So sánh trình tự nucleotide của đoạn SSR có liên quan đến protein thực hiện chức năng trao đổi chất ở một số mẫu chè tại Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

HÀ THỊ THANH HOÀN

SO SÁNH TRÌNH TỰ NUCLEOTIDE
CỦA ĐOẠN SSR CÓ LIÊN QUAN ĐẾN PROTEIN
THỰC HIỆN CHỨC NĂNG TRAO ĐỔI CHẤT
Ở MỘT SỐ MẪU CHÈ TẠI THÁI NGUYÊN

Chuyên nghành: Công nghệ Sinh học
Mã số: 60 42 02 01

LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Hoàng Thị Thu Yến

Thái Nguyên, 2015
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




ii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chƣa đƣợc ai công bố
trong bất kỳ công trình nào khác. Mọi trích dẫn trong luận văn đều ghi rõ
nguồn gốc.
Tác giả

Hà Thị Thanh Hoàn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




iii

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Hoàng Thị Thu Yến Giảng viên, phó trƣởng khoa - Khoa Khoa học Sự sống - Trƣờng Đại học
Khoa học - ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, truyền đạt những kiến thức và kinh
nghiệm quý báu để tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin cảm ơn các thầy cô và tập thể cán bộ phòng thí nghiệm Khoa
Khoa học Sự sống, cảm ơn lãnh đạo Trƣờng Đại học Khoa học - Đại học Thái
Nguyên đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học
tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới các cán bộ công tác tại Viện Nghiên cứu
hệ gen - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã nhiệt tình hƣớng
dẫn tôi trong quá trình làm đề tài.
Nhân dịp này tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tập thể cán bộ,
Công ty chè Sông Cầu - Huyện Đồng Hỷ - Thành Phố Thái Nguyên, nhân dân
vùng chè Trại Cài - Minh Lập - Đồng Hỷ và Vùng chè Tân Cƣơng -Thành
Phố Thái Nguyên đã giúp đỡ tôi trong thời gian tôi thu thập vật liệu nghiên
cứu làm đề tài.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể gia đình, cảm ơn bạn
bè, đồng nghiệp và nhóm nghiên cứu di truyền đã luôn cổ vũ, động viên tôi
trong suốt thời gian qua.
Tác giả

Hà Thị Thanh Hoàn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




iv

DANH MỤC NHỮNG TỪ VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Viết đầy đủ

Từ viết tắt
AFLP

Amplified Fragment Length Polymorphic (đa hình chiều dài
các đoạn cắt khuếch đại)

bp

Cặp base

DNA

Deoxyribonucleic acid

dNTP

Deoxynucleoside triphosphate

đtg

Đồng tác giả

EDTA

Ethyen Diamin Tetraacetic Acid

EtBr

Ethidium Bromide

Kb

Kilobase

PCR

Polymerase Chain Reaction (Phản ứng chuỗi polymerase)

Primer F

Primer Forward (mồi xuôi)

Primer R

Primer Reverse (mồi ngƣợc)

RAPD

RNA
RFLP

Random Amplify Polymorphic DNA (phân tích đa dạng DNA
khuếch đại ngẫu nhiên)
Ribonucleic Acid
Restriction Fragment Length Polymorphic (đa hình chiều dài
đoạn cắt giới hạn)

SSR

Simple Sequence Repeat (đoạn lặp lại trình tự đơn giản)

TAE

Tris acetat EDTA

VNTR

Variable Number of Tandem Repeat (DNA lặp lại nối tiếp có
kích thƣớc khác nhau)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




v

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. ii
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. iii
DANH MỤC NHỮNG TỪ VÀ CHỮ VIẾT TẮT .......................................... iv
MỤC LỤC ......................................................................................................... v
DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN .......................................... vii
DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN ........................................ viii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................... 2
3. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................... 3
1.1. Giới thiệu chung về cây chè ....................................................................... 3
1.1.1. Nguồn gốc và phân loại cây chè .......................................................... 3
1.1.2. Đặc điểm sinh học của cây chè ............................................................ 5
1.1.3. Giá trị của cây chè................................................................................ 7
1.1.4. Đặc điểm một số giống chè tại Thái Nguyên ...................................... 9
1.2. Tình hình nghiên cứu hệ gen chè trên thế giới và ở Việt Nam ................ 10
1.2.1. Tình hình nghiên cứu hệ gen chè trên thế giới .................................. 10
1.2.2. Tình hình nghiên cứu hệ gen chè ở Việt Nam ................................... 13
1.3. Chỉ thị SSR và những ứng dụng trong nghiên cứu protein thực hiện chức
năng trao đổi chất ............................................................................................ 14
1.3.1. Khát quát về chỉ thị SSR .................................................................... 14
1.3.2. Chỉ thị SSR liên quan đến protein thực hiện chức năng trao đổi chất17
CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 22
2.1. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................. 22
2.1.1. Nguyên liệu ........................................................................................ 22
2.1.2. Hóa chất ............................................................................................. 22
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

vi

2.1.3. Thiết bị ............................................................................................... 22
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................... 23
2.2.1. Phƣơng pháp thu mẫu lá chè .............................................................. 23
2.2.2. Phƣơng pháp tách chiết DNA tổng số từ lá chè ................................ 23
2.2.3. Phƣơng pháp điện di .......................................................................... 25
2.2.4. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng và kiểm tra độ tinh sạch DNA tổng số 27
2.2.5. Kỹ thuật PCR-SSR............................................................................. 27
2.2.6. Phƣơng pháp tinh sạch sản phẩm PCR .............................................. 29
2.2.7. Phƣơng pháp xác định và phân tích trình tự ...................................... 30
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................. 31
3.1. Tách DNA tổng số từ các mẫu chè nghiên cứu ....................................... 31
3.2. Phân tích chỉ thị SSR ở các mẫu chè nghiên cứu..................................... 32
3.2.1. Phân tích một số chỉ thị SSR ở các mẫu chè nghiên cứu bằng kỹ thuật
PCR - SSR.................................................................................................... 32
3.2.2. Đánh giá mối quan hệ di truyền giữa các mẫu chè dựa trên phân tích
chỉ thị SSR ................................................................................................... 38
3.3. Phân tích trình tự nucleotide các đoạn SSR liên quan đến protein thực
hiện chức năng trao đổi chất ........................................................................... 41
3.3.1. Phân tích trình tự nucleotid đoạn SSR liên quan đến glyoxalase ...... 42
3.3.2. Phân tích trình tự nucleotid đoạn SSR liên quan đến sucrose ........... 43
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 46
PHỤ LỤC .......................................................................................................... 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

