Hệ số tương đồng di truyền Jaccard cho ta biết mối tương quan về mặt di truyền giữa các mẫu phân tích. Hệ số Jaccard càng tiến về 0 thì mức độ tương đồng di truyền giữa các mẫu càng thấp và ngược lại, càng tiến về 1 thì mức độ tương đồng di truyền càng cao. Số liệu thu được từ kết quả PCR– RAPD được đưa vào xử lý bằng phần mềm NTSYSpc 2.1 để tính hệ số tương đồng di truyền và xây dựng biểu đồ quan hệ di truyền giữa các dòng bạch đàn
trắng. Sau đó dựa vào hệ số tương đồng di truyền chúng tôi xây dựng cây phát sinh chủng loại được thể hiện trên hình sau:
Hệ số tương đồng di truyền phản ánh quan hệ di truyền của các giống bạch đàn trắng với nhau. Hai giống bạch đàn trắng càng gần nhau về mặt di truyền thì hệ số tương đồng giữa chúng càng lớn và ngược lại hai giống có hệ số tương đồng di truyền thấp thì mối quan hệ di truyền của chúng càng xa nhau.
Bảng 3.8 thể hiện hệ số tương đồng di truyền của từng cặp giống. Kết quả cho thấy giữa các mẫu nghiên cứu có hệ số tương đồng di truyền Jaccard nằm trong khoảng 0,4000 – 0,7812. Trong đó, hệ số tương đồng di truyền thấp nhất là 0,4000 của cặp mẫu BD5 – BD20 và BD6 – BD14 (các mẫu ký hiệu BD5, BD6 có xuất xứ Quảng Trị còn các mẫu ký hiệu BD14, BD20 có xuất xứ Đồng Nai và Bình Dương), 2 cặp giống này có sự đa dạng rất cao. Hệ số tương đồng di truyền cao nhất của BD8 và BD11 là 0,7812. Hai mẫu BD8 và BD11 xuất xứ Quảng Trị , Quy Nhơn có hệ số tương đồng di truyền rất cao chứng tỏ hai mẫu này có quan hệ di truyền rất gần nhau.
Sau khi phân tích hệ số tương đồng chúng tôi đã xây dựng sơ đồ hình cây (hình 3.7) để chỉ ra sự sai khác di truyền của các giống bạch đàn trắng. Mức độ khác nhau được biểu hiện bằng hệ số sai khác giữa các giống. Các giống có hệ số di truyền cao được xếp vào một nhóm, giữa các nhóm lại có liên kết với nhau.
Hình 3.7. Biểu đồ quan hệ di truyền giữa các giống bạch đàn trắng (gồm 4 nhóm chính và 4 phân nhóm phụ)
PN 1
PN 2
PN 1
Phân tích hình 3.7 cho thấy, 20 giống bạch đàn trắng được chia làm 4 nhóm chính:
Nhóm I: Gồm 11 giống BD1, BD2, BD3, BD4, BD7, BD9, BD8, BD11,
BD13, BD5, BD6. Hệ số tương đồng từng cặp dao động trong khoảng 0,55 đến 0,78. Cặp giống BD2 và BD13 có hệ số tương đồng thấp nhất là 0,475. Cặp giống BD8 và BD11 có hệ số tương đồng cao nhất là 0,78. Các giống này được phân chia thành 2 phân nhóm:
+ Phân nhóm 1: Gồm 3 giống BD1, BD2, BD3. Hệ số tương đồng di
truyền từng cặp dao động trong khoảng 0,58 đến 0,71 và có hệ số tương đồng di truyền từng cặp với các giống khác trong nhóm dao động từ 0,56 đến 0,71. Các giống trong phân nhóm này đều có cùng 1 xuất xứ ở Vĩnh Phúc. BD1 và BD2 là các giống có khả năng kháng bệnh cao, BD3 là giống mẫn cảm với bệnh.
