luận văn tốt nghiệp sinh Nghiên cứu bộ nhiễm sắc thể một số loài trong chỉ Ráy và chỉ khoai môn

Khoá luận tốt nghiệp Bùi Thị Thu Trang
Mở đầu
Nhiễm sắc thể là cơ sở vật chất di truyền ở cấp độ tế bào. Các quá trình
nguyên phân, giảm phân và thụ tinh chính là cơ chế di truyền ở cấp độ tế bào. nếu
các rối loạn xảy ra trong quá trình phân bào (nguyên phân, giảm phân) sẽ dẫn đến
hiện tợng bộ NST đợc nhân đôi nhng không phân ly và không tạo nên các tế bào con
mà tạo nên các tế bào đa bội hoặc các thể nhiễm sắc phân ly không đồng đều tạo
nên các tế bào lệch bội.
Trong thực tiễn sản xuất, ứng dụng hiện tợng đột biến số lợng NST ngời ta đã
tạo ra đợc các loại cây trồng có kích thớc và sức sống cao hơn các cây lỡng bội (2n).
Ngô tứ bội (4n) khoẻ hơn hẳn ngô lỡng bội (2n) và hàm lợng vitamin tăng thêm
20%. Da hấu tứ bội có 44 nhiễm sắc thể, quả to cũng đợc đa vào sản xuất. Da hấu
tam bội đợc xem nh không hạt. Ngoài ra còn củ cải đờng tam bội, tứ bội
Trong tự nhiên hiện tợng đột biến số lợng NST cũng xảy ra khá phổ biến,
khoảng một nửa số lợng các chi thực vật mang bộ NST dạng đa bội [10]. Chuối, dứa
tam bội đợc trồng rộng rãi trong sản xuất. Chi Cúc có rất nhiều dạng bội NST
2n=18, 36, 54, 72 và 90. Trong chi Solanum gồm khoai tây, cà, ớt có bộ NST 2n=
24, 36, 48 [17]
Theo nhiều nghiên cứu thì họ Ráy xuất hiện khá nhiều dạng bội NST, trong
đó chi Ráy có cả 3 dạng bội là lỡng bội (2n=28), tam bội (2n=3x=42) và tứ bội
(2n=4x=56). Chi Khoai môn đã phát hiện ra 2 dạng bội là lỡng bội (2n=2x=28) và
tam bội (2n=3x=42). Mặt khác cũng theo nhiều nghiên cứu thấy rằng bộ NST của
một số loài trong chi Ráy có kích thớc lớn hơn so với nhiều loài thực vật khác,
chúng có thể quan sát đợc dới kính hiển vi thông thờng. ở Việt Nam các cây họ Ráy
chiếm tỉ lệ tơng đối lớn về thành phần loài và khu vực phân bố. Hiện đã có một số
công trình nghiên cứu về bộ NST của một số loài trong họ Ráy nhng số lợng cha
nhiều và cha thể cung cấp tiêu bản đột biến NST cho các trờng phổ thông để minh
hoạ cho các bài giảng Sinh học, mà phần lớn các tiêu bản NST phải nhập từ nớc
ngoài với giá khá đắt, đặc biệt tiêu bản về đột biến NST thì hầu nh không có. Do đó,
để góp phần minh họa sinh động cho các bài giảng Sinh học ở phổ thông, để các em
học sinh có thể quan sát bộ NST (đặc biệt bộ NST đa bội) của loài trên kính hiển vi

thông thờng tôi đã chọn đề tài: Nghiên cứu bộ nhiễm sắc thể của một số loài
trong chi Ráy (Alocasia) và chi Khoai môn (Colocasia) .
Đề tài đợc tiến hành nhằm mục đích:
1
Khoá luận tốt nghiệp Bùi Thị Thu Trang
- Điều tra và thu thập một số loài trong họ Ráy (đặc biệt dạng đa bội) ở một
số địa phơng có điều kiện thu mẫu.
- Làm các mẫu tiêu bản cố định, quan sát và đếm số lợng nhiễm sắc thể dới
kính hiển vi.
- Phân tích hình thái NST và công thức kiểu nhân của một số loài trong chi
Ráy (Alocasia) và chi Khoai môn (Colocasia).
Chơng 1. Tổng quan tài liệu
1.1. Lịch sử nghiên cứu nhiễm sắc thể
2
Khoá luận tốt nghiệp Bùi Thị Thu Trang
Năm 1665 Robert Hook (1635-1703) nhà nghiên cứu ngời Anh lần đầu tiên
đã phát hiện ra tế bào nhờ sử dụng kính hiển vi với độ phóng đại 30 lần và đã xuất
bản cuốn Vi ảnh trong đó ông mô tả cấu trúc hiển vi của mô bần thực vật dới dạng
những ống rỗng và đã đặt tên cho chúng là tế bào [10].
Jan Svammerdam (1637-1680) là nhà vi phẫu thuật xuất sắc ngời Hà Lan đã
nghiên cứu cấu trúc hiển vi của côn trùng và đã quan sát thấy các tế bào máu đỏ
trong dòng máu của động vật có xơng sống [10].
Nhà thực vật học ngời Anh Nemia Grew (1641-1712) đã nghiên cứu cấu trúc
hiển vi của thực vật, đặc biệt là cơ quan sinh sản và đã mô tả tỉ mỉ các hạt phấn [10].
Nhà sinh lí học ngời Sec là B. Purkinje (1787-1869) và nhà thực vật học ngời
Đức Hugo Fon Mol (1805-1872) phát hiện ra rằng tế bào không phải là xoang rỗng
nh R. Hook quan niệm mà là khối nguyên sinh chất có chứa các chất phức tạp [10].
Năm 1838, nhà thực vật học ngời Đức là Jascob Schleiden (1804-1881) đã đề
xuất quan điểm cho rằng tất cả thực vật đều đợc cấu tạo từ tế bào và tế bào là đơn
vị cấu trúc sống cơ sở. Tiếp theo, năm 1839 nhà sinh lí học ngời Đức Teodor

