BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
----o0o----
NGUYỄN MINH ĐỨC
NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN QUẦN THỂ CỦA LOÀI
DẦU NƯỚC (DIPTEROCARPUS ALATUS ROXB. EX G.DON) Ở
RỪNG NHIỆT ĐỚI ĐÔNG NAM BỘ
Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 60. 42. 01. 14
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. Nguyễn Thị Phương Trang
Hà Nội – 2014
MỤC LỤC
Trang
Trang bìa phụ ..........................................................................................
Mục lục ....................................................................................................................
Lời cảm ơn.............................................................................................................. i
Danh mục các từ viết tắt, ký hiệu .......................................................................... ii
Danh mục các bảng .............................................................................................. iii
Danh mục các hình ............................................................................................... iv
MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1
NỘI DUNG ........................................................................................................... 4
Chương 1. Tổng quan tài liệu ................................................................................ 4
1.1Tổng quan về họ Dầu ....................................................................................... 4
1.2 Loài Dầu nước (Dipterocarpus alatus) ........................................................... 4
1.3 Một số khái niệm về quần thể thực vật và phân cắt nơi sống ......................... 5
1.3.1 Quần thể thực vật ................................................................................... 5
1.3.2 Nơi sống và phân cắt .............................................................................. 6
1.3.3 Quần thể nhỏ và cô lập ........................................................................... 7
1.3.4 Bảo tồn và quản lý tài nguyên di truyền thực vật .................................. 7
1.4 Một số kỹ thuật trong nghiên cứu đa dạng di truyền và tiến hóa
phân tử ............................................................................................................. 9
1.5 Nghiên cứu đa dạng di truyền một số loài họ Dầu (Dipterocarpaceae) ........ 13
1.6 Nghiên cứu mối quan hệ di truyền của một số loài cây họ Dầu
(Dipterocarpaceae) trên cơ sở vùng gen matK ............................................. 14
Chương 2. Đối tượng, địa điểm và phương pháp nghiên cứu ............................. 17
2.1 Đối tượng nghiên cứu .................................................................................... 17
2.2 Địa điểm nghiên cứu ..................................................................................... 18
2.2.1 Địa điểm nghiên cứu đa dạng di truyền quần thể của 10 quần thể Dầu nước
(Dipterocapus alatus) .......................................................................................... 18
2.2.2 Địa điểm nghiên cứu mối quan hệ phát sinh loài giữa các loài họ Dầu .... 20
2.3 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 22
2.3.1 Khảo sát thực địa .................................................................................. 22
2.3.2 Phương pháp thu mẫu .......................................................................... 22
2.3.2 Phân tích trong phòng thí nghiệm ........................................................ 22
2.4 Phân tích số liệu ............................................................................................ 28
2.4.1 Đa dạng di truyền quần thể của loài Dầu nước .................................... 28
2.4.2 Mối quan hệ di truyền của một số loài cây họ Dầu ............................. 28
Chương 3. Kết quả và thảo luận .......................................................................... 30
3.1 Nơi sống, cấu trúc phân tầng rừng, hiện trạng quần thể Dầu nước ngoài tự
nhiên .................................................................................................................... 30
3.1.1 Nơi sống và cấu trúc phân tầng rừng ................................................... 30
3.1.2 Cấu trúc tuổi quần thể của loài Dầu nước ............................................ 45
3.1.3 Hiện trạng quần thể Dầu nước ngoài tự nhiên, một số nguyên nhân làm
suy giảm kích thước quần thể ....................................................................... 46
3.2 Đa dạng di truyền quần thể của loài Dầu nước ............................................. 48
3.2.1 Kết quả tách chiết DNA, PCR và điện di sản phẩm ............................ 48
3.2.2 Kết quả phân tích đa dạng di truyền quần thể ...................................... 51
3.3 Đặc điểm vùng gen matK và mối quan hệ di truyền của 11 loài Dầu ở Việt
Nam ..................................................................................................................... 58
Danh sách các trình tự đã được công bố lên Ngân hàng gen thế giới
(Genbank):........................................................................................................... 64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 65
Kết luận ............................................................................................................... 65
Kiến nghị ............................................................................................................. 66
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN
LUẬN VĂN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, do áp lực tăng dân số và tốc độ phát triển kinh
tế diễn ra nhanh, thảm thực vật rừng tự nhiên, nơi chứa đựng đa dạng sinh học
cao ở nước ta bị phân cắt và suy giảm mạnh. Các mảnh rừng còn sót lại hiện nay
là hậu quả của quá trình phân cắt và thường bị giới hạn về kích thước. Những
quần thể thực vật rừng thường dễ bị tổn thương và ít có khả năng thích nghi khi
môi trường sống bị thay đổi, đặc biệt khi chịu áp lực của biến đổi khí hậu.
Các cây họ Dầu là những loài cây rừng chiếm ưu thế, đóng vai trò quan
trọng trong cân bằng sinh thái và kinh tế. Hiện có hơn 45 loài được biết đến từ 6
chi ở Việt Nam, chủ yếu là bản địa và đặc hữu. Do có giá trị thương mại cao và
do nhu cầu sử dụng gỗ tại các địa phương mà các cây họ Dầu đang bị khai thác
một cách mạnh mẽ. Hơn nữa, trong nhiều năm, áp lực tăng trưởng kinh tế đã dẫn
đến sự suy giảm lớn trong khu vực rừng và tăng mức độ phân mảnh tại những
khu rừng còn sót lại. Những xu hướng thay đổi này dẫn đến những ảnh hưởng
trực tiếp mang tính bất lợi đến môi trường sống và đe dọa nghiêm trọng sự tồn
tại của các cây họ Dầu. Hiện nay, 33 loài cây họ Dầu đang bị đe dọa ở mức độ
toàn cầu. Loài cây Dầu nước (Dipterocarpus alatus Roxb. ex G.Don) đã và đang
được sử dụng rộng rãi cho lĩnh vực làm đồ nội thất và xây dựng. Bên cạnh đó,
chúng còn được sử dụng như một nguồn cho tinh dầu có giá trị và được sử dụng
phổ biến trong thương mại. Loài Dầu này phân bố trong các khu rừng nhiệt đới
vùng đất thấp. Ở Việt Nam, do sự giảm của môi trường sống và khai thác quá
mức, loài cây này đã được liệt kê là bị đe dọa.
Cho đến nay, vẫn thiếu các thông tin quan trọng về đa dạng di truyền ở
cấp độ quần thể và loài, đặc biệt là những tác động có hại từ hoạt động của con
người đến loài Dầu nước (Dipterocarpus alatus). Nghiên cứu này sẽ góp phần
giải quyết các vấn đề có liên quan và cung cấp thêm thông tin cho ngành kiểm
lâm để nhấn mạnh sự cần thiết của việc bảo tồn và sử dụng các loài của các cộng
đồng địa phương. Để nâng cao sự hiểu biết về sinh học bảo tồn, luận văn tiến
hành xác định các thông số di truyền học quần thể và sự phát triển của loài, cũng
như quá trình chia cắt nơi sống có liên quan đến các hoạt động của con người.
Mục tiêu nghiên cứu
- Mục tiêu chung:
Đóng góp cho công tác bảo tồn và phục hồi hữu hiệu các loài quý hiếm
đang bị đe doạ ở Việt Nam. Giúp các nhà quản lý hiểu biết sâu hơn về mức độ
tiến hoá, quan hệ di truyền giữa các loài cây họ Dầu. Các yếu tố tác động của
con người làm xói mòn cấu trúc di truyền quần thể và loài. Mục tiêu này cũng sẽ
giúp cộng đồng các nhà khoa học hiểu biết rõ hơn về quá trình tuyệt chủng cũng
như mức độ tiến hoá loài không chỉ cho các loài cây họ Dầu mà còn có thể áp
dụng cho các loài cây khác có lịch sử sống tương tự và nâng cao đời sống cộng
đồng địa phương.
- Mục tiêu cụ thể:
Xác định được mức độ đa dạng di truyền quần thể của loài Dầu nước
(Dipterocarpus alatus) có phân bố tại Việt Nam.
Xác định được các nguyên nhân làm mất tính đa dạng di truyền quần thể,
đưa ra các giải pháp phục hồi và sử dụng bền vững loài Dầu nước.
Xác định mối quan hệ di truyền của một số loài trong họ Dầu phân bố ở
Việt Nam.
Nội dung nghiên cứu
Khảo sát, điều tra hiện trạng về phân bố, cấu trúc quần thể của loài Dầu
nước phân bố tại 4 tỉnh miền Đông Nam Bộ Việt Nam gồm: Tây Ninh, Bình
Phước, Đồng Nai, Bà Rịa – Vũng Tàu, 1 tỉnh Nam Trung Bộ: Phú Yên và 1 tỉnh
Tây Nguyên: Đắk Lắk.
Xác định các thông số di truyền và phân tích ảnh hưởng của các biến động
môi trường sống có liên quan đến tác động của con người đến các quần thể của
loài Dầu nước ở 6 tỉnh miền Đông Nam Bộ, Nam Trung Bộ và Tây Nguyên Việt
Nam bằng phương pháp SSR (Simple Sequence Repeats).
Xác định mối quan hệ di truyền của các loài thuộc họ Dầu ở Việt Nam
trên cơ sở phân tích trình tự gen matK.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn:
Luận văn không những cho phép các nhà khoa học hiểu biết rõ hơn về
mức độ suy giảm đa dạng di truyền ở cả 2 mức độ quần thể và loài của loài Dầu
nước (Dipterocarpus alatus) mà còn áp dụng cho các loài Dầu khác đang bị đe
doạ và xác định được vị trí phân loại trên cơ sở phân tích trình tự vùng gen
matK cho một số loài Dầu ở Việt Nam.
Luận văn cung cấp cơ sở khoa học cho các nhà quản lý cập nhật thông tin
về giá trị bảo tồn và nâng cao sự hiểu biết của người dân sống gần rừng về sự
tuyệt chủng loài cần bảo vệ.
Kết quả của luận văn đóng góp cho công tác bảo tồn và quản lý hữu hiệu
nguồn gen của các loài thực vật quý hiếm đang có nguy cơ tuyệt chủng, nâng
cao hiểu biết rõ hơn về phương thức sinh sản và mức độ đa dạng di truyền trong
và giữa các quần thể Dầu, thu thập thông tin về ảnh hưởng của người dân địa
phương đến tính đa dạng di truyền của loài.
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Tổng quan về họ Dầu
Họ Dầu còn được gọi là Họ Hai cánh có danh pháp khoa học
là Dipterocarpaceae gồm có 17 chi và khoảng 580-680 loài cây thân gỗ chủ yếu
phân bố ở các rừng mưa nhiệt đới vùng đất thấp với quả hai cánh. Tên gọi khoa
học của họ xuất phát từ chi điển hình là Dipterocarpus, có nguồn gốc từ tiếng
Hy Lạp (di = hai, pteron = cánh và karpos = quả, nghĩa là quả có hai cánh). Các
chi lớn nhất là Shorea (196-360 loài), Hopea (105 loài), Dipterocarpus (70 loài)
và Vatica (60-65 loài). Nhiều loài chiếm ưu thế trong các cánh rừng nhiệt đới
núi thấp (dưới 500m so với mặt nước biển), thông thường có thể cây cao tới 40–
70m, đôi khi trên 80m (Dryobalanops, Hopea và Shorea). Chúng phân bố rộng
khắp vùng nhiệt đới, từ miền bắc Nam Mỹ tới Châu Phi, Seychelles, Ấn Độ,
Đông Dương và Malaysia, với sự đa dạng và phổ biến nhất ở miền tây Malaysia.
