Trọng tâm nghiên cứu barcode ở thực vật chủ yếu là về đánh giá hiệu quả tƣơng đối của của các đoạn gen chỉ thị đã đƣợc sử dụng trong nghiên cứu phát sinh loài. Đối với thực vật, quá trình tìm kiếm một chỉ thị DNA chung cho các loài thực vật gặp nhiều khó khăn. Hệ gen ty thể ở thực vật thƣờng quá bảo thủ nên không đƣợc dùng cho chỉ thị DNA, trong khi đó hệ gen lục lạp lại mang nhiều đặc điểm mong muốn đối với chỉ thị DNA nhƣ ở hệ gen ty thể ở động vật. Ở hệ gen nhân, vùng DNA nằm giữa các gen hay còn gọi ITS (Internal Transcribed Spacer) cũng đƣợc sử dụng làm DNA chỉ thị trong một số nghiên cứu [12], [26], [35].
Mặc dù một vài locus trong hệ gen lục lạp và gen nhân đã đƣợc nghiên cứu làm chỉ thị trong nghiên cứu DNA barcode song kết quả thu đƣợc vẫn có những hạn chế. Điều này cho thấy việc cần thiết sử dụng kết hợp các locus để bổ sung cho nhau đem lại hiệu quả cao hơn trong đánh giá, phân loại các loài thực vật. Trên thực tế từ lâu rbcL đã đƣợc sử dụng trong nghiên cứu phát sinh loài, bên cạnh đó trình tự gen matK có tỷ lệ tiến hóa cao nhất trong các gen lạp thể cũng có khả năng phân biệt loài cao. Trên cơ sở đó CBOL đã kết hợp hai locus của rbcL và matK mang lại hiệu quả cao (70% sự phân biệt loài) và giảm nhiều chi phí cho các điều tra về xây
20
dựng mối quan hệ cũng nhƣ phân loại đánh giá các loài thực vật. Hiệu quả kết hợp giữa hai gen này thích hợp cho các nghiên cứu nhƣ là điều tra tƣơng tác thực vật - động vật, xác định các loài cây đƣợc bảo vệ, các cuộc khảo sát đa dạng sinh học quy mô lớn và phân biệt cây giống trong các chƣơng trình tái sinh rừng phân biệt và cho mục đích xác định loài và phân loại [36].
Spooner sau khi xem xét hiệu quả của psbA - trnH, matK, nrITS trên 63 loài khoai tây dại đã chỉ ra rằng trình tự của psbA - trnH, matK và nrITS không cung cấp đầy đủ các thông tin về loài cụ thể. Gen lạp thể không cho thấy đầy đủ sự khác biệt, trong khi các trình tự nrITS cho thấy sự khác biệt trong loài cao. Những khó khăn đó cũng gặp phải trong chi Magnolioideae, họ Magnoliaceae và trong họ Lauraceae khi giải thích những mối quan hệ trong loài. Từ những nghiên cứu cụ thể trên ba nhóm thực vật khác nhau, thực vật hạt kín, hạt trần và rêu các nhà phân loại kết luận rằng việc kết hợp các locus hệ gen lạp thể nhƣ rbcL + rpoC1 + matK + trnH-psbA
mang lại hiệu quả cao nhƣ một hệ thống barcode duy nhất cho xác định các nhóm loài rộng. Vì vậy, trong các dự án nhƣ giám định loài sử dụng các chỉ thị barcode, việc đề xuất barcode hai locus tiêu chuẩn là không đủ do sự phân ly trong loài và quần thể ở nhiều thực vật hạt kín là rất lớn. Đặc biệt trong cùng khu vực phân bố trải qua giao phối và giao phối cận huyết, sự thay đổi của một hoặc hai trình tự gen lạp thể không đủ để đánh dấu ranh giới loài. Các vấn đề sinh học nhƣ đa bôi thể, dị bội, sinh sản vô tính, chuyển gen, chọn dòng, phân ly và tiến hóa nhanh hình thái học dẫn đến sự khó khăn trong xác định loài. Do vậy không thể sử dụng cùng một vùng DNA để xác định cho các loài khác nhau mà cần lựa chọn các vùng DNA khác nhau cho xác định ở các loài khác nhau [37], [38].
Hiện nay hệ thống DNA barcode cho thực vật chƣa hoàn chỉnh. Tuy nhiên với các trình tự DNA barcode này, các nhà khoa học đã có những nghiên cứu, ứng dụng đầy hứa hẹn cho xác định loài ở thực vật, mở ra một triển vọng mới cho cho công tác đánh giá, phân loại và bảo tồn đa dạng sinh học.
21