Schwann (1810-1882) đã mở rộng và bổ sung cho luận điểm của Schleiden. Ông đã
đa ra một kết luận tổng quát là thực vật và động vật đều có qui luật chung nhất là
đều có cấu tạo tế bào. Nh vậy, Schleiden và Schwann đã đề xuất học thuyết tế bào và
khai sinh ra tế bào học [10].
Năm 1831 nhà thực vật học Xcôtlan Robert Brawn (1773-1852) lần đầu tiên
phát hiện ra nhân tế bào và phát biểu Nhân tế bào là thể tất yếu đối với từng tế bào
và 7 năm sau Schleiden trong học thuyết tế bào chứng minh rằng nhân đóng vai trò
rất quan trọng trong sự sinh sản [1].
Năm 1856 Mirchow đã từng đề xuất tế bào chỉ đợc sinh ra từ tế bào có trớc
[10].
Năm 1869 lần đầu tiên nhà sinh vật học ngời Thụy Sỹ F. Misher đã phát hiện
ra axit nucleic trong nhân tế bào.
Mãi đến những năm cuối 80 của thế kỉ XIX nhờ công trình nghiên cứu
của A. Chneider ngời đầu tiên phát hiện ra hiện tợng phân bào vào năm 1873.
Về sau, Valter Flemming (1843-1905) bằng phơng pháp định hình và nhuộm màu
tế bào động vật ông đã phát hiện ra những hạt rất nhỏ bé bắt màu, phân bố rải rác
trong nhân tế bào và đặt tên là hạt nhiễm sắc. Khi nghiên cứu mô thực vật đang sinh
trởng, ông đã quan sát đựơc các giai đoạn của sự phân bào và sự hình thành các thể
hình sợi nhuộm màu mà về sau W. Waldeyer gọi là thể nhiễm sắc vào năm 1888.
3
Khoá luận tốt nghiệp Bùi Thị Thu Trang
Quá trình phân bào có sợi đợc Flemming gọi là phân bào có tơ. Năm 1882 ông đã
công bố các nghiên cứu về quá trình phân bào và tập tính của thể nhiễm sắc qua
phân bào. Trong quá trình phân bào mỗi thể nhiễm sắc gồm hai sợi, về sau tách khỏi
nhau và phân về hai tế bào con. [1, 6, 10]
Năm 1875, O. Hertwig đã kết luận ở thực vật cũng nh động vật quá trình thụ
tinh là sự kết hợp của giao tử bố và mẹ.
Năm 1887, nhà tế bào học ngời Bỉ Eduard Van Beneden (1846-1910) quan
sát thấy trong tế bào các thể nhiễm sắc tồn tại thành từng cặp đợc gọi là cặp tơng
đồng (2n) và các sinh vật khác nhau có số lợng thể nhiễm sắc khác nhau và là cố

định cho loài. Hơn nữa ông cũng quan sát thấy khi tạo thành giao tử (tinh trùng và
trứng) số thể nhiễm sắc giảm đi một nửa, quá trình phân bào này gọi là phân bào
giảm số (về sau đợc gọi là giảm phân). [1]
Năm 1884, E. Strasburger mô tả quá trình thụ tinh ở cây có hạt và năm 1894,
ông đã kết luận là ở tất cả sinh vật có giới tính qua giảm phân số lợng thể nhiễm sắc
đều bị giảm đi một nửa [10].
T. Boveri (1892) mô tả quá trình giảm phân ở giun tròn Acaris. Trong quá
trình thụ tinh, khi tinh trùng kết hợp với trứng thì các thể nhiễm sắc lại đợc tổ hợp
lại thành cặp tơng đồng. [1, 10]
Sau năm 1900, khi các qui luật Menden đợc tái phát hiện, ngời ta bắt đầu chú
ý tới các nhân tố di truyền mà một số nhà khoa học hồi ấy cho rằng phải nằm trên
nhiễm sắc thể [6].
Năm 1902, nhà tế bào học Walter Sutton (1876-1916) đã giải thích các qui
luật Mendel bằng tập tính của thể nhiễm sắc qua giảm phân và thụ tinh [10].
Ngời có công lớn trong việc xác định điều này là nhà di truyền học Mĩ
Thomas Hunt Morgan (1866-1945), ông đã chứng minh đợc rằng các gen sắp xếp
thành hàng trên nhiễm sắc thể. Các gen phân bố trên nhiễm sắc thể tại những vị trí
xác định gọi là alen. Các alen của một gen chiếm cùng vị trí trên các nhiễm sắc thể
tơng đồng. Lôcut là vị trí của gen trên nhiễm sắc thể. Gen đợc gọi là đồng hợp tử
nếu hai lôcut có những alen giống nhau và dị hợp tử khi các alen đó khác nhau. Vì
trong tế bào số lợng gen lớn hơn số lợng nhiễm sắc thể rất nhiều nên mỗi nhiễm sắc
thể phải mang nhiều gen. Các gen nằm trên cùng một nhiễm sắc thể thì phân li cùng
nhau trong quá trình phân bào và làm thành nhóm liên kết. Số nhóm liên kết của
một loài sinh vật bằng số nhiễm sắc thể đơn bội của loài này. Với các cống hiến
xuất sắc cho Di truyền học, năm 1933 Morgan đã đợc tặng giải thởng Nobel. [6]
4
Khoá luận tốt nghiệp Bùi Thị Thu Trang
*Đột biến nhiễm sắc thể:
Năm 1791, tại một trang trại ở Dover bang Massachusetts, Seth Wrigth một
nhà chăn nuôi cừu đã quan sát thấy trong đàn cừu của mình xuất hiện một con cừu

