Đánh giá đa dạng di truyền loài Thông đỏ bắc (Taxus chinensis (Pilg.) Rehd.) đang bị đe dọa trong hệ sinh thái rừng nhiệt đới Việt Nam

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT
o0o





VŨ ĐÌNH DUY



ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN LOÀI THÔNG ĐỎ BẮC
(TAXUS CHINENSIS (PILG.) REHD.) ĐANG BỊ ĐE DỌA
TRONG HỆ SINH THÁI RỪNG NHIỆT ĐỚI VIỆT NAM



Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
Mã số: 60. 42. 0114


LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC




NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS. NGUYỄN MINH TÂM

Hà Nội, 2012
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của tôi. Các số
liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa được sử
dụng công bố trong bất kỳ tài liệu nào.
Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được
cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày tháng năm 2012
Tác giả luận văn


Vũ Đình Duy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

LỜI CẢM ƠN
Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, quý trọng đến thầy trực
tiếp hướng dẫn khoa học TS. Nguyễn Minh Tâm.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, các cán bộ của cơ sở đào tạo
sau Đại học Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật đã tận tâm truyền đạt kiến
thức cho tôi trong suốt khóa học.
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến Ban Giám đốc Bảo tàng Thiên
nhiên Việt Nam, Lãnh đạo phòng Phân loại thực nghiệm và Đa dạng nguồn gen,
các bạn bè đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong cả

quá trình học tập, thực hiện nghiên cứu và hoàn thiện luận văn.
Để hoàn thành bản luận văn này, tôi chân thành cảm ơn Phòng thí nghiệm
trọng điểm Công nghệ gen, Viện Công nghệ sinh học; phòng Hệ thống học phân
tử và Di truyền bảo tồn, Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh; Ban lãnh đạo các
khu Bảo tồn và vườn Quốc gia và chính quyền địa phương đã tạo điều kiện cho
chúng tôi thực hiện đề tài.
Luận văn được thực hiện bởi Dự án BVMT.VAST: “Bảo tồn và sử dụng
bền vững một số loài thông quý hiếm có giá trị kinh tế cao đang bị đe dọa tuyệt
chủng và khu hệ nấm nội ký sinh có ích trong các loài nghiên cứu” và sự hỗ trợ
bởi học bổng Nagao – Trung tâm nghiên cứu Tài nguyên Môi trường (CRES),
Việt Nam.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình đã luôn động viên, khích lệ
và là chỗ dựa vững chắc cho tôi hoàn thành khóa luận này.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

NHỮNG TỪ VIẾT TẮT
ADN
Axit deoxyribonucleit (Deoxyribonucleic acid)
AFLP
Đa hình độ dài các đoạn DNA nhân chọn lọc (Amplified
Fragment Length Polymorphism)
bp
Cặp bazơ (base pair)
CR
Loài cực kỳ nguy cấp
EDTA
Ethylene Diamine Tetraacetic Acid
Genbank
Ngân hàng gen quốc tế
ISSR

Trình tự lặp đơn giản ngẫu nhiên (interal simple sequence repeat)
matK
Maturase gen
ME
Phương pháp tiến hóa tối thiểu (Minimum Evolution Method)
MEGA
Phần mền phân tích di truyền tiến hóa phân tử
MP
Phương pháp tiết kiệm tối đa (Maximum Parasimony Method)
NCBI
Trung tâm thông tin công nghệ sinh học quốc gia (National
Center for Biotechnology Information)
NJ
Phương pháp kết nối liền kề (Neighbor Joining Method)
PCR
Phản ứng chuỗi polymerase (Polymerase Chain Reaction)
RADP
Đa hình các đoạn DNA nhân ngẫu nhiên (Random Amplified
Polymorphic DNA)
rbcL
Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase large subunit
gen
RFLP
Đa hình độ dài các đoạn DNA hạn chế (Restriction Fragment
Length Polymorphism)
rpoC1
RNA polymerase C gen
SSR
Trình tự lặp đơn giản (Simple Sequence Repeats)
UPGMA

Phân tích Unweighted Pair Group Method
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

UV
Ánh sáng tử ngoại
VU
Loài sẽ nguy cấp
Quần thể
BDS
Bát Đại Sơn, Quản Bạ, Hà Giang
BL
Xuân Trường, Bảo Lạc, Cao Bằng
HK
Hang Kia, Mai Châu, Hòa Bình
HLS
Hoàng Liên, Sa Pa, Lào Cai
TPT
Thài Phìn Tùng, Đồng Văn, Hà Giang
YC
Mường Lựm, Yên Châu, Sơn La



DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng
Nội dung
Trang
2.1
Địa điểm và số mẫu thu thập cho phân tích cpSSR
22

2.2
Danh sách các loài Thông dùng xác định phân tích vị
trí phân loại
23
2.3
Trình tự các nucleotide của 6 cặp mồi cpSSR
24
2.4
Các cặp mồi sử dụng để xác định vị trí phân loại giữa
các taxon
24
3.1
Cấu trúc tuổi quần thể của loài Thông đỏ bắc
38
3.2
Đa dạng di truyền quần thể của loài Thông đỏ bắc
42
3.3
Hệ số tương đồng di truyền (trên) và khoảng cách di
truyền (dưới) theo Nei (1987) ở mức độ quần thể và
44
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

loài của loài Thông đỏ bắc
3.4
Phân tích AMOVA (khác nhau ở mức độ phân tử) của
loài Thông đỏ bắc
46
3.5
Thành phần bazơ (%) của 3 vùng gen rpoC1, rbcL,

matK của 20 loài Thông
52
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình
Nội dung
Trang
1.1
Hình ảnh về loài cây Thông đỏ bắc (Taxus chinensis)
19
2.1
Bản đồ chỉ ra địa điểm nghiên cứu loài Thông đỏ bắc
24
3.1
Hình ảnh ADN tổng số đại diện của loài Thông đỏ bắc
39
3.2
Phổ điện di sản phẩm PCR của 6 cặp mồi cpSSR trên gel
polyacrylamide 5%
39
3.3
Cấu trúc không gian alen của các quần thể nghiên cứu
41
3.4
Phân tích NJ trên cơ sở khoảng cách di truyền giữa các quần
thể của loài Thông đỏ bắc
44
3.5
Phân tích UPGMA trên cơ sở khoảng cách di truyền từ 148

