6. Bố cục luận án
3.2. Đa dạng di truyền của các quần thể Đỗ quyên lá nhọn
3.2.2. Quan hệ di truyền giữa các quần thể Đỗ quyên lá nhọn
Quan hệ di truyền giữa 3 quần thể Đỗ quyên lá nhọn thông qua khoảng cách di truyền thể hiện ở bảng 3.17.
Bảng 3.17: Khoảng cách di truyền (D) giữa từng cặp quần thể Đỗ quyên lá nhọn
Cặp quần thể Khoảng cách di truyền (D)
ISSR SCoT Sự kết hợp
QT Tuyền Lâm và QT Hòn Nga 0,0191 0,0606 0,0399
QT Tuyền Lâm và QT Bidoup 0,0444 0,0796 0,0621
QT Hòn Nga và QT Bidoup 0,0490 0,0730 0,0607
Trung bình 0,0375 0,0711 0,0542
Phân tích các mối quan hệ di truyền bằng kỹ thuật ISSR cho thấy, chỉ số biệt hóa di truyền (GST) giữa các quần thể Đỗ quyên lá nhọn là 0,1290, số lượng cá thể di cư giữa các quần thể trong một thế hệ là Nm = 3,3774. Trong khi đó, sử dụng kỹ thuật SCoT, chỉ số GST giữa các quần thể Đỗ quyên lá nhọn là 0,2124, số lượng cá thể di cư giữa các quần thể trong một thế hệ là Nm = 1,8539. Phối hợp giữa hai kỹ thuật, chỉ số GST giữa các quần thể Đỗ quyên lá nhọn là 0,1735, và số lượng cá thể di cư giữa các quần thể trong một thế hệ là Nm = 2,3824. Như vậy, mức độ biệt hóa gen giữa ba quần thể Đỗ quyên lá nhọn tại Lâm Đồng là rất lớn. Vì theo Kurt và
cộng sự (2005) [69] khi GST ≥ 0,25 thì biệt hóa di truyền giữa các quần thể là rất
lớn, nghĩa là cấu trúc của quần thể bị phá vỡ và có sự mất mát gen.
Khoảng cách di truyền giữa các cặp quần thể Đỗ quyên lá nhọn là D = 0,0191 - 0,0490 (sử dụng kỹ thuật ISSR); 0,0606 - 0,0796 (sử dụng kỹ thuật ScoT) và 0,0399 - 0,0621 (phối hợp giữa 2 kỹ thuật) (bảng 3.17). Dựa trên cơ sở khoảng cách di truyền giữa các quần thể, mối quan hệ di truyền ở các quần thể này được thiết lập theo hình 3.11-3.13. Quan hệ phát sinh dựa trên cả hai dữ liệu ISSR và SCoT cho thấy quần thể Bidoup – Hịn Nga có mối quan hệ gần, quần thể Tuyền Lâm có quan hệ xa hơn so với nhóm gồm cặp quần thể Bidoup và Hịn Nga. Điều này cũng gợi ra rằng có lẽ trong quá khứ Đỗ quyên lá nhọn phân bố trên một vùng rộng lớn, bao trùm cả ba khu vực phân bố hiện nay và sự phân cắt (nếu có) chỉ do yếu tố địa hình, dưới sự tác động của con người trong hoạt động xây dựng, canh tác nông nghiệp, phá rừng… Như vậy có thể vùng phân bố ban đầu đã phân mảnh, thu hẹp dần để rồi cịn lại như hiện nay. Khoảng cách địa lý tính theo đường chim bay giữa quần thể Tuyền Lâm và quần thể Hòn Nga khoảng 27 km, giữa quần thể Tuyền Lâm và quần thể Bidoup khoảng 35 km, còn quần thể Hòn Nga và quần thể Bidoup cách nhau khoảng 40 km. Mặt dù khoảng cách giữa quần thể Bidoup và Hòn Nga xa hơn từ quần thể Bidoup đến Tuyền Lâm (Hình 3.14), khoảng cách di truyền giữa quần thể thể Bidoup và quần thể Hòn Nga bé hơn khoảng cách di truyền giữa quần thể Bidoup và quần thể Tuyền Lâm, nhưng giữa quần thể Bidoup và quần thể Hịn Nga khơng bị chia cắt, giữa quần Bidoup và quần Tuyền Lâm chia cắt bởi các hệ thống nông nghiệp và đô thị nên có sự hạn chế trong việc trao đổi thơng tin di truyền.
