Trồng dâu nuôi dafabet dang nhap, lấy tơ dệt lụa là một trong những nghề có thể giúp xoá đói giảm nghèo, nâng cao đời sống cho người lao động ở vùng nông thôn, vùng sâu, vùng xa. Nhu cầu về các sản phẩm tự nhiên như tơ dafabet dang nhap ngày càng tăng, vì vậy đòi hỏi ngành dâu dafabet dang nhap phải có các biện pháp để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên cho đến nay, vấn đề lựa chọn giống dafabet dang nhap có năng suất cao và sức chống chịu tốt vẫn còn hạn chế do việc chọn tạo giống dafabet dang nhap trong nước chủ yếu vẫn thực hiện theo phương pháp truyền thống (đánh giá giống, lựa chọn bố mẹ trong cặp lai mới chỉ dựa vào kiểu hình và đặc điểm sinh học nên tốn nhiều thời gian mà kết quả mang lại chưa như mong đợi).
Những năm gần đây, sử dụng chỉ thị phân tử DNA để phân tích di truyền các giống vật nuôi, cây trồng đã trở thành một hướng nghiên cứu quan trọng trong lĩnh vực công nghệ sinh học phục vụ đời sống con người. Các thông tin di truyền phân tử đã trợ giúp cho công tác giống để phát triển tập đoàn dòng thuần, tìm hiểu ưu thế lai, xác định các cặp lai ưu tú. Đánh giá đa dạng di truyền của một số giống dafabet dang nhap hiện có tại Việt Nam là vấn đề quan trọng đối với sự thành công trong việc lựa chọn, ghép đôi, tạo giống ở dafabet dang nhap. Việc đánh giá đa dạng di truyền cung cấp thông tin về một số khác biệt giữa các giống dafabet dang nhap, là nền tảng cho các chương trình nhân giống có mục tiêu cụ thể. Sự đa dạng di truyền của dafabet dang nhap (B. mori) bắt nguồn từ sự lai tạo giữa các giống có nguồn gốc địa lý khác nhau, chủ yếu là các giống đến từ Nhật Bản, Trung Quốc, châu Âu và Ấn Độ. Việc thuần hóa và chọn lọc để tạo ra các giống dafabet dang nhap có năng suất tơ lụa cao đã làm tăng tính đồng nhất di truyền dẫn đến mất khả năng chống chịu với điều kiện thời tiết biến đổi và khả năng đối phó với dịch bệnh. Do đó, duy trì sự đa dạng di truyền là một chiến lược cơ bản trong quản lý lâu dài để bảo tồn và cải thiện di truyền của dafabet dang nhap (Bindroo & Manthira Moorthy, 2014). Cùng với việc bảo tồn nguồn gen qua việc tuyển chọn, nuôi dưỡng, nhân giống, việc đánh giá đa dạng di truyền sử dụng marker phân tử có thể như một hướng dẫn ban đầu để xác định nguồn gen độc đáo và có giá trị phục vụ cho việc bảo tồn các nguồn gen quý một cách chính xác (Nagaraju & Goldsmith, 2002).
Trình tự nucleotide của gen ty thể (mtDNA) đã được nhiều nghiên cứu sử dụng trong đánh giá đa dạng di truyền giữa các loài và trong cùng một loài (Li & cs. 2005; Zanatta & cs., 2009; Yukuhiro & cs., 2011; Fassina & cs., 2014; Singh & cs. 2017; Vimala & cs., 2020; Kim & cs., 2019; Zhang & cs. 2019; Kim & cs., 2021; Alcudia-Catalma & cs., 2021). Trình tự nucleotide gen COI của mtDNA cũng đã được nhiều nghiên cứu sử dụng để đánh giá đa dạng di truyền giữa các giống dafabet dang nhap trên thế giới (Kim Ik Soo & cs., 2000; Yukuhiro & cs., 2011; Fassina & cs., 2014; Vimala & cs., 2020). Các ứng dụng của trình tự nucleotide gen ty thể trong đánh giá đa dạng di truyền giữa các chủng và giống dafabet dang nhap trên thế giới đã được nghiên cứu, tuy nhiên tại Việt Nam chưa có nghiên cứu nào sử dụng trình tự nuclotide gen COI để đánh giá đa dạng di truyền. Do đó, nhóm tác giả đã thực hiện nghiên cứu “Đánh giá đa dạng gen COI ở dafabet dang nhap dâu (Bombyx mori)” với nguồn vật liệu là 14 giống dafabet dang nhap bao gồm 9 giống dafabet dang nhap lưỡng hệ kén trắng có nguồn gốc Ấn Độ, Hàn Quốc, Trung Quốc, Việt Nam và 5 giống dafabet dang nhap đa hệ kén vàng bản địa Việt Nam.