cá thể từ 6 quần thể của loài Thông đỏ bắc
45
3.6
Vị trí phân loại của 14 loài Thông nghiên cứu theo phương
pháp NJ trên cơ sở vùng gen matK
54
3.7
Vị trí phân loại của 17 loài Thông nghiên cứu theo phương
pháp NJ trên cơ sở vùng gen rbcL
55
3.8
Vị trí phân loại của 14 loài Thông nghiên cứu theo phương
pháp NJ trên cơ sở vùng gen rpoC1
55
3.9
Vị trí phân loại của 14 loài Thông nghiên cứu theo phương
pháp NJ trên cơ sở kết hợp 3 vùng gen rpoC1, matK và rbcL
56

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

MỤC LỤC

Trang
Lời cam đoan
i
Lời cám ơn
ii
Những từ viết tắt
iii

Danh mục các bảng
iv
Danh mục các hình
v
MỞ ĐẦU
1
MỤC TIÊU VÀ Ý NGHĨA KHOA HỌC
3
1. Mục tiêu nghiên cứu
3
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
4
1.1. Khái niệm về quần thể thực vật
4
1.2. Tính đa đa dạng di truyền của quần thể thực vật
4
1.3. Ảnh hưởng của phân cắt nơi sống đến đa dạng di truyền thực vật
5
1.4. Đa dạng di truyền trong quần thể nhỏ và cô lập
5
1.5. Một số kỹ thuật sinh học phân tử thường được dùng trong nghiên
cứu đa dạng di truyền ở thực vật
7
1.5.1. Kỹ thuật isozyme
7
1.5.2. Kỹ thuật RAPD
7
1.5.3. Kỹ thuật RFLP

8
1.5.4. Kỹ thuật AFLP
9
1.5.5. Kỹ thuật SSR
9
1.5.6. Kỹ thuật ISSR
10
1.6. Tình hình nghiên cứu ngoài nước và trong ngoài nước về đa dạng di
truyền và tiến hóa phân tử
11
1.6.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
11
1.6.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
16
1.7. Một số đặc điểm của loài Thông đỏ bắc
18
Chƣơng 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
20
2.1. Vật liệu nghiên cứu
20
2.2. Địa điểm, thời gian và phương pháp nghiên cứu
23
2.2.1. Địa điểm nghiên cứu
23
2.2.2. Thời gian nghiên cứu
24
2.2.3. Phương pháp khảo sát thực địa
24
2.2.4. Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm
24

2.2.4.1. Tách chiết ADN tổng số
24
2.2.4.2. Nhân bản ADN
25
2.2.4.3. Phân tích số liệu
26
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
27
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3.1. Hiện trạng quần thể, loài Thông đỏ bắc
27
3.1.1. Phân bố của loài Thông đỏ bắc
27
3.1.2. Cấu trúc nơi sống
28
3.1.3. Cấu trúc quần thể
35
3.2. Đa dạng di truyền quần thể và loài
37
3.2.1. Kết quả tách chiết ADN tổng số và điện di sản phẩm PCR
37
3.2.2. Đa dạng di truyền trong và giữa các quần thể của loài Thông đỏ
bắc
39
3.2.3. Hệ số tương đồng di truyền và khoảng cách di truyền
42
3.2.4. Phân bố không gian di truyền
43
3.2.5. Phân tích AMOVA

45
3.3. Mức độ tiến hóa phân tử của một số loài Thông
48
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
56
TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

MỞ ĐẦU
Loài Thông đỏ bắc (Taxus chinensis (Pilg.) Rehd.) thuộc chi Thông đỏ
(Taxus), họ Thông đỏ (Taxaceae) là loài quý hiếm có giá trị đặc biệt về mặt y
học được sử dụng để sản xuất taxol (hợp chất chữa bệnh ung thư) [64], xây dựng
nhà cửa, đóng đồ dùng gia đình, thủ công mỹ nghệ và làm cảnh. Các loài này
phân bố ở vùng núi đá vôi và núi đất phía Bắc Việt Nam.
Theo các tiêu chí mới của IUCN 2010 [36] loài này cần được xếp vào bậc
sắp bị tuyệt chủng VU A2ac, B2ab (i-v), đã được đưa vào Sách Đỏ Việt Nam
với bậc sắp bị tuyệt chủng VU A1a, c, B1+2b, c [2] và Loài này thuộc nhóm
IIA: Thực vật rừng hạn chế khai thác, sử dụng vì mục đích thương mại của nghị
định số 32/2006/NĐ-CP ngày 30/3/2006 về quản lý thực vật rừng, động vật rừng
nguy cấp, quý, hiếm [3]. Mặc dù, một số quần thể của chúng là đối tượng đã
được bảo vệ trong một số khu bảo tồn, nhưng chúng vẫn đang ở trong tình trạng
bị đe doạ. Các tác giả đã chỉ ra rằng Thông đỏ bắc hiện chỉ còn khoảng 250 cá
thể, phân bố tản mạn, với kích thước quần thể rất nhỏ. Thông đỏ bắc hiện có mặt
tại một số địa điểm như Quản Bạ, Đồng Văn (Hà Giang), Sapa (Lào Cai), Bảo
Lạc (Cao Bằng), Yên Châu (Sơn La), Hang Kia - Pà Cò (Hoà Bình). Đã có một

