Nghiên cứu chỉ thị phân tử SSR ở một số giống /dòng chè trồng tại Thái Nguyên

Hồng Thị Thu Yến Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 120(06): 93 – 99 NGHIÊN CỨU CHỈ THỊ PHÂN TỬ SSR Ở MỘT SỐ GIỐNG/DÒNG CHÈ TRỒNG TẠI THÁI NGUYÊN Hoàng Thị Thu Yến1*, Lê Quang Thƣơng2, Dƣơng Thị Nhung2, Hà Thị Loan2 Trường Đại học Khoa học – ĐH Thái Nguyên Trường Trung học Phổ thơng chun Tun Quang TĨM TẮT PCR-SSR kỹ thuật sinh học phân tử quan trọng, đƣợc sử dụng phổ biến hiệu để nghiên cứu thị phân tử c đánh giá đa dạng genome giống/dòng chè thu thập xã Tân Cƣơng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thải Nguyên; Công ty chè Sông Cầu xã Trại Cài – huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên DNA tổng số từ mẫu nghiên cứu đƣợc sử dụng làm khuôn để thực kỹ thuật PCRSSR với cặp mồi đặc hiệu Kết khuếch đại mồi đa dạng trình tự lặp lại đoạn SSR đa dạng phân đoạn DNA đƣợc khuếch đại Sử dụng phần mền NTSYS version 2.1 phân tích đa dạng phân đoạn DNA đƣợc khuếch đại kỹ thuật PCR-SSR, giống/dịng chè nghiên cứu đƣợc chia thành nhóm chính: Nhóm I gồm 22 mẫu chè, chia thành nhóm phụ Nhóm phụ gồm 19 mẫu (M1, M2, M17, M7, M10, M20, M22, M23, M11, M21, M4, M8, M16, M15, M3, M14, M5, M6, M13), hệ số sai khác chúng với nhóm phụ cịn lại 0,412 Nhóm phụ gồm mẫu M12, M24 M25 có hệ số sai khác 0,252 Nhóm II gồm mẫu M9, M18, M19, ba mẫu có hệ số di truyền sai khác lớn so với nhóm khác 0,46 Từ khóa: Cây chè, Camellia sinensis, đa dạng di truyền, quan hệ di truyền, SSR, microsatellite, PCR-SSR MỞ ĐẦU* Chè thứ nƣớc uống tự nhiên lâu đời nhất, đƣợc tiêu thụ rộng rãi với chi phí thấp, đƣợc trồng chủ yếu nƣớc nhiệt đới Châu Á (Ấn Độ, SriLanka, Trung Quốc, Indonesia, Việt Nam ), Châu Phi (Kenya, Uganda, Malawi ) Châu Mĩ la tinh (Argentina) Camellia sinensis (Camellia ( (Angiospermae) [11] (Camellia sinensis (Camellia assamica (Camellia assamica lasiocalyx -Campod) Ba loài chè nguồn gốc cho hầu hết loài chè trồng nƣớc giới [19] * Tel: 0982 752153, Email: yenhtt@tnus.edu.vn Camellia sinensis (L) O Kuntze đƣợc phân chè Camellia sinensis var sinensis, Camellia sinensis var pubilimba, Camellia sinensis var Assamica Camellia sinensis var dehungensis [11] Đặc điểm giống chu kỳ sống chè phức tạp tạo nên số hạn chế cho chọn tạo cải tiến giống theo phƣơng pháp truyền thống Việc phân biệt thứ chè thuộc chè China, Assmam Compod gặp khó khăn tính chất khơng đồng chè [15] Hơn nữa, mơ tả hình thái khơng phản ánh biến đổi mặt di truyền trồng mà cho thấy mô tả sinh hóa sinh lý [17], [18] Do đó, việc sử dụng thị phân tử mức độ DNA đƣợc nhà khoa học quan tâm sử dụng để phát biến đổi mặt di truyền Trên giới có nhiều nghiên cứu đa dạng chè mức độ phân tử [7], [8], [16] 93 Hồng Thị Thu Yến Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ [6], [12], [16] [10] [9], [13], [14] Trong SSR (simgle sequence repeats – SSR) cịn đƣợc gọi DNA vệ tinh (microsatellite) đoạn DNA có lặp lại trình tự nulceotide Hiện tƣợng tồn SSR thể sinh vật nhân chuẩn phổ biến Tuy nhiên, tùy loài mà số lƣợng nucleotide đơn vị lại thay đổi từ đến hàng trục số lƣợng đơn vị lặp lại biến động từ đến hàng ngàn lần Các đoạn lặp lại hai, ba, bốn nucletotide phân bố phổ biến trọng genome loài động thực vật Kỹ thuật PCR khuếch đại đoạn SSR (PCR-SSR) với mồi thiết kế dựa trình tự genome lồi nên thị SSR cho kết nhanh cao Chỉ thị phân tử SSR với nhiều đặc tính nhƣ độ đa dạng cao, phân bố rộng rãi genome, di truyền theo quy luật Mendel, biểu đồng hợp trội Trình tự SSR đƣợc xác định từ trình tự DNA genome cDNA (EST – Expression Sequence Tag) Chỉ thị SSR có nguồn gốc từ cDNA/EST (EST-SSR) giúp giảm chi phí thời gian xây dựng thị đoạn cDNA/EST liên quan trực tiếp đến gen chức năng, nên SSR phát triển từ nguồn liệu hữu ích [14] Năm 2009, nhóm nghiên cứu Sharma thống kế có 2181 đoạn EST từ sở liệu NCBI, có 1223 gen có trình tự SSR từ 2-34 nucleotide Trong 109 gen phân tích nghiên cứu có chứa 120 SSR đƣợc xác định [14] Theo thống kê Ma cộng (2010), chè có 6899 đoạn EST đƣợc cơng bố ngân hàng gen có thêm 74 thị SSR-EST đƣợc nghiên cứu thực nghiệm [9] Năm 2012, nhóm tác giả Sahu thống kê đƣợc 12852 đoạn EST chè, theo tính tốn lý thuyết có 1636 đoạn EST chứa 2371 SSR Khi so sánh đoạn EST chè với gen biết chức từ loài khác cho thấy hầu hết thị SSR-EST đƣợc nghiên cứu liên quan đến trình sinh học, thành phần tế bào chức phân tử chè [13] 94 120(06): 93 – 99 Ở Việt Nam, việc ứng dụng kĩ thuật sinh học phân tử vào việc đánh giá hệ gen chè chọn tạo giống trồng vấn đề mẻ Năm 2004, nhóm tác giả Nguyễn Minh Hùng, Đinh Thị Phịng sử dụng kỹ thuật RAPD để nghiên cứu tính đa hình số dịng chè đột biến [2] thuật để phân tích đa dạng trình tự genome dòng chè Shan [3] t [1], [5] Năm 2009, Trần Đức Trung đtg nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền 96 giống/dòng chè trồng Việt Nam kỹ thuật PCRSSR [4] Với mục đích nhằm tìm kiếm thị phân tử có tiềm ứng dụng chọn giống chè, tiến hành phân tích thị SSR số giống/dịng chè trồng địa phƣơng tỉnh Thái Nguyên NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP Nguyên liệu Sử dụng số giống/dòng chè đƣợc thu thập xã Tân Cƣơng – thành phố Thái Nguyên, xã Minh Lập công ty chè Sông Cầu thuộc huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên (Bảng 1) Phƣơng pháp Tách chiết DNA tổng số Phƣơng pháp tách chiết DNA tổng số đƣợc thực theo mơ tả Hồng Thị Thu Yến đtg [5] PCR-SSR Dựa sở liệu mồi SSR công bố [9], [14] 2) Phản ứng đƣợc thực 12,5 l thể tích với thành phần: 6,25 l master mix (Qiagen), 0,5 l mồi F (10mM), 0,5 l mồi F (10mM), l DNA (40 ng/ l); 4,25 l H2O Chu trình nhiệt phản ứng là: 940C phút, (940C phút, Hồng Thị Thu Yến Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 120(06): 93 – 99 480C 45 giây, 720C 45 giây) lặp lại 32 chu kỳ, 720C 10 phút lƣu giữ 40C Sản phẩm PCR-SSR đƣợc điện di gel agarose 3% chụp ảnh Gel Doc (Pharmacia Amersham Biotech) phân đoạn DNA Các số liệu đƣợc xử lý máy tính theo chƣơng trình NTSYSpc version pc 2.0 (Applied Biostatistics Inc., USA., 1998) để xác định quan hệ di truyền dịng chè Phân tích số liệu KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Dựa vào hình ảnh điện di sản phẩm PCRSSR, xuất băng điện di đƣợc ƣớc lƣợng kích thƣớc dựa vào marker chuẩn thống kê băng điện di với mồi mẫu nghiên cứu Sự xuất hay không xuất băng điện di đƣợc tập hợp để phân tích số liệu theo nguyên tắc: số 1- xuất phân đoạn DNA số - không xuất Phân tích thị SSR mẫu chè nghiên cứu kỹ thuật PCR-SSR Kết điện di sản phẩm PCR-SSR cặp mồi với 25 giống/dòng chè nghiên cứu đa dạng trình tự SSR Kết điện di sản phẩm PCR-SSR mồi đặc trƣng đƣợc thể hình 1, hình hình Bảng 1: Các mẫu chè nghiên cứu STT Ký hiệu Tên giống STT Ký hiệu Tên giống Nguồn gốc M1 Keo Am Tích 14 M14 LDP2 Công ty chè Sông Cầu 10 11 12 13 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 Hùng Đỉnh Bạch Tri 777 Shan Phúc Vân Tiên LDP1 Trung Du Yabukita Long Vân Bát Tiên Yakatamidozi Kim Tuyên Phú Thọ 10 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 M15 M16 M17 M18 M19 M20 M21 M22 M23 M24 M25 Keo Am Tích Hùng Đỉnh Bạch Kim Tuyên LDP2 Tri 777 Trung Du Trung Du Kim Tuyên Bát Tiên LDP1 Tri 777 Nguồn gốc Công ty chè Sông Cầu Xã Tân Cƣơng Xã Minh Lập Bảng 2: Thông tin vể cặp mồi sử dụng nghiên cứu TT Tên mồi YS27 YS28 11 YTS64 YS83 YTS98 Trình tự mồi F: 5'- GGGGATAGTACAAACACACAAC -3' R: 5'- GCTCCTCTTTCTTCACCACTT - 3' F: 5' - GTCCCCATTGCTCTTAGTTT - 3' R: 5' - GACAATCATTGCCACCACAT- 3' F: 5’ – AGTTGGCTGAATCAGTCCCTT -3’ R: 5’ - GCTTAAATCACAATTCAAAGC -3’ F: 5'- GAGGATTTGGGTTTGTGAAC -3' R: 5' - TCATTCTCTCTGGCATCACC -3’ F: 5’ – TCACCACCTTCCCTTGATAG - 3’ R: 5’ - GCATTGGCAATATGAACATG - 3’ Kích thƣớc dự kiến 80 - 110 bp Motif lặp 170-200 bp 260 -275 bp (TG)(GA ) TTGTT 250 – 600 bp TGG 230 – 245 bp AAAT GA 95 Hồng Thị Thu Yến Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ 120(06): 93 – 99 Hình Hình ảnh điện di sản phẩm PCR-SSR 25 mẫu chè với mồi YS27 (M: Marker 100bp, - 25: mẫu nghiên cứu theo thứ tự bảng 1) Hình Hình ảnh điện di sản phẩm PCR-SSR 25 mẫu chè với mồi YS28 (M: Marker 100bp, - 25: mẫu nghiên cứu theo thứ tự bảng 1) Với mồi YS27, sản phẩm PCR-SSR dự kiến có kích thƣớc khoảng 80-110bp Kết hình cho thấy sản phẩm PCR-SSR 25 giống/dịng chè nghiên cứu có kích thƣớc giống nhƣ tính tốn lý thuyết Tuy nhiên, số mẫu có băng (6, 7, 8, 10, 11 12) Nhƣ vậy, giống/dòng chè nghiên cứu có đa dạng alen kết phù hợp với cơng trình nghiên cứu cơng bố [14] Với mồi YS28, sản phẩm PCR-SSR dự kiến có kích thƣớc khoảng 170-200bp Kết hình cho thấy sản phẩm PCR-SSR 25 giống/dòng chè nghiên cứu có kích thƣớc ƣớc tính khoảng 290 - 320 bp Kết thu đƣợc cho thấy sai khác kích thƣớc đoạn DNA so với kết đƣợc công bố Sharma đtg [14] Nhƣ vậy, giống/dịng chè nghiên cứu có đa dạng trình tự (TG)(GA) lặp lại Với mồi YS83, sản phẩm dự kiến có kích thƣớc 250-600bp Sản phẩm PCR-SSR 25 mẫu chè nghiên cứu có kích thƣớc dao động từ 290-320bp Trong đó, 96 kích thƣớc 290 bp xuất mẫu số 9, 18 19 Nhƣ mồi YS83 thể tính đa dạng alen không cao so sánh với kết Sharma đtg [14] Với mồi YTS64, sản phẩm PCR-SSR dự kiến có kích thƣớc khoảng 260-275bp Kết hình cho thấy tất mẫu có băng khoảng 260-275bp, số mẫu có thêm băng phụ khoảng 300bp (mẫu 11, 12 13) Nhƣ vậy, kết với cặp mồi YTS64 cho thấy đa dạng alen mẫu chè khảo sát Với mồi YTS98, kích thƣớc sản phẩm PCR-SSR dự kiến khoảng 230-245bp Tại vị trí khoảng 240bp tất giống/dịng xuất băng DNA, hầu hết mẫu có thêm băng phụ khoảng 600bp Nhƣ vậy, kết với cặp mồi YTS98 cho thấy hầu nhƣ khơng có đa dạng alen mẫu chè khảo sát Kết PCR-SSR mồi YTS64 YTS98 giống với kết đƣợc công bố năm 2010 Ma đtg [9] Hoàng Thị Thu Yến Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ 120(06): 93 – 99 Hình Hình ảnh điện di sản phẩm PCR-SSR 25 mẫu chè với mồi YS64 (M: Marker 100bp, - 25: Ccác mẫu nghiên cứu theo thứ tự bảng 1) Bảng Số phân đoạn DNA xuất số phân đoạn DNA đa hình mồi Mồi YS98 YS28 YS27 YS64 YS83 Tổng Phân đoạn DNA khuếch đại 4 18 Phân đoạn DNA đa hình 4 17 Mối quan hệ di truyền dòng chè dựa phân tích SSR Kết điện di sản phẩm PCR-SSR 25 mẫu chè với cặp mồi thu đƣợc 18 phân đoạn DNA, Mồi YS27, YS28 YTS64 có phân đoạn DNA đƣợc khuếch đại, mồi YS83 YTS98 có phân đoạn DNA đƣợc khuếch đại Nhƣ vậy, sử dụng kỹ thuật PCR-SSR với cặp mồi SSR cho thấy khác cấu trúc genome 25 mẫu chè Tính đa hình đƣợc thể xuất hay không xuất phân đoạn DNA so sánh mẫu với Thơng qua kết phân tích đa dạng sử dụng cặp mồi SSR cho thấy số phân đoạn DNA xuất khác thể tính đa hình khác nhau, số phân đoạn DNA xuất số phân đoạn DNA đa hình mồi đƣợc thể bảng Kết bảng cho thấy phân đoạn đƣợc khuếch đại có kích thƣớc khoảng 80600bp Trong mồi YS28, YS27, YS64, YS83 cho kết đa hình cao (100%) Cịn mồi YS98 cho kết đa hình thấp (66,67%) Dựa xuất hay không xuất phân đoạn DNA mẫu phân Tỷ lệ phần trăm phân đoạn đa hình 66.67 100 100 100 100 93.3 tích điện di sản phẩm PCR-SSR, xác định đƣợc hệ số đồng dạng di truyền mẫu chè cấp độ phân tử Số liệu đƣợc phân tích theo chƣơng trình NTSYSversion 2.0 (theo quy ƣớc 1= xuất băng, = không xuất băng) Kết cho thấy hệ số di truyền dao động từ 0,33 – Trong mẫu M1 M2; mẫu M1 M17; mẫu M2 M17; mẫu M20 M22 có hệ số tƣơng đồng lớn 1, cịn mẫu M4 có hệ số tƣơng đồng nhỏ với mẫu M12 0,33 Kết phân tích hệ số di truyền mẫu nghiên cứu đƣợc thể sơ đồ hình 25 mẫu chè hình Cụ thể, phân loại đƣợc chia thành hai nhóm rõ ràng, hệ số tƣơng đồng hai nhóm 0,54 (tức 54%) Nhóm I gồm 22 mẫu chè, chia thành nhóm phụ Nhóm phụ gồm 19 mẫu (M1, M2, M17, M7, M10, M20, M22, M23, M11, M21, M4, M8, M16, M15, M3, M14, M5, M6, M13), hệ số sai khác chúng với nhóm phụ cịn lại 0,412 Nhóm phụ gồm mẫu M12, M24 M25 có hệ số sai khác 0,252 Nhóm II gồm mẫu M9, M18, M19, ba mẫu có hệ số di truyền sai khác lớn so với nhóm khác 0,46 97 Hoàng Thị Thu Yến Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ 120(06): 93 – 99 Hình Biểu đồ quan hệ di truyền dòng chè nghiên cứu (M1 – M25: mẫu nghiên cứu theo thứ tự bảng 1) truyền genome số dòng chè (Camellia KẾT LUẬN sinensis) trồng xã Tân Cƣơng – Thành phố Chúng sử dụng kỹ thuật PCR-SSR với Thái Nguyên kỹ thuật RAPD" Tạp chí Khoa cặp mồi đặc hiệu đa alen học Công nghệ Thái Nguyên, 96(8): 139 -143 Ji P Z., Jiang H B., Huang X Q., Zhang J., đoạn SSR quan hệ di truyền 25 Liang M Z., Wang P S (2009), "Genetic giống/dòng chè nghiên cứu diversity of ancient tea gardens and tableland tea Lời cảm ơn: Cơng trình đƣợc thực với kinh gardens from Yunnan Province as revealed by phí đề tài cấp Đại học: “Nghiên cứu đa dạng AFLP marker" Yi chuan, 31(1): 101 - 108 hệ gen số giống chè đặc sản trồng Li J., Jiang C J., Wang Z X (2005), Thái Nguyên kỹ thuật SSR” trang thiết bị "RAPD analysis on genetic diversity of the Phịng thí nghiệm sinh học, khoa Khoa học Sự preconcentrated core germplasms of Camellia sống, Trƣờng Đại học Khoa học, Đại học Thái Sinensis in China" Yi chuan, 27(5): 765 - 771 Nguyên; Viện Khoa học Sự sống – Đại học Thái [8] Lin S Y., Chen I Z., Tsai C M., Chen Y L Nguyên (2005), "Detection of genetic relationship in Taiwan tea variety (Camellia sinensis (L.) O Kuntze) with RAPD markers" Journal of the TÀI LIỆU THAM KHẢO Chinese Society for Horticultural Science, 51(4): Bảo Lâm (2011), Tân Cƣơng – Xứng danh đệ 357 - 366 danh trà Thái Nguyên thainguyen.gov.vn Ma J Q., Zhou Y H., Ma C L., Yao M Z., Nguyễn Minh Hùng, Đinh Thị Phòng (2004), Jin J Q., Wang X C., Chen L (2010), "Đánh giá tính đa hình RAPD genome số giống "Identification and characterization of 74 novel chè" Tạp chí Cơng nghệ sinh học, 2(2): 109 -116 polymorphic EST-SSR markers in the tea plant, Nguyễn Thị Thu Hƣơng, Nguyễn Thị Thu Camellia sinensis (Theaceae)" American journal Phƣơng, Hoàng Văn Chung, Hoàng Thị Thu Yến of botany, 97(12): 153 - 156 (2010), "Bƣớc đầu nghiên cứu đa dạng di truyền 10 Matsumoto S., Takeuchi A., Hayatsu M., số dòng chè shan (Camellia sinensis var Kondo S (1994), "Molecular cloning of assamica (Mast) Pierre sec Phamh) kỹ thuật phenylalanine ammonia-lyase cDNA and RAPD" Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Thái classification of varieties and cultivars of tea Nguyên, 63(3): 149 -157 plants (Camellia sinensis) using the tea PAL Trần Đức Trung (2009), "Nghiên cứu đa cDNA probe " Theoretical and applied genetics dạng di truyền giống/ dòng chè (Camellina 89(6): 671-675 sinensis (L.)O Kuntze) Việt Nam thị hình 11 Min T., Bartholomew B (2007), "18 thái thị phân tử microsatellite(SSR)" Luận Theaceae" Flora of China 12: 366 - 367 văn Thạc sĩ, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội 12 Mishra R K., Chaudhury S., Ahmad A., Hoàng Thị Thu Yến, Nguyễn Văn Tuấn, Pradhan M., Siddiqi T O (2009), "Molecular Hoàng Thị Ngà (2012), "Nghiên cứu đa dạng di 98 Hoàng Thị Thu Yến Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ analysis of tea clones (Camellia sinensis) usinh ALFP markers" International Journal of Intergrative Biology, 5(2): 130 - 135 13 Sahu J., Sarmah R., Dehury B., Sarma K., Sahoo