Theo Nguyễn Hoàng Nghĩa (2005) [4], Việt Nam có 42 loài cây Dầu thuộc 6
chi: Anisoptera (1 loài), Dipterocarpus (12 loài), Hopea (11 loài), Parashorea
(2 loài), Shorea (8 loài) và Vatica (8 loài). Phần lớn những loài này được tìm
thấy trong rừng nhiệt đới thường xanh và rừng khộp hỗn giao ở độ cao khoảng
500m. Các cây họ Dầu đóng vai trò quan trọng về sinh thái và kinh tế trong hệ
sinh thái rừng núi thấp. Gỗ thường được sử dụng để đóng tàu, thuyền. Nhựa cây
được sử dụng cho việc sơn và làm đồ mỹ nghệ.
1.2 Loài Dầu nước (Dipterocarpus alatus)
Cây Dầu nước (Dipterocarpus alatus Roxb. ex G.Don) phân bố trong
rừng nhiệt đới ẩm núi thấp ở Việt Nam, Lào, Campuchia và Thái Lan. Ở Việt
Nam, loài này phân bố rộng từ Nam Trung Bộ đến Đông Nam Bộ và Phú Quốc.
Dầu nước là cây gỗ lớn, chiều cao thông thường 30-35m, nhưng có khi đạt tới
40-45m, đường kính ngang ngực đạt tới 250cm. Dầu nước thường chiếm tầng
cao, ưu thế của rừng. Thân tròn đều, dáng thẳng đẹp. Gỗ màu nâu đỏ nhạt, thớ
thô, bền. Cây trước tuổi trưởng thành có tán lá hình chóp nhưng khi trưởng
thành, cây có tán lá hình lọng. Vỏ cây mỏng có màu xám trắng và nhẵn. Lá đơn
mọc cách, lá hình bầu dục hoặc trái xoan, dài 10-20cm, rộng 5-15cm; đầu hơi
nhọn; gốc lá hình nêm hay hình tròn. Phiến lá có màu xanh thẫm ở mặt trên,
màu xanh nhạt và có lớp lông mịn phủ ở mặt dưới, gân bên 11-18 đôi. Lá kèm
có lông màu vàng xám nhạt. Quả gần hình cầu, có 5 cạnh nổi rõ, đường kính 1-
1,5cm. Quả có 5 cánh đài nhẵn; hai cánh to, cánh dài từ 10-14cm, rộng 1,5-2cm,
xếp song song, có màu đỏ tươi khi quả non và chuyển thành màu vàng khi quả
chín già; 3 cánh nhỏ có kích thước 1,2-1,4cm. Mỗi quả có 1 hạt. Mùa quả chín là
tháng 3-4 hàng năm, thường tập trung vào cuối tháng 3 và đầu tháng 4.
1.3 Một số khái niệm về quần thể thực vật và phân cắt nơi sống
1.3.1 Quần thể thực vật
Quần thể được định nghĩa là tập hợp một nhóm cá thể của một loài trong
một nơi sống cụ thể và như vậy, chúng độc lập với các quần thể khác nhau về
quan hệ sinh sản. Về mặt di truyền, quần thể liên quan ở mức độ cá thể, chúng
được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác, và cũng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố
như kích thước quần thể, sức sinh sản, khả năng sống sót, phương thức sinh sản,
trao đổi và đột biến di truyền. Kích thước quần thể là kết quả của sự tương tác
phức tạp liên quan đến các điều kiện môi trường sống và các đặc tính quần thể
của loài. Kích thước quần thể đóng vai trò quan trọng liên quan đến phương thức
sinh sản, di truyền và tiến hoá. Nguồn gốc tiến hoá thường liên quan đến cá thể
lai (thế hệ tiếp theo) trong quần thể và loài. Thụ phấn chéo từ cá thể của dòng
này với cá thể của dòng khác có thể sản sinh những cá thể lai đa dạng. Cấu trúc
di truyền của những cá thể này có nhiều cơ hội đóng góp vào tính đa dạng trong
quần thể và duy trì khả năng thích nghi cao trong hoàn cảnh môi trường sống.
Tác động của con người đến môi trường sống thường dẫn đến sự phá vỡ cấu trúc
quần thể và thiết lập những quần thể nhỏ, cô lập và cuối cùng làm suy giảm khả
năng thích nghi của quần thể với môi trường sống của chúng. Ở những thế hệ
được sản sinh bằng thụ phấn cận noãn sẽ dẫn đến 3 hậu quả nghiêm trọng: sự
khác nhau về di truyền giữa các quần thể bị thu hẹp, mất tính đa dạng di truyền
và tăng tần số gen đồng hợp tử trong các quần thể nhỏ.
1.3.2 Nơi sống và phân cắt
Nơi sống của mỗi loài được thiết lập trong quá trình hình thành loài. Phân
cắt xảy ra khi nơi sống bị chia nhỏ và cô lập với nhau bằng ma trận các cảnh
quan khác nhau không giống ban đầu và không phù hợp cho sự tồn tại của loài.
Như vậy, phân cắt tạo nên sự phá vỡ nơi sống. Tác nhân gây ra phân cắt bao
gồm: mở rộng đất nông nghiệp, khai thác không hợp lý tài nguyên sinh vật, xây
dựng khu dân cư, các công trình phát triển kinh tế và khai thác khoáng sản. Phân
cắt đe dọa đến tính thống nhất sinh thái của một vùng rộng lớn đã được hình
thành trong lịch sử phát triển loài và là một trong những nguyên nhân gây ra sự
tuyệt chủng (Schonewald-Cox et al., 1983) [49]. Suy giảm diện tích nơi sống sẽ
ảnh hưởng đến kích thước quần thể và sự phân mảnh nơi sống còn sót lại sẽ ảnh
hưởng đến sự phát tán loài. Hậu quả của quá trình phân cắt thường làm suy giảm
chức năng hệ sinh thái và cuối cùng mất nơi sống. Các quần thể nhỏ và bị cô lập
trong các mảnh nơi sống còn sót lại dễ bị tổn thương và ít có khả năng thích
nghi khi điều kiện môi trường sống của chúng bị thay đổi (Keller và Waller,
2002) [29]. Tất nhiên, hậu quả sẽ dẫn đến mất tính đa dạng di truyền ở cả hai
mức độ quần thể và loài và cuối cùng nhiều loài bị đe doạ tuyệt chủng.
Các mảnh rừng tự nhiên còn sót lại hiện nay là hậu quả của sự phân cắt và
thường bị giới hạn về kích thước và suy giảm về chất lượng. Các mảnh rừng này
có thể chứa đựng những quần thể nhỏ và bị cô lập bởi khoảng cách lớn. Đây là
bước đầu tiên của quá trình suy giảm nơi sống, dẫn đến mất chức năng của hệ
sinh thái và cuối cùng là mất nơi sống. Quần thể nhỏ và cô lập thường dễ bị tổn
thương và ít có khả năng thích nghi khi môi trường sống bị thay đổi do cấu trúc
hữu hiệu được thiết lập trong quá trình hình thành loài và quần thể bị phá vỡ.
Phân cắt nơi sống có ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động sinh sản của loài và
được gây ra bởi những biến đổi bất lợi của môi trường, kích thước và cấu trúc di
truyền quần thể.
1.3.3 Quần thể nhỏ và cô lập
Kích thước quần thể là kết quả của mối quan hệ phức tạp các nhân tố khác
nhau bao gồm lịch sử hình thành quần thể, điều kiện môi trường sống và đặc
điểm sinh thái của mỗi loài. Kích thước quần thể phản ánh quá trình thụ phấn,
cấu trúc di truyền và mức độ tiến hoá của loài, được ghi nhận lần đầu tiên bởi
Wright vào năm 1931 và 1938. Phần lớn các loài đang bị đe doạ đều nhỏ về số
cá thể trong mỗi quần thể và số quần thể, đều tồn tại trong những mảnh rừng
nhỏ và cô lập (Ashton, 1987) [7]. Một trong những hậu quả của quần thể nhỏ và
cô lập là xuất hiện mối quan hệ cận noãn giữa các cá thể trong quần thể (Lande,
1999) [33]. Ảnh hưởng này có thể làm mất tính đa dạng di truyền nếu tần số và
cường độ quan hệ cận noãn cao. Cuối cùng là giảm khả năng thích nghi của
quần thể trong điều kiện môi trường biến đổi và khả năng nhạy cảm đối với dịch
bệnh (Hamilton, 1982) [22]. Barrett và Kohn (1991) [9] đã chỉ ra rằng với kích
thước quần thể nhỏ (<100 cá thể), tần số alen có thể khác nhau đáng kể giữa các
thế hệ với nhau. Kết quả của quá trình này sẽ làm mất alen và tính đa hình tại
mỗi lô cút liên quan đến áp lực môi trường. Byer và Meagher (1992) [12] cũng
chỉ ra rằng quần thể quá nhỏ (<50 cá thể) không có khả năng duy trì các alen
chống chịu điều kiện bất lợi của môi trường.
1.3.4 Bảo tồn và quản lý tài nguyên di truyền thực vật
Công việc bảo tồn nguồn gen thực vật là duy trì tiềm năng tiến hoá và tính
chống chịu của loài trong điều kiện môi trường sống bất lợi. Do vậy, đánh giá số
lượng cá thể và các tham số đa dạng di truyền quần thể và loài được ghi nhận
như là chìa khoá dẫn đến thành công trong lĩnh vực quản lý bền vững các loài
đang bị đe doạ (Falk và Holsinger, 1991) [18]. Tiềm năng tiến hoá và khả năng
phục hồi của mỗi loài phụ thuộc vào tính đa dạng di truyền ở cả mức độ quần
thể và loài của loài đó. Tư liệu về sinh thái và di truyền quần thể sẽ cung cấp cơ
sở khoa học cho các nhà quản lý xây dựng chiến lược bảo tồn và quản lý các
loài bị đe doạ một cách bền vững và hiệu quả. Phần lớn công việc bảo tồn loài
đều hướng trực tiếp vào duy trì nơi sống, cụ thể là quan tâm đến kích thước và
tốc độ phát triển quần thể và loài. Tuy nhiên, để bảo tồn hữu hiệu bất kỳ loài nào
các nhà quản lý cần phải đưa ra chiến lược duy trì tính đa dạng di truyền ở cả hai
mức độ quần thể và loài. Kích thước quần thể đủ lớn sẽ phòng tránh tốt hơn quá
trình xói mòn di truyền và duy trì lâu bền sự sống của loài trong môi trường
sống của chúng. Suy giảm tính đa dạng di truyền thông qua các áp lực về biến
đổi bất lợi của môi trường liên quan đến cấu trúc quần thể và thụ phấn cận noãn
trong quần thể nhỏ và biệt lập là những yếu tố chính gây nên tổn thương khả
năng tồn tại lâu dài của quần thể và loài.
Hai hình thức bảo tồn loài đang bị đe doạ là bảo tồn nguyên vị và bảo tồn
chuyển vị. Đây là cơ sở khoa học phục vụ công tác bảo tồn tính đa dạng di
truyền quần thể và loài. Mối quan hệ này sẽ cung cấp thông tin về các đặc điểm
sinh thái loài và quần thể. Nó sẽ khắc phục về số lượng cá thể trong mỗi quần
Hạt
Dự trữ hạt
Một phần
Mầm
Hạt
Cả cây
Cây
Cây ở vườn
Quần thể tại chỗ
Thu thập hạt ở vườn
thể nhỏ và củng cố các giải pháp quản lý và bảo tồn nguyên vị và chuyển vị.