số biện pháp bảo vệ loài này với các hình thức khác nhau, như bảo vệ nguyên vị
tại một số khu bảo tồn và chuyển vị (giâm hom) [7]. Tuy nhiên, các nhà quản lý
và các nhà khoa học còn thiếu các thông tin quan trọng về đa dạng di truyền ở cả
2 mức độ quần thể và loài, đặc biệt các yếu tố ảnh hưởng xấu đến sự tồn tại của
chúng liên quan đến tác động của con người. Điều này rất khó để nâng cao hiệu
quả của công tác bảo tồn và sử dụng bền vững loài Thông nghiên cứu. Để góp
phần đưa ra các giải pháp bảo tồn và phục hồi loài thì việc đánh giá mức độ đa
dạng di truyền quần thể loài Thông có ý nghĩa quan trọng. Mức độ đa dạng di
truyền không những chỉ ra khả năng tồn tại của loài ở hiện tại và tương lại, mà
còn chỉ ra tiềm năng tiến hoá của loài. Ngày nay, kỹ thuật công nghệ sinh học
được sử dụng rộng rãi, nhanh và có hiệu quả trong việc đánh giá mức độ đa
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

dạng di truyền quần thể và loài, đặc biệt các loài Thông đang có nguy cơ bị đe
dọa [43], [4], [11], [51], [59].
Xuất phát từ thực tiễn trên, chúng tôi tiến hành đề tài “Đánh giá đa dạ ng di
truyề n loi Thông đỏ bắc (Taxus chinensis (Pilg.) Rehd.) đang bị đe dọ a
trong hệ sinh thá i rƣ̀ ng nhiệ t đớ i Việ t Nam”
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

MỤC TIÊU VÀ Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
1. Mục tiêu nghiên cứu
- Mục tiêu chung:
Đóng góp cho công tác bảo tồn và phục hồi hữu hiệu các loài quý hiếm
đang bị đe doạ ở Việt Nam. Giúp các nhà quản lý hiểu biết sâu hơn về mức độ
tiến hoá, quan hệ di truyền giữa các loài Thông. Các yếu tố tác động của con
người làm xói mòn cấu trúc di truyền quần thể và loài. Mục tiêu này cũng sẽ
giúp cộng đồng các nhà khoa học hiểu biết tốt hơn về quá trình tuyệt chủng cũng
như mức độ tiến hoá loài không chỉ cho các loài Thông và có thể áp dụng cho
các loài cây khác có lịch sử sống tương tự.

- Mục tiêu cụ thể:
Xác định mức độ xói mòn tính đa dạng di truyền quần thể và loài của loài
Thông đỏ bắc (Taxus chinensis): VU A1a, c, B1+2b, c [2].
Xác định được các nguyên nhân làm mất tính đa dạng di truyền quần thể và
loài và đưa ra các giải pháp phục hồi loài Thông nghiên cứu.
2. Ý nghĩa khoa học v thực tiễn
Đề tài không những cho phép các nhà khoa học hiểu biết rõ hơn về sự
tuyệt chủng trên cơ sở đánh giá mức độ suy giảm đa dạng di truyền quần thể và
loài của loài Thông nghiên cứu mà còn áp dụng cho các loài Thông khác đang bị
đe doạ và vị trí phân loại trên cơ sở phân tích trình tự 3 vùng gen cho một số
loài Thông ở Việt Nam.
Đề tài cung cấp cơ sở khoa học cho các nhà quản lý cập nhật thông tin về
giá trị bảo tồn và nâng cao sự hiểu biết của người dân sống gần rừng về sự tuyệt
chủng loài cần bảo vệ.
Kết quả của đề tài đóng góp cho công tác bảo tồn và quản lý hữu hiệu
nguồn gen của các loài thực vật quý hiếm đang có nguy cơ tuyệt chủng, nâng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

cao hiểu biết rõ hơn về phương thức sinh sản và mức độ đa dạng di truyền trong
và giữa các quần thể Thông và thu thập thông tin về ảnh hưởng của người dân
địa phương đến tính đa dạng di truyền.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Khái niệm về quần thể thực vật
Quần thể được định nghĩa như là tập hợp một nhóm cá thể của một loài
trong một nơi sống cụ thể và như vậy, chúng độc lập với các quần thể khác nhau
về quan hệ sinh sản. Về mặt di truyền, quần thể liên quan ở mức độ cá thể và
chúng được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác, và cũng bị ảnh hưởng bởi các

yếu tố như kích thước quần thể, sức sinh sản, khả năng sống sót, phương phức
sinh sản, trao đổi và đột biến di truyền. Kích thước quần thể là kết quả của sự
tương tác phức tạp liên quan đến các điều kiện môi trường sống và các đặc tính
quần thể của loài. Kích thước quần thể đóng vai trò quan trọng liên quan đến
phương thức sinh sản, di truyền và tiến hoá. Nguồn gốc tiến hoá thường liên
quan đến cá thể lai (thế hệ tiếp theo) trong quần thể và loài. Thụ phấn chéo có
thể sản sinh những cá thể lai đa dạng. Cấu trúc di truyền của những cá thể này
có nhiều cơ hội đóng góp vào tính đa dạng trong quần thể và duy trì khả năng
thích nghi cao trong hoàn cảnh môi trường sống.
Tác động của con người đến môi trường sống thường dẫn đến sự phá vỡ
cấu trúc quần thể và thiết lập những quần thể nhỏ, cô lập và cuối cùng làm suy
giảm khả năng thích nghi của quần thể với môi trường sống của chúng. Ở đây,
thế hệ được sản sinh bằng thụ phấn cận noãn sẽ dẫn đến sự khác nhau về di
truyền giữa các quần thể là lớn, mất tính đa dạng di truyền và tăng tần số gen
đồng hợp tử trong các quần thể nhỏ.
1.2. Tính đa dạng di truyền của các quần thể thực vật
Đa dạng sinh học thường đề cập đến mức độ khác nhau của các dạng sống
bao gồm các cá thể động vật, thực vật, vi sinh vật và được biểu hiện từ mức độ
phân tử đến hệ sinh thái. Đa dạng sinh học là kết quả của quá trình tiến hoá tự
nhiên trải qua hàng triệu năm, bao gồm cả 3 mức độ hệ sinh thái, loài và di truyền.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Lý thuyết tiến hoá trên cơ sở chọn lọc tự nhiên của Darwin đã dự đoán rằng đa
dạng di truyền là thành phần chính của đa dạng sinh học. Đa dạng di truyền cho
phép cá thể và loài xử lý những biến đổi bất lợi của môi trường sống và có khả
năng tự phục hồi trong môi trường sống của chúng. Như vậy, đa dạng di truyền
được đề cập đến như là mức độ đa hình của mỗi cá thể trong suốt thời gian sống
của nó, hoặc được phản ánh bởi số alen của quần thể tại một nơi và thời gian cụ thể
hoặc số alen của một loài trong phạm vi phân bố địa lý và lịch sử tồn tại của nó.
1.3. Ảnh hƣởng của phân cắt nơi sống đến đa dạng di truyền thực vật

