Luận án Nghiên cứu phân loại và đánh giá đa dạng di truyền quần thể sâm (Panax sp.) phân bố tự nhiên tại Lâm Đồng

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU PHÂN LOẠI VÀ ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN QUẦN THỂ SÂM (Panax sp.) PHÂN BỐ TỰ NHIÊN TẠI LÂM ĐỒNG

Ngành:

Công nghệ sinh học

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung vào "Nghiên cứu phân loại và đánh giá đa dạng di truyền quần thể sâm (Panax sp.) phân bố tự nhiên tại Lâm Đồng". Đề tài xuất phát từ việc phát hiện một quần thể sâm mới tại vùng núi Lang Bian, Lâm Đồng, có đặc điểm hình thái khác biệt so với các taxon Panax đã biết ở Việt Nam. Chi sâm (Panax L.), thuộc họ Araliaceae, là một chi thực vật làm thuốc quan trọng trong Đông dược và y học hiện đại.

Mục tiêu chính của nghiên cứu là làm sáng tỏ vị trí phân loại và quan hệ phát sinh chủng loại của sâm Lang Bian đối với các taxon cùng chi khác; đánh giá tính đa dạng và biến động di truyền của quần thể sâm Lang Bian; và xác định sơ bộ thành phần saponin chính. Công trình này có ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng, tạo cơ sở để công bố, bổ sung một taxon mới đặc hữu vào Danh lục thực vật, danh lục cây thuốc và Sách đỏ Việt Nam, góp phần làm rõ thành phần loài Panax ở Việt Nam, và xây dựng chiến lược bảo tồn nguồn tài nguyên quý hiếm này.

Đối tượng nghiên cứu là taxon sâm Lang Bian cùng các taxon Panax khác tại Việt Nam và trên thế giới. Phạm vi nghiên cứu chuyên môn bao gồm xác định vị trí phân loại dựa trên hình thái giải phẫu và dữ liệu trình tự DNA bảo thủ (gene matK, ITS1-5,8S rRNA-ITS2, 18S rRNA); đánh giá đa dạng di truyền quần thể bằng kỹ thuật DNA fingerprint (ISSR); và phân tích sơ bộ thành phần hoạt chất saponin. Nghiên cứu được thực hiện từ năm 2012 đến 2016 tại các phòng thí nghiệm sinh học phân tử của Trường Đại học Đà Lạt, Bảo tàng thực vật và Viện Nghiên cứu Khoa học Tây nguyên.

Kết quả cho phép khẳng định sâm Lang Bian là một thứ mới của loài *Panax vietnamensis Ha et Grushv. var. vietnamensis*, được đặt tên khoa học là *Panax vietnamensis Ha & Grushvitzky var. langbianensis N.V. Duy, V.T Tran & L.N. Trieu*. Tổng thể taxon sâm Lang Bian bao gồm hai quần thể tại Lạc Dương (LD) và Đam Rông (DR) với mức độ đa dạng gene và tỷ lệ band đa hình cao (Het = 0,284; PPB = 97,2%). Mức độ tương đồng di truyền trung bình là 69,37%. Sự biệt hóa gene giữa hai quần thể LD và DR đạt mức cao (GSTTaxon = 0,221), với khoảng cách di truyền đáng kể (DLD-DR = 0,191) và chỉ số di cư trung bình thấp (Nm= 0,8793), cho thấy sự ngăn cách di truyền rõ rệt. Về hoạt chất, sâm Lang Bian chứa các saponin G-Rb1, G-Re, N-R1, G-Rd, G-Rg1 và M-R2, tương đồng với *P. vietnamensis* và *P. vietnamensis var. fuscidiscus* nhưng khác với các biến thể lá chét của *P. stipuleanatus* do thiếu một số saponin.