vii

DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN
Hình 1.1. Một số giống chè trồng tại Công ty chè Sông Cầu tỉnh Thái Nguyên..... 10
Hình 1.2. Chu trình sinh tổng hợp sucrose với sự tham gia của các enzyme
chính ................................................................................................................ 18
Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống enzyme glyoxilase ................................................. 20
Hình 3.1. Kết quả điện di DNA tổng số của 18 mẫu chè nghiên cứu ............ 31
Hình 3.2. Hình ảnh điện di sản phẩm PCR - SSR của 18 mẫu chè với mồi
YS27 ................................................................................................................ 32
Hình 3.3. Hình ảnh điện di sản phẩm PCR - SSR của 18 mẫu chè với mồi
YTS46 ............................................................................................................. 33
Hình 3.4. Hình ảnh điện di sản phẩm PCR - SSR của 18 mẫu chè với mồi
YTS64 ............................................................................................................. 34
Hình 3.5. Hình ảnh điện di sản phẩm PCR - SSR của 18 mẫu chè với mồi
YTS98 ............................................................................................................. 36
Hình 3.6. Sơ đồ quan hệ di truyền của 18 mẫu chè nghiên cứu ..................... 40
Hình 3.7. So sánh trình tự nucleotide đoạn SSR của bốn mẫu nghiên cứu với
các trình tự đã công bố .................................................................................... 43
Hình 3.8. So sánh trình tự nucleotide đoạn SSR của bốn mẫu nghiên cứu với
các trình tự đã công bố .................................................................................... 44

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

viii

DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN

Bảng 2.1. Danh mục các thiết bị, dụng cụ đƣợc sử dụng ............................... 23
Bảng 2.2. Thành phần gel polyacrylamide 8% ............................................... 27
Bảng 2.3. Danh sách 14 cặp mồi SSR đƣợc sử dụng trong nghiên cứu ......... 28
Bảng 2.4. Thành phần của phản ứng PCR - SSR ........................................... 29
Bảng 2.5. Chu trình nhiệt của phản ứng PCR – SSR ..................................... 29
Bảng 3.1. Số phân đoạn DNA xuất hiện và số phân đoạn DNA đa hình đối
với mỗi chỉ thị ................................................................................................. 37
Bảng 3.2. Bảng hệ số tƣơng đồng di truyền của 18 mẫu chè nghiên cứu ...... 39

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Chè là một loại cây công nghiệp dài ngày, đƣợc tìm thấy đầu tiên ở
Trung Quốc, ngoài tự nhiên cây chè phân bố rộng rãi toàn bộ châu Á. Lá chè
đƣợc chế biến không chỉ để phục vụ đời sống con ngƣời, sản phẩm chè từ lâu
đã trở thành một trong những nét văn hóa đặc trƣng của nhiều quốc gia, đặc
biệt là các quốc gia vùng Đông Nam Á. Trong chè chứa nhiều vitamin có giá
trị dinh dƣỡng và bảo vệ sức khỏe, có tác dụng giải khát, bổ dƣỡng và kích
thích hệ thần kinh trung ƣơng, giúp tiêu hóa chất mỡ và ngăn ngừa sự phát
triển của một số tế bào ung thƣ...[43]. Ngoài ra, cây chè còn mang lại nhiều

lợi ích kinh tế xã hội nhƣ: giải quyết công ăn việc làm, đem lại nguồn thu
nhập ổn định cho ngƣời dân, thúc đẩy quá trình công nghiệp hóa và hiện đại
hóa nông thôn [15]. Cây chè giữ tầm quan trọng đối với sức khỏe, tinh thần và
nền kinh tế của xã hội. Tuy nhiên, sự hiểu biết các quá trình sinh học ở mức
độ phân tử ở Việt Nam cũng nhƣ trên thế giới vẫn còn hạn chế.
Kích thƣớc hệ gen chè là rất lớn (khoảng 4 Gb) nên việc giải mã toàn
bộ hê gen đòi hỏi thời gian nhiều năm và chi phí ƣớc tính hàng chục triệu
đôla. Ngày nay, để làm sáng tỏ các quá trình sinh học ở chè, các nhà khoa học
cũng bắt đầu tập trung nghiên cứu cây chè ở mức độ phân tử.
Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về hệ gen chè ở mức độ phân tử,
thông qua các chỉ thị: AFLP, RADP, RFLP, SSR... Trong đó SSR là đoạn
DNA vệ tinh có trình tự lặp lại đơn giản của trình tự nucleotide nào đó, nó
phổ biến ở sinh vật và đặc biệt là các loài sinh vật nhân chuẩn. Chỉ thị SSR
với nhiều đặc tính nhƣ độ chính xác cao, phân bố rộng rãi trong hệ gen, tuân
theo định luật Menden...
Trong những năm gần đây, ngƣời ta tập trung nghiên cứu cây chè ở
mức độ phân tử, đặc biệt việc phân tích cDNA/EST chè đã đem lại nguồn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




2

thông tin khá lớn. Khi so sánh các đoạn EST ở chè và các gen đã biết từ các
loài khác cho thấy rằng chỉ thị SSR-EST đƣợc nghiên cứu cho tới nay đƣợc
cho rằng có liên quan đến các quá trình sinh học.
Trao đổi chất là những quá trình sinh hoá xảy ra trong cơ thể sinh
vật với mục đích sản sinh nguồn năng lƣợng nuôi sống tế bào hoặc tổng hợp
những vật chất cấu thành nên tế bào, đó là nền tảng của mọi hiện tƣợng sinh

học. Đối với thực vật nói chung và cây chè nói riêng thì quá trình trao đổi
chất do nhân tố nào điều khiển đang đƣợc sự quan tâm của các nhà khoa học
trên thế giới.
Xuất phát từ những thực tế trên, chúng tôi đã thực hiện đề tài: “So s nh
tr nh tự nuc eotide của đo n SSR iên quan tới protein thực hiện chức
năng trao đổi chất ở

t số

ẫu ch t i Th i Nguyên”

2. Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá đƣợc mối quan hệ di truyền của 18 mẫu giống chè nghiên cứu.
- Xác định đƣợc sự khác biệt trình tự nucleotide của đoạn SSR có liên quan
đến protein thực hiện chức năng trao đổi chất ở một số mẫu chè tại Thái Nguyên.
3. N i dung nghiên cứu
Để đạt đƣợc mục tiêu đề tài chúng tôi tiến hành những nội dung nghiên
cứu sau:
- Phân tích chỉ thị phân tử dựa vào kỹ thuật PCR-SSR và nghiên cứu
quan hệ di truyền giữa các mẫu chè nghiên cứu.
- Nghiên cứu và so sánh trình tự nucleotide của đoạn SSR có liên quan đến
protein tham gia vào con đƣờng trao đổi chất ở một số mẫu chè tại Thái Nguyên.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