Nơi sống của mỗi loài được thiết lập trong quá trình hình thành loài. Phân
cắt xảy ra khi nơi sống bị chia nhỏ và bị cô lập với nhau bằng ma trận các cảnh
quan khác không giống ban đầu và không phù hợp cho sự tồn tại của loài. Như
vậy, phân cắt tạo nên sự phá vỡ nơi sống. Tác nhân gây ra phân cắt bao gồm mở
rộng đất nông nghiệp, khai thác không hợp lý tài nguyên sinh vật, xây dựng khu
dân cư và khai thác khoáng sản. Phân cắt đe doạ đến tính thống nhất sinh thái đã
được hình thành trong lịch sử phát triển loài và là một trong những nguyên nhân
gây ra sự tuyệt chủng. Suy giảm diện tích nơi sống ảnh hưởng đến kích thước
quần thể và phân bố lại các mảnh nơi sống còn lại sẽ ảnh hưởng đến sự phát tán
của loài. Hậu quả của quá trình phân cắt thường làm suy giảm chức năng hệ sinh
thái và cuối cùng mất nơi sống. Các quần thể nhỏ và bị cô lập trong các mảnh
nơi sống còn lại dễ bị tổn thương và ít có khả năng thích nghi khi điều kiện môi
trường sống của chúng bị thay đổi [39]. Tất nhiên, hậu quả sẽ dẫn đến mất tính
đa dạng di truyền ở cả 2 mức độ quần thể và loài và cuối cùng nhiều loài bị đe
dọa tuyệt chủng.
1.4. Đa dạng di truyền trong quần thể nhỏ v cô lập
Kích thước quần thể thực vật là kết quả của mối quan hệ phức tạp các
nhân tố khác nhau bao gồm lịch sử hình thành quần thể, điều kiện môi trường
sống và đặc điểm sinh thái của loài. Kích thước quần thể phản ánh quá trình thụ
phấn, cấu trúc di truyền và mức độ tiến hoá của loài. Phần lớn các loài đang bị
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

đe doạ tuyệt chủng đều nhỏ về số cá thể trong mỗi quần thể và số quần thể và
tồn tại trong những mảnh rừng nhỏ và cô lập. Một trong những hậu quả của
quần thể nhỏ và cô lập là xuất hiện mối quan hệ cận noãn giữa các cá thể trong
quần thể. Ảnh hưởng này có thể làm mất tính đa dạng di truyền nếu tần số và
cường độ quan hệ cận noãn cao và cuối cùng giảm khả năng thích nghi của quần
thể trong điều kiện môi trường biến đổi và tăng khả năng nhạy cảm đối với dịch
bệnh [20].
Với những phương pháp sinh học phân tử, các nghiên cứu tập trung vào

đánh giá tính đa dạng di truyền ở cả ba mức độ cá thể, quần thể và loài. Hamrick
và Godt (1989) [33] đã tập hợp tư liệu của 449 loài thực vật thuộc 165 chi và so
sánh mức độ đa dạng di truyền giữa các nhóm loài khác nhau về đặc điểm sinh
thái như dạng sống, phân bố, vị trí phân loại, hệ thống sinh sản, cơ chế phát tán
hạt và mức độ thành công của loài qua các thời kỳ địa chất. Mức độ trung bình
của lô cút đa hình và đa dạng di truyền trên cơ sở của 473 loài thực vật là 50%
và 0.149, tương ứng [34]. Loài phân bố rộng duy trì hệ số đa dạng di truyền cao
gấp đôi so với loài đặc hữu. Sự khác nhau này liên quan đến mức độ thấp của tỉ
lệ phần trăm lô cút đa hình và số alen xuất hiện ở loài đặc hữu. Các loài có đặc
điểm sinh thái như chu kỳ sống dài (lâu năm), sinh sản hữu tính và phát tán hạt
nhờ động vật duy trì tính đa dạng di truyền cao hơn các loài với đặc điểm sinh
thái khác. Đối với quần thể, giá trị trung bình của hệ số đa dạng di truyền và lô
cút đa hình là 0,113 và 34%, tương ứng. Mức độ di truyền cao được duy trì đối
với quần thể của loài thụ phấn nhờ động vật (côn trùng). Tuy nhiên, có sự khác
nhau đáng kể về giá trị đa dạng di truyền giữa các quần thể đối với loài khác
nhau. Mức độ di truyền khác nhau khá lớn giữa các quần thể trong loài tự thụ
phấn. Nhiều công trình điều tra vào các năm tiếp theo về tính đa dạng di truyền
đã khẳng định kết quả đánh giá trên [49].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

