HOÀN THIỆN PHƯƠNG PHÁP VÀ NGHIÊN CỨU SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA CÂY ĐƯỚC ĐÔI (RHIZOPHORA APICULATA BLUME) Ở KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ BẰNG KỸ THUẬT RAPD

Chia sẻ: G G | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:75

Thêm vào BST

Báo xấu

118
lượt xem 24
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đƣớc đôi hay đước (Rhizophora apiculata Blume) là cây có giá trị về kinh tế và môi trường. Gỗ đước được sử dụng rộng rãi trong xây dựng nhà cửa, đóng vật dụng, làm tà vẹt, chống lò, làm giấy và làm dụng cụ đánh bắt thủy sản. Than đước cho nhiệt lƣợng cao và ít khói [13]. Vỏ có nhiều tanin đƣợc dùng trong công nghệ thuộc da, công nghệ dƣợc phẩm, kỹ nghệ in, nhuộm, làm keo dán. Rừng đước sản sinh nhiều bã mùn làm nền tảng cho chuỗi thức ăn đặc trƣng của vùng ven biển,...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: HOÀN THIỆN PHƯƠNG PHÁP VÀ NGHIÊN CỨU SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA CÂY ĐƯỚC ĐÔI (RHIZOPHORA APICULATA BLUME) Ở 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.HCM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ********** KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP HOÀN THIỆN PHƢƠNG PHÁP VÀ NGHIÊN CỨU SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA CÂY ĐƢỚC ĐÔI (RHIZOPHORA APICULATA BLUME) Ở 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: VÕ CÔNG DANH Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 9/2007
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ********** KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP HOÀN THIỆN PHƢƠNG PHÁP VÀ NGHIÊN CỨU SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA CÂY ĐƢỚC ĐÔI (RHIZOPHORA APICULATA BLUME) Ở 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 VÕ CÔNG DANH Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 9/2007
LỜI CẢM TẠ Không ngôn từ nào có thể nói hết tình yêu con dành cho Ba Mẹ, ngƣời sẵn sàng hy sinh tất cả vì con. Cảm ơn các anh em, những ngƣời luôn tạo động lực cho tôi tiến lên. Em xin chân thành cảm ơn: Các Thầy Cô trong trƣờng Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh đã tận tình truyền đạt kiến thức cho em trong suốt bốn năm học. Ban chủ nhiệm cùng các Thầy Cô trong Bộ môn Công nghệ Sinh học đã động viên, giúp đỡ em trong thời gian thực hiện khóa luận. Thầy Bùi Minh Trí đã tận tình chỉ dẫn em trong suốt quá trình thực hiện khóa luận. Chị Hƣng, chị Dung, chi Trân, anh Thế, anh Phƣơng, anh Khoa cùng các anh chị trong Viện Nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Công nghệ Môi trƣờng đã động viên, giúp đỡ em trong quá trình thực hiện khóa luận. Ban quản lý Rừng phòng hộ Cần Giờ đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thu thập mẫu. Anh Bình, anh Kiệt cùng các anh trong phòng Kỹ thuật thuộc Ban quản lý Rừng phòng hộ Cần Giờ đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình thu thập mẫu. Xin cảm ơn các bạn lớp Công nghệ Sinh học 29 đã cùng tôi chia sẻ biết bao niềm vui, nỗi buồn trong suốt bốn năm đại học. Chân thành cảm ơn! Võ Công Danh iii
TÓM TẮT VÕ CÔNG DANH, Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh. Tháng 9/2007. “HOÀN THIỆN PHƢƠNG PHÁP VÀ NGHIÊN CỨU SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA CÂY ĐƢỚC ĐÔI (RHIZOPHORA APICULATA BLUME) Ở KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ BẰNG KỸ THUẬT RAPD”. Cây đƣớc đôi (Rhizophora apiculata Blume) tại khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ rất có giá trị về kinh tế và môi trƣờng. Việc nghiên cứu đa dạng di truyền của cây đƣớc đôi là cấp thiết nhằm bảo vệ, quản lý và phát triển khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ theo hƣớng đa dạng sinh học. Những kết quả đạt đƣợc Thu thập đƣợc 40 mẫu lá đƣớc với những đặc điểm hình thái khác nhau Xác định điều kiện tối ƣu để bảo quản mẫu lá đƣớc Hoàn thiện quy trình ly trích DNA từ lá đƣớc Xây dựng quy trình RAPD phù hợp cho cây đƣớc Kết quả thực hiện phản ứng RAPD với primer OPAC10 trên 10 mẫu kết quả thu đƣợc 5 band đa hình chiếm tỷ lệ 83,3% và 1 band đồng hình chiếm tỷ lệ 16,7%. Phân tích kết quả RAPD với phần mềm NTSYSpc cho kết quả nhƣ sau: các mẫu đƣớc trồng cùng năm có hệ số đồng dạng di truyền cao từ 0,83 – 1,00. Các mẫu đƣớc trồng năm 1978 và năm 1980 có hệ số đồng dạng di truyền biến thiên trong khoảng 0,50 – 0,83. Các mẫu đƣớc nguồn gốc tại chỗ đƣợc trồng năm 1991 và trồng năm 1996 có hệ số đồng dạng di truyền là 0,50. Những cây đƣớc đôi nguồn giống tại chỗ và nguồn giống Cà Mau có hệ số đồng dạng di truyền khá thấp từ 0,33 đến 0,67. iv