+ Phân nhóm 2: Gồm 8 giống BD4, BD5, BD6, BD7, BD8, BD9, BD11,
BD13. Hệ số tương đồng di truyền từng cặp dao động trong khoảng 0,6 đến 0,78 và có hệ số tương đồng di truyền từng cặp với các giống khác trong nhóm dao động từ 0,48 đến 0,78. Các giống ở phân nhóm này có ở 4 xuất xứ: Vĩnh Phúc, Quảng Trị, Quy Nhơn, Đồng Nai chứng tỏ có sự đa dạng cao trong phân nhóm này. Các giống BD5, BD9,BD13 là các giống kháng bệnh, còn các giống BD4, BD6, BD7, BD8, BD11 là các giống mẫn cảm.
Nhóm II: Gồm 7 giống BD12, BD14, BD18, BD19, BD15, BD17, BD20.
Hệ số tương đồng từng cặp dao động trong khoảng 0,58 đến 0,75. Cặp giống BD12 và BD17 có hệ số tương đồng thấp nhất là 0,486. Cặp giống BD2 và BD14 có hệ số tương đồng cao nhất là 0,741. Các giống này được phân chia thành 2 phân nhóm:
+ Phân nhóm 1: Gồm 5 giống BD12, BD14, BD18, BD19, BD15. Hệ số tương đồng di truyền từng cặp dao động trong khoảng 0,65 đến 0,75 và có hệ số tương đồng di truyền từng cặp với các giống khác trong nhóm dao động từ 0,48 đến 0,74. Các giống ở phân nhóm này có ở 3 xuất xứ: Quy Nhơn, Đồng Nai, Bình Dương. Có sự đa dạng trong phân nhóm này. BD14, BD18 là các giống có khả năng kháng bệnh, còn BD14, BD15, BD19 là các giống mẫn cảm.
+ Phân nhóm 2: Gồm 2 giống BD17, BD20. Hệ số tương đồng di truyền giữa hai giống này là 0,71. Ở phân nhóm này có 2 giống ở cùng 1 xuất xứ ở Bình Dương. BD17 là giống có khả năng kháng bệnh, còn BD20 là giống mẫn cảm với bệnh.
Nhóm III: Có 1 giống là BD16. Giống này có sự khác biệt lớn so với các giống khác. Hệ số tương đồng di truyền giữa giống này với các giống khác nằm trong khoảng 0,42 đến 0,62. BD16 có xuất xứ tại Đồng Nai và là giống mẫn cảm với bệnh.
NhómIV: Có 1 giống là BD10. Hệ số tương đồng di truyền giữa giống này với các giống khác nằm trong khoảng 0,43 đến 0,57. BD10 có xuất xứ tại Quy Nhơn, BD10 là giống có khả năng kháng bệnh cao.
Nhìn chung qua phân tích ta thấy các nhóm đã có sự đa dạng về kiểu hình và kiểu gen. Ở Nhóm I với 11 giống thì có 6 giống kháng bệnh (BD1, BD2, BD5, BD6, BD9, BD13) ở 4 xuất xứ Vĩnh Phúc Quảng Trị, Quy Nhơn, Đồng Nai và 5 giống mẫn cảm (BD3, BD4, BD7, BD8, BD11) có ở 3 xuất xứ Vĩnh Phúc, Quảng Trị, Quy Nhơn. Nhóm II với 7 giống có 3 giống kháng bệnh (BD14, BD17, BD18) ở 2 xuất xứ Đồng Nai và Bình Dương, còn 4 giống mẫn cảm (BD12, BD15, BD19, BD20) ở 3 xuất xứ Quy Nhơn, Đồng Nai, và Bình Dương. Nhóm III là nhóm đặc biệt chỉ có 1 giống là BD16, BD16 là giống kháng bệnh có kiểu gen khác biệt so với các giống ở nhóm khác và BD16 có xuất xứ ở Đồng Nai. Nhóm IV cũng giống như nhóm III với 1 giống là BD10,
giống này là giống mẫn cảm và cũng có kiểu gen khác biệt so với các giống còn lại, giống này có xuất xứ tại Quy Nhơn.
Trên thế giới các nhà khoa học đã tiến hành khảo nghiệm loài, dòng, gia đình, xuất xứ bạch đàn để chọn giống kháng bệnh [34], [35], [37], [44]. Đã có rất nhiều nghiên cứu ở Mỹ (Rick Kesseli, Harkins và cs,…), Brazil (Junghans và cs) đã xây dựng được bản đồ liên kết giữa các chỉ thị phân tử cho cây lai F2, bản đồ di truyền liên kết.
