Nghiên cứu khoa học kết quả phân tích đa dạng di truyền loài gõ đỏ (afzelia xylocarpa (kurz) craib ) bằng chỉ thị phân tử RAPD

Tạp chí Nông nghiệp &PTNT, 14/2007, 44-48.

Kết quả phân tích đa dạng di truyền loài Gõ đỏ (Afzelia xylocarpa (Kurz) Craib.)
bằng chỉ thị phân tử RAPD
Nguyễn Hoàng Nghĩa
Viện Khoa học Lâm nghiệp
Nguyễn Đức Thành, Trần Thuỳ Linh
Viện Công nghệ sinh học
Tóm tắt
Các mẫu Gõ đỏ có mức đa dạng di truyền cao. Hệ số tương đồng di truyền dao động từ 47 đến 100%.
Trong tổng số 50 mẫu thu được từ 7 vùng của 4 tỉnh thì các mẫu L1, L3 và L4 (từ huyện Lắc, Đắc Lắc),
K9 và K4 (từ Kon Hà Nừng, Gia Lai) có mức độ khác biệt di truyền cao hơn so với các mẫu còn lại. Mẫu
K4 có mức độ khác biệt đến 53% so với các mẫu khác. Các mẫu còn lại chia làm 3 nhóm chính: Nhóm I
gồm các mẫu E1, N2, N1, L6, L7, N3 K9, L1 có sự khác biệt so với hai nhóm II và nhóm III khoảng 50%;
Nhóm II gồm E5, K1, K3, K7, B4, B1, K10, K2, B2 có mức độ khác biệt so với nhóm III khoảng 45% và
Nhóm III gồm các mẫu còn lại.
Từ khóa: Gõ đỏ (Afzelia xylocarpa (Kurz) Craib), RAPD, phân tích đa dạng di truyền.
I. MỞ ĐẦU
Gõ đỏ (Cà te, Gõ cà te) có tên khoa học là Afzelia xylocarpa (Kurz) Craib (hoặc Pahudia xylocarpa Kurz)
thuộc họ Đậu (Leguminosae), họ phụ Vang (Caesalpinoideae), là loài cây gỗ lớn, cao tới 30 m và đường
kính đạt tới 80 - 100 cm. Cây sống trong rừng nhiệt đới thường xanh hay nửa rụng lá, có phân bố ở Kon
Tum, Gia Lai, Đắc Lắc, Khánh Hoà và các tỉnh vùng Đông Nam Bộ. Phân bố không tập trung mà gặp như
các cây cá thể rải rác cùng các loài cây khác trong rừng (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1999).
Gỗ Gõ đỏ rất được ưa chuộng trên thị trường, được dùng rộng rải để đóng đồ gỗ, bàn ghế, giường tủ, đồ
chạm trổ cao cấp, đồ mỹ nghệ. Các “nu gõ” rất có giá trị và được bán rất đắt. Chính vì những lý do trên
mà Gõ đỏ đang bị khai thác đến cạn kiệt ở khắp nơi. Số lượng cây cá thể có kích thước lớn bị giảm sút
nhanh chóng và hiện không còn nhiều.
Các chuyến khảo sát gần đây cho thấy số lượng cây cá thể trưởng thành của loài trong tổ thành rừng tự
nhiên là khá thấp, hầu hết trước đây đã từng bị khai thác nhiều lần, nên nguồn gen của loài đã bị suy giảm
mạnh. Do vậy việc đánh giá đa dạng di truyền của loài ở các xuất xứ khác nhau là một nhu cầu cấp thiết
góp phần vào việc lựa chọn các khu bảo tồn in situ và xây dựng quần thụ bảo tồn ex situ.

Những năm gần đây các chỉ thị phân tử được dùng rộng rãi trong nghiên cứu phân loại ở một số loài cây
trồng, trong đó chỉ thị RAPD được sử dụng khá rộng rãi bởi kỹ thuật này đơn giản và ít tốn kém. RAPD
đã được sử dụng để xác định mối quan hệ phát sinh loài ở các loài Citrus (Federici et al., 1998) Juglans
regia (Nicese et al., 1998), cây hoa mõm chó (Jimenez et al., 2005), và các loài Tinospora (Ahmed et al.,
2005). ở Việt Nam, RAPD đã được sử dụng vào nghiên cứu đa dạng di truyền ở loài Lim xanh (Quách Thị
Liên et al., 2004) và loài Tràm (Trần Quốc Trọng et al., 2005).
Bài viết trình bày những kết quả về sử dụng chỉ RAPD trong nghiên cứu mối quan hệ di truyền giữa các
xuất xứ loài Gõ đỏ nhằm đưa ra đề xuất về việc bảo tồn nguồn gen đối với loài cây quan trọng này.
1