1.5. Một số kỹ thuật sinh học phân tử thƣờng đƣợc dùng trong nghiên cứu
đa dạng di truyền ở thực vật
1.5.1. Kỹ thuật isozyme
Kỹ thuật Isozyme là kỹ thuật nghiên cứu sự đa hình enzyme. Phương
pháp này được Hunter và Market đưa ra từ năm 1957, được Harris hoàn thiện
vào năm 1966 và bắt đầu được sử dụng phổ biến từ thập niên 70 đến nay. Di
truyền quần thể cần thiết phải nghiên cứu nguyên nhân và hậu quả của sự biến
đổi di truyền trong/giữa các quần thể. Kỹ thuật isozyme được sử dụng như dấu
phân tử cho mục tiêu này. Mặc dù hiện nay đã có nhiều kỹ thuật ADN phát triển
nhưng kỹ thuật isozyme vẫn được sử dụng vì cách thức thực hiện tương đối

nhanh, chi phí thấp, thích hợp cho các nghiên cứu xác định mức độ biến đổi di
truyền ở cấp độ thấp. Ngoài ra việc kết hợp kỹ thuật isozyme với các kỹ thuật
nghiên cứu đa hình ADN cho phép phân tích, so sánh những đặc tính bền vững
(hoặc thay đổi) theo điều kiện khác nhau của môi trường [12].
1.5.2. Kỹ thuật RAPD
RAPD (Random Amplified Polymorphism DNA - Đa hình các đoạn ADN
được khuếch đại ngẫu nhiên) do William phát minh năm 1990, Welsh và cộng
sự hoàn thiện năm 1991. Phương pháp này sử dụng cùng một số mồi ngẫu nhiên
(mồi ngẫu nhiên là các đoạn oligo nucleotide gồm khoảng 8 đến 20 Nucleotide)
để thực hiện phản ứng PCR nhằm nhân các đoạn ADN đặc trưng của các mẫu
nghiên cứu. Nếu các mẫu nghiên cứu có bộ gen giống nhau hoàn toàn, sản phẩm
PCR thu được gồm các đoạn ADN hoàn toàn giống nhau về kích thước và cấu
trúc. Khi bộ gen của các mẫu nghiên cứu có sự khác biệt nhau, kết quả PCR sẽ
nhân được các đoạn khác biệt nhau [5], [12].
*Ưu điểm của kỹ thuật RAPD
Về mặt kỹ thuật, kỹ thuật RAPD dễ thực hiện và dễ thành công do không
cần biết trước trình tự bộ gen của đối tượng cần nghiên cứu, thao tác đơn giản,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

chất lượng ADN khuôn không cần độ tinh sạch quá cao, thời gian thực hiện
nhanh, khả năng nhân bản cao.
Về mặt kinh tế, chi phí thực hiện cho kỹ thuật này thấp. Trong nghiên
cứu, kỹ thuật RAPD thường được sử dụng kết hợp với những kỹ thuật cao cấp
khác để đánh giá đa dạng di truyền và nhận diện chỉ thị phân tử có độ tin cậy cao
[13].
* Những hạn chế của kỹ thuật RAPD
Kỹ thuật RAPD có độ chính xác không cao, không ổn định (thể hiện ở
mức độ lặp lại giống nhau thấp). Khả năng nhân bản trong phản ứng PCR cao
nhưng khả năng xuất hiện đa hình thấp và độ tin cậy không cao [12], [13].
1.5.3. Kỹ thuật RFLP

RFLP (Restriction fragment length Polymorphism – đa hình chiều dài các
đoạn ADN cắt bởi các enzyme giới hạn). Kỹ thuật này dựa trên đặc điểm của
các enzyme giới hạn khác nhau, tạo nên các đoạn cắt ADN khác nhau phân biệt
được bằng điện di đồ, các đoạn cắt còn được gọi là các “dấu vân tay” đặc trưng
cho từng phân tử ADN. Bản đồ di truyền kết quả RFLP có tính chính xác cao,
thường được sử dụng trong nghiên cứu sự khác biệt trong cấu trúc bộ gene của
các cá thể, các loài sinh vật, nhằm so sánh sự khác biệt giữa các mẫu nghiên
cứu, xác định nguồn gốc hoặc mức độ tiến hóa giữa của các loài sinh vật [5],
[12].
Kỹ thuật này được dùng phổ biến từ đầu thập niên 80 đến nay. Kỹ thuật
RFLP được sử dụng để kiểm tra sự phân ly di truyền của một số tính trạng theo
qui luật Mendel, hoặc ứng dụng trong chọn giống động vật, chọn giống thực vật
hoặc so sánh sự khác nhau giữa các cá thể, các loài sinh vật Kỹ thuật RFLP
được thực hiện trên nguyên lý cắt enzyme giới hạn. DNA của mẫu nghiên cứu
sau khi được tách chiết và tinh sạch sẽ được cắt với cùng 1 số loại enzyme giới
hạn. Mỗi enzyme giới hạn sẽ nhận biết và cắt đặc hiệu DNA ở những vị trí xác
định, do đó các bộ gen có cấu trúc khác nhau sẽ cho ra số lượng và kích thước
các đoạn cắt ADN khác nhau, những bộ gen giống nhau thì sẽ cho ra số lượng,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

kích thước các đoạn cắt giống nhau, kích thước vá số lượng các đoạn cắt này sẽ
quan sát được trên điện di đồ.
1.5.4. Kỹ thuật AFLP
Kỹ thuật AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism), được hiểu
là sự đa dạng của các đoạn ADN được nhân lên có định hướng sau khi bị cắt bởi
2 RE, sử dụng những phân đoạn ADN làm khuôn cho phản ứng khuếch đại
(PCR). Kỹ thuật này được Vos và cộng sự phát triển vào năm 1995 và ngay lập
tức trở thành 1 công cụ hữu ích để nhận biết nhiều lô cút trong sự đa hình ADN
mà không cần biết trước thông tin về trình tự ADN của chúng. Phương pháp này
có thể đưa ra nhanh chóng một ước lượng độ đa dạng di truyền trong và giữa các

