- KHẢO SÁT SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CÂY LÊKIMA (Pouteria campechiana) Ở THÀNH PHỐ CẦN THƠ DỰA TRÊN ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI. - Đa dạng di truyền, ISSR, lêkima, Pouteria campechiana Keywords:. - Trong nghiên cứu này, dữ liệu của 20 mẫu lêkima ở thành phố Cần Thơ đã được thu thập và đánh giá dựa trên đặc điểm hình thái và chỉ thị phân tử ISSR. - Phân tích 50 đặc tính hình thái của 20 mẫu lêkima và phân thành 7 nhóm với hệ số tương đồng từ 0,71 đến 0,86. - Chỉ số Shannon cho thấy 20 mẫu lêkima có độ đa dạng cao với giá trị đạt cao nhất là 1,526. - Phân tích điện di bằng 8 chỉ thị ISSR cho thấy sự đa hình cao. - Sự phối hợp kết quả phân tích đặc tính hình thái và chỉ thị phân tử đã phân chia 20 mẫu lêkima thành 4 nhóm có độ tương đồng cao từ 0,63 đến 0,90. - Kết quả khẳng định cây lêkima ở thành phố Cần Thơ có sự đa dạng về mặt di truyền. - Kết quả này cũng cung cấp thông tin có giá trị cho việc chọn lọc và lai tạo giống cũng như hỗ trợ các nghiên cứu về các đặc tính sinh hóa của cây lêkima.. - Khảo sát sự đa dạng di truyền cây lêkima (Pouteria campechiana) ở thành phố Cần Thơ dựa trên đặc điểm hình thái và chỉ thị phân tử ISSR. - Phân tích đa dạng về di truyền của thực vật, các phân tích chỉ thị phân tử đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới như AFLP (amplified fragment length polymorphism), RAPD (random amplified polymorphic), ISSR (inter simple sequence repeat) và SSR (simple sequence repeat), trong đó ISSR được sử dụng nhiều để đánh giá sự sai khác di truyền ở thực vật. - Kỹ thuật ISSR đã được sử dụng trong việc xác định đa dạng di truyền 17 giống xoài (n=57) ở Thái Lan (Aunyachulee et al., 2016), phân tích đa dạng di truyền của 20 giống nghệ có bộ gen 2n=84 với 10 đoạn mồi ISSR (Renjith et al., 2001 và Bùi Thị Cẩm. - Ở Việt Nam, cây lêkima đã được trồng từ lâu và cho thấy rất đa dạng về hình thái như dạng lá, dạng trái và chất lượng trái. - Trong nghiên cứu này, việc đánh giá sự đa dạng của lêkima trồng ở thành phố Cần Thơ đã được thực hiện dựa vào các đặc tính hình thái và chỉ thị phân tử. - Kết quả nghiên cứu được sử dụng làm tiền đề cho sự đánh giá về loài cây này ở các địa phương khác, làm cơ sở khoa học cho việc lưu giữ, bảo tồn, lai tạo và chọn lọc các giống lêkima có đặc tính tốt để đưa vào sản xuất và góp phần làm cho nguồn lêkima ở Đồng bằng sông Cửu Long phong phú hơn.. - Hai mươi mẫu lêkima được thu thập ở 3 quận huyện của thành phố Cần Thơ. - 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Đặc tính hình thái. - Các đặc tính hình thái được quan sát và mô tả trên 20 mẫu lêkima bao gồm 50 đặc tính trên thân, lá, hoa và trái được mô tả theo tiêu chuẩn của Viện Tài nguyên Di truyền Thực vật Quốc tế (IPGRI, 1999). - Các mẫu lêkima được đánh giá qua 6 đặc tính trên thân gồm: đường kính thân, chiều cao cây, bề mặt thân, hình dạng đỉnh cây, mật độ nhánh và kiểu nhánh. - Mười lăm đặc tính trên lá gồm gân lá, gân giữa lá nhô lên, hệ gân lá nhô lên, màu lá non, màu lá già, mật độ lá, cách sắp xếp lá, hình dạng phiến lá, đỉnh lá, cuống lá, mép rìa phiến lá, mặt trên lá, mặt dưới lá, độ rộng lá và chiều dài lá. - Hoa gồm 14 đặc tính: chiều cao nụ hoa sắp nở, đường kính nụ hoa, chiều cao hoa, đường kính hoa, số cánh hoa, số nhụy hoa, số nhị hoa, số đài hoa, đường kính cuống hoa, chiều dài cuống hoa, cách ra hoa, màu đài hoa, màu cánh hoa và vị trí ra hoa. - Trái gồm 15 đặc tính:. - Các đặc tính này được mã