theo Mansyal et al. - 2.2.4 Phân tích đa dạng di truyền. - Sau khi ghi nhận tất cả các dãy băng trên mỗi dòng măng cụt, số liệu được lưu trữ trên phần mềm Excel. - Phân tích cluster, vẽ giản đồ phả hệ thể hiện mối tương quan di truyền giữa các cá thể trong cùng một dòng bằng phần mềm NTSYSpc 2.11a (Numerical Taxonomy System Personal Computer) theo phương pháp UPGMA (Sneath and Sokal, 1973). - Khoảng cách di truyền (Genetic Distance-GD) cũng được đánh giá qua công thức:. - Dựa trên những kết quả nghiên cứu theo phương pháp ISSR và thông qua giản đồ phả hệ xác định mức độ đồng dạng di truyền các dòng măng cụt.. - 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. - 3.1 Đặc điểm hình thái của cây măng cụt. - Khảo sát 32 cây măng cụt được lấy mẫu lá phân tích ở Bình Dương, cho thấy đa số chúng những đặc điểm chung như sau:. - Vỏ thân cây măng cụt có màu nâu thẫm. - Sự khác biệt về đường kính cây, kiểu tán cây chủ yếu phụ thuộc vào tuổi của cây, khoảng cách trồng giữa các cây trồng.. - Các đặc điểm này phù hợp với nghiên cứu trước đây của Vũ Công Hậu (2000). - 3.2 Phân tích đa hình của 32 mẫu măng cụt ở Bình Dương. - Mười một mồi ISSR đã được sử dụng trong phản ứng PCR trên bộ gen của 32 mẫu lá măng cụt ở Bình Dương. - Kết quả được thể hiện ở bảng 3.. - Bảng 3: Kết quả khuếch đại của 11 mồi ISSR ở 32 mẫu măng cụt thu được Mồi Nhiệt độ gắn. - đa hình Số băng. - đơn hình Phần trăm băng đa hình. - Trung bình Mười một mồi ISSR sử dụng trên 32 mẫu măng cụt, có 10 mồi cho kết quả đa hình, mồi PKBT-14 cho kết quả đơn hình. - Tổng số băng được khuếch đại là 87 băng trong đó có 40 băng cho kết quả đa hình (45,98. - Kết quả này gần giống với kết quả nghiên cứu của Mansyah et al. - (2010) trên các cây măng cụt ở vùng Sumatra (Indonesia) với trung bình 3,82 băng đa hình cho mỗi mồi.. - Trong các mồi, mồi ISSRED-14 thể hiện sự đa hình giữa các mẫu khá cao (Hình 1). - Với 8 dãy băng được khuếch đại có đến 7 băng đa hình (87,5. - Hầu hết các mẫu đều có sự khác biệt về số lượng băng và vị trí kích thước trên gel.. - Do đó có thể sử dụng mồi này cho các nghiên cứu đa dạng trên các dòng măng cụt sau này.. - Hình 1: Phổ điện di sản phẩm PCR của 32 dòng măng cụt ở Bình Dương với mồi. - Hình 2: Phổ điện di sản phẩm PCR của 32 dòng măng cụt ở Bình Dương với mồi PKBT-3 (a), PKBT-7 (b), PKBT-10 (c). - Hình 3: Phổ điện di sản phẩm PCR của 32 dòng măng cụt ở Bình Dương với mồi PKBT-12. - Ngoài ra, các mồi PKBT-3, PKBT-7, PKBT-10 cũng cho sự đa hình rõ nét (Hình 2). - Đặc biệt ở mồi PKBT-12 (Hình 3) có sự khác biệt so với các mồi còn lại là chỉ. - Trong khi đó, hai mồi PKBT-10 và PKBT-11 chỉ khác mồi PKBT-12 một nucleotide ở đầu 3 ’ (Bảng 1) nhưng lại khuếch đại được DNA từ hai mẫu này, nên hai mẫu 26 và 28 có sự khác biệt lớn về mặt di truyền so với 30 mẫu còn lại.. - Các mồi còn lại: PKBT-2, PKBT-4, PKBT-5, PKBT-8, PKBT-11 cho đa hình nhưng không cao, hầu hết các mẫu đều khuếch đại cho số băng giống nhau, chỉ có vài mẫu có sự khác biệt nhỏ.. - Dựa vào sự khác biệt của các băng thể hiện trên gel trong sản phẩm PCR cho thấy có sự khác biệt về mặt di truyền giữa các mẫu.. - 3.3 Phân tích nhóm và lập giản đồ phả hệ của 32 