quần thể với nhau.
1.5.5. Kỹ thuật SSR
Kỹ thuật SSR (Simple Sequence Repeat), còn được gọi là microsaterlite
(vi vệ tinh) là kỹ thuật nghiên cứu dựa trên trình tự lặp các đoạn đơn giản, đây là
những trình tự ngắn (từ 2 đến 6 cặp bazơ) có thứ tự lặp lại liên tiếp dao động từ
2 đến 40 đơn vị. Các trình tự lặp đơn giản rất phổ biến ở hệ gen động vật và thực
vật, mật độ các trình tự dao động rất lớn. Chúng được phân bố trong hệ gen và
có tính đặc trưng cho từng loài [12].
Kỹ thuật này dựa trên nguyên lý phản ứng chuỗi PCR với mục tiêu đầu
tiên là nhận dạng các trình tự lặp lại đơn giản. Sau khi các trình tự lặp lại đơn
giản này được nhận dạng, bước tiếp theo là xác định trình tự của ADN và thiết
kế mồi. Các trình tự gần kề và các trình tự lặp lại sẽ tạo nên SSR. Mồi SSR sau
đó được sử dụng tương tự như các mồi RAPD. Kỹ thuật SSR có tiềm năng rất
lớn do có khả năng phát hiện tính đa hình rất cao, có thể phân biệt được sự sai
khác mà không xác định được bằng các marker khác như RAPD và RFLP. Phản
ứng không quá tốn kém, tiết kiệm được thời gian và hoá chất. Mồi sử dụng trong
SSR dài hơn mồi RAPD và dựa trên trình tự đặc trưng và vì thế đáng tin cậy khi
phát hiện cùng một lô cút và thích hợp cho việc nghiên cứu bản đồ gen. Marker
SSR là các lô cút đặc trưng, nên cung cấp nhiều thông tin rất có ích cho việc
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

phát hiện sự thay đổi các trình tự hiếm. SSR là loại marker đồng trội nên đã
nhanh chóng thay thế RFLP và RAPD và trở thành công cụ hữu hiệu trong các
ứng dụng chọn giống thực vật và nghiên cứu di truyền.
Nhược điểm của phương pháp này là quá trình thiết kế mồi đắt, mỗi loại
mồi chỉ đặc trưng cho mỗi lô cút đa hình. Để xây dựng các cặp mồi đặc hiệu cần
tách dòng và đọc trình tự một số lượng lớn các đoạn ADN của genom có chứa
SSR. Hiện nay, số lượng mồi thiết kế cho các loại cây trồng còn hạn chế, làm
giảm hiệu quả của SSR trong việc lập bản đồ gen. Một vấn đề khác cũng thường
gặp phải trong sử dụng SSR là việc xác định quan hệ giữa các allen với các

marker phân tử là rất khó. SSR có thể được phân bố ngẫu nhiên trong genom
nhưng cũng có khi tập trung lại ở tâm động hay eo thứ cấp của nhiễm sắc thể.
Điều này hạn chế việc sử dụng các mẫu dò nhiều lô cút trong phân tích liên kết
di truyền và nghiên cứu quần thể [12].
1.5.6. Kỹ thuật ISSR
Kỹ thuật ISSR (interal simple sequence repeat) là kỹ thuật phân tích dựa
trên việc nhân bản đoạn ADN nằm giữa 2 vùng lặp đơn giản. Với ISSR, mồi là
những đoạn lặp đơn giản. Nguyên lý của phương pháp này là khuếch đại những
đoạn trình tự nằm giữa 2 đầu lặp đơn giản. Bộ gen của sinh vật bậc cao có nhiều
đoạn ADN lặp lại, các đoạn lặp thường có kích thước ngắn (vài nucleotide), số
lần lặp lại là đặc trưng cho mỗi loài, mỗi giống. Ví dụ, ở lúa có khoảng gần 1000
lần lặp lại trật tự AC/TG, khoảng trên 300 lần lặp lại trật tự GATA/CTAT.
Nhiều loài cây một lá mầm như ngô, lúa… lặp lại đoạn CGG/GCC.
Phân tích ISSR sử dụng mồi bổ trợ với các vùng microsatellite nên còn
gọi là MP-PCR có thể kế thừa mở rộng từ các phân tích microsatellites khác để
tăng khả năng lặp lại và giảm tính đa hình so với RAPD. Các chỉ thị RAPD,
ISSR được dùng nhiều trong lập bản đồ, phân tích di truyền, chọn giống ở thực
vật [59].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

1.6. Nghiên cứu ngoi nƣớc và trong nƣớc về đa dạng di truyền v tiến hóa
phân tử
1.6.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Để đánh giá ảnh hưởng của sự phân cắt nơi sống, điều tra tính đa dạng di
truyền và sinh thái ở cả 2 mức độ quần thể và loài quý hiếm trong tự nhiên có
vai trò quan trọng góp phần đưa ra chiến lược và các giải pháp bảo tồn một cách
hữu hiệu. Nhiều nghiên cứu đã đề cập đến mức độ suy giảm tính đa dạng di
truyền trong và giữa các quần thể thực vật liên quan đến quá trình phân cắt nơi
sống [39]. Các tác giả đã chỉ ra rằng suy giảm tính đa dạng di truyền xảy ra liên
quan đến số lượng cá thể thấp trong quần thể tại thời gian nơi sống bị phân cắt.

Hệ số thụ phấn cao giữa các cá thể có quan hệ cận noãn cũng là yếu tố làm suy
giảm tính đa dạng di truyền. Phân cắt nơi sống có thể hạn chế mức độ trao đổi di
truyền giữa các quần thể bị cô lập và làm tăng mức độ di truyền khác nhau giữa
chúng.
Trong nghiên cứu quần thể thực vật, isozym (hoặc allozym) cho phép các
nhà khoa học có thể so sánh giữa các cá thể hoặc các quần thể trên cơ sở một số
lô cút. Hơn nữa, nếu phân tích liên quan đến điều tra thế hệ con cháu, thì tỉ lệ
phân ly Menden có thể nhận được. Kỹ thuật isozym xác định một số thông số đa
dạng di truyền quần thể và loài trên cơ sở thu thập một số cá thể cần thiết và xác
định số kiểu gen (genotype) của mỗi cá thể tương ứng với số isozym. Bằng
phương pháp này, tần số gen dị hợp tử được xác định, sau đó giá trị trung bình
gen dị hợp tử cho tất cả các gen trong tập hợp mẫu nghiên cứu và tần số gen
trong hoặc giữa các quần thể của loài tại những lô cút enzym được xác định. Xác
định lô cút enzym sẽ cung cấp các thông tin về hệ số tương đồng di truyền,
khoảng cách di truyền và mức độ trao đổi di truyền giữa các quần thể [16]. Lô
cút enzym cũng cung cấp thông tin có giá trị liên quan đến cá thể lai và sự sao
chép di truyền trong quần thể. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu về isozym được sử
dụng để đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường và đóng vai trò quan trọng để hiểu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

