III. Tái sinh, sinh trưởng cây mẹ
3.2.1. Đa dạng di truyền các quần thể và tổng thể loài Đỗ quyên lá nhọn
Trong nghiên cứu trước đây về đa dạng di truyền quần thể và biến dị di truyền, kết quả cho thấy càng tăng số lượng locus điều tra thì kết quả phân tích càng đáng tin cậy hơn (Carling và Brumfield, 2007) [51]. Đã có nhiều nghiên cứu khác nhau sử dụng sự kết hợp của hai hoặc nhiều kỹ thuật DNA fingerprinting để nghiên cứu di truyền quần thể (Kumar và cộng sự, 2014; Xu và cộng sự, 2017b; Talebi và cộng sự, 2018; Agarwal và cộng sự, 2019) [68], [122], [109], [42]. Để khai thác tốt nhất tất cả dữ liệu phân tích trong nghiên cứu đa dạng di truyền quần thể Đỗ quyên lá nhọn, phối hợp 2 chỉ thị phân tử ISSR và SCoT được mô tả trong bảng 3.16. Kết quả tại bảng 3.16 cũng cho thấy mức độ đa dạng di truyền của 3 quần thể đều thấp khi dựa trên tỷ lệ phần trăm băng đa hình (percentage of polymorphic bands –
PPB), mức độ dị hợp tử di truyền/chỉ số đa dạng gen (genetic heterozygosity/Nei’s
gene diversity index - He) và chỉ số Shannon (I). Cụ thể:
3.2.1.1. Tỷ lệ các locus đa hình
Khi sử dụng kỹ thuật phối hợp ISSR và SCoT, tỷ lệ các locus đa hình của quần thể Tuyền Lâm, Hòn Nga và Bidoup trong phạm vi nghiên cứu lần lượt là 28,79; 37,88 và 46,21%. Trong quần thể tổng, tỷ lệ locus đa hình cao hơn hẳn so với từng quần thể đơn lẻ (PPB = 66,67%), đây là một điều hiển nhiên vì nó thể hiện tính tổ hợp của tồn bộ tập hợp các mẫu được khảo sát. Như vậy, mức độ đa hình ở các quần thể khác nhau là khác nhau, trong đó quần thể Bidoup có tỷ lệ các locus đa hình cao nhất, quần thể Hòn Nga kém đa dạng hơn và quần thể Tuyền Lâm có mức độ đa dạng cực thấp. Điều này cũng phù hợp với thực tế khảo sát ở các quần thể. Số lượng cá thể và diện tích phân bố Đỗ quyên lá nhọn ở quần thể Bidoup cao hơn 2 quần thể còn lại. Quần thể Bidoup do nằm trong vùng quản lý, bảo vệ nghiêm ngặt của Vườn Quốc gia Bidoup – Núi Bà nên được bảo vệ tốt. Quần thể Hòn Nga tuy ở vùng sâu, cách xa khu dân cư nhưng vẫn có các hoạt động khai thác lâm sản, phá rừng với mục đích lấy đất canh tác, lấy củi… Trong khi quần thể Tuyền Lâm nằm
rất gần khu du lịch Tuyền Lâm và khu vực đất nơng nghiệp, có sự tác động mạnh mẽ của con người nên gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sống và trữ lượng của lồi. Bên cạnh đó, các cá thể trong các quần thể hầu hết phân bố thành từng đám nhỏ rải rác, bị phân mảnh, từ đó làm suy giảm mức độ trao đổi di truyền, ảnh hưởng bất lợi đến tính đa dạng di truyền quần thể. Mặt khác quần thể nhỏ duy trì số allen ít và gen đồng hợp tử cao, nên mức độ đa dạng di truyền thấp. Rõ ràng, quần thể bị phân cắt thành các quần thể nhỏ hơn về kích thước và cuối cùng dẫn đến sự tuyệt chủng loài (Templeton, 1991) [111].
Ở chi Đỗ quyên, kết quả nghiên cứu trên đối tượng R. nivale và R. concinnum ở Trung Quốc, Xu và cộng sự (2017b); Zhao và cộng sự (2012b) [122], [128] cũng ghi nhận cả 2 lồi Đỗ qun này có tỷ lệ locus đa hình cao hơn ở cấp lồi (PPL = 85,71 - 91,22%) nhưng thấp hơn ở cấp độ quần thể (PPL = 62,26%-77,56%). Trong
khi Wu và cộng sự (2014) [119] cũng đã xác định mức độ locus đa hình trong quần thể tổng là 66,67% đối với loài Đỗ quyên R. protistum var. giganteum.