Hình 1.1. Sơ đồ bảo tồn chuyển vị (theo Brown và Briggs, 1991) [11]
Quá trình thiết lập hoạt động bảo tồn chuyển vị được trình bày ở Hình 1.1. Quần
thể của các loài đang bị đe dọa là đối tượng cho công tác bảo tồn nguyên vị và
cung cấp nguyên liệu như hạt và các phần khác của cây cho công tác bảo tồn
chuyển vị. Bảo tồn chuyển vị đóng vai trò duy nhất để lấp vào khoảng trống và
nâng cao tính đa dạng di truyền quần thể và cung cấp nguồn giống cho những
nơi đang bị phá hoại (Millar và Libby, 1991) [43]. Duy trì nơi sống của loài là
bảo vệ tính thống nhất vật liệu di truyền và thống nhất mối quan hệ về tiến hoá.
Mối quan hệ tương tác giữa các cá thể, quần thể và loài với nhau và với điều
kiện môi trường sống để duy trì quá trình tiến hoá của loài. Millar và Libby
(1991) [43] đã xác định đơn vị quản lý nguồn tài nguyên di truyền là đơn vị diện
tích rừng được thiết kế cho các đối tượng quản lý tài nguyên này ở mức tối
thiểu. Mục đích là điều khiển thành phần di truyền cho mỗi loài trong mỗi đơn
vị quản lý để duy trì, phục hồi tài nguyên di truyền tự nhiên. Các tác giả đã lưu ý
rằng đa dạng di truyền trong những đơn vị quản lý bị ảnh hưởng bởi những điều
kiện bên ngoài thông qua “ô nhiễm vật liệu di truyền” và áp lực chọn lọc tự
nhiên bị thay đổi do các hoạt động của con người. Tác động tiềm năng từ “ô
nhiễm” này phụ thuộc vào mức độ khác nhau của tần số alen và tính thích nghi
môi trường trong mỗi đơn vị quản lý. Rõ ràng, bảo tồn nguyên vị và bảo tồn
chuyển vị là rất cần thiết để bảo vệ và duy trì số lượng các loài, cũng như phục
hồi nơi sống của chúng.
1.4 Một số kỹ thuật trong nghiên cứu đa dạng di truyền và tiến hóa phân tử
Việc đánh giá ảnh hưởng của sự phân cắt nơi sống, điều tra tính đa dạng
di truyền và sinh thái ở cả hai mức độ quần thể và loài quý hiếm trong tự nhiên
có vai trò quan trọng góp phần đưa ra chiến lược và các giải pháp bảo tồn một
cách hữu hiệu. Nhiều nghiên cứu đã đề cập đến mức độ suy giảm tính đa dạng di
truyền trong và giữa các quần thể thực vật liên quan đến quá trình phân cắt nơi
sống (Bahulikar et al., 2004; Cascante et al., 2002; Godt et al., 1996; Keller và
Waller, 2002; Templeton et al., 1990) [8, 13, 20, 29, 54]. Các tác giả đã chỉ ra
rằng suy giảm tính đa dạng di truyền xảy ra liên quan đến số lượng cá thể thấp
trong quần thể tại thời gian nơi sống bị phân cắt. Hệ số thụ phấn cao giữa các cá
thể có quan hệ cận noãn cũng là yếu tố làm suy giảm tính đa dạng di truyền.
Phân cắt nơi sống có thể hạn chế mức độ trao đổi di truyền giữa các quần thể bị
cô lập và làm tăng mức độ di truyền khác nhau giữa chúng.
Trong vài thập kỷ qua, các kỹ thuật sinh học phân tử đã có sự phát triển
mạnh mẽ, tạo ra công cụ hữu hiệu cho con người nghiên cứu sự sống ở cấp độ
phân tử, các kỹ thuật sinh học phân tử cũng nhanh chóng được ứng dụng trong
nghiên cứu và bảo tồn đa dạng sinh học, tạo ra lĩnh vực khoa học mới như tiến
hóa phân tử, di truyền bảo tồn. Để nghiên cứu đa dạng di truyền quẩn thể và loài
thực vật, ngoài kỹ thuật isozyme, còn có kỹ thuật DNA với các phương pháp
như RAPD, SSR, ISSR, AFLP, RFLP, vv.
Kỹ thuật isozyme
Kỹ thuật Isozyme là kỹ thuật nghiên cứu sự đa hình enzyme. Phương
pháp này được Hunter và Market đưa ra từ năm 1957, được Harris hoàn thiện
vào năm 1966 và bắt đầu được sử dụng phổ biến từ thập niên 70 đến nay. Di
truyền quần thể cần thiết phải nghiên cứu nguyên nhân và hậu quả của sự biến
đổi di truyền trong/giữa các quần thể. Kỹ thuật isozyme được sử dụng như dấu
phân tử cho mục tiêu này. Mặc dù hiện nay đã có nhiều kỹ thuật DNA phát triển
nhưng kỹ thuật isozyme vẫn được sử dụng vì cách thức thực hiện tương đối
nhanh, chi phí thấp, thích hợp cho các nghiên cứu xác định mức độ biến đổi di
truyền ở cấp độ thấp. Ngoài ra việc kết hợp kỹ thuật isozyme với các kỹ thuật
nghiên cứu đa hình DNA cho phép phân tích, so sánh những đặc tính bền vững
(hoặc thay đổi) theo điều kiện khác nhau của môi trường (Thanh, 2005) [5].
Kỹ thuật RAPD
RAPD (Random Amplified Polymorphism DNA – đa hình các đoạn DNA
được khuếch đại ngẫu nhiên) do Williams phát minh năm 1990 (Williams et al.,
1990) [61], Welsh và cộng sự hoàn thiện năm 1991 (Welsh et al., 1991) [60].
Phương pháp này sử dụng cùng một số mồi ngẫu nhiên (mồi ngẫu nhiên là các
đoạn oligo nucleotide gồm khoảng 8 đến 20 Nucleotide) để thực hiện phản ứng
PCR nhằm nhân các đoạn DNA đặc trưng của các mẫu nghiên cứu. Nếu các
mẫu nghiên cứu có bộ gen giống nhau hoàn toàn, sản phẩm PCR thu được gồm
các đoạn DNA hoàn toàn giống nhau về kích thước và cấu trúc. Khi bộ gen của
các mẫu nghiên cứu có sự khác biệt nhau, kết quả PCR sẽ nhân được các đoạn
khác biệt nhau (Dung et al., 2005; Thanh, 2005) [1, 5].
Kỹ thuật RFLP
RFLP (Restriction fragment length Polymorphism – đa hình chiều dài các
đoạn DNA cắt bởi các enzyme giới hạn). Kỹ thuật này dựa trên đặc điểm của
các enzyme giới hạn khác nhau, tạo nên các đoạn cắt DNA khác nhau phân biệt
được bằng điện di đồ, các đoạn cắt còn được gọi là các “dấu vân tay” đặc trưng
cho từng phân tử DNA. Bản đồ di truyền kết quả RFLP có tính chính xác cao,
thường được sử dụng trong nghiên cứu sự khác biệt trong cấu trúc bộ gene của
các cá thể, các loài sinh vật, nhằm so sánh sự khác biệt giữa các mẫu nghiên
cứu, xác định nguồn gốc hoặc mức độ tiến hóa giữa của các loài sinh vật
(Dương, 2002; Thanh, 2005) [2, 5].
Kỹ thuật này được dùng phổ biến từ đầu thập niên 80 đến nay. Kỹ thuật
RFLP được sử dụng để kiểm tra sự phân ly di truyền của một số tính trạng theo
qui luật Mendel, hoặc ứng dụng trong chọn giống động vật, chọn giống thực vật
hoặc so sánh sự khác nhau giữa các cá thể, các loài sinh vật... Kỹ thuật RFLP
được thực hiện trên nguyên lý cắt enzyme giới hạn. DNA của mẫu nghiên cứu
sau khi được tách chiết và tinh sạch sẽ được cắt với cùng một số loại enzyme
giới hạn. Mỗi enzyme giới hạn sẽ nhận biết và cắt đặc hiệu DNA ở những vị trí
xác định, do đó các bộ gene có cấu trúc khác nhau sẽ cho ra số lượng và kích
thước các đoạn cắt DNA khác nhau, những bộ gene giống nhau thì sẽ cho ra số
lượng, kích thước các đoạn cắt giống nhau, kích thước và số lượng các đoạn cắt
này sẽ quan sát được trên điện di đồ.
Kỹ thuật AFLP
Kỹ thuật AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism), được hiểu
là sự đa dạng của các đoạn DNA được nhân lên có định hướng, sử dụng những
phân đoạn DNA này làm khuôn cho phản ứng khuếch đại (PCR). Kỹ thuật này
được Vos và cộng sự phát triển vào năm 1995 và ngay lập tức trở thành một
công cụ hữu ích để nhận biết nhiều lô cút trong sự đa hình DNA mà không cần
biết trước thông tin về trình tự DNA của chúng. Phương pháp này có thể đưa ra
nhanh chóng một ước lượng độ đa dạng di truyền trong và giữa các quần thể với
nhau (Watson và Barker, 2004) [59].
Kỹ thuật SSR
Microsatellite hoặc SSR (Simple Sequence Repeat) là những trình tự
nucleotide đặc biệt lặp lại nhiều lần từ một phân đoạn oligonucleotide ngắn, đơn
giản, còn gọi là vi vệ tinh. Phương pháp truy tìm các phân đoạn DNA đơn giản
lặp lại được gọi là phương pháp vi vệ tinh (microsatellite) do Litt và Luty phát
triển thành một kỹ thuật chỉ thị phân tử năm 1989 (Litt and Luty, 1989) [39].
Genome sinh vật nhân thật có nhiều đoạn DNA lặp lại, các đoạn dài ngắn khác
nhau tùy theo từng loài. Các chuỗi lặp lại này thường từ 1–6 nucleotide. Bản
chất đa hình của SSR là nó có thể được sinh ra do sự nhân bội từ DNA tổng số
của genome nhờ sử dụng hai mồi bổ trợ với trình tự gần kề hai đầu vùng lặp lại.
Giá trị của SSR là do nó sinh ra đa hình từ rất nhiều vùng tương ứng, bao phủ
khắp genome và có bản chất đồng trội, dễ dàng phát hiện bằng PCR. Cho đến
nay kỹ thuật này đang được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực nghiên cứu đa
dạng di truyền ở động vật và thực vật.
Kỹ thuật ISSR
Kỹ thuật ISSR (internal simple sequence repeat) là kỹ thuật phân tích dựa
trên việc nhân bản đoạn DNA nằm giữa 2 vùng lặp đơn giản. Với ISSR, mồi là
những đoạn lặp đơn giản. Nguyên lý của phương pháp này là khuếch đại những
đoạn trình tự nằm giữa 2 đầu lặp đơn giản. Bộ gen của sinh vật bậc cao có nhiều
đoạn DNA lặp lại, các đoạn lặp thường có kích thước ngắn (vài nucleotide), số
lần lặp lại là đặc trưng cho mỗi loài, mỗi giống. Ví dụ, ở lúa có khoảng gần 1000
lần lặp lại trật tự AC/TG, khoảng trên 300 lần lặp lại trật tự GATA/CTAT.
Nhiều loài cây một lá mầm như ngô, lúa… lặp lại đoạn CGG/GCC.
Phân tích ISSR sử dụng mồi bổ trợ với các vùng microsatellite nên còn
gọi là MP-PCR có thể kế thừa mở rộng từ các phân tích microsatellites khác để
tăng khả năng lặp lại và giảm tính đa hình so với RAPD. Các chỉ thị RAPD,
ISSR được dùng nhiều trong lập bản đồ, phân tích di truyền, chọn giống ở thực
vật (Tam et al., 2009) [52].
