C: 10 phút Điện di sản phẩm PCR trên gel agarose 1% trong 40ml dung dịch đệm
3.2.5. Phân tích AMOVA
Phân tích mức độ khác nhau về phân tử cho loài đã chỉ ra rằng tỉ lệ phần trăm cao đều được ghi nhận ở trong các cá thể của loài được trình bày ở bảng 3.4. Giá trị này được ghi nhận ở lồi Thơng đỏ bắc (63,59%). Tất cả sự khác nhau này đều có ý nghĩa (p<0,0001), trừ giữa các quần thể ở lồi Thơng đỏ bắc và giữa các cá thể trong quần thể (p<0,05). Kết quả này phản ánh có sự phát tán hạt và hoạt động thụ phấn chéo trong các lồi Thơng.
Bảng 3.4. Phân tích AMOVA (khác nhau ở mức độ phân tử)
của lồi Thơng đỏ bắc
Mức tự do Tổng bình phƣơng Mức độ khác nhau Tỉ lệ phần trăm Mức ý nghĩa Các quần thể 5 38,178 0,1514 28,99 <0,05 Các cá thể trong quần thể 143 58,594 0,0387 7,42 <0,0001 Các cá thể trong loài 148 49,500 0,3322 63,59 <0,0001
Tất cả các kết quả trình bày ở trên đã chỉ ra rằng mức độ đa dạng di truyền thấp cả 2 mức độ quần thể và loài của lồi Thơng đỏ bắc (Taxus
chinensis) ở Việt Nam khi so sánh với một số lồi Thơng khác đã nghiên cứu
bởi một số tác giả khác. Đa dạng di truyền duy trì A =1,41 (1,31-1,5), Ho =0,107 (0,083-1,24) và He =0,121 (0,101- 0,138) cho lồi Thơng đỏ bắc. Trong
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
khi đó, mức độ đa dạng di truyền cao ở một số lồi Thơng khác khi sử dụng chỉ thị SSR như Pinus strobus (Ho =0,515 [26]), P. resinosa (Ho = 0,185 [21]), Cedrus atlantica (P = 65,2%, He = 0,95 [62]) và Pinus brutia (P = 68%, Ho =
0,191, He = 0,271 [40]); Mức độ đa dạng di truyền thấp cũng được xác định ở một số lồi Thơng như Abies flinckii (P = 30,2%, H = 0,113), A. guatemalensis
(P = 20%, H = 0,069), A. hickeli (P = 28,2%, H = 0,1) và A. religiosa (P =
31,8%, H = 0,108 [17]); Picea breweriana (P = 44,2%, H = 0,129 [43]); A. sibirica (P = 20%, H = 0,064 [41]) và sử dụng isozym ở loài Thủy tùng Glyptostrobus pensilis ở Trung Quốc (P = 24,7%, H = 0,122 [45]) và dùng chỉ
thị ISSR cho loài Sa mu dầu Cunninghamia lanceolata var. konishii (P =
49,35% và H = 0,063 [59]) và Pơ mu Fokienia hodginsii (P =33,82% và H
=0,070 [51]). Kết quả của chúng tơi có thể giả thiết rằng mức độ đa dạng di truyền thấp ở cả mức độ loài và quần thể của lồi Thơng nghiên cứu liên quan đến nơi sống của chúng bị phân cắt và thêm vào đó các quần thể đều duy trì kích thước nhỏ và cô lập với nhau. Giả thiết này phù hợp với lý thuyết và được dự báo về khả năng mất tính đa dạng di truyền liên quan đến kích thước quần thể nhỏ và cơ lập dưới ảnh hưởng xấu bởi con người. Số lượng cá thể khảo sát tại mỗi quần thể là nhỏ và khác nhau đáng kể, khoảng dưới 30 cá thể ở một số quần thể trong rừng thứ sinh Hang Kia, Bảo Lạc. Một số quần thể khác có số lượng cá thể dưới 100 được tìm thấy ở rừng thứ sinh Thài Phìn Tủng, Bát Đại Sơn. Các quần thể như vậy thường xuất hiện mối quan hệ sinh sản cận noãn và ảnh hưởng của quá trình phiêu bạt di [27]. Lồi Thơng đỏ bắc phân bố ở độ cao trên 1000 m đến 1900 m. Rừng, nơi sống của lồi Thơng đều bị phân cắt mạnh bới các hoạt động của con người và hình thành các vạt rừng nhỏ. Các quần thể nhỏ của loài Thơng đều được duy trì trong những mảnh rừng này. Một số quần thể nghiên cứu mức độ gen dị hợp tử quan sát (Ho) thấp hơn gen dị hợp tử kỳ vọng (He). Điều này phản ánh sự thiếu hụt lớn của gen dị hợp tử có thể liên quan đến quan hệ cận noãn giữa các cá thể trong mỗi quần thể hoặc do cấu trúc tuổi quần thể được sản sinh từ thế hệ bố mẹ. Thơng đỏ bắc được tìm thấy trong thảm thực vật
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