Kết quả phân tích AMOVA tại bảng 3.18 và hình 3.15 cho thấy biến dị di truyền giữa 3 quần thể Đỗ quyên lá nhọn, với tỷ lệ biến dị giữa các quần thể là 16%, 19% và 18%; và tỷ lệ biến dị giữa các cá thể trong quần thể tổng khảo sát là 84%, 81% và 82% tính lần lượt dựa trên dữ liệu ISSR, dữ liệu SCoT và dữ liệu phối hợp. Tỷ lệ biến dị xảy ra trong quần thể dựa trên dữ liệu kết hợp là cao hơn so với tỷ lệ dựa trên ISSR và cao hơn đáng kể với tỷ lệ dựa trên SCoT. Nhưng đối với cả ba loại dữ liệu, tỷ lệ biến dị giữa quần thể thu được trong nghiên cứu này cao hơn hầu hết
các nghiên cứu trước đây về quần thể Rhododendron trên thế giới, bao gồm quần thể R. aureum ở Trung Quốc (Liu và cộng sự, 2012) [75], quần thể R. protistum var.
giganteum ở Trung Quốc (Wu và cộng sự, 2015) [120], quần thể R. nivale ở Tây Tạng (Xu và cộng sự, 2017b) [122], quần thể R. ferrugineum ở Northern Apennines (Bruni và cộng sự, 2012) [49].
Bảng 3.18: Phân tích AMOVA cho 60 cá thể thuộc 3 quần thể Đỗ quyên lá nhọn
Nguồn biến động Giữa các
quần thể Giữa các cá thể thuộc cả 3 quần thể d.f. ISSR 2 57 SCoT 2 57 Kết hợp 2 57 Tổng bình phương ISSR 33.733 199.000 SCoT 30,367 149,200 Kết hợp 64,100 348,200 Trung bình ISSR 16,867 3,491 SCoT 15,183 2,618 Kết hợp 31,933 6,124 Thành phần biến dị ISSR 0,669 3,491 SCoT 0,628 2,618 Kết hợp 32,050 6,109 Tỷ lệ biến dị (%) ISSR 16% 84% SCoT 19% 81% Kết hợp 18% 82% P-value ISSR < 0.001 < 0.001 SCoT < 0.001 < 0.001 Kết hợp < 0.001 < 0.001
Hình 3.11: Sơ đồ dạng cây về quan hệ di truyền giữa ba quần thể khảo sát dựa trên
dữ liệu thu nhận bằng kỹ thuật ISSR
Hình 3.12: Sơ đồ dạng cây về quan hệ di truyền giữa ba quần thể khảo sát dựa trên
Hình 3.13: Sơ đồ dạng cây về quan hệ di truyền giữa ba quần thể khảo sát dựa trên
sự phối hợp kỹ thuật SCoT và ISSR
Hình 3.15: Biến động phân tử giữa các quần thể và giữa các cá thể thuộc quần thể
tổng khảo sát dựa trên chỉ thị ISSR; Chỉ thị SCoT và dựa trên dữ liệu phối hợp Trong các nghiên cứu trước đây, Xu và cộng sự (2017a) [121] khi đánh giá đa dạng di truyền 6 quần thể Đỗ quyên R. triflorum tại Tây Tạng, Trung Quốc và cho thấy hệ số biệt hóa gen GST đạt 0,3752 trong ISSR và 0,31 trong AFLP. Khi phân
tích AMOVA có 75% trong ISSR và 71% trong AFLP và chỉ ra rằng hầu hết sự đa dạng di truyền được phân bố trong quần thể. Lưu lượng gen (Nm) là 0,8326 trong ISSR và 1,1127 trong AFLP. Trong khi Xue và cộng sự (2020) [123] sử dụng chỉ thị nSSR và cpDNA để phân tích đa dạng di truyền của 11 quần thể Đỗ quyên R.
rex subsp. rex tại Trung Quốc đã cho thấy dòng gen lịch sử cao và dòng gen đương
đại thấp và sự khác biệt di truyền vừa phải (nSSR: FST =0,165; cpDNA: FST
=0,841). Khoảng cách di truyền và địa lý cho thấy mối tương quan đáng kể (p<0,05), do đó việc đánh mất và phá hủy mơi trường sống, dẫn đến suy giảm quần
B A
thể và suy giảm các loài cận huyết, cần được xem xét trong việc quản lý và bảo tồn loài R. rex subsp. rex.