Nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh học phân tử (ADN ty thể) của các quần thể ong nội apis cerana fabricius phân bố ở việt nam

Luận văn, thạc sỹ, tiến sĩ, cao học, kinh tế, nông nghiệp

Bộ giáo dục v đo tạo Trờng đại học nông nghiÖp Hμ néi Phạm hồng thái Nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh học phân tử (adn ty thể) quần thể ong nội Apis cerana Fabricius phân bố ViƯt Nam vμ ®Ị xt h−íng sư dơng ngn gen vo công tác chọn tạo giống ong mật nớc ta Luận án tiến sĩ nông nghiệp H Nội, năm 2008 Bộ giáo dục v đo tạo Trờng đại häc n«ng nghiƯp Hμ néi Phạm hồng thái Nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh học phân tử (adn ty thể) quần thể ong nội Apis cerana Fabricius phân bè ë ViƯt Nam vμ ®Ị xt h−íng sư dơng nguồn gen vo công tác chọn tạo giống ong mật nớc ta Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật M· sè: 62 62 10 01 LuËn ¸n tiÕn sÜ nông nghiệp Ngời hớng dẫn khoa học: GS.TS Hà Quang Hùng Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội TS Phùng Hữu Chính Trung tâm Nghiên cứu v Phát triển Ong H Nội, năm 2008 i Lời Cam Đoan Tôi xin cam đoan rằng, công trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu, hình ảnh, kết nghiên cứu luận án trung thực cha đợc sử dụng để bảo vệ học vị Tôi xin cam đoan rằng, giúp đỡ cho việc thực luận án đà đợc cảm ơn thông tin trích dẫn luận án đợc ghi rõ nguồn gốc Tác giả luận án NCS Phạm Hồng Thái ii Lời cảm ơn Để hoàn thành luận văn, đà nhận đợc hớng dẫn giúp đỡ tận tình Giáo s Tiến sĩ Hà Quang Hùng, môn Côn trùng, khoa Nông học, Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu ong nuôi ong Nhiệt đới, Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Tiến sĩ Phùng Hữu Chính, Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Phát triển Ong Chúng xin trân trọng cảm ơn thầy, cô giáo tập thể cán công nhân viên Khoa Sau đại học, Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội đà nhiệt tình giúp đỡ học tập hoàn thành luận án tiến độ Chúng xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Khoa Nông Học, Bộ môn Côn trùng, Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội đà trực tiếp hay gián tiếp giúp đỡ chuyên môn, sở vật chất việc triển khai thí nghiệm nghiên cứu góp ý cho suốt trình thực đề tài Chúng xin trân trọng cảm ơn Giáo s Tiến sĩ Dobra Smith, Khoa Côn trùng, Trờng Đại học Kansas (Kansas University), Mỹ; Giáo s− TiÕn sÜ Randall Hepburn vµ Bµ Colleen Hepburn, Khoa Động vật Côn trùng, Trờng Đại học Rhodes (Rhodes University), Nam Phi; Phã Gi¸o s− TiÕn sÜ Tan Ken, Viện ong mật Phơng Đông, Trờng Đại học Nông nghiệp Vân Nam, Trung Quốc; Giáo s Tiến sĩ Gard Otis, Trờng Đại học Guelph (Guelph University), Canada; Tiến sĩ Đặng Tất Thế, Phòng hệ thống học phân tử, Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật đà giúp đỡ trình nghiên cứu Chúng xin trân trọng cảm ơn Ban Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Phát triển Ong, Công ty CP Ong TW tập thể cán công nhân viên thuộc Trung tâm đặc biệt Ông Đinh Quyết Tâm, Ông Nguyễn Thông Đáp đà tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận án Ngoài ra, nhận đợc giúp đỡ nhiệt tình cán công nhân viên phòng Quỹ gen, Trung tâm Nghiên cứu Phát triển Ong, Công ty CP Ong TW Bà Phạm Thị Huệ, Bà Đinh Thị Dần, Ông Đặng Văn Sẻ, Anh Nguyễn Đức Lâm, Anh Trần Văn Toàn, Chị Nguyễn Thị Thu Hằng bạn sinh viên thực tập tốt nghiệp ngành Bảo vệ thực vật khóa 45 (em Trần Thị Oanh), Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội; đặc biệt cảm ơn ngời nuôi ong (tại khu vùc ®iỊu tra thu mÉu) ®· gióp ®ì ®Ĩ chóng hoàn thành luận án Chúng