Luận án kiến nghị bổ sung taxon mới này vào các danh lục quốc gia, hiệu chỉnh tên loài *P. stipuleanatus*, đồng thời đề xuất hoạch định chiến lược bảo tồn, phát triển bền vững thông qua nghiên cứu nhân giống, gây trồng và phân tích chuyên sâu về dược lý.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết của đề tài
  • 2. Mục tiêu của đề tài
  • 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
  • 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
  • 4.1. Đối tượng nghiên cứu
  • 4.2. Phạm vi nghiên cứu
  • 5. Những đóng góp mới của luận án
  • 6. Cấu trúc của luận án

• Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

  • 1.1. Vai trò của các loại nhân sâm trong đời sống
  • 1.2. Tổng quan phương pháp nghiên cứu về phân loại, khảo sát quan hệ phát sinh chủng loại các taxon và đánh giá đa dạng di truyền quần thể ở thực vật
  • 1.3. Vị trí hệ thống học và phân loại chi Panax, họ Araliaceae
  • 1.4. Quan hệ phát sinh chủng loại chi Panax L. dựa trên hệ thống học mức độ phân tử
  • 1.5. Các nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền quần thể ở chi Panax
  • 1.6. Nghiên cứu về thành phần hoạt chất ở chi Panax
  • 1.7. Nhận xét chung

• Chương 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

  • 2.1. Vật liệu nghiên cứu
  • 2.1.1. Vật liệu cho nghiên cứu vị trí phân loại và quan hệ phát sinh chủng loại của sâm Lang Bian và các taxon Panax khác
  • 2.1.2. Vật liệu cho nghiên cứu đa dạng di truyền quần thể sâm Lang Bian
  • 2.1.3. Vật liệu để nghiên cứu sơ bộ thành phần saponin ở sâm Lang Bian
  • 2.2. Nội dung nghiên cứu
  • 2.3. Phương pháp nghiên cứu
  • 2.3.1. Điều tra, thu thập mẫu
  • 2.3.2. Nghiên cứu về hình thái nhằm bổ sung dữ liệu cho xác định vị trí phân loại sâm Lang Bian
  • 2.3.3. Tách chiết DNA và kiểm tra chất lượng, hàm lượng DNA
  • 2.3.4. Phân loại, phân tích quan hệ phát sinh chủng loại dựa trên các trình tự bảo thủ
  • 2.3.4.1. Phân lập và khuếch đại các vùng DNA bảo thủ
  • 2.3.4.2. Phân tích quan hệ phát sinh chủng loại dựa trên các trình tự DNA bảo thủ cao
  • 2.3.5. Phân tích đa dạng và biến động di truyền quần thể dựa trên DNA fingerprint nảy sinh bằng kỹ thuật ISSR
  • 2.3.5.1. Sử dụng kỹ thuật ISSR để hình thành các DNA fingerprint
  • 2.3.5.2. Phân tích đa dạng và biến động di truyền dựa trên các DNA fingerprint thu nhận được
  • 2.3.6. Sơ bộ phân tích, so sánh thành phần saponin

• Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

  • 3.1. Vị trí phân loại, quan hệ phát sinh chủng loại giữa sâm Lang Bian và một số loài Panax khác dựa trên đặc điểm hình thái và trình tự DNA bảo thủ
  • 3.1.1. Vị trí phân loại của sâm Lang Bian dựa trên đặc điểm hình thái
  • 3.1.2. Quan hệ phát sinh chủng loại giữa sâm Lang Bian và các taxon cùng chi dựa trên các trình tự bảo thủ
  • 3.1.2.1. Quan hệ phát sinh chủng loại giữa sâm Lang Bian và các taxon cùng chi dựa trên vùng gene matK
  • 3.1.2.2. Quan hệ phát sinh chủng loại giữa sâm Lang Bian và các taxon cùng chi dựa trên vùng trình tự ITS1 – 5,8S rRNA – ITS2
  • 3.1.2.3. Quan hệ phát sinh chủng loại giữa sâm Lang Bian và các taxon cùng chi khác dựa trên trình tự vùng gene 18S rRNA
  • 3.1.2.4. Khảo sát quan hệ phát sinh dựa vào việc phối hợp các vùng trình tự 18S rRNA, ITS1-5,8S rRNA-ITS2 và một phần gene matK
  • 3.2. Đánh giá đa dạng di truyền ở quần thể sâm Lang Bian
  • 3.2.1. Kết quả thu thập, chuẩn bị mẫu và chọn lọc mồi phục vụ cho đánh giá đa dạng di truyền quần thể
  • 3.2.2. Kết quả đánh giá đa dạng di truyền quần thể LD
  • 3.2.3. Kết quả đánh giá đa dạng di truyền quần thể DR
  • 3.2.4. Kết quả đánh giá đa dạng di truyền tổng thể taxon nghiên cứu
  • 3.3. Kết quả nghiên cứu về phân tích sơ bộ thành phần saponin ở sâm Lang Bian và một số taxon cùng chi khác

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • Kết luận
  • Kiến nghị

• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