đực đặc biệt lùn, chân ngắn. Ông đã cho con cừu đực này lai với 15 con cừu cái và
đã thu đợc hai con lùn, chân ngắn và khi cho các con lùn, chân ngắn lai với nhau
ông thu đợc dòng cừu lùn, chân ngắn.
Năm 1900, nhà thực vật học ngời Hà Lan Hugo de Vries (1848-1935) một
trong ba nhà khoa học tái phát hiện ra qui luật Mendel, khi nghiên cứu trên thực vật
đã quan sát thấy những biến đổi mà ông cho là đột biến. Sau này các nhà di truyền
học phát hiện ra đột biến mà Vries quan sát thấy ở cây Oenothera thực ra không
phải là đột biến gen mà là đột biến thể nhiễm sắc.
Trong những năm 30 và 40 nhờ hoàn thiện kĩ thuật hiển vi và kĩ thuật nhuộm
màu các nhà di truyền tế bào đã thành lập đợc kiểu nhân của nhiều loài thực vật và
động vật kể cả con ngời và đã phát hiện ra các đột biến thể nhiễm sắc về cấu trúc và
số lợng. Đột biến thể nhiễm sắc về cấu trúc và số lợng là nguyên liệu của chọn lọc
tự nhiên. Đột biến đa bội thể là hớng tiến hoá của thực vật. Ngày nay ngời ta đã
đánh giá có gần 1/2 số loài thực vật là đa bội. Lý thuyết về đột biến không chỉ có tác
dụng thúc đẩy nghiên cứu bản chất của gen và của hiện tợng di truyền mà còn đóng
góp cho các nghiên cứu về cơ chế tiến hoá thời hậu Darwin. Các nhà di truyền học
đã đi đến kết luận quan trọng: đột biến là nguyên liệu của chọn lọc tự nhiên và của
tiến hoá. Đột biến không mang tính định hớng và chỉ mang tính định hớng khi đợc
chọn lọc bởi nhân tố của điều kiện môi trờng. [10]
1.2. Đại cơng về nhiễm sắc thể và đột biến nhiễm sắc thể
1.2.1. Đại cơng về nhiễm sắc thể
1.2.1.1. Hình dạng, kích thớc và số lợng nhiễm sắc thể
5
Khoá luận tốt nghiệp Bùi Thị Thu Trang
Nhiễm sắc thể là những cấu trúc nằm trong nhân tế bào có khả năng bắt
màu đặc trng bằng thuốc nhuộm kiềm tính và có thể quan sát dới kính hiển vi thờng.
Hình thái nhiễm sắc thể nhìn rõ nhất ở kì giữa và những giai đoạn sớm của kì
sau nguyên phân khi mà NST đã rút ngắn và phân bố trên mặt phẳng xích đạo.
ở kì giữa của quá trình nguyên phân, NST có hình dạng và kích thớc đặc tr-
ng, thờng hình chấm hoặc hình que, có kích thớc khoảng 0,2- 3àm đờng kính và

