CHƯƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.4. Mối quan hệ di truyền giữa 70 mẫu Bách xanh với tổ hợp chỉ thị ISSR và SSR
Để có cái nhìn tổng quát hơn về mức độ đa dạng di truyền và mối quan hệ di truyền giữa 3 quần thể Bách xanh nghiên cứu, chúng tôi đã tổng hợp kết quả phân tích với chỉ thị ISSR và chỉ thị SSR. Kết quả đã chỉ ra quần thể Bách xanh ở Đatanla có tính đa dạng di truyền cao nhất (h = 0,123; I = 0,194 và PPB = 36.61%), xếp thứ hai là quần thể Hòa Sơn (h = 0,107; I = 0,188 và PPB = 345.52%), và thấp nhất là quần thể Kon Chƣ Răng (h = 0,031; I = 0,034 và PPB = 6.01%) (bảng 3.10).
Kết quả phân tích về các thông số này này cũng phù hợp với kết quả khi phân tích độc lập hai chỉ thị ISSR và SSR.
Bảng 3.10. Một số thông số di truyền của 3 quần thể Bách xanh phân tích với tổ hợp chỉ thị ISSR và SSR
Thông số di truyền
Mức độ quần thể Mức độ
loài Đatanla Hòa Sơn Kon Chƣ Răng Trung bình
N 32 34 4 23,3 70
Na 1,317 1,284 0,825 1,142 1,512
Ne 1,229 1,221 1,041 1,164 1,277
He 0,131 0,127 0,023 0,094 0,168
PPB (%) 36,61 35,52 6,01 26,05 51,16
h 0,123 0,107 0,031 0,102 0,146
I 0,194 0,188 0,034 0,139 0,254
Ghi chú: N: số mẫu; Na: số alen trung bình trên một locus; Ne: số alen hiệu quả trên một locus; I: chỉ số đa dạng Shannon; He: hệ số gen dị hợp tử mong đợi; UHe:
Unbiased expected heterozygosity; h: chỉ số đa dạng theo Nei; PPB: phần trăm phân đoạn đa hình.
Kết quả phân tích mức độ thay đổi phân tử (AMOVA) giữa các quần thể và giữa các cá thể trong cùng quần thể cũng cho thấy tổng mức độ thay đổi phân tử rất thấp giữa các quần thể (37,87%) và cao giữa các cá thể trong cùng quần thể (62,13%) (bảng 3.11). Khi so sánh với loài Bách xanh (Calocedrus macrolepis) ở Trung Quốc trong nghiên cứu của Wang và cộng sự (2004) [56] nhận thấy, mức độ thay đổi phân tử giữa các quần thể của loài Bách xanh ở Tây Nguyên cao hơn (37,87% so với 4,1%) và thấp hơn giữa các cá thể trong quần thể (62,13% so với 95,9%) và khi so sánh với loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte) của Trần Thị Liễu và cộng sự (2014) phân tích với 17 cặp mồi SSR cũng nhận thấy mức độ thay đổi phân tử giữa các quần thể của loài Bách xanh cao hơn (37,87% so với 11,94%) và thấp hơn giữa các cá thể trong quần thể (62,13% so với 88,06%) [10]. Mức độ thay đổi phân tử này cũng phù hợp với mức độ thay đổi phân tử khi phân tích với chỉ thị ISSR và chỉ thị SSR.
Bảng 3.11. Mức độ thay đổi phân tử (AMOVA) giữa và trong quần thể Bách xanh phân tích với tổ hợp chỉ thị ISSR và SSR
Nguồn biến thiên Bậc
tự do Tổng bình
phương Thành phần
biến đổi Tổng sự biến
đổi (%) Giá trị p
Giữa các quần thể 2 237,886 5,676 37,87
< 0,001 Trong các quần thể 67 623,928 9,312 62,13
Hệ số tương đồng truyền v k oảng truyền g ữa 3 quần t ể B xanh Kết quả trong bảng 3.12 chỉ ra các quần thể Bách xanh nghiên cứu có hệ số tương đồng di truyền tương đối cao ( > 0,853), trung bình đạt 0,897. Trong đó quần thể Đatanla và Hòa Sơn có hệ số tương đồng di truyền cao nhất (0,952) và thấp nhất là giữa quần thể Đatanla và quần thể Kon Chƣ Răng (0,853). Khoảng cách di truyền giữa các quần thể dao động từ 0,049 (giữa quần thể Đatanla và Hòa Sơn) đến 0,159 (giữa quần thể Đatanla và Kon Chƣ Răng). Khoảng cách di truyền trung bình giữa ba quần thể là 0,109. Kết quả này cũng phù hợp với kết quả khi phân tích độc lập hai chỉ thị ISSR và chỉ thị SSR.
