Bước đầu hoàn thiện phương pháp và nghiên cứu sự đa dạng di truyền cây mắm trắng tại khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn cần giờ bằng kỹ thuật Rapd

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC




KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP


BƢỚC ĐẦU HOÀN THIỆN PHƢƠNG PHÁP VÀ NGHIÊN
CỨU SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CÂY MẮM TRẮNG
(Avicenni alba) TẠI KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN
RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ
BẰNG KỸ THUẬT RAPD



Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Niên khóa: 2003 – 2007
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN PHƢỚC DOANH





Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 8 / 2007

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
*******************





BƢỚC ĐẦU HOÀN THIỆN PHƢƠNG PHÁP VÀ NGHIÊN
CỨU SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CÂY MẮM TRẮNG
(Avicenni alba) TẠI KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN
RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ
BẰNG KỸ THUẬT RAPD





Giáo viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện:
TS. BÙI MINH TRÍ NGUYỄN PHƢỚC DOANH
Niên khóa: 2003 - 2007




Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 8 / 2007

iii
LỜI CẢM TẠ


Con muốn hôn lên đôi vầng trán đã nhiều nếp nhăn của Cha Mẹ để bày tỏ
lòng yêu thƣơng của con với ngƣời. Suốt cuộc đời này con xin mãi khắc ghi công
ơn sinh thành, dƣỡng dục của Cha Mẹ đã nuôi dƣỡng con khôn lớn và cho con ăn
học nên ngƣời. Con rất muốn Cha Mẹ biết rằng con yêu Cha Mẹ nhiều lắm, con
luôn tự hào vì là con của Cha Mẹ.
Con xin chân thành biết ơn những ngƣời thân yêu trong gia đình đã luôn
động viên và tạo điều kiện cho con ăn học đến ngày hôm nay.
Em xin gởi lòng biết ơn đến:
 Ban giám hiệu trƣờng Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh.
 Ban giám đốc Trung tâm Phân tích Thí nghiệm trƣờng Đại Học Nông
Lâm TP Hồ Chí Minh.
 Ban Chủ nhiệm và các Thầy, Cô ở Bộ môn Công nghệ sinh học.
 Ban quản lý Rừng phòng hộ Cần Giờ, anh Bình, anh Kiệt thuộc phòng
kỹ thuật.
đã tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho phép em thực hiện đề tài này.
Em xin đặc biệt gởi lòng biết ơn và tri ân sâu sắc đến Thầy - Tiến sỹ Bùi
Minh Trí – giáo viên hƣớng dẫn, đã nhiệt tình chỉ dẫn, giúp đỡ và truyền đạt nhiều
kinh nghiệm quý giá trong nghiên cứu cũng nhƣ trong cuộc sống, giúp em hoàn
thành đề tài này và ứng dụng nhiều trong thời gian tới.
Và rất cảm ơn đến các anh chị đang công tác tại Trung tâm phân tích Thí
nghiệm Trƣờng Đại học Nông Lâm: chị Hƣng, chị Dung, chị Liên, anh Khoa, anh
Phƣơng, anh Vũ…cùng các bạn sinh viên Công nghệ sinh học K29 thƣơng yêu, đã
cùng tôi chia sẽ nhiều buồn vui, động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài này.
Xin chân thành cảm ơn !

NGUYỄN PHƢỚC DOANH

iv
TÓM TẮT KHÓA LUẬN

NGUYỄN PHƢỚC DOANH, Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh. Đề tài
“BƢỚC ĐẦU HOÀN THIỆN PHƢƠNG PHÁP VÀ NGHIÊN CỨU SỰ ĐA
DẠNG DI TRUYỀN CÂY MẮM TRẮNG (Avicennia alba) TẠI KHU DỰ TRỮ
SINH QUYỂN RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ BẰNG PHƢƠNG PHÁP RAPD”
đƣợc tiến hành tại Trung tâm Phân tích Thí nghiệm và Hóa sinh trƣờng Đại học
Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng 4/2007 đến tháng 8/2007.
Mắm trắng là loài cây ngập mặn thực sự, giữ nhiều vai trò quan trọng và có
sự phân bố rộng tại khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ. Tuy nhiên, trải qua những hoạt
động khai thác của con ngƣời, quần thể mắm trắng tại đây ngày càng thoái hóa và
suy giảm về diện tích nghiêm trọng. Vì vậy, những nghiên cứu về đa dạng di truyền
trở nên cần thiết để cung cấp những thông tin cơ bản cho việc thiết lập các chiến
lƣợc tái tạo và phục hồi sự đa dạng sinh học của hệ sinh thái.
Những kết quả đạt đƣợc:
 Thu đƣợc 50 mẫu lá mắm trắng có tính chất đại diện cao cho quần thể.
 Tối ƣu quy trình ly trích DNA, thu nhận DNA chất lƣợng cao đáp ứng
các yêu cầu nghiên cứu Sinh học phân tử.
 Bƣớc đầu xây dựng quy trình RAPD phù hợp cho cây mắm trắng, sử
dụng primer OPAC10. Với 14 mẫu DNA phân tích thu đƣợc tổng cộng 49 băng,
trung bình là 3,5 băng cho mỗi mẫu. Có 6 băng đa hình ở các kích thƣớc 450 bp,
390 bp, 330 bp, 300 bp,100 bp, 50 bp và chỉ 1 băng đồng hình ở kích thƣớc 200bp.
 Kết quả thực hiện phản ứng RAPD đƣợc xử lý trên mần mềm NTSYS
thu đƣợc cây phân loài của những cây đem phân tích. Cây phân loài cho thấy chỉ số
đồng dạng di truyền khá cao từ 0,55 – 1. Điều này cũng có nghĩa sự đa dạng di
truyền của quần thể mắm trắng tại khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ ở mức thấp do đó
cần đặc biệt chú ý đến công tác bảo tồn, phục hồi đa dạng di truyền trên cây mắm
trắng và đa dạng sinh học rừng Cần Giờ, đáp ứng mục tiêu phát triển bền vững rừng
trong thời gian tới.