S., Sahu M., Barooah M., Modi M K., Sen P (2012), Mining for SSRs and FDMs from expressed sequence tags of Camellia sinensis, www.bioinformation.net 14 Sharma H., Kumar R., Sharma V., Kumar V., Bhardwaj P., Ahuja P S., Sharma R K (2009), "Identification and cross-species transferability of 112 novel unigene-derived microsatellite markers in tea (Camellia sinensis)" American journal of botany, 98(6): 133 -138 15 Visser T (1996), Tea, Camellia sinensis (L.) O Kuntze In Outline of Perennial Crop Breeding in the Tropics Edited by Ferwarda FP W F., 120(06): 93 – 99 Veen-man H, Zonen NV Wageningen, The Netherlands 459-493 16 Wachira F., Tanaka J., Takeda Y (2001), "Genetic variation and differentiation in tea (Camellia sinensis) germplasm revealed by RAPD and AFLP variation " Journal of Horticultural Science Biotechnology 76(5): 557 - 563 17 wickremasinghe M R (1981), "Variation in some leaf charateristics in tea (Camellia sinensis) and their use in identification of clones" Tea, 50: 183-189 18 Wickremasinghe R T (1979), Tea In Advances in food research Volume 24 Edited by Mark EM, Steward GF New York: 229-286 19 Wight W (1959), "Nomenclature and Classification of the Tea Plant" Nature, 183: 1726 - 1728 SUMMARY INVESTIGATION SSR MARKERS IN SOME VARIETIES/CLONES TEA (CAMELLIA SINENSIS) IN THAI NGUYEN Hoang Thi Thu Yen1*, La Quang Thuong2, Duong Thi Nhung1, Ha Thi Loan1 College of Sciences – TNU, 2Tuyen Quang High School PCR-SSR is important molecular technology which used popular and effective to study molecular markers in breeding, genetic diversity studies, gene mapping, genetic identification… In this study, we analyzed the characteristics of the size of some SSR fragments and evaluated genomic diversity of varieties/clones collected in Tan Cuong commune, Thái Nguyen city, Thai Nguyen province, Song Cau tea Company and Minh Cau commune - Dong Hy district, Thai Nguyen province Total DNA from the samples is used as a template to perform PCR with specific 5-SSR primer pairs Amplification results of primers are indicated SSR fragments sequence diversity and diversity of the DNA fragments to be amplified Using NTSYS version 2.1 software to analysis diversity of DNA fragments amplified by PCR - SSR, research varieties/lines tea is divided into two main groups: Group I included 22 tea samples, divided into subgroups Subrroup consists of 19 samples (M1, M2, M17, M7, M10, M20, M22, M23, M11, M21, M4, M8, M16, M15, M3, M14, M5, M6, M13), coefficient of variation between them with the remaining 0.412 Subgroup consists of three samples M12, M24 and M25 have different coefficient is 0.252 Group II consists of samples M9, M18 and M19, three samples have largest heritability difference was 0.46 compared with other groups Keywords: Tea, Camellisa sinensis, genetics diversity, genetic relationship, SSR, microsatellite, PCR-SSR Ngày nhận bài:14/4/2014; Ngày phản biện:05/5/2014; Ngày duyệt đăng: 09/6/2014 Phản biện khoa học: TS Nguyễn Thị Hải Yến – Trường Đại học Khoa học - ĐHTN * Tel: 0982 752153, Email: yenhtt@tnus.edu.vn 99 Hoàng Thị Thu Yến Đtg 100 Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ 120(06): 93 – 99 Hàn Thị Thúy Hằng Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ 120(06): 101 – 104 XÂY DỰNG DỮ LIỆU ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH KHU VỰC THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN Hàn Thị Thúy Hằng* Trường Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp - ĐH Thái Ngun TĨM TẮT Một vấn đề quan trọng giúp cho việc thiết kế móng cơng trình hợp lý kinh tế kỹ thuật liệu địa chất cơng trình Trong báo này, tác giả trình bày đặc điểm địa chất dựa vào tƣơng đồng cấu trúc lớp đất tiến hành phân