Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu đặc điểm hình thái, mối quan hệ di truyền và hệ thống học các loài lưỡng cư thuộc giống Rhacophorus (Amphibia: Rhacophoridae) ở Việt Nam có mục đích đánh giá được mức độ đa dạng loài và mô tả được đặc điểm hình thái của các loài thuộc giống Rhacophorus ở Việt Nam; Đánh giá được mối quan hệ di truyền và phân loại các loài thuộc giống Rhacophorus ở Việt Nam.
Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờng đại học s- phạm hà nội Ninh thị hòa NGHIÊN CứU ĐặC ĐIểM HìNH THáI, MốI QUAN Hệ DI TRUYềN Và Hệ THốNG HọC CáC LOàI LƯỡng cthuộc giống RHACOPHORUS (AMPHIBIA: RHACOPHORIDAE) việt nam Chuyên ngành: Động vật học Mà số: 9.42.01.03 Tóm tắt luận án tiến sĩ sinh học Hà Nội-2021 Công trình đ-ợc hoàn thành tại: Tr-ờng Đại học S- phạm Hà Nội Ng-ời h-ớng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Xuân Cảnh PGS.TS Nguyễn Thiên Tạo Phản biện 1: PGS.TS Lu Quang Vinh Tr-ờng Đại học Lâm nghiệp Phản biện 2: PGS.TS Phạm Văn Anh Tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên-Đại học Quốc gia Hà Nội Phản biện 3: PGS.TS Hoàng Văn Ngọc Tr-ờng Đại học S- phạm-Đại học Thái Nguyên Luận án đ-ợc bảo vệ tr-ớc Hội đồng chấm Lun án cấp Tr-ờng họp Tr-ờng Đại học S- Phạm Hà Nội vào hồi ngày thángnăm Có thể tìm hiểu Luận án Th- viện Quốc Gia, Hà Nội Th- viện Tr-ờng Đại học S- phạm Hà Nội Mở đầu Tính cấp thiết đề tài Theo IUCN 2016, Việt Nam nằm số 35 điểm nóng đa dạng sinh học giới Đối với lớp L-ỡng c- (LC), số loài ghi nhận cho Việt Nam liên tục tăng: năm 1996 82 loài năm 2009 176 loài (Nguyen et al 2009), đến khoảng 280 loài (Frost, 2021) Họ ếch Rhacophoridae họ đa dạng lớp LC với khoảng 440 loài phân 23 giống Trong Việt Nam có 86 loài thuộc 14 giống đà đ-ợc ghi nhận Đà có số nghiên cứu thành phần loài giống ếch Rhacophorus số loài đ-ợc phát năm gần nh-: Rhacophorus kio, R helena, R larissa, R marmoridosum (Ohler et al 2006, Rowley et al 2012, Orlov et al 2013, Orlov et al 2008) Trong số l-ợng loài ngày tăng lên vấn đề phân loại học chúng trở nên cấp thiết Nhiều loài đ-ợc mô tả dựa phân tích hình thái l-ợng mẫu vật nh- R helenae, R vampyrus, R larissae đồng thời tồn nhiều loài nhóm loài có t-ơng đồng cao hình thái nh- R helenae R kio, R annamensis R exechopygus Các kết nghiên cứu gần cho thấy kết hợp phân tích liệu di truyền phân tử với hình thái học giúp nhà nghiên cứu giải đ-ợc vấn đề phân loại nhóm loài đồng hình nh- hiểu rõ trình phát sinh chủng loại tiến hóa loài LC (Li et al 2008) Kết gần nhà nghiên cứu n-ớc dựa di truyền phân tử đà đề xuất tách giống Rhacophorus sensu lato thành bn giống Rhacophorus sensu