v

SUMMARY

NGUYEN PHUOC DOANH, Nong Lam university. “PREMILINARY RESEACH
ON METHOD DEVELOPMENT AND GENETIC DIVERSITY EVALUATION
OF Avicennia alba IN CAN GIO MANGROVE BIOSPHERE RESERVE AREA
USING RAPD”.
This thesis was carried out at Chemical & Biological Analysis And Experiment
Center, Nong Lam university from April to August 2007.
Avicennia alba is an important true mangrove species because of it’s large
distribution, especially in Can Gio Mangrove Biosphere Reserve Area. However,
over – exploitation by human activities has induced to a steady decline and
degraduation. Studies on population genetics are necessary to provide basic
information for establishing the strategies for conserving and recovering
biodeversity of the ecosystem.
The obtained results were:
 Fifty of Avicennia alba leaf samples were collected.
 The genome DNA isolation protocol was improved to get high quality DNA.
 The RAPD – PCR procedure was developed and optimized suitable for
Avicennia alba using primer OPAC10. Totally 49 amplicons were
generated with an average of 3,5 applicons per individual. There were only
one isomorphic băng (200 bps) and six polymorphic băngs (50 bps, 100 bps,
300 bps, 330 bps, 390 bps, and 450 bps).
 A phylogenic tree was drawn by using NTSYS sofware based on RAPD
results. This phylogenic shown a high coefficient similarity from 0.55 to 1 in
14 analized samples. It suggested that the genetic diversity of Avicennia alba
population is relatively poor. So, strategies for conserving and recovering
their genetic diversity in Can Gio biodiversity is urgently needed.

vi
MỤC LỤC

ĐỀ MỤC TRANG
LỜI CẢM TẠ ............................................................................................................ iii
TÓM TẮT KHÓA LUẬN ......................................................................................... iv
SUMMARY ................................................................................................................ v
MỤC LỤC .................................................................................................................. vi
DANH SÁCH CÁC BẢNG ....................................................................................... ix
DANH SÁCH CÁC HÌNH ......................................................................................... x
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................... xi
Phần 1. GIỚI THIỆU .................................................................................................. 1
1.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................... 1
1.2. Mục đích ............................................................................................................... 2
1.3. Yêu cầu ................................................................................................................. 2
1.4. Giới hạn của đề tài ............................................................................................... 2
Phần 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .............................................................................. 3
2.1. Giới thiệu về khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ ...................................................... 3
2.1.1. Đặc điểm tự nhiên ............................................................................................ 3
2.1.2. Cấu trúc ............................................................................................................ 6
2.1.3. Các tiềm năng của rừng ngập mặn Cần Giờ .................................................... 7
2.1.4. Vai trò của khu dự trữ sinh quyển .................................................................... 9
2.1.5. Các nguy cơ đe dọa đối với rừng ngập mặn Cần Giờ ...................................... 9
2.2. Giới thiệu về cây mắm trắng (Avicennia alba) ................................................. 10
2.2.1. Vùng phân bố ................................................................................................. 10
2.2.2. Hình thái học cây mắm trắng ......................................................................... 11
2.2.3. Giá trị kinh tế của cây mắm trắng .................................................................. 13
2.2.4. Những hiện trạng cây mắm trắng tại rừng ngập mặn Cần Giờ ....................... 13
2.2.5. Những nghiên cứu khoa học về cây mắm trắng .............................................. 14


vii

2.3. Khái niệm về đa dạng di truyền ......................................................................... 14
2.3.1. Đa dạng sinh học ............................................................................................ 14
2.3.2. Ý nghĩa và tầm quan trọng của đa dạng sinh học .......................................... 14
2.3.3. Các phân mức về đa dạng sinh học ................................................................ 15
2.3.3.1. Đa dạng hệ sinh thái ..................................................................................... 15
2.3.3.2. Đa dạng loài ................................................................................................. 15
2.3.3.3. Đa dạng di truyền ......................................................................................... 16
2.3.4 Hiện trạng đa dạng sinh học ở Việt Nam ........................................................ 17
2.4. Phƣơng pháp chiết tách DNA thực vật ............................................................. 18
2.5. Polymerase Chain Reaction (PCR) .................................................................... 19
2.5.1 Khái niệm ........................................................................................................ 19
2.5.2. Thành phần và vai trò của các chất trong phản ứng PCR .............................. 19
2.5.3. Nguyên tắc của phản ứng PCR ...................................................................... 20
2.5.4. Ứng dụng của kỹ thuật PCR .......................................................................... 21
2.5.5. Ƣu và nhƣợc điểm của kỹ thuật PCR ............................................................. 21
2.6. Các chỉ thị phân tử dùng trong nghiên cứu tính đa dạng di truyền .................... 22
2.6.1. Nhóm không dựa trên PCR
RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) .............................................. 22
2.6.2. Nhóm dựa trên PCR ........................................................................................ 23
2.6.2.1. SSCP (Single – Strand Conformation Polymorphism) ............................... 23
2.6.2.2. Microsatellite (SSR: Simple Sequence Repeat) .......................................... 24
2.6.2.3. AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) ................................. 25
2.6.2.4. RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) ........................................ 30
Phần 3. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ....................................... 33
3.1. Thời gian và địa điểm tiến hành ......................................................................... 33
3.1.1. Thời gian tiến hành ......................................................................................... 33
3.1.2. Địa điểm .......................................................................................................... 33
3.2. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................................ 33
3.2.1. Mẫu thực vật.................................................................................................... 33