chia thành kiểu cấu trúc đất đặc trƣng cho khu vực thành phố Thái Nguyên Đồng thời sử dụng phần mềm Arcgis 10.1, phƣơng pháp nội suy Kriging để tìm hiểu quy luật phân bố kiểu cấu trúc chuyển đổi số liệu địa chất cơng trình rời rạc khơng gian thành liệu địa chất cơng trình dạng lớp liên tục Tại vị trí xây dựng khu vực tìm đƣợc liệu địa chất cơng trình theo cột địa tầng, tính chất lý lớp đất để có đƣợc nhìn tổng qt việc định hƣớng xây dựng quy hoạch cơng trình Từ khóa: địa chất cơng trình, cấu trúc nền, kriging, địa tầng, liệu lỗ khoan ĐẶT VẤN ĐỀ* Trong năm gần q trình thị hóa Thái Ngun diễn mạnh mẽ đặc biệt xây dựng cơng trình cao tầng Để có đƣợc giải pháp móng hiệu cho cơng trình xây dựng nhà cao tầng, hệ thống hạ tầng ngầm đô thị… nhà thiết kế cần có liệu địa chất cơng trình đáng tin cậy đƣợc thu thập từ phƣơng án khảo sát địa chất cơng trình (ĐCCT) khác Dữ liệu ĐCCT đƣợc thành lập giúp cho ngƣời sử dụng lƣu trữ, cập nhật tài liệu lỗ khoan đƣợc thuận lợi, nhanh chóng, lâu dài Cơ sở liệu đƣợc khai thác để đánh giá đặc điểm cấu trúc đất mang tính tổng thể, phục vụ tốt công tác sử dụng đất, đảm bảo cho ổn định cơng trình mơi trƣờng địa chất tự nhiên khu vực Do việc xây dựng sở liệu địa chất vùng cần thiết giúp cho nhà quy hoạch, kỹ sƣ thiết kế thi cơng có định hƣớng đắn phƣơng án quy hoạch, phƣơng án móng hợp lý kinh tế kỹ thuật XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH Phƣơng pháp nghiên cứu: - Thu thập, đánh giá xử lý liệu nguồn trụ hố khoan báo cáo ĐCCT có vùng nghiên cứu * Tel: 0987 615167, Email: hanthuyhang@gmail.com - Hệ thống hóa lớp đất, phân tích đặc điểm địa chất, xây dựng phân chia kiểu cấu trúc - Xây dựng, quản lý cập nhật liệu thuộc tính hố khoan ĐCCT MS Excel - Tích hợp liệu với đồ dạng số, sử dụng phần mềm Arcgis 10.1 tiến hành nội suy Kriging diện phân bố bề dầy lớp đất từ lỗ khoan khảo sát có sẵn quản lý liệu lỗ khoan Đặc điểm địa hình Địa hình Thành phố Thái Nguyên phẳng Tuy nhiên, vùng đất mang tính chất diện mạo trung du với kiểu bậc thềm phù sa bậc thang nhân tạo, thềm phù sa bậc thềm pha tích (đất dốc tụ) với đồi gị thoải, bát úp xen kẽ chiếm 50% diện tích tự nhiên Đặc điểm địa tầng Khu vực nghiên cứu thuộc hệ Jura thống dƣới – hệ tầng Hà Cối (J1hc) hệ đệ tứ (Q), phần nhỏ thuộc Hệ Trias thƣợng - Hệ tầng Hà Cối, tuổi Jura, phụ thống dƣới (J1hc1) Thành phần hệ tầng sạn kết, cát kết, bột kết Trong đá cát bột kết, bột kết màu xám vàng chứa hoá đá thực vật: Czekandwskia rigida Heer, Equisetites sp Tại hố khoan sâu thấy phát hệ tầng phân bố độ sâu 40-50m, phía mặt đá thƣờng bị phong 101 Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ b C©y Sui Trg huyện phú l-ơng đồng bẩm Ph Tân Long N.M Sứ U.B hu chợ tân long xóm Cầu Sông X.N 10 Bộ Giao thông cầu N.M giấy Hoàng Văn Thụ yệ n k hí 3-2 trại giam Đ-ờn g d-ơn P Tân Long đồng bẩm C.ty điện lực g tự X.N muối i ốt minh ngà ba đ-ờng vào mỏ chợ Quang Vinh huyện đại từ mỏ than Quang Vinh S.V.Đ Soi Dâu đồ Mầm non chuyên ban niên Sở Điện Lực X.N Trộn muối Ph.Quang Vinh ga Quán Triều B Z127 xăng ub p.Q.V V muối suối cầu Mỏ Bạch Mỏ ga Quán Triều X.N đũa Q.K Xóm Oánh cầu Bạch trung tâm y tế dự phòng Đ-ờng sông Làng Hà Bắc Cạn X.N X.D cầu sân Làng Um Nhà máy n-ớc Đ.H S- phạm án tỉnh suối Mỏ Bạch C.ty th-ơng S.V.Đ nghiệp k ý túc xá Cầu gia bẩy Cấn công an cứu hoả g Đội Ph Hoàng Văn Thụ Ph.Tr-ng V-ơng Ph.Quang Trung Đ-ờn ngọc ub.p.h.v.t Cầ Đìn h n pha Z159 S¬n TiÕn Phï ng h u Bé ChØ huy QS ka8 Thái Sơn Túc Tiến Min bệnh viện đa khoa UB Së Thđy lỵi ka32 Cty XD? ? ? M? ? ? ? ? ? ? M67 Sè sở tài đô thị Cty Chăn nuôi x-ởng luy ện quặng Đ-ờ Cầu Trắng C.ty Xây dựng số Sân Suối bắc H.T.X đúc Bắc Nam ngà ba Bắc Nam Tiên N.thuật Bắc Thái Ph Tân Thịnh D.T.Q.