C2-NGUON GEN THUC VAT doc

NGUỒN GEN VÀ BẢO TỒN
NGUỒN GEN

Nguồn gen thực vật có ý nghĩa vô cùng to lớn
đối với cuộc sống con người

Nền tảng của đa dạng sinh học,

Đa dạng nông nghiệp,

Đảm bảo cho phát triển bền vững và chống nghèo
đói.

Nhóm tư vấn Quốc tế (Consultative Group on
International Agricultural Research) viết tắt
là CGIAR thành lập năm 1971.

Một trong những sứ mệnh của CGIAR là
nghiên cứu, hỗ trợ và hướng dẫn bảo tồn
nguồn gen thực vật,

Đến nay tổ chức này đã có mạng lưới khắp
toàn cầu gồm có 15 Trung tâm nghiên cứu
Quốc tế.

Mạng lưới của CGIAR hợp tác với hệ thống
nghiên cứu nông nghiệp của tất cả các quốc
gia, các tổ chức chính phủ và phi chính phủ.

Mục tiêu tư vấn phát triển nông nghiệp bền
vững, nâng cao chất lượng cuộc sống, đảm

bảo an ninh lương thực, đảm bảo dinh dưỡng
và sức khỏe con người, nâng cao thu nhập và
cải thiện quản lý nguồn tài nguyên thiên
nhiên.

Tầm nhìn của IPGRI là “ Loài người ngày nay và
trong tương lai có cuộc sống tốt hơn bằng tăng thu
nhập, cải thiện an ninh lương thực bền vững, sức
khỏe môi trường tốt hơn thông qua bảo tồn và phát
triển đa dạng sinh học nông nghiệp trên nông trại
và tài nguyên rừng”.

Việt Nam có có vị trí địa lý, địa hình đa dạng cùng

Lịch sử phát triển lâu đời của các nhóm dân tộc

Điều kiện đó đã tạo nên nguồn tài nguyên di
truyền thực vật vô cùng đa

Những năm đa dạng tài nguyên di truyền của
Việt Nam cũng đang bị dọa.

Việt Nam đã có những phản ứng tích cực trước nguy cơ
mất đa dạng di truyền và nguồn tài nguyên di truyền
thực vật.

Chính phủ đã thành lập Trung tâm Tài nguyên di truyền
thực vật (TNDTTV) thuộc Viện Khoa học Nông nghiệp
Việt năm 2005 (Quyết định số 220/2005/QĐ-TTg ngày
09/9/2005).

ĐA DẠNG SINH HỌC, ĐA DẠNG DI TRUYỀN VÀ
TÀI NGUYÊN DI TRUYỀN THỰC VẬT

Khái niệm đa dạng sinh học

“Đa dạng sinh học là sự phong phú của mọi
cơ thể sống có từ tất cả các nguồn trong các
hệ sinh thái trên cạn, dưới nước ở biển và
mọi tổ hợp sinh thái mà chúng tạo nên.

Đa dạng sinh học bao gồm sự đa dạng trong
loài (đa dạng di truyền hay còn gọi là đa
dạng gen), giữa các loài (đa dạng loài) và các
hệ sinh thái (đa dạng sinh thái)” (theo công
ước đa dạng sinh học năm 1992)

Đa dạng di truyền:

Đa dạng di truyền là nhiều gen trong một loài, mỗi loài có
các cá thể , mỗi cá thể là tổ hợp các gen đặc thù, có nghĩa là
loài có các quần thể khác nhau, mỗi quần thể có tổ hợp di
truyền khác nhau. Do vậy bảo tồn đa dạng di truyền phải bảo
tồn các quần thể khác nhau của cùng một loài.

Đa dạng loài:

Đa dạng loài là nhiều loài trong một vùng hay một nơi sinh
sống tự nhiên (rừng mưa, rừng ngập mặn và nơi sinh sống tự
nhiện khác). Loài có thể tạo thành các nhóm, mỗi nhóm có
cùng một số đặc điểm hay tập tính sinh sống nào đó.


Đa dạng hệ sinh thái:

Đa dạng hệ sinh thái là nhiều hệ sinh thái trong một địa
điểm, một hệ sinh thái có một cộng đồng các sinh vật sống,
các sinh vật sống này tác động qua lại với môi trường tự
nhiên của hệ sinh thái, một hệ sinh thái có thể bao trùm một
phạm vi rộng hoặc phạm vi hẹp khác nhau. Trong một hệ
sinh thái có thể chia thành các hệ sinh thái phụ tùy theo nhu
cầu nghiên cứu và bảo tồn của vùng và quốc gia.