3

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu chung về cây chè
1.1.1. Nguồn gốc và phân loại cây chè
Cây chè có tên khoa học là Camellia sinnesis (L) O. Kumtze và thuộc
hệ thống phân loại sau [10] :
Giới thực vật – Plantae
Ngành Ngọc Lan (Angiospermae)
Lớp Ngọc lan ( Dicotyledonea)
Bộ chè (Theales)
Họ chè (Theaceae)
Chi chè (Camellia hoặc Thea)
Loài (Camellia sinensis)
Họ chè có 29 chi và khoảng 550 loài phân bố chủ yếu ở các nƣớc nhiệt
đới và cận nhiệt ở cả hai bán cầu, đặc biệt ở Đông và Đông Nam Á. Ở Việt
Nam có khoảng 11 chi với trên 200 loài.
Nguồn gốc cây chè là vấn đề phức tạp, cho đến nay có nhiều quan điểm
khác nhau về nguồn gốc cây chè, dựa trên những cơ sơ về lịch sử, khảo cổ
học và thực vật học. Một số quan điểm đƣợc nhiều nhà khoa học công nhận
nhất là:
+ Cây chè có nguồn gốc ở Vân Nam Trung Quốc:
Nhiều công trình nghiên cứu, khảo sát trƣớc đây cho rằng nguồn gốc
của cây chè là ở Vân Nam – Trung Quốc, nơi có khí hậu ẩm ƣớt và ấm. Theo
các tài liệu Trung Quốc thì cách đây trên 4000 năm ngƣời Trung Quốc đã biết
dùng chè làm dƣợc liệu và sau đó là để uống [44]. Năm 1753, Carl Van
Linnacus, nhà thực vật học lần đầu tiên trên thế giới đã xác định Trung Quốc
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

4

là vùng nguyên sản của cây chè và định tên khoa học của cây chè là Thea
sinensis, phân thành 2 thứ: Thea bohea và Thea viridis [17].
Theo Daraselia Gruzia (1989) thì các nhà khoa học Trung Quốc nhƣ:
Schenpen, Jaiding, …đã giải thích cây chè mẹ ở Trung Quốc nhƣ sau: Tỉnh
Vân Nam là nơi bắt đầu hàng loạt các con sông lớn đổ về các con sông ở Việt
Nam, Lào, Campuchia, Mianma. Đầu tiên cây chè mọc ở Vân Nam, sau đó
hạt chè di chuyển theo đƣờng nƣớc đến các nƣớc nói trên và sau đó lan dần ra
các nơi khác, dọc theo cao nguyên Tây Tạng 11 , 16].
+ Cây chè có nguồn gốc ở vùng Atxam (Ấn Độ):
Năm 1823, Bruce đã phát hiện đƣợc cây chè dại lá to ở vùng Atxam
(Ấn Độ), từ đó các học giả ngƣời Anh cho rằng: Nguyên sản của cây chè là ở
vùng Atxam chứ không phải ở Vân Nam – Trung Quốc [11].
+ Cây chè có nguồn gốc ở Việt Nam:
Những công trình nghiên cứu của Djemukhatze (1961 – 1976) về phức
catechin của lá chè từ các nguồn gốc khác nhau, so sánh về thành phần các chất
catechin giữa các loại chè đƣợc trồng trọt và chè mọc hoang dại đã nêu lên luận
điểm về sự tiến hóa sinh hóa của cây chè, trên cơ sở đó xác minh nguồn gốc
của cây chè. Djemukhatze đã kết luận rằng những cây chè mọc hoang dại từ cổ
xƣa, tổng hợp chủ yếu là (-) – epicatechin galat, ở chúng có khả năng tổng hợp
(-) - epigalocatechin và các galat của nó để tạo (+) galocatechin chậm hơn.
Nghiên cứu các cây chè dại ở Việt Nam cho thấy chủ yếu là tổng hợp (-) –
epicatechin và (-) – epicatechin galat (chiếm 70 % tổng các loại catechin). Khi
di thực các cây chè dại này lên phía Bắc với các điều kiện khí hậu khắc nghiệt
hơn, chúng sẽ thích hợp dần với các điều kiện sinh thái bằng cách có thành
phần catechin phức tạp hơn, cùng với tạo thành (-) epigalocatechin và các galat
của nó. Điều đó có nghĩa là trao đổi chất ở đây hƣớng về phía tăng cƣờng quá
trình hidroxil hóa và galil hóa. Từ những biến đổi hóa sinh này của các cây chè
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

5

dại và cây chè đƣợc trồng trọt, chăm sóc cho phép đi tới một kết luận mới là
“Nguồn gốc cây chè chính là ở Việt Nam”. Từ đó có sơ đồ tiến hóa cây chè thế
giới sau đây: Camellia
Quốc

Chè Việt Nam

Chè Vân Nam lá to

Chè Trung

Chè Assam (Ấn Độ) [11], [16].
Tuy có sự khác nhau nhƣng quan điểm nêu trên đều có sự thống nhất

rằng: Cây chè có nguồn gốc từ Châu Á, nơi có điều kiện khí hậu nóng, ẩm.
1.1.2. Đặc điểm sinh học của cây chè
Cây chè có bộ nhi m sắc thể lƣỡng bội 2n

30, thuộc loại thân gỗ hoặc

thân bụi và đƣợc trồng để thu lá làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến và
mang một số đặc điểm sinh học sau đây 16]:
Đặc điểm hình thái
Thân: Thẳng và tròn, phân nhánh liên tục thành một hệ thống cành và

chồi. Trên thân có mấu chia thành nhiều lóng.
Cành: Do mầm dinh dƣỡng biến đổi thành. Trên cành chia ra làm nhiều
đốt, chiều dài đốt cành biến đổi từ 1 – 10 cm tùy theo giống và điều kiện sinh
trƣởng. Tùy theo lứa tuổi mà màu sắc cành chè biến đổi từ màu xanh thẫm,
xanh nhạt, màu đỏ, màu nâu và khi cành già có màu xám.
Chồi: Mọc ra từ nách lá, chia theo sự biệt hóa của chồi có chồi dinh
dƣỡng mọc ra lá và chồi sinh thực mọc ra nụ, hoa, quả. Chia theo vị trí trên
cành có: Chồi ngọn (đỉnh), chồi nách, chồi ngủ (trong cành).
Lá: Lá chè là loại lá hình đơn nguyên, có hệ gân lá rất rõ, rìa lá có răng
cƣa, chiều dài từ 4 – 15 cm, rộng từ 2 – 5 cm. Mặt phiến lá có thể nhẵn, lồi
lõm, láng bóng. Hệ gân lá hình mạng lông chim. Lá chè có thể có hình thuôn,
mũi mác, ô van, trứng gà, gần tròn. Gốc lá nhọn, tròn đến tù; chóp lá nhọn tù.
Lá chè thƣờng thay đổi về hình dạng, màu sắc và kích thƣớc tùy theo giống,
điều kiện tự nhiên và điều kiện canh tác. Các độ tuổi khác nhau của lá chè tạo
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