Bảng 3.16: Mức độ đa dạng di truyền của ba quần thể và tổng thể loài
Đỗ quyên lá nhọn bằng kỹ thuật ISSR và SCoT
Tham số Quần thể Tuyền Lâm Quần thể Hòn Nga Quần thể Bidoup Mức độ loài Kỹ thuật ISSR HEi 0,1259 0,1293 0,1708 0,1630 II 0,1885 0,1947 0,2512 0,2561 PPBI (%) 36,36 36,36 43,94 57,58 Kỹ thuật SCoT HeS 0,0823 0,1574 0,2006 0,1864 IS 0,1220 0,2316 0,2907 0,2951 PPBS (%) 21,21 39,39 48,48 66,67
Kỹ thuật phối hợp ISSR và ScoT
He 0,1041 0,1434 0,1857 0,1747
I 0,1552 0,2131 0,2709 0,2756
3.2.1.2. Mức độ dị hợp tử di truyền
Mức độ dị hợp tử của quần thể Tuyền Lâm, Hòn Nga và Bidoup và quần thể tổng trong phạm vi nghiên cứu lần lượt là 0,0823, 0,1574, 0,2006 và 0,1864 khi sử dụng chị thị ScoT; 0,1259, 0,1293, 0,1708 và 0,163 khi sử dụng chỉ thị ISSR và 0,1041, 0,1434, 0,1857 và 0,1747 khi sử dụng phối hợp chỉ thị ISSR và SCoT. Từ kết quả trên, quần thể Bidoup có tính dị hợp tử cao hơn quần thể Hịn Nga và Tuyền Lâm. Đối với quần thể tổng, mức độ dị hợp tử cao hơn hẳn so với các quần thể tại các khu vực phân bố riêng lẻ. Đa số các lồi q hiếm có mức độ dị hợp tử cực kỳ thấp (Case và cộng sự 1998) [52]. Loài R. concinnum, đã xác định tính dị hợp He của các quần thể là 0,4725 và tổng thể loài trong phạm vi nghiên cứu là 0,5095 (Zhao và cộng sự, 2012b) [128]; loài R. hongkongense, R. protistum var.
giganteum; R. nivale; R. rex Subsp. rex; R. triflorum và R. simsii tính di hợp tử He
giao động từ 0,240-0,4989 (Wu và cộng sự, 2014; Kuttapetty và cộng sự, 2014; Xu và cộng sự, 2017b; Wang và cộng sự, 2019; Xue và cộng sự, 2020) [119], [70], [122], [114], [123]. Từ kết quả trên, các tác giả cho rằng mức độ dị hợp tử đều thấp, vì He < 0,5. So với tổng thể chung về tính đa hình của các lồi Đỗ qun q hiếm nêu trên thì tính dị hợp tử He của các quần thể Đỗ quyên lá nhọn phân bố tại ba địa điểm và quần thể tổng tại Lâm Đồng chỉ ở mức rất thấp.
3.2.1.3. Chỉ số Shannon
Ở cấp quần thể và loài, chỉ số Shannon thu được tại các locus ISSR, SCoT và phối hợp lần lượt đạt từ 0,1220-0,1885 cho quần thể Tuyền Lâm; 0,1947-0,2316 cho quần thể Hòn Nga; 0,2512-0,2907 cho quần thể Bidoup và 0,2561-0,2951 cho quần thể tổng.
Khi so sánh với các nghiên cứu của Xu và cộng sự (2017a) [121], Xue và cộng sự (2020) [123], Wu và cộng sự (2014) [119], Chappell và cộng sự (2008) [53] và Kuttapetty và cộng sự (2014) [70] về đa dạng di truyền của một số loài Đỗ quyên, như R. triflorum, R. rex Subsp. Rex và R. protistum var. giganteum tại Trung Quốc hay loài Rhododendron spp. section pentanthera tại vùng miền Tây nước Mỹ, và
loài R. arboreum ở Ấn Độ, cho thấy mức độ đa dạng di truyền của quần thể Đỗ quyên lá nhọn ở Lâm Đồng thấp hơn so với những loài Đỗ quyên này.
Từ các kết quả phân tích ở trên cho thấy mức độ đa dạng di truyền thấp đối với quần thể tổng, và có sự suy giảm dần ở các quần thể riêng từ quần thể Bidoup đến quần thể Tuyền Lâm. Sự suy giảm này có lẽ do cấu trúc quần thể, vì qua điều tra cho thấy sự phân phân bố của các cá thể trong quần thể là theo cụm, các cá thể trưởng thành mọc gần nhau, cây tái sinh chủ yếu từ chồi gốc. Do đó, các cá thể trong cùng một cụm có thể chung nguồn gốc từ một số ít cây mẹ. Ngoài ra, sự suy giảm di truyền cao ở quần thể Tuyền Lâm là do yếu tố khí hậu, nhiệt độ cao hơn, độ ẩm thấp hơn dẫn đến ảnh hưởng đến quá sinh trưởng và phát triển của quần thể này.