0,2- 50 àm chiều dài [9].
Cấu trúc của một NST bao gồm : tâm động và các vai. Tâm động là thành
phần không thể thiếu đợc của mỗi NST. Nó là trung tâm vận động, là điểm trợt của
các chromatit về các cực của tế bào ở kì sau của quá trình phân bào. Đó là điểm thắt
eo chia NST thành hai vai với chiều dài khác nhau. Dựa vào vị trí tâm động có thể
phân biệt hình thái NST thành NST tâm cân khi tâm động nằm ở vùng giữa, tâm
lệch giữa khi tâm động nằm ở vùng gần giữa, tâm lệch mút khi tâm động nằm gần
vùng tận và tâm mút khi tâm động nằm ở vùng tận. Ngoài ra một số NST còn có eo
thứ cấp và thể kèm.
Mỗi loài sinh vật có số lợng NST là cố định và đặc trng cho loài đó, ví dụ:
ngời (Homo sapiens) 2n=46, ruồi giấm (Drosophila melanogaster) 2n=8
ở các tế bào sinh dỡng (soma) bộ NST tồn tại thành từng cặp gọi là cặp NST
tơng đồng (trong đó một chiếc có nguồn gốc từ bố và một chiếc có nguồn gốc từ
mẹ).
Tập hợp tất cả các NST trong tế bào sinh dỡng của loài đợc gọi là bộ NST l-
ỡng bội của loài (2n). Trong các tế bào và cơ thể đơn bội, các tế bào giao tử thì bộ
NST có số lợng chỉ bằng một nửa số NST trong tế bào lỡng bội của loài, đợc gọi là
bộ NST đơn bội (n). Ngoài ra có bộ đa bội đặc trng cho tế bào và cơ thể đa bội, số
NST tăng lên theo bội số của n.
1.2.1.2. Cấu trúc hiển vi và siêu hiển vi của nhiễm sắc thể
ở các tế bào vi khuẩn và vi rút, NST có cấu tạo đơn giản chỉ là những phân tử
ADN trần, chuỗi kép, mạch vòng hoặc chỉ là phân tử ADN trần, mạch kép.
6
Khoá luận tốt nghiệp Bùi Thị Thu Trang
ở các tế bào sinh vật nhân chuẩn, NST có cấu trúc phức tạp bao gồm ADN
liên kết với các phân tử protein, trong đó phân tử ADN đợc đóng gói theo các mức
độ nhất định phù hợp với việc sao chép, phiên mã cũng nh phân ly của các NST
trong quá trình phân chia tế bào.
Sợi NST có kích thớc 10 nm đợc cấu tạo từ ADN và protein dạng histon H
1

,
H
2
A, H
2
B, H
3
, H
4
và protein axit tạo nên các nucleosome. Mỗi nucleosome do phân
tử ADN cuộn xoắn 1,75 vòng quanh 8 phân tử histon, mỗi vòng xoắn ADN gồm 80
cặp nucleotit. Các nucleosome liên kết gấp khúc nhờ histon H
1
để tạo thành sợi
nhiễm sắc có kích thớc 30 nm quan sát thấy dới kính hiển vi điện tử trong kì trung
gian. Các sợi nhiễm sắc xoắn gấp khúc khi đạt cực đại tạo thành các chromatit có đ-
ờng kính 700 nm. Một NST điển hình bao gồm hai chromatit có đờng kính khoảng
1400- 500 nm . Một số loài có NST rất lớn, đờng kính có thể tới 6000 nm. (Hình 1).
7
Kho¸ luËn tèt nghiÖp Bïi ThÞ Thu Trang
H×nh 1: CÊu tróc nhiÔm s¾c thÓ
8
Khoá luận tốt nghiệp Bùi Thị Thu Trang
1.2.2. Đột biến nhiễm sắc thể
Đột biến NST bao gồm đột biến cấu trúc và đột biến số lợng NST.
Đột biến cấu trúc NST thể hiện ở các dạng: mất đoạn, lặp đoạn, đảo đoạn và
chuyển đoạn đều có thể quan sát thấy ở tế bào soma trong quá trình phát triển và
biệt hoá chúng.
Đột biến số lợng NST của các tế bào soma xảy ra trong các tế bào, mô hoặc
cơ quan khác nhau hoặc ở toàn bộ cơ thể dới ảnh hởng của các tác nhân gây đột biến

khác nhau nh phóng xạ, hoá chất. Đột biến số lợng NST có thể gây nên do sai lệch
trong quá trình nguyên phân khi bộ NST đã đợc nhân đôi qua giai đoạn S nhng
không phân ly và không tạo nên các tế bào con, mà tạo nên tế bào đa bội (đợc gọi là
tự đa bội), hoặc các NST phân ly không đồng đều tạo nên các tế bào lệch bội. Trong
quá trình giảm phân và thụ tinh cũng có thể dẫn tới hiện tợng đa bội và lệch bội ở
các tế bào soma.
Hiện tợng tự đa bội quan sát thấy rất nhiều ở mô và cơ quan của thực vật th-
ờng đợc gọi là hiện tợng khảm và cơ thể đó đợc gọi là cơ thể khảm.
Hiện tợng đa bội xuất hiện trong cơ thể khảm thờng đợc gọi là đa bội mitos
để phân biệt với đa bội meios do sự giảm phân và thụ tinh tạo nên. Hiện tợng đa bội
meios là rất phổ biến và là một hớng tiến hoá trong thế giới thực vật đợc các nhà di
truyền tế bào nghiên cứu kỹ và ứng dụng vào công tác lai tạo giống mới có năng
suất cao. Còn hiện tợng đa bội mitos đợc tạo nên trong các tế bào soma trong đời
sống cá thể tuy quan sát thấy ở thực vật và động vật nhng hiếm hơn.
Ngời ta có thể gây đa bội thực nghiệm bằng cách chiếu xạ hoặc hoá chất. Sử
dụng chất colchicine các nhà tạo giống đã tạo nên các dòng thực vật đa bội cho năng
suất cao nh dâu tằm, mía
Đột biến lệch bội là trờng hợp bộ NST có số lợng sai lệch so với bộ
chuẩn 2n, ví dụ: 2n+1, 2n-1
Đột biến lệch bội do sự không phân ly của các cặp NST tơng đồng qua meios
dẫn đến khi thụ tinh tạo hợp tử bị lệch bội về một cặp NST nào đó, ví dụ bệnh Đao
có 3 NST 21
Đối với tế bào soma khi phân bào mitos cũng quan sát thấy sự phân ly sai
lệch trong kỳ sau dẫn đến hiện tợng lệch bội. Trong nuôi cấy in vitro dới tác dụng
của nhiều nhân tố nh môi trờng dinh dỡng, hoá chất, chiếu xạ đối với tế bào thực vật
cũng nh động vật đều quan sát thấy hiện tợng lệch bội trong bộ NST.
9
Khoá luận tốt nghiệp Bùi Thị Thu Trang
1.3 Tình hình nghiên cứu chi Ráy (Alocasia) và chi Khoai môn
(Colocasia) trên thế giới

