- KHẢO SÁT SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA MỘT SỐ GIỐNG NGHỆ Ở MIỀN NAM VIỆT NAM DỰA TRÊN CHỈ THỊ PHÂN TỬ RAPD VÀ ISSR Bùi Thị Cẩm Hường, Lưu Thái Danh, Lê Vĩnh Thúc, Huỳnh Kỳ và Nguyễn Lộc Hiền Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ. - Giống/loài nghệ, cây nghệ, chỉ thị phân tử RAPD, chỉ thị phân tử ISSR, đa dạng di truyền. - Sự đa dạng di truyền trên nghệ đã được nghiên cứu trên nhiều quốc gia, tuy nhiên ở Việt Nam vẫn còn rất ít thông tin. - Nghiên cứu này nhằm đánh giá sự đa dạng di truyền của 20 giống nghệ ở miền Nam Việt Nam dựa trên chỉ thị phân tử RAPD và ISSR. - Kết quả phân tích trên 10 đoạn mồi RAPD (OPA02, OPA03, OPA04, OPA10, OPA13, OPB07, OPB10, OPD02, OPD03 and OPD07) cho tỉ lệ đa hình cao, trong tổng 156 băng khuếch đại có 140 băng đa hình (chiếm 89,7. - Khoảng cách liên kết từ 0 - 8,94 (trung bình 6,87) và chia 20 giống nghệ khảo sát thành 5 nhóm. - Kết quả phân tích trên 10 đoạn mồi ISSR (ISSR1, ISSR2, ISSR5, ISSR6, ISSR7, ISSR10, ISSR12, ISSR14, ISSR17 và ISSR18) cũng cho tỉ lệ đa hình cao trong tổng 136 băng khuếch đại có 132 băng đa hình (chiếm 97,1. - Khoảng cách liên kết từ trung bình 6,75) và chia 20 giống nghệ được chia thành 5 nhóm. - Phân tích kết hợp hai chỉ thị phân tử RAPD và ISSR, trong tổng 291 băng khuếch đại có 272 băng đa hình (chiếm 93,2. - Khoảng cách liên kết từ trung bình 9,65) và chia 20 giống nghệ thành 4 nhóm. - Kết quả nghiên cứu cho thấy, 20 giống nghệ thu thập tại các tỉnh miền Nam Việt Nam có sự đa dạng di truyền cao.. - Khảo sát sự đa dạng di truyền của một số giống nghệ ở miền Nam Việt Nam dựa trên chỉ thị phân. - Vì vậy, tiềm năng ứng dụng curcumin trong điều trị bệnh ở người là rất lớn, và nghệ là một trong những loại cây trồng đang được các nhà nghiên cứu quan tâm không chỉ về giá trị sử dụng mà còn về đa dạng di truyền. - Trong số các nghiên cứu gần đây, có thể kể đến nghiên cứu về sự biến đổi hàm lượng curcumin tổng số, hoạt chất chống oxy hóa và đa dạng di truyền trong bộ sưu tập nghệ của Thaikert &. - đánh giá đa dạng di truyền trên nghệ bằng chỉ thị hình thái (Sigrist et al., 2011), chỉ thị phân tử RAPD (Jan et al., 2011;. - Khan et al., 2013 và Donipati &. - Sreeramulu, 2015), chỉ thị phân tử ISSR (Taheri et al., 2012;. - nghiên cứu về đa dạng di truyền trên nghệ còn ít thông tin. - Do đó, đề tài này được thực hiện nhằm đánh giá sự đa dạng di truyền của 20 giống nghệ ở miền Nam Việt Nam bằng 2 chỉ thị phân tử RAPD và ISSR trên cơ sởđó sẽ cung cấp một dữ liệu cơ bản trong công tác quản lý, bảo tồn và nhân giống nghệ.. - Mẫu củ của 20 giống nghệ được thu từ các tỉnh khác nhau ở miền Nam Việt Nam và được đánh dấu tương ứng lần lượt: Cần Thơ (CT01-12), An Giang (AG01-04), Bình Dương (BD01-02), Tiền Giang (TG01) và