6

ra các các sản phẩm chè có chất lƣợng khác nhau do thành phần hóa học trong
các lá này khác nhau.
Hoa: Hoa chè là loại hoa lƣỡng tính, trong hoa có 5 - 8 cánh màu trắng,
có khi lại hơi phớt hồng. Tràng có 5 - 9 cánh màu trắng hay phớt hồng, bộ nhị
đực trung bình có 200 - 300 cái; bao phấn có hai nửa bao, chia 4 túi phấn, hạt
phấn hình tam giác màu vàng nhạt (khi chín màu hoàng kim). Bầu nhị cái có
3 - 4 ô, chứa 3 - 4 noãn, ngoài phủ lớp lông tơ, núm nhị cái chẻ ba. Ở gốc bầu
nhụy có tuyến mật làm thành một vòng tròn gọi là đĩa.
Quả: Quả chè là một loại quả nang có từ 1- 4 hạt. Quả chè có dạng hình

tròn, tam giác, vuông tùy theo số hạt. Khi còn non quả chè có màu xanh, khi
chín chuyển sang màu xanh thẫm hoặc nâu. Khi quả chín vỏ nứt ra giải phóng
các hạt chè. Kích thƣớc của hạt phụ thuộc vào giống, kỹ thuật canh tác. Hạt
chè có khối lƣợng từ 0,6 – 2g thƣờng từ 1- 1,6g.
Hạt: Hình cầu, bán cầu, tam giác tùy giống chè; vỏ sành thƣờng màu
nâu, cứng, bên trong là lớp vỏ mỏng.
Hệ rễ: Gồm r cọc (trụ), r dẫn (hay r nhánh, r bên) màu nâu hay nâu
đỏ và r hút hay r hấp thụ màu vàng ngà.
Đặc t nh sinh

sinh thái củ c

ch

Nhiệt độ không khí thuận lợi cho sự sinh trƣởng và phát triển của chè là
22 - 28oC, độ ẩm không khí tƣơng đối thích hợp là 80 - 85 %. Hàm lƣợng
nƣớc cần thiết cho cây chè biến động tùy từng giống chè. Loại đất thích hợp
cho trồng chè dày 60 – 100 cm; mực nƣớc ngầm dƣới 100 cm; độ chua pH:
4,5 - 5,5; tỷ lệ mùn 3 - 4 %.
inh tr

n v phát triển củ c

ch

Sự phát triển của cây chè chia làm hai chu kỳ: Chu kì phát triển lớn
gồm suốt đời sống cây chè từ khi hạt nảy mầm đến khi cây chết và chu kì phát
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

7

triển nhỏ bao gồm các giai đoạn sinh trƣởng, phát triển lặp lại nhiều lần trong
một năm.
h nh ph n h

học củ

á ch

Thành phần hóa học có trong chè rất đa dạng bao gồm lƣợng lớn nƣớc
và các thành phần hữu cơ và vô cơ khác nhƣ: nƣớc; Flavanol
(Epigallocatechin gallate (EGCG), Epicatechin gallate (ECG), Epigallo
catechin (EGC), Epicatechin (EC), Catechin (C)); Cafein; Axit hữu cơ (citric,
malic,…); Axit hữu cơ (citric, malic,…); xơ (cellulose, hemicellulose);
protein và axit amin; lipid; khoáng; chất màu (carotenoid, chlorophyll) [42].
Đặc điểm di tru ền củ c

ch

Chè là loại cây trồng quan trọng ở nhiều nơi trên thế giới nhƣng cho
đến nay, vẫn chƣa có nhiều thông tin về hệ gen của cây chè. Những nghiên
cứu trƣớc đây đã cho ra những kết quả rất khác nhau. Năm 2001, nghiên cứu
của Hanson cho thấy kích thƣớc bộ gen của cây chè Camellia sinensis vào
khoảng 15.298 Mbp [34]. Tuy nhiên gần đây, nghiên cứu của Tanaka và
Taniguchi (năm 2007) trên các giống chè Nhật Bản lại cho thấy kích thƣớc bộ
gen của cây chè đƣợc ƣớc tính khoảng 4 Gbase [37]. Nghiên cứu tế bào học
các giống chè của Kondo (1979) đã xác định cây chè là loài thực vật lƣỡng

bội (2n = 30, số nhi m sắc thể cơ sở là 15) và kiểu nhân (karotype) biến
đổi khác nhau giữa các giống chè [29].
Nói chung, các nhi m sắc thể của chè có kích thƣớc nhỏ và có xu
hƣớng kết lại với nhau thành khối. Giá trị r (tỷ lệ chiều dài giữa cánh dài và
cánh ngắn của nhi m sắc thể) của 15 cặp nhi m sắc thể trong khoảng
1,00 đến 1,9. Sự đồng nhất của các nhi m sắc thể lƣỡng bội cho thấy đặc
điểm cùng nguồn (monophyletic) tất cả các loài thuộc chi Camellia.
1.1.3. Giá trị của cây chè
Cây chè là loại cây công nghiệp lâu năm, mau cho sản phẩm, cho hiệu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