stricto, Zhangixalus, Leptomantis Vampyrius Tuy nhiªn, mÉu vËt phân tích sử dụng cho nghiên cứu chủ yếu thu từ Trung Quốc, có mẫu đại diện cho loài Việt Nam (Jiang et al 2019, Duboi et al 2021) Bên cạnh đó, Rhacophorus giống LC bị đe dọa tuyệt chủng cao Theo đánh giá IUCN (2021) tổng số 26 loài ếch ghi nhận Việt Nam có loài đ-ợc xếp bậc nguy cấp (EN) Rhacophorus calcaneus, R helenae, R vampyrus, loµi xÕp ë bËc sÏ nguy cÊp (VU) lµ R marmoridosum, R nigropunctatus ë cấp quốc gia, có loài ếch có tên Sách Đỏ Việt Nam (2007) có loµi thuéc gièng Rhacophorus lµ R feae vµ R kio Đồng thời nhiều loài ghi nhận n-íc ta nh-: R calcaneus, R hoanglienensis, R larissae, R marmoridosum, R viridimaculatus Sự kết hợp ph-ơng pháp phân tích hình thái truyền thống sinh học phân tử đại công cụ hữu hiệu giúp nhà nghiên cứu phân loại học hiểu biết tiến hóa nh- xếp lại vị trí phân loại loài l-ỡng c- Chính lí trên, đà tiến hành nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu đặc điểm hình thái, mối quan hệ di truyền hệ thống học loài L-ỡng c- thuộc giống Rhacophorus (Amphibia: Rhacophoridae) ë ViƯt Nam Mơc tiªu nghiªn cøu - Đánh giá đ-ợc mức độ đa dạng loài mô tả đặc điểm hình thái loài thuộc giống Rhacophorus Việt Nam - Đánh giá đ-ợc mối quan hệ di truyền phân loại loài thuộc gièng Rhacophorus ë ViƯt Nam Néi dung nghiªn cøu Nội dung 1: Nghiên cứu mức độ đa dạng thành phần loài, mô tả đặc điểm hình thái sè loµi thc gièng Rhacophorus ë ViƯt Nam Néi dung 2: Nghiên cứu mối quan hệ di truyền quần thể loài thuộc giống Rhacophorus Việt Nam Nội dung 3: Tu chỉnh vị trí phân loại loài thuộc giống Rhacophorus Việt Nam ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiƠn cđa đề tài ý nghĩa khoa học: - Khẳng định lại việc phân tách loài thuộc giống Rhacophorus sensu lato ë ViƯt Nam thµnh hai gièng Rhacophorus sensu stricto vµ Zhangixalus - Bỉ sung, cËp nhËt míi d÷ liƯu vỊ thành phần loài phân bố giống Rhacophorus Việt Nam Đáng ý, nghiên cứu đà góp phần mô tả loài cho khoa học (Rhacophorus hoabinhensis, R vanbanicus, Zhangixalus franki, Z jodiae) vµ ghi nhËn bổ sung phân bố loài - Cập nhật thông tin đặc điểm hình thái, phân bố 25 loµi thuéc gièng Rhacophorus sensu stricto vµ Zhangixalus ë Việt Nam - Đánh giá đ-ợc mối quan hệ di truyền loài thuộc giống Rhacophorus sensu stricto Zhangixalus ë ViƯt Nam, tËp trung ph©n tÝch mèi quan hệ di truyền phân tử loài nhóm hoanglienensisorlovi quần thể loài R orlovi, Z feae, Z pachyproctus ý nghÜa thùc tiÔn: KÕt đề tài sở khoa học quan trọng cho việc quy hoạch quản lý bảo tồn đa dạng sinh học Việt Nam, đặc biệt công tác bảo tồn loài sử dụng bền vững loài ếch phát triển kinh tế