SUMMARY VO CONG DANH, Nong Lam University Ho Chi Minh City, September 2007. “DEVELOP A METHOD TO ACEESS THE GENETIC DIVERSITY OF Rhizophora apiculata Blume IN CAN GIO MANGROVE BIOPHERE RESERVE BY RAPD-PCR” Mangrove population (Rhizophora apiculata Blume) in Can Gio swamp forest eco-conservation area has a high economic and environmental value. Researching the genetic diversity of this plant is necessary to preserve and develop this area in a sustainable way. Obtained results were: Collected 40 samples of Rhizophora apiculata Found out the best conditions to preserve Rhizophora apiculata Completed DNA extraction protocol from Rhizophora apiculata Established RAPD protocol for Rhizophora apiculata We analysed 10 samples using RAPD with primer OPAC 10 and got 5 polymorphic bands (100 – 600kb) and 1 monomorphic band (170 kb) which made up 83,3 percents and 16,7 percents of bands. Analyse RAPD data with NTSYSpc software showed following results: Rhizophora apiculata planted in 1978, 1980 had high similarity from 0,83 to 1,00. Compare R. apiculata planted in 1978 with the one planted in 1980 showed a similarity from 0,50 to 0,83. The similarity of local R. apiculata and the one planted in 1991 or in 1996 is 0,50. While the local R. apiculata and the one from Camau plants had long distance from 0,33 to 0,67. v
MỤC LỤC CHƢƠNG TRANG LỜI CẢM TẠ ..................................................................................................................iii TÓM TẮT ....................................................................................................................... iv SUMMARY ..................................................................................................................... v MỤC LỤC ....................................................................................................................... vi DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................ ix DANH SÁCH CÁC HÌNH ..........................................................................................................x DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ SƠ ĐỒ ................................................................................... xi Chƣơng 1 MỞ ĐẦU ...................................................................................................................1 1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................ 1 1.2. Mục đích, yêu cầu, giới hạn của đề tài ...................................................................... 2 1.2.1. Mục đích ........................................................................................................... 2 1.2.2. Yêu cầu ............................................................................................................. 2 1.2.3. Giới hạn đề tài .................................................................................................. 2 Chƣơng 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................... 3 2.1. Tổng quan về khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ ................................ 3 2.1.1. Giới thiệu khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ ............................. 3 2.1.2. Cấu trúc của khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ .......................... 5 2.1.3. Vai trò của khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ ............................ 6 2.2. Đặc điểm sinh vật học và hình thái học của cây đƣớc đôi ....................................... 8 2.2.1. Hình thái học .................................................................................................... 8 2.2.2. Phân bố ............................................................................................................. 9 2.2.3. Vai trò của rừng đƣớc ...................................................................................... 9 2.3. Quy trình ly trích DNA thực vật .............................................................................. 9 2.3.1. Đánh giá chất lƣợng DNA .............................................................................. 11 vi
2.4. PCR (Polymerase chain reaction) ........................................................................... 12 2.4.1. Khái niệm ....................................................................................................... 12 2.4.2. Nguyên tắc ..................................................................................................... 13 2.4.3. Ứng dụng ........................................................................................................ 13 2.4.4. Ƣu và nhƣợc điểm ......................................................................................... 13 2.5. Đa dạng di truyền .................................................................................................... 14 2.5.1. Khái niệm ...................................................................................................... 14 2.5.2. Ý nghĩa nghiên cứu đa dạng di truyền ........................................................... 14 2.6. Chỉ thị phân tử DNA (DNA marker) ..................................................................... 15 2.6.1. RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) ................................... 16 2.6.2. AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) .................................... 17 2.6.3. RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) .......................................... 18 2.6.4. Một số nghiên cứu về chỉ thị phân tử trên cây đƣớc ...................................... 21 Chƣơng 3 VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ........................................ 