Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.3. Nghiên cứu về đa dạng di truyền
1.3.1. Dựa vào số lượng và hình dạng nhiễm sắc thể
Ota và cs nghiên cứu về số lượng, hình dạng nhiễm sắc thể của loài để đưa ra các kết luận về đa dạng di truyền (Hình 1.1). Công trình được thực hiện trên 22 loài thằn lằn khác nhau, trong đó có loài Thằn lằn bóng đốm. Kết quả tác giả sơ bộ đánh giá được mối quan hệ về đa dạng di truyền giữa các loài thằn lằn thông qua mô tả về hình thái các cặp nhiễm sắc thể. Khi nghiên cứu về hình dạng và số lượng nhiễm sắc thể, Ota và cs cho rằng số cặp nhiễm sắc thể của Thằn lằn bóng đốm là 16 cặp (Ota, Hikida, Matsui, 1996).
Hình 1.1. Hình dạng và số lượng các cặp nhiễm sắc thể của: Mabuya rugifera (A), Mabuya rudis (B), Mabuya longicaudata (C) và Mabuya. macularia
(D)(Khoảng cách thanh ngang là 10m) (Ota et al., 1996)
Kết quả nghiên cứu của Huang và cs cho thấy số lượng cặp nhiễm sắc thể của Thằn lằn bóng đốm cái là 19 cặp (2n = 38). Thông qua số lượng, hình dáng, kích thước các cặp nhiễm sắc thể, người ta có thể phân biệt được một số loài trong giống thằn lằn bóng.
Năm 2001, Ota và cs nghiên cứu tính đa dạng trong phân loại bò sát tại Thái Lan bằng điều tra nhiễm sắc thể của 2 loài Mabuya macularia và Dixonius siamensis. Kết quả cho thấy loài các mẫu vật của Mabuya macularia thu ở 2 khu vực khác nhau (Mae Yom, Phu Wua) có sự khác biệt về bộ nhiễm sắc thể, điều này chứng tỏ đã có sự biến đổi về di truyền của loài này tại Thái Lan (Ota, Hikida, Nabhitabhata, & Panha, 2001).
Hình 1.2. Kiểu nhân của Thằn lằn bóng đốm Mabuya macularia ở 2 khu vực khác nhau tại Thái Lan: A (con cái) tại Mae Yom; B (con cái) tại Phu Wua
(Ota et al., 2001) 1.3.2. Dựa vào kỹ thuật di truyền RAPD
Vào những năm đầu thập niên 90 của thế kỷ XX, kỹ thuật sinh học phân tử dựa trên nguyên tắc PCR (Polymerase Chain Reaction) với tên gọi là RAPD (Random amplified polymorphic DNA) đã ra đời một cách độc lập tại hai phòng thí nghiệm khác nhau (Williams, Kubelik, Livak, Rafalski, Tingey, 1990).
Những ưu điểm của kỹ thuật di truyền RAPD bao gồm: dễ thực hiện do không cần biết trước trình tự bộ gene của đối tượng cần nghiên cứu; thao tác đơn giản; không cần độ tinh sạch cao của khuôn DNA; thời gian thực hiện nhanh và khả năng nhân bản cao với chi phí thực hiện thấp. Kỹ thuật RAPD thường được sử dụng kết hợp với những kỹ thuật hiện đại khác như kỹ thuật giải trình tự gen để đánh giá đa dạng di truyền trong quần thể và nhận diện chỉ
thị phân tử có độ tin cậy cao (Trần Quốc Dung, 2009).
Ngoài những ứng dụng trong nghiên cứu sự đa đạng sinh học và nguồn gốc di truyền của các loài động vật, thực vật và vi sinh vật, chỉ thị RAPD cũng được sử dụng cho những mục đích như: lập bản đồ liên kết, xác định những gen liên kết với một tính trạng nào đó; Phân tích cấu trúc di truyền của quần thể; Phát hiện sự khác biệt trong các dòng soma (Ngô Thị Kim và cs, 2003).
Kỹ thuật di truyền RAPD được sử dụng rộng rãi nhất trong nghiên cứu đa dạng di truyền (Baig, Grewal, Dhillon, 2009; Cevík, Moore, 2007). Một số tác giả đã sử dụng kỹ thuật này để nghiên cứu đa dạng di truyền trên nhiều đối tượng như: Rắn chuông (Lougheed, Gibbs, Prior, Weatherhead, 2000), Công lam Ấn Độ (Chang, YKe, Su, Zhang, Zhu, 2002), Chuột hoang (Neveu, Hafen, Zimmermann, Rumpler, 1998), Bò nhà (Yu, Lian, Wen, Shi, Zhu, Nie, Zhang, 2004).
Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu sử dụng kỹ thuật RAPD.
Các nghiên cứu này tập trung trên các đối tượng thực vật có thể kể đến như:
vải thiều, lúa, đu đủ, bưởi, thanh trà, điều và trên đối tượng động vật có nghiên cứu về rắn hổ mang của Ngô Thị Kim và cs năm 2003 (Ngô Thị Kim và cs, 2003).