II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
1. Vật liệu
Mẫu lá của 50 cây Gõ đỏ được thu hái từ rừng tự nhiên của 4 tỉnh (Đồng Nai, Đắc Lắc, Gia Lai, Ninh
Thuận) và 1 khu rừng trồng 50 tuổi ở Đắc Lắc (Bảng 1) đã được sử dụng.
Bảng 1. Các mẫu Gõ đỏ sử dụng trong phân tích
TT Địa điểm lấy mẫu
1
2
3
4
5
6
7

VQG Cát Tiên, huyện Tân Phú, Đồng Nai
Huyện Bắc ái, Ninh Thuận
Đèo Ngoạn Mục, Ninh Thuận
VQG Yokdon, huyện Buôn Đôn, Đắc Lắc
Thôn Jun, huyện Lắc, Đắc Lắc

Eakmat, Tp Buôn Ma Thuột, Đắc Lắc
Kon Hà Nừng, huyện Kbang, Gia Lai
Tổng

Số cây
lấy mẫu
10
5
5
2
10
8
10
50

Ký hiệu
C1 đến C10
B1 đến B5
N1 đến N5
D1 và D2
L1 đến L10
E1 đến E8
K1 đến K10

2. Phương pháp nghiên cứu
ADN genome của các mẫu Gõ đỏ được tách từ các mẫu lá khô được bảo quan bằng silicagel theo phương
pháp CTAB của Saghai Maroof et al. (1994). Kỹ thuật PCR với các mồi RAPD được tiến hành với tổng
thể tích là 25 μl/mẫu gồm những thành phần sau: ADN genome (50 ng); mồi cpDNA (10 ng); dNTP (200
mM); MgCl2 (2 mM); enzym Taq polymerase (0,5 đơn vị) và đệm thích hợp cho enzym. Chu trình nhiệt
bao gồm các bước: 94oC - 4 phút; 94oC - 1 phút; 34oC - 1 phút; 72oC - 2 phút, lặp lại 45 chu kỳ từ bước 2

đến bước 4; 72oC -7 phút; giữ nhiệt độ ở 4oC. Sản phẩm PCR được điện di trên gel agarose 1%, quan sát
dưới đèn cực tím và chụp ảnh bằng hệ thống Thermal Imaging System FTI-500 (Pharmacia Biotech). Các
số liệu được đưa vào xử lý bằng chương trình NTSYS pc (Rohlf F. J, 1993) để tính ma trận tương đồng
giữa các đôi mẫu. Sau đó các mẫu nghiên cứu được xử lý tiếp trong NTSYS - SIMQUAL (phần mềm
NTSYSpc 2.0) và được biểu hiện trên biểu đồ quan hệ di truyền.
Mồi sử dụng cho nhân PCR là các mồi ngẫu nhiên RAPD của hãng OPERON (Mỹ) gồm: OPC8, OPC9,
OPB6, OPB10, OPB17, và OPB20 (Bảng 2)
Bảng 2. Trình tự mồi RAPD
TT
1
2
3
4
5
6

Tên mồi
OPC8
OPC9
OPB6
OPB10
OPB17
OPB20

Trình tự
5’-TGGACCGGTG-3’
5’-CTCACCGTCC-3’
5’-TGCTCTGCCC-3’
5’CTGCTGGGAC-3’
5’-AGGGAACGAG-3’

5’-GGACCCTTAC-3’

2


III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Kết quả tách chiết ADN genome
Kết quả tách chiết cho thấy ADN genome tách chiết được từ các mẫu lá loài Gõ đỏ có độ tinh sạch cao
(hình 1), đủ tiêu chuẩn cho các thí nghiệm tiếp theo.

Hình 1. ADN genome tách từ một số mẫu Gõ đỏ
2. Kết quả phân tích RAPD
Sản phẩm PCR với các mồi RAPD được điện di trên gel agarose 1%. Các sản phẩm PCR ADN genome
của các mẫu Gõ đỏ với các mồi RAPD cho thấy tất cả các mồi đều cho đa hình. Trong 6 mồi sử dụng có
các mồi OPC9 (hình 2) và OPB10 (hình 3) cho nhiều băng đa hình hơn.

Hình 2. Sản phẩm PCR với mồi OPC9. E, D, C, L, N là ký hiệu các địa điểm thu mẫu, các số là số
thứ tự các mẫu.