xin ghi nhận ý kiến giúp đỡ, trao đổi thầy cô giáo, nhà khoa học nớc đồng nghiệp trình thực đề tài luận án Cuối xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc cha, mẹ, vợ, bạn bè thân thiết đà hết lòng động viên, giúp đỡ nhiều tinh thần vật chất cho hoàn thành chơng trình học tập, đặc biệt luận án nghiên cứu đề tài Hà Nội, ngày tháng năm 2008 Tác giả luận án NCS Phạm Hồng Thái iii Mục lục Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Giải thích số thuật ngữ luận án vii Danh mục chữ viết tắt luận án x Danh mục bảng xii Danh mục hình xiv Mở đầu 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích yêu cầu đề tµi ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiƠn đề tài Đối tợng phạm vi nghiên cứu Chơng 1: Tổng quan tài liệu 1.1 Đa dạng loài ong mật thuộc chi Apis 1.1.1 Nghiên cứu thành phần loài ong mật thuộc chi Apis trªn thÕ giíi 1.1.2 Nghiªn cøu nớc thành phần loài ong mật thuộc chi Apis 1.1.3 Giá trị kinh tế loài ong mËt thc chi Apis ë ViƯt Nam 1.1.4 Nguyªn nhân ảnh hởng đến quần thể loài ong 12 mật Việt Nam 1.2 Đa dạng di trun cđa ong néi Apis cerana F 14 1.2.1 Nghiªn cứu hình thái ong nội 14 1.2.2 Nghiên cứu sinh học phân tử ong nội 18 iv 1.3 Công tác giống bảo tồn ong nội Apis cerana F 28 1.3.1 Công tác giống ong nội Apis cerana F giới Việt 28 Nam 1.3.2 Công tác bảo tồn ong nội Apis cerana F giới Việt Nam Chơng 2: Vật liệu, địa điểm, thời gian, nội dung 31 35 phơng pháp nghiªn cøu 2.1 VËt liƯu nghiªn cøu 35 2.2 Thêi gian địa điểm nghiên cứu 35 2.2.1 Thời gian nghiên cứu 35 2.2.2 Địa điểm nghiên cứu 36 2.3 Nội dung phơng pháp nghiên cứu 39 2.3.1 Điều tra tình hình phân bố quần thể ong mật Apis cerana 39 F ë ViƯt Nam 2.3.2 Nghiªn cøu đặc điểm hình thái, sinh học phân tử (ADN ty 41 thể) quần thể ong mật Apis cerana F Việt Nam 2.3.3 Phân loại ong nội mức dới loài dựa kết phân tích hình 53 thái, sinh häc ph©n tư (ADN ty thĨ) 2.3.4 H−íng sư dụng nguồn gen vào công tác giống bảo tồn 55 Chơng 3: Kết nghiên cứu thảo luận 56 3.1 Tình hình phân bố ong nội (Apis cerana F.) Việt Nam 56 3.1.1 Tình hình phân bố nguồn gen loài ong nội tỉnh biên 56 giới phía Bắc (khu vực 1) 3.1.2 Tình hình phân bố nguồn gen loài ong nội số đảo 59 lớn thuộc vịnh Bắc (khu vực 2) 3.1.3 Tình hình phân bố nguồn gen loài ong nội dọc vùng núi dÃy Trờng Sơn - biên giíi Campuchia (khu vùc 3) 61 v 3.1.4 T×nh h×nh phân bố nguồn gen loài ong nội tỉnh 63 thuộc vùng ven biển đảo từ Đà Nẵng tới Cà Mau (khu vực 4) 3.2 Đặc điểm hình thái quần thể ong nội Việt Nam 66 3.2.1 Hình thái quần thể ong nội khu vực 66 3.2.2 Hình thái quần thể ong nội đảo vịnh Bắc (khu 80 vực 2) 3.2.3 Hình thái quần thể ong nội khu vực dÃy Trờng Sơn - 87 biên giới Campuchia (khu vực 3) 3.2.4 Hình thái quần thể ong nội tỉnh thuộc khu vực 94 3.2.5 Mối quan hệ hình thái quần thể ong nội với số yếu tố 99 địa lý khí hậu 3.3 Đặc điểm sinh học phân tử (ADN ty thĨ) cđa qn thĨ ong 101 néi (Apis cerana F.) Việt Nam 3.3.1 Đặc điểm sinh học phân tử đoạn COI ADN ty thể quần 101 thể ong nội phía Bắc 3.3.2 Đặc điểm sinh học phân tử đoạn Noncoding ADN ty thể 108 quần thể ong nội phía Nam 3.4 Xác định vị trí phân loài ong nội ranh giới phân bố 112 chúng Việt Nam 3.4.1 Xác định vị trí phân loài ong nội Việt Nam dựa đặc 112 điểm hình thái 3.4.2 Xác định vị trí phân loài ong nội ranh giới phân bố 118 chúng Việt Nam dựa đặc điểm sinh häc ph©n tư (ADN ty thĨ) 3.5 H−íng sư dơng kết nghiên cứu hình thái sinh học 121 phân tử (ADN ty thể) vào công tác giống bảo tồn ong nội 3.5.1 Công tác giống 121 vi 3.5.2 Công tác bảo tồn 124 Kết luận đề nghị 125 Kết luận 125 Đề nghị 127 Danh mục