8

quả kinh tế cao, có đời sống kinh tế lâu dài. Chè trồng một lần, có thể thu
hoạch 30 - 40 năm hoặc lâu hơn nữa. Chè đƣợc dùng làm nƣớc uống từ thời
xa xƣa, đến nay đã trở thành một thức uống lý tƣởng đƣợc nhân dân trên thế
giới ƣa dùng. Có giá trị về nhiều mặt nhƣ: Thực phẩm, dƣợc liệu, kinh tế xã
hội, văn hóa…
iá tr v m t th c ph m: Trong chè có các thành phần hóa học giàu
chất dinh dƣỡng, có tác dụng tốt đối với cơ thể con ngƣời nhƣ hỗn hợp tanin
chè có khả năng giải khát, chữa một số bệnh đƣờng ruột (tả l , thƣơng hàn),
các loại protein, vitamin, muối khoáng… Cafein và một số alkanoit khác là
chất có thể kích thích hệ thần kinh trung ƣơng, vỏ cầu đại não, giúp tăng
cƣờng sự hoạt động của cơ thể, giảm mệt nhọc [43].
iá tr y học Nƣớc chè tƣơi còn giảm đƣợc các quá trình viêm nhƣ
viêm khớp, viêm gan mãn tính, tăng cƣờng tính đàn hồi của thành mạch máu.
Uống chè giảm nguy cơ tim mạch, chống lão hóa, chống nhi m độc. Mới đây

nhất, các nhà khoa học còn phát hiện ra chè còn có tác dụng chống khả năng
gây ung thƣ của các chất phóng xạ. Ngƣời ta đã trích ly các chất trong chè để
điều chế các thuốc trợ tim, cầm máu, lợi tiểu… Những giá trị tiềm ẩn của cây
chè vẫn còn đang đƣợc quan tâm nghiên cứu [43].
iá tr v m t inh t

h i Cây chè giữ vai trò quan trọng trong cơ

cấu cây trồng nông nghiệp, sản phẩm chè là mặt hàng xuất khẩu quan trọng
của ngành nông nghiệp Việt Nam. Sản xuất chè đã góp phần tạo công ăn việc
làm, xóa đói giảm nghèo, tạo nguồn thu nhập ổn định cho ngƣời dân và thúc
đẩy quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông thôn, nhất là vùng Trung du
và miền núi [43].
Ngoài ra, trồng chè còn giúp phủ xanh đất trống đồi trọc, chống sói
mòn đất, bảo vệ môi trƣờng…
iá tr v m t v n hóa Lá chè đƣợc sử dụng không chỉ để chế biến
thức uống phục vụ nhu cầu của con ngƣời, mà từ lâu chè thành phẩm đã trở
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




9

thành nét văn hóa đặc trƣng của nhiều quốc gia. Uống chè là nét văn hóa lâu
đời của ngƣời Việt Nam, mang một giá trị thiêng liêng, cao quý trong đời
sống tinh thần của con ngƣời. Thƣởng thức chè là một thú vui tao nhã, tạo
đƣợc cảm hứng trong văn thơ, hội họa… Ở Việt Nam chè không thể thiếu
trong l nghi giao tiếp, giáo dục, cƣới xin, ma chay, hội hè [5].
1.1.4. Đặc điểm một số giống chè tại Thái Nguyên

Thái Nguyên là một tỉnh Trung du miền núi, địa hình chủ yếu là đồi bát
úp, có độ dốc không lớn. Với dạng địa hình này Thái Nguyên rất thuận lợi
cho việc phát triển sản xuất chè. Trƣớc đây, vùng chủ yếu tập trung trồng các
giống chè địa phƣơng nhƣ Trung Du, nhƣng năng suất không cao. Vì vậy vài
năm gần đây vùng đã nhập một số giống chè mới cho năng suất và sản lƣợng
cao hơn, đồng thời có thể lai tạo một số giống mới… Dƣới đây là một số
giống chè hiện trồng nhiều ở Thái Nguyên:
Hiện nay 60% diện tích trồng chè ở Thái Nguyên là giống Trung du.
Giống chè Trung du (hay còn gọi là chè ta) có đặc điểm búp nhỏ nên năng
suất không cao. Nhƣng nếu biết cách chế biến, chè Trung du sẽ cho ra sản
phẩm có chất lƣợng cao hơn hẳn các loại chè đƣợc làm từ các giống khác, để
chế biến loại chè thƣợng hạng tôm nõn thì nhất thiết nên dùng búp chè Trung
du. Chè Trung du thƣờng rất đậm đà, cánh nhỏ đều, nƣớc chè sánh, và hậu vị
ngọt đậm, hƣơng trà lƣu lại lâu [14].
Chè Bát Tiên có nguồn gốc từ Đài Loan đƣợc nhập nội và trồng thành
công ở một số tỉnh trung du miền núi phía Bắc. Đặc điểm của chè Bát Tiên là
cây to trung bình, tán đứng, mật độ cành hơi thƣa, lá màu xanh nhạt, răng cƣa
rõ, chóp lá hơi nhọn. Do phù hợp với điều kiện thổ nhƣỡng khí hậu, ngƣời
dân lại có kinh nghiệm trồng chè nhiều năm nên khi đƣa vào trồng chè Bát
Tiên có tỷ lệ sống cao, cây sinh trƣởng và phát triển tốt nhanh cho thu hoạch,
năng suất khá [46].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




10

Giống chè LDP1 và LDP2 là hai dòng chè đƣợc tạo ra từ phép lai hữu

tính giữa cây mẹ là Đại Bạch Trà và cây bố là giống PH1. Qua quá trình chọn
lọc, hai dòng này biểu hiện nhiều ƣu điểm nhƣ lá to, búp có màu xanh và mật
độ búp dày, cây sinh trƣởng khỏe và cho năng suất cao.
Giống chè TRI777 có nguồn gốc từ Srilanka, đƣợc chọn lọc từ chè
Shan Mộc Châu – Srilanka, có đặc điểm phân cành thấp, d giâm cành, hệ số
nhân giống cao, chịu hạn tốt, chống chịu sâu bệnh trung bình. Búp 1 tôm 2 lá:
60 – 75 gram, tanin 30,5 %. Dùng để chế biến chè xanh. Trồng thích hợp nhất
ở vùng núi thấp 100 – 500 m so với mực nƣớc biển [15].