viii
3.2.2. Hóa chất thí nghiệm ........................................................................................ 34
3.2.2.1. Hóa chất dùng trong ly trích DNA ............................................................... 34
3.2.2.2. Hóa chất dùng trong kiểm tra DNA ............................................................. 35
3.2.2.3. Hóa chất dùng để thực hiện phản ứng RAPD .............................................. 36
3.2.3. Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm ........................................................................ 36
3.3. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................... 37
3.3.1. Phƣơng pháp ly trích DNA ............................................................................. 37
3.3.2. Kiểm tra DNA ly trích ........................................................................ 39
3.3.2.1. Kiểm tra định tính DNA bằng phƣơng pháp điện di trên gel ...................... 39
3.3.2.2. Kiểm tra định lƣợng DNA bằng quang phổ kế ............................................ 39
3.3.3. Thực hiện kỹ thuật RAPD ............................................................................... 40
3.3.4. Phân tích số liệu trên phần mềm NTSYSpc2.1 ..................................... 42
Phần 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................... 43
4.1. Kết quả thu thập mẫu mắm trắng tại khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ ............... 43
4.2. Kết quả quá trình bảo quản mẫu ........................................................................ 44
4.3. Kết quả quá trình ly trích DNA tổng số ............................................................. 44
4.4. Kết quả quá trình thực hiện phản ứng RAPD .................................................... 47
4.4.1. Kết quả thí nghiệm 1 ....................................................................................... 47
4.4.2. Kết quả thí nghiệm 2 ....................................................................................... 50
4.5. Đánh giá sơ bộ mức độ đa dạng di truyền cây mắm trắng tại khu dự trữ sinh
quyển Cần Giờ .......................................................................................................... 50
Phần 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................... 54
5.1. Kết luận .............................................................................................................. 54
5.2. Đề nghị ............................................................................................................... 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 56
PHỤ LỤC

ix
DANH SÁCH CÁC BẢNG

BẢNG TRANG
Bảng 3.1. Thành phần hóa chất cho phản ứng RAPD ở nghiệm thức 1 ................... 40
Bảng 3.2. Chu kỳ nhiệt cho phản ứng RAPD ở nghiệm thức 1 ............................... 40
Bảng 3.3. Thành phần hóa chất trong phản ứng RAPD ở nghiệm thức 2 ................ 41
Bảng 3.4. Chu kỳ nhiệt cho phản ứng RAPD ở nghiệm thức 2 ............................... 41



DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 4.1. Sơ đồ tóm tắt quy trình ly trích 4 ............................................................ 47

x
DANH SÁCH CÁC HÌNH

HÌNH TRANG
Hình 2.1. Bản đồ khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ ............................. 5
Hình 2.2. Cây mắm trắng tại khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ. ................................. 11
Hình 2.3. Lá và hoa cây mắm trắng. ......................................................................... 12
Hình 2.4. Trái mắm trắng. ......................................................................................... 12
Hình 2.5. Sơ đồ tóm tắt nguyên lý kỹ thuật PCR. ..................................................... 20
Hình 2.6. Cơ chế cắt của enzyme MseI và EcoRI .................................................... 26
Hình 2.7. Cơ chế gắn của adapter MseI và adapter EcoRI. ...................................... 26
Hình 2.8. Cơ chế khuếch đại tiền chọn lọc trong phản ứng AFLP. .......................... 27
Hình 2.9. Cơ chế khuếch đại chọn lọc trong phản ứng AFLP. ................................. 28
Hình 2.10. Cơ chế phản ứng trong kỹ thuật AFLP ................................................... 29

Hình 2.11. Sự bắt cặp và khuếch đại trong phản ứng RAPD – PCR ........................ 30
Hình 4.1. Sơ đồ vị trí lấy mẫu tại Khu Dự trữ sinh quyển Cần Giờ ......................... 43
Hình 4.2. Kết quả ly trích theo quy trình 1 và quy trình 2 ........................................ 45
Hình 4.3. Kết quả ly trích theo quy trình 3. .............................................................. 45
Hình 4.4. Sơ đồ tóm tắt quy trình ly trích tối ƣu ....................................................... 46
Hình 4.5. Kết quả ly trích theo quy trình 4 ............................................................... 46
Hình 4.6. Kết quả thực hiện phản ứng RAPD ở nghiệm thức 1 ............................... 48
Hình 4.7. Kết quả thực hiện phản ứng RAPD ở nghiệm thức 2 ............................... 48
Hình 4.8. Sản phẩm RAPD với primer 1 trên cây mắm đen
(Avicennia officinalis) .............................................................................................. 49
Hình 4.9. Sản phẩm RAPD ở thí nghiệm 2 trên cây mắm trắng ............................... 50
Hình 4.10. Kết quả thực hiện RAPD trên cây mắm trắng ....................................... 51
Hình 4.11. Cây phân nhóm di truyền 14 mẫu mắm trắng phân tích ......................... 52



xi
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
 µl: microlite
 µM: micromol/lite
 bp: base pair
 cm: centimét
 CTAB: Cetyltrimethylammonium bromide
 DNA: Deoxyribonucleic acid
 dNTP: Deoxyribonucleotide triphosphate
 Kb: kilobases
 mM: milimol/lite
 m: mét
 nm: nanomét
 OD: Optical density.

 PCR: Polymerase chain reaction
 pmol: picomol
 RNA: Ribonucleic acid
 Rnase: Ribonuclease
 SSR: Single sequence repeat
 Ta : Annealing temperature (nhiệt độ bắt cặp)
 TAE: Tris-glacial acetic acid- ethylenne diamine tetra acetic acid
 TE: Tris-EDTA (ethylenne diamine tetra acetic acid)
 Tm: Melting temperature (nhiệt độ nóng chảy)
 U: Đơn vị hoạt tính của enzyme
1