Họ Ráy (Araceae) đợc mô tả lần đầu tiên vào năm 1789 bởi nhà thực vật ngời
Pháp A. de Jussieu. Nhng mãi đến năm 1860, H. Schott, ngời áo mới chính thức đa
ra hệ thống phân loại học các cây họ Ráy và ông đợc xem là ngời đặt nền móng đầu
tiên cho phân loại họ Ráy. [32]
Năm 1920, Engler đã đa ra một hệ thống phân loại khác đợc coi là ít nhân tạo
hơn. Ông không chỉ dựa trên cấu trúc bông mo mà trên cả các hình thái giải phẫu
của cơ quan sinh dỡng. [27]
Năm 1970, Hotta đã đa ra một hệ thống phân loại họ Ráy ở vùng Đông Nam
á và Malaysia dựa trên các đặc điểm hình thái hoa, cơ quan sinh dỡng và sinh thái
học [29].
Grayum (1987) dựa trên nhiều số liệu nghiên cứu mới về tế bào học, sinh thái
học, giải phẫu hình thái đã xây dựng một hệ thống phân loại họ Ráy có khác chút ít
so với các hệ thống phân loại trớc đây [25]. Ngoài ra còn nhiều hệ thống phân loại
khác nh hệ thống phân loại của Bogner (Đức) và Nicolson (1991), Boyce (1995) [8]

Theo Willis (1966) chi Ráy (Alocasia) có khoảng 60-70 loài phân bố rộng rãi
ở nhiều nơi trên thế giới. Nguồn gốc của hầu hết các loài Alocasia vẫn cha biết
chính xác nhng quan sát thấy nhiều ở ấn Độ đến Sirilanca, khắp Đông Nam Châu á
và Thái Bình Dơng. [8]
Phân tích di truyền tế bào cây họ Ráy nói chung và các loài trong chi
Alocasia và chi Colocasia nói riêng đã đợc tiến hành khá nhiều. Tính đến những
năm đầu thập kỉ 90 của thế kỉ 20 đã có 700 loài đợc quan sát số lợng NST. [8]
Số lợng NST cơ bản đợc Vignolus (1939) báo cáo đối với chi Ráy (Alocasia)
là n=13. Tuy nhiên các công trình nghiên cứu gần đây đã thống nhất rằng số lợng
NST cơ bản ở chi Alocasia là n=14. [31, 32]
Năm 1974, Bhattacharya đã báo cáo số lợng NST của 15 loài trong chi
Alocasia G. Don. Sự đa hình về mức bội NST cũng đã đợc phát hiện là 2n=28, 42 và
56 [26].
Số lợng NST cơ bản đối với chi Colocasia đợc báo cáo là n=14. Hai dạng bội
NST đã đợc phát hiện là dạng lỡng bội (2n=2x=28) và dạng tam bội (2n=3x=42). Cả