Đ Gò Móc T.T chống sét nam đ-ờng UB D T Quân đội chợ phú thái Gò Móc Núi cầu X-ơng Rồng Ph Đồng Quang Bảo Tàng Quân Sự U.B Đ-ờng Núi Cốc Trung Thành Rừng Chùa UB Sg C.Ty Dâu tằm tơ (sở C.N) C.ty Thủy sản Ph Túc Duyên ka17 công ty môi tr-ờng công trình ng chợ Xà Quyết Thắng tế X-ơng quyến Đại học Y Cây Thị giao ng x.n may X.N in Sở giao thông ka7 bệnh viện A Xuân Hoà g UB phan Đ-ờn C.ty Xây dựng Thuỷ Lợi tr-ờng vùng cao vIệT bắC g Phùn Đình g tam giác Đ-ờ ub P.PĐP chợ minh cầu chợ Đồng Quang27ngc Yh Z115 Đội tra XD S.T- pháp C.A Thành phố rạp C.bóng Đèo Đá xà Phúc Xuân Trạm Điều d-ỡng tỉnh Tỉnh uỷ nhà trẻ P hú Liễn Ph Phan Đình Phùng ka15 sân B.xe hầm hầm chi cục thuế Phủ Liễu Đ-ờng l-ơng đại học nông nghiệp Đ-ờn B.T văn hóa miền núi Đ-ờng xóm Hồng làng Chàm hồ núi cốc Hố khoan địa chất hỷ chợ t.tâmn miền núi Thần Kỳ Xà Phúc Hà giải: ng bến Oánh Thần Vì Ph.Quan Triều UB Nam Tiến Cây Thị Chợ Gia Sàng Thuỷ-Bộ Bắc Thái giếng Long Giang? ? ? ? ? ? ? M49c l Đồng Lạnh Sửa chữa ô tô Cty T.V Giao thông N.M cán thép Gia Sàng V.tải Miền núi Ph Gia Sàng Núi Cốc Đ-ờ Tr-ờng T.H S- phạm Cty Việt Bắc X.N 514 Q.K hu T.H Th-ơng Mại C ty K im khí sắt ( Bộ G N Nặng ) C ty Công Trình Giao thông I ga ô tô S.X.V.L Xây dựng mạng Cố c Đ-ờng Núi 6(4)sỏi B.V Tâm thần B.V Y H.C.T Quang ng Quy Õt Th¾ng (La Lai) g cách Trung tr-ờng đ-ờn Làng Cao Hoà Huy ện C.Nh k ho bạc Thịnh Đán loàng B.Đ Thịnh Đán suối Chợ Trg P.T.T.H Ngô Quyền lữ đoàn 575 bến cát g 8h thán B.V Lao Đ-ờng Tân Thịnh Ph Thịnh Đán suối loàng X.N Tấm Lợp A mi ăng Làng Núi Xóm Đồi T H K inh tế Làng Đán Việt Bắc sỉ bÃi xỉ cam giá chợ tạm K hu Tây tr-ờng mẫu giáo X.N bê tông N.M Cơ k hí 19-5 Đồng Nội bến đò cầu Loàng Tr.cấp Cam Giá Tr Xá Chi cục K iểm Lâm Trg P T.C.S Tân Thịnh Lai Thành N.M Cốc Hoá ga L-u Xá X N Đ-ờng Sắt Hà Thái lữ 234 S.V.Đ Cầu Đán U.B.N.D K T.T Làng Lau Ph.Cam Giá lò cao Ph Tân Lập Tr-ờng P.T.C.SN.Tr Liệt Sỹ X N Thi công Cơ giới 19 - Phúc Trìu X.N Luy ện Kim Mầu k hu lò cao X N chế biến Gỗ dốc nguy hiĨm sØ Th«n Thanh X N thùc nghiƯm ViƯn mỏ Luyện Kim Tân Đức xóm Cầu Đỏ X.N Vận tải TT Cai nghiện ky ốt xăng kim khí Khu gang thép Thái Nguyên dầu nhà trẻ P X Công nghệ sỉ cấp P hú Xá chợ cổng bàn c©nt gang thÐp N.Tr LiƯt Sü Cty Lun kim màu Hợp Thành nhà cán thép cầu Trà V-ờn ky ốt xăng phú xá b-u điện phú xá X K hánh Hoà tr-ờng Ph.Phú Xá X.N Công trình kiến trúc KTT Luyện thép X.N.D đời sống xá Tích L-ơng chợ x-ởng thực lập Làng L-ợt Làng Lau Ha ky ốt xăng gang thép Làng Mon Nhân Hoà cầu La sông cầu L-u Xá Đ.H Công nghiệp Cây Thị (Nhân Hòa) Đội Cấn Hồng Thái xá Đội I Sg sân bóng l-u K T.T suối xóm Chợ Nhà Thờ l-u suối UB ub ph-ờng cam giá P húc Trìu S Kho H.T.X223a%248c73 nhà Văn hoá x-ởng thực lập Đ.H Công nghiệp P T.C.S Tích L-ơng Tr-ờng Mẫu Giáo UB p trung thành P T C Sc L Độc Lập K T T Công Trình K T T Làng Mon sân K T T Đồi F2 tr-ờng chu văn an Hòa Bắc K T.T Độc Lập Bình Minh T.H K ỹ thuật C.N Gang thép bạch đàn Đức Hòa hồ Th-ơng P húc Hòa sân chợ Dốc Hanh Nghiệp xà Tích L-ơng đ-ờng t1-262 xà Tích L-ơng nhà V.H.C.N Gang thép Bình Dân S.V.Đ Núi ngà tĐ-ờng Tròn P T C S Thanh L-ơng Cốc Đông Yên Ph.H-ơng Sơn đoàn 118 L.Đ Địa chất Hào Thọ kênh Đồi Rừng Bắn S.V.Đ nhà khách gang thép hồ Thiên Nga rạp hát Thắng Lợi núi Dài khí bạch đàn Ngựa S Vó Xói Cá B.V Gang thép Xóm sai Xuân Thịnh B.V Gang thép X.N.V.L Xây dựng P húc Hòa Xóm Cử P T.C.S ngựa xà Tân Quang P T.T.H Gang thép vó Thịnh Đức Ph Trung Thành suối ngà ba Phố H-ơng xà Thịnh Đức xà Tân C-ơng đoàn Địa chất 16 chợ Vó Ngựa T.H Tân Thành UB p.tân thành Trung L-ơng nhà trẻ b-u điện Tân Thành P hố H-ơng Ph Tân Thành xóm C-ờng Đức Hòa keo C-ơng Lăng Tân Thành Ô L-ơng S.V.Đ Kênh Trạm xá núi Ba Cống Cốc Lữ 382 Xà L-ơng Sơn H.T.X Mành cọ mơ X.Luy ện k im bột P húc Thái Ba Cống Hoàng Tiến thị xà sông công Tiến Bộ Hoàng Trên tr-ờng c.