Luận án tài liệu tham khảo đáng tin cậy phục vụ cho công tác nghiên cứu đào tạo sinh viên ngành Sinh học Những đóng góp đề tài Xây dựng danh sách gồm 16 loài thuéc gièng Rhacophorus sensu strico vµ loµi thuéc Zhangixalus phân bố Việt Nam Đáng ý, đà mô tả loài cho khoa học, ghi nhận bổ sung phân bố loài tỉnh Cung cấp dẫn liệu đặc điểm hình thái 25 loµi LC thuéc gièng Rhacophorus sensu strico vµ Zhangixalus ë Việt Nam dựa phân tích mẫu vật Đánh giá mối quan hệ di truyền 24 loài giống Rhacophorus sensu lato Việt Nam, loài nhóm hoanglienensis-orlovi quần thể loài R orlovi, Zhangixalus feae Z pachyproctus Lần cung cấp dẫn liệu sinh học phân tử loµi R hoabinhensis, R hoanglienensis, R larisae, R viridimaculatus, R vanbanicus, Z jodiae, Z franki CHƯƠNG I TổNG QUAN TàI LIệU 1.1 L-ợc sử nghiên cứu phân loại loài LC thuộc giống Rhacophorus Việt Nam dựa ph-ơng pháp phân tích hình thái n-ớc lân cận: Trên giới ghi nhận khoảng 100 loài, phân bố Trung Quốc, Nhật Bản n-ớc Đông Nam Trung Quốc ghi nhận 39 loài; Cam-Pu-Chia ghi nhËn loµi vµ ë Lµo ghi nhËn 10 loài (Frost 2021) Việt Nam: Một số công trình đ-ợc tiến hành từ năm đầu kỉ XX nh-: New tree-frogs from Indo-China and the Malay Peninsula” Smith 1924, “Notes herpÐtologiques sur l'Indochine fran†aise” Bourret 1937 vµ “Les batraciens de l'Indochine” §Õn ci thÕ kØ XX, nhiỊu công trình thành phần loài khu hệ LCBS Việt Nam đ-ợc đ-ợc công bố tạp chí n-ớc Trong tiêu biểu Danh lục ếch nhái Bò sát Việt Nam Nguyễn Văn Sáng Hồ Thu Cúc 1996, danh lục thống kê 340 loài LCBS có 82 loài LC, 19 loài thuộc họ ếch loài sè ®ã thuéc gièng Rhacophorus (Nguyen et al 1996) Pham et al (2014) ghi nhận số loài tăng lên lµ 222 loµi vµ hiƯn lµ 296 loµi (Pham et al 2014, Frost 2021) Các nghiên cứu tập trung đối t-ợng Rhacophorus: Năm 2000, Ohler et al đà ghi nhận loài ếch thuộc giống Rhacophorus gồm R dorsoviridis, R dugritei, R feae vµ mét loµi míi Rhacophorus duboisi Khu Bảo Tồn Thiên Nhiên (KBTTN) Hoàng Liên (Ohler et al 2000) Ziegler et al mô tả loài R orlovi từ KBTTN Kẻ Gỗ (Zeigler et al 2000) Năm 2001, Orlov et al đ-a danh sách 20 loài ếch dÃy Hoàng Liên Sơn, loài lần ghi nhận cho Việt Nam mô tả thêm loài cho khoa học R hoanglienensis Năm 2006, Ohler mô tả loài R kio cho khu hƯ LC ViƯt Nam dùa trªn phân tích nhóm loài đồng hình R reinwardtii Năm 2008, Orlov mô tả loài R chuyangsinensis, nhiên đến năm 2012, loài đ-ợc xác định tên đồng danh R calcaneus mẫu vật tr-ớc định danh R calcaneus đ-ợc mô tả loài míi R robertingeri (Orlov et al 2008, Orlov et al 2012) Ostroshabov et al (2013) mô tả hai loài ếch dựa phân tích nhóm loài đồng hình hoanglienensis-orlovi R