hai dạng Khoai môn này đều trồng nhiều nơi trên thế giới và đóng nguồn gốc các
10
Khoá luận tốt nghiệp Bùi Thị Thu Trang
giống Khoai môn-sọ tam bội vẫn luôn đợc quan tâm nghiên cứu nhng mối quan hệ
giữa hai dạng bộ NST ở loài nay vẫn cha hoàn toàn sáng tỏ.
Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu kết hợp đặc điểm hình thái,
nông học với các nghiên cứu di truyền tế bào và di truyền phân tử đã và đang đợc
tiến hành giúp cho công tác nghiên cứu phân loại ở mức dới loài và các loài trong
chi ngày càng chính xác hơn, mở ra những nhận thức mới về nghiên cứu tiến hoá và
mở rộng tiến hoá ở các loài trong chi Khoai môn (Colocasia) nói riêng và họ Ráy
(Araceae) nói chung.
1.4 Tình hình nghiên cứu chi Ráy (Alocasia) và chi Khoai môn
(Colocasia) ở Việt Nam
Các cây họ Ráy ở Việt Nam lần đầu tiên đợc nghiên cứu và mô rả trong công
trình nghiên cứu của nhà tự nhiên học Bồ Đào Nha J. Loureiro. Trong công trình
nghiên cứu của mình, ông đã miêu tả 13 loài và 1 chi mới cho khoa học là chi Lasia.
Mãi gần 100 năm sau, năm 1882, họ Ráy ở Việt Nam mới lại đợc biết tới qua công
bố của Brown về chi mới cho khoa học, chi Pseudodracontium. Những năm sau đó,
các loài Ráy ở Việt Nam cũng đợc nghiên cứu bởi Engler và Krause. Các ông đã
công bố tổng số 20 loài mới cho khoa học từ Việt Nam. [27, 30]
Ngời có công lớn nhất trong nghiên cứu họ Ráy ở Việt nam là nhà thực vật
học Pháp F. Gagnepain. Ông cũng là ngời đầu tiên nghiên cứu họ Ráy ở Đông Dơng
một cách có hệ thống. Trong cuốn Thực vật chí Đại cơng Đông Dơng, năm 1942,
ông đã liệt kê 21 chi và 80 loài Ráy có ở Việt Nam. [8]
Công trình nghiên cứu tiếp theo về họ Ráy ở Việt Nam là của giáo s Phạm
Hoàng Hộ. Trong cuốn Cây cỏ miền Nam Việt Nam xuất bản năm 1972, ông đã
mô tả 60 loài Ráy ở miền Nam [10]. Sau đó, năm 1993 ông đã biên soạn lại họ Ráy
trong cuốn Cây cỏ Việt Nam - quyển III. Trong công trình này ông đã mô tả 94
loài thuộc 23 chi Ráy ở dạng trồng và dạng hoang dại. [13]
Theo Phạm Hoàng Hộ (1993), chi Ráy (Alocasia) có 8 loài, trong đó có 2

loài đợc mô tả là A. macrorrhiza và A. odora C. Koch. Theo mô tả của ông, loài
A. odora C. Koch có tên gọi là Mùng thơm hay Bạc hà có đặc điểm: lá xanh tơi,
phấn trăng trắng, phiến hình lọng, tai tròn, trồng lấy lá và cuống lá để nấu ăn
[12, 13]. Tơng tự, 2 loài trong chi Khoai môn đợc mô tả là C. esculenta (cây
Môn nớc) và C. gigantea (Khoai môn to). Tuy nhiên các mô tả của Phạm Hoàng Hộ
đối với loài C. gigantea cũng cha phù hợp với thực tế. Gần đây, Nguyễn Xuân Viết
11
Khoá luận tốt nghiệp Bùi Thị Thu Trang
đã có những mô tả bổ sung và định rõ tên khoa học của loài Dọc mùng hay Mùng
thơm là C. gigantea [Tạp chí Khoa học tự nhiên, Trờng ĐHSP Hà Nội. Số 1-2003].
Trong cuốn sách nhiều tác giả: Cây cỏ thờng thấy ở Việt Nam do Lê Khả
Kế chủ biên, đã mô tả 18 chi và 40 loài Ráy phổ biến ở Việt Nam, đồng thời cũng
nêu lên công dụng của một số loài và nơi sống của chúng [16]. Nhìn chung các loài
trong hai chi Alocasia và Colocasia do Lê Khả Kế mô tả là khác nhiều so với mô tả
của Phạm Hoàng Hộ (1993).
Ngoài ra các cây họ Ráy còn đợc đề cập trong các công trình ngiên cứu của
Nguyễn Bá (1974) [2], Đỗ Tất Lợi (1995) [20], Võ Văn Chi và Dơng Đức Tiến
(1978) [4]
Mới đây nhất, tại Hội nghị Những vấn đề nghiên cứu cơ bản trong khoa học
sự sống đã có rất nhiều báo cáo về các công trình nghiên cứu trên đối tợng chi Ráy.
Nguyễn Văn D và Nguyễn Xuân Viết đã công bố bổ sung một loài mới
Colocasia lihengae đợc phát hiện tại vờn Quốc gia Ba Vì - Hà Tây cho hệ thực vật
Việt Nam. Qua phân tích hình thái học và điện di izozym, các tác giả đã phán đoán
rằng đây có thể là một loài lai tự nhiên. [7]
Nguyễn Xuân Viết cũng đã nghiên cứu bộ NST và đặc điểm kiểu nhân của
loài Ráy A. odora C. Koch ở Việt Nam. Trong công trình nghiên cứu của mình, ông
đã quan sát thấy tất cả các dạng bội NST (2n=28, 42 và 56) đợc báo cáo ở loài
A. odora của các tác giả trên thế giới đều đã đợc phát hiện trong các cây Ráy A.
odora ở Việt Nam. Ông cũng đã phân tích mối quan hệ giữa các dạng bội NST
này. [22]