Kết quả
Khuếch đại gen COI ở dafabet dang nhap
Kết quả khuếch đại gen COI, cho thấy đoạn gen đã được nhân lên đặc hiệu với 1 băng DNA sáng rõ, kích thước phân tử tương ứng khoảng 658 bp, phù hợp với kích thước theo tính toán lý thuyết (Hình 1).
Hình 1. Hình đại diện sản phẩm khuếch đại gen COI ở dafabet dang nhap
Sản phẩm PCR sau khi được kiểm tra chất lượng, được tinh sạch và tiến hành đọc trình tự gen trực tiếp.
Phân tích trình tự gen COI các giống dafabet dang nhap
Trình tự nucleotide gen COI từ 14 giống dafabet dang nhap (9 giống lưỡng hệ kén trắng và 5 giống bản địa đa hệ kén vàng) đã được gửi vào GenBank, mã số từ OR610743 đến OR610756. Kết quả so sánh trình tự nucleotide gen COI của 14 giống dafabet dang nhap với trình tự AB737913.1 (trình tự nucleotide gen COI của dafabet dang nhap hoang dã Trung Quốc, nhiều nghiên cứu trước đây cho thấy rằng,B. moricó nguồn gốc từ dafabet dang nhap hoang dã Trung Quốc) cho thấy, có 17 vị trí đa hình nucleotide, tất cả các vị trí đa hình đều thay thế nucleotide, không có vị trí đa hình thêm hay mất nucleotide. Sự thay thế nucleotide xuất hiện chủ yếu từ T thành C hoặc ngược lại từ C thành T (13/17 vị trí đa hình) (Hình 2), kết quả này đồng thuận với nghiên cứu của Kim Ik Soo & cs. (2000). Còn khi so sánh trình tự nucleotide gen COI giữa 14 giống dafabet dang nhap nghiên cứu chỉ xuất hiện một vị trí thay thế nucleotide từ A thành G (vị trí 179). Thành phần nucleotide của tất cả các haplotype là 33,14% A; 37,00% T; 15,38% C; 14,48% G; 70,14% A+T và 29,86% G+C. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu trước đây khi giải trình tự nucleotide gen COI: tỷ lệ nucleotide A+T chiếm 70,2%, còn C+G đạt 29,8% (Vimala & cs., 2020), tỷ lệ A+T đạt (70,3%), C+G (29,7%) (Fassina & cs., 2014).
Hình 2.So sánh tương đồng trình tự nucleotide gen COI (658bp) giữa 14 giống dafabet dang nhap vàtrình tự nucleotide trên Genbank (AB737913.1)
Sử dụng phần mềm DnaSP để xác định haplotype trên 658 nucleotide gen COI của 14 giống dafabet dang nhap. Kết quả cho thấy các giống dafabet dang nhap nghiên cứu được phân bố thành 2 haplotype, trong đó giống dafabet dang nhap Vàng Bảo Lộc nằm ở haplotype 1, còn 9 giống dafabet dang nhap lưỡng hệ kén trắng và 4 giống dafabet dang nhap bản địa Việt Nam mặc dù được thu thập từ nhiều nước khác nhau (Ấn Độ, Trung Quốc, Hàn Quốc và Việt Nam) nhưng đều tập trung vào haplotype 1 (Hình 3). Kết quả này khá tương đồng với nghiên cứu của Fassina & cs. (2014) khi nghiên cứu trên các giống dafabet dang nhap từ Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản và các giống lai, nhưng không tìm thấy sự khác biệt đáng kể nào giữa các giống dafabet dang nhap. Kết quả này tương đồng với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Thanh Bình & Đặng Đình Đàn (2008), khi sử dụng chỉ thị phân tử RAPD để nghiên cứu sự trùng lặp giữa các giống dafabet dang nhap bản địa, và kết luận rằng giống Ré Vàng Thái Bình và Hoàng Liên Sơn có thể bắt nguồn từ một giống nhưng có hai tên gọi khác nhau.
Hình 3. Sự phân bố của các giống dafabet dang nhap trong các haplotype
Sử dụng phần mềm DNAsp để tính các chỉ số Hd, Pi, kết quả cho thấy, chỉ số đa dạng haplotype (Hd) gen COI ty thể của 14 giống dafabet dang nhap nghiên cứu đạt (Hd: 0,1429), kết quả này cho thấy các giống dafabet dang nhap ở Việt Nam ít đa dạng hơn so với các giống dafabet dang nhap ở Nhật Bản (Hd: 0,4140), Trung Quốc (Hd: 0,2914), Châu Âu (Hd: 0,2540) và chủng Moltinism (Hd:0,4238) và thấp hơn rất nhiều so vớiBombyx mandarina(Hd: 0,8730). Chỉ số đa dạng nucleotide (Pi) của 14 giống dafabet dang nhap trong nghiên cứu đạt 0,00022 thấp hơn hơn các giống dafabet dang nhap ở Nhật Bản (Pi: 0,00059), Trung Quốc (Pi: 0,00048), chủng Moltinism (Pi: 0,00079),Bombyx mandarina(Pi: 0,00224), châu Âu (Pi: 0,00036) (Yukuhiro & cs., 2011).
Cây phân loại di truyền giữa các giống dafabet dang nhap nghiên cứu và các giống dafabet dang nhap trên thế giới
Cây phân loại di truyền được xây dựng từ 14 giống dafabet dang nhap nghiên cứu, 19 chủng dafabet dang nhap phân bố trên 8 nhánh theo Yukuhiro & cs. (2011) và 6 chủng dafabet dang nhap hoang dã trên Genbank, kết quả cho thấy rằng 14 giống dafabet dang nhap nghiên cứu phân bố trong 2 nhánh (Hình 4.). Trong đó 13/14 giống tập trung ở nhánh 2, đây là nhánh phân bố phổ biến của các chủng dafabet dang nhap Trung Quốc (42/50 giống), chủng dafabet dang nhap châu Âu (24/28) và các chủng Moltinism (16/21). Còn giống dafabet dang nhap Vàng Bảo Lộc phân bố trong nhánh 1, đây là nhánh phân bố phổ biến của các chủng dafabet dang nhap Nhật Bản (35/48 chủng dafabet dang nhap Nhật Bản phân bố ở nhánh 1), và một số ít chủng dafabet dang nhap Trung Quốc, châu Âu và Moltinism cũng nằm trong nhánh này (Yukuhiro & cs., 2011). Nghiên cứu của Fassina & cs. (2014) cho thấy đa phần các chủng dafabet dang nhap nghiên cứu tập trung vào nhánh 1.
Hình 4. Cây phân loại di truyền của 14 giống dafabet dang nhap nghiên cứu và các giống dafabet dang nhap trên thế giới
(Các giống dafabet dang nhap nghiên cứu được đánh dấu tam giác, màu đen)
Kết luận
Tại nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đã phân tích 658 bp trình tự nucleotide gen COI của 14 giống dafabet dang nhap cho thấy, tỷ lệ nucleotide A+T đạt 70,14%, G+C đạt 29,86%. Có 17 đa hình nucleotide khi so sánh 14 giống dafabet dang nhap nghiên cứu với dafabet dang nhap hoang dại Trung Quốc có mã số Genbank AB737913.1. Chỉ xuất hiện một vị trí đa hình nucleotide đơn khi so sánh 14 giống dafabet dang nhap với nhau. 14 giống dafabet dang nhap nghiên cứu nằm trên 2 haplotype và phân bố trên 2 nhánh. Kết quả này cho thấy mức độ đa hình trình tự nucleotide gen COI thấp khi so giữa các giống dafabet dang nhap.
Kiến nghị
Trình tự 658 nucleotide gen COI chưa bộc lộ hết tính đa dạng của các giống dafabet dang nhap, vì vậy nghiên cứu tiếp theo có thể sử dụng các trình tự nucleotide khác như Cytb, Dloop, hoặc toàn bộ trình tự gen ty thể để có cái nhìn rõ nét hơn về các giống dafabet dang nhap nuôi tại Việt Nam.
Khoa Công nghệ sinh học