3


Hình 3. Sản phẩm PCR với mồi OPB10
3. Quan hệ di truyền giữa các mẫu Gõ đỏ
Quan hệ di truyền giữa các mẫu Gõ đỏ được thể hiện trên hình 3

4


E1

N2
N1
L6
L7
N3
K9
L1
E2
E3
E4
D1
D2
C8
E6
C2
E7
E8
K8
K6
C1
B5
C3
C4
C7
C5
C6
C9
L10
K5
L5

B3
L8
L9
N5
N4
C10
L4
L3
E5
K1
K3
K7
B4
B1
K10
K2
B2
K4
0.47

0.60

0.74

0.87

1.00

Coefficient

Hình 4. Biểu đồ quan hệ di truyền giữa các mẫu Gõ đỏ
Biểu đồ hình 4 cho thấy các mẫu Gõ đỏ có mức đa dạng di truyền cao. Hệ số tương đồng di truyền dao
động từ 47 đến 100%. Mẫu K4 (thu từ Kon Hà Nừng tỉnh Gia Lai) có mức độ khác biệt đến 53% so với
các mẫu khác. Các mẫu còn lại chia làm 3 nhóm chính:
5


•
•
•

Nhóm I gồm các mẫu E1, N2, N1, L6, L7, N3 K9, L1, nhóm này có sự khác biệt so với hai nhóm II và
nhóm III khoảng 50%;
Nhóm II gồm E5, K1, K3, K7, B4, B1, K10, K2, B2, nhóm này có mức độ khác biệt so với nhóm III
khoảng 45%;
Nhóm III gồm các mẫu còn lại.

Trong mỗi nhóm các mẫu cũng có mức độ khác nhau nhưng ở mức thấp hơn và có các mẫu hoàn toàn
giống nhau: trong nhóm I có mẫu E1và N2, L6 và L7; nhóm II có E5 và K1, B1 và K10; nhóm III có D1
và D2, C4 và C7, C6 và C9 là những mẫu giống nhau về mặt di truyền. Điều này có thể giải thích như sau:
Các mẫu E1 và E5 thu từ rừng trồng 50 tuổi không rõ nguồn gốc hạt, như vậy có thể suy luận là E1 đã
được thu hái hạt từ vùng đèo Ngoạn Mục (Ninh Thuận)(giống với mẫu N2) và E5 từ vùng Kon Hà Nừng
(Gia Lai)(giống mẫu K1). Các cặp mẫu khác là các cặp mẫu được thu hái từ cùng một vùng: L6 và L7 từ
huyện Lắc, D1 và D2 từ Yokdon, C4 và C7, C6 và C9 đều từ Cát Tiên, chứng tỏ từng cặp là các cây tái
sinh từ một cây mẹ nên các cặp có nguồn gốc di truyền giống nhau. Riêng trường hợp B1 (Ninh Thuận) và
K10 (Gia Lai) là chưa thể giải thích được.
Phân tích theo vùng có thể thấy như sau: Mười mẫu thu từ VQG Cát Tiên (C1 đến C10) toàn bộ nằm trong
nhóm III. Hai mẫu thu từ VQG Yondon giống nhau hoàn toàn và nằm trong nhóm III. Chín mẫu thu từ
huyện Lắc, Đắc Lắc (trừ mẫu L2 không thu được số liệu) có 3 mẫu nằm ở nhóm I (L1, L6, L7) và 6 mẫu
nằm ở nhóm III (L3, L4, L5, L8, L9, L10). Mười mẫu thu từ Kon Hà Nừng, Gia Lai có mức đa dạng cao.

Các mẫu thu nằm rải rác ở các nhóm nhưng tập trung chủ yếu ở nhóm II (K1, K3, K7, K10, K2), mẫu K9
ở nhóm I, các mẫu K5, K6, K8 ở nhóm III và riêng K4 có mức độ khác biệt di truyền lớn nhất so với các
mẫu thu ở Kon Hà Nừng, Gia Lai và các nơi khác nên tạo thành một nhóm riêng. Năm mẫu thu ở Bắc ái,
Ninh Thuận có 3 mẫu (B1, B2, B4) nằm ở nhóm II và 2 mẫu (B3, B5) nằm ở nhóm III. Năm mẫu thu từ
đèo Ngoạn Mục, Ninh Thuận có 3 mẫu (N1, N2, N3) nằm ở nhóm I, hai mẫu (N4, N5) thuộc nhóm II.
Tám mẫu thu ở rừng trồng Eakmat, Đắc Lắc chủ yếu nằm ở nhóm III (E2, E3, E4, E6, E7, E8) còn lại chỉ
có E1 nằm ở nhóm I, và E5 nằm ở nhóm II.
Trong tổng số 50 mẫu thu được từ 7 vùng của 4 tỉnh thì các mẫu L1, L3 và L4 (từ huyện Lắc, Đắc Lắc),
K9 và K4 (từ Kon Hà Nừng, Gia Lai) có mức độ khác biệt di truyền cao hơn so với các mẫu còn lại.
IV. KẾT LUẬN
Các sản phẩm PCR ADN genome của các mẫu Gõ đỏ với các mồi RAPD cho thấy tất cả các mồi
đều cho đa hình. Trong 6 mồi sử dụng có các mồi OPC9 và OPB10 cho nhiều băng đa hình hơn.
Các mẫu Gõ đỏ có mức đa dạng di truyền cao. Hệ số tương đồng di truyền dao động từ 47 đến
100%.
Trong tổng số 50 mẫu thu được từ 7 vùng của 4 tỉnh thì các mẫu L1, L3 và L4 (từ huyện Lắc, Đắc
Lắc), K9 và K4 (từ Kon Hà Nừng, Gia Lai) có mức độ khác biệt di truyền cao hơn so với các mẫu còn lại.
Mẫu K4 có mức độ khác biệt đến 53% so với các mẫu khác
Ngoài K4 lập thành nhóm riêng, các mẫu còn lại chia làm 3 nhóm chính: Nhóm I gồm các mẫu E1,
N2, N1, L6, L7, N3 K9, L1 có sự khác biệt so với hai nhóm II và nhóm III khoảng 50%; Nhóm II gồm E5,
K1, K3, K7, B4, B1, K10, K2, B2 có mức độ khác biệt so với nhóm III khoảng 45% và Nhóm III gồm
các mẫu còn lại.