Đồng Tháp (ĐT01). - Bộ gen của nghệ rất đa dạng 2n=32 (Sato, 1948), 2n=48 (Das et al., 1999), 2n=62 (Raghavan. - Các mẫu giống nghệ thu về được trồng ngẫu nhiên trên từng liếp với kích thước 2 m x 1,3 m, khoảng cách giữa 2 liếp 0,5 m. - 2.4 Trích DNA, phân tích RAPD-PCR và ISSR-PCR. - Mười chỉ thị phân tử RAPD (Bảng 3) và mười chỉ thị phân tử ISSR (Bảng 4) được sản xuất bởi công ty Sinh hóa Phù Sa (Vĩnh Long, Việt Nam) đã được sử dụng để khuếch đại DNA. - 2.5 Phân tích số liệu. - Phân tích sơ đồ hình nhánh (Cluster) và đánh giá mối quan hệ di truyền giữa các giống dựa trên ma trận khoảng cách liên kết. - 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Chỉ thị phân tử RAPD. - Trong 10 đoạn mồi RAPD đã được sử dụng phân tích trên 20 giống nghệ, kết quả cho thấy tất cả đều cho băng khuếch đại và cho băng đa hình (Hình 1). - Tổng cộng có 156 băng được ghi nhận với trung bình là băng/đoạn mồi, trong đó có 140 băng đa hình (chiếm tỉ lệ 89,7%).. - Số lượng băng đa hình dao động từ 2 băng (đoạn mồi OPA 02) đến 19 băng (đoạn mồi OPB 07) và trung bình là 14,0±4,78 băng đa hình trên mỗi đoạn mồi. - Đa số các đoạn mồi đều cho số lượng băng nhiều và tỉ lệ băng đa hình rất cao trừ đoạn mồi OPA02 (chỉ có 7 băng và tỉ lệ băng đa hình chỉ chiếm 28,8%) (Bảng 3).. - Hình 1: Phổ điện di đoạn mồi OPD02 của 20 giống nghệ miền Nam Việt Nam (M: NEB 2 log ladder). - Bảng 3: Trình tự chuỗi, sự đa hình và tỉ lệ băng đa hình. - trên 10 đoạn mồi RAPD của 20 giống nghệ ở miền Nam Việt Nam. - phân tử Số băng Số băng. - đa hình Tỉ lệ băng đa hình. - Trung bình . - Hình 2: Khoảng cách kiên kết giữa 20 giống nghệ ở miền Nam Việt Nam dựa trên 10 đoạn mồi RAPD Syamkumar (2008) đã sử dụng 48 đoạn mồi. - RAPD trong phân tích đa dạng di truyền trên 15 loài Curcuma, trong 449 băng khuếch đại có 409 băng đa hình (chiếm 91,23%) và đã phân 15 loài Curcuma thành 7 nhóm dựa trên hệ số tương đồng.. - Paisooksantivatana (2009) đã sử dụng 20 đoạn mồi RAPD trong phân tích đa dạng di truyền của 67 giống nghệ C. - longa và 1 mẫu giống nghệ C. - manga thu thập ở các vùng khác nhau, trong số 184 băng được khuyếch đại có 166 băng đa hình (chiếm 89,83%) đã phân 67 giống nghệ C.. - manga thành 4 nhóm dựa trên khoảng cách liên kết. - Như vậy, việc sử dụng 10 đoạn mồi RAPD trong phân tích đa dạng di truyền trên 20 giống nghệ ở miền Nam. - Việt Nam cho kết quả tỉ lệ băng đa hình cao phù hợp với các nghiên cứu trên.. - 3.2 Chỉ thị phân tử ISSR. - Trong 10 đoạn mồi ISSR đã được sử dụng phân tích trên 20 giống nghệ, kết quả cho thấy tất cả đều cho băng khuếch đại và cho băng đa hình (Hình 3).. - Tổng cộng có 136 băng được ghi nhận với trung bình là băng/đoạn mồi, trong đó có 132 băng đa hình (chiếm tỉ lệ 97,1. - Số lượng băng đa hình dao động từ 8 băng (đoạn mồi ISSR1) đến 20 băng (đoạn mồi ISSR10) và trung bình là 13,2±4,21 băng đa hình trên mỗi đoạn mồi. - Đa số các đoạn mồi đều cho số lượng băng nhiều và tỉ lệ băng đa hình rất cao trên 88,9% (Bảng 4).. - Hình 3: Phổ điện di đoạn mồi ISSR10 của 20 giống nghệ miền Nam Việt Nam (M: NEB 2 log ladder). - Bảng 4: Trình tự chuỗi, sự đa hình và tỉ lệ băng đa hình trên 10 đoạn mồi ISSR của 20 giống nghệ ở miền Nam Việt Nam. - Kết quả Hình 4 cho thấy, khoảng cách liên kết của 20 giống nghệ dao động từ trung bình là 6,75 và 20 giống nghệ được chia thành 5 nhóm chính:. - Nhóm II: gồm 2 giống (AG02 và AG03) với khoảng cách liên kết là 4,24.. - Hình 4: Khoảng cách kiên kết giữa 20 giống nghệ ở miền Nam Việt Nam dựa trên 10 đoạn mồi ISSR Singh et al. - (2012) đã sử dụng 6 đoạn mồi ISSR. - để phân tích đa dạng di truyền trên 60 giống nghệ ở 10 vùng khác nhau và tỉ lệ băng đa hình là 52/66 (chiếm 78,79. - Taheri et al. - băng đa hình và đã phân 5 giống/loài nghệ thành 2 nhóm với hệ số tương đồng dao động từ . - Nguyễn Lộc Hiền et al. - Saha et al. - (2016) đã sử dụng 20 mồi ISSR nghiên cứu mối quan hệ di truyền trên 6 giống/loài nghệ được thu thập tại các vùng khác nhau ở Tripura, Ấn Độ. - Kết quả cho. - thấy có tổng cộng 103 băng, trong đó tỉ lệ băng đa hình chiếm 86,29% và đã phân 6 giống/loài nghệ thành 2 nhóm. - Như vậy, việc sử dụng 10 đoạn mồi ISSR trong phân tích đa dạng di truyền trên 20 giống nghệ ở miền Nam Việt Nam cho kết quả tỉ lệ băng đa hình cao hơn các nghiên cứu của Singh et al. - (2012), Taheri et al. - (2012) và Saha et al.. - 3.3 Sự kết hợp 2 chỉ thị phân tử RAPD và ISSR. - Bảng 5 cho thấy, sự kết hợp 10 đoạn mồi RAPD và 10 đoạn mồi ISSR trên 20 giống nghệ ở miền Nam Việt Nam có tổng cộng 292 băng khuếch đại được ghi nhận với 272 băng thể hiện đa hình (chiếm 93,2%).. - Bảng 5: Sự đa hình và tỉ lệ băng đa hình dựa trên sự kết hợp giữa 10 đoạn mồi RAPD với 10 đoạn mồi ISSR của 20 giống nghệ ở miền Nam Việt Nam. - Kết quả Hình 5 cho thấy khoảng cách liên kết của 20 giống nghệ dao động trung bình 9,66 và 20 giống nghệ khảo sát được chia thành 4 nhóm chính như sau:. - Nhóm I: gồm 8 giống (AG01, CT01, CT02, CT03, BD01, CT05, BD02 và CT07) với khoảng cách liên kết thấp nhất là 3,00 (giữa 2 giống CT05. - Số đoạn mồi sử dụng Vùng khuếch đại (bp). - Số băng/đoạn mồi . - Tổng số băng đa hình . - Số băng đa hình/đoạn mồi . - Tỉ lệ băng đa hình. - Syamkumar (2008) đã sử sụng kết hợp 48 đoạn mồi RAPD và 8 đoạn mồi ISSR trong phân tích đa. - dạng di truyền trên 15 loài Curcuma, trong số 540 băng được khuyếch đại có 496 băng đa hình (chiếm 91,85%) và đã phân 15 loài Curcuma thành 7 nhóm trên cả 3 hệ số tương đồng Jaccard’s, Sorensen – Dice và Simple Matching. - Singh et al.. - (2012) đã sử dụng kết hợp 11 đoạn