Hình 1.1 Một số giống chè trồng tại Công ty chè Sông Cầu tỉnh Thái Nguyên
1.2. Tình hình nghiên cứu hệ gen chè trên thế giới và ở Việt Nam
1.2.1. Tình hình nghiên cứu hệ gen chè trên thế giới
Việc nghiên cứu các giống cây đƣợc coi là tiền đề, là nguồn tƣ liệu tiên
quyết không thể thay thế trong sản xuất nông nghiệp. Trong quá trình sản xuất
chè, giống có vai trò rất quan trọng trong việc nâng cao năng suất, sản lƣợng
và chất lƣợng sản phẩm. Do đó các giống chè tốt không ngừng đƣợc quan tâm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




11

nghiên cứu và triển khai vào trồng trên quy mô lớn.
Ấn Độ là quốc gia đứng đầu thế giới về sản lƣợng chè do rất quan tâm
nghiên cứu triển khai các giống tốt cho năng suất cao vào sản xuất. Từ những
năm 50 của thế kỷ XX Ấn Độ đã thành công trong việc chọn ra 110 giống chè
tốt. Công tác chọn dòng chè, kết hợp chọn dòng có sản lƣợng cao và có khả
năng chống hạn, chống bệnh rất đƣợc chú ý ở Srilanca. Nhờ đó đã tạo đƣợc
các giống nổi tiếng nhƣ TRI777, TRI2043. Cũng theo Đỗ Ngọc Quỹ (2000)

thì Ấn Độ, Nhật Bản, Srilanca, Trung Quốc, Liên Xô cũ…đã sử dụng công
nghệ sinh học trong chọn giống chè tốt, sử dụng ƣu thế lai để tạo ra giống
chất lƣợng cao phục vụ cho sản xuất [17].
Trung Quốc là quốc gia sản xuất chè hàng đầu thế giới, các nhà khoa
học Trung Quốc đã nghiên cứu và sử dụng giống chè tốt trong sản xuất từ rất
sớm. Ngoài những giống chè nổi tiếng từ lâu đời, hiện nay Trung Quốc có
nhiều giống chè cho năng suất cao, chất lƣợng tốt để chế biến cả chè xanh và
chè đen nhƣ: Phúc Vân Tiên, Hoa Nhật Kim, Hùng Đỉnh Bạch (Phúc Kiến),
Phú Thọ 10... [14].
Nhật Bản đặc biệt quan tâm chú ý đến nghiên cứu chọn dòng, nhiều giống
chè mới và cho năng suất cao đã đƣợc đƣa vào sản xuất. Trong đó có giống
Yabukita đƣợc trồng phổ biến nhất chiếm tới 70% diện tích chè ở Nhật Bản [17].
Ngày nay, để có đƣợc các giống chè cho năng suất cao thì việc áp dụng
các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào quá trình sản xuất chè luôn đƣợc chú trọng
đầu tƣ. Bên cạnh đó, các nhà khoa học cũng bắt đầu tập trung nghiên cứu sâu
hơn về cây chè ở mức độ phân tử. Kích thƣớc hệ gen của chè lớn, khoảng 4
Gb. Do thiếu sự hiểu biết về nuôi cấy mô cũng nhƣ quá trình dịch mã xảy ra
ở chè nên rất ít các thông tin về trình tự hệ gen đƣợc biết đến. Đến năm 2010,
chỉ có 819 trình tự nucleotide, 12.664 đoạn trình tự biểu hiện (Expressed
Sequence Tags - EST), và 478 protein từ chè đƣợc công bố trên ngân hàng
gen. Các nghiên cứu về chè chủ yếu tập trung vào các gen liên quan đến quá
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




12

trình trao đổi chất thứ cấp, hầu hết đƣợc phát hiện qua trình tự EST [32].
Trong nghiên cứu đa dạng di truyền, chỉ thị SSR đƣợc sử dụng rất phổ

biến. Tuy nhiên cho tới nay, số lƣợng chỉ thị SSR đặc hiệu cho cây chè còn
rất ít, do đó các nghiên cứu ứng dụng chỉ thị SSR trong phân tích di truyền hỗ
trợ công tác chọn giống chè còn khiêm tốn. Sự đa dạng di truyền sẽ chỉ ra
đƣợc mức độ sai khác giữa các giống chè nghiên cứu ở mức độ phân tử, đồng
thời giải thích đƣợc tính đa dạng nguồn gen của cây chè.
Chỉ thị RFLP đã đƣợc sử dụng trong phân tích quan hệ di truyền
giữa các giống cây trồng và họ hàng hoang dại của chúng từ năm 1989. Ở
cây chè, ít có những báo cáo về sử dụng chỉ thị RFLP trong nghiên cứu đa
dạng di truyền. Phần lớn các nghiên cứu sử dụng RFLP đến nay đều đƣợc
thực hiện ở Nhật Bản [14].
Năm 1997, Viện tài nguyên di truyền thực vật quốc tế (IPGRI) đã công bố
tiêu chuẩn đánh giá đặc điểm hình thái chè. Dựa theo tiêu chuẩn này, một số
nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền các giống chè bằng chỉ thị hình thái đã
đƣợc thực hiện. Chen và đtg (2005) đã sử dụng 33 chỉ tiêu hình thái để đánh giá
sự đa dạng di truyền của 87 giống chè ở tỉnh Vân Nam - Trung Quốc. Kết quả
cho thấy sự đa dạng rất cao giữa các giống chè, đặc biệt các đặc điểm của lá và
hoa cho thấy sự đa dạng cao hơn so với các chỉ tiêu khác.
Chỉ thị AFLP lần đầu tiên đƣợc áp dụng với cây chè. Kết quả nghiên
cứu với 32 dòng chè Kenia cho thấy sự phân nhóm của ba thứ chè Assam,
Trung Quốc và Cambod, trong đó quần thể chè Trung Quốc có mức độ đa
dạng di truyền cao hơn cả. Các nghiên cứu sau này của Lee (2003) và Mishra
(2004, 2009), cũng cho kết quả tƣơng tự [19], [20].
Năm 2004, Saravanan và đtg đã công bố sự đa dạng di truyền của 26
dòng chè UPASI hoàn toàn dựa trên cơ sở catechin và các phân đoạn của
chúng tại Ấn Độ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

13

Singh và đtg vào năm 2006 đã sử dụng chỉ thị lặp trên đoạn 5S rDNA
để phân tích di truyền 28 dòng chè thuộc ba thứ chè Assam, Trung Quốc và
Cambod, qua đó đã xác định đƣợc một số chỉ thị có thể phân biệt đƣợc các
giống chè thuộc ba thứ chè này [30].
Năm 2008, Yao và đtg đã sử dụng chỉ thị ISSR nghiên cứu đa dạng di
truyền 48 giống chè có nguồn gốc từ Trung Quốc, Nhật Bản, Kenia và ứng
dụng trong phân tích quan hệ di truyền các cây chè lai (xác định bố mẹ), hỗ
trợ công tác lai tạo giống chè tại Trung Quốc [41].
Ujihara và đtg (2009) cũng sử dụng một số cặp mồi SSR thiết kế cho
cây chè hoa Camellia japonica để nhận dạng di truyền các giống chè bản địa,
phục vụ yêu cầu dán nhãn các sản phẩm chè lƣu hành trên thị trƣờng Nhật
Bản [38].
Năm 2009, Mishra và đtg đã sử dụng 8 tổ hợp mồi AFLP để phân tích
đa dạng di truyền của 29 giống chè chính của vùng Darjeeling (Ấn Độ) [30].
1.2.2. Tình hình nghiên cứu hệ gen chè