thứ sinh cây bụi ở Hoàng Liên, Bảo Lạc hoặc rừng thứ sinh được phục hồi sau nương rẫy ở Thài Phìn Tủng. Rừng bị phá hủy và biến thành các thảm thực vật khác không phù hợp cho sự tồn tại của chúng, như ở Hồng Liên và Bảo Lạc. Thêm vào đó, mức độ đa dạng di truyền thấp có thể liên quan đến thay đổi mơi trường sống (điều kiện khí hậu) tại nơi sống của chúng. Rừng tự nhiên, nơi sống của chúng bị tổn thương nặng. Cấu trúc rừng bị thay đổi. Rừng bị phá hủy liên quan đến quá trình mở rộng đất nơng nghiệp và phát triển các khu định cư hoặc bị suy giảm mạnh do các hoạt động khai thác gỗ thương mại và củi đốt vào những năm 1980 và 1990. Đất rừng bị suy giảm nghiêm trọng và tạo ra những khoảng trống cho sự phát triển của thảm cỏ cây bụi. Nói chung, thảm thực vật rừng, nơi tồn tại của các lồi Thơng đã bị biến đổi và đe dọa đến sự tồn tại của chúng. Mặt khác, các quần thể Thông này bị tổn thương nặng và thường xuyên bị chặt để bán qua biên giới hoặc làm đồ mỹ nghệ. Những điều này có thể dẫn đến hình thành một tập hợp kiểu gen (genotyp) khá giống nhau giữa các cá thể phân bố trong cùng quần thể. Dữ liệu đã chỉ ra tỉ lệ cao của lô cút đồng hợp tử trong mỗi cá thể được tìm thấy trong tất cả các quần thể nghiên cứu. Rõ ràng, kết quả này có thể là hậu quả của mối quan hệ cận noãn cao và làm tăng tần số gen đồng hợp tử trong quần thể nhỏ [27].
Đối với tất cả các quần thể nghiên cứu của lồi Thơng được điều tra tại một vùng và tách biệt nhau bởi khoảng cách địa lý và độc lập nhau bởi ma trận các hệ sinh thái khác nhau không giống nơi ở của chúng như đất trồng trọt, vườn nhà, thảm cỏ cây bụi hoặc khu định cư, chúng khá đồng nhất về mặt di truyền (hệ số di truyền tương đồng tương đối lơn hơn 0,9). Có sự khác nhau giữa tần số gen dị hợp tử quan sát và kỳ vọng và có ý nghĩa. Kết quả này có thể liên quan đến phương thức sinh sản cận noãn cao diễn ra trong một số quần thể như Bảo Lạc và Hoàng Liên.
Các lồi Thơng phân bố rộng và liên tục thường duy trì dịng gen giữa các quần thể của cùng một loài với nhau lớn hơn so với các lồi có đặc điểm phân
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
bố hẹp và cơ lập và có mức độ cao về tính đa dạng di truyền ở mức quần thể và thấp giữa các quần thể với nhau [30]. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra sự khác nhau giữa các quần thể là cao ở lồi Thơng đỏ bắc (Fst =0,289). Điều này có thể mức độ trao đổi di truyền giữa các quần thể của lồi Thơng đỏ bắc thấp. Giá trị này còn phụ thuộc vào phương thức sinh sản của mỗi loài. Chẳng hạn, giá trị này thấp (0,056) đối với lồi thụ phấn nhờ gió, cao (0,221) cho loài thụ phấn nhờ động vật hoặc 0,284 ở lồi sinh sản hữu tính và 0,257 ở lồi duy trì cả 2 phương thức sinh sản vơ tính và hữu tính [33]. Như vậy, đối với lồi Thơng nghiên cứu, giá trị này là cao. Tuy nhiên, giá trị này là thấp ở một số lồi Thơng như Pinus sibirica - 0,041 [31], P. monophylla - 0,033 [35], Abies sibirica - 0,052 [41]. Giá
trị này cao cũng tìm thấy ở một số lồi Thơng như P. attennuata – 0,24 và P. muricata -0,29 [67], 0,29 cho loài P. brutia [38] và 0,34 cho loài Picea asperata
[70]. Rõ ràng, kết quả nghiên cứu có thể liên quan đến phương thức thụ phấn và phản ánh cấu trúc quần thể của lồi Thơng trong các vùng nghiên cứu. Như vậy, lồi Thơng nghiên cứu có thể xuất hiện hồn toàn cao về mức độ trao đổi di truyền giữa các quần thể, mặc dù, hiện nay chúng tồn tại chỉ trong những mảnh rừng nhỏ và độc lập với nhau. Mức độ trao đổi di truyền giữa các quần thể là đủ lớn để duy trì sự cân bằng với quá trình phiêu bạt gen và có thể đóng vai trị quan trọng trong cấu trúc di truyền quần thể.
Tóm lại: tính đa dạng di truyền là thấp ở cả 2 mức độ quần thể và loài của
lồi Thơng nghiên cứu. Kết quả này phản ánh quá trình phân cắt nơi sống và kích thước quần thể nhỏ của lồi Thơng. Mức độ cao của hệ số gen đồng hợp tử ở cả mức độ quần thể và loài là do sự thiếu hụt gen dị hợp tử, là hậu quả của mối quan hệ cận noãn giữa các cá thể trong kích thước quần thể nhỏ.