Bảng 3.12. Hệ số tương đồng (dưới) và khoảng cách di truyền (trên) theo Nei (1973) giữa 3 quần thể Bách xanh phân tích với tổ hợp chỉ thị ISSR và SSR
Đatanla Hòa Sơn Kon Chƣ Răng Trung bình
Đatanla 0,049 0,159
0,109
Hòa Sơn 0,952 0,114
Kon Chƣ Răng 0,853 0,892
Trung bình 0,897
Phân tích UPGMA trên cơ sở khoảng cách di truyền theo Nei (1972) sử dụng phần mềm NTSYS 2.0 đã tìm thấy mối quan hệ di truyền giữa 70 mẫu của 3 quần thể Bách xanh thể hiện trong hình 3.10 và hình 3.11.
I II
II.1 II.2
b
a c
58.1 75.3
52.7 54.9
65.1 62.8 57.0 51.1
49.8
68.1
63.1 60.4 50.5
77.5
52.6
86.6 64.8
99.9
Hình 3.10. Biểu đồ hình cây thể hiện mối quan hệ di truyền của 70 mẫu Bách xanh phân tích với tổ hợp chỉ thị ISSR và SSR tính theo phương pháp của Jacccard và kiểu phân nhóm UPGMA. Ghi chú: a: mẫu ở Kon Chư Răng (Gia Lai); b: mẫu ở Hòa Sơn (Đắk
Biểu đồ hình cây thể hiện mối quan hệ di truyền của 70 mẫu Bách xanh với chỉ thị ISSR và SSR (hình 3.10) chia thành hai nhóm chính I và II riêng biệt có hệ số tương đồng di truyền dao động trong khoảng từ 78,5% (Cm41 và Cm50) đến 98,1% (Cm64 và Cm65). Nhóm chính I gồm 4 mẫu Cm67, Cm68, Cm69 và Cm70 đều có nguồn gốc ở Kon Chư Răng (Gia Lai), có hệ số tương đồng di truyền trong khoảng từ 94,8 đến 97,9%. Nhóm chính II gồm 66 mẫu còn lại và chia thành 2 phân nhóm II.1 và II.2 có hệ số tương đồng di truyền trong khoảng từ 82,2 đến 98,1%.
Trong đó phân nhóm II.1 gồm 34 mẫu (Cm33 – Cm66) có hệ số tương đồng di truyền trong khoảng từ 86,5 đến 98,1%, đều có nguồn gốc ở Hòa Sơn (Đắc Lắc).
Phân nhóm II.2 gồm 32 mẫu (Cm1 – Cm32) có hệ số tương đồng di truyền trong khoảng từ 84,7 đến 97,3%, có nguồn gốc ở Đatanla (Lâm Đồng). Biểu đồ tọa độ (hình 3.11) cũng thể hiện việc phân nhóm tương tự như biểu đồ hình cây. Các mẫu có khoảng cách di truyền càng gần nhau thì trên biểu đồ tọa độ chúng sẽ nằm co cụm lại với nhau.