mẫu măng cụt dựa trên dữ liệu sản phẩm PCR. - Hình 4: Giản đồ phả hệ thể hiện mối tương quan di truyền giữa 32 mẫu măng cụt dựa vào 11 mồi ISSR sử dụng. - Dựa trên giản đồ, sự đa dạng di truyền giữa 32 mẫu măng cụt thể hiện qua hệ số tương đồng là 75% hay nói cách khác hệ số không tương đồng là 25% (Hình 4).. - Kết quả này gần với kết quả của Sobir et al. - (2011) với hệ số không tương đồng là 22% khi nghiên cứu đa dạng di truyền măng cụt ở Idonesia bằng dấu phân tử ISSR.. - Nhóm 1 (Gồm các mẫu và 28) có độ tương đồng từ 75-89%. - Điều này cho thấy các mẫu này có sự khác biệt nhiều về mặt di truyền so với 27 mẫu còn lại. - Trong đó, mẫu số 28 là có sự khác biệt nhiều nhất với mức độ tương đồng là 75%.. - Nhóm 2 (Gồm 27 mẫu măng cụt còn lại) có mức tương đồng từ . - Trong nhóm này lại được chia thành nhiều nhóm nhỏ, các nhóm này lại được chia thành nhiều nhóm phụ với khoảng cách di truyền gần nhau hơn. - Trong đó, hai mẫu 1-2 và hai mẫu 12-13 đều có độ tương đồng 100%. - Các mẫu còn lại cho kết quả tương đồng từ . - Điều này có thể giải thích là đối với các mẫu có mức tương đồng 100% thì chúng có thể xuất phát cùng một nguồn gốc và không bị biến đổi kiểu gen dưới tác động của môi trường, đối với các mẫu có độ tương đồng thấp hơn 100% thì có thể chúng có nguồn gốc khác nhau hoặc có cùng nguồn gốc nhưng do tác động của môi trường và phản ứng lại sự thay đổi này là khác nhau ở mỗi cá thể.. - Như vậy, với 11 đoạn mồi ISSR trong phản ứng PCR với 32 mẫu măng cụt ở Bình Dương cho mức độ tương đồng giữa các mẫu dao dộng trong khoảng 75-100%, cho thấy các giống có mức độ đồng dạng về mặt di truyền cao. - Kết quả này tương đối phù hợp vì măng cụt ở nước ta hầu như đều bắt nguồn từ cùng một giống và ngoài ra theo Sobir và Poerwanto (2007) tính đa dạng di truyền cao ở măng cụt là không phổ biến do đặc tính sinh sản của măng cụt là vô tính nên mức độ tương đồng sẽ khá cao. - Kết quả nghiên cứu này cũng khá gần với kết quả của Trần Nhân Dũng et al. - (2009), Sobir et al. - (2011) nhưng lại có hệ số tương đồng khá cao so với kết quả của Mansyah et al. - Với dấu phân tử ISSR cho thấy có sự khác biệt về mặt di truyền giữa các mẫu măng cụt ở Bình Dương. - mặc dù măng cụt có hình thức sinh sản là vô tính, cây con ít có sự khác biệt với cây mẹ. - 11 mồi ISSR sử dụng trên 32 mẫu măng cụt, có 10 mồi cho kết quả đa hình. - Mồi ISSRED-14 cho đa hình cao có thể sử dụng cho các nghiên cứu đa dạng và nhận diện các giống/dòng măng cụt sau này.. - Giản đồ cho thấy 32 mẫu măng cụt ở Bình Dương có sự đa dạng về mặt di truyền với mức tương đồng nằm trong khoảng 75-100%.. - so sánh với giản đồ phả hệ di truyền phân tử để có nhiều thông tin hơn về mối quan hệ giữa biến đổi gen và hình thái trên cây măng cụt.. - Báo cáo kết quả chọn giống măng cụt ở các tỉnh. - Kết quả bình tuyển cá thể măng cụt tốt ở miền Đông Nam Bộ. - Kết quả Nghiên cứu Khoa học Công nghệ rau hoa quả Nxb Nông nghiệp, tr.157-166.. - Nghiên cứu tính đồng dạng di truyền của dòng Cam soàn, Sầu riêng và Măng cụt và chuyển giao kỹ thuật PCR trong chuẩn đoán bệnh Greening và một số cây ăn trái đặc sản. - Báo cáo nghiệm thu "Đề tài nghiên cứu khoa học tỉnh Bến Tre”