Các loài Khoai môn Việt Nam cũng đợc Nguyễn Xuân Viết và Nguyễn Thị
Hạnh mô tả trong bài báo Số lợng thể nhiễm sắc và kiểu nhân (karyotype) của các
loài Colocasia ở miền Bắc Việt Nam. Đây là công trình nghiên cứu đầu tiên về
kiểu nhân của các loài C. ssp. nói chung và C. esculenta nói riêng. Kết quả nghiên
cứu cũng chỉ ra 2 dạng bội NST của 3 loài là 2n=2x=28 và 2n=3x=42. [24]
Đặc biệt trong báo cáo Nghiên cứu kiểu nhân, đa dạng kiểu nhân và đa hình
izozym các loài trong chi Khoai môn sọ (Colocasia) và chi Ráy (Alocasia) ở miền
Bắc Việt Nam, Nguyễn Xuân Viết đã mô tả một cách tổng hợp kiểu nhân và phân
tích izozym các loài trong chi Ráy Alocasia và chi Khoai môn Colocasia ở Việt
Nam.
12
Khoá luận tốt nghiệp Bùi Thị Thu Trang
Ngoài ra còn có nhiều công trình nghiên cứu về chi Ráy và chi Khoai môn ở
Việt Nam. Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Nguyễn Hữu Nghĩa, Vũ Linh Chi trong công
trình nghiên cứu về đa dạng di truyền nguồn gen Khoai môn - sọ theo vùng địa lí
sinh thái, dựa theo chỉ số Shannon-Weaver (H) và các bản đồ theo GIS đã thấy đợc
sự biến động khá rõ nét về sự đa dạng di truyền các giống Khoai môn sọ tại các
vùng địa lí sinh thái về các đặc điểm sinh thái nông học. [14]
Hiện nay, Viện sinh thái và Tài nguyên Sinh vật Việt Nam cũng đang nghiên
cứu và phân loại các cây họ Ráy ở miền Bắc Việt Nam. Theo kết quả điều tra thì họ
Ráy ở Việt Nam có 23 chi và 120 loài trong đó chi Ráy (Alocasia) có khoảng 10
loài và chi Khoai môn (Colocasia) có 3 loài. [8]
Mặc dù đã có một số nghiên cứu về sự đa dạng di truyền các giống Khoai
môn sọ và Ráy ở nớc ta nhng những nghiên cứu này mới chỉ là bớc đầu.
13
Khoá luận tốt nghiệp Bùi Thị Thu Trang
Chơng 2. Đối tợng và phơng pháp nghiên cứu
2.1 Đối tợng nghiên cứu
Trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng tổng cộng có 42 mẫu cây thuộc 2
chi Ráy (Alocasia) và chi Khoai môn (Colocasia). Trong đó chi Ráy có 2 loài:

Alocasia indica (8 mẫu cây) và Alocasia odora (11 mẫu cây). Chi Khoai môn có 1
loài là Colocasia esculenta (23 mẫu cây).
Các mẫu cây đợc thu thập tại một số địa phơng nh: Hà Đông (Hà Tây), Ao
Vua (Hà Tây) và Ninh Bình. Sau đó đợc trồng tại phòng thí nghiệm Bộ môn Di
truyền- Khoa Sinh học - ĐH KHTN - ĐHQGHN để phân tích bộ nhiễm sắc thể ở kì
giữa của các tế bào đỉnh sinh trởng của rễ.
2.2. Phơng pháp nghiên cứu
2.2.1 Phơng pháp mô tả hình thái
Hình thái đợc mô tả theo hớng dẫn mô tả của Phạm Hoàng Hộ, kết hợp với
các tài liệu mô tả của các tác giả trớc đó.
Định tên loài cho các mẫy cây thu thập đợc dựa trên các đặc điểm hình thái
thực vật học cùng với tra cứu tài liệu chuyên khảo của Engker (1920), Hotta (1970)
và có tham khảo mô tả của Phạm Hoàng Hộ.
2.2.2. Phơng pháp nghiên cứu nhiễm sắc thể
2.2.2.1. Xử lí mẫu rễ
Các mẫu cây sau khi thu thập về đợc cắt bỏ hết rễ, lá và trồng trong cát ẩm.
Khi rễ dài khoảng 1-2 cm thì có thể tiến hành thu rễ. Các mẫu rễ đợc lấy vào các
thời điểm khác nhau trong ngày và các ngày khác nhau. Trên cơ sở đó chúng tôi đã
xác định đợc thời điểm lấy mẫu thích hợp là vào buổi sáng từ 7-8 giờ khi nhiệt độ từ
20-30
0
C.
Sau khi thu rễ thì xử lí bằng cách ngâm rễ trong dung dịch colchicine 0,02%
trong 2 giờ ở nhiệt độ phòng. Tiếp đó rửa rễ bằng nớc cất và chuyển sang dung dịch
nhợc trơng Natri citrat 0,45% trong thời gian 15-30 phút.
2.2.2.2. Cố định rễ
Rễ lấy ra khỏi dung dịch Natri citrat 0,45% đợc rửa nhanh bằng nớc cất và
thấm khô, sau đó đa vào dung dịch cố định Carnua cải tiến (3 cồn: 1 axit acetic).
Thời gian cố định từ 6-12 giờ.
14