viridimaculatus R larisae 1.2 L-ợc sử nghiên cøu vỊ quan hƯ di trun cđa gièng Rhacophorus Mét số nghiên cứu kể đến nh- nghiên cứu cña Frost (2006), Derlome et al (2005), Pyron et al (2011) tác giả đà đánh giá mối quan hệ di truyền loài LC có họ ếch Rhacophoridae, điều làm thay đổi số l-ợng loài nhiều giống, bao gồm giống Rhacophorus Kết có giống đ-ợc công nhận nh- Feihyla, Gracixalus, Raorchestes ë Trung Quèc Yu et al (2008, 2009) đánh giá QHDT số loài thuộc họ ếch dựa đoạn gen 12S và16S rARN cho thấy hai cặp loài R rhodopus với R reinwardtii R feae R dennysi có nhánh tiến hóa Đồng thời khẳng định loài R feae, R maximus (nay lµ Z pachyproctus), R chenfui vµ R nigropunctatus cã QHDT gần gũi Li et al (2008, 2009) đánh giá QHDT họ ếch dựa gen nhân gen ti thể đà đ-a kết luận ba loài R feae, R dennysi vµ R nigropunctatus cã quan hƯ gần gũi Li et al (2013) Pan et al (2017) đánh giá mối QHDT gần 300 loài thuộc họ ếch dẫn chứng địa chất để -ớc tính thời gian hình thành phân tán loài Chan et al (2018) đánh giá mối QHDT gần 250 loài ếch thuộc 18 giống đ-a bình luận phân bố nhóm mÉu vËt thuéc loµi R rhodopus Li et al (2019) đ-a quan điểm loài ging Rhacophorus sensu lato đ-ợc tách thành giống gồm: (1) Rhacophorus sensu stricto Kuhl & Van Hasselt, 1822, (2) Leptomantis Peters, 1867 vµ (3) Zhangixalus Li, Jiang, Ren, Jiang, 2019 Tuy nhiên kết hoàn toàn dựa phân tích sinh học phân tử mà ch-a có kiểm chứng rõ ràng hình thái, đồng thời nghiên cứu thiếu liệu loài phân bố Việt Nam giới hạn phân bố loài Yu et al (2019) mô tả loài thuộc giống Rhacophorus dựa nhóm loài đồng hình R smaragdinus Tác giả theo quan điểm phân tách giống Rhacophorus sensu lato Li et al 2019, đặt tên loài Zhangixalus pachyproctus Việt Nam Nghiên cứu ứng dụng sinh học phân tử đối t-ợng LC nói chung giống Rhacophorus nói riêng nhiều hạn chế Một số nghiên cứu đ-ợc biết đến nh-: Rowley et al (2011) mô tả loài R vampyrus dựa so sánh hình thái liệu sinh học phân tử loài ngân hàng gen Rowley et al (2012) mô tả thêm loài R helenae dựa so sánh trình tự gen từ nhóm mẫu vật đồng hình với loài R kio Nguyen et al (2014) đánh giá mối QHDT loài ếch Việt Nam cứu dựa đoạn gen 16S kết cho thấy mẫu vật đ-ợc dịnh loại R bipunctatus thu tõ Malaysia vµ R rhodopus thu tõ Việt Nam Trung Quốc có vị trí xen lẫn QHDT Nh- vậy, nghiên cứu sinh học phân tử nhóm ếch Việt Nam b-ớc đầu đà đ-ợc thực đạt đ-ợc kết đáng ý Do đó, kết hợp hai ph-ơng pháp hình thái di truyền phân tử làm sáng tỏ mối QHDT hệ thống học loài LC thuộc giống Rhacophorus Việt Nam 1.3 Phân vùng địa lý sinh vật khu hƯ L-ìng c- ë ViƯt Nam Vïng ®Êt liỊn ViƯt Nam gåm ph©n vïng gåm NWU: ph©n