1.5 Nghiên cứu đa dạng di truyền một số loài họ Dầu (Dipterocarpaceae)
Việc bảo tồn và quản lý của một loài đòi hỏi thông tin về đặc điểm sinh
thái và đa dạng di truyền trong và giữa các quần thể của loài đó. Và để có được
những thông tin cần thiết trên, cần có sự hiểu biết rõ ràng hơn về các quá trình di
truyền và các kỹ thuật sinh học hiện đại. Vì vậy, chỉ thị (marker) DNA đã được
sử dụng để xác định mức độ khác biệt di truyền giữa các quần thể. Chỉ thị
microsatellite (lặp lại trình tự đơn giản, SSR) là hữu ích, được sử dụng để phân
tích hiệu quả sự trao đổi di truyền thông qua hạt phấn và sự phát tán hạt trong
quần thể. Vì vậy, các chỉ thị marker SSR với tính đa hình cao đã được áp dụng
trong các nghiên cứu về trao đổi di truyền, cấu trúc di truyền, và mối quan hệ
sinh sản trong các quần thể (Iwata et al., 2000; Pandey và Geburek, 2009;
Takeuchi et al., 2004; Ujino et al., 1998) [26, 45, 51, 58].
Tiềm năng tiến hóa của loài phụ thuộc vào mức độ khác nhau di truyền
của nó. Hiểu biết về đa dạng di truyền sẽ cung cấp những thông tin hữu ích để
xây dựng chiến lược bảo tồn và sử dụng loài một cách bền vững. Đối với loài
thực vật, thụ phấn chéo duy trì tiềm năng lớn cho quá trình trao đổi di truyền, sẽ
duy trì mức độ cao của đa dạng di truyền trong quần thể và loài (Hamrick, 1983;
Hamrick và Godt, 1989) [23, 24]. Các thông số về mức độ đa dạng di truyền cao
cũng đã tìm thấy ở một số loài cây họ Dầu như Shorea lumutensis (Boshier,
2011; Lee et al., 2004) [10, 36], S. leprosula (Keiya et al., 2001; Lee et al.,
2000; Rimbawanto và Isoda, 2001) [28, 35, 47]. Mức độ khác nhau di truyền
giữa các quần thể trong một số loài cây họ Dầu là thấp, cũng đã được báo cáo
như Dryobalanops aromatica (Gst=0,067, Lim et al., 2002) [38], Shorea
leprosula (Gst=0,117, Lee et al., 2000) [35] và Shorea lumutensis (Gst=0,048,
Lee et al., 2004) [36]. Sự trao đổi di truyền thông qua hạt phấn nhờ côn trùng và
phát tán hạt nhờ gió và dòng nước đóng vai trò quan trọng cho các loài cây họ
Dầu (Appanah and Chan, 1981; Dayanandan et al., 1990) [6, 15].
1.6 Nghiên cứu mối quan hệ di truyền của một số loài cây họ Dầu
(Dipterocarpaceae) trên cơ sở vùng gen matK
Sử dụng một vùng gen chuẩn được coi là một công cụ hiệu quả xác định
loài và phân loài, cũng như xác định mối quan hệ di truyền giữa các taxon với
nhau. So với gen ty thể (cytochrome c oxidase I), hiệu quả để xác định cho
nhiều nhóm động vật, tỷ lệ khác nhau của gen này là rất thấp trong thực vật.
Hơn nữa, do cây lai và tính đa bội ở thực vật, việc xác định vùng gen chuẩn mã
là khó khăn hơn ở động vật. Do đó, Kress et al. (2005) [31] đã đề xuất vùng gen
trnH-psbA và sau đó Kress và Erickson (2007) [32] đề xuất để kết hợp hai gen
trnH-psbA và rbcL. Lahaye et al. (2008) [34] so sánh tám vùng gen bao gồm
trnH-psbA, matK, ycf5, rbcL, rpoB, ndhJ, accD và rpoC1 và xác định gen matK
như vùng gen chuẩn cho thực vật có hoa và cho thấy gen matK có thể hữu ích
trong việc xác định loài. Tuy nhiên, việc áp dụng chúng bị cản trở do các vấn đề
như mức độ khác nhau giữa các loài thấp. Nhóm nghiên cứu về thực vật (2009)
[14], dựa trên đánh giá về mức độ khác nhau giữa các loài trong bảy vùng DNA
(atpF-atpH, matK, rbcL, rpoB, rpoC1, psbK-psbL và trnH-psbA) đề nghị kết
hợp 2 locus của carboxylase ribulose-1,5-bisphosphate (rbcL) và maturase
(matK) dùng để xác định loài và phân loài. Sự kết hợp 2 locus này sẽ xác định
loài và đóng góp vào sự phát hiện loài mới.
Họ Dầu Dipterocarpaceae bao gồm 17 chi và khoảng 680 loài và được
chia thành ba phân họ; Dipterocarpoideae chứa 13 chi và khoảng 600 loài trong
rừng nhiệt đới núi thấp ở châu Á, Pakaraimoideae với một loài duy nhất ở vùng
cao nguyên Guaianan, Nam Mỹ và Monotoideae với 3 chi và 30 loài ở Châu Phi
và Nam Mỹ. Việt Nam bao gồm khoảng 42 loài và 6 chi (Nguyễn Hoàng Nghĩa,
2005) [4]. Hầu hết các loài này phân bố chủ yếu ở rừng nhiệt đới thường xanh
và rừng hỗn giao lá ở Tây Nguyên và Đông Nam Bộ. Các cây họ Dầu đóng một
vai trò quan trọng trong hệ sinh thái và kinh tế của các khu rừng núi ở độ cao
dưới 500m tại Việt Nam. Gỗ được sử dụng với mục đích xây dựng, đóng tàu
thuyền. Nhựa được sử dụng như một nguồn sơn, đánh véc ni và sơn mài. Như
một hệ quả của sự khai thác và phá rừng, môi trường sống tự nhiên của nhiều
loài cây Dầu bị suy thoái nghiêm trọng hoặc bị phá hủy. Để thiết lập các biện
pháp bảo tồn và tái trồng rừng có hiệu quả thì việc xác định chính xác loài và
mối quan hệ giữa chúng có ý nghĩa quan trọng. Trong đó, việc xác định tên loài
không phải là công việc dễ dàng tại Việt Nam. Phương pháp truyền thống để xác
định loài sử dụng các tiêu chí về hình thái như chiều cao của cây, hình dạng và
kích thước lá, các đặc điểm của hoa và quả. Tuy nhiên, phần lớn đặc điểm này
thay đổi theo độ tuổi của cây và đôi khi với môi trường sống. Do vậy, một kỹ
thuật xác định chính xác hơn dựa vào phân tích DNA để hỗ trợ cho phương pháp
phân loại truyền thống là điều vô cùng cần thiết.
Phân tích mối quan hệ phát sinh loài giữa các loài họ Dầu
(Dipterocarpaceae) dựa trên trình tự nucleotide của một số vùng gen lục lạp đã
được nghiên cứu bởi Yuwa-amornpitak et al. (2006) [64] và Kajita et al. (1998)
[27]. Nghiên cứu này sử dụng gen lục lạp matK để xác định chín loài thuộc chi
Dipterocarpus, một loài Vatica và một loài Hopea, nhằm cung cấp thêm thông
tin để nhấn mạnh giá trị của các loài bảo tồn và tiến hóa loài Dầu ở Việt Nam.
CHƯƠNG 2 – ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1 Đối tượng nghiên cứu
Loài Dầu nước (Dipterocarpus alatus)
Hình 2.1. Cây, lá và quả loài Dầu nước (Dipterocarpus alatus) ta ̣i VQG Cá t Tiên, Đồng Nai
Tên khác: Dầu con rái, Dầu con rái trắng, Dầu rái.
Tên khoa học: Dipterocarpus alatus Roxb. ex G.Don
Tên đồng nghĩa: D. genopterus Turcz
D. incanus Roxb. ex Kurz
D. philipinensis Foxw.
Chi : Dầu (Dipterocarpus)
- Tổng số 268 cá thể loài Dầu nước thu tại 10 điểm nghiên cứu thuộc 6 tỉnh gồm
Tây Ninh, Bình Phước, Đồng Nai, Bà Rịa – Vũng Tàu, Đắk Lắk và Phú Yên.
- 10 đại diện của các loài khác thuộc họ Dầu được tìm thấy trong các khu vực
như: Dầu song nàng (Dipterocarpus dyeri Pierre), Dầu lông (Dipterocarpus
intricatus Dyer), Dầu mít (Dipterocarpus costatus Gaertn.), Dầu baud
(Dipterocarpus baudii Korth), Dầu trà beng (Dipterocarpus obtusifolius
Teysm), Chò nâu (Dipterocarpus retusus Bl.), Dầu đồng (Dipterocarpus
tuberculatus Roxb.), Dầu cát (Dipterocarpus caudatus aff. condorensis Ashton),
So chai (Hopea recopei Pierre), Táu trắng (Vatica odorata (Griff) Sym. spp.
odorata).
2.2 Địa điểm nghiên cứu
2.2.1 Địa điểm nghiên cứu đa dạng di truyền quần thể của 10 quần thể Dầu
nước (Dipterocarpus alatus)
Để phân tích đa dạng di truyền quần thể của loài Dầu nước, luận văn đã
tiến hành thu mẫu lá hoặc vỏ cây tươi của mỗi cá thể tại các quần thể nghiên cứu
với các thông tin về địa điểm thu thập (hình 2.2a), số lượng mẫu được trình bày
ở Bảng 2.1.
Hình 2.2a. Bản đồ địa điểm nghiên cứu đa dạng di truyền 10 quần thể Dầu nước
Bảng 2.1. Địa điểm và số mẫu thu thập cho phân tích SSR
STT
Quần thể
Địa điểm
Ký hiệu
Số mẫu
Độ cao
Vĩ độ Bắc
Kinh độ Đông
1 Mã Đà
MD
32 Vĩnh Cửu, Đồng Nai 129 m 11o12’
107o09’
2 Đảo Tiên
DT
23 Cát Tiên, Đồng Nai
120 m 11o44’
107o27’
3
Tân Phú
TP
31
80 m
11o05’
107o24’
Định Quán, Đồng Nai
4 Núi Tượng
NT
27 Cát Tiên, Đồng Nai
130 m 11o25’
107o17’
5
Bù Gia Mập
BG
33
467 m 12º13’
107º10’
Bù Gia Mập, Bình Phước
6
Côn Đảo
CD
29
đảo Côn Đảo
315 m
8o40’
106o39’
7
BC
19
100 m 10o28’
107o35’
Bình Châu - Phước Bửu
Xuyên Mộc, Bà Rịa - Vũng Tàu
8
Lò Gò - Xa Mát
LG
20 Tân Biên, Tây Ninh
100 m 11o21’
106o02’
9 Yok Đôn
YD
30 Đắk Lắk
230 m 12o49’
107o34’
10 Krông Trai
KT
24
Sơn Hòa, Phú Yên
158 m 13o03’
108o51’
2.2.2 Địa điểm nghiên cứu mối quan hệ phát sinh loài giữa các loài họ Dầu
Để xác định vị trí phân loại loài Dầu nước, nghiên cứu đã tiến hành thu
mẫu lá hoặc vỏ cây tươi 10 loài họ dầu khác (bảng 2.2). Vị trí thu mẫu được thể
hiện ở hình 2.2b.
Hình 2.2b. Bản đồ địa điểm thu mẫu 11 loài cây họ Dầu dùng trong xác định vị trí phân loại
Để xác định vị trí phân loại loài Dầu nước với một số loài họ Dầu khác,
nghiên cứu đã tiến hành thu thập mẫu lá hoặc vỏ cây tươi cho mỗi loài nghiên
cứu kèm theo thông tin về địa điểm thu mẫu được trình bày ở Bảng 2.2.