Khoá luận tốt nghiệp Bùi Thị Thu Trang
2.2.2.3. Rửa mẫu vật
Hết thời gian cố định mẫu vật, rễ đợc rửa bằng cồn 70
0
khoảng 2-3 lần cho
đến khi hết mùi axit acetic. Sau đó giữ trong cồn 70
0
và để trong ngăn mát tủ lạnh.
Mẫu có thể giữ đợc rất lâu để phân tích.
2.2.2.4. Làm tiêu bản nhiễm sắc thể
Tiêu bản nhiễm sắc thể đợc làm theo phơng pháp ép.
Các mẫu rễ đợc lấy ra, rửa sạch trong nớc cất, sau đó đợc đun cách thuỷ trong
thuốc nhuộm Carmin acetic 45% với thời gian 15-30 phút. Dùng dao lam cắt phần
chóp rễ bắt màu đậm đa lên lam kính, nhỏ một giọt Carmin acetic, đậy lamen và gõ
nhẹ lên lamen cho các tế bào dàn đều và tách nhau ra.
Tiêu bản đợc quan sát dới kính hiển vi quang học thông thờng ở vật kính 40
để phát hiện các mẫu tiêu bản đẹp, có nhiều tế bào với các nhiễm sắc thể phân chia
ở kì giữa có thể phân biệt nhau đợc chuyển sang tiêu bản cố định.
2.2.2.5. Chuyển tiêu bản tạm thời sang tiêu bản cố định
Chọn tiêu bản đẹp cho vào cốc đựng cồn tuyệt đối để tách lamen. Sau đó
chuyển lần lợt sang các dung dịch hỗn hợp chứa cồn tuyệt đối và Xilen với tỉ lệ 3:1;
1:1; 1:3 và 100% Xilen, mỗi dung dịch để trong 5-10 phút.
Gắn tiêu bản bằng một giọt bom Canada rồi đậy lamen lên sao cho không có
bọt khí, chờ khô, soi trên kính hiển vi và phân tích mẫu.
Tiêu bản cố định có thể giữ đợc khá lâu.
2.2.2.6. Chụp ảnh tiêu bản nhiễm sắc thể
Các mẫu tiêu bản đẹp đợc chụp trên kính hiển vi quang học Leica MPS 60, sử
dụng máy ảnh Leica, phim Fujicolor dới vật kính 100. ảnh đợc chụp tại phòng hiển
vi - Bộ môn Mô phôi, Tế bào và Lý sinh - Khoa Sinh học Trờng ĐH Khoa học Tự
nhiên- ĐH Quốc gia Hà Nội.

2.2.3. Phơng pháp xây dựng kiểu nhân
2.2.3.1. Đo nhiễm sắc thể
Các nhiễm sắc thể đợc đo trực tiếp bằng compa kĩ thuật trên các ảnh chụp
nhiễm sắc thể đã phóng đại. Tiến hành đo các chỉ số chiều dài cánh dài (q), cánh
ngắn (p) và thể kèm.
15
Khoá luận tốt nghiệp Bùi Thị Thu Trang
2.2.3.2. Công thức kiểu nhân
Công thức kiểu nhân của loài đợc xác định dựa vào vị trí tâm động của nhiễm
sắc thể.
Vị trí tâm động của nhiễm sắc thể (r) đợc xác định theo Levan (1964), đợc
biểu thị bằng tỉ số giữa chiều dài cánh dài so với chiều dài cánh ngắn.
Dựa vào vị trí tâm động, ngời ta phân loại nhiễm sắc thể nh sau:
Vị trí tâm động Tỉ lệ cánh (r) Phân loại nhiễm sắc thể
Vùng chính giữa
Vùng giữa
Vùng gần giữa
Vùng gần tận
Vùng tận
1
1,1 1,7
1,7 3
3,1 7
> 7
M: Tâm cân
m: Tâm cân
Sm: Tâm lệch giữa
St: Tâm lệch mút
T: Tâm mút
Công thức kiểu nhân cho thấy trong 2n NST số lợng mỗi loại nhiễm sắc thể

nh:
M - Tâm cân
m - Tâm cân
Sm - Tâm lệch giữa
St - Tâm lệch mút
t - Tâm mút
2.2.3.3. Nhân đồ (Karyogram) và sơ đồ nhiễm sắc thể (Idiogram)
Nhân đồ và sơ đồ nhiễm sắc thể đợc xây dựng dựa trên hình thái nhiễm sắc
thể và số đo về chiều dài tơng đối của cánh nhiễm sắc thể, tỉ lệ cánh (r).
Chiều dài tơng đối của cánh NST đợc xác định nh tỉ lệ % của chiều dài trung
bình mỗi cánh NST so với tổng chiều dài đơn bội của bộ NST.
Các cặp nhiễm sắc thể trong Karyogram và Idiogram đợc sắp xếp theo giá trị
giảm dần của chiều dài trung bình nhiễm sắc thể.
16
Khoá luận tốt nghiệp Bùi Thị Thu Trang
Nguyên tắc sắp xếp:
- Nhiễm sắc thể dài xếp trớc, ngắn xếp sau.
- nếu nhiễm sắc thể có kích thớc bằng nhau thì nhiễm sắc thể tâm cân
xếp trớc, lệch tâm xếp sau.
- Đánh số và phân nhóm rồi xếp nhiễm sắc thể thờng trớc, nhiễm sắc
thể giới tính xếp cuối.
2.2.4. Phơng pháp xử lí số lsiệu
Sử dụng toán thống kê và vẽ biểu đồ sử dụng chơng trình tính toán Excel thực
hiện trên máy tính.
17