4. Những đóng góp mới của luận án
3.4.2.2. Các biến thể di truyền
Dựa trên 48 trình tự đoạn gen COI đã tìm thấy 20 vị trí đa hình, 17 haplotype dựa trên trình tự 843 bp của COI. Trong đó 2 haplotype (H4 và H5) được tìm thấy trong cả năm tiểu quần thể với số lượng cá thể lớn (20 cá thể chiếm 41,67% và 8 cá thể chiếm 16,67%, tương ứng), 01 haplotype (H7) tìm thấy trên hai cá thể (4,17 %), 2 haplotype (H1 và H7) được tìm thấy trong 3 cá thể (6,25 %) và có 11 haplotype được tìm thấy ở 11 cá thể khác nhau (Bảng 3.22). Kết quả phân tích dựa trên trình tự của 48 đoạn gen
16S rRNA phân lập được quần thể cá Chình hoa ở Thừa Thiên Huế đã xác định được 7
vị trí sai khác và 8 haplotype. Trong đó, H1 và H4 xuất hiện tại tất cả các vùng thu mẫu với số lượng cá thể lớn (66,67% và 16,67% tương ứng). H6 và H7 xuất hiện trên 2 cá thể thuộc quần thể phân tích chiếm tỷ lệ 5,17%. Các haplotype còn lại chỉ xuất hiện trong một cá thể duy nhất của quần thể (Bảng 3.23).
Bảng 3.22. Vị trí đa hình của 17 haplotype từ đoạn gen COI của cá Chình hoa ở Thừa Thiên Huế
Haplo- Mã sô truy cập GenBank Vị trí nucleotide từ mạch 5’
type 39 75 171 174 189 210 237 270 342 387 420 582 585 611 657 690 747 804 808 812 H1 MN067923, MN067925, MN067938 A C C T T C T G G A G T A T A C C A A G H2 MN067924 * * * * * T C * * * A * * * * * * * * * H3 MN067926 * * * * * * C * A * A * * C * T * * * * MN067927, MN067928, MN067929, MN067930, MN067932, MN067934, MN067937, MN067939, MN067943, H4 MN067946, MN067947, MN067956, * * * * * * C * * * * * * * * * * * * * MN067958, MN067959, MN067960, MN067963, MN067964, MN067966, MN067967, MN067970 MN067931, MN067935, MN067940, H5 MN067942, MN067950, MN067954, * * * * * * C * * * * * * * * * * G * * MN067962, MN067965 H6 MN067933 * * * C C * * * * * * * G * * * * * H7 MN067936, MN067945, MN067957 * * * * * * C * * A * * * * * * * * * H8 MN067941 * * T * * * C A * * * * * * * * * * * * H9 MN067944, MN067969 * * * * * * C * * G * * * * * * * * * H10 MN067948 C C * * * * * * * G * * * * * H11 MN067949 * * * * * * C * * * * G G * G * * G * * H12 MN067951 C * * * * * C * * * * * * * * * * * * * H13 MN067952 C * * * * * C * * * A * * * * * * * * * H14 MN067953 C T T * * * C A * * * * * * * * * * * * H15 MN067955 * * * * * * C * * * * * * * G * * * * * H16 MN067961 * * * C * * C * * * * * * * * * T * * T H17 MN067968 * * * * * * C * * * * * * * * * * * C *
Bảng 3.23. Vị trí xác định của 8 haplotype của quần thể cá Chình hoa tại Thừa Thiên Huế dựa trên trình tự đoạn gen 16S rRNA
Haplotype Mã số truy cập GenBank Vị trí nucleotide bắt đầu từ 5’
176 218 246 264 308 313 406 520 MN633308 - MN633310 MN633312 - MN633316 MN633321 - MN633324 MN633329, MN633330, MN633331, MN633332, H1 MN633333, MN633335 C A G G G C G T MN633319, MN633337 MN633340 - MN633342 MN633344 - MN633346 MN633348 - MN633351 MN633353 - MN633355 H2 MN633311 * * A * * A * H3 MN633313 * * * * * T * MN633317, MN633320, H4 MN633326 - MN633328, * * * * A * * MN633336, MN633339, MN633347 H5 MN633318 * G * * * * * H6 MN633325, MN633338 * * * G * H7 MN633334, MN633343 * * * * * * C H8 MN633352 G * * * *
Mạng lưới haplotype được xây dựng dựa trên phân tích khoảng trung bình (median-joining) thể hiện các vị trí đa hình, bao gồm số lượng và tần số của các haplotype cho các chuỗi COI và 16S rRNA đã đã thực hiện (Hình 3.27 và Hình 3.28). Trên các đường kết nối, các số màu đỏ thể hiện các vị trí đa hình giữa mỗi cặp haplotype. Các màu đại diện cho các quần thể khác nhau. Các mạng lưới haplotype giống như những radial với số lượng lớn các haplotype liên quan chặt chẽ với 01 haplotype trung tâm (H5 đối với COI và H1 đối với 16S rRNA). Các haplotype này được xem là haplotype nguồn gốc được tìm thấy ở tất cả các vùng thu mẫu. Kết quả này thể hiện mối tương quan chặt chẽ giữa các cá thể trong quần thể và một số kết nối mơ hồ giữa các vùng nghiên cứu. Bên cạnh đó, 1 haplotype khác ít có mối tương quan với các haplotype khác thể hiện tính đặc trưng của quần thể (H5 và H4 tương ứng với
COI và 16S rRNA). Các haplotype còn lại trong mạng lưới có sự phân tán so với
haplotype trung tâm, cho thấy tính đa dạng và xu hướng khác biệt của một số cá thể độc lập.