Bảng 2.2. Danh sách các loài Dầu dùng xác định vị trí phân loại
STT
Tên khoa học
Tên Việt Nam
Địa điểm thu mẫu
1 Dipterocarpus dyeri Pierre
Dầu song nàng Tân Cửu, Vĩnh Cửu, Đồng Nai,
Dầu nước
Cát Tiên, Đồng Nai,
2
Dipterocarpus alatus Roxb. ex G.Don
Dầu lông
Tân Cửu, Vĩnh Cửu, Đồng Nai,
3
Dipterocarpus intricatus Dyer
Dầu mít
Tân Biên, Tây Ninh,
4
Dipterocarpus costatus Gaertn.
5 Dipterocarpus baudii Korth Dầu baud
Cát Tiên , Đồng Nai,
Dầu trà beng
6
Yok Đôn, Đắk Lắk,
Dipterocarpus obtusifolius Teysm
Chò nâu
7 Dipterocarpus retusus Bl.
Hy Cường, Lâm Thao, Phú Thọ,
Dầu đồng
Yok Đôn, Đắk Lắk,
8
Dipterocarpus tuberculatus Roxb.
Dầu cát
9
Dipterocarpus caudatus aff. condorensis Ashton
Bình châu, Xuyên Mộc, Bà Rịa - Vũng Tàu,
So chai
10 Hopea recopei Pierre
Tân Cửu, Vĩnh Cửu, Đông Nai,
11
Táu trắng
Cát Tiên, Đồng Nai,
Vatica odorata (Griff) Sym. spp. odorata
2.3 Phương pháp nghiên cứu
2.3.1 Khảo sát thực địa
Kích thước quần thể của loài Dầu nước là rất nhỏ, do đó các thông số hình
thái cá thể trong mỗi quần thể nghiên cứu được quan sát và xác định trực tiếp tại
hiện trường, bao gồm chiều cao và đường kính ngang ngực. Khoảng cách giữa
các cá thể trong quần thể nghiên cứu cũng được xác định trực tiếp.
Nơi sống của mỗi quần thể cũng được mô tả bao gồm kiểu thảm thực vật,
cấu trúc phân tầng của thảm thực vật. Loài thực vật đặc trưng cho mỗi kiểu thảm
thực vật. Đặc điểm nơi sống và số mẫu thu thập cho phân tích đa dạng di truyền
quần thể cũng được đề cập. Để xác định chính xác tên khoa học ở mỗi nơi
nghiên cứu, mẫu tiêu bản được thu thập và được lưu giữ tại Phòng Sinh học,
Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam.
Ngoài ra, tại thực địa người dân địa phương cũng được phỏng vấn về
nghề nghiệp, thu nhập và nhận thức bảo tồn loài quý hiếm đang bị đe dọa tại
những khu vực nghiên cứu. Vị trí nghiên cứu được xác định trên cơ sở bản đồ
địa hình tỉ lệ 1:50.000 và định vị khu vực nghiên cứu bằng máy định vị GPS.
2.3.2. Phương pháp thu mẫu
Tổng số 268 mẫu lá hoặc vỏ cây tươi của 10 quần thể loài Dầu nước và 10
mẫu lá hoặc vỏ cây tươi của 10 loài dầu khác được thu, đánh số và bảo quản
trong silica gel ngoài thực địa. Sau đó được chuyển về phòng Phân loại thực
nghiệm và Đa dạng nguồn gen, các mẫu được bảo quản trong tủ lạnh -300C cho
đến khi mẫu được lấy ra để phân tích DNA. Mẫu tiêu bản cũng được thu thập tại
thực địa và được bảo quản trong phòng thí nghiệm
2.3.3 Phân tích trong phòng thí nghiệm
2.3.3.1 Tách chiết DNA tổng số
Phương pháp tách chiết DNA tổng số theo quy trình của Doyle và Doyle (1987)
[16], có cải tiến theo phòng thí nghiệm bao gồm các bước sau:
Bước 1: Cân 0,3g mẫu lá (hoặc vỏ cây). Mẫu được nghiền trong nitơ lỏng bằng
cối chày sứ vô trùng, nghiền thành bột mịn, chuyển ngay bột mịn vào ống
eppendorf 2ml.
Bước 2: Bổ sung 800 l đệm rửa (Tris-HCl 100mM, EDTA 5mM, NaH2PO4
0,5%) vào ống eppendorf chứa mẫu, vortex tạo thành dịch đồng nhất. Ly tâm
12000 v/p trong 5 phút. Loại bỏ dịch nổi (lặp lại bước này 2 lần).
Bước 3: Bổ sung 800l đệm tách chiết (NaCl 1,5M, Tris-HCl 100mM, EDTA
20mM, CTAB 4%) wotex tạo thành hỗn hợp đồng nhất, ủ 1 giờ 30 phút ở 650C
thỉnh thoảng trộn đều. Lấy ra để nguội ở nhiệt độ phòng trong 5 phút.
Bước 4: Bổ sung 800l chloroform: isoamylalcohol (24:1), đảo đều tạo thành
dịch đồng nhất. Ly tâm 12000v/p trong 10 phút ở 40C, hút dịch nổi sang ống
eppendorf 1,5ml mới (lặp lại bước này 2 lần).
Bước 5: Bổ sung 1 lần thể tích isopropanol đảo đều để ở tủ -200C 1 giờ. Ly tâm
12000 v/p trong 15 phút ở 40C, loại bỏ dịch nổi thu kết tủa.
Bước 6: Rửa tủa bằng ethanol 70%. Ly tâm 12000 v/p trong 5 phút ở 40C.
Bước 7: Làm khô DNA ở nhiệt độ phòng. Hoà tan DNA trong 50-100 l TE.
Bước 8: Bổ sung 3l RNase (10mg/ml), ủ ở 370C trong 1 giờ.
Bước 9: Bổ sung 2 lần thể tích ethanol 100% (lạnh), đảo nhẹ để trong tủ -200C
trong 30 phút. Ly tâm 12000 v/p trong 5 phút ở 40C, loại bỏ dịch nổi thu tủa.
Bước 10: Rửa tủa bằng ethanol 70%. Ly tâm 12000 v/p trong 5 phút ở 40C.
Bước 11: Làm khô DNA ở nhiệt độ phòng. Hoà tan DNA trong 50-100 l TE.
DNA tổng số được kiểm tra độ sạch và hàm lượng DNA bằng đo quang phổ hấp
thụ bước sóng 260nm và 280nm kết hợp với điện di trên gel agarose 0,8%. Sau
đó pha loãng về nồng độ 10ng/l.
2.3.3.2 Thiết kế mồi
a. Mồi SSR: để phân tích đa dạng di truyền quần thể, 15 cặp mồi SSR đã được
tiến hành nghiên cứu, trong đó 9 cặp mồi cho kết quả tốt nhất đã được lựa chọn
và sử dụng trong phân tích (Bảng 2.3). Tham khảo từ Isagi et al., 2002;
Terauchi, 1994; Ujino et al., 1998 [25, 55, 58].
Bảng 2.3. Các cặp mồi SSR đã được sử dụng trong phân tích
Trình tự mồi xuôi và
F-CTTCCCTAAATTCCCCAATGTT
1
Dipt01
(AG)15
193
55oC
Isagi et al., 2002
R-TAATGGTGTGTGTACCAGGCAT
T T Lô cút Số lần lặp lại mồi ngược (5’ – 3’) Kích thước sản phẩm PCR Nhiệt độ bắt cặp Tài liệu tham khảo
F-ACAATGAAACTTGACCACCCAT
2
Dipt03
(GA)24
226
56oC
Isagi et al., 2002
R-CAAAAGGACATACCAGCCTAGC
F-TAGGGCATATTGCTTTCTCATC
3
Dipt04
(AG)15
214
55oC
Isagi et al., 2002
R-CTTATTGCAGTCATCAAGGGAA
F-TCTCAAAATCTGCAAAGACAGC
4
Dipt05
(GA)25
293
55oC
Isagi et al., 2002
R-CCATAGTCATCACCTCTAATGGTC
F-TGGCAAACAAGCTACTGTTCAT
5
Dipt06
(TA)8
258
55oC
Isagi et al., 2002
R-CATGGGTTTAGCAACCTACACA
F-CAGGAGGGGAATATGGAAAA
6
Dipt07
(AC)9
120
54oC
Isagi et al., 2002
R-AAGTCGTCATCTTTGGATTGC
F-ATGCTTACCACCAATGTGAATG
7
Dipt08
(GA)6
170
55oC
Terauchi, 1994
R-CTCGCAGCAGAACAACTTTCTA
F-ATGTC CATGT TTGAG TG
8
Shc07
169
54oC
Ujino et al., 1998
R-CATGG ACATA AGTGG AG
(CT)8CA(CT)5C ACCC(CTCA)3 CT(CA)10
F-ATCTG TTCTT CTACA AGCC
(CT)4TT
9
Shc11
166
54oC
Ujino et al., 1998
R-TTAGA ACTTG AGTCA GÂTC
(CT)5
b. Mồi cho khuếch đại gen matK: Các mồi được thiết kế dựa trên trình tự DNA
gen matK thuộc hệ gen lục lạp của loài Dipterocarpus palembanicus lấy từ ngân
hàng gen (mã số: AB295903). Các mồi được thiết kế dựa trên vùng bảo thủ,
nằm hai đầu của vùng gen nghiên cứu. Các mồi được thiết kế sao cho đạt được
mồi phổ biến, tức là có thể khuyếch đại phản ứng PCR trên nhiều loài khác nhau
thuộc các chi khác trong họ dầu, tuy nhiên ưu tiên cho các loài thuộc chi
Dipterocarpus. Trình tự mồi được thiết kế với sự trợ giúp của phần mềm thiết kế
mồi primerselect trong phần mềm DNASTAR. Trên cơ sở đó, nghiên cứu đã
thiết kế được 2 cặp mồi matK3 và matK5 cho việc thực hiện phản ứng PCR cây
họ Dầu (Bảng 2.4).
Bảng 2.4. Trình tự cặp mồi thiết kế để xác định trình tự nucleotide gen matK
Trình tự nucleotide
Ký hiệu mồi
Sản phẩm PCR
Thành phần GC
650 bp
matK3F matK3R
5’-GGGAAATTCCATTTTCCCTAC-3’ 5’-GGATGCCCTACTGCGTTACA-3’
Nhiệt độ nóng chảy 600C 620C
42,8% 55%
600 bp
matK5F matK5R
5’-TTATAGGGAAACAAAAAGCAACGAG-3’ 5’-CAGATGGATGGGATGAGGTATTAG-3’
680C 700C
36% 45,8%
Với sự kết hợp của 2 cặp mồi nêu trên có thể xác định được trình tự nucleotide
gen matK dài khoảng 1200bp cho các loài nghiên cứu.
2.3.3.3 PCR
a. PCR cho SSR. Thể tích mỗi phản ứng PCR là 25 µl, trong đó chứa các thành
phần gồm dung dịch đệm 1x PCR; 2,5mMgCl2, 2mM dNTPs; 0,5 pmol cho mỗi
mồi xuôi hoặc ngược; 50ng DNA tổng số và 0,5U Taq polymerase. Quá trình
nhân bản được tiến hành trên máy Gene amp PCR system 9700 theo chu trình
nhiệt sau: (1) Biến tính ban đầu: 940C trong 3 phút; (2) Biến tính: 940C trong 1
phút; (3) Bắt cặp: 54-560C tùy theo mỗi cặp mồi, trong 1 phút; (4) Kéo dài: 720C
trong 1 phút; (5) Lặp lại (2) đến (4): 40 chu kỳ; (6) Phản ứng kết thúc hoàn toàn:
720C trong 10 phút; (7) Giữ sản phẩm ở 40C.
b. PCR cho nhân bản gen matK. Phản ứng nhân gen được thực hiện trong thể
tích là 25µl với các thành phần gồm có: Master Mix Dream Taq Green 2X:
12,5l; MgCl2 25mM: 1l; Taq polymerase 5u/l: 0,5l; 10 ng/l DNA mẫu:
2l; primer 10pmol mỗi mồi xuôi hoặc ngược: 1,25l, H2Odeion: 7µl. Chu trình
nhiệt của mỗi phản ứng PCR: (1) 950C 3 phút, sau đó là 35 chu kỳ lặp lại: 950C
30 giây; 560C 1phút; 720C 1phút. Cuối cùng là 720C 10 phút để kết thúc phản
ứng và giữ mẫu ở 40C.