Bản đồ di truyền liên kết được T. Morgan xây dựng đầu tiên (1913). Bản đồ liên kết được xây dựng dựa trên tần số tái tổ hợp giữa các locus gen trên cặp NST tương đồng. Tần số tái tổ hợp giữa các locus gen là tần số trao đổi chéo hoán vị gen, xảy ra giữa các locus gen của các cặp NST tương đồng trong giảm phân. Tần số tái tổ hợp được xác định bằng tỷ lệ các cá thể tổ hợp trên tổng số các cá thể thu được trong quần thể đời con. Từ đó xác định được khoảng cách tương đối giữa các gen trên NST, tính bằng đơn vị centimorgan (cM).
Dựa vào tần số hoán vị gen, bản đồ di truyền ở nhiều loài sinh vật khác nhau đã được xây dựng. Để xác định trình tự các gen trên nhiễm sắc thể, người ta thường sử dụng phép lai phân tích giữa các cá thể dị hợp về ba cặp gen với các cá thể đồng hợp tử lặn về cả ba cặp gen. Sau đó, tiến hành phân tích tần số hoán vị gen gữa hai gen một.
Dựa vào bảng 3.7 ta có thể chọn ra được 2 cặp có hệ số tương đồng thấp nhất (sự đa dạng cao nhất) để tiến hành lai tạo:
+ Cặp thứ nhất: Là cặp BD5 và BD20. Hệ số tương đồng di truyền là 0.40. BD5 và BD20 có sự đa dạng rất cao. BD5 thuộc nhóm I có xuất xứ tại Quảng trị và có chỉ số bệnh thấp, ưu thế của giống BD5 là sức chống chịu, và sự thích nghi với điều kiện thời tiết, khí hậu. BD20 thuộc nhóm II có xuất xứ tại Bình Dương và BD20 mẫn cảm với bệnh đốm lá, BD20 có khả năng sinh trưởng và cho năng xuất, chất lượng gỗ cao. Hai giống này có sự đa dạng về kiểu hình cũng như kiểu gen nên có thể tiến hành lai tạo.
+ Cặp thứ hai: Là cặp BD14 và BD3. Hệ số tương đồng di truyền là 0.41.Sự đa dạng của BD14 và BD3 cũng khá là cao. BD14 thuộc nhóm II có xuất xứ tại Đồng Nai, chỉ số kháng bệnh của BD14 là thấp, BD14 có ưu điểm là sức chống chịu và sự thích nghi với điều kiện khí hậu. BD3 thuộc nhóm I có xuất xứ tại Vĩnh Phúc và BD3 mẫn cảm với bệnh đốm lá, BD3 có ưu điểm là khả năng phát triển và cho năng suất cũng như chất lượng cao. Hai giống này đã có sự khác biệt về kiểu hình cũng như kiểu gen nên cũng có thể tiến hành lai tạo.
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận
Từ những kết quả nhận được chúng tôi đi đến các kết luận sau:
1. Đã tách chiết được DNA tổng số của 20 giống bạch đàn trắng từ các xuất xứ Vĩnh Phúc, Quảng Trị, Quy Nhơn, Đồng Nai, Bình Dương có độ nguyên vẹn và tinh sạch cao.
2. Trong tổng số 569 băng DNA thu được từ phản ứng RAPD – PCR sử dụng 10 mồi với DNA của 20 giống bạch đàn trắng cho 489 băng đa hình (tỷ lệ đa hình là 85,94%).
3. Qua phân tích đa dạng di truyền dựa trên hệ số tương đồng di truyền Jaccard cho thấy giữa 20 giống bạch đàn trắng có mức độ đa dạng di truyền cao, hệ số tương đồng di truyền dao động từ 0,40 đến 0,78.
4. Đã chọn ra được 2 cặp giống có sự đa dạng cao nhất để có thể tiến hành lai tạo. Cặp thứ nhất là BD5 và BD20, cặp thứ 2 là BD4 và BD13.
