CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Phân tích đa dạng di truyền của các cây bố mẹ đã chọn
3.1.1. Kết quả tách chiết ADN tổng số
Sau khi tiến hành tách chiết ADN tổng số, đề tài đã tiến hành kiểm tra độ tinh sạch, nồng độ và chất lƣợng ADN bằng phƣơng pháp điện di trên gel agarose 0,8%. Mẫu ADN sạch và không bị đứt gãy là yếu tố đầu tiên cho phản ứng PCR –SSR thành công cũng nhƣ cho cả quá trình nghiên cứu.
Kết quả đo nồng độ ADN và kiểm tra chất lƣợng ADN trên gel agarose 0,8% cho thấy tất cả ADN tập trung một băng chính, hình ảnh rõ nét, không bị đứt gãy, nhƣ vậy các mẫu ADN đều có chất lƣợng tốt, đủ điều kiện để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo (hình 3.1).
.
Hình 3.1. Kết quả điện di tinh sạch ADN tổng số 19 cây bạch đàn
3.1.2. Kết quả phản ứng PCR từ ADN tổng số của các mẫu bạch đàn với các mồi SSR các mồi SSR
Để nghiên cứu quan hệ di truyền giữa các cây bạch đàn, đề tài đã sử dụng 34 mồi SSR có tên và trình tự tại phụ lục 1. Sau khi hoàn thành phản ứng PCR sản phẩm đƣợc điện di trên gel polyacrylamide 4,5% để phân tích đa hình ADN của các mẫu nghiên cứu. Kích thƣớc băng ADN thu đƣợc đƣợc phân tích dựa trên sự có mặt hay vắng mặt của chúng ở các mẫu nghiên cứu.
Hình 3.2. Kết quả điện di sản phẩm PCR-SSR của mồi EMBRA229 và EMBRA165 với 19 mẫu bạch đàn trên gel polyacrylamide 4,5%
3.1.3. Kết quả phân tích quan hệ di truyền giữa các cây bố mẹ chọn lai giống giống
Kết quả phân tích đƣợc thể hiện ở bảng 3.1, hình 3.4 và hình 3.5:
Bảng 3.1. Khoảng cách di truyền giữa 19 cây bạch đàn
C1 C13 C3 C4 C5 C7 E1 E1BV E2 E5 E6 E7 U1 U2 U3 U4 U5 U8 U29 0,000 C1 0,926 0,000 C13 0,946 0,636 0,000 C3 0,903 0,280 1,160 0,000 C4 1,386 0,986 0,946 0,964 0,000 C5 1,690 0,873 1,378 0,911 1,151 0,000 C7 1,315 1,481 1,137 1,458 1,074 1,263 0,000 E1 2,114 2,743 3,882 2,721 2,268 2,621 3,391 0,000 E1BV 1,382 1,017 1,204 1,189 1,295 0,894 1,165 2,205 0,000 E2 2,127 1,098 1,479 1,219 1,172 1,119 1,196 2,316 0,994 0,000 E5 1,151 0,998 1,155 1,119 1,557 1,638 1,263 2,621 1,019 1,381 0,000 E6 1,536 1,270 1,176 1,322 1,759 1,301 1,465 2,418 0,934 1,584 0,896 0,000 E7 2,414 1,673 1,830 1,902 1,855 1,445 1,745 3,073 1,327 2,462 1,802 1,386 0,000 U1 1,767 1,586 1,589 1,564 1,767 1,358 2,128 2,292 1,407 1,564 1,581 0,973 0,529 0,000 U2 1,717 1,168 1,539 1,313 1,717 1,213 2,078 1,955 1,115 1,514 1,213 1,041 0,341 0,469 0,000 U3 1,583 1,285 1,522 1,263 1,701 1,242 1,859 2,072 1,386 1,430 1,530 1,158 0,634 0,403 0,289 0,000 U4 1,743 1,194 1,901 1,172 1,609 1,334 1,922 2,268 1,295 1,539 1,557 1,200 0,856 0,455 0,405 0,284 0,000 U5 2,047 1,136 2,051 1,248 2,229 1,078 1,917 2,824 0,986 1,584 1,484 1,216 1,311 1,465 1,105 1,733 1,274 0,000 U8 1,917 2,120 1,872 2,098 1,694 2,152 1,941 1,970 1,254 2,435 2,334 1,662 1,911 1,824 1,891 1,890 1,799 2,537 0,000U29 400bp 300bp 200bp 100bp E165 E229
Hình 3.3. Cây phân loại di truyền của 19 cây bạch đàn
Hình 3.4. Quan hệ di truyền giữa 19 cây bạch đàn
Kết quả ở bảng 3.1 cho thấy giữa các mẫu nghiên cứu có khoảng cách di truyền nằm trong khoảng 0,28-3,882. Trong đó, giá trị 0,28 là khoảng cách di
truyền giữa hai cây C4-C13; khoảng cách di truyền giữa hai cây C3 và E1BV là 3,882.
Sử dụng công cụ của phần mềm phân tích để xây dựng biểu đồ quan hệ di truyền giữa 19 cây bạch đàn nghiên cứu (hình 3.4). Biểu đồ thể hiện góc nhìn rõ hơn mối quan hệ giữa từng đối tƣợng và từng nhóm đối tƣợng với nhau.