Phản ứng được thực hiện trên máy PCR system 9700.
2.3.3.4 Điện di
a. Điện di Gel Polyacrylamide. Điện di sản phẩm PCR trên gel Polyacrylamide
5% trong 40 ml dung dịch đệm 1xTAE, nhuộm bằng Ethidium bromide và chụp
ảnh trên máy soi gel của hãng CLEARVER.
Các bước tiến hành pha nông độ gel polyacrylamide như sau:
- Chuẩn bị dung dịch: 30% acrylamide (gồ m bis-acrylamide), 1x TBE, 10%
ammonium persulphate.
- Lau sạch hai tấm kính dù ng làm khuôn gel và miếng đêṃ bằng KOH/methanol hoặc ethanol. Xử lý bề mặt củ a hai tấm kính bằng dung dịch silicon để ngăn gel dính chặt vào hai tấm kính gây rách gel lúc lấy nó
ra khỏi khuôn sau khi điện di xong.
- Tính toán thể tích của các dung dịch dùng để tạo polyacrylamide gel trên
cơ sở kích thước tấm kính, độ dày của miếng đệm.
- Bổ sung 35µl TEMED vào mỗi 100 ml dung dịch tạo polyacrylamide gel, trộn hỗn hợp bằng cách vortex. Rót dung dịch tạo gel vào giữa hai tấm kính. Gắn nhanh lược vào, tránh bọt khí ở răng lược (giếng). Đỉnh củ a răng lược phải hơi cao hơn mép gel. Nếu cần, bổ sung một ít dung dịch tạo gel để làm đầy mép gel.
- Cho phép acrylamide polymer hó a trong khoảng 60 phút ở nhiệt độ trong
phòng, bổ sung thêm dung dịch tạo gel nếu thấy gel co vào nhiều.
- Sau khi polymer hó a hoàn toàn, rút lược cẩn thận, tháo băng dính ra khỏi đáy khuôn gel. Gắn khuôn gel vào buồng điện di và làm đầy buồng điện di bằng đệm 1x TBE, dùng pipette để phá các bọt khí ra khỏi đáy gel và
các giếng bằng đệm 1x TBE.
- Trộn các mẫu DNA vớ i một lượng thích hợp củ a đệm 6x gel-loading dye.
Đặt mẫu vào trong giếng bằng micropipette.
- Đưa bản gel vào bể điện di và chạy trong khoảng 20 phút. Soi gel dưới
đèn UV.
b. Điện di Gel Agarose. Điện di DNA trên gel Agarose là phương pháp sử dụng
trong cả phân tích định tính và định lượng mẫu DNA. Do đó, điện di Gel
Agarose luôn được sử dụng cho sản phẩm sau khi tách DNA tổng số và các sản
phẩm PCR. Gel được đổ trên một giá thể nằm ngang.
Cách pha Agarose 1%:
- Cho 0,4g agarose vào 40ml đệm TAE 1X hòa tan bằng cách đun hỗn hợp
trong lò vi sóng khoảng 1 phút.
- Khi gel nguội đạt khoảng 60ºC, bổ sung vào dung dịch gel 4µl EB (10
g/ml), lắc đều, đổ hỗn hợp gel – EB vào giá thể đã cắm sẵn các lược tạo
giếng phù hợp với số lượng mẫu.
- Để gel khô, khi gel đã khô, rút lược.
- Dùng pipet lấy 10µl mẫu, mix đều vơi 1µl mầu nhuộm điện di
(brommophenol blue + glycerol) (loading dye) trên giấy paraffin trước khi
tra vào giếng trên bản gel. Việc nhuộm màu điện di giúp ta nhận biết mẫu
và làm mẫu lắng xuống đáy giếng, tránh bị nổi lên khi cho vào bể điện di.
- Đưa bản gel vào bể điện di và chạy trong khoảng 20 phút ở 100v, 30A.
Soi gel dưới đèn UV. Các phân tử DNA sẽ bắt màu với EB trong gel
agarose sẽ hiện lên với các vạch màu dưới đèn UV.
2.3.3.5 Giải mã vùng gen
Đây là một trong những kỹ thuật sinh học phân tử quan trọng. Có hai
phương pháp xác định vị trí nucleotide của phân đoạn DNA khác nhau được
phát triển đồng thời, đó là phương pháp xác định trình tự của Sanger (Anh) [48]
và phương pháp phân hủy hóa học của Maxam và Gilbert (Mỹ) [41]. Cả hai
phương pháp đều cho phép đọc trình tự với độ dài vài kb trong thời gian ngắn
nhất.
Trong nghiên cứu này, việc đọc trình tự cả 2 chiều (xuôi và ngược) của
vùng gen matK được tiến hành theo phương pháp Sanger và được thực hiện bởi
công ty Macrogen, Hàn Quốc.
2.4 Phân tích số liệu
2.4.1 Đa dạng di truyền quần thể của loài Dầu nước
Đánh giá các thông số đa dạng di truyền quần thể của loài Dầu nước
(Dipterocarpus alatus) nghiên cứu: Tần số alen, số alen trung bình (A) cho mỗi
lô cút, hệ số gen dị hợp tử quan sát (Ho), hệ số gen dị hợp tử kỳ vọng (He), hệ số
tương đồng và hệ số khoảng cách di truyền giữa các quần thể được thực hiện
bằng phần mềm GenAIEx (Peakall và Smouse, 2006) [46]. Các hệ số thống kê F
(Fst, Fis) và dòng gen (Nm) giữa các quần thể cũng được thực hiện dựa trên phần
mềm FSTAT (Goudet, 2002) [21]. Việc kiểm định giả thiết sự cho các lô cút đa
hình và giữa các quần thể được thực hiện ở mức ý nghĩa p=0,05 và phân tích
AMOVA (variance components in the analysis of molecular variance) nhằm xác
định sự khác biệt di truyền giữa các quần thể nghiên cứu được phân tích trên
phần mềm Arlequin 3.1 (Excoffier et al., 2005) [17]. Mối quan hệ giữa các quần
thể trên cơ sở khoảng cách di truyền có được nhờ sử dụng phần mềm TFPGA
(Miller, 1997) [42].
2.4.2 Mối quan hệ di truyền của một số loài cây họ Dầu
So sánh sự khác nhau về vị trí các nucleotide giữa các cặp loài trên cơ sở
trình tự nucleotide của gene matK bằng phần mềm GenDoc 2.5 (Nicholas và
Nicholas, 1997) [44]. Kiểm tra và ghép nối các đoạn gen matK được thực hiện
bởi phần mềm ChromasPro (Technelysium Pty Ltd)
[http://www.technelysium.com.au/.ChromasPro.html]. Thành phần base (%)
vùng gen matK của các loài nghiên cứu, sự khác nhau giữa các cặp loài trên cơ
sở phân tích theo mô hình Kimura 2 tham số và sơ đồ hình cây mối quan hệ di
truyền theo hai phương pháp: NJ (Neighbour-Joining) và MP (Maximum
parsimony) được tiến hành trên phần mềm MEGA4 (Tamura et al., 2007) [53]
và Paup* (Swofford, 1993) [50].
CHƯƠNG 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Nơi sống, cấu trúc phân tầng rừng, hiện trạng quần thể Dầu nước ngoài
tự nhiên
3.1.1 Nơi sống và cấu trúc phân tầng rừng
3.1.1.1 VQG Cát Tiên, rừng Vĩnh Cửu và Khu Bảo tồn thiên nhiên - Văn
hóa Đồng Nai (tỉnh Đồng Nai).
VQG Cát Tiên: nằm ở tọa độ 11o20’50” đến 11o50’20” vĩ độ Bắc và
107o09’05” đến 107o35’20” kinh độ Đông. Phía Bắc và phía Tây giáp với tỉnh
Đắk Lắk và huyện Bù Đăng tỉnh Bình Phước. Phía Nam giáp với Khu quản lý
Bảo tồn Thiên nhiên và văn hóa Đồng Nai, phía Đông giáp với sông Đồng Nai
và các huyện Cát Tiên, Bảo Lộc. Về mặt địa hình, VQG Cát Tiên là vùng
chuyển tiếp từ các cao nguyên cực Nam Trung Bộ đến đồng bằng Nam Bộ.
VQG gồm 5 kiểu địa hình. Địa hình núi cao, sườn dốc với độ cao từ 200-600m
và độ dốc 15-20o, chiếm chủ yếu ở phía Bắc của VQG. Địa hình đồi núi trung
bình và sườn ít dốc với độ cao 200-300m, với độ dốc khoảng 15o và tập trung ở
phía Nam vườn. Kiểu địa hình đồi thấp bằng phẳng với độ cao 150 m, độ dốc 5-
7o tập trung ở phía Đông Nam vườn. Địa hình bậc thềm sông Đồng Nai chạy dài
từ ranh giới Đồng Nai - Sông Bé và chạy dọc sông Đồng Nai đến Tà Lài, với độ
cao 130m. Và cuối cùng, địa hình thềm suối xen kẽ với hồ đầm với độ cao dưới
130m. Về mặt thổ nhưỡng gồm bốn loại đất chính, đất Feralit phát triển trên đất
bazan, đất Feralit phát triển trên đá và cát, đất Feralit phát triển trên phù sa cổ và
đất phát triển trên đá sét. Khí hậu của vườn được xác định bởi nhiệt độ trung
bình năm 25,4oC, lượng mưa 2185mm và độ ẩm 83,6%. Vườn có hai mùa rõ rệt,
mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 và mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10. Lượng
mưa tập trung từ tháng 7 đến tháng 10, mỗi tháng mưa trên 300mm có ngày đạt
đến 245mm. VQG có nhiều suối lớn đổ ra sông Đồng Nai. Thảm thực vât ở
VQG gồm 5 kiểu rừng chính, bao gồm: rừng lá rộng thường xanh, rừng nửa
rụng lá, rừng tre nứa, rừng hỗn giao tre nứa và thảm thực vật đầm lầy.
Rừng phòng hộ Tân Phú: Nghiên cứu tiến hành khảo sát tại khu rừng ở
Tân Phú nằm ở vị trí 107o20’30” đến 107o27’30” kinh độ Đông và 11o02’32”
đến 11o10’33” vĩ độ Bắc, với phía Bắc giáp xã Gia Canh và Công ty mía đường
La Ngà, phía Nam giáp sông La Ngà (huyện Xuân Lộc), phía Đông giáp sông
La Ngà (Tỉnh Bình Thuận) và phía Tây giáp Công ty mía đường La Ngà. Về mặt
địa hình bao gồm đồi núi thấp, trung bình 70-150m, độ dốc không quá 10o.
