CHƯƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.3. Tính đa dạng di truyền quần thể loài Bách xanh ở Tây Nguyên phân tích với chỉ thị SSR
3.3.2. Đa dạng di truyền của 3 quần thể Bách xanh phân tích với chỉ thị SSR
Các thông số di truyền của quần thể Bách xanh đƣợc đánh giá ở cả mức độ quần thể và loài. Giá trị hệ số gen dị hợp tử mong đợi (He) dao động từ 0,211 ở quần thể Kon Chƣ Răng đến 0,321 ở quần thể Đatanla. Giá trị Ho và He đƣợc tìm thấy ở mức độ loài tương ứng với giá trị 0,339 và 0,367 được chỉ ra ở bảng 3.6.
Mức độ đa dạng di truyền trong quần thể loài Bách xanh trong nghiên cứu này thể hiện ở mức thấp (He = 0,367) khi so sánh với một số quần thể lá kim khác trên thế giới, chẳng hạn loài Pinus tabulaeformis (He = 0,415) nhƣng lại cao hơn loài Pinus koraiensis (He = 0,348), Pinus sibirica (He = 0,267), Pinus sylvestris (He = 0,262) [55], [27], [58], [21].
Giá trị alen quan sát trung bình (Na) thay đổi từ 1,529 (quần thể Kon Chƣ Răng) đến 2,118 (quần thể Đatanla) với giá trị trung bình của 3 quần thể là 1,824..
Số alen hiệu quả (Ne) dao động từ 1,428 (quần thể Kon Chƣ Răng) đến 1,589 (quần thể Hòa Sơn) với giá trị trung bình là 1,531. Ở mức độ loài các thông số di truyền của quần thể Bách xanh thể hiện cao hơn ở mức độ quần thể, với giá trị Na, Ne tương ứng là 2,471 và 1,773.
Số alen hiếm trên một locus (Ap) tìm thấy ở cả 3 quần thể Đatanla (0,294), Hòa Sơn (0,235) và Kon Chƣ Răng (0,059). Giá trị hệ số gen dị hợp tử quan sát (Ho) khác nhau giữa các quần thể, dao động từ 0,309 ở quần thể Kon Chƣ Răng đến 0,348 ở quần thể Hòa Sơn, trung bình ba quần thể là 0,330.
Bảng 3.6. Một số thông số đa dạng di truyền của từng quần thể Bách xanh phân tích với chỉ thị SSR
Quần thể
Mức độ quần thể Mức độ
loài Đatanla Hòa Sơn Kon Chƣ Răng Trung bình
Na 2,118 1,824 1,529 1,824 2,471
Ne 1,575 1,589 1,428 1,531 1,733
Ap 0,294 0,235 0,059 0,196 -
Ho 0,335 0,348 0,309 0,330 0,339
He 0,321 0,320 0,211 0,284 0,367
I 0,496 0,466 0,313 0,425 0,602
PPB(%) 88,24 76,47 47,06 70,59 88,24
h 0,251 0,25 0,167 0,222 0,279
Ap 0,294 0,235 0,059 0,196 -
Fis -0,025 -0,071 -0,340 -0,145 -
Ghi chú: N: Số mẫu; Na: Số alen quan sát trung bình; Ne: Số alen hiệu quả; I: Chỉ số đa dạng di truyền theo Shannon; Ho và He: Hệ số gen di hợp tử quan sát và mong đợi; UHe: Unbiased expected heterozygosity; h: Chỉ số đa dạng di truyền theo Nei; PPB: phần trăm phân đoạn đa hình; Ap: Số alen hiếm trên một locus;
Fis: Hệ số giao phấn cận noãn với p < 0,05.
