như một số loài thủy sinh vật khác
Trong vài năm trở lại đây, việc ứng dụng các kỹ thuật di truyền phân tử ngày càng rộng rãi trong nuôi trồng thủy sản và sinh thái học để đánh giá mức độ đa dạng di truyền và nghiên cứu các tính trạng số lượng và chất lượng nhằm nâng cao năng suất vật nuôi (Hiendleder và ctv, 2003; Kühn và ctv, 2003). Các chỉ thị (marker) phân tử (điện di allozyme, RADP, RLPD, microsatelite) và các kỹ thuật di truyền hiện đại
(PCR, giải trình tự) đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong các nghiên cứu về đa dạng di truyền, di truyền quần thể, sự phát sinh loài và định danh loài mới, cũng như
phân biệt các loài cận giống. Bằng các kỹ thuật hiện đại này, nghiên cứu về đa dạng di
di truyền và mối quan hệ phát sinh loài đã được thực hiện trên nhiều đối tượng thủy sinh vật như cá, giáp xác và thân mềm (Song và ctv, 2010; Kochzius và Nuryanto, 2008). Kết quả của các nghiên cứu này đóng vai trò quan trọng trong việc bảo tồn và phát triển các đối tượng này, đồng thời xây dựng quỹ gen phục vụ cho nghiên cứu đa
dạng di truyền.
Ở Việt nam, các nghiên cứu về cấu trúc di truyền quần thể và mối quan hệ phát sinh loài cũng được quan tâm nghiên cứu trong thời gian qua. Tuy nhiên, các nghiên cứu
trên các đối tượng nuôi thủy sản nhìn chung còn hạn chế so với động vật trên cạn, thực vật và vi sinh vật. Các nghiên cứu tập trung vào một vài đối tượng có giá trị kinh tế cao
như tôm sú (Penaeus monodon) (Ngô Đăng Nghĩa và Đặng Thúy Bình, 2008; Nguyễn
và ctv, 2004), cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) (Hà và ctv, 2009), cá song da báo (Plectropomus leopardus) (Nguyễn và Đặng, 2010). Trong các nghiên cứu này, các tác giả đánh giá mức độ đa dạng di truyền và xây dựng mối quan hệ phát sinh loài trong
19
Nghiên cứu mối quan hệ phát sinh loài và đa dạng di truyền cá ngựa đã được
thực hiện bởi một số tác giả trong và ngoài nước thông qua việc phân tích các chỉ thị
phân tử (microsatellite và mtDNA) kết hợp với các phân tích về hình thái. Trong đó,
nghiên cứu về mối quan hệ phát sinh loài cá ngựa được nhiều tác giả đề cập (Wilson
và ctv, 2001, 2003). Lourie và ctv (1999) nghiên cứu mối quan hệ phát sinh loài của 7
loài cá ngựa thu tại Việt Nam (Hippocampus spinosissimus, H. comes, H.trimaculatus,
H. kuda, H. kelloggi, H. mohnikei và H. histrix) dựa vào 354 bp của gen cytochrome b
mtDNA. Casey và ctv (2004) dựa trên 1300 bp của phân tử cytochrome b, đã nghiên cứu mối quan hệ phát sinh loài của 22 loài cá ngựa thuộc giống Hippocampus thu từ Đại Tây Dương và Ấn Độ - Thái Bình Dương ghi nhận 69 kiểu đơn (haplotype) trên
tổng số 93 cá thể. Teske và ctv (2004) nghiên cứu mối quan hệ phát sinh loài của 32
loài cá ngựa dựa vào chuỗi 2317 bp của hệ gen ti thể mtDNA (16S, cytochrome b) và hệ gen nhân (alsolase, S7). Theo Jones và ctv (2005), sử dụng gen cytochrome b (với
1141bp) của 22 loài cá ngựa thuộc giống Hippocampus và nhóm ngoại (gồm 2 loài
Syngnathus acus và S. floridae) từ Genbank được sử dụng để xây dựng cây phát sinh
loài. Teske và ctv (2007) nghiên cứu về mối quan hệ phát sinh loài của 13 loài cá ngựa
(26 cá thể) với 5 chỉ thị phân tử (3 gen thuộc DNA ti thể là: vùng điều khiển, 16S,
cytochrome b và 2 chỉ thị phân tử khác là: S7 và Aldolase). Woodall và ctv (2009)
phân tích vùng điều khiển và cytochrome b DNA ti thể của 4 loài (H. erectus, H. H. hippocampus, H. algiricus, H. guttulatus). Kết quả thu được cây phát sinh loài với sự
phân tách rõ rệt các haplotype của từng loài.