Tọa dộ 2 (18.81%)
Tọa độ 1 (39.42%)
Datanla Hòa Sơn
Kon Chƣ Răng
Hình 3.11. Biểu đồ tọa độ của 70 mẫu thuộc 3 quần thể Bách xanh phân tích với chỉ thị ISSR và SSR
So sánh hiệu quả p ân tí đa ạng di truyền quần thể Bách xanh với chỉ th ISSR và SSR:
Ba mươi mồi ISSR và mười bảy cặp mồi SSR được sử dụng để phân tích đa dạng di truyền của 70 các thể thuộc 3 quần thể Bách xanh thu đƣợc ở Lâm Đồng, Đắk Lắk, Gia Lai thì có 25/30 mồi ISSR và 15/17 cặp mồi SSR đã chỉ ra tính đa hình giữa các mẫu nghiên cứu. Các mồi ISSR cho tỷ lệ đa hình thấp giữa các mẫu nghiên cứu, chỉ có 18 mồi có số phân đoạn đa hình trên 50%, trong đó có duy nhất mồi ISSR3 có 100% số phân đoạn đa hình. Trong khi đó khi phân tích với 17 cặp mồi SSR lại cho thấy tỉ lệ đa hình tương đối cao giữa các mẫu nghiên cứu (nhân bản đƣợc tổng số 42 phân đoạn, trung bình 2,47 phân đoạn/mồi, trong đó có 40 phân đoạn đa hình (chiếm 95,2%)). Hàm lƣợng thông tin đa hình ( PIC) khi phân tích với chỉ thị ISSR cũng thấp hơn khi phân tích với chỉ thị SSR (1,01 và 0,272, tương ứng).
Thông số đa dạng di truyền của 3 quần thể Bách xanh với 30 mồi ISSR đã chỉ ra quần thể Đatanla có tính đa dạng di truyền cao nhất (I = 0,192; h = 0,102;
PPB = 35,66%; Ne =1,227 và He = 0,130) và thấp nhất là quần thể Kon Chƣ Răng (I = 0,022; h = 0,015; PPB = 3,88%; Ne = 1,027 và He = 0,015). Kết quả phân tích với chỉ thị SSR cũng cho kết quả giống với kết quả phân tích bởi chỉ thị ISSR thể hiện ở quần thể Đatanla có tính đa dạng di truyền cao nhất (h = 0,251; I = 0,496 và PPB = 88,24%) và thấp nhất vẫn là quần thể Kon Chƣ Răng (h = 0,167; I = 0,313 và PPB = 47,06%). Mức độ thay đổi phân tử (AMOVA) giữa các quần thể và giữa các cá thể trong quần thể khi phân tích với chỉ thị ISSR và SSR đều cho thấy tổng mức độ thay đổi phân tử là thấp giữa các quần thể (36,63% và 36,46%, tương ứng) và cao giữa các cá thể trong cùng quần thể (63,67% và 63,54%, tương ứng) với giá trị p < 0,001. Biểu đồ hình cây thể hiện mối quan hệ di truyền của 70 mẫu Bách xanh phân tích với chỉ thị ISSR và SSR đều chia thành hai nhánh chính I và II riêng biệt có hệ số tương đồng di truyền dao động trong khoảng từ 81,4% đến 99,1% và từ 71% đến 98%, tương ứng. Các cá thể trong cùng quần thể có quan hệ gần gũi nhau về mặt di truyền và đều nằm co cụm vào từng nhóm riêng biệt trên biểu đồ
hình cây. Kết quả phân nhóm trên biểu đồ tọa độ (PCA) phân tích với chỉ thị ISSR và SSR đều phản ánh tương tự như biểu đồ hình cây. Các mẫu có khoảng cách di truyền càng gần nhau thì trên biểu đồ tọa độ chúng sẽ nằm co cụm lại với nhau.
Dựa vào kết quả trên ta có thể thấy kết quả phân tích đa dạng di truyền 3 quần thể Bách xanh ở Tây Nguyên khi phân tích với chỉ thị ISSR và SSR là tương đối giống nhau, chỉ có một khác biệt nhỏ đó là khi phân tích với chỉ thị ISSR cho thấy tỉ lệ đa hình và hàm lượng thông tin đa hình (PIC) là tương đối thấp còn khi phân tích với chỉ thị SSR lại cho kết quả tương đối cao. Khi sử dụng nhiều mồi để phân tích đa dạng di truyền thì kết quả sẽ chính xác và khách quan hơn, đó cũng là lí do trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng đồng thời cả 2 loại chỉ thị ISSR và SSR để đánh giá đa dạng di quyền quần thể Bách xanh ở Tây Nguyên.