công trình đà công bố liên quan đến luận án Tài liệu tham khảo Phụ lục vii Giải thích số thuật ngữ luận án Quần thể (population): Theo lý thuyết Sinh thái học côn trùng (Phạm Bình Quyền, 2006)[19]; Nguyễn Đức Khiêm, 2006 [8]; Cao Liêm cộng sự, 1997[10]) Quần thể tập hợp (hay phức hợp) cá thể loài sinh sống lÃnh thổ xác định Để thích nghi với hoàn cảnh sống chuyên biệt, quần thể loài biến đổi hình thành nhóm cá thể hẹp đợc gọi chủng quần loài Hay nói cách khác Quần thể nhóm cá thể giao phối với để sản sinh Nh loài gồm có nhiều quần thể riêng rẽ Một cá thể đơn lẻ loài hữu tính hình thành nên quần thể (Primack R B., 1998)[88] Phân loài (subspecies) bậc phân loại dới loài Sự lai tạp đợc thực phân loài loài đó, nhng thiên nhiên điều bị ngăn cản chế cách ly khác nhau, chẳng hạn nh cách ly địa lý (Lê Đình Lơng, 1990)[12] Những quần thể phân loài có khác biệt mặt hình thái, chí chúng cách km Thông qua phân tích hình thái đa biến quần thể ong mật tạo nên khác biệt mẫu, điều đợc xem nh đủ lý phân loài xuất Các nhà nghiên cứu ong giới cho phân loài (subspecies) ong mật nh nòi, dòng giống (race strain) địa lý khác (Ruttner F., 1988)[97] Dạng sinh thái (ecotype) dạng tồn loài, hình thành để phù hợp với tập hợp điều kiện môi trờng riêng biệt, đặc điểm chúng không di truyền đợc Nh vậy, khác biệt gia dạng sinh thái độ mềm dẻo kiểu hình biến đổi kiểu gen (Lê Đình Lơng, 1990)[12] viii Đa dạng sinh học (bio-diversity): cụm từ "Đa dạng sinh học" (Biological Diversity) có nhiều nghĩa khác Nhng Quỹ bảo vệ động vật hoang dà (WWF) (1989) định nghĩa "đa dạng sinh học hàng triệu động vật, thực vật, vi sinh vật, gen chúng với hệ sinh thái khác đà tạo nên môi trờng sống chúng ta" (Phạm Bình Quyền, 2002[18]; Phạm Bình Quyền, 2006[19]; Primack R B., 1998[88]) Theo đa dạng sinh học đợc phân chia thành mức khác là: đa dạng di truyền (genetic diversity); đa dạng loài (species diversity); đa dạng quần xà sinh thái (community or ecology diversity) Đa dạng di truyền biến đổi di truyền loài, kể quần thể địa lý riêng biệt cá thể quần thể đơn lẻ Đa dạng di truyền loài thờng bị ảnh hởng tập tính sinh sản cá thể quần thể Sự biến đổi di truyền đợc xuất cá thể có hình thức khác gen (gene) Các dạng khác đợc gọi alen (allele) Nguồn gốc khác xuất thông qua trình đột biến (mutation), mà đột biến thay đổi trình tự xắp xếp nucleotit ADN cđa tÕ bµo (Primack R B., 1998[88]; World Resourses Insitute, 1994[124]) Các kiểu trình tự đơn khác dải trình tự nucleotit đợc gọi Haplotype (Phạm Văn Lập công sự, 2002)[9] Tổng số gen alen mà quần thể có đợc gọi nguồn gen hay quỹ gen (gene pool) quần thể đó, ®ång thêi cã sù tỉ hỵp thĨ cđa alen cho cá thể đợc gọi kiểu gen (genotype) Khi kiểu gen đợc phát huy môi trờng cụ thể thĨ hiƯn b»ng mét kiĨu h×nh (phenotype) KiĨu h×nh cđa cá thể đợc biểu thông qua đặc điểm hình thái, sinh lý sinh học Ong mật tự nhiên (native honeybees): đàn ong mật có nguồn gốc tự nhiên địa phơng lịch sử tiến hoá chúng, có đặc ... tình hình phân bố quần thể ong mật Apis cerana 39 F Việt Nam 2.3.2 Nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh học phân tử (ADN ty 41 thể) quần thể ong mật Apis cerana F Việt Nam 2.3.3 Phân loại ong nội. .. đề tài: Nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh học phân tử (ADN ty thể) quần thể ong nội Apis cerana Fabricius phân bố Việt Nam đề xuất hớng sử dụng nguồn gen vào công tác chọn tạo gièng ong mËt... quần thể ong nội - Xác định vị trí phân loài ong nội ranh giới phân bố chúng Việt Nam dựa đặc điểm hình thái sinh học phân tử (ADN ty thể) - Đề xuất hớng sử dụng kết nghiên cứu hình thái sinh học