Lượng mưa hàng năm khoảng 2500-2800mm, tập trung chủ yếu vào mùa mưa
từ tháng 4 đến tháng 10, nhiệt độ trung bình năm 27oC với độ ẩm 78%. Về thổ
nhưỡng gồm 5 loại đất chính như đất bazan trên vùng đồi thấp, đất bazan trên
đồi núi trung bình, đất phù sa cổ trên đồi thấp, đất phù sa cổ trên vùng bán bình
nguyên và đất hình thành trên sa thạch, phiến thạch vùng đồi trung bình. Thảm
thực vật đặc trưng bởi rừng nhiệt đới với các họ đặc trưng như họ Dầu
(Dipterocarpaceae), họ Đậu (Fabaceae), họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) và họ
Côm (Elaeocarpaceae). Rừng này thuộc rừng thứ sinh phục hồi sau khai thác
được chọn vào những năm 1980 và 1990.
Khu rừng Vĩnh Cửu (Khu Bảo tồn thiên nhiên và Văn hóa Đồng Nai):
nằm trên địa bàn xã Phú Lý, Mã Đà, Phú Cường, Phú Ngọc, La Ngà và Ngọc
Định (huyện Vĩnh Cửu, Đồng Nai). Xã Thanh Bình (Huyện Trảng Bom) xã Gia
Tân (Thống Nhất). Đây là khu rừng đặc dụng có diện tích tự nhiên lớn nhất
nước ta, với hệ sinh thái đặc trưng Đông Nam Bộ. Khu rừng này được thiết lập
năm 2004 trực thuộc Ủy ban nhân dân tỉnh Đồng Nai. Khu vực này có 3 di tích
lịch sử nổi tiếng là căn cứ Trung ương cục Đông Nam Bộ, căn cứ Khu ủy miền
Đông Nam Bộ và địa đạo Suối Linh. Về thảm thực vật, khu rừng này gồm các
kiểu rừng kín nửa rụng lá ẩm nhiệt đới, rừng kín rụng lá hơi ẩm nhiệt đới với các
loài cây họ Dầu như Dầu nước (Dipterocarpus alatus), Dầu mít (Dipterocarpus
costatus), Dầu song nàng (Dipterocarpus dyeri), Dầu lông (Dipterocarpus
intricatus), Sao đen (Hopea odorata) và một số loài khác như họ Bồ hòn
(Sapindaceae), họ Sim (Myrtaceae) và kiểu rừng kín thường xanh mưa nhiệt đới.
Cấu trúc phân tầng ở Đồng Nai:
Bên cạnh loài cây họ Dầu còn có nhiều loài cây gỗ mọc hỗn giao đa số
thuộc loài cây họ Đậu (Fabaceae) như Gõ đỏ (Afzelia xylocarpa), Cẩm lai
(Dalbergia oliveri), Giáng hương (Pterocarpus macrocarpus),... và các loài cây
gỗ thuộc các họ khác như họ Xoài (Anacardiaceae), họ Dâu tằm (Moraceae), họ
Bồ hòn (Sapindaceae), họ Tử vi (Lythraceae),... tạo thành rừng nhiều tầng tán,
độ đa dạng thực vật khá cao, cây phụ sinh phong phú, độ tán che 0,7 và là kiểu
rừng có cảnh sắc đa dạng phức tạp, tiêu biểu của kiểu rừng thường xanh ẩm
nhiệt đới. Cấu trúc phức tạp nhiều tầng được phân biệt thành 5 tầng, trong đó có
3 tầng cây gỗ lớn, 1 tầng cây bụi thấp, 1 tầng thảm tươi.
- Tầng vượt tán: Là tầng hình thành bởi những cây gỗ cao trên 40 m, gồm
các loài cây thuộc họ Dầu (Dipterocarpaceae), họ Dâu tằm (Moraceae), họ Đậu
(Fabaceae),... Tầng này có những cây thường xanh nhưng cũng có những cây
rụng lá trong mùa khô, là một tầng không liên tục.
- Tầng ưu thế sinh thái: Là tầng cây gỗ cao trung bình từ 20-30m, thân
thẳng, tán liên tục gồm nhiều cây của nhiều họ khác nhau, đa số là các cây
thường xanh như Trâm (Syzygium sp.), Trường (Pometia sp.), Re (Cinnamomum
sp.), Kơ nia (Irvingia malayana), Cám (Parinarium annamensis), Bình linh
(Vitex pubescens), Gáo vàng (Nauclea orientalis),... Tầng ưu thế sinh thái tuy
không có cây gỗ to và cao như tầng vượt tán nhưng số lượng cây khá tập trung
và có nhiều cây thuộc lớp kế cận cho tầng trên tham gia vào trữ lượng ổn định
lâu dài và liên tục của rừng.
- Tầng dưới tán: gồm những cây mọc rải rác dưới tán rừng, có chiều cao
trên dưới 15m, đường kính nhỏ hơn, tạo thành lớp tán không liên tục và mỏng.
Tổ thành loài cây trong tầng này gồm những loài thuộc các họ thực vật có giá trị
kinh tế thấp như: Bứa (Clusiaceae), Máu chó (Myristicaceae), Thầu dầu
(Euphorbiaceae), Thị (Ebenaceae).
- Tầng cây bụi: gồm những cây mọc rải rác, thấp nhỏ, cao từ 2-8m, thuộc
các họ Cà phê (Rubiaceae), Trúc đào (Apocynaceae) và một số loài cây thuộc họ
Cau dừa (Arecaceae) như: Cau rừng (Areca triandra), Song mây
(Daemonoropes draco),... và đôi khi có Tre lồ ô (Bambusa balcooa) thuộc họ
Hòa thảo (Poaceae) mọc xen rải rác.
- Tầng thảm tươi: là tầng cuối cùng thấp nhất, gồm những loài thực vật như
cỏ Quyết, Sẹ (Alpinia globosa), Sa nhân (Amomum sp.), Dương xỉ,... cao không
quá 2m, thường làm cây chỉ thị cho hoàn cảnh môi trường rừng.
Trong rừng còn có nhiều dây leo thuộc họ Đậu (Fabaceae), họ Na
(Annonaceae),... cùng với một số cây phụ sinh như Quyết tổ diều, Phong lan,...
Thể hiện rõ rệt nhất ở VQG Cát Tiên và lâm trường Tân Phú với đặc trưng là
rừng cây họ Dầu (Dipterocarpaceae) có diện tích lớn. Các loài cây họ Dầu chiếm
tỷ lệ cao hoặc có ưu thế tuyệt đối trong tổ thành loài cây như Dầu song nàng
(Dipterocarpus dyeri), Dầu nước (Dipterocarpus alatus), Sao đen (Hopea
odorata), Chò chai (Shorea guiso), Vên vên (Anisoptera costata),... Chúng
thường mọc thành cụm hoặc không liên tục, chiếm ưu thế ở tầng vượt tán, đôi
khi mọc tập trung thuần loại thường được gọi là “lán dầu”.
3.1.1.2 VQG Bù Gia Mập (Bình Phước)
VQG Bù Gia Mập: được thành lập năm 2003 với diện tích 26.032ha, trong
đó khu bảo vệ nghiêm ngặt là 18.100ha. Tọa độ 12o08’ đến 12o17’ vĩ độ Bắc và
107o03’ đến 107o14’ kinh độ Đông. Về mặt địa hình VQG Bù Gia Mập thuộc
vùng đất thấp phía Nam Việt Nam, có đỉnh cao nhất 700 m. VQG gồm các kiểu
rừng như rừng kín rụng lá ẩm nhiệt đới và rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt
đới.
Cấu trúc rừng tại VQG Bù Gia Mập:
- Tầng ưu thế sinh thái: ở các diện tích rừng phân bố ở độ cao từ 300-500m
so với mực nước biển, với hiện trạng rừng IIIA3. Ở trạng thái rừng này, không
có tầng vượt tán, mà chỉ có một số loài chiếm ưu thế sinh thái. Dầu nước
(Dipterocarpus alatus) chiếm 6,85% số cá thể cây gỗ, cùng với một số loài khác
chiếm ưu thế sinh thái như Kơ nia (Irvingia malayana) (7,33%), Sao đen
(Hopea odorata) (7,06%), Bằng lăng ổi (Lagerstroemia calyculata) (6,19%),
Săng mây (Sageraea elliptica) (4,18%), Trâm trắng (Syzygium chanlos)
(4,09%). Dầu mít (Dipterocarpus costatus) cũng có xuất hiện trong vùng này
nhưng số lượng ít, mọc rải rác không tập trung thành quần thể. Dầu nước
(Dipterocarpus alatus) thường mọc sườn tây các ngọn núi, đôi khi tập trung
thành những quần thể nhưng không lớn. Kơ nia, Sao đen, Bằng lăng ổi, Săng
mây, Trâm trắng cũng tập trung thành những quần thể nhỏ, hay đan xen lẫn
nhau. Ngoài các cây chiếm ưu thế sinh thái như trên, còn một số loài cây gỗ
khác có trong vùng này có số cá thể nhỏ (không đến 4%) như Bình linh (Vitex
pubescens), Dẻ (Lithocarpus sp.), Chò chai (Shorea guiso), Chiêu liêu ổi
(Terminalia corticosa), Máu chó (Knema lenta), Cẩm lai (Dalbergia oliveri).
- Tầng cây gỗ trung bình: bao gồm các loài cây như Cóc rừng (Spondias
pinnata) và Mít rừng (Artocarpus chaplasha), Còng trắng (Calophyllum
soulatri), Ràng ràng xanh (Ormosia pinnata), Tai chua (Garcinia cowa) và
Chàm ron (Colona evecta), Chẹo (Engelhardia spicata), Quao núi
(Stereospermum neuranthum), Gáo vàng (Nauclea orientalis), Re
(Cinnamomum obtusifolium), Cà ổi (Castanopsis indica), Cà chắc (Shorea
obtusa), Căng hai hột (Canthium dicoccum), Dung (Symplocos cochinchinensis),
Quắn hoa (Helicia sp.), Mò cua (Alstonia scholari), Sơn (Melanorrhoea sp.),
Sòi tía (Sapium discolor), Ươi (Scaphium macropodium), Cò ke (Grewia
eriocarpa Juss.), Cơm nguội (Mitrella mesnyi), Mít nài (Artocarpus rigida),
Sầm (Memecylon sp.), Cám (Parinari annamensis), Đỏm lông (Bridelia
monoica), Vàng tâm (Manglietia conifera), Săng máu (Horsfieldia amygdalina),
Trường (Xerospermum noronhinum), Gội (Aglaia sp.), Ngát (Gironniera
subequalis), Quế bời lời (Cinnamomum polyadelphum), Bời lời vàng (Litsea
pierrei), Kháo (Phoebe pallida), Chiếc tam lang (Barringtonia marostachya),
Lòng mang lá nhỏ (Pterospermum grewiaefolium), Bứa (Garcinia fusca), Cuống
vàng (Gonocaryum lobbianum), Dâu (Baccaurea sapida), Chôm chôm
(Nephelium hypoleucum), Lim vàng (Peltophorum dasyrrachis).
- Tầng cây gỗ nhỏ, cây bụi và các loại cây thân thảo: Trong tầng này, các
taxon có số lượng lớn nhất so với các tầng trên. Các loài cây ở tầng này bao
gồm: Bời lời vàng (Litsea pierrei), Cà chắc (Shorea obtusa), Cà ổi (Castanopsis
indica), Cám (Parinari annamensis), Căng hai hột (Canthium dicoccum), Chiếc
tam lang (Barringtonia marostachya), Cò ke (Grewia eriocarpa Juss.), Máu chó
(Knema lenta), Cương (Scleria sp.), Tiểu sim (Rhodamnia dumetorum), Trai
mồng (Cyanotis cristata), Kim cang (Smilax sp.), Dây chiều (Tetracera
scandens), Găng gai cong (Oxyceros horridus), Hà thủ ô (Streptocaulon
juventas), Cúc chỉ thiên (Elephantopus scaber), Vàng nghệ (Garcinia
gaudichaudii), Tiểu quả (Toxocarpus wightianus), Cơm nguội (Mitrella mesnyi),
Đỏm lông (Bridelia monoica), Lốp bốp (Connarus cochinchinensis), Giác đế
(Goniothalamus gabriacianus), Xà thảo nhật (Ophiopogon japonicus), Trầu bà
(Scindapsus officinalis), Vảy ốc (Diospyros buxifolia), Cơm rượu (Glycosmis
pentaphylla), Cám (Parinari annamensis), Bưởi bung (Acronychia
pedunculata), Sầm lam (Memecylon caeruleum)…
Trong cấu trúc phân tầng tại các trạng thái rừng của VQG Bù Gia Mập,
Dầu nước không phải là thành phần chiếm ưu thế tuyệt đối, mà chỉ là một trong
các nhóm ưu thế sinh thái. Tùy theo địa hình mà Dầu nước có mật độ tập trung
nhiều hay ít.