+ Cặp BD5 và BD20 có hệ số tương đồng di truyền là 0,40. BD5 thuộc nhóm I có xuất xứ tại Quảng trị và có chỉ số bệnh thấp, ưu thế của giống BD5 là sức chống chịu, và sự thích nghi với điều kiện thời tiết, khí hậu. BD20 thuộc nhóm II có xuất xứ tại Bình Dương và BD20 mẫn cảm với bệnh đốm lá, BD20 có khả năng sinh trưởng và cho năng xuất, chất lượng gỗ cao. Hai giống này có sự đa dạng về kiểu hình cũng như kiểu gen nên có thể tiến hành lai tạo.
+ Cặ BD14 và BD3 có hệ số tương đồng di truyền là 0,41. BD14 thuộc nhóm II có xuất xứ tại Đồng Nai, chỉ số kháng bệnh của BD14 là thấp, BD14 có ưu điểm là sức chống chịu và sự thích nghi với điều kiện khí hậu. BD3 thuộc nhóm I có xuất xứ tại Vĩnh Phúc và BD3 mẫn cảm với bệnh đốm lá, BD3 có ưu điểm là khả
năng phát triển và cho năng suất cũng như chất lượng cao. Hai giống này đã có sự khác biệt về kiểu hình cũng như kiểu gen nên cũng có thể tiến hành lai tạo.
Kiến nghị
1. Sử dụng thêm nhiều mồi RAPD để tiếp tục nghiên cứu ở các xuất xứ khác nhau, từ đó có phân tích sâu và toàn diện hơn về sự đa dạng di truyền của loài bạch đàn trắng ở Việt Nam.
2. Sử dụng thêm các loại chỉ thị phân tử để phân tích đa dạng di truyền của loài bạch đàn trắng để có kết luận tốt nhất về mối quan hệ di truyền giữa các mẫu nghiên cứu, điều đó sẽ giúp cho việc chọn giống trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt
1. Đinh Thị Phòng và Ngô Thị Lam Giang (2008). “ Phân tích mối quan hệ di truyền của 19 giống đậu tương bằng chỉ thị RAPD”. Tạp chí Công nghệ Sinh học 6(13): 327-334.
2. Hoàng Văn Thắng (2005). Nghiên cứu xây dựng mô hình trồng rừng hỗn loài bằng các loài cây lá rộng bản địa trên đất rừng thoái hoá tại các tỉnh phía Bắc. Báo cáo tổng kết đề tài, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam. 3. Hồ Huỳnh Thùy Dương (2008) “Sinh học phân tử”. Nhà xuất bản Giáo
dục.
4. Nguyễn Đức Thuận, Nguyễn Thị Lang (2006), "Đánh giá đa dạng di truyền của đậu nành bằng phương pháp RAPD marker phân tử", Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, kỳ 1 tháng 3/2006: 65-68.
5. Nguyễn Hoàng Nghĩa, Trần Quốc Trọng và Nguyễn Đức Thành (2005) Kết quả bước đầu đánh giá đa dạng di truyền của ba xuất xứ Lim xanh bàng chỉ thị RAPD và DNA lục nạp. Tạp chí và Phát triển Nông thôn 65: 80-81.
6. Nguyễn Trần Nguyên (1999) Early Growth and diseases assessment of a
Eucalyptus camaldulensis progeny trial in the south-east of Viet Nam. Professional Attachment Report of Australian Tree Seed Center, CSIRO Forestry and Forest Products.
7. Nguyễn Việt Cường, Phạm Đức Tuấn, Nguyễn Đức Thành (2007), Ứng dụng chi thị phân tử (RAPD và DNA lục nạp) trong nghiên cứu đa dạng di truyền các cây trội và lựa chọn cặp bố mẹ để xây dựng vườn giống Keo tai
tượng Acacia mangium. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn 16: 56-59.
8. Nguyễn Vĩnh Phúc và Nguyễn Thị Lang (2005) Ứng dụng chỉ thị phân tử để đánh giá gen bệnh bạc lá (Bacterial Leaf Blight) trên cây lúa Orzasativa L. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn: 17: 28-30.