mồi RAPD và 6 đoạn mồi ISSR để phân tích đa dạng di truyền trên 60 giống nghệ ở 10 vùng khác nhau, tỉ lệ đa hình là 127/160 (chiếm 79,38. - Như vậy, trong nghiên cứu này việc sử dụng kết hợp 10 đoạn mồi RAPD với 10 đoạn mồi ISSR để phân tích sự đa dạng của 20 giống nghệ miền Nam Việt Nam cho kết quả tỉ lệ đa hình cao hơn so với nghiên cứu của Syamkumar (2008) và Singh et al. - Hình 5: Khoảng cách kiên kết giữa 20 giống nghệ miền Nam Việt Nam dựa trên sự kết hợp giữa 10 đoạn mồi RAPD với 10 đoạn mồi ISSR. - Sơ đồ nhánh của 2 chỉ thị phân tử RAPD và ISSR đều phân chia thành 5 nhóm (với khoảng cách liên kết lần lượt là 6,87 và 6,75) nhưng sự sắp xếp các giống vào trong mỗi nhóm khác nhau. - Đối với chỉ thị phân tử RAPD, nhóm II gồm 3 giống (AG02, AG03 và CT04) trong khi đó ở chỉ thị phân tử ISSR, 3 giống này lại tách thành nhóm II (gồm 2 giống AG02 và AG03) và nhóm III (chỉ có 1 giống CT04). - Ngược lại, ở chỉ thị phân tử RAPD, nhóm IV gồm 4 giống (CT08, CT09, CT12 và AG04);. - nhóm V gồm 4 giống (ĐT01, CT10, CT11 và TG01) trong khi đó ở chỉ thị phân tử ISSR 8 giống này lại gom lại thành nhóm V. - Sơ đồ nhánh trong sự kết hợp 2 chỉ thị phân tử RAPD và ISSR được. - Theo Zheng et al. - (2015), sự sai khác về khoảng cách di truyền (hệ số Nei’s) của 5 quần thể nghệ dựa trên 2 dấu phân tử RAPD và ISSR có thể được giải thích bởi: (1) dấu phân tử RAPD và ISSR cung cấp thông tin khác nhau, và (2) cỡ mẫu của mỗi quần thể không đủ lớn đảm bảo cung cấp thông tin di truyền của quần thể. - trong phân tích đa dạng di truyền trên 20 giống nghệ ở miền Nam Việt Nam. - Sơ đồ nhánh được phân chia thành 4 nhóm, kết quả này cũng phù hợp với kết quả khảo sát một số đặc điểm hình thái của 20 giống nghệ này. - Sử dụng 10 đoạn mồi RAPD và 10 đoạn mồi ISSR để phân tích đa dạng di truyền trên 20 giống nghệ ở miền Nam Việt Nam cho tỉ lệ đa hình cao.. - Tỉ lệ băng đa hình trên 10 đoạn mồi RAPD là 140/156 (chiếm 89,7%) với khoảng cách liên kết trung bình là 6,87 và được chia thành 5 nhóm. - Tỉ lệ băng đa hình trên 10 đoạn mồi ISSR là 132/136 (chiếm 97,1%) với khoảng cách liên kết trung bình là 6,75 và cũng được chia thành 5 nhóm. - Sự kết hợp hai chỉ thị phân tử RAPD và ISSR có 272/292 băng đa hình (chiếm 93,2%) với khoảng cách liên kết trung bình là 9,65 và được chia thành 4 nhóm.. - Kết quả nghiên cứu góp phần đánh giá sự đa dạng di truyền của 20 giống nghệ dựa trên 2 chỉ thị phân tử RAPD và ISSR.. - Cần kết hợp đánh giá sự đa dạng di truyền dựa trên chỉ thị hình thái - nông học cũng như các đặc điểm sinh hóa của quần thể nghệ ở miền Nam Việt Nam để có hướng khai thác, bảo tồn và nhân giống loại cây trồng này trong tương lai.. - Nei, M., and Li, W.H., 1979. - Sự đa dạng di truyền của quần thể cây nghệ (Curcuma sp.) ở tỉnh Bình Dương