6


Tài liệu tham khảo
1. Ahmed SM, Verma V., Qazi PH., Ganaie MM, Bakshi SK., Qazi GN, 2005. Molecular phylogeny in
indian Tinospora species by DNA based markers. Plant Systematics and Evalution, 256 (1-4): 75-87.
2. Federici CT. et al, 1998. Phylogenetic relationship within the genus Citrus (Rutaceae) and related
genera as revealed by RFLP and RAPD analysis. Theor Appl Genet, 96:812-822.

3. Nicese. F.P., Homaza JI., and McGranahan GH, 1998. Molecular Characterization and genetic
relatedness among walnut (Juglans regia L) genotypes based on RAPD markers. Euphytica 101: 199206.
4. Jimenez JF., Guemes J., Sanchez-Gomez P., Rossello JA, 2005. Isolated populations or isolated taxa?
A case study in narrowly-distributed snapdragons (Antirrhinum sect. Sempervirentia) using RAPD
markers. Pl. Syst. Evol. 252: 139-152.
5. Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1999. Một số loài cây bị đe doạ ở Việt Nam. Nxb Nông nghiệp, Hà Nội.
6. Quách Thị Liên, Nguyễn Đức Thành, Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2004. Sử dụng các chỉ thị RAPD và
ADN lục lạp trong nghiên cứu quan hệ di truyền của một số xuất xứ cây Lim xanh Erythrophleum
fordii Oliv. Kỷ yếu Hội nghị toàn quốc “Những vấn đề nghiên cứu cơ bản trong khoa học sự sống”,
Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2004. 464-468.
7. Rohlf FJ., 1993. NTSYS-pc Numerrical taxonomy and multivariate system, Version 1.80. Applied
Biostatitics Inc., New York.
8. Trần Quốc Trọng, Nguyễn Đức Thành, Nguyễn Việt Cường, 2005. Sử dụng chỉ thị RAPD và ADN
lục lạp trong nghiên cứu quan hệ di truyền của một số xuất xứ Tràm (Maleleuca cjuputy) từ các vùng
khác nhau của Việt Nam. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia lần thứ nhất về Sinh thái và tài nguyên sinh vật.
Hà Nội, 2005. 259-265.
9. Saghai Maroof M. A., Biyashev R. M., Yang G. P., Zhang Q., Allard R. W., 1994, Extraodirnarily
polymorphic microsatellite DNA in barley: species diversity, chromosome location, and population
dynamics, Proc. Natl. Acad.Sci. USA, 91: 5466-5470.

Results on Genetic Diversity Analysis of Afzelia xylocarpa (Kurz) Craib Provenances
by using RAPD markers
Nguyen Hoang Nghia (Forest Science Institute of Vietnam)
Nguyen Duc Thanh, Tran Thuy Linh (Biotechnology Institute)
Summary
By using RAPD markers, samples of Afzelia xylocarpa (Kurz) Craib, an important tree species of
Vietnam, showed high genetic diversity. Genetic similarity indeces varied from 47% to 100%. Among 100
samples collected from 7 locations of 4 provinces, the samples L1, L3 and L4 (from Lac district, Dac Lac
province) as well as K9 and K4 (from Kon Ha Nung, Gia Lai province) showed higher genetic difference
than the other samples. The sample K4 showed difference of 53% from other samples. The remaining

samples can be divided into 3 main groups: Group I includes samples such as E1, N2, N1, L6, L7, N3 K9,
L1 which showed difference of about 50% from other two groups; Group II includes samples such as E5,
K1, K3, K7, B4, B1, K10, K2, B2 which showed difference of 45% from Group III; and Group III
includes remaining samples.
Keywords: Afzelia xylocarpa (Kurz) Craib, RAPD, genetic diversity analysis.
7