22 3.1. Thời gian và địa điểm thực hiện.............................................................................. 22 3.1.1. Thời gian thực hiện ......................................................................................... 22 3.1.2. Địa điểm thực hiện ......................................................................................... 22 3.2. Vật liệu thí nghiệm .................................................................................................. 22 3.1.2. Mẫu đƣớc đôi .................................................................................................. 22 3.2.2. Hoá chất thí nghiệm ........................................................................................ 23 3.2.3. Trang thiết bị thí nghiệm ................................................................................ 24 3.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ......................................................................................... 25 3.3.1. Bố trí thí nghiệm ............................................................................................. 25 3.3.2. Phƣơng pháp ly trích DNA ............................................................................. 25 3.3.3. Kiểm tra kết quả ly trích ................................................................................. 28 3.3.4. Kỹ thuật RAPD ............................................................................................... 30 vii
3.3.5. Phƣơng pháp đánh giá mối quan hệ di truyền bằng phần mềm NTSYS ....... 34 Chƣơng 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................................... 36 4.1. Kết quả thu thập mẫu đƣớc tại khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ .................................................................................................................................. 36 4.2. Bảo quản mẫu .....................................................................................................................36 4.3. Hoàn thiện quy trình ly trích DNA .....................................................................................37 4.4. Kết quả phản ứng RAPD – PCR .........................................................................................44 4.4.1. Thí nghiệm 1 ..............................................................................................................44 4.4.2. Thí nghiệm 2 ..............................................................................................................45 4.4.3. Thí nghiệm 3 .............................................................................................................45 4.4.4. Thí nghiệm 4 ..............................................................................................................46 4.4.5. Thí nghiệm 5 ..............................................................................................................47 Chƣơng 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................................51 5.1. Kết luận ...............................................................................................................................51 5.2. Đề nghị ................................................................................................................................51 TÀI LIÊU THAM KHẢO .........................................................................................................53 TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT............................................................................................................53 TÀI LIỆU TIẾNG NƢỚC NGOÀI ...........................................................................................54 PHỤ LỤC viii
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT A, T, G, C, U: Adenine, Thymine, Guanine, Cytosine, Uracine bp: Base pair CTAB: Cetyltrimethyl Ammonium Bromide dNTP: Deoxynucleotide triphosphate DNA: Deoxyribonucleic acid EB: Extraction Buffer EDTA: Ethylene diaminetetra acetic acid ng: Nanogram OD: Optical density PCR: Polymerase chain reaction RNA: Ribonucleic acid RNase: Ribonuclease RAPD: Random Amplified Polymorphism of DNA SDS: Sodium Dodecyl Sulfate SIDA: Swedish Inernaional Devolopment cooperration Agency TAE: Tris Glacial Acetic Acid EDTA TE: Tris EDTA Tm: Melting temperature UNESCO: United Nations Educational Scientific and Cultural Organization UBND: Ủy ban Nhân dân UV: Ultra Violet ix
DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1 Bản đồ khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ ................................... 4 Hình 2.2 Nguyên tắc của kỹ thuật RAPD ...................................................................... 19 Hình 3.1 Lá, hoa, trái của cây đƣớc đôi ......................................................................... 23 Hình 4.1 Vị trí lấy mẫu trên bản đồ Cần Giờ ................................................................. 36 Hình 4.2 DNA tổng số của 4 mẫu đƣớc thu thập ở khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ (Ly trích theo 3 quy trình ) ...................................................................... 40 Hình 4.3 DNA tổng số của 6 mẫu lá đƣớc (Lá già và lá non) thu thập ở khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ (Ly trích theo quy trình 3).................................... 40 Hình 4.4 DNA tổng số của 17 mẫu lá đƣớc thu thập ở khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ.......................................................................................................... 41 Hình 4.5 DNA tổng số pha loãng của 17 mẫu lá đƣớc thu thập ở khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ ...................................................................................... 41 Hình 4.6 Sản phẩm PCR với primer OPAC10 của 3 mẫu đƣớc thu thập ở khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ............................................................................... 44 Hình 4.7 Sản phẩm PCR khảo sát nồng độ Mg2+ ở thí nghiệm 2 ................................... 45 Hình 4.8 Sản phẩm PCR khảo sát nồng độ primer OPAC10 ở thí nghiệm 3................. 45 Hình 4.9 Sản phẩm PCR thử nghiệm 2 primer OPAC10 VÀ OPA10 ........................... 46 Hình 4.10 Sản phẩm PCR của 10 mẫu đƣớc ở thí nghiệm 5 ......................................... 47 Hình 4.11 Cây phân nhóm di truyền của 10 mẫu đƣớc thu thập ở khu dự trữ sinh quyển ngập mặn Cần Giờ ............................................................................................... 48 x
DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ SƠ ĐỒ Bảng 2.1 Phân tách các đoạn DNA trong gel theo kích thƣớc ...................................... 12 Bảng 2.2 Các loại chỉ thị phân tử sử dụng trong nghiên cứu đa dạng di truyền ............ 15 Bảng 3.1 Chu kỳ nhiệt cho phản ứng RAPD ................................................................. 30 Bảng 3.2 Thành phần hóa chất sử dụng trong phản ứng RAPD .................................... 31 Bảng 3.3 Thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ Mg2+ đến sản phẩm RAPD với primer OPAC10 ....................................................................................................... 32 Bảng 3.4 Thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ primer đến sản phẩm RAPD với primer OPAC10 ....................................................................................................... 33 Bảng 3.5 Thực hiện phản ứng RAPD với primer OPA10 và OPAC10. ........................ 33 Bảng 3.6 Thành phần hóa chất thích hợp sử dụng trong phản ứng RAPD .................... 33 Bảng 4.1 Bảng giá trị OD của 6 mẫu đƣớc (Lá non và lá già) thu thập ở khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ 10 mẫu dùng để thực hiện phản ứng PCR với chỉ thị phân tử RAPD ..................................................................................................... 42 Bảng 4.2 Bảng giá trị OD của 10 mẫu đƣớc dùng để thực hiện phản ứng PCR với chỉ thị phân tử RAPD .................................................................................................... 43 Sơ đồ 4.1 Sơ đồ ly trích DNA từ lá đƣớc đôi theo quy trình 3 ...................................... 39 xi
1 Chƣơng 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Đƣớc đôi hay đƣớc (Rhizophora apiculata Blume) là cây có giá trị về kinh tế và môi trƣờng. Gỗ đƣớc đƣợc sử dụng rộng rãi trong xây dựng nhà cửa, đóng vật dụng, làm tà vẹt, chống lò, làm giấy và làm dụng cụ đánh bắt thủy sản. Than đƣớc cho nhiệt lƣợng cao và ít khói [13]. Vỏ có nhiều tanin đƣợc dùng trong công nghệ thuộc da, công nghệ dƣợc phẩm, kỹ nghệ in, nhuộm, làm keo dán. Rừng đƣớc sản sinh nhiều bã mùn làm nền tảng cho chuỗi thức ăn đặc trƣng của vùng ven biển, cửa sông. Các khu rừng đƣớc có vai trò vô cùng quan trọng vào việc duy trì cân bằng sinh thái làm cho khí hậu dịu mát, giảm biên độ nhiệt, giảm quá trình xói lở và ngăn chặn có hiệu quả tác động công phá của sóng biển. Mặt khác các khu rừng đƣớc là nơi cƣ trú của nhiều loài động vật hoang dã quý hiếm. [5] Trong chiến tranh chống Mỹ, rừng ngập măn Cần Giờ đã bị hủy diệt hoàn toàn bởi hàng chục ngàn tấn bom đạn, hàng triệu lít hóa chất khai quang đã rải xuống gây thiệt hại vô cùng nghiêm trọng về tài nguyên và môi trƣờng sinh thái. Từ năm 1978, Thành phố tiến hành khôi phục lại hệ sinh thái rừng ngập mặn Cần Giờ với hầu hết giống đƣớc đƣợc thu mua ở Năm Căn (Cà Mau). Qua 22 năm khôi phục, tổ chức UNESCO sau khi kiểm tra công trình rừng ngập mặn Cần Giờ đã thống nhất công nhận là “Khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ” vào ngày 21/01/2000 [5]. Trƣớc áp lực là khu dữ trữ sinh quyển thế giới cùng với những vai trò vô cùng quan trọng về kinh tế và môi trƣờng thì việc nghiên cứu đa dạng di truyền của cây đƣớc đôi là vô cùng cấp thiết. Trên cơ sở đó, các cơ quan chức năng sẽ có chiến lƣợc bảo vệ, quản lý và phát triển khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ theo hƣớng đa dạng sinh học. Rừng đƣớc trồng thuần rất nhạy cảm và dễ bị tổn hại khi có những tác động bên ngoài. Mặt khác chúng ta cũng có thể tìm ra các chỉ thỉ phân tử nhằm rút ngắn thời gian cho quá trình chọn giống, tạo giống phục vụ cho công tác trồng rừng, đảm bảo cho sự phát triển bền vững.