9. Lê Duy Thành (2001), Cơ sở di truyền chọn giống thực vật, Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
10.Trần Hồ Quang, Nguyễn Văn Lâm, Trần Bá Lực, Ngô Thị Minh Duyên, Mai Phương Thúy, 2009. Đánh giá cấu trúc quần di truyền vườn giống bạch đàn urô (Eucalypytus urophylla) làm cơ sở chọn giống. Tạp chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn 140, 82-85.
11.Trần Hồ Quang, Trần Thanh Trăng (2012). “Chọn tạo giống Bạch đàn trắng (Eucalyptus camaldulensis) kháng bệnh đốm lá (Cryptosporiopsis eucalypti) bằng chỉ thị phân tử”. Báo cáo tổng kết đề tài, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam.
12.Trịnh Đình Đạt (2008). Sách “Công nghệ sinh học- Tập 4- Công nghệ di truyền” (Tái bản lần thứ hai), NXB Giáo dục.
13. Trương Quang Vinh, Nguyễn Thị Tâm, Đỗ Tiến Phát, Nguyễn Thành Danh (2008), "Đánh giá sự đa hình DNA một số giống khoai tây (Solanumtuberosum L.) bằng kỹ thuật RAPD", Tạp chí nông nghiệp và phát triển nông thôn, số 1 tháng 1/ 2008: 20 - 25.
14.Võ Đại Hải, Nguyễn Xuân Quát,Trần Văn Con, Đặng Thịnh Triều (2006). Trồng rừng sản xuất miền núi phía Bắc, từ nghiên cứu đến phát triển. Nhà xuất bản Nông nghiệp, 199 trang.
15.Agrama, H.A., George, T.L., Salah, S.F., 2002. Construction of genome map for Eucalyptus camaldulensis DEHN. Silvae Genetica 51, 201-206. 16.Akkaya M. S., Bhagwat A. A., & Cregan P. B. (1992), Length
polymorphism of simple sequence repeat DNA in soybean, Genetic 132:1131-1139.
17.Barlow, B.A. (1991) The Australian flora: its origin and evolution . In Flora of Australian.
18.Blum, L.E.B., Dianese, J.C. and Costa, C.L. (1992) Comparative pathology of Cylindrocladium clavatum and C. scoparium on Eucalyptus
spp. And screening of Eucalyptus provenances for sesistance to
Cylindrocladium damping-off. Tropical Pest Management 38: 2155-2159. 19.Brondani, R.P.V., Brondani, C., Grattapaglia, D., 2002. Towards a genus-
wide reference linkage map for Eucalyptus based exclusively on highly informative microsatellite markers. Mol. Genet. Genomics 267, 338-347. 20.Brondani, R.P.V., Brondani, C., Tarchini, R., Grattapaglia, D., 1998.
Development, characterization and mapping of microsatellite markers in Eucalyptus grandis and E-urophylla. Theor. Appl. Genet. 97, 816-827. 21.Brondani, R.P.V., Williams, E.R., Brondani, C., Grattapaglia, D., 2006. A
microsatellite-based consensus linkage map for species of Eucalyptus and a novel set of 230 microsatellite markers for the genus. BMC Plant Biol. 6, 22.Brooker, M.I.H., 2000. A new classification of the genus Eucalyptus
L'Her. (Myrtaceae). Aust. Syst. Bot. 13, 79-148.
23.Bundock, P.C., Hayden, M., Vaillancourt, R.E., 2000. Linkage maps of Eucalyptus globulus using RAPD and microsatellite markers. Silvae Genetica 49, 223-232.
24.Bundock, P.C., Potts, B.M., Vaillancourt, R.E., 2008. Detection and stability of quantitative trait loci (QTL) in Eucalyptus globulus. Tree Genet. Genomes 4, 85-95.
25.Byrne, M., Hines, B., 2004. Phylogeographical analysis of cpDNA variation in Eucalyptus loxophleba (Myrtaceae). Aust. J. Bot. 52, 459-470. 26.Cupertino, F.B., Leal, J.B., Vidal, P.O., Gaiotto, F.A., 2009. Parentage testing of hybrid full-sib families of Eucalyptus with microsatellites. Scand. J. Forest Res. 24, 2-7.