Việt Nam

Ở nƣớc ta, cây chè đang đƣợc coi là cây trồng chủ lực góp phần xóa đói
giảm nghèo cho vùng sâu, vùng xa, vùng núi cao. Qua nhập nội, lai tạo, trong
những năm gần đây nƣớc đã tạo đƣợc nhiều giống chè mới đem lại hiệu quả
kinh tế cao.
Qua nhiều năm nghiên cứu, Viện nghiên cứu chè đã ứng dụng thống kê
sinh học qua phân tích tƣơng quan dựa vào đặc trƣng hình thái kết hợp với
xem xét các đặc điểm phát triển bộ r , sinh trƣởng sinh, màu sắc lá, sâu bệnh,
khả năng giâm cành… để chọn nhanh các loại chè có triển vọng khi cây chè 2
- 3 tuổi. Tại trung tâm nghiên cứu phát triển chè – Viện KHKT nông lâm
nghiệp miền núi phía Bắc, bằng phƣơng pháp gây đột biến bằng bức xạ đã

chọn đƣợc một số cá thể chè sinh trƣởng và phát triển tốt. Ngoài ra, Viện còn
sử dụng consixin xử lý trên mầm chè giống PH1 trong thời gian 24 – 48h với
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




14

nồng độ 0,2 % cũng đã thu đƣợc kết quả bƣớc đầu. Ngoài ra, các nhà khoa
học đã tiến hành nghiên cứu nhân giống bằng phƣơng pháp nhân vô tính từ rất
sớm nhƣ ghép, giâm cành và đã thu đƣợc những kết quả tốt [5].
Ngày nay, nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn giống
cây trồng đã đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm. Việc sử dụng các chỉ thị phân
tử khác nhau đƣợc nghiên cứu và phát triển đã trở thành công cụ mạnh mẽ để
phân tích đa dạng di truyền và xác định các mối quan hệ giữa các giống cây
trồng, vật nuôi nhƣ RAPD, SSR, RFLP, AFLP... Trong đó, chỉ thị SSR (Simple
Sequence Repeats) là một loại chỉ thị đƣợc sử dụng khá phổ biến, chính xác và
hữu hiệu trong nghiên cứu đa dạng di truyền, xây dựng bản đồ liên kết, phân
lập gen, xác định quan hệ di truyền giữa các giống, dòng cây trồng [18].
Ở Việt Nam, việc ứng dụng các kĩ thuật sinh học phân tử vào việc đánh
giá hệ gen của cây chè trong chọn tạo giống cây trồng còn là vấn đề mới mẻ.
Năm 2004, nhóm tác giả Nguy n Minh Hùng, Đinh Thị Phòng đã sử dụng kỹ
thuật RAPD để nghiên cứu tính đa hình của một số dòng chè đột biến. Năm
2010, Nguy n Thị Thu Hƣơng và đtg đã sử dụng kỹ thuật này để phân tích sự
đa dạng trình tự hệ gen ở các dòng chè Shan [9]. Một số giống chè trồng ở xã
Tân Cƣơng - vùng chè đặc sản chè nổi tiếng của Tỉnh Thái Nguyên cũng đƣợc
phân tích bằng kỹ thuật RAPD bởi Hoàng Thị Thu Yến và đtg [19]. Năm
2009, Trần Đức Trung và đtg đã nghiên cứu đánh giá sự đa dạng di truyền 96
giống/dòng chè trồng ở Việt Nam bằng kỹ thuật PCR-SSR [18]. Với mục đích

nhằm tìm kiếm chỉ thị phân tử có tiềm năng ứng dụng trong chọn giống chè,
chúng tôi tiến hành phân tích chỉ thị SSR ở một số giống/dòng chè trồng ở các
địa phƣơng của tỉnh Thái Nguyên.
1.3. Chỉ thị SSR và những ứng dụng trong nghiên cứu protein thực hiện
chức năng trao đổi chất
1.3.1. Khát quát về chỉ thị SSR
Kỹ thuật PCR-SSR còn đƣợc gọi là kỹ thuật microsatellies (vi vệ tinh). Kĩ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




15

thuật này đƣợc Litt và Luty phát triển năm 1989 dựa trên nguyên tắc của PCR [29].
Trong hệ gen sinh vật bậc cao, ngoài các đoạn trình tự (gen) mã hóa
protein còn có các yếu tố DNA lặp lại, phân bố trên mọi nhi m sắc thể và có
kích thƣớc khác nhau. Tùy thuộc vào sự phân bố trên hệ gen, các yếu tố DNA
lặp lại đƣợc chia thành hai nhóm: Trình tự DNA lặp lại rải rác (ví dụ nhƣ các
DNA transposon) và trình tự DNA lặp lại nối tiếp có kích thƣớc khác nhau
(VNTR-Variable Number of Tandem Repeat) [25]. VNTR bao gồm hàng loạt
các đơn vị trình tự (motif) lặp lại nối tiếp nhau và có mặt trên các nhi m sắc
thể (kể cả nhi m sắc thể giới tính). Các VNTR đƣợc phân chia thành các
nhóm khác nhau dựa trên chiều dài motif, số lần lặp lại của các motif cũng
nhƣ vị trí của chúng trên các nhi m sắc thể [37], bao gồm DNA vệ tinh
(Satellite DNA- các đoạn lặp dài từ 100 đến 300 bp), minisatellite (các đoạn
lặp dài từ 10 đến 60 bp) và DNA vi vệ tinh (Microsatellite- các đoạn lặp ngắn
từ 1 đến 6 bp).
Theo Litt và Lutty (1989), vi vệ tinh có nhiều motif khác nhau, thƣờng
có mức độ lặp lại thấp và biến đổi ở một locus nhất định, chính vì vậy số

lƣợng alen ở mỗi locus vi vệ tinh là rất nhiều. Các vi vệ tinh có thể đƣợc tìm
thấy khắp nơi, ở vùng mang mã (exon) và không mang mã (intron) trên hệ
gen nhân và cả hệ gen ngoài nhân (ti thể, lục lạp). Có nhiều danh pháp khác
nhau đƣợc dùng để chỉ vi vệ tinh: Trình tự lặp đơn giản – SRS (Simple
Repetitive Sequences), đoạn lặp trình tự đơn giản - SSR (Simple Sequence
Repeats) hay đoạn lặp nối tiếp đơn giản - STR (Simple Tandem Repeat),
trong số này, SSR là danh pháp đƣợc sử dụng phổ biến nhất [12].
Vi vệ tinh - SSR có số lƣợng motif rất phong phú, phân tán đều khắp
hệ gen và có mức độ đa hình rất cao. Theo Jurka và Pethiyagoda (1995), với
bốn loại base nitơ A-T-G-C, số lƣợng các motif SSR trên cấu trúc sợi đôi DNA
có thể lên đến 501 loại khác nhau, từ motif có một nucleotide (monomeric) đến
motif có sáu nucleotide (hexameric). Motif phổ biến nhất ở hệ gen thực vật là
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