biết rõ hơn về sự suy giảm hệ sinh sản và phân bố địa lý của loài. Mức độ khác
nhau về di truyền trong hoặc giữa các quần thể được chi phối chủ yếu bởi quan
hệ sinh sản: mức độ đa dạng di truyền trong quần thể cao thường xuất hiện khi
thụ phấn chéo. Kích thước quần thể nhỏ và cô lập ảnh hưởng xấu đến tính đa
dạng di truyền và dẫn đến sự tuyệt chủng của một số loài cũng được khám phá
trên cơ sở phân tích isozym.
Hai thông số được sử dụng phổ biến trong nghiên cứu di truyền quần thể
là tỉ lệ phần trăm lô cút đa hình (P) và hệ số gen di hợp tử (H). Nhiều công trình
nghiên cứu đã sử dụng hệ số (H) để đánh giá tầm quan trọng của gen dị hợp tử
trong quần thể tự nhiên. Chẳng hạn, có sự liên quan giữa giá trị H với tốc độ

phát triển của loài thông Pinus torreyana [42], P. attenuata [57]. Mức độ đa
hình được nhấn mạnh bởi giá trị P đã được sử dụng bởi Andres và Moragues
(2003) [16], Lee và cộng sự, (2004) [44]. Kỹ thuật isozym đã nhấn mạnh quan
điểm Darwin về tiến hoá, cụ thể quá trình tiến hoá xảy ra trong môi trường phức
tạp, có thể thay đổi theo hằng số trong suốt thời gian sống, hoặc có thể thay đổi
giữa thời gian dài khá ổn định và chu kỳ thay đổi khá nhanh. Hamrick và cộng
sự (1979) [32] đã đánh giá mức độ đa dạng di truyền trên cơ sở lịch sử sống của
các nhóm loài trên cơ sở tổng kết các kết quả phân tích isozym của nhiều tác giả.
Chẳng hạn, nhóm duy trì mức độ đa dạng di truyền cao gồm có các loài cây hạt
trần, cây lâu năm, cây thụ phấn nhờ gió, cây thụ phấn chéo, cây phân bố rộng và
cây có số nhiễm sác thể cao. Trái lại, nhóm loài có tính đa dạng di truyền thấp
gồm có loài cây bản địa (đặc hữu), cây một năm, cây 2 lá mầm, tự thụ phấn và
cây có số nhiễm sắc thể thấp.
Đối với các loài thực vật quý hiếm đang bị đe doạ, dẫn liệu phân tích
isozym cho phép các nhà khoa học hiểu biết rõ hơn về quá trình sinh thái và tiến
hoá của các loài này và góp phần hoạch định chiến lược bảo tồn hữu hiệu. Bởi
vì, kết quả này cho phép tìm hiểu mức độ đa hình và đa dạng di truyền tại lô cút
liên quan đến biến đổi của môi trường sống của loài và yếu tố nào xác định sự
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

phân bố di truyền trong quần thể. Phân tích isozym có thể biết hậu quả của quá
trình sinh thái và tiến hoá liên quan đến thay đổi kích thước quần thể, mối quan
hệ giữa các ổ sinh thái và mức độ đa dạng di truyền ở mức độ quần thể và loài
hoặc sự thay đổi kích thước quần thể có thể được xác định bởi biến đổi của môi
trường hoặc sự cạnh tranh giữa các loài, và dãy phân bố địa lý thường là kết quả
không gian hạn chế của lịch sử phát tán hay giới hạn về sinh lý phát triển và sinh
sản. Những vấn đề này có thể được giải quyết thông qua các kết quả nghiên cứu
về isozym. Phần lớn các loài thực vật quý hiếm thường bị đe doạ liên quan đến
kích thước quần thể nhỏ. Barrettt và Kohn (1991) [19] đã tập trung vào hậu quả
di truyền trong quần thể nhỏ. Tác giả đã chỉ ra rằng mất tính đa dạng di truyền

xảy ra khi kích thước quần thể nhỏ liên quan đến sự suy giảm về số alen, đặc
biệt các alen hiếm và dẫn đến giảm hệ số gen dị hợp tử trong quần thể. Tác giả
cũng phân tích nguyên nhân mất tính đa dạng di truyền là hậu quả của quá trình
thụ phấn cận noãn trong quần thể nhỏ và cô lập. Kết quả này sẽ làm giảm khả
năng thích nghi của quần thể với môi trường sống của chúng. Rất nhiều công
trình nghiên cứu về đa dạng di truyền trên cơ sở phân tích isozym đóng góp rất
lớn vào hoạch định chính sách cho công tác bảo tồn loài, đặc biệt các loài quý
hiếm đang có nguy cơ tuyệt chủng cao [15]. Aigner (2004) [15] nghiên cứu ảnh
hưởng sinh thái và di truyền đến quá trình thiết lập kích thước quần thể nhỏ của
loài Dithyrea maritime (Brassicaceae) ở Nam California liên quan đến sự thụ
phấn và sản sinh hạt trên cơ sở sử dụng kỹ thuật isozym. Tác giả đã xác định
mức độ đa dạng di truyền và số lượng hạt sản sinh trong quần thể thấp có thể
liên quan đến sự viếng thăm của loài côn trùng tham gia thụ phấn và mật độ cá
thể thấp trong quần thể. Một công trình khác đề cập đến ảnh hưởng của sự phân
cắt đến cấu trúc di truyền quần thể của loài thực vật đặc hữu Brongniartia
vazquezii đang bị đe doạ trong rừng khô nhiệt đới ở miền Trung Mexico [18].
Sáu lô cút đa hình đã được sử dụng để đánh giá các thông số đa dạng di truyền.
Chẳng hạn, hệ số cận noãn đã khám phá ra sự thiếu hụt gen di hợp tử ở cả tập
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