hóa nhị phân và phân tích bằng phần mềm NTSYSpc version 2.10m.. - Các đoạn DNA khuếch đại được mã hóa nhị phân và phân tích bằng phần mềm NTSYSpc version 2.10m.. - Saha et al Phân tích số liệu. - Trong đó: H: chỉ số đa dạng. - 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Sự đa dạng của đặc tính hình thái Kết quả ghi nhận về 50 đặc tính hình thái được trình bày ở Bảng 2, Bảng 3, Bảng 4, Bảng 5 và Bảng 6. - Các đặc tính này đã được mã hóa nhị phân và phân tích bằng phần mềm NTSYSpc 2.10m để đánh giá sự đa dạng các đặc điểm hình thái của cây lekima.. - Bảng 2: Chín đặc tính hình thái trên trái của 20 mẫu lêkima Mẫu Mật độ. - (3) Hình dạng. - Màu thịt trái (7). - dài Nâu nhạt CT2 Ít Không đồng. - dài Nâu nhạt CT3 Trung. - dài Nâu nhạt CT7 Nhiều Không đồng. - Thon dài Nâu. - Mẫu Mật độ (1). - Hình dạng (4). - dài Nâu nhạt CT11 Trung. - dài Nâu nhạt CT12 Trung. - dài Nâu nhạt CT13Ít Không đồng. - dài Nâu nhạt CT14Ít Không đồng. - dài Nâu nhạt CT15 Trung. - dài Nâu nhạt CT16 Trung. - dài Nâu nhạt CT17 Trung. - dài Nâu nhạt CT20 Trung. - dài Nâu nhạt Bảng 3: Mười ba đặc tính hình thái lá của 20 mẫu lêkima. - Mật độ lá. - B B Trung bình. - A B Trung bình. - Bảng 4: Bốn đặc tính hình thái thân và 4 đặc tính định tính hình thái hoa của 20 mẫu lêkima. - Mật độ nhánh. - Trung bình. - Bảng 5: Mười đặc tính định lượng về hình thái hoa của 20 mẫu lêkima. - Đường kính nụ hoa (mm). - Đường kính hoa (mm). - Đường kính cuống hoa (mm). - Bảng 6: Mười đặc tính về kích thước thân, lá và trái của 20 mẫu lêkima. - Đường kính thân (cm). - Đường kính trái chín (cm). - Đường kính hạt (cm). - Kết quả phân tích bằng phần mềm NTSYSpc 2.10m về mối quan hệ di truyền của 20 mẫu lêkima.. - Theo sơ đồ nhánh (Hình 1) có thể chia 20 mẫu lêkima thành 7 nhóm. - Hình 1: Khoảng cách liên kết giữa 20 mẫu lêkima dựa trên 50 đặc điểm hình thái Ghi chú: CT1-CT20 được khảo sát ở 50 đặc tính tính trạng trên thân, lá, hoa và trái. - Các tính trạng về hình thái được nghiên cứu dựa vào chỉ số Shannon dao động từ 0-1,526. - Trong đó, tính trạng về gân lá, trái chín, chiều dài hạt, hình dạng cuống lá và kiểu ra trái có chỉ số Shannon không cao nên các tính trạng này ít đa dạng về kiểu hình. - Tính trạng có chỉ số Shannon gồm cách ra hoa, số nhụy hoa, hệ gân lá, màu thịt trái, chiều cao hoa và chiều dài cuống hoa, những tính trạng này khá đa dạng về kiểu hình.. - Tính trạng có chỉ số Shannon cao nhất là đường kính cuống hoa (1,526) có độ đa dạng cao nhất về mặt kiểu hình (Bảng 7, Hình 2).. - Bảng 7: Chỉ số Shannon trên 50 đặc điểm hình thái của 20 mẫu lêkima. - Hình 2: Sự đa dạng tính trạng cuống trái và dạng trái của 20 mẫu lêkima được phân thành 7 nhóm dựa trên đặc điểm hình thái. - 3.2 Sự đa dạng di truyền qua phân tích bằng chỉ thị phân tử ISSR. - Có 10 đoạn mồi ISSR (Bảng 8) để phân tích đa dạng di truyền của 20 mẫu lêkima được thu thập ở thành phố Cần Thơ.. - Phân tích các đặc điểm di truyền và thiết lập sơ đồ nhánh thể hiện mối quan hệ của 20 mẫu lêkima qua phân tích UPGMA dựa trên 119 dấu phân tử của 8 đoạn mồi ISSR, chia 20 mẫu lêkima thành 4 nhóm và có hệ số tương đồng từ 0,41 đến 1,00.. - Đường kính thân (cm) 0,884. - Đường kính nụ hoa (mm) 1,033. - Đường kính hoa (mm) 0,687. - Đường kính cuống hoa (mm) 1,526. - Đường kính trái chín (cm) 0,325. - Đường kính hạt (cm) 0,731. - Trung bình . - Hình 3: Phổ điện di của 20 mẫu lêkima Ghi chú:. - Hình 4: Khoảng cách liên kết giữa 20 mẫu lêkima dựa trên chỉ thị ISSR Ghi chú: CT1-CT20 