Đa dạng di truyền là sự phong phú những
biến dị

trong cấu trúc di truyền của các cá thể bên trong
loài hoặc giữa các loài;

Những biến dị di truyền bên trong hoặc giữa các
quần thể

Đa dạng loài là sự phong phú các loài được
tìm thấy trong các hệ sinh

Đa dạng di truyền (Genetic diversity) là biến
di di truyền có mặt trong một quần thể hoặc
loài.
Xác định đa dạng di truyền

Xác định đa dạng di truyền dựa trên kiểu hình:


Xác định mức độ đa dạng của quần thể của loài dựa
trên kiểu hình cần

Theo dõi, đánh giá tất cả các tính trạng,

Bộ số liệu thu được từ đánh giá kiểu hình
được phân tích bằng các mô hình toán
thống kê để xác định mức độ đa dạng.

Xác định đa dạng di truyền dựa trên chỉ thị
phân tử:

Sự phát triển của di truyền phân tử mức độ đa dạng di
truyền được xác định trên cơ sở mức độ đa hình hay
đồng hình dựa vào chỉ thị phân tử.

Một số mô hình thống kê xác định đa dạng di
truyền khi có số liệu đánh giá kiểu hình hay
marker phân tử như:

mô hình toán thống kê dựa trên khoảng cách Ơ
–Klit (Euclidean Distance) của Gower (1985),

khoảng cách Rogers' Distance (1972),

khoảng cách Roger cải tiến, đa hình Reynold
(1983);

Đa hình di truyền tiêu chuẩn của Nei (Nei's

Standard Genetic Dissimilarity) (1978 và
1983).

Dựa trên kiểu hình một số tham số được tính
như

sự phong phú của loài (S),

phong phú tương đối (R) ,

tần xuất của loài và chỉ số đa dạng (H’).

Sự phong phú của loài (species richness):

phân tích mức độ phong phú loài của mỗi
cộng đồng, đây là phương pháp xác định đa
dạng đơn giản nhất và tìm ra số loài trong
cộng đồng.

Nó chỉ xác định số loài tìm thấy khi quan sát mẫu
(ký hiệu là S).

Minh họa của giá trị S có thể thông qua đồ thị và
nó cung cấp thông tin về mức độ phong phú của
mỗi loài trong cộng đồng.

Một số công thức tính giá trị S như sau:
S=n+((n-1)/n)k

Trong đó: S = sự phong phú của loài (species

richness); n = tổng số loài có mặt trong quần thể
mẫu; k = số loài duy nhất tìm thấy trong một
mẫu.

Công thức tính khác tương tự là :
S = E + k(n-1)/n

Trong đó : E = tổng số loài trong mỗi mẫu; k = số
loài hiếm/duy nhất; n = số mẫu quan sát

Khi xem xét đa dạng tại một địa phương tính theo
công thức
S = cAz

Trong đó: c = số đặc thù của mỗi loàii; A
= diện tích nghiên cứu; z = chu vi đường
dốc

Tính mức độ phong phú tương đối (Relative
abundance) là tỷ lệ của mỗi loài có mặt trong cộng
đồng

Tính phân bố (hay tần suất) của mỗi loài
trong cộng đồng bằng tính số cộng đồng mà
loài đó có mặt.

Công thức phổ biến nhất để tính đa dạng loài
là chỉ số đa dạng Simpson:
D=N(N-1)/Σn(n-1)


Trong đó: D = chỉ số đa dạng; N = tổng số sinh
vật của tất cả các loài; n = số cá thể của một
loài đặc thù

Xác định đa dạng sinh học theo chỉ số Shannon-
Weiner hay chỉ số thông tin theo công thức:
H’ = -[ ∑(pi)(ln pi)]

Trong đó : H’ là số lượng đa dạng trong
một hệ sinh thái, độ lớn của H’ phản ánh
mức độ phong phú của loài, pi là sự có mặt
của mỗi loài só với tổng số loài ( có giá trị
từ 0 - 1) và log tự nhiên pi

Ví dụ : Một lô mẫu nguồn gen có 5 loài ( sp1, sp2,
sp3, sp4 và sp5), với tổng số quan sát trong lô mẫu
160 cá thể.