Cây di truyền trên thể hiện mối quan hệ xa giữa các loài bạch đàn. Từ hình 3.5 cho thấy có 2 nhánh, nhánh một gồm có Bạch đàn caman và Bạch đàn liễu, nhánh hai chỉ có Bạch đàn urô và ở hình này cũng chỉ ra sự khác biệt ở khoảng cách di truyền giữa các loài thậm chí trong cùng loài. Trong loài Bạch đàn caman hai cây C1 (Bắc Giang) và C4 (Vĩnh Phúc) có hệ số tƣơng đồng di truyền giống nhau, nhƣng trên thực tế ở hiện trƣờng hai cây này đƣợc đánh giá về hình thái là sinh trƣởng nhanh (D1.3 = 36,7cm) và sinh trƣởng chậm (D1.3 = 14,8cm). Đây chính là phản ảnh của môi trƣờng sống với từng cá thể, tuy cùng có hệ số tƣơng đồng di truyền nhƣng sinh trƣởng khá khác biệt ở hai lập địa khác nhau là Bắc Giang và Vĩnh Phúc.
Từ biểu đồ quan hệ di truyền (hình 3.4) kết hợp với bảng khoảng cách di truyền (bảng 3.1) giữa các đối tƣợng nghiên cứu nhóm thực hiện nhận thấy trung bình khoảng cách di truyền giữa các đối tƣợng trong nhóm Bạch đàn caman là thấp hơn cả với nhóm loài khác (0,712). Khoảng cách di truyền trong nhóm này thấp nhất là 0,28 và cao nhất đạt 1,69. Tiếp theo là nhóm Bạch đàn liễu với khoảng cách di truyền trong nhóm này thấp nhất là 0,896 và cao nhất đạt 3,319; khoảng cách di truyền trung bình trong nhóm đạt 1,183. Cuối cùng là khoảng cách di truyền của nhóm Bạch đàn urô, giá trị thấp nhất là 0,284 và cao nhất nhất là 2,537; giá trị trung bình của nhóm là 0,836. Qua các số liệu thu đƣợc cho thấy rằng, khoảng cách di truyền giữa các mẫu nghiên cứu trong cùng loài là rất khác nhau trong khi loài Bạch đàn caman chỉ có 1,41 thì Bạch đàn liễu, Bạch đàn urô lần lƣợt là 2,495 và 2,254.
Với quan hệ di truyền giữa các nhóm khác nhau ta có khoảng cách di truyền thấp nhất là nhóm Bạch đàn caman với Bạch đàn liễu (1,535); giá trị cao nhất là nhóm Bạch đàn liễu với Bạch đàn urô (1,702); hiệu số khoảng cách di truyền của nhóm Bạch đàn caman với Bạch đàn liễu (2,987), Bạch đàn caman với Bạch đàn urô (1,336), và Bạch đàn liễu với Bạch đàn urô có giá trị (2,1). Theo lý thuyết thì khoảng cách di truyền giữa từng nhóm đối tƣợng hay từng đối tƣợng nghiên cứu càng xa nhau thì càng có ý nghĩa trong việc thực hiện các phép lai nhằm đạt đƣợc các giống lai có hệ số tăng thu di truyền cao nhất.
Số liệu ở bảng 3.1 cho thấy E1BV có giá trị trung bình về khoảng cách di truyền là (2,545) và khoảng cách giữa E1BV với từng đối tƣợng [1,955; 3,882], đứng thứ hai là U29 với giá trị trung bình đạt (1,961) trong khi khoảng cách với từng đối tƣợng [1,254; 2,537]. E2, U3 thuộc nhóm có giá trị trung bình khoảng cách di truyền thấp nhất lần lƣợt (1,226) và (1,227).
Kết quả phân tích cho thấy mối quan hệ di truyền giữa các cây, cây trong cùng nhóm loài và các nhóm là tƣơng đối khác biệt và biểu đồ quan hệ di truyền của 19 cây phù hợp với bảng phân loại mối quan hệ giữa các loài bạch đàn của Pryor, Johnson (1971) và Willcox (1997). Trong đó loài Bạch đàn caman và Bạch đàn liễu có quan hệ họ hàng gần nhau hơn so với Bạch đàn urô, do vậy khi lai giống giữa Bạch đàn urô với Bạch đàn liễu và Bạch đàn caman các tổ hợp lai thƣờng có ƣu thế lai nhiều hơn so với tổ hợp lai thuận nghịch giữa Bạch đàn caman với Bạch đàn liễu.
Tóm lại: Khoảng cách di truyền giữa 19 cây nằm trong khoảng [0,28; 3,882] và đƣợc chia thành nhiều nhánh có sự sai khác lớn, các cây trong cùng một loài tạo thành nhánh riêng biệt. Quan hệ giữa cây khác nhóm loài có ý nghĩa lớn trong chọn giống và lai giống. Thông qua kết quả phân tích đa dạng di truyền của 19 cây bố mẹ bằng 34 chỉ thị SSR, đề tài đã chọn ra các cặp bố mẹ lai giống, với những cây bạch đàn có cùng hệ số tƣơng đồng di truyền thì
chỉ chọn một cây trong số đó để tiến hành lai giống với cây bạch đàn thuộc loài khác với mục đích tạo nên các tổ hợp bạch đàn lai xa.