được phân tích bằng chỉ thị ISSR. - Tuy nhiên, qua kết quả điện di và được mã hóa nhị phân 8 mồi ISSR thu được 119 dấu phân tử và phân tích bằng phần mềm NTSYSpc version 2.10m (Hình 4), cho thấy có thể phân chia 20 mẫu lêkima được thu thập tại thành phố Cần Thơ phân thành 4 nhóm chính: nhóm I gồm có 16 mẫu có hệ số tương đồng dao động từ 0,91 đến 1,00, cụ thể là CT1, CT2, CT3, CT4, CT8, CT9, CT10,. - 3.3 Các đặc điểm di truyền của 20 mẫu lêkima dựa trên sự kết hợp các đặc tính hình thái và chỉ thị phân tử ISSR. - Dựa trên các số liệu kết hợp từ 208 dấu hình thái và 119 dấu phân tử ISSR, sơ đồ nhánh đã được thiết lập thể hiện mối quan hệ giữa 20 mẫu lêkima (Hình 5).. - Hình 5: Khoảng cách liên kết giữa 20 mẫu lêkima dựa trên 208 dấu hình thái và 119 dấu phân tử ISSR của 20 mẫu lêkima ở thành phố Cần Thơ. - Ghi chú: CT1-CT20 được phân tích kết hợp từ 208 dấu hình thái và 119 dấu phân tử ISSR.. - Kết quả phân tích (Hình 5) cho thấy 20 mẫu lêkima thu được có thể phân thành 4 nhóm chính như sau:. - Nhóm I gồm các mẫu CT1, CT2, CT3, CT4, CT8, CT9, CT10, CT11, CT12, CT14, CT15, CT16, CT17, CT18, CT19 và CT20, có hệ số tương đồng dao động từ 0,71 đến 0,83 và có đặc tính hình thái màu trái trưởng thành màu vàng nhạt, thịt trái màu cam.. - Nhóm II gồm mẫu CT6 và CT13, có hệ số tương đồng là 0,70 và có đặc tính hình thái đặc trưng là trái có dạng hình thon dài, trái chín có màu vàng lục, thịt trái có màu cam đậm, không có gân lá, màu lá già là xanh pha đốm trắng, đỉnh lá có dạng rộng ở đầu lá, cuống lá tròn và mép rìa lá liền thành một đường.. - Nhóm IV chỉ có mẫu CT5 có hình thái đặc trưng là kiểu ra trái là một trái trên cụm, trái có dạng hình tim, cuống trái có màu đỏ nâu, thịt trái có màu vàng đậm, màu vỏ hạt nâu đậm, gân giữa lá không nhô lên, hệ gân lá không nhô lên, mật độ lá thưa và phiến lá hình trứng/xoan tương tự mô tả của Morton (1987) về đặc tính hình thái của lêkima.. - Vì vậy có thể khẳng định rằng 2 phương pháp phân tích bằng hình thái và dấu phân tử ISSR trong phân tích đa dạng di truyền có thể sử dụng rộng rãi. - Đặc biệt các mẫu lêkima có hệ số tương đồng không cao, dao động rất lớn từ khoảng lớn hơn 0,43 đến 0,90, chứng tỏ các mẫu khá đa dạng. - mẫu có hệ số tương đồng lớn mặc dù hình thái có khác biệt, điều này cho thấy rằng đã có những biến dị trong tự nhiên xuất hiện và có thể làm thay đổi đặc tính của đối tượng khảo sát.. - Qua kết quả nghiên cứu đã thiết lập được bộ dữ liệu gồm 50 đặc tính hình thái trên thân, lá, hoa, trái và hạt của 20 mẫu lêkima gồm 4 đặc tính trên thân, 15 đặc tính trên lá, 4 đặc tính trên hoa và 9 đặc tính trên trái, cho thấy tính trạng đường kính cuống hoa có độ đa dạng cao nhất (Shannon là 1,526). - Trong đó mồi ISSR2 cho số băng cao nhất là 22 băng DNA thể hiện rõ sự đa hình của 20 mẫu lêkima.. - Kết quả xếp nhóm dựa trên sự kết hợp hình thái và chỉ thị phân tử cho thấy tất cả 20 mẫu lêkima cơ bản được phân thành 4 nhóm chính: trái dạng tròn ở nhóm I. - Tất cả các mẫu lêkima trong nghiên cứu nhìn chung có độ đa dạng cao với hệ số tương đồng từ 0,41 đến 1,00. - Một số mẫu có đặc tính khá đặc biệt như trái có dạng thon dài, hình tim hoặc thịt trái có màu cam đậm (dạng này ít gặp trong tự nhiên) có thể được sử dụng để làm nguồn nguyên liệu cho các nghiên cứu tiếp theo.. - Khảo sát sự đa dạng di truyền của một số giống nghệ ở miền Nam dựa trên chỉ thị phân tử RAPD và ISSR. - Sự đa dạng di truyền của quần thể cây nghệ (Curcuma sp.) ở tỉnh Bình Dương