Phần 1
GIỚI THIỆU

1.1. Đặt vấn đề
Rừng ngập mặn Cần Giờ TP Hồ Chí Minh, đƣợc xem là khu rừng phục hồi
đẹp nhất Đông Nam Á và vinh dự đƣợc UNESCO công nhận là khu dự trữ sinh
quyển đầu tiên của Việt Nam, nằm trong mạng lƣới 459 khu dự trữ sinh quyển trên
Thế giới. Đây đƣợc xem là hệ sinh thái quan trọng, điển hình ở vùng ven biển nhiệt
đới, không chỉ phong phú, đa dạng với các quần thể thực vật, động vật có giá trị mà
còn đƣợc xem là lá phổi xanh của TP Hồ Chí Minh và có nhiều tiềm năng về kinh
tế, du lịch sinh thái – văn hóa, nghiên cứu và giao lƣu quốc tế.
Cây mắm trắng (Avicennia alba) là một trong những loài thực vật ngập mặn
thực sự, rất phổ biến tại rừng Cần Giờ. Đây là quần thể tiên phong và giữ một vai
trò quan trọng trong hệ sinh thái rừng. Nguồn lợi chính của mắm không nằm trong
việc khai thác gỗ mà nằm trong việc bảo vệ đất bồi và gây môi trƣờng sống cho sinh
vật ven biển. Quần thể mắm trắng đi kèm với quần thể đƣớc là thành phần chính
của rừng ngập mặn Cần Giờ, có vai trò chắn sóng gió, bảo vệ vùng ven biển, là nơi
nuôi dƣỡng và cung cấp thức ăn cho các loài hải sản có giá trị cao. Diện tích đất bồi

sẽ giảm đi nếu thiếu mắm để bảo vệ.
Quần thể mắm trắng tại đây chủ yếu là phát triển tự nhiên. Tuy nhiên, qua
thời gian cùng với sự phát triển của rừng, diện tích mắm trắng đang ngày càng thu
hẹp trƣớc sự khai thác, sử dụng không hợp lý và lâm vào tình trạng báo động bởi
những dịch sâu bệnh tấn công trên vùng rộng. Việc đánh giá tổng quát về quỹ gien
và mức độ đa dạng di truyền của quần thể mắm trắng tại Khu dự trữ sinh quyển Cần
Giờ là cần thiết để cung cấp những thông tin cơ bản cho các kế hoạch bảo vệ và sử
dụng hợp lý tiềm năng cây mắm trắng. Đáp ứng yêu cầu đó, đƣợc sự phân công của
Bộ môn Công Nghệ Sinh Học – Trƣờng Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, và
dƣới sự hƣớng dẫn của Tiến sĩ Bùi Minh Trí, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:
2

“BƢỚC ĐẦU HOÀN THIỆN PHƢƠNG PHÁP VÀ NGHIÊN CỨU SỰ ĐA
DẠNG DI TRUYỀN CÂY MẮM TRẮNG (Avicennia alba) TẠI KHU DỰ TRỮ
SINH QUYỂN RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ BẰNG KỸ THUẬT RAPD”.
1.2. Mục đích
 Tối ƣu hóa quy trình ly trích DNA và bƣớc đầu hoàn thiện quy trình thực
hiện phản ứng RAPD thích hợp cho cây mắm trắng.
 Đánh giá sơ bộ mức độ đa dạng di truyền của quần thể mắm trắng
(Avicennia alba) tại khu dự trữ sinh quyển Rừng ngập mặn Cần Giờ.
1.3. Yêu cầu
 Thu thập đƣợc nhiều mẫu đặc trƣng, mang tính đại diện cao cho quần thể
mắm trắng tại khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ, chú ý đến những mẫu
đặc biệt, cá biệt trong quần thể, ghi nhận tọa độ chính xác của mỗi cá thể.
 Ly trích thành công DNA từ các mẫu đã thu đủ tiêu chuẩn về độ tinh sạch
và số lƣợng cho các phân tích tiếp theo.
 Thiết lập quy trình RAPD - PCR trên cây mắm trắng cho độ tin cậy cao.
1.4. Giới hạn của đề tài
 Số lƣợng các primer đƣợc sử dụng còn bị hạn chế.
 Chƣa có điều kiện khảo sát quần thể mắm trắng với số lƣợng mẫu lớn.

 Việc tìm kiếm những cá thể đặc biệt bị giới hạn do điều kiện đi lại trong
rừng gặp nhiều khó khăn.
 Đề tài đƣợc thực hiện trong thời gian ngắn, từ tháng 4/2007 đến tháng
8/2007, do đó chƣa phản ánh đúng đắn và chính xác với tất cả các giống hiện có.

3

Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Giới thiệu về Khu Dự trữ sinh quyển Cần Giờ
2.1.1. Đặc điểm tự nhiên
Khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ nằm trên địa bàn huyện Cần Giờ, một huyện
ngoại thành của TP Hồ Chí Minh, nằm ở vùng ven biển vịnh Gềnh Rái và cửa sông
Đồng Nai, là cửa ngõ Đông Nam của thành phố Hồ Chí Minh, cách trung tâm thành
phố khoảng 30 km. Đây là khu dự trữ sinh quyển mang đặc điểm của hệ sinh thái
cửa sông ven biển, hệ động thực vật đặc trƣng cho hệ sinh thái rừng ngập mặn.
Vùng rừng ngập mặn bị chia cắt bởi hệ thống sông rạch dày đặc gồm sông lớn nhƣ
Lòng Tàu nằm giữa khu rừng (đƣờng thủy ra vào cảng Sài Gòn), sông Đồng Tranh,
sông Nhà Bè, sông Thị Vải, sông Gò Gia, và nhiều rạch khác [19].
Trƣớc năm 1960, rừng ngập mặn Cần Giờ (có tên gọi thông thƣờng là Rừng
Sác) có tới hơn 40.000 ha cây rừng, đƣợc xếp hạng rừng giàu. Rừng có cấu trúc dày
đặc với tán rừng dày, cao trên 25 m, đƣờng kính 25 – 40 cm, là sinh cảnh của nhiều
động vật hoang dã. Trong rừng, đƣớc (Rhizophora apiculata) là loài chiếm ƣu thế,
bên cạnh các quần thể khác nhƣ bần đắng (Sonneratia alba), mắm trắng (Avicennia
alba), đƣng (R. mucronata), vẹt (Bruguiera spp.), xu (Xylocarpus spp), cóc
(Lumnitzera spp.), chà là (Phoenix paludosa), giá (Excoecaria agallocha) [5], [19].
Trong suốt thời gian chiến tranh chống Mỹ, rừng ngập mặn Cần Giờ là đối
tƣợng tàn phá của nhiều phƣơng tiện chiến tranh, đặc biệt bị hủy diệt gần nhƣ hoàn
toàn do chất độc hóa học, liên tục từ năm 1961 đến năm 1971, hầu hết các loại cây

rụng lá và chết. Các loài cây nhƣ đƣớc, đƣng gần nhƣ biến mất. Một số ít cây dà
(Ceriops spp), giá (Excoecaria agallocha) ven bờ kênh rạch tái sinh theo từng cụm
nhỏ, nơi đất ngập triều có mắm, trên đất cao có chà là nƣớc (Phoenix paludosa) và
các loài ráng đại (Acrostichum aureum), dây mủ (Gymnanthera mitida), cóc kèn
4