hợp các cá thể trưởng thành và cá thể non tái sinh trong tất cả các quần thể. Tác
giả kết luận rằng phân cắt nơi sống đã phá vỡ cấu trúc quần thể trước đó.
Để nghiên cứu đa dạng di truyền quần thể và loài thực vật, ngoài kỹ thuật
isozym, còn có kỹ thuật DNA với các phương pháp RAPD, SSR, AFLP, RFLP,
đặc biệt phương pháp SSR cũng đã được áp dụng trong những năm gần đây.
Nghiên cứu cấu trúc di truyền và mức độ trao đổi di truyền loài Eugenia
dysenterica ở Brazil bằng chỉ thị SSR trên cơ sở phân tích 116 cá thể thuộc 10
quần thể [50]. Với 10 cặp mồi SSR, các tác giả đã xác định mức độ đa dạng di
truyền cao với 10,4 alen trung bình cho một lô cút, hệ số gen dị hợp tử kỳ vọng
0,442 và mức độ trao đổi di truyền thấp giữa các quần thể của loài 0,680. Kết

quả về mức độ trao đổi di truyền và hậu quả của nó có thể đe doạ cấu trúc di
truyền trong quần thể. Nghiên cứu ảnh hưởng của phương thức thụ phấn cận
noãn, tính đa dạng di truyền và kích thước quần thể của loài Lupinus perennis
(Fabaceae) đang bị đe doạ bằng chỉ thị SSR [69]. Tác giả đã điều tra 10 quần thể
trên cơ sở phân tích 7 lô cút SSR và chỉ ra rằng mặc dù giá trị gen dị hợp tử là
tương đương nhau ở cả 2 quần thể nhỏ và lớn, nhưng quần thể nhỏ có số alen
thấp hơn và kết luận rằng thụ phấn gần là hậu quả của quan hệ cận noãn và xói
mòn di truyền. Một nghiên cứu khác được tiến hành bởi Dangi và cộng sự
(2004) [24] về đánh giá tính đa dạng di truyền của 2 loài Trigonella
foenungrecum và T. caerulea dùng chỉ thị ISSR và RAPD. Kết quả nghiên cứu
đã chỉ ra rằng T. caerulea duy trì mức độ đa dạng di truyền cao hơn so với T.
foenungraecum. Phân tích ma trận về hệ số tương đồng di truyền trên cơ sở dẫn
liệu về ISSR và RAPD cho cả 2 loài và chỉ ra mối quan hệ tuyến tính cao cho
mỗi loài. Ví dụ, hệ số tuyến tính r =0,78 tại p =0,001 cho loài T. foenungraecum
và r =0,98 với p =0,001 cho loài T. caerulea. Kết quả nghiên cứu này đã củng cố
giả thiết về trung tâm đa dạng và nguồn gốc của chi Trigonella ở miền Đông và
Trung Địa Trung Hải. Các kết quả nghiên cứu dùng kỹ DNA đã khẳng định
tương tự như một số công trình nghiên cứu trước dùng chỉ thị isozym. Nghiên
cứu đa dạng di truyền của một số loài thông cũng được đề cập bởi một số tác giả
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

như [37], [66], [43], [41]. Các kết quả nghiên cứu đã phản ánh mức độ suy giảm
tính đa dạng di truyền liên quan đến sự hạn chế về dãy phân bố địa lý, kích
thước quần thể nhỏ và bị cô lập ở mức độ quần thể và loài của một số loài thông
như loài Abies sibirica [41], A. flinckii, A. guatemalensis, A. hickeli, A. religiosa
[17], Picea breweriana [41]. Glyptostrobus pensilis [45]. Tuy nhiên tính đa dạng
cao đã được khám phá ở một số loài thông như Pinus [21], Cedrus atlantica
[62], Pinus strobus [55] và Pinus brutia [40].
Để nghiên cứu mối quan hệ họ hàng giữa các taxon trong thực vật, rất
nhiều tác giả sử dụng vùng gen nhân hoặc lục lạp. Kỹ thuật sinh học phân tử đã

được sử dụng như là công cụ để khám phá mối quan hệ tiến hoá giữa các taxon
với nhau trong cùng một chi, họ và bộ. ADN được xem là phù hợp cho công
việc nghiên cứu này bởi vì mức độ khác nhau về thành phần nucleotide duy trì
tính bảo thủ ở các mức độ taxon. Nghiên cứu mối quan hệ di truyền của các loài
thông trên cơ sở giải mã vùng 18S-rDNA đã được tiến hành bởi Stefanovic và
cộng sự vào năm 1998 [56]. Kết quả đã khẳng định họ Thông đỏ (Taxaceae)
thuộc bộ Thông (Coniferales). Trước đó Flori (1951) [29], họ này được xếp tách
thành bộ riêng bộ Thông đỏ (Taxales) và có hướng tiến hoá song song với bộ
Thông (Coniferales). Trong bộ Thông, họ Thông Pinaceae có thành phần loài đa
dạng nhất và nhóm khởi đầu trong bộ Thông. Tác giả cũng chỉ ra họ Thông đỏ
(Taxaceae) có quan hệ mật thiết với họ Đỉnh tùng (Cephalotaxaceae). Nghiên
cứu vùng ITS-rDNA (Internal Transcribed Spacer) của 47 loài thuộc chi Thông
Pinus (Pinaceae), Liston và cộng sự (1999) [46] đã chỉ ra mối quan hệ di truyền
giữa các loài Thông tại mỗi chi phụ Pinus và Strobus. Chẳng hạn, nhóm Pinus
halepensis, P. pinea, P. cannariensis và P. pinaster duy trì giá trị bootstrap rất
thấp (17%). Nghiên cứu vùng gen ITS-rDNA của 34 loài thuộc chi Salsola và
các chi khác có quan hệ gần gũi (Halothamnus, Climacoptera, Girgensohnia,
Halocharis và Haloxylon), cùng với 2 loài thuộc tông Camphorosmeae
(Camphorosma lessingii, Kochia prostrate) và Atripliceae (Atriplex spongiosa),
tác giả Pyankov và cộng sự (2001) [54] đã kết luận nguồn gốc và tiến hoá của 2