Chỉ số đa dạng di truyền Shannon (I) đƣợc tính toán cao nhất ở quần thể Đatanla (I = 0,496), sau đó đến quần thể Hòa Sơn (I = 0,466) và thấp nhất là quần thể Kon Chƣ Răng (I = 0,313). Xét về khía cạnh đa hình của các phân đoạn DNA cho thấy tính đa dạng di truyền quần thể cũng khác biệt nhau nhiều ở cả ba quần thể Đatanla (PPB = 88,24%), Hòa Sơn (PPB = 76,47%) và thấp hơn cả vẫn là quần thể Kon Chƣ Răng (PPB = 47,06%). So sánh với một số loài lá kim khác trên thế giới và Việt Nam thì loài Bách xanh ở Tây Nguyên có mức độ đa dạng di truyền (PPB =
88,24% và I = 0,602) cao hơn so với loài Pinus nigra ở phía nam Tây Ban Nha và phía bắc Morocco (PPB = 51,04% và I = 0,262) [37], hoặc loài Pinus krempfii của Việt Nam (PPB = 76,19% và I = 0,414) [7]; và cao hơn loài Pinus dalatensis của Việt Nam (PPB = 50,53% và I = 0,259) [22] nhƣng lại thấp hơn loài Pinus sylvestris ở các khu vực khác nhau của Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha, Thụy Điển và Đức (PPB = 99,76 % và I = 0,690) [21].
Kết quả trong bảng 3.6 cho thấy tính đa dạng di truyền thấp đối với quần thể Kon Chƣ Răng và cao ở quần thể Đatanla. Kết quả này cũng phù hợp với kết quả khi phân tích với chỉ thị ISSR. Theo kết quả khảo sát thực địa cho thấy số lƣợng cá thể là nhỏ và khác nhau đáng kể giữa các quần thể. Quần thể Bách xanh ở Đatanla có số lượng cá thể trưởng thành nhiều nhất (khoảng hơn 10 cá thể có chiều cao trên 10m), trong khi đó quần thể ở Hòa Sơn chủ yếu là cây tái sinh có chiều cao dưới 1m, chỉ có khoảng 10 cá thể có chiều cao 1 – 10m, quần thể ở Kon Chư Răng mới tìm thấy 4 cá thể trưởng thành có chiều cao 15 – 20m). Kết quả này cho phép nhận định việc giao phấn (pollilation) ở Đatanla cao hơn ở quần thể Hòa Sơn và Kon Chƣ Răng.
Để có thêm cơ sở về tính đa dạng di truyền loài Bách xanh, chúng tôi cũng đã phân tích thêm một số thông số di truyền của quần thể Bách xanh với mỗi cặp mồi SSR và đƣợc thể hiện trong bảng 3.7 cho thấy 15 trong số 17 cặp mồi SSR phân tích chỉ ra tính đa hình giữa các mẫu nghiên cứu, chỉ có 2 cặp mồi không chỉ ra tính đa hình là Pinus10 và Pt26081. Trong đó, giá trị alen trung bình (Na) cao nhất đƣợc tìm thấy ở cặp mồi Cm12 (2,667) và thấp nhất ở cặp mồi Pinus10, Pt26081 (1,000). Kết quả phân tích SSR cũng cho thấy mức độ di nhập gen (Nm) của quần thể Bách xanh cao nhất khi phân tích với cặp mồi RPS1b (Nm = 22,007 và Fst = 0,011) và thấp nhất là cặp mồi Cm3 (Nm = 0,152 và Fst = 0,622). Khả năng giao phấn chéo (Fis) đã tìm thấy ở 10/17 cặp mồi SSR phân tích đó là Cm3 (-0,237), Cm4 (-0,150), Cm5 (-0,560), Cm6 (- 0,084), PeC19BGT (-0,430), Pnh038 (-0,628), Pt71936 (-0,319), PRE24 (- 0,055), RPS1b (-0,771) và RPS150 (-0,279) (bảng 3.7).
Bảng 3.7. Một số thông số di truyền chính của quần thể Bách xanh phân tích với 17 cặp mồi SSR
Tên mồi N Na Ne I Ho He Fis Fst Nm
Cm1 23,3 1,667 1,396 0,370 0,052 0,246 0,789 0,574 0,185 Cm3 23,3 2,000 1,332 0,368 0,273 0,221 -0,237 0,622 0,152 Cm4 23,3 1,667 1,281 0,269 0,198 0,172 -0,150 0,177 1,165 Cm5 23,3 1,667 1,547 0,427 0,467 0,299 -0,560 0,164 1,274 Cm6 23,3 1,667 1,360 0,295 0,188 0,173 -0,084 0,204 0,975 Cm7 23,3 2,000 1,956 0,681 0,474 0,488 0,029 0,159 1,324 Cm12 23,3 2,667 2,073 0,742 0,349 0,466 0,252 0,215 0,911 Pinus07 23,3 2,000 1,576 0,471 0,239 0,308 0,223 0,395 0,383 Pinus10 23,3 1,000 1,000 0,000 0,000 0,000 - - - PeC19BGT 23,3 2,333 1,846 0,682 0,652 0,456 -0,430 0,048 4,947
Pnh038 23,3 2,000 1,831 0,640 0,731 0,449 -0,628 0,032 7,606 Pt79951 23,3 2,000 1,661 0,558 0,244 0,377 0,354 0,450 0,305 Pt71936 23,3 2,000 1,924 0,673 0,633 0,480 -0,319 0,015 16,976 Pt26081 23,3 1,000 1,000 0,000 0,000 0,000 - - - PRE24 23,3 1,667 1,064 0,122 0,061 0,058 -0,055 0,022 11,141 RPS1b 23,3 2,000 1,941 0,677 0,858 0,484 -0,771 0,011 22,007 RPS150 23,3 1,667 1,233 0,251 0,198 0,155 -0,279 0,132 1,643 Trung bình 23,3 1,824 1,531 0,425 0,330 0,284 -0,124 0,215 4,176 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; Ho và He: hệ số gen dị hợp tử quan sát và mong đợi; F: Chỉ số Fixation; Fis: hệ số giao phấn cận noãn với p < 0.05; Fst:
hệ số khác biệt di truyền; Nm: hệ số di nhập gen.
Phân tích mức độ thay đổi phân tử (AMOVA) giữa các quần thể và giữa các cá thể trong cùng quần thể cho thấy tổng mức độ thay đổi phân tử rất thấp giữa các quần thể (36,46%) và cao giữa các cá thể trong cùng quần thể (63,54%) với giá trị p
< 0,001. 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 nhận thấy mức độ thay đổi phân tử giữa các quần thể của loài Bách xanh cao hơn (36,46% so với 11,94%, tương ứng) và thấp hơn giữa các cá thể trong quần thể (64,31% so với 88,06%, tương ứng) [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 (bảng 3.8).
Bảng 3.8. Mức độ thay đổi phân tử (AMOVA) giữa và trong quần thể Bách xanh phân tích với 17 cặp mồi 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 2 124,241 2,950 36,46
< 0,001 Giữa các cá thể
trong quần thể 67 344,430 5,141 63,54
Hệ số tương đồng truyền v k oảng truyền g ữa 3 quần t ể B xan Hệ số tương đồng di truyền và khoảng cách di truyền giữa 3 quần thể Bách xanh đƣợc xác định sau khi so sánh các cặp quần thể với nhau. Kết quả chỉ ra các quần thể Bách xanh nghiên cứu đều có hệ số tương đồng di truyền khá cao (> 0,7), trung bình 0,824. Trong đó quần thể Đatanla và Hòa Sơn có mối quan hệ di truyền gần gũi nhất (0,891), kết quả này cũng phù hợp khi phân tích với chỉ thị ISSR. Hệ số tương đồng di truyền thấp nhất được xác định giữa quần thể Đatanla và quần thể Kon Chư Răng (0,750). Tương tự, khoảng cách di truyền cao nhất được xác định giữa cặp quần thể Kon Chƣ Răng/Đatanla (0,288) và thấp nhất giữa cặp quần thể Hòa Sơn/Đatanla (0,115) (bảng 3.9).
Bảng 3.9. Hệ số tương đồng (dưới) và khoảng cách di truyền (trên) theo Nei (1973) giữa 3 quần thể Bách xanh phân tích với chỉ thị SSR
Đatanla Hòa Sơn Kon Chƣ Răng Trung bình
Đatanla 0,115 0,288
0,236
Hòa Sơn 0,891 0,270
Kon Chƣ Răng 0,750 0,763
Trung bình 0,824