(Derris trifoliata), chùm lé (Azima sarmentosa), lức (Pluchea indica), chùm gọng
(Clerodendrum inerme) [5].
Sau giải phóng, một chƣơng trình lớn đƣợc thực hiện: khôi phục rừng ngập
mặn Cần Giờ vì yêu cầu cấp bách khắc phục hậu quả nghiêm trọng đối với môi
trƣờng TP Hồ Chí Minh do chiến tranh hóa học gây ra. Từ năm 1967 đến nay, công
việc tái tạo rừng đƣợc thực hiện mạnh mẽ. Đến nay diện tích rừng ngập mặn Cần
Giờ vào khoảng 38.000 ha. Sau hơn 30 năm bảo tồn và phát triển, rừng ngập mặn
Cần Giờ vinh hạnh đƣợc UNESCO công nhận là Khu dự trữ sinh quyển với tên
chính thức: Khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ TP Hồ Chí Minh và tên
ngắn gọn: Khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ [19], [21].
Khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ có tọa độ địa lý và các đặc điểm nhƣ sau:
 Vĩ độ Bắc: 10
o
22’14” – 10
o
37’39”
 Kinh độ Đông: 106
o
46’12” – 107
o
00’59”
 Ngày đƣợc UNESCO công nhận: 21/01/2000.
 Tổng diện tích: 71.370 ha, chiếm tới 1/3 diện tích đất đai toàn TP Hồ
Chí Minh. Trong đó diện tích rừng và đất liền là 38.664 ha (chiếm khoảng

54,2%).
 Dân số: 57.650 ngƣời (nguồn thống kê tháng 7/1999 của huyện Cần
Giờ), với 40% số hộ thuộc diện xóa đói giảm nghèo, sống chủ yếu dựa vào
khai thác tài nguyên rừng [5], [8], [19].

5











Hình 2.1. Bản đồ Khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ.


Ghi chú:



Vùng lõi
Vùng đệm
Vùng chuyển tiếp
6

2.1.2. Cấu trúc

Khu dự trữ sinh quyển Rừng ngập mặn Cần Giờ đƣợc chia làm 3 vùng
chính: vùng lõi, vùng đệm, vùng chuyển tiếp [5].
Vùng lõi (4.721 ha): đặc trƣng cho các hệ sinh thái rừng trồng và đặc biệt
là rừng ngập mặn tái sinh tự nhiên dọc theo các kênh rạch và bìa rừng với đa dạng
sinh học cao về thành phần các loài động vật, thực vật, vi sinh vật với cảnh quan
rừng ngập mặn đa dạng và hấp dẫn, gồm các tiểu khu rừng số 4b, 6, 11, 12 và 13.
Mục tiêu quản lý vùng lõi là bảo tồn đa dạng sinh học, hạn chế các hoạt động
của con ngƣời và có các chức năng chính nhƣ sau:
 Bảo tồn hệ sinh thái rừng ngập mặn bao gồm rừng trồng và rừng
tự nhiên.
 Bảo tồn cảnh quan rừng ngập mặn với các môi trƣờng sống của
động vật hoang dã, đặc biệt là chim nƣớc.
 Bảo tồn hệ thống thuỷ vực, các bãi bồi dọc bờ sông và ven biển
nơi kiếm ăn và sinh đẻ của các loài động vật vùng triều.
 Tiến hành một số công trình nghiên cứu khoa học về sức bền hệ
sinh thái và du lịch sinh thái có giới hạn [5].
Vùng đệm (37.339 ha): tiếp giáp với vùng lõi, là nơi có thể tiến hành các
hoạt động kinh tế, nghiên cứu, giáo dục và giải trí nhƣng không ảnh hƣởng đến mục
đích bảo tồn trong vùng lõi, bao gồm các tiểu khu rừng số 1, 2, 3, 4a, 5, 7, 8, 9, 10,
14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22. 23 và 24.
Với chức năng phục hồi các hệ sinh thái, vùng đệm có vai trò quan trọng
trong bảo tồn vùng lõi. Các hoạt động du lịch sinh thái, tham quan và nghiên cứu có
thể triển khai ở Khu căn cứ địa kháng chiến, đặc khu Rừng Sác, thăm vƣờn chim,
vƣờn cò, vƣờn dơi sẽ góp phần nâng cao thu nhập cho ngƣời dân, nâng cao ý thức
và hiểu biết giá trị của công tác bảo tồn góp phần làm giảm sức ép lên vùng lõi của
khu dự trữ sinh quyển. Mặt khác, vùng đệm còn tạo không gian cho thú hoang dã
nhƣ khỉ, rái cá, kỳ đà kiếm ăn. Khi các khu vực này trở nên ổn định, có thể bổ sung
7

vào vùng lõi nếu cần thiết, đồng thời tạo cảnh quan tự nhiên và hoạt động văn hoá