Hình 3.27. Mạng lưới haplotype của quần thể cá Chình hoa ở Thừa Thiên Huế dựa trên trình tự đoạn gen COI
Hình 3.28. Mạng lưới haplotype của quần thể cá Chình hoa ở Thừa Thiên Huế dựa trên trình tự đoạn gen 16S rRNA
Cây phát sinh di truyền giữa các haplotype dựa trên trình tự đoạn gen COI và 16S rRNA đã được xây dựng bằng phương pháp UPGMA [204] với 1.000 lần lặp lại
thử nghiệm bootstrap [105]. Cây phát sinh di truyền các haplotype dựa trên trình tự đoạn COI có tổng chiều dài của các nhánh là 0,07028. Hầu hết các haplotype có liên quan
yếu (hỗ trợ bootstrap dưới 50%), sự khác biệt giữa chúng có thể là do sự sai khác nucleotide thấp. Các haplotype được tập hợp thành 2 nhánh rõ ràng: nhánh thứ nhất bao gồm hai haplotype H8 và H14 độc lập với 14 haplotype còn lại ở khoảng cách di truyền bằng 0,0045 với giá trị hỗ trợ bootstrap là 56%. Trong nhánh thứ 2: H5 và H15 cùng với H12 và H13 được nhóm thành 2 nhóm nhỏ với tương quan cao nhất (bootstrap > 60%), các haplotype H4, H7 và H17 cũng được nhóm thành một cụm nhưng tỷ lệ hỗ trợ bootstrap chỉ 17%. Các haplotype còn lại có phân phối rời rạc trong nhánh (Hình 3.29). Trong khi đó, cây phát sinh di truyền của các haplotype dựa trên trình tự đoạn 16S rRNA có tổng chiều dài của các nhánh là 0,00476. Cây phát sinh di truyền của các haplotype dựa trên trình tự đoạn 16S rRNA cho thấy tỷ lệ hỗ trợ bootstrap cao ở tất cả các nhánh (100 %). Trong 8 haplotype đã được xác định, H6 đứng trong một nhóm riêng lẽ với các haplotype còn lại với khoảng cách di truyền 0,0047. Các haplotype còn lại được xếp trong cùng một nhánh và có cùng khoảng cách di truyền với nhau (Hình 3.30).
Hình 3.29. Cây phát sinh di truyền giữa các haplotype của quần thể cá Chình hoa ở Thừa Thiên Huế dựa trên trình tự đoạn gen COI
Hình 3.30. Cây phát sinh di truyền giữa các haplotype sử dụng trình tự 16S rRNA
Các cây phát sinh di truyền giữa các haplotype cho thấy sự tương đồng khi đều được phân thành 2 nhánh, một nhánh chứa hai loại haplotype của gen COI và 1 haplotype của 16S rRNA từ hai quần thể ND và PD và nhánh còn lại chứa hầu hết các
haplotype từ 5 quần thể còn lại (Hình 3.29 và Hình 3.30). Sự phân nhánh của các haplotype có giá trị hỗ trợ thấp của boostrasp. Điều này có thể được giải thích bởi một số lý do. Đầu tiên, cá Chình hoa được sinh ra ở vùng biển sâu, các dòng chảy trên biển đã vận chuyển chúng di nhập đến vùng sinh sống ở vùng nước ngọt hoặc ven biển [71]. Tại các thủy vực nội địa, cá Chình hoa có thể sinh trưởng từ 2 đến 20 năm hoặc hơn [181]. Sự thay đổi môi trường mạnh mẽ trong quá trình di cư và môi trường sống lâu dài trong hệ sinh thái nội địa đã thúc đẩy sự hình thành các biến dị di truyền và đặc trưng sinh lý cho loài. Thứ hai, những thay đổi môi trường mạnh mẽ giữa đại dương và nước ngọt trong các giai đoạn cụ thể của chu kỳ sống hình thành nên các đặc điểm sinh lý khác biệt của chúng, ví dụ: độ nhạy thị giác, khả năng khứu giác và khả năng chịu mặn [228]. Điều này cũng có thể được đề xuất như là một nguyên nhân của sự xuất hiện của các gen hiếm và các dạng đơn bội gây ra bởi sự cô lập theo thời gian của các nhóm sinh sản. Sự cô lập về thời gian gây ra sự hạn chế trong dòng gen giữa những cá thể sinh sản sớm và muộn [125]. Trong các nghiên cứu gần đây về cấu trúc quần thể của cá Chình hoa, một số tác giả đã thể hiện sự phân lập gen một phần xảy ra do sự sinh sản nhưng đối với một số dòng gen có thể xảy ra trong quá trình di cư lâu dài của loài [108].