vïng phía Tây Sông Hồng, NEU: phân vùng phía Đông Sông Hồng, NEL: phân vùng đồng Bắc bộ, NAN: phân vùng Nam Tr-ờng Sơn, CAN: phân vùng Bắc Tr-ờng Sơn, SAN: phân vùng Nam Tr-ờng Sơn, CSL: phân vùng đồng nam Trung bộ, MEK: phân vùng đồng sông Cửu Long (Bain & Hurley 2011) CHƯƠNG II ĐịA ĐIểM, ĐốI t-ợng, thời gian ph-ơng pháp nghiên cứu 2.1 Thời gian, địa điểm nghiên cứu Thời gian nghiên cứu từ năm 2016 đến 2021, NCS tham gia thực địa bổ sung huyện Sìn Hồ Tam Đ-ờng tỉnh Lai Châu, VQG Ph-ớc Bình tỉnh Ninh Thuận, huyện Na Hang tỉnh Tuyên Quang, VQG Vũ Quang tỉnh Hà Tĩnh, huyện Lệ Thủy tỉnh Quảng Bình với 62 ngày Nghiên cứu phân tích mẫu đ-ợc tiến hành bảo tàng phòng nghiên cứu: Bảo tàng Sinh vật Tr-ờng Đại học S- Phạm Hà Nội, Viện Sinh thái Tài nguyên Sinh vật Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam, Viện Động vật Xanh-pê-téc-bua v-ờn thú Cologne Đối t-ợng nghiên cứu: phân tích 1021 mẫu vật (938 mÉu tr-ëng thµnh, 66 mÉu ch-a tr-ëng thµnh vµ 17 mẫu nòng nọc), 173 mẫu sinh học phân tử (170 mẫu thu Việt Nam mẫu thu Lào) thuộc giống Rhacophorus, tham khảo 77 trình tự gen Genbank 2.2 Ph-ơng pháp nghiên cứu 2.2.1 Khảo sát thực địa Nghiên cứu thực địa đ-ợc tiến hành chủ yếu vào ban đêm, tập trung điểm ven suối, vũng n-ớc, ao nhỏ dọc theo đ-ờng mòn rừng, d-ới gốc cây, thảm mục rừng cành 2.3.2 Ph-ơng pháp phân tích đặc điểm hình thái Đo đếm tiêu hình thái mẫu tr-ëng thµnh theo tµi liƯu cđa Orlov et al (2012), Nguyen et al (2016) định danh định loại theo tµi liƯu cđa Nguyen et al (2009), Frost (2021) tài liệu cập nhật khác 2.3.3 Ph-ơng pháp phân tích sinh học phân tử Giải trình tự ba ®o¹n gen thc hƯ gen ti thĨ (12S rARN, tARN tval, 16S rARN Quy trình tách chiết theo tài liệu hÃng tham khảo nghiên cứu Kuraishi et al (2013) vµ Nguyen et al (2015) Måi dïng cho nghiên cứu tham khảo tài liệu Wilkinson et al (2002), Hedges (1994), Matsui et al (2005, 2006); Canatella et al (1998) Sản phầm trình nhân gen đ-ợc gửi đọc trình tự hÃng Macrogen Hai dạng QHDT đ-ợc xây dựng Maximun Likelyhood (ML) Bayesian inference (BI) CHƯƠNG III KếT QUả NGHIÊN CứU Và THảO LUậN 3.1 Về phân loại giống Rhacophorus sensu lato Phân tích hình thái 1021 mẫu vật (23 loài, 01 nhóm mẫu loài R rhodopus nhóm mẫu ch-a đ-ợc định danh) thu Việt Nam Lào; Phân tích di truyền phân tử mẫu vật thuộc giống Rhacophorus sensu lato Việt Nam n-ớc lân cận cho thấy loài LC thuộc giống Rhacophorus sensu lato Việt Nam phân thành hai nhóm (giống Rhacophorus sensu stricto Zhangixalus), t-ơng đồng với quan điểm gần nhà nghiên cứu n-ớc ngoài: Giống Rhacophorus: hình thái có riềm da cánh tay ngón chân V, gót chân có cựa da nhọn nếp da hình