phục vụ cho du lịch sinh thái. Ngoài ra, các mô hình lâm ngƣ kết hợp thân thiện với
môi trƣờng cũng đƣợc ứng dụng, trình diễn cho nhân dân địa phƣơng đến tham
quan, học tập và trao đổi kinh nghiệm [5].
Vùng chuyển tiếp (29.310 ha): gồm các khu vực còn lại của huyện Cần
Giờ, bao gồm các vùng bãi bồi, giồng, bãi cát, các khu vực sản xuất nông nghiệp,
thuỷ sản của dân cƣ dọc theo ven biển Cần Giờ.
Vùng chuyển tiếp còn đƣợc gọi là vùng phát triển bền vững, nơi cộng tác của
các nhà khoa học, nhà quản lý và ngƣời dân địa phƣơng, tạo điều kiện thuận lợi và
đẩy mạnh các hoạt động phát triển kinh tế, du lịch, dịch vụ đi đôi với tuyên truyền
giáo dục nâng cao nhận thức cộng đồng [5].
2.1.3. Các tiềm năng của rừng ngập mặn Cần Giờ
Rừng ngập mặn Cần Giờ là Khu dự trữ sinh quyển thế giới đầu tiện tại Việt
Nam, và là thành viên thứ 368 của mạng dự trữ sinh quyển quốc tế thuộc 97 quốc
gia. Đến tháng 7/2002, Rừng ngập mặn Cần Giờ tiếp tục đƣợc Tổ chức Du lịch thế
giới (World Tourism Organization) công nhận là Khu du lịch Sinh thái bền vững
nhất (là 1 trong 65 khu đƣợc thế giới công nhận). Theo Ủy ban Quốc gia Con ngƣời
và Sinh quyển Việt Nam (MAB), rừng ngập mặn Cần Giờ đƣợc xem là khu rừng
phục hồi đẹp nhất Đông Nam Á, đặc biệt là còn rất ít trên thế giới [5], [19].
Rừng ngập mặn đƣợc xem là hệ sinh thái quan trọng, điển hình ở vùng ven
biển nhiệt đới không chỉ cung cấp lâm sản có giá trị mà còn là nơi cƣ trú của nhiều
loài hải sản, chim nƣớc, chim di cƣ và một số loài động vật lƣỡng cƣ, trên cạn [19].
Rừng ngập mặn Cần Giờ mang tính chất rừng nhiệt đới cổ và phong phú về
số loài thực vật di cƣ. Theo số liệu điều tra, Rừng ngập mặn Cần Giờ có khoảng 35
loài thực vật, phổ biến là đƣớc đôi (Rhizophora apiculata), đƣng (Rhizophora
mucronata), mắm trắng (Avicennia alba), bần (Sonneratia evata), chà là (Phoenix
paludosa), dừa nƣớc (Nipa fruticans) [19].
8

Cùng với sự phục hồi về thảm thực vật rừng, nhiều loài động vật tƣởng
chừng đã biến mất cùng với sự tàn phá của chiến tranh đã hồi sinh và phát triển lại

nhanh chóng ở nơi đây nhƣ khỉ, lợn rừng, chồn, trăn, rái cá, trong đó có nhiều loài
đƣợc ghi trong Sách Đỏ Việt Nam nhƣ Cá sấu hoa cà, Rắn hổ mang chúa. Đặc biệt,
nhờ có sinh cảnh thuận lợi, các sân chim tự nhiên đã và đang hình thành trở lại với
số loài đã chiếm tới 34% tổng số loài chim nƣớc ở Việt Nam, trong đó có tới 9 loài
quí hiếm đƣợc ghi trong Sách Đỏ Thế giới. Động vật không xƣơng sống thủy sinh ở
rừng ngập mặn Cần Giờ có hơn 700 loài, đặc biệt những loài giáp xác, nhuyễn thể
có giá trị kinh tế cao. Trong rừng Cần Giờ có 137 loài cá, 40 loài lƣỡng thể và bò
sát, 130 loài chim, 19 loài thú. Rừng ngập mặn thực sự là cầu nối giữa hệ sinh thái
thủy vực và hệ sinh thái trên cạn, giữa hệ sinh thái ngập triều và hệ sinh thái ngập
nƣớc lợ và lũ sông nƣớc ngọt [19].
Bên cạnh những giá trị về đa dạng sinh học, Cần Giờ còn là nơi lần đầu tiên
ở Việt Nam và khu vực Đông Nam Á phát hiện khu mộ cổ chum (trên 300 ngôi), di
chỉ có giá trị về nền văn hoá Óc Eo [19].
Ngoài ra, lịch sử phát triển Cần Giờ còn gắn liền với tên tuổi Nguyễn Huệ
(chiến thắng trên sông Soài Rạp), Nguyễn Lữ, Trƣơng Định và những chiến công
của quân dân trong thời kỳ kháng chiến chống ngoại xâm trong chiến khu Rừng Sác
[19].
Những giá trị văn hoá bản địa của cộng đồng ngƣời dân nơi đây cũng rất
phong phú và mang đậm bản sắc, gắn liền với các lễ hội theo ngành nghề cổ truyền:
làng chài thờ Thần Nam Hải (Cá voi); làng rừng, làng nông thờ Hà Bá, Thủy Quan
sông rạch [ 19].
Rừng ngập mặn ở đây có những tổ hợp gien đặc biệt có thể sống và phát
triển tốt trong điều kiện nƣớc mặn, ngập nƣớc triều mà các loại cây khác không thể
sống đƣợc. Tuy là rừng trồng nhƣng rừng ngập mặn Cần Giờ đạt đƣợc hệ sinh thái
giống nhƣ rừng tự nhiên. Một ƣu thế nữa là rừng ngập mặn Cần Giờ nằm trong một
thành phố công nghiệp đông dân cƣ, rất thuận lợi để phát triển du lịch, giáo dục,
hợp tác quốc tế vô cùng thuận lợi [5].
9