2 Đƣợc sự phân công của Bộ môn Công nghệ Sinh học - Trƣờng Đại học Nông Lâm Tp. HCM, dƣới sự hƣớng dẫn của Thầy Bùi Minh Trí, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “HOÀN THIỆN PHƢƠNG PHÁP VÀ NGHIÊN CỨU SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA CÂY ĐƢỚC ĐÔI (RHIZOPHORA APICULATA BLUME) Ở KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ BẰNG KỸ THUẬT RAPD”. 1.2. Mục đích, yêu cầu, giới hạn của đề tài 1.2.1. Mục đích Hoàn thiện kỹ thuật RAPD trên cây đƣớc đôi. Xác định đa dạng di truyền của cây đƣớc đôi tại khu dữ trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ. 1.2.2. Yêu cầu Thành thạo thao tác ly trích DNA tổng số từ mẫu lá đƣớc Nắm vững kỹ thuật RAPD, hạn chế sai sót khi thực hiện Hiểu rõ phần mềm NTSYSpc 2.1 1.2.3. Giới hạn đề tài Đề tài chỉ tiến hành nghiên cứu đối với quần thể đƣớc tại một số tiểu khu trong khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ. Chỉ tiến hành kiểm tra 2 primer chọn lọc dùng trong RAPD Thời gian thực hiện từ ngày 08/05/2007 đến 30/08/2007.
3 Chƣơng 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Tổng quan về khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ 2.1.1. Giới thiệu khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ Khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ nằm ở địa bàn huyện Cần Giờ, đƣợc hình thành ở hạ lƣu sông Đồng Nai - Sài Gòn nằm ở cửa ngõ Đông Nam Thành phố Hồ Chí Minh có tọa độ địa lý nhƣ sau: Vĩ độ Bắc 10022’14’’ – 10037’9” Kinh độ Đông 106046’12’’ – 107000’59’’ Phía Bắc giáp tỉnh Đồng Nai, phía Nam giáp Biển Đông, phía Tây giáp tỉnh Tiền Giang và Long An, phía Đông giáp tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu. Khí hậu Cần Giờ có hai mùa rõ rệt: mùa mƣa từ tháng 5 - 10 và mùa nắng từ tháng 11 – 4. Nhiệt độ trung bình 25,80C. Lƣợng mƣa thấp, trung bình từ 1.300 – 1.400 mm/năm. [5] Trƣớc kia rừng ngập mặn Cần Giờ che phủ một vùng khoảng 40.000 ha; Tài nguyên động thực vật, thủy sản nƣớc lợ hết sức phong phú, đa dạng. Tán rừng dày kín, cây rừng cao trung bình trên 20 m, đƣờng kính 25 – 40 cm. Đƣớc (Rhziophora apiculata) là loài chiếm ƣu thế, cùng với các loài khác nhƣ bần trắng (Sonneratia alba), mấm trắng (Avicennia alba), đƣng (Rhizophora mucronata), vẹt (Sonneratia alba), xu (Xylocarpus spp.), cóc (Lumnizera spp.), chà là (Phoenix paludosa), giá (Excoecaria aagallocha). Trong thời gian chiến tranh chống Pháp và đặc biệt trong thời kỳ chống Mỹ , bom đạn cùng các loại chất độc hóa học đã hủy hoại gần nhƣ toàn khu rừng này. Đến 1978, Thành ủy và UBND Thành phố Hồ Chí Minh chỉ đạo ngành Lâm Nghiệp, UBND huyện Cần Giờ phục hồi lại hệ sinh thái rừng ngập mặn đa dạng độc đáo này. Hiện nay, rừng ngập mặn Cần Giờ có trên 30.000 ha, chiếm 17% diện tích tự nhiên của toàn Thành phố và 46% diện tích của toàn huyện Cần Giờ.[5]
4 Vùng lõi Ghi chú: Vùng đệm Vùng chuyển tiếp Hình 2.1 Bản đồ khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ Thảm thực vật Cần Giờ là môi trƣờng sống cho nhiều loài động vật; Theo thống kê năm 1999 nhƣ sau: Khu hệ động vật thủy sinh không xƣơng sống có trên 700 loài thuộc 44 họ, 19 bộ, 6 lớp, 5 ngành. Khu hệ cá có trên 137 loài thuộc 39 họ và 13 bộ.