Kỹ thuật di truyền RAPD đã được thực hiện nhiều trên các đối tượng động vật. Năm 2005, Đinh Phương Anh nghiên cứu đa dạng di truyền thạch sùng vùng núi Bà Nà bằng kỹ thuật PCR-RAPD (Đinh Phương Anh, 2005). Nguyễn Thị Thanh Bình nghiên cứu đa dạng phân tử của các giống tằm sử dụng trong sản xuất bằng kỹ thuật PCR-RAPD (Nguyễn Thị Thanh Bình, 2005).
Năm 2018, nghiên cứu mối quan hệ di truyền của hai loài Nhông cát là Leiolepis guentherpetersi and Leiolepis reevesii ở Việt Nam bằng kỹ thuật di truyền RAPD. Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ locus đa hình quan sát được trong hai quần thể là 28,26% (L. guentherpetersi) và 15,56% (L. reevesii).
Trong đó, sự đa dạng di truyền cao hơn ở quần thể L. guentherpetersi
(0,0756), và sự đa dạng di truyền thấp hơn được tìm thấy ở L. reevesii (0,0566). Phân tích phát sinh loài của RAPD cho thấy hai cụm khác biệt nhưng có liên quan giữa hai quần thể này (Hoang, 2018).
1.3.3. Dựa vào kỹ thuật phân tích trình tự gen
Các nghiên cứu về đa dạng di truyền của loài Thằn lằn bóng giống Eutropis dựa vào sinh học phân tử, có thể kể đến công trình của Honda và năm 1999. Nhóm tác giả đã phân tích trình tự gen ty thể 12S và 16S rRNA trên 8 loài thằn lằn bóng là Apterygodon vittatus, Dasia gricea, D. olivacea, Lamprolepis smaragdina, Lygosoma bowringii, Mabuya longicaudata, M.
multifasciata và M. rudis; 2 loài thằn lằn bóng giống Mabuya thu thập từ Ấn Độ là M. quiquetaeniata và M. striata (Honda 1999a; Honda, 1999b). Sau đó, Honda và cs phân tích trình tự của hai gen ty thể 12S và 16S rRNA của một số mẫu Thằn lằn bóng được thu thập từ nhiều quốc gia. Kết quả nghiên cứu đã xây dựng sơ đồ mối quan hệ di truyền của nhóm Mabuya một số vùng ở Australia. Đồng thời, tác giả cũng đã mô tả sơ đồ phát sinh chủng loại của các loài thằn lằn giống Lygosomine châu Á và châu Phi dựa vào trình tự DNA 825 bp của các gen ty thể 12S và 16S rRNA. Từ đó, tác giả cho rằng có hai nhánh phân biệt ở nhóm các loài này, trong đó một nhánh bao gồm thằn lằn Lamprolepis và Lygosoma, nhánh còn lại bao gồm thằn lằn Apterygodon (Honda, Ota, Kobayashi, Nabhitabhata, Yong, and Hikida, 2000).
Mausfeld đã phân tích một đoạn gen 16S rRNA (487 bp) của 26 loài thằn lằn bóng thuộc giống Mabuya được thu thập từ châu Phi, Madagascar, châu Mỹ và châu Á. Kết quả cho thấy không có sự quan hệ về di truyền giữa các loài thằn lằn được thu thập ở Madagascar và châu Phi (Mausfeld, 2000). Mausfeld
& Schmitz đã phân tích đa dạng di truyền trong các loài thằn lằn bóng thuộc giống Eutropis được thu thập ở châu Á và nghiên cứu đã đưa ra kết luận: giống thằn lằn bóng ở châu Á là Eutropis (Mausfeld and Schmitz, 2003).
Whiting và cs mô tả sơ đồ phát sinh chủng loại của 82 cá thể thuộc giống
Mabuya. Trong đó có 12 loài thu thập từ Nam Mỹ, 11 loài từ Nam và Tây Phi, 7 loài từ Madagascar và 5 loài từ châu Á. Đồng thời, nhóm cũng thực hiện trên một số đoạn gen khác như Enol, C-mos, Gapdh, và MYH2. Kết quả cho thấy loài Thằn lằn bóng đốm có quan hệ gần gũi nhất với M. macularia và M. cumingi (Whiting et al., 2006).
Datta-Roy và cs mô tả sơ đồ quan hệ di truyền của Thằn lằn bóng Eutropis châu Á bằng cách sử dụng các chỉ thị 12S, 16S rRNA ty thể. Kết quả cho thấy sơ đồ về quan hệ di truyền của các loài thằn lằn bóng, đồng thời giải thích các mối quan hệ di truyền do sự phân chia địa chất hình thành nên các tiểu vùng (Datta-Roy et al., 2012).
Nhận xét: Mặt dù có nhiều kỹ thuật sinh học phân tử được ứng dụng trong nghiên cứu đa dạng di truyền và bảo tồn đa dạng sinh học: phân tích giải trình tự gen, AFLP, RFLP, ISSR, RAPD,… trong đó kỹ thuật chính xác nhất là phân tích trình tự được thực hiện trên nhiều loài động vật. Tuy nhiên, các nghiên cứu về giải trình tự để phân tích đa dạng di truyền rất hạn chế ở trên thế giới. Ở Việt Nam nói chung và vùng Cao nguyên Buôn Ma Thuột – Buôn Hồ nói riêng chưa có công trình nghiên cứu nào về đa dạng di truyền của Thằn lằn bóng đốm.