2.1.4. Vai trò của khu dự trữ sinh quyển

Các khu dự trữ sinh quyển là đại diện mẫu của các hệ sinh thái trên Trái đất,
là phòng thí nghiệm sống cho việc nghiên cứu và giám sát các hệ sinh thái, đem lại
lợi ích cho ngƣời dân địa phƣơng và Quốc tế [5].
Hiện nay trên thế giới có 459 khu dự trữ sinh quyển thuộc 97 nƣớc [5]. Khu
dự trữ sinh quyển có các chức năng sau:
 Bảo tồn: đóng góp vào việc bảo tồn địa dạng cảnh quan, hệ sinh thái
loài và vốn gien di truyền.
 Phát triển: thúc đẩy phát triển kinh tế dựa trên cơ sở bền vững môi
trƣờng và văn hóa.
 Trợ giúp: nghiên cứu, giám sát, đào tạo và giáo dục về bảo tồn và phát
triển bền vững địa phƣơng, Quốc gia, khu vực và Quốc tế.
2.1.5. Các nguy cơ đe dọa đối với rừng ngập mặn Cần Giờ
Trong chiến tranh, rừng ngập mặn Cần Giờ bị hủy diệt gần nhƣ hoàn toàn do
chất độc hóa học của Mỹ. Hầu hết các loại cây rụng lá và chết. Các loài cây chính
của rừng nhƣ đƣớc, đƣng gần nhƣ bị biến mất [19].
Sau chiến tranh, rừng ngập mặn Cần Giờ đƣợc tái sinh theo kế hoạch trồng
và phát triển rừng của thành phố Hồ Chí Minh, nhanh chóng trở thành Khu rừng
phòng hộ (1991) và Khu dự trữ sinh quyển thế giới (2000). Tuy nhiên hiện nay rừng
ngập mặn Cần Giờ đang đứng trƣớc những nguy cơ đe dọa đáng báo động [21].
Việc nghiêm cấm tỉa thƣa rừng của Ủy ban Nhân dân thành phố Hồ Chí
Minh ban hành (6/1999) làm chất lƣợng rừng có xu hƣớng xấu đi, do cạnh tranh
không gian, dinh dƣỡng và tạo điều kiện cho sâu bệnh phát triển. Chiều cao của cây
quá cao (với tuổi đời 19 – 27 chiếm đa số), cộng với thiếu ánh sáng nên đƣờng kính
thân không cân đối, làm thiệt hại đáng kể đến thu nhập từ nguồn gỗ. Mặc khác, việc
lƣu thông tàu bè đã làm xói lở ven bờ, khói thải, dầu làm ảnh hƣởng đến môi sinh.
Nhiều hộ dân cƣ vẫn còn sinh sống và sản xuất trong rừng làm ảnh hƣởng đến dòng
chảy, nguồn nƣớc, tạo các dịch bệnh cho cây rừng. Hiện nay đã xuất hiện nhiều sâu
10

bệnh hại cây rừng, nhƣ sâu ăn lá, nấm trắng, sâu đục thân đe dọa nghiêm trọng đến

sự sinh trƣởng của cây rừng. Thêm vào đó, việc mở con đƣờng Rừng Sác băng qua
rừng ngập mặn Cần Giờ hiện nay càng làm tăng thêm mối đe dọa đến môi sinh và
sinh thái rừng nghiêm trọng [21]. Do đó, việc nghiên cứu đa dạng di truyền của các
loài cây rừng có giá trị để làm tiền đề cho công tác chọn giống, khôi phục rừng đang
trở thành một vấn đề cấp bách hiện nay.
2.2. Giới thiệu về cây mắm trắng (Avicennia alba)
 Tên Việt Nam: mắm trắng
 Tên Latinh: Avicennia alba
 Vị trí phân loại cây mắm trắng [17]:


2.2.1. Vùng phân bố
Mắm trắng là một nhóm các loài cây rừng ngập mặn phân bổ rộng khắp trên
thế giới, trong các vùng bờ biển nằm trong khoảng giữa lúc triều lên và triều xuống,
về phía nam của Bắc chí tuyến, phổ biến ở Rừng Sác Việt Nam (Cà Mau, Cần Giờ)
Pakistan, Ấn Ðộ, Myanma, Philippin, Malaixia, Inđônexia, Nouvelle Guinee,
Saloman, Caroline [15].

(Superrgnum): Eukarya
Giới (regnum): Plantae
Ngành (divisio): Magnoliophyta
Lớp (class): Magnoliopsida
Bộ (ordo): Lamiales
Họ (familia): Acanthaceae hay Avicenniaceae
Chi (genus): Avicennia
Loài (species): Avicennia alba
11

2.2.2. Hình thái học cây mắm trắng
Hình dạng: Thân gỗ, có thể cao đến 20 m, đƣờng kính 0,5 m, thân ít khi

thẳng, với nhiều cành nhánh cong queo, chỉ khá thẳng khi mọc lẫn với rừng đƣớc
(Rhizophora apiculata), vỏ nâu dợt đến xám đen, tròn, nhiều nốt bần [17].



















Hình 2.2. Cây mắm trắng tại Khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ.
Lá: Lá đơn, mọc đối, phiến hình mác, thuôn, bầu dục, dài 5 – 7 cm, rộng từ
2,5 – 3 cm, đầu nhọn có khi tù, chân nêm, mặt dƣới phủ lông màu trắng bạc, gân
bên nổi rõ cả hai mặt, có tuyến tiết muối thƣa ở cả mặt dƣới và mặt trên, lá khô có
màu đen ở mặt trên [17].
12

Hoa: nhỏ 5 – 8 mm, vàng cam, tạo thành tán - gié ở ngọn, hoa từng cặp, lá
bắc nhỏ, không cọng, đài ngắn, không rụng, 5 tai đài hình bầu dục, có 2 lõm, đài

bằng nhau, vành đứng hình ống thẳng có 4 thùy bằng nhau, 4 tiểu nhị (2 dài, 2
ngắn), tua nhị ngắn và trơn, bao phấn có buồng song song, hình bầu dục, bầu nhụy
hình bầu dục, hơi mịn ở đầu, có nhựa thơm, 4 tiểu noãn tròn dài gắn ở đầu 1 trục,
vòi nhụy rất ngắn 1 mm, trơn đầu chẻ đôi [17].













