Vùng phiên mã nội (ITS)

Một phần của tài liệu Tổng quan về ứng dụng sinh học phân tử trong nhận diện thảo dược (Trang 50)

Vùng phiên mã nội (Internal trancribed spacer - ITS) là một vùng thuộc gen rADN nhân. Gen rADN được tổ chức dưới dạng các đoạn lặp song song. Mỗi đơn vị lặp lại chứa một vùng phiên mã gồm bao gồm các gen 18S, 5.8S và 26S cùng với hai vùng ITS1 và ITS2. Các gen 18S, 5.8S và 26S rADN có độ bảo thủ cao trong khi đó vùng ITS1 và ITS2 lại cho thấy sự biến đổi lớn, khác biệt giữa các chi, loài, thậm chí là giữa các quần thể thuộc cùng một loài [73].

Vùng phiên mã nội (ITS) bao gồm vùng ITS1, gen 5.8S rADN và vùng ITS2, với kích thước thay đổi từ 400 đến hơn 1000 bp [47]. Vùng ITS với tốc độ tiến hóa nhanh và rất khác nhau giữa các loài. Cùng với đó, phản ứng khuếch đại vùng ITS dễ dàng được thực hiện do vùng này có kích thước nhỏ và sự sẵn có của các mồi chung (universal primers) được thiết kế từ các trình tự bảo thủ cao bên cạnh vùng ITS. Do những đặc điểm trên, vùng ITS trở thành một marker phổ biến nhất trong nghiên cứu thực vật [9].

Hình 17. Đơn vị lặp lại 18S – 26S của ADN ribosom [10]

Vùng ITS là vùng được sử dụng thường xuyên trong tạo mã vạch giúp nhận diện thảo dược. Ví dụ như vùng ITS đã cung cấp những thông tin quý giá giúp phân biệt các loài Dendrobium sử dụng làm thuốc và các loài giả mạo. Các thuốc này có nguồn gốc từ rễ của các loài D. loddigesii, D. firmbriatum, D. chrysanthum, hoặc D. nobile. Tuy nhiên, trên thị trường lại có đến 27 loài Dendrobium khác cũng được sử dụng để giả mạo làm thuốc. Vùng ITS đã được khuếch đại, giải trình tự và đánh giá sự đa dạng ở 18 loài Dendrobium được sử dụng làm thuốc trên thị trường. Kết quả cho thấy sự đa hình trình tự giữa các loài Dendrobium tại vùng ITS1 là 3,2 – 37,9 % và tại vùng ITS2 là 5,0 – 26,6 %. Hơn nữa, sự đa hình trình tự giữa các mẫu trong cùng một loài là rất thấp và thay đổi từ 0 – 3,0% ở ITS1 và 0 – 4,0% ở vùng ITS2. Kết quả trên cho thấy sự đa hình trình tự ở giữa các loài lớn hơn nhiều so với sự đa hình trình tự ở bên trong một loài và mỗi loài Dendrobium đều có trình tự đặc trưng ở vùng ITS1 và ITS2 và các loài trên có thể dễ dàng được phân biệt ở cấp độ ADN [73].

Bên cạnh nhận diện các loài Dendrobium, vùng ITS còn được khai thác trong nhận diện rất nhiều thảo dược khác. Vùng ITS đã giúp nhận diện hai loài sâm

Panax ginsengPanax quinquefolius thông qua giải trình tự vùng ITS nhờ phương pháp pyrosequencing [46]. Các peak thu được ở hai loài này là khác nhau cho phép nhận diện hai loài này.

Ngoài ra, vùng ITS còn được áp dụng nhằm phân biệt Ruta graveolens với loài giả mạo là Euphorbia dracunculoides. Kết quả giải trình tự vùng ITS cho thấy

E. dracunculoides không thể hiện bất kì sự tương đồng nào với R. graveolens [7]. Vùng ITS đem lại nhiều thông tin và có khả năng nhận diện cao loài Hedyosti dùng làm thuốc và các loài khác trong chi Rutaceae ở sáu vị trí được nghiên cứu [34]. Vùng ITS tỏ ra đặc biệt hiệu quả trong việc phân biệt 14 loài thuộc chi Hydyotis bao gồm cả thảo dược H. diffusa và loài giả mạo H. corymbose. Sự biến dị thấp ở trong loài (<0,5%) và cao giữa các loài với nhau cho phép nhận diện các loài này [48]. Vùng ITS được áp dụng trong phân biệt H. diffusa với các thuốc giả mạo từ các cây thuộc họ khác như Sagina japonica, Stellaria alsineArenaria serpyllifolia với tổng cộng 103 vị trí đa hình [47].

Trong vùng ITS, vùng ITS2 có mức độ đa hình cao nên cũng được dùng làm mã vạch trong nhận diện thảo dược. Ưu điểm của vùng này là có cấp độ đa hình cao giữa các loài và thấp ở trong một loài nên có thể nhận diện các loài có mối quan hệ họ hàng. Theo thống kê của Chen S., năm 2009, tỉ lệ thành công trong phân biệt hơn 4800 loài cây từ 753 chi nhờ giải trình tự vùng ITS2 lên đến 92.7% [14]. Nghiên cứu trình tự ITS2 ở các loài thuộc họ Đậu (Fabaceae) cho thấy sự biến dị giữa các mẫu cùng loài là 1,7% (từ 0 – 14,4%) và giữa các loài là 8,6% ( từ 0% - 68%). Trong nghiên cứu này, 22 loài ghi trong dược điển Trung Quốc cùng với 66 loài khác bao gồm các loài giả mạo với chúng đã được nhận diện thành công nhờ các trình tự ITS2 [21].

Một phần của tài liệu Tổng quan về ứng dụng sinh học phân tử trong nhận diện thảo dược (Trang 50)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(79 trang)