chữ nhật Khoảng cách di truyền loài giống từ 1,99%-19,84% Giống Zhangixalus: hình thái riềm da cánh tay, cựa da riềm da gót chân Khoảng cách di truyền loài giống từ 0,27%-17,35% 3.2 Giống Rhacophorus Kuhl & Van Hasselt, 1822 3.2.1 Đa dạng thành phần loài giống Rhacophorus Việt Nam - Thành phần loài: Mẫu phân tích 103 mẫu đực 24 mẫu Đặc điểm nhận dạng Kích th-ớc lớn (SVL 54,1-72,81 (mẫu đực) 75,23-91,27 (mẫu cái)) Đầu dài rộng đực rộng dài cái; mút mõm tù; mũi gần mút mõm so với mắt; đ-ờng kính màng nhĩ khoảng 1/2 đ-ờng kính mắt; nếp da màng nhĩ rõ; mía xếp thành hai hàng xiên; l-ỡi xẻ thùy đôi phía sau; công thức màng bơi chi tr-ớc chi sau hoàn toàn Da: mặt thể, họng ngực nhẵn; hai bên s-ờn, vùng hậu môn, gan bàn chân bàn tay có nốt sần nhỏ; bụng có dạng hạt; rìa ngón tay IV ngón chân V có riềm da rộng Màu sắc mẫu sống Mặt thể màu nâu với đốm màu đỏ nâu màu nâu nhạt; bụng màu vàng nhạt màu cam đậm dần phía hậu môn đốm; màng bơi màu nâu có đốm trắng; ng-ơi ngang, màu đen, mống mắt màu trắng đục, viền màu đen Một số đặc điểm sinh thái Mẫu vật đ-ợc thu vào khoảng tháng 4-9, cành ven suối, cách mặt đất khoảng 1-3 m, độ cao 2001000 m Sinh cảnh xung quanh th-ờng gỗ nhỏ gỗ lớn Nhận xét Kích th-ớc mẫu vật mô tả phù hợp với mô tả Smith (1924) (SVL 61 (mẫu đực)) có dao động lớn so với mô tả Hendrix et al (2007) (SVL 54,1-62,2 (mÉu ®ùc)), Neang et al (2008) (SVL 55-64 (mÉu ®ùc) 71-79 (mẫu cái)) Tran et al (2010) (SVL 62,2-72,9 (mẫu cái)) Phân bố Việt Nam: Nghệ An (KDTSQ Tây Nghệ An), Quảng Bình (Minh Hóa, VQG Phong Nha-Kẻ Bàng, Rừng phòng hộ (RPH) Động Châu), Quảng Trị (KBTTN Bắc H-ớng Hóa), Thừa Thiên Huế (A L-ới, H-ơng Thủy, VQG Bạch MÃ, Phú Lộc), Đà Nẵng (KBTTN Núi Chúa), Quảng Nam (Bắc Trà My), Quảng NgÃi (Ba Tơ, Sơn Tây, Trà Bồng), Bình Định (Vân Canh), Kon Tum (KBTTN Ngäc Linh, Kon Plong, VQG Ch- Mom R©y), Gia Lai (KBang, Kon Chư Răng, VQG Kon Ka Kinh), Đắk Lắk (Chư Yang Sin), 12 Lâm Đồng (Lạc D-ơng, La Bàn), Bình Ph-ớc (Bù Gia Mập), Ninh Thuận (Ninh Hải, VQG Ph-ớc Bình), Phú Yên Trên giới: Cam-pu-chia (Modolkiri) (Stuart et al 2006) Khoá định loại loài thuộc gièng Rhacophorus Kuhl & Van Hasselt, 1822 ë ViÖt Nam Da nhẵn, chi tr-ớc chi sau có màng bơi, đầu ngón chân, ngón tay nở rộng thành đĩa bám, rìa ngón tay IV ngón chân V cã riỊm da, cã cùa da nhän hc mÊu da nhỏ gót chân, vùng lỗ huyệt không nhẵn (có nốt sần gai thịt) Rhacophorus 1a Vùng lỗ huyệt có riềm da 1b Vùng lỗ huyệt riềm da 2a Riềm da d-ới lỗ huyệt .R exechopygus 2b RiỊm da bªn lỗ huyệt 3a RiỊm da cong h×nh b¸n ngut R helenae 3b Riềm da xẻ thùy .4 4a SVL>60 mm, gốc màng bơi màu đen, rìa ngoµi mµu vµng… … R kio 4b SVL