Hình 2.3. Lá và hoa cây mắm trắng.
Trái: Trái là manh nang hình tim, phồng
lên ở một bên làm mũi trái cong qua 1 bên, dài 2
cm, vỏ dày lông mịn, xanh lục, 1 hột, không phôi
nhũ, chồi mầm mọc bên trong vỏ trƣớc khi trái
rụng với 2 lá mầm xanh, dày, trục rễ mầm có
nhiều lông trắng [17].


Hình 2.4. Trái mắm trắng.
13

Nơi sống: Mắm trắng là loại cây ƣa sáng, sinh trƣởng nhanh, thích nghi với

nhiều loại đất (bùn, cát, sét) và các độ mặn của nƣớc (mặn, lợ, ngọt). Mắm trắng là
loài cây cho chồi gốc, thƣờng trổ hoa vào đầu mùa mƣa (tháng 4 – 6 dƣơng lịch),
cho trái vào cuối mùa mƣa (tháng 9 – 11 dƣơng lịch). Chỉ vài giờ sau khi trái rụng,
cây mầm bên trong hút nƣớc lớn ra, làm vỡ lớp vỏ trái bao ngoài và phát triển thành
cây mới. Mắm trắng thƣờng chiếm những diện tích mới bồi ven biển, nơi có mực
thủy triều lên xuống hàng ngày. Nói chung "Ðất bùn có nƣớc triều lên xuống hàng
ngày" là đất sinh trƣởng, phát triển thích hợp của loài cây gỗ này [15].
2.2.3. Giá trị kinh tế của cây mắm trắng
Đặc điểm của cây mắm là có rễ đất và rễ phổi. Rễ phổi có nhiệm vụ hấp thụ
dƣỡng khí, là biện pháp sinh tồn khi nền đất ngập mặn. Rễ phổi cũng là "kiến trúc"
của thiên nhiên thích ứng để bảo vệ đất bồi [15].
Gỗ cây mắm trắng trƣớc đây dùng làm ghe, thuyền, cất nhà và làm củi. Ngày
nay mắm cũng cung cấp nguyên phẩm cho việc biến chế dƣợc liệu và cung cấp sắc
tố cho công nghiệp thuộc da. Vì thiếu nguồn cây giống để trồng bảo vệ ven biển và
đất bồi, một số nƣớc đã có lệnh cấm xuất khẩu gỗ và cây con các loại cây mắm,
đƣớc và vẹt [17].
Nguồn lợi chính của mắm không nằm trong việc khai thác gỗ mà nằm ở lợi
ích trong việc bảo vệ đất bồi và gây môi trƣờng sống cho sinh vật ven biển. Quần
thể mắm trắng đi kèm với quần thể đƣớc là thành phần chính của rừng ngập mặn có
vai trò chắn sóng gió, bảo vệ vùng ven là nơi nuôi dƣỡng và cung cấp thức ăn cho
các loài hải sản có giá trị cao. Diện tích đất bồi sẽ giảm đi nếu thiếu mắm để bảo vệ
(riêng Cà Mau vài km²/năm) [15].
2.2.4. Những hiện trạng cây mắm trắng tại rừng ngập mặn Cần Giờ
Trong tƣơng lai gần quần thể mắm trắng tại Cần Giờ sẽ lâm vào tình trạng
nguy cấp do khai thác bừa bãi quá mức, không có kế hoạch, chặt cây phá rừng lấy
đất làm đầm nuôi tôm và sản xuất nông nghiệp khác [16].
14

Bên cạnh đó việc phá rừng, phóng đƣờng đã và đang gây nhiều ảnh hƣởng
đến diện tích và môi sinh của cây mắm trắng. Do đó mặc dù diện tích rừng và trữ

lƣợng cây rất lớn nhƣng lại bị giảm sút nhanh chóng và ngày càng nghiêm trọng,
mức độ đe dọa: bậc V [16]. Do đó các nghiên cứu về đa dạng di truyền trên các cây
rừng ngập mặn nói chung và cây mắm trắng nói riêng rất đƣợc chú trọng đầu tƣ và
khuyến khích thực hiện.
2.2.5. Những nghiên cứu khoa học về cây mắm trắng
Những nghiên cứu trên cây mắm trắng chủ yếu đƣợc thực hiện ở trong nƣớc
ta, nguyên nhân có thể là do mắm trắng không phải là quần thể thực vật tiên phong
chính tại các rừng ngập mặn khác trên thế giới (mà thay vào đó là quần thể mắm
biển). Tuy vậy những nghiên cứu đã thực hiện chủ yếu là điều tra, khảo sát các đặc
điểm sinh lý, tình hình sâu bệnh, ít có những nghiên cứu thực sự ở mức độ phân tử.
Một số đề tài nghiên cứu đã thực hiện: Phân bố rễ Mắm trắng trên các vùng
có mức độ ngập triều khác nhau ở Cần Giờ TP Hồ Chí Minh (Viên Ngọc Nam,
2006)
2.3. Khái niệm về đa dạng di truyền
2.3.1. Đa dạng sinh học
Đa dạng sinh học là sự giàu có, phong phú và đa dạng về nguyên liệu di
truyền, về loài và các hệ sinh thái (Lê Trọng Cúc, 2002).
Định nghĩa do Quỹ bảo tồn thiên nhiên thế giới – WWF (1989) đề xuất nhƣ
sau: “Đa dạng sinh học là sự phồn thịnh của sự sống trên Trái đất, là hàng triệu loài
thực vật, động vật và vi sinh vật, là những gien chứa đựng trong các loài và là
những hệ sinh thái vô cùng phức tạp cùng tồn tại trong môi trƣờng” [8].
2.3.2. Ý nghĩa và tầm quan trọng của đa dạng sinh học
Đa dạng sinh học giúp duy trì các dịch vụ sinh thái quan trọng, cung cấp cơ
sở cho sức khoẻ con ngƣời, là nguồn tạo ra năng suất và tính bền vững trong nông
nghiệp tạo cơ sở ổn định kinh tế và các hệ thống chính trị, xã hội và làm giàu chất
lƣợng cuộc sống của chúng ta [9].