5 Khu hệ động vật có xƣơng sống trên cạn có 9 loài lƣỡng thê, 31 loài bò sát, 4 loài hữu nhũ. Trong đó có 11 loài bò sát có tên trong sách đỏ Việt Nam nhƣ tắc kè (Gekko gekko), kỳ đà nƣớc (Varanus salvator), trăn đất (Python molurus), trăn gấm (Python reticulatus), rắn cạp nong (Bungarus fasciatus), rắn hổ mang (Naja naja), rắn hổ chúa (Ophiophagus), vích (Chelonia), cá sấu hoa cà (Crocodylus posus) [5] Khu hệ chim có khoảng 130 loài thuộc 47 họ, 17 bộ. Trong đó có 51 loài chim nƣớc và 79 loài không phải là chim nƣớc sống trong nhiều sinh cảnh khác nhau. 2.1.2. Cấu trúc của khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ Theo báo cáo về diễn biến môi trƣờng Việt Nam năm 2005 của tổ chức SIDA, phần đa dạng sinh học đã đánh giá: “Khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ, nằm ở huyện ven biển phía Nam Thành phố Hồ Chí Minh, đã trở thành một trong những điểm phục hồi rừng ngập mặn lớn nhất thế giới. Khu này có diện tích 75.740 ha, gồm chủ yếu là rừng ngập mặn, với trên 200 loài động vật và thực vật nƣớc mặn và nƣớc lợ”. Tổng diện tích 75.740 ha đƣợc phân chia thành 3 vùng: vùng lõi, vùng đệm và vùng chuyển tiếp. [5] 2.1.2.1. Vùng lõi Tổng diện tích: 4.721 ha gồm các tiểu khu 3, 4b, 6, 11, 12, 13 với sự đa dạng cao về thực vật, động vật và các dạng sinh cảnh của rừng ngập mặn. Các chức năng chính: Bảo tồn hệ sinh thái rừng ngập mặn cả rừng trồng và rừng tự nhiên. Bảo tồn cảnh quan rừng ngập mặn và các môi trƣòng sống của động vật hoang dã, đặc biệt là chim nƣớc. Bảo tồn thủy vực, các bãi bồi dọc bờ sông và ven biển để tái sinh tự nhiên cả các loài thực vật lẫn động vật. Nghiên cứu khoa học
6 Du lịch sinh thái (Phải có giới hạn). [5] 2.1.2.2. Vùng đệm Tổng diện tích: 37.339 ha bao gồm các tiểu khu 1, 2, 4a, 5, 7, 9, 10, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 và 24. Chức năng: phục hồi các hệ sinh thái dựa trên các quần xã chiếm ƣu thế, bao gồm: Góp phần bảo vệ chung vùng lõi của khu dự trữ sinh quyển. Tạo ra cảnh quan tự nhiên và văn hoá nhân văn phục vụ cho du lịch sinh thái. Các mô hình lâm ngƣ kết hợp thân thiện với môi trƣờng cũng đƣợc ứng dụng trong vùng này cho cƣ dân địa phƣơng. 2.1.2.3. Vùng chuyển tiếp Tổng diện tích: 29.310 ha bao gồm các khu vực còn lại của huyện Cần Giờ cả các khu lúa nƣớc và vƣờn cây ăn trái cùng thảm cỏ biển dọc theo ven biển Cần Thạnh, Long Hoà, Lý Nhơn. Chức năng: Đệm xã hội: các hoạt động sản xuất trong vùng chuyển tiếp cung cấp các loại sản phẩm và dịch vụ chủ yếu cho cƣ dân địa phƣơng. Việc sử dụng đất và tài nguyên thiên nhiên trong khu vực này không đƣợc mâu thuẫn với mục tiêu của khu dự trữ sinh quyển. Mối quan hệ giữa con ngƣời và thiên nhiên cần phải đƣợc hài hòa. Đệm mở rộng: việc quản lý và phát triển của vùng chuyển tiếp nhằm mục tiêu mở rộng không gian có sẵn nhƣ môi trƣờng sống cho các loài thú hoang dã từ vùng đệm. [5]
7 2.1.3. Vai trò của khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ Khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ vừa là “lá phổi” vừa là “quả thận” có chức năng làm sạch không khí và nƣớc thải từ các Thành phố công nghiệp từ thƣợng nguồng sông Đồng Nai – Sài Gòn trƣớc khi ra Biển Đông. Tán cây rừng dày kín là một nhà máy khổng lồ hấp thụ CO2 và cung cấp nguồn O2 quan trọng cho Thành phố, đƣợc gió mùa Đông Nam góp phần thổi từ biển vào Nội thành nơi đang bị ô nhiễm trầm trọng. Theo số liệu khoa học của đề tài nghiên cứu “Phát triển mảng xanh đô thị Thành phố Hồ Chí Minh Đến 2010”, tính trên diện tích 20.000 ha rừng trồng ở Cần Giờ trong suốt 25 năm qua, lƣợng CO2 do cây rừng hấp thu đƣợc là 10.164.440 tấn, lƣợng O2 sinh ra là 6.776.296 tấn.[5] Khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ là môi trƣờng lý tƣởng lọc nƣớc thải từ Thành phố Hồ Chí Minh, các khu công nghiệp Bình Dƣơng, Biên Hòa đƣa xuống trƣớc khi ra biển. Số lƣợng nƣớc thải hàng năm đƣa xuống rừng Cần Giờ là 587.000 m3. [5] Các loài vi sinh vật trong đất, trong nƣớc sinh sôi phát triển nhƣ vi khuẩn, nấm sợi, nấm men. Chúng có khả năng phân huỷ các chất hữu cơ rơi rụng, các xác bã động thực vật, khoáng hóa thành các chất dinh dƣỡng, thức ăn cung cấp cho các loài động thực vật rừng ngập mặn. Đặc biệt một số loài nấm sợi, nấm men có khả năng phân giải dầu DO rất mạnh, làm cho nguồn nƣớc bị ô nhiễm trở nên trong sạch. [5] Khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ là môi trƣờng cung cấp thức ăn và bảo vệ các loài thuỷ sản sinh sôi, phát triển. Cây rừng có tác dụng điều hoà nhiệt độ nƣớc và không khí. Nguồn lợi thủy sản xuất khẩu của Cần Giờ mang lại là rất lớn. Hàng năm đạt từ 400 - 500 tỷ đồng, góp phần quan trọng nâng cao đời sống nhân dân vùng rừng Cần Giờ. [5] Sau khi rừng Cần Giờ đƣợc công nhận là khu dự trữ sinh quyển của thế giới, lƣợng du khách đến tham quan, nghỉ ngơi, học tập và nghiên cứu khoa học ngày càng tăng và số tiền thu đƣợc mỗi năm hàng chục tỷ đồng. Các hoạt động du lịch
8 sinh thái đã và đang tăng lên, tạo ra thêm nhiều công ăn việc làm nâng cao đời sống ngƣời dân. [5] 2.2 Đặc điểm sinh vật học và hình thái học của cây đƣớc đôi Giới: Plantae Nhóm: Tracheophyta Lớp: Magnoliopsida Bộ: Rhizophorales Họ: Rhizophoraceae Giống: Rhizophora Loài: Rhizophora apiculata 2.2.1. Hình thái học Thân: cây cao 20 – 30 m, đƣờng kính có thể đạt tới 50 cm vỏ đen hay nâu sậm với các đƣờng nứt ngang vòng qua thân, gỗ màu đỏ có đƣờng tỷ, rễ phụ hình chân nôm có thể cao tới 1,5 m. Lá: lá hình bầu dục và dài 15cm, rộng 6 cm, đầu nhọn, gân chính. Cuống lá màu đỏ dài từ 1,5 – 3 cm, lá phụ màu hồng hay hơi đỏ dài từ 4 – 8 cm có tác dụng bảo vệ lá non. Hoa: hoa tự tán mọc ở nách lá, hoa không cuống kích thƣớc từ 3 – 4 mm xuất phát từ các búp hình noãn dài 15 – 20 mm, lá nhỏ cong lên đầy thịt có kẻ hở hình răng bao vòng phần dƣới của hoa. Đài hoa có cánh cong vào trong, nhọn, dài 10 – 14 mm, rộng từ 6 – 8 mm. Cánh đài hơi nhọn, mỏng không có lông, xoay quanh một nhuỵ đối diện dài 8 – 11 mm. Nhụy có 4 ở ngoài cánh hoa và 4 ngoài đài hoa không cuống nhọn, dài từ 6 – 7,5 mm, bầu noãn bán hạ phần trên cao hơn mặt đĩa từ 1,5 – 2,5 m, vòi nhuỵ dài từ 0,5 – 1 mm đầu bị chẻ đôi. Đƣớc trổ bông sau 5 – 6 năm vào tháng 4 – 5 đầu mùa mƣa. [9] Trái: màu xanh, khi già có màu nâu hoặc hồng dài từ 20 – 25 cm, phần dƣới phình ra, phần trên đƣợc bao bởi một ống trùm lên lá non phủ xuống 2 – 3 cm. Đầu
9 chóp có một mũi tà màu hơi hồng khi trái chín., mùa rụng trái thƣờng xảy ra từ tháng 7 – 9 hàng năm. Thời gian bắt đầu ra hoa đến lúc trái thuần thục thƣờng kéo dài 36 tháng, có khoảng 40 – 50 trái/kg. Trái nảy mầm trong một tuần lễ sau khi trồng. 2.2.2. Phân bố Đƣớc (Rhizophra apiculata) là loài cây mọc chủ yếu ở rừng ngập mặn, vùng cửa sông ven biển khu vực nhiệt đới. Rừng ngập mặn phồn thịnh nhất là ở Đông Nam Á nhƣ Malaysia, Indonesia, Thailand, Nam Việt Nam, Campuchia, Philippin. Đƣớc thích mọc trên đất phù sa cận sinh đã đƣợc bần (Sonneratia alba), mấm (Avicennia alba) cố định. 2.2.3. Vai trò của rừng đƣớc Đƣớc là loài cây có sinh khối lớn, gỗ đƣớc đƣợc sử dụng rộng rãi để xây dựng nhà cửa, đóng vật dụng, làm tà vẹt, chống lò, làm giấy và làm dụng cụ đánh bắt thủy sản. Than đƣớc cho nhiệt lƣợng cao và ít khói. Vỏ có nhiều tanin đƣợc dùng trong công nghệ thuộc da, công nghệ dƣợc phẩm, kỹ nghệ in, nhuộm, làm keo dán. Đƣớc sau khi trồng 15 năm có thể thu đƣợc 15 tấn gỗ/ha [13]. Rừng đƣớc sản sinh nhiều bã mùn làm nền tảng cho chuỗi thức ăn đặc trƣng của vùng ven biển, cửa sông. Các khu rừng đƣớc có vai trò vô cùng quan trọng vào việc duy trì cân bằng sinh thái làm cho khí hậu dịu mát, giảm biên độ nhiệt, giảm quá trình xói lở, sa mạc hóa, ngăn chặn có hiệu quả tác động công phá của sóng biển. Hơn thế nữa các khu rừng đƣớc là nơi cƣ trú của nhiều loài động vật hoang dã quý hiếm. 2.3. Quy trình ly trích DNA thực vật Có nhiều quy trình ly trích DNA tổng số nhƣ quy trình của Scott O.Rogers và Arnold J.Bendich (1994), quy trình của Doyle và Doyle (1987, 1990), quy trình của Ziegenhagen và Fladung (1997). Mỗi phƣơng pháp đều có ƣu và khuyết điểm riêng. Chúng ta có thể dựa vào đối tƣợng đƣợc cũng nhƣ yêu cầu về chất lƣợng, số lƣợng DNA cần thu để chọn phƣơng pháp cho thích hợp. Ngoài ra, giá thành cũng