Trong đó:

loài 1 (sp1) = 26 cá thể

loài 2 (sp2) = 32 cá thể

loài 3 (sp3) = 45 cá thể

loài 4 (sp4) = 18 cá thể

loài 5 (sp5) = 39 cá thể


Tính chỉ số đa dạng theo Shannon-Weiner như sau:

Tính giá trị Pi = Số cá thể của mỗi loài/
tổng số cá thể theo dõi

p1 =26/160 = 0,16, có thể nói loài sp1 có
16% trong tổng số loài trong lô mẫu theo
dõi.

Log giá tri pi trên log p1 = ln (0,16) = -1,82

H’ của loài sp1 = (pi)(lnpi) = (0,16)(-1,82)
= -0,30
Kết quả cuối cùng H’ = -[ ∑(Pi)(lnPi)] = -[1,57] = 1,57
Khi tính được giá trị của nhiều lô mẫu, lô mẫu nào có giá trị
H’ cao sẽ đa dạng hơn.

Chỉ số Simpson : Phương pháp khác tính đa
dạng sinh học là chỉ số đa dạng sinh học
Simpson bằng công thức:
H’ = 1/∑(pi2)

Trong đó: pi tính như trong chỉ số Shannon-
Weiner

Đa dạng di truyền được hình thành trong quá trình
phát triển của quần thể

Nó là kết quả của tương tác giữa kiểu gen và môi
trường.


Tương tác kiểu gen (genotype) và môi trường
(environment) ký hiệu là GEI (genotype x
environment interactions).

GEI là hiện tượng hai hay nhiều kiểu gen phản ứng
khác nhau với sự thay đổi của môi trường
(Paolo,2002).

Xác định mức độ tương tác kiểu gen môi trường dựa
trên các mô hình toán học.

Ví dụ mô hình tình hiệu quả tương tác kiểu gen và
môi trường bằng hồi quy nhân tố.

Trong đó pk hệ số hồi quy hiệp phương sai kiểu gen
Gik; αi số dư hiệu quả kiểu gen h là hệ số hồi quy
hiệp phương sai môi trường Ejh; ßj là số dư hiệu quả
môi trường; kh hệ số hồi quy qua các hiệp phương sai
Gik và Ejh; άih là hồi quy kiểu gen i của hiệp
phương sai môi trường đặc thù Ejh; ß'jk là môi
trường j hệ số hồi quy của hiệp phương sai kiểu gen
cụ thể Gik, và εij hiệu quả tương tác sai số. Tất cả
tham số của mô hình được coi là cố định.
] [].[].[
''
∑ ∑ ∑ ∑ ∑
++++++++=
k h hk h k

ijik
jk
jh
ih
jhkhikjjhhiikkij
GEEGEGpY
εβαθβδαµ
MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ

Mẫu nguồn gen (Accession): là một mẫu nguồn gen
thực vật trong một bộ hay một ngân hàng gen được bảo
tồn ngoại vi (Ex –situ) và nó được sử cho các mục đích
khác nhau.

Mẫu nguồn gen (Accession): là một mẫu nguồn gen thu
thập trong ngân hàng gen, nó như một quyển sách
trong thư viện với tiêu đề (loài, quần thể, dòng bố mẹ),
tác giả (người thu thập hoặc nhà tạo ra giống) và mô tả
tóm tắt (thông tin kiểu hình, ngày thu thập ). Mẫu
nguồn gen là một túi hạt, mô cây, mắt, đoạn cành của
cây ăn quả

Mẫu nguồn gen vô tính (Propagule): là một mô, một cơ
quan hoặc một phần của cây có thể nhân thành một cây
hoàn chỉnh (hạt, đoạn cành, củ ).

Nguồn tài nguyên di truyền (Genetic resources):
nguồn gen thực vật, động vật hay sinh vật khác chứa
các đặc điểm có lợi thực sự hoặc giá trị tiềm năng

(IBPGR 1991).

Nguồn tài nguyên di truyền (Genetic resources): là
gen, tổ hợp di truyền hoặc tần suất di truyền cho các
tính trạng mong muốn của quần thể.

Trong nông nghiệp nguồn tài nguyên di truyền sử
dụng để tăng sản lượng, chống chịu bất thuận, cải
thiện dinh dưỡng, tăng giá trị, vẻ đẹp, thẩm mỹ và
khả năng thích nghi

Vật liệu di truyền (Germplasm): vật liệu di truyền
hình thức cơ sở tự nhiên của di truyền và nó chuyển
từ thế hệ này sang thế hệ tiếp theo qua phương tiện
tế bào (IBPGR 1991).