đ luyện kim huyện phổ yên ú Xóm Ngân g 3-2 đ-ờn 102 120(06): 101 104 Đ-ờng n nh bì ph yệ Tân Chung hu huyện phổ yên Hỡnh Kết tập hợp sơ đồ vị trí lỗ khoan Dữ liệu lỗ khoan đƣợc cập nhật vào phần mềm Arcgis bao gồm: Cốt cao độ mặt lỗ khoan, cột địa tầng, tiêu lý lớp đất Số hiệu & độ sâu lấy mẫu thí nghiệm thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn Mô tả đất đá Độ sâu Bóa / 15cm thÝ nghiƯm (m) N1 N2 N3 Gi¸ trị N mặt cắt hố khoan Chiều dày (m) Số hiệu Mẫu xáo động (m) hình trụ hố khoan Tên líp hóa thành sét lẫn dăm sạn, bề dầy phong hóa từ -12m - Hệ tầng Hà Cối, tuổi Jura, phụ thống (J1hc2) gồm cát kết hạt thô đến trung bình, bột kết, cát bột kết màu gụ, sét bột kết, sét kết chứa vôi Đá sét chứa bột chứa vôi gồm:Sericit từ 74-87%; Calcit từ 7-15%; Thạch anh từ 5-10% Đá vôi, vôi sét gồm: Calcit từ 60-97%; sét từ 1-30%; thạch anh từ 2-15% Đá silic-sét gồm: Silic từ 60-65%; Clorrit từ 34-39% - Hệ đệ tứ (Q): Trầm tích aluvi, deluvi phân bố phạm vi khu vực nghiên cứu với chiều dày lớn cánh đồng trũng có địa hình phẳng Thành phần gồm sét, sét pha phía lớp cát hạt thơ đến hạt trung phía dƣới Các trầm tích sơng đại phân bố phức tạp, chiều dày biến đổi khơng có qui luật phạm vi nghiên cứu - Hệ Trias thƣợng, điệp Văn Lãng (T3n-rvl): Phân bố phía tây thành phố gồm trầm tích chứa than, cuội kết, bột kết, đá vơi chứa lớp kẹp sét Phân chia cấu trúc Cấu trúc khu vực nghiên cứu đƣợc xác định theo quan điểm: Cấu trúc đƣợc hiểu quan hệ xếp không gian thể địa chất cấu tạo đất, số lƣợng, đặc điểm hình dạng, kích thƣớc, thành phần, trạng thái tính chất yếu tố (GS.TSKH Phạm Văn Tỵ,1999) Tập hợp từ báo cáo khảo sát ĐCCT có 250 hố khoan thu thập đƣợc từ [1,2,3,4] cho thấy mật độ hố khoan tƣơng đối phủ khắp khu vực nghiên cứu Chiều sâu hố khoan trung bình 25m, khoảng 120 hố khoan có độ sâu từ 10- 20m, 80 hố khoan có độ sâu từ 20 -30 m, 50 hố khoan có độ sâu 30 -50m Độ sâu nghiên cứu đƣợc bao phủ hết ảnh hƣởng tải trọng cơng trình Do đất phân lớp theo chiều sâu nên mơ hình cấu trúc phân loại theo tính đồng mặt cắt đất Nền đồng đƣợc coi đƣợc cấu tạo từ lớp đất có chất ứng xử nhƣ gần nhƣ với độ xác chấp nhận đƣợc phạm vi hoạt động tải trng ang xột Độ sâu (m) Hn Th Thỳy Hng biĨu ®å N = Bóa / 30cm 10 20 30 40 50 Đất hữu U1 2.0-2.2 5.5 5.1 7.0 1.5 2.2-2.65 5 11 U2 4.0-4.2 Sét pha màu nâu vàng nâu đỏ xám nâu, trạng thái dẻo cứng, kết cấu chặt vừa đôi chỗ yÕu 4.2-4.65 14 U3 6.0-6.2 SÐt pha màu xám đen xám nâu,6.2-6.65 dẻo cứng, kết cấu chặt võa U4 8.0-8.2 11.0 4.0 Sét pha lẫn dăm sạn bột kết 8.2-8.65 10 11 21 phong hóa, mầu nâu vàng xám U5 xanh xám đen, trạng thái 10.2-10.65 10 13 24 10.0-10.2 nửa cứng, kết cấu chặt vừa Đá sét - bột kết phong hóa xen 12.0-12.45 kẹp sét pha màu nâu xám xám xanh, trạng thái cứng, 14.0-14.45 kết cấu chặt 16.0 >50 >50 5.0 16.0-16.45 >50 R1 18.0-18.2 18.2-18.65 >50 Đá sét kết dập vỡ nứt nẻ màu xám nâu xám xanh, trạng thái cứng, kết cấu chặt L2 25 U: Mẫu Nguyên dạng D: Mẫu xáo động R: Mẫu đá L: Mẫu thạch học Hỡnh Kt qu liệu cột địa tầng lỗ khoan Căn vào đặc điểm địa chất thủy văn, đặc tính địa chất cơng trình, đặc điểm địa hìnhđịa mạo- tân kiến tạo qua phân tích liệu lỗ khoan khu vực nghiên cứu, cấu trúc phạm vi độ sâu 30-50m đƣợc phân thành kiểu cấu trúc đặc trƣng (Hình a,b,c) Dấu hiệu để phân chia tƣơng đồng cấu trúc lớp đất phủ mặt nằm dƣới Kiểu I: Phân bố chủ yếu xã phƣờng Phúc Xuân, Phúc Trìu, Tân Cƣơng, Tân Thành, Cam giá, Gia Sàng, Đồng Bẩm Cao Ngạn, Phan Đình Phùng phần Đồng Quang Đây khu vực trầm tích hệ đệ tứ Q phân bố phạm vi khu vực nghiên cứu với chiều dày lớn, thành phần gồm sét, sét pha phía lớp cát hạt thơ đến hạt trung, cuội sỏi phía dƣới