Nghiên cứu về sự đa dạng cá ngựa vùng biển Việt Nam được tiến hành từ
những thập niên 90 (Lourie và ctv, 1999). Khi phân tích 354 bp, 14 kiểu hình đơn được phát hiện trên tổng số 23 mẫu nghiên cứu. Sự khác biệt về kiểu hình là 7,2 – 19,4% trong khi sự khác biệt trong một haplotype là dưới 1%. Trong số các loài thu
được, hai loài H. spinosissimus (thuộc kiểu hình A) và loài H. trimaculatus (kiểu hình C) phổ biến nhất chiếm 44 – 86% số mẫu thu được tại các vùng nghiên cứu. Nghiên cứu của Ngô Đăng Nghĩa và Đặng Thúy Bình (2009) về đa dạng di truyền của quần
thể cá ngựa gai (Hippocampus spinosissimus) cho thấy mức độ đa dạng di truyền cao
(26 haplotype trên 48 cá thể) của quần thể cá ngựa gai ở Phú Quốc với 4 nhánh chính
20
Kết hợp phương pháp hình thái và di truyền, Nickel và Elisabeth (2009) phát hiện các quần thể cá ngựa (Hippocampus abdominalis) ở New Zealand có sự da dạng
di truyền cao trong khi ít có sự khác biệt về hình thái giữa chúng. Kết quả nghiên cứu
trên loài Hippocampus kuda ở Thái Lan cho thấy mức độ đa dạng di truyền của cá
ngựa đen ở vùng biển này ở mức thấp thể hiện qua số nucleotide và kiểu hình đơn thấp
(Panithanarak và ctv, 2009). Kết quả này tương tự như nghiên cứu trên loài cá ngựa H. trimaculatus ở Ấn Độ Dương; tuy nhiên, khi so sánh với các quần thể ở Thái Bình
Dương, chúng đa dạng hơn về các haplotype nhưng thấp hơn về nucleotide (Lourie và Vincent, 2004; Thangaraj và Lipton, 2010).
Một số các nghiên cứu về sự đa dạng loài cá ngựa theo sự phân bố địa lý đã được tiến hành tại vùng biển Ấn Độ-Thái Bình Dương (Teske và ctv, 2005) và vùng biển
Đông Nam Á (Lourie và ctv, 2005). Theo Lourie và ctv (2005), 4 kiểu phân loài theo
vùng địa lý ở vùng biển Đông Nam Á đã được quan sát thấy ở 4 loài cá ngựa (Hippocampus spp.) với các đặc điểm sinh thái khác nhau. Sự khác biệt về mặt di truyền (dựa trên sự so sánh trình tự gen cytochrom b của DNA ti thể) liên quan có ý nghĩa
thống kê với địa điểm thu mẫu (Φ ST = 0.190–0.810, P< 0.0001) và với khoảng cách địa lý (Mantel’s r = 0.37–0.59, P < 0.019). Hai loài cá ngựa sinh sống ở vùng biển nông (Hippocampus barbouri và H. kuda) có mức độ đa dạng ít hơn so với hai loài cá ngựa
sống ở vùng biển sâu (Hippocampusss spinosissimus và H. trimaculatus). Sự giới hạn
các kiểu haplotype theo vùng địa lý ởPhilippine có thể là do sự phân hóa hoặc/và do sự
di chuyển của quần thể theo thời gian. Nghiên cứu chỉ ra rằng sự di chuyển và phân hóa quần thể là nguyên nhân chính tạo thành cấu trúc quần thể của hai loài cá ngựa sống ở vùng nước cạn. Trong khi đó, sự mở rộng khu vực sinh sống và sự hạn chế phân tán và
cách ly địa lý là những tác nhân quan trọng trong lịch sử hình thành quần thể của hai
loài cá ngựa sống ở vùng nước sâu. H. trimaculatus là loài có các haplotype phân bố
rộng nhất (khoảng cách trung bình Dc = 1169 km), trong khi đó, H. barbouri có sự phân
bố haplotype hẹp nhất (khoảng cách trung bình Dc = 67 km).
Bên cạnh đó, Teske và ctv (2005) nghiên cứu sự đa dạng di truyền của nhóm cá
ngựa đen (H. kuda) tại vùng biển Ấn Độ-Thái Bình Dương (Ấn độ, Malaysia,
Indonesia và Philippine), H. fuscus từ vùng biển Đỏ và H. capensis từ Nam Phi. Dữ
21
nhưng khác nhau về khoảng thời gian. Quần thể cá ngựa đen H. kuda từ vùng biển Ấn Độ được tìm thấy là phân hóa trong thời gian lâu nhất. Trong khi đó, quần thể H. fuscus từ vùng biển Đỏ mới phân hóa gần đây. Tất cả những quần thể cá ngựa đều có
tổ tiên chung là một haplotype riêng lẻ và tỉ lệ di cư là rất thấp. Hơn nữa, không có
mối liên quan giữa di truyền và khoảng cách địa lý giữa các quần thể, chứng tỏ sự
phân hóa quần đàn theo khoảng cách là rất nhỏ.