16

(A)n, (AT)n, (GA)n và (GAA)n. Bên cạnh đa dạng về số lƣợng, sự sắp xếp
các motif trong đoạn trình tự lặp cũng góp phần làm phong phú SSR trong hệ
gen. Dựa trên mức độ hoàn chỉnh của các motif lặp lại, đã phân chia các SSR
thành ba nhóm khác nhau, bao gồm: (i) SSR lặp lại hoàn chỉnh (perfect
repeats), có chứa một motif lặp lại liên tục không bị ngắt quãng; (ii) SSR lặp
lại không hoàn chỉnh (imperfect repeat), chuỗi motif lặp lại bị gián đoạn bởi
một hay một vài base không thuộc cấu trúc motif; (iii) SSR lặp lại phức hợp
(compound repeat), là sự kết hợp xen kẽ có hoặc không có quy luật của hơn
hai motif khác nhau [31].
Tính đặc hiệu cao: Các đoạn mồi SSR đƣợc thiết kế dựa trên vùng trình tự
sƣờn có tính bảo thủ cao của các đoạn lặp SSR, do đó sản phẩm nhân gen của

phản ứng SSR-PCR đặc hiệu và ổn định hơn các chỉ thị DNA ngẫu nhiên. Bên
cạnh đó, nhờ tính chất bảo thủ của vùng trình tự sƣờn mà các mồi SSR có thể
đƣợc sử dụng chéo giữa các loài có quan hệ di truyền gần gũi [18].
Di truyền đồng trội và mức độ đa hình cao: Trải qua tiến hóa và các
biến đổi di truyền, số lần lặp lại các motif SSR thay đổi rất nhiều và làm cho
các đoạn SSR có chiều dài khác nhau. Bởi vậy phản ứng SSR- PCR có thể
phát hiện các alen khác nhau trong một locus SSR, qua đó phát hiện đƣợc các
cá thể đồng hợp tử/ dị hợp tử ở locus đó (chỉ thị đồng trội) [18].
Với nhiều ƣu điểm, chỉ thị SSR đƣợc ƣa chuộng nhất trong nghiên cứu
đánh giá đa dạng hệ gen cũng nhƣ phân tích sự đa hình các gen chức năng ở
chè. Đến nay rất ít chỉ thị SSR đƣợc phát triển dựa vào hệ gen. Chỉ thị SSR
đƣợc xác định chủ yếu tập trung vào trình tự EST của các gen đơn bản. Zhao
và đtg là nhóm nghiên cứu đầu tiên xác định đƣợc 24 chỉ thị SSR từ 2119 EST.
Năm 2009, nhóm nghiên cứu của Sharma đã thống kê có 2181 EST từ cơ sở dữ
liệu NCBI, trong đó có 1223 gen có trình tự SSR từ 2 – 34 nuleotide. Trong
109 gen phân tích nghiên cứu có chứa 120 SSR đƣợc xác định, 61 SSR lặp lại 2
nucleotide (50,8%), 37 lặp lại 3 nucleotide (30,8%), 8 lặp lại 4 nucleotide
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




17

(6,67%), 9 lặp lại 5 nucleotide (7,5%), 5 lặp lại 6 nucleotide (4,61%) [28].
Theo thống kê của Ma và đtg (2010), ở chè có 6899 đoạn EST đƣợc công bố
trên ngân hàng gen và có thêm 74 chỉ thị SSR-EST đƣợn nghiên cứu thực
nghiêm [33]. Năm 2012, nhóm tác giả Sahu thống kê đƣợc 12852 đoạn EST ở
chè, theo tính toán lý thuyết có 1636 đoạn EST chứa 2371 SSR. Nhóm nghiên
cứu này cho rằng loại trình tự SSR lặp1nucleotide là phổ biến nhất (65,9%),

tiếp theo là lặp 2 nucleotide (24,6%), lặp 3 nucleotide (7,8%), lặp 4 nucleotide
(0,8%), lặp 5 nucleotide và 6 nucleotide (0,8%). Khi so sánh các đoạn EST ở
chè với các gen đã biết chức năng từ các loài khác cho thấy hầu hết các chỉ thị
SSR-EST liên quan đến các quá trình sinh học, thành phần cấu tạo tế bào và
chức năng phân tử của gen ở chè. Các EST-SSR cung cấp thông tin liên quan
đến nhiều gen mã hóa các sản phẩm trao đổi, sự dịch mã, vận chuyển lipit, đáp
ứng lại stress, protein bám GTP, Fe, S và nhiều chức năng khác. Tuy nhiên,
mối liên quan của các chỉ thị SSR-EST với các gen thực hiện các chức năng
này ở chè vẫn chƣa đƣợc nghiên cứu.
1.3.2. Chỉ thị

R iên qu n đến protein thực hiện chức năn tr o đổi chất

Nghiên cứu của Sharman (2009), Ma và đtg (2010) khi so sánh các
đoạn EST ở chè với các gen đã biết trƣớc từ các loài khác cho thấy hầu hết
các chỉ thị SSR-EST đƣợc nghiên cứu cho đến nay đƣợc cho rằng có liên
quan đến các quá trình sinh học, thành phần tế bào và chức năng phân tử ở
chè. Các chỉ thị SSR-EST liên quan đến quá trình sinh học ở chè bao gồm:
quá trình trao đổi chất, protein đáp ứng lại stress, tổ chức tế bào. Có 3 dạng
chỉ thị SSR-EST liên quan đến thành phần tế bào là các đoạn SSR mã hóa
protein tham gia cấu tạo màng tế bào, nội bào và ngoại bào. Khi phân tích
dƣới dạng chức năng phân tử, các chỉ thị SSR-EST biểu hiện dƣới các đoạn
DNA mã hóa protein cấu trúc, protein bám, protein xúc tác. Những chỉ thị
SSR liên quan tới các protein thực hiện chức năng glyoxalase, tổng hợp
sucrose, … [28], [33].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN