Luận án Tiến sĩ Công nghệ sinh học: Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học còng Sesarmidae trong rừng ngập mặn Cần Giờ, TP. HCM

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:157

Thêm vào BST

Báo xấu

7
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn "Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học còng Sesarmidae trong rừng ngập mặn Cần Giờ, TP. HCM" được hoàn thành với mục tiêu nhằm xác định thành phần loài còng thuộc họ Sesarmidae ở rừng ngập mặn Cần Giờ qua đặc điểm hình thái và giải trình tự vùng gen 16S rRNA của DNA ty thể, gen cytochrome oxidase subunit I (COI) và 28S rRNA đối với các mẫu chưa xác định được rõ ràng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Công nghệ sinh học: Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học còng Sesarmidae trong rừng ngập mặn Cần Giờ, TP. HCM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM NGUYỄN TUẤN ANH NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CÒNG SESARMIDAE TRONG RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Chuyên ngành : Công nghệ sinh học Mã số : 9.42.02.01 LUẬN ÁN TIẾN SỸ NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HOC TP. Hồ Chí Minh – Năm 2024
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM NGUYỄN TUẤN ANH NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CÒNG SESARMIDAE TRONG RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Chuyên ngành : Công nghệ sinh học Mã số : 9.42.02.01 LUẬN ÁN TIẾN SỸ NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HOC Người hướng dẫn khoa học 1: PGS. TS. Nguyễn Phú Hòa Người hướng dẫn khoa học 2: PGS. TS. Vũ Cẩm Lương TP. Hồ Chí Minh – Năm 2024
LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. TÁC GIẢ LUẬN ÁN Nguyễn Tuấn Anh i
CẢM TẠ Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến PGS. TS. Nguyễn Phú Hòa, PGS. TS. Vũ Cẩm Lương và PGS.TS. Nguyễn Vũ Phong các thầy, cô đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, thực hiện và hoàn thành luận án. Tôi chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa Khoa học Sinh học và Phòng Sau Đại học - Trường Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho tôi tham gia khóa đào tạo. Chân thành cảm ơn Đảng ủy, Ban Giám đốc Chi nhánh Phía Nam đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực học tập và thực hiện luận án. Chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo và tập thể Ban Quản lý rừng phòng hộ Cần Giờ đã tạo điều kiện hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong suốt quá trinh thực hiện luận án. Chân thành cảm ơn tập thể Khoa Khoa học Sinh học, Các bạn học viên cao học và sinh viên phòng thí nghiệm Sinh học phân tử, khoa Khoa học sinh học đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện luận án. Xin chân thành cảm ơn. TÁC GIẢ LUẬN ÁN ii
TÓM TẮT Đề tài “Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học còng Sesarmidae trong rừng ngập mặn Cần Giờ, TP. HCM” được thực hiện từ năm 2018 đến năm 2023 nhằm nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, phân bố và tập tính tiêu thụ lá rụng của còng thuộc họ Sesarmidae trong các sinh cảnh đặc trưng của rừng ngập mặn (RNM) Cần Giờ, TP. HCM để quản lý, phát triển bền vững sinh cảnh RNM Cần Giờ. Mẫu còng được thu ở RNM Cần Giờ với số tiểu khu khảo sát là 13/24 tiểu khu. Các loài còng thuộc họ Sesarmidae được định danh dựa vào hình thái bên ngoài và kỹ thuật sinh học phân tử. Nghiên cứu xác định sự phân bố và mật độ còng trong các sinh cảnh; xác định sự tiêu thụ lá rụng của còng Parasesarma plicatum (Latreille, 1803) trên các điều kiện khác nhau của lá Rhizophora apiculata (lá màu vàng, lá màu nâu đỏ và lá màu nâu đen) trong 72 giờ thí nghiệm, bao gồm 02 thí nghiệm: thí nghiệm 1 nhằm đánh giá, so sánh tốc độ tiêu thụ lá theo kích thước của còng khi không có sự lựa chọn màu lá; Thí nghiệm 2 đánh giá tốc độ tiêu thụ lá của còng khi có sự lựa chọn với 3 màu lá. Căn cứ kết quả nghiên cứu thu được, tiến hành xây dựng bộ tiêu chí về sinh cảnh đặc trưng của còng ở RNM Cần Giờ. Kết quả khảo sát tổng số mẫu còng thu thập được ở RNM Cần Giờ gồm 2.222 mẫu trong đó 2.157 mẫu thuộc họ Sesarmidae. Kết quả định danh dựa trên các đặc điểm hình thái ngoài và giải trình tự DNA với những loài chưa mô tả được rõ ràng qua đặc điểm hình thái, đã xác định được 12 loài. Trong đó, loài Parasesarma sp. gồm 05 mẫu ký hiệu: M1.1, M1.2, M2.1, M2.2 và M3.2 chưa xác định được loài chính xác theo hình thái ngoài. Các mẫu này được giải trình tự DNA 16S rRNA trong ty thể với Primer 1471 và 1472 và COI. Kết quả xác định 03 mẫu M1.1, M1.2 và M2.2 là loài Parasesarma lanchesteri (Tweedie, 1936) và 02 mẫu M2.1 và M3.2 là loài Perisesarma eumolpe (De Haan, 1895) thông qua giải trình tự DNA. Căn cứ theo mức ngập của thủy triều và thảm thực vật bao phủ phù hợp cho còng sinh sống, đã phân chia RNM Cần Giờ thành ba sinh cảnh (SC1, SC2 và SC3). Tần số bắt gặp các loài còng trong họ Sesarmidae tại RNM Cần Giờ đạt 93,3% tổng iii
số ô quan sát (70/75 ô quan sát). Tại những vị trí có tán cây rừng che phủ thì tần số bắt gặp các loài còng trong họ Sesarmidae là 100% tổng số ô quan sát, không có tán cây che phủ thì không bắt gặp các loài trong họ này. Các loài còng trong họ Sesarmidae phân bố mật độ tương đối cao ở SC2 và SC3 lần lượt là 7,6 và 7,3 cá thể/m2. Ở SC1 có cây rừng là 2,3 cá thể/m2 thấp hơn đáng kể so với hai sinh cảnh còn lại. Trong đó, 03 loài Perisesarma eumolpe (De Man, 1895), Perisesarma semperi (Bürger, 1893) và Parasesarma bidens (De Haan, 1835) có sự phân bố rộng ở cả 03 sinh cảnh; một số loài phân bố khá tập trung như Episesarma mederi (H. Milne Edwards, 1853), Parasesarma plicatum (Latreille, 1803). Ở SC1, SC2 loài còng ưu thế là Perisesarma eumolpe (De Man, 1895) và Parasesarma bidens (De Haan, 1835); SC3 loài còng ưu thế là Parasesarma plicatum (Latreille, 1803) và Perisesarma semperi (Bürger, 1893). Chỉ số đa dạng (H’) ở cả 3 SC đều có mức độ đa dạng sinh học thấp, lần lượt là 1,39; 1,48 và 1,49. Chỉ số đồng đều (J’) ở SC1 cao nhất 0,86 và thấp nhất là SC2 0,62. Tính đa dạng (Dv) ở 3 SC đều ở mức trung bình (0,6< Dv
ABSTRACT The “Research on some biological characteristics of Sesarmidae crabs in Can Gio mangrove forest, Ho Chi Minh City” was conducted from 2018 to 2023 to inves- tigate some biological characteristics, distribution, and leaf consumption habits of Sesarmidae crabs in the typical habitats of Can Gio mangrove forest (MF), Ho Chi Minh City. This research aims to contribute to the management and sustainable de- velopment of Can Gio MF ecosystem. Crab samples were collected from Can Gio MF in 13 out of 24 surveyed sub-compartments. Sesarmidae crabs were identified based on their external morphology and molecular biological techniques. The re- search determined the distribution and density of crabs in different habitats; identified the leaf consumption of Parasesarma plicatum (Latreille, 1803) on different condi- tions of Rhizophora apiculata leaves (yellow, reddish brown, and dark brown leaves) in a 72-hour experiment, including 2 experiments: Experiment 1 evaluated and com- pared the leaf consumption rate according to the crab size in the absence of leaf color choice; Experiment 2 evaluated the leaf consumption rate on the availability of 3 leaf color choices. A total of 2.222 crab samples were collected from Can Gio MF, out of which 2.157 belonged to the Sesarmidae family. Based on morphological features and DNA sequencing for species not clearly identifiable by morphology, 12 species were iden- tified. Among these, five samples (M1.1, M1.2, M2.1, M2.2, and M3.2) of the Para- sesarma sp. species could not be precisely identified as a specific species based on morphology. These samples were subjected to 16S rRNA mitochondrial DNA se- quencing using Primers 1471 and 1472 and COI. The results identified samples M1.1, M1.2, and M2.2 as Parasesarma lanchesteri (Tweedie, 1936) and samples M2.1 and M3.2 as Perisesarma eumolpe (De Haan, 1895) based on DNA sequencing. Based on the inundation level of the tides and suitability of the vegetation cover for crab habitation, Can Gio MF was divided into three habitats (SC1, SC2, and SC3). The frequency of occurrence of crab species in the Sesarmidae family in Can v
Gio MF observation quadrats reached 93.3% of the total observation quadrats (70/75 quadrats). At locations with forest canopy cover, the frequency of occurrence of Sesarmidae crabs was 100% of the total observation quadrats, and without canopy cover, no crabs in this family were encountered. Sesarmidae crabs were distributed at a relatively high density in SC2 and SC3, with 7.6 and 7.3 individuals/m2, respectively. In SC1 with forest cover, there were 2.3 individuals/m2, which was significantly lower than in the other two habitats. Among these, three species, Perisesarma eumolpe (De Man, 1895), Perisesarma semperi (Bürger, 1893), and Parasesarma bidens (De Haan, 1835), were widely distributed in all three habitats; some species were distributed quite condensely, such as Episesarma mederi (H. Milne Edwards, 1853) and Parasesarma plicatum (Latreille, 1803). In SC1 and SC2, the dominant crab species were Perisesarma eumolpe (De Man, 1895) and Parasesarma bidens (De Haan, 1835); in SC3, the dominant crab species were Parasesarma plicatum (Latreille, 1803) and Perisesarma semperi (Bürger, 1893). The diversity index (H') in all three SCs showed low biodiversity levels, with values of 1.39, 1.48, and 1.49, respectively. The evenness index (J') was highest in SC1 (0.86) and lowest in SC2 (0.62). The species diversity (Dv) was moderate (0.6 < Dv < 1.5) in all three SCs. The similarity index (S) indicated that SC1 and SC2 shared a similar species composition, while SC2 and SC3 had a very similar species composition with a value of 0.74. The leaf litter consumption experiment results showed that the crab Parasesarma plicatum (Latreille, 1803) consumed the highest amount of dark brown leaves, followed by reddish brown leaves. There was a statistically significant difference in leaf consumption compared to the other treatments in both experiments. This suggests that the crab Parasesarma plicatum (Latreille, 1803) strongly prefers dark brown leaves and only consumes yellow leaves when dark brown and reddish brown leaves are not available, as in Experiment 1. vi
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i CẢM TẠ ii TÓM TẮT iii ABSTRACT v MỤC LỤC vii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT xi DANH SÁCH CÁC HÌNH xii DANH SÁCH CÁC BẢNG xiv MỞ ĐẦU 1 Chương 1 TỔNG QUAN 5 1.1. Tổng quan về đặc điểm sinh học của còng họ Sesarmidae 5 1.1.1. Phân loại 5 1.1.2. Một số đặc điểm sinh học của còng 5 1.1.2.1. Tên gọi 5 1.1.2.2. Hình thái và tiến hóa 6 1.1.2.3. Phân biệt giới tính 6 1.1.2.4. Tập tính di chuyển và thức ăn 6 1.1.2.5. Đặc điểm sinh sản và vòng đời 7 1.2. Mối liên hệ của các loài còng với hệ sinh thái rừng ngập mặn 8 1.2.1. Hệ sinh thái cửa sông và rừng ngập mặn 8 1.2.2. Tầm quan trọng của hệ sinh thái rừng ngập mặn 9 1.2.3. Những nỗ lực bảo tồn hệ sinh thái rừng ngập mặn 10 1.2.4. Giới thiệu về rừng ngập mặn Cần Giờ, TP. HCM 10 1.2.5. Đa dạng thành phần loài còng rừng ngập mặn 11 1.2.6. Sự phân bố của các loài còng trong rừng ngập mặn 13 1.2.7. Vai trò của còng đối với rừng ngập mặn 14 1.2.7.1. Kĩ sư hệ sinh thái 14 vii
1.2.7.2. Năng suất vật rụng, phân hủy lá rụng trong rừng ngập mặn 14 1.2.7.3. Thu gom và loại bỏ vật chất rơi rụng 15 1.2.7.4. Hỗ trợ các hệ sinh thái lân cận 17 1.3. Các phương pháp nghiên cứu sinh học phân tử trong phân loại còng 18 1.3.1. Ứng dụng marker phân tử DNA Barcode trong định danh 18 1.3.2. Phương pháp giải trình tự 20 Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1. Phạm vi nghiên cứu 23 2.2. Nội dung nghiên cứu 23 2.3. Phương pháp nghiên cứu 25 2.3.1. Khu vực thu mẫu 25 2.3.2. Nội dung 1: Xác định thành phần loài còng thuộc họ Sesarmidae ở rừng ngập mặn Cần Giờ 26 2.3.2.1. Xác định đa dạng thành phần loài còng rừng ngập mặn Cần Giờ qua các đặc điểm hình thái bên ngoài 26 2.3.2.2. Định danh còng dựa vào giải trình tự 16S rRNA và COI DNA ty thể, 28S-rRNA nhân đối với các loài còng chưa phân biệt được rõ ràng bằng các đặc điểm hình thái 29 2.3.3. Nội dung 2: Xác định sự phân bố và mật độ còng trong các sinh cảnh của rừng ngập mặn Cần Giờ 32 2.3.4. Nội dung 3: Khảo sát tốc độ tiêu thụ lá rụng của còng Parasesarma plicatum (Latreille, 1803) trong các sinh cảnh của rừng ngập mặn Cần Giờ 35 2.3.4.1. Xác định độ ẩm có trong lá 35 2.3.4.2. Thí nghiệm 1: Sự tiêu thụ riêng từng loại lá rụng của còng Parasesarma plicatum 36 2.3.4.3. Thí nghiệm 2: Sự tiêu thụ lá rụng của còng Parasesarma plicatum đối với tổng hợp 03 loại lá 38 2.3.5. Nội dung 4: Xây dựng bộ tiêu chí về sinh cảnh còng trong rừng ngập mặn Cần Giờ. 38 viii
2.4. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu 39 Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 3.1. Nội dung 1: Xác định thành phần loài còng thuộc họ Sesarmidae ở rừng ngập mặn Cần Giờ 40 3.1.1. Kết quả định danh một số loài còng họ Sesarmidae rừng ngập mặn Cần Giờ dựa vào hình thái bên ngoài 40 3.1.2. Định danh loài dựa vào trình tự 16S rRNA, COI và 28S rRNA đối với các mẫu còng chưa phân biệt được rõ ràng bằng các đặc điểm hình thái 52 3.1.2.1. Kết quả giải trình tự và so dòng vùng 16S-rRNA của các mẫu còng 52 3.1.2.2. Kết quả giải trình tự và so dòng vùng COI của các mẫu còng 54 3.1.2.3. Kết quả giải trình tự và so dòng vùng 28S-rRNA của các mẫu 56 3.1.3. Xác định đa dạng thành phần loài còng ở rừng ngập mặn Cần Giờ 60 3.2. Nội dung 2: Xác định sự phân bố và mật độ còng trong các sinh cảnh của rừng ngập mặn Cần Giờ 64 3.2.1. Sinh cảnh đặc trưng ở rừng ngập mặn Cần Giờ 64 3.2.1.1. Một số yếu tố môi trường cơ bản theo sinh cảnh 64 3.2.1.2. Thành phần thực vật theo sinh cảnh 65 3.2.2. Sự phân bố và mật độ còng trong các sinh cảnh của rừng ngập mặn Cần Giờ 65 3.2.2.1. Tần số xuất hiện và mật độ các loài còng họ Sesarmidae trong ô thí nghiệm 65 3.2.2.2. Thành phần loài còng họ Sesarmidae trong các sinh cảnh 70 3.3. Nội dung 3: Khảo sát tốc độ tiêu thụ lá rụng của còng trong rừng ngập mặn Cần Giờ 76 3.3.1. Xác định độ ẩm trong lá 76 3.3.2. Tốc độ tiêu thụ lá rụng của còng Parasesarma plicatum 77 3.3.2.1. Tốc độ tiêu thụ từng loại lá riêng lẻ của còng Parasesarma plicatum 77 3.3.2.2. Tốc độ tiêu thụ lá rụng của còng Parasesarma plicatum đối với hỗn hợp 03 loại lá 80 ix
3.4. Nội dung 4: Xây dựng bộ tiêu chí về sinh cảnh còng trong rừng ngập mặn Cần Giờ 84 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 94 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 PHỤ LỤC 105 x
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Barcoding Mã vạch DNA Deoxyribo Nucleic Axit (Phân tử acid nucleic) ĐH Địa hình M Mẫu mtDNA Mitochondrial DNA (DNA nằm trong ty thể) NT Nghiệm thức. HST Hệ sinh thái. SC Sinh cảnh SL Số lượng TP. HCM Thành phố Hồ Chí Minh. PAUP Phylogenetic Analysis Using PAUP (chương trình phát sinh loài trên máy tính) PCR Polymerase Chain Reaction (Phản ứng khuyếch đại gene) RNA Ribonucleic acid (Phân tử acid nucleic) RNM Rừng ngập mặn. UNESCO United Nations Educational Scientific and Cultural Organiza- tion (Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên Hợp Quốc) xi
DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1. Nắp bụng của con còng đực (A) và cái (B). 6 Hình 1.2. Vòng đời của còng (Josileen, 2015) 8 Hình 2.1. Bản đồ sinh cảnh theo độ cao địa hình. 26 Hình 2.2. Vị trí các tiểu khu thu mẫu. 26 Hình 2.3. Hình thái ngoài nhìn từ trên của còng 27 Hình 2.4. Hình thái ngoài nhìn từ dưới của còng 28 Hình 2.5. Ô thu mẫu. 33 Hình 2.6. Ba loại lá dùng trong thí nghiệm. 37 Hình 3.1. Hình thái ngoài của còng Parasesarma plicatum (Latreille, 1803). 40 Hình 3.2. Hình thái ngoài của còng Perisesarma semperi (Bürger, 1893). 41 Hình 3.3. Hình thái ngoài của còng Perisesarma eumolpe (De Haan, 1895). 41 Hình 3.4. Hình thái ngoài của còng Perisesarma bidens (De Haan, 1835). 42 Hình 3.5. Hình thái ngoài của còng Episesarma singaporense (Tweedie, 1936). 42 Hình 3.6. Hình thái ngoài của còng Episesarma versicolor (Tweedie, 1940). 43 Hình 3.7. Hình thái ngoài còng Neosarmatium bidentatum (Rahayu and Davie, 2006). 43 Hình 3.8. Hình thái ngoài của còng Neosesarma gemmiferum (Tweedie, 1936). 44 Hình 3.9. Hình thái ngoài của còng Clistocoeloma merguiense (De Man, 1888). 44 Hình 3.10. Hình thái ngoài của còng Sarmatium germaini (Milne-Edwards, 1869). 45 Hình 3.11. Hình thái ngoài của còng Episesarma mederi (Milne Edwards, 1853). 45 Hình 3.12. Hình thái ngoài của các mẫu còng Parasesarma sp. 46 Hình 3.13. Kết quả điện di sản phẩm PCR vùng gen 16S-rRNA các mẫu còng. 52 xii
Hình 3.14. Cây phát sinh loài từ vùng 16S-rRNA xây dựng theo phương pháp Maximum Likelihood (ML), bootstrap 1.000 lần với giá trị > 60% được thể hiện ở các nodes. 53 Hình 3.15. Kết quả điện di sản phẩm PCR vùng gen COI các mẫu còng. 55 Hình 3.16. Cây phát sinh loài dựa vào vùng COI xây dựng theo phương pháp Maximum Likelihood (ML) của các loài Parasesarma, Perisesarma, bootstrap 1.000 lần với giá trị > 60% được thể hiện ở các nodes. 56 Hình 3.17. Kết quả điện di sản phẩm PCR vùng gen 28S-rRNA các mẫu còng. 57 Hình 3.18. Cây phát sinh loài dựa vào vùng 28S-rRNA xây dựng theo phương pháp Maximum Likelihood (ML) của các loài Parasesarma, Perisesarma, bootstrap 1.000 lần với giá trị > 60% được thể hiện ở các nodes. 58 Hình 3.19. Sự tiêu thụ lá rụng (theo trọng lượng khô DW) của 01 g còng Parasesarma plicatum ở các mốc thời gian thí nghiệm. 79 Hình 3.20. Sự tiêu thụ lá rụng của còng Parasesarma plicatum theo trọng lượng khô của lá trong từng khoảng thời gian thí nghiệm. 82 xiii
DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 1.1. Sự đa dạng các loài còng Grapsidae và Sesarmidae trong rừng ngập mặn. 12 Bảng 2.1. Các tiểu khu khảo sát thu mẫu 25 Bảng 2.2. Thông tin mẫu xác định trình tự các gen 16S rRNA, COI mtDNA và 28S-rRNA 29 Bảng 2.3. Thông tin primers (Crandall và Fitzpatrick, 1996). 30 Bảng 2.4. Thành phần phản ứng PCR. 30 Bảng 2.5. Phân vùng khảo sát thu mẫu. 33 Bảng 2.6. Mức độ đa dạng sinh học của H’. 34 Bảng 2.7. Mức đánh giá tính đa dạng của Dv. 35 Bảng 2.8. Mức độ tương đồng của S. 35 Bảng 2.9. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1. 37 Bảng 2.10. Bộ tiêu chí về sinh cảnh đặc trưng của còng rừng ngập mặn Cần Giờ. 39 Bảng 3.1. Một số đặc điểm hình thái ngoài quan trọng của các loài thuộc họ Sesarmidae thu thập được ở rừng ngập mặn Cần Giờ. 49 Bảng 3.2. Kết quả so dòng trình tự 16S-rRNA của 5 mẫu còng với các trình tự sẵn có từ NCBI. 53 Bảng 3.3. Kết quả so dòng trình tự COI của 5 mẫu còng với các trình tự sẵn có từ NCBI. 55 Bảng 3.4. Kết quả so dòng trình tự 28S-rRNA của 5 mẫu còng với các trình tự sẵn có từ NCBI. 57 Bảng 3.5. Thành phần loài còng rừng ngập mặn Cần Giờ theo địa hình. 60 Bảng 3.6. Thành phần loài còng rừng ngập mặn Cần Giờ theo tiểu khu. 62 Bảng 3.7. Các thông số môi trường tại khu vực khảo sát. 64 xiv
Bảng 3.8. Số lượng miệng hang và số lượng còng theo các sinh cảnh và tiểu khu khảo sát. 66 Bảng 3.9. Số lượng miệng hang và số lượng còng ở các sinh cảnh. 67 Bảng 3.10. Thành phần loài và số lượng còng họ Sesarmidae khảo sát được ở SC1. 70 Bảng 3.11. Thành phần loài và số lượng còng họ Sesarmidae khảo sát được ở SC2. 71 Bảng 3.12. Thành phần loài và số lượng còng họ Sesarmidae khảo sát được ở SC3. 72 Bảng 3.13. Các chỉ số đa dạng sinh học của còng họ Sesarmidae ở các sinh cảnh. 73 Bảng 3.14. Kết quả xác định độ ẩm trong lá đước đôi (Rhizophora apiculata). 77 Bảng 3.15. Tốc độ tiêu thụ từng loại lá riêng lẻ của Parasesarma plicatum. 78 Bảng 3.16. Sự tiêu thụ lá rụng của 01 còng Parasesarma plicatum đối với 03 loại lá (tính theo trọng lượng khô của lá). 80 Bảng 3.17. Trọng lượng hao hụt của lá vàng tính theo trọng lượng khô của lá 72 giờ thí nghiệm. 81 Bảng 3.18. Thành phần loài, tần số bắt gặp, mật độ còng họ Sesarmidae theo loại rừng ngập mặn Cần Giờ. 85 Bảng 3.19. Trọng số mức độ quan trọng của tiêu chí ảnh hưởng lên mật độ các loài còng. 86 Bảng 3.20. Trọng số mức độ quan trọng của tiêu chí ảnh hưởng lên tỷ lệ bắt gặp các loài còng họ Sesarmidae. 88 Bảng 3.21. Bộ tiêu chí về sinh cảnh đặc trưng của còng rừng ngập mặn Cần Giờ. 93 xv
MỞ ĐẦU Mở đầu Rừng ngập mặn (RNM) là vùng đất ngập nước trong vùng triều giới hạn trong các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới. Các hệ sinh thái (HST) rừng ngập mặn chiếm ít hơn một phần trăm (1%) của bề mặt trái đất, nhưng về mặt sinh thái, lý học và kinh tế rất quan trọng. RNM là một trong những HST tự nhiên có năng suất sinh học cao nhất (Sandilyan và Kathiresan, 2012). Rừng ngập mặn ở Việt Nam có vai trò quan trọng trong việc đóng góp vào năng suất sinh học vùng cửa sông ven biển, thông qua cung cấp một lượng lớn sinh khối cơ bản để duy trì sự tồn tại của HST cả về ý nghĩa môi trường và kinh tế (Phan Nguyên Hồng và cộng sự, 1999). Bên cạnh đó, RNM còn có vai trò bảo vệ bờ biển, chống lại xói mòn, chống lại gió bão,... RNM còn là nơi cung cấp thức ăn và là nơi cư trú của nhiều loài thủy sản quan trọng có giá trị thương mại cao. Theo nghiên cứu của Bhowmik và cộng sự (2022) độ che phủ rừng ngập mặn toàn cầu đã giảm 8.600 km2 trong khoảng thời gian từ 1990 đến 2020, với mức suy giảm cao nhất xảy ra ở Nam và Đông Nam Á (3.870 km2) nguyên nhân chính do các hoạt động của con người. Các mảnh vụn hữu cơ rơi xuống từ rừng ngập mặn là nguồn dưỡng chất cho toàn bộ hệ sinh thái ven bờ. Tuy nhiên cho đến hiện nay, vẫn không có nhiều nghiên cứu về quá trình giải phóng các thành phần này từ lá phân hủy và những vai trò của các nhóm sinh vật trong rừng ngập mặn. Xác lá bị phân đoạn nhờ hoạt động của ngành thân mềm, lớp chân đầu và nhóm còng (Chandra và Keith, 2008). Các nhân tố sinh học trong các bãi lầy cửa sông, ven biển đã góp phần đáng kể trong việc hình thành và phân bố rừng ngập mặn. Xáo trộn sinh học là một trong những quá trình chính làm thay đổi cấu trúc nền trầm tích cũng như sự phân đới thực vật trong hệ sinh thái rừng ngập mặn. Hoạt động sống của các loài thuộc Brachyura là một yếu tố chính gây ra xáo trộn sinh học rừng ngập mặn (Chandra và Keith, 2008). Đến nay, hướng nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu mã vạch DNA (DNA barcode: là trình tự nucleotide của một chuỗi DNA ngắn, có cùng nguồn gốc tổ tiên) 1
đang được nhiều quốc gia, nhiều nhà khoa học trên thế giới rất quan tâm phát triển, đặc biệt trong những năm gần đây và sẽ là một xu thế nghiên cứu trong thời gian tới. Mã vạch DNA được xem là một công cụ mới, hỗ trợ có hiệu quả trong nghiên cứu về phân loại, phát hiện loài mới, giám định loài và các mẫu có nguồn gốc từ sinh vật sống hoặc đã chết thậm chí đã qua chế biến, vì vậy mã vạch DNA có rất nhiều ứng dụng trong nghiên cứu cũng như thực tiễn (Heber và cộng sự, 2003). Khoảng 20 năm trở lại đây, nhiều nhà khoa học trên thế giới đã ứng dụng mã vạch DNA để hỗ trợ phương pháp mô tả hình thái và phân loại loài truyền thống. Tại Việt Nam cho đến hiện nay, chỉ có vài công trình nghiên cứu về lĩnh vực này nhưng chỉ dừng lai ở phương pháp phân loại truyền thống như: Đỗ Văn Nhượng (2003) cung cấp dẫn liệu bước đầu về cua (Brachyura) ở rừng ngập mặn Cần Giờ; Trần Ngọc Diễm My (2011 a,b) nghiên cứu thành phần loài, vai trò tiêu thụ lá rụng của còng Perisesarma eumolpe ở vùng gẫy đổ do bão tại tiểu khu 17 rừng ngập mặn Cần Giờ; Trần Lê Quang Hạ và Trần Ngọc Diễm My (2021) nghiên cứu về chế độ ăn của còng Perisesarma eumolpe giữa vùng rừng và vùng gẫy đổ 10 năm sau bão; Trần Ngọc Diễm My và Trần Lê Quang Hạ (2023) nghiên cứu về đa dạng các loài còng thuộc phân thứ bộ Brachyura tại tiểu khu 17 rừng ngập mặn Cần Giờ, sau 12 năm phục hồi của rừng do bão. Chính vì vậy, việc đầu tư nghiên cứu giải trình tự gen kết hợp với nghiên cứu hình thái để phân loại, nghiên cứu về đặc điểm sinh học, sự phân bố, sinh cảnh phù hợp cho còng sinh sống… nhằm duy trì và phát triển các loài này là phù hợp, đặc biệt trong bối cảnh ứng phó biến đổi khí hậu hiện nay. Trên cơ sở đó, đề tài thực hiện “Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học còng Sesarmidae trong rừng ngập mặn Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh” nhằm có sự đánh giá tổng thể về thành phần loài, sự đa dạng, các sinh cảnh phù hợp cho các loài còng họ Sesarmidae sinh sống… hỗ trợ các nhà quản lý trong duy trì và phát triển hệ sinh thái rừng ngập mặn là thật sự cần thiết và cấp bách. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, phân bố và tốc độ tiêu thụ lá rụng của còng thuộc họ Sesarmidae trong các sinh cảnh đặc trưng của rừng ngập mặn Cần 2
Giờ, thành phố Hồ Chí Minh để quản lý và phát triển bền vững sinh cảnh rừng ngập mặn Cần Giờ. Mục tiêu cụ thể Xác định thành phần loài còng thuộc họ Sesarmidae ở rừng ngập mặn Cần Giờ qua đặc điểm hình thái và giải trình tự vùng gen 16S rRNA của DNA ty thể, gen cytochrome oxidase subunit I (COI) và 28S rRNA đối với các mẫu chưa xác định được rõ ràng. Xác định sự phân bố và mật độ còng trong các sinh cảnh của rừng ngập mặn Cần Giờ. Nghiên cứu tốc độ tiêu thụ lá rụng của một loài còng ưu thế đại diện (Parasesarma plicatum (Latreille, 1803)). Xây dựng bộ tiêu chí về sinh cảnh còng trong rừng ngập mặn Cần Giờ. Đối tượng và vị trí nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: các loài còng thuộc họ Sesarmidae. Vị trí nghiên cứu: rừng ngập mặn Cần Giờ, TP. HCM. Phạm vi nghiên cứu Luận án có phạm vi nghiên cứu về một số đặc điểm sinh học như sau: - Nghiên cứu các loài còng thuộc họ Sesarmidae ở rừng ngập mặn Cần Giờ. - Chỉ nghiên cứu các sinh cảnh có điều kiện tự nhiên phù hợp cho còng sinh sống ở rừng ngập mặn Cần Giờ. - Chỉ khảo sát tốc độ tiêu thụ lá rụng trên loài còng Parasesarma plicatum (Latreille, 1803) đây là loài ưu thế ở sinh cảnh 3 (là sinh cảnh có mức ngập từ 1,1 m đến 1,8 m, với thời gian ngập từ 2 – 4 ngày/tháng). Lá sử dụng thí nghiệm là lá cây đước đôi (Rhizophora apiculata) đây là loài thực vật ưu thế nhất ở rừng ngập mặn Cần Giờ. - Ứng dụng kỹ thuật giải trình tự DNA 03 vùng gen 16S-rRNA, COI và 28S- rRNA để định danh loài với các mẫu chưa xác định được rõ ràng qua đặc điểm hình thái ngoài. 3