3.1.1.3 VQG Lò Gò - Xa Mát (Tân Biên, Tây Ninh)
VQG Lò Gò – Xa Mát được thành lập năm 2001 của Ủy ban nhân dân tỉnh
Tây Ninh. Về vị trí địa lý, phía Bắc giáp với biên giới Việt Nam – Campuchia.
Đông giáp đường ranh giới Lâm nông trường Tân Lập, Tân Bình và phía Nam
giáp với Lâm nông trường Hòa Hiệp và Tây giáp với sông Vàm Cỏ Đông. Tọa
độ địa lý là 105o57’ đến 106o04’ kinh độ Đông và 11o02’ đến 11o47’ vĩ độ Bắc,
độ cao trung bình 13m so với mặt biển và độ dốc dưới 5o. Khu vực này có nhiều
chỗ ngập nước vào mùa mưa. VQG có diện tích khoảng 800ha chủ yếu là rừng
phục hồi sau khai thác gỗ, có trữ lượng gỗ thấp. Về cấu trúc thảm thực vật, rừng
nhiều tầng.
Cấu trúc phân tầng rừng:
- Tầng tán: Chiều cao các loài cây trong tầng cao nhất có thể đạt trung bình
đến 20-25m bao gồm các loài như Kơ nia (Irvingia malayana), Trám (Canarium
sp.), các loài da sung Ficus spp. (Moraceae), Dầu Dipterocarpus spp.
(Dipterocarpaceae). Trên tầng đất Feralit nông và mỏng, Dầu trà beng
(Dipterocarpus obtusifolius) hình thành như một tầng tán thưa.
- Tầng cây bụi: gồm các loài cây thấp hơn bao gồm các loài có chiều cao
trung bình hay cây bụi như: Cơm nguội (Mitrella mesnyi), Quả dẹt
(Hymenocardia punctata) (Euphorbiaceae), Bằng lăng Lagerstroemia sp.
(Lythraceae), Memecylon sp. (Melastomataceae), Bưởi bung (Acronychia
pedunculata) (Rutaceae) và một số cây nhỏ như Đùng đình Caryota sp., Kè
Livistona sp. (Arecaceae). Dây leo trong khu vực này nhìn chung không đa
dạng, tầng cây bụi nhiều nơi vắng hay thưa thớt, các loài phụ sinh hiếm, gần như
không gặp và đa phần là các loài Dương xỉ thuộc các chi Drynaria, Platycerium,
Polypodium, họ Thiên lý (Asclepiadaceae): Dischidia, Hoya và rất ít đại diện
của họ Lan (Orchidaceae) như chi Dendrobium, Oberonia, Otochilus.
- Tầng thảm cỏ đa niên bao gồm các loài thuộc họ Poaceae, Fabaceae và
Asteraceae, chúng có chiều cao trung bình 1-1,5m. Trên đất ngập nước còn tìm
thấy loài Pseudopogonantherum, mọc xen kẽ với Cỏ tranh (Imperata
cylindrica), Heteropogon contortus, Themeda triandra và Alloteropsis
semialata.
Gần như các loài cây gỗ trong kiểu rừng ở Lò Gò - Xa Mát là loài rụng lá,
quá trình rụng lá chủ yếu do thiếu nước trong mùa khô hơn là do quang chu kỳ
(photoperiod). Tùy theo loài, quá trình rụng lá có khác nhau nếu loài Shorea
roxbughii rụng lá vào khoảng tháng 12 trong đầu mùa khô và sau đó lá non sẽ
hình thành vào tháng giêng sau đó. Nhưng loài Dầu trà beng (Dipterocarpus
obtusifolius) lại thay lá dần dần trong suốt mùa khô và rất ít khi bị trơ cành.
Trong khi các cây con của loài này lại không rụng lá như các cây bố mẹ. Hoa
Dầu trà beng xuất hiện tương đối sớm, thường vào cuối mùa khô. Một đặc điểm
khá phổ biến cho các loài họ Dầu trong kiểu rừng này là lớp vỏ cây dày dễ bong
ra và khả năng tái sinh bằng chồi do khả năng thích ứng với lửa rừng thường
xuyên xảy ra tại kiểu rừng này.
Một số loài họ Dầu thường gặp trong kiểu rừng này là: Dầu trà beng
(Dipterocarpus obtusifolius), Dầu nước (D. alatus), Dầu mít (D. costatus), Dầu
lông (D. intricatus), Sến (Shorea roxburghii), Cẩm liên (Shorea siamensis), và
các loài cây gỗ phổ biến khác: Vừng (Careya arborea), Chiêu liêu xanh
(Terminalia chebula), Chiêu liêu ổi (Terminalia corticosa). Trong đó Dầu nước
có thành phần không lớn, mọc hỗn giao với các loài cây họ Dầu và một số loài
cây gỗ khác.
3.1.1.4 Khu Bảo tồn Thiên nhiên Bình Châu-Phước Bửu và VQG Côn Đảo
(Bà Rịa-Vũng Tàu)
Khu bảo tồn Bình Châu - Phước Bửu là khu rừng ven biển nằm trên địa
giới của các xã Bình Châu, Bưng Riềng, Bông Trang, Phước Thuận và Phước
Bửu. Khu Bảo tồn tiếp giáp với các xã như Hòa Hội, Hòa Hiệp và Xuyên Mộc.
Tọa độ địa lý, từ 10o27’57” đến 10o37’46” vĩ độ Bắc và 107o24’31” đến
107o36’07” kinh độ Đông. Khu vực này tương đối bằng phẳng, tuy nhiên ở phía
Tây có vài đồi cao từ 100-150m. Nhiệt độ trung bình năm là 25,8oC, lượng mưa
hàng năm là 1397mm tập trung vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10. Độ ẩm là
85,2%. Về thổ nhưỡng, khu bảo tồn gồm các kiểu đất chính được hình thành từ
đá macma, đá bazan, trầm tích và phù sa cổ. Thảm thực vật ở đây nghèo.
VQG Côn Đảo có diện tích trên đảo trên 6000ha và mặt nước khoảng
9000ha, tọa độ từ 8o34’ đến 8o49’ vĩ độ Bắc và từ 106o31’ đến 106o45’ kinh độ
Đông. Thảm thực vật trên đảo phong phú đa dạng với khoảng 882 loài thực vật
bậc cao thuộc 562 chi (161 họ). Rừng ở đây cũng bị suy giảm liên quan đến hoạt
động của con người.
Cấu trúc phân tầng rừng tại Bà Rịa – Vũng Tàu:
- Tầng vượt tán: Với ưu thế thuộc về các cây họ Dầu (Dipterocarpaceae),
trong đó Dầu cát (Dipterocarpus condorensis) tập trung thành những quần thể
lớn, tập trung. Các loài cây gỗ trong tầng này bao gồm: Sến (Shorea roxburghii),
Dầu nước (Dipterocarpus alatus), Dầu mít (Dipterocarpus costatus), Thị đen
(Diospyros nhatrangensis), Sao đen (Hopea odorata), Sơn đào (Melanorrhoea
usitata), Trâm bột (Syzygium tinctorium), Kơ nia (Irvingia malayana), Cáp gai
(Capparis micrantha), Vên vên (Anisoptera costata), Máu chó (Knema lenta),
Vừng (Careya sphaerica), Trám lá đỏ (Canarium subulatum), Cám (Parinari
annamensis),… Số cá thể Dầu nước và Dầu mít so với Dầu cát kém hơn trong
tầng vượt tán và không tập trung thành quần thể lớn như Dầu cát.
- Tầng ưu thế sinh thái: Tầng này có số lượng taxon nhiều hơn hẳn so với
tầng cao nhất tính theo đường kính ngang ngực từ 5cm đến 20cm, chiều cao cây
từ 15-25m. Ở tầng này, Dầu cát vẫn chiếm ưu thế nhưng số lượng cá thể đã giảm
nhiều so với tầng trên. Thành phần cây gỗ chủ yếu trong tầng này gồm các loài:
Dầu nước (Dipterocarpus alatus), Dầu mít (Dipterocarpus costatus), Sơn đào
(Melanorrhoea usitata), Vàng nghệ (Garcinia gaudichaudii), Thị đen
(Diospyros nhatrangensis), Sến (Shorea roxburghii), Bưởi bung (Acronychia
pedunculata), Viết (Madhuca floribunda), Kơ nia (Irvingia malayana), Trạch
quạch (Adenanthera pavonina), Cơm nguội (Mitrella mesnyi), Trâm bột
(Syzygium tinctorium), Lành ngạnh (Cratoxylon formosum), Lương xương
(Anneslea fragrans), Cám (Parinari annamensis), Sổ trai (Dillenia ovata), Máu
chó (Knema lenta), Cáp gai (Capparis micrantha), Mai vàng (Ochna
integerrima), Sầm lam (Memecylon caeruleum), Me rừng (Phyllanthus emblica),
Thị dé (Diospyros castanea), Bình linh (Vitex pubescens), Trường
(Xerospermum noronhianum), Chiêu liêu ổi (Terminalia corticosa), Săng mã
(Carallia brachiata). Trong tầng này, Dầu nước và Dầu mít chiếm ưu thế hơn so
với Dầu cát.
- Tầng cây tái sinh và cây bụi: Các cây trong tầng này có chiều cao ngang
ngực dưới 5cm và cao hơn 1,5m. Tầng này gồm các loài: Thị dé (Diospyros
castanea), Vàng nghệ (Garcinia gaudichaudii), Mai vàng (Ochna integerrima),
Trạch quạch (Adenanthera pavonina), Găng gai cong (Oxyceros horridus), Cò
ke (Grewia eriocarpa Juss.), Cồng (Calophyllum dryobalanoides), Găng
(Pavetta geoffrayi), Kơ nia (Irvingia malayana), Viết (Madhuca floribunda),
Sến (Shorea roxburghii), Máu chó (Knema lenta), Thị đen (Diospyros
nhatrangensis), Lành ngạnh (Cratoxylon formosum), Sầm lam (Memecylon
caeruleum), Sầm (Memecylon edule), Trường (Xerospermum noronhianum),
Găng néo (Manilkara hexandra), Bá bệnh (Eurycoma longifolia), Bứa (Garcinia
sp.), Sơn cam (Cansjera rheedii), Sổ (Dillenia ovata), Vảy ốc (Diospyros
buxifolia), Cơm nguội (Mitrella mesnyi), Xoài rừng (Mangifera sp.), Cơm rượu
(Glycosmis pentaphylla), Cô ca (Erythroxylum novagranatense), Trâm bột
(Syzygium tinctorium), Lốp bốp (Connarus cochinchinensis), Bưởi bung
(Acronychia pedunculata), Trường (Xerospermum noronhianum).
- Tầng thảm tươi và các loại cây thân thảo: Trong tầng này, các taxon có số
lượng lớn nhất so với 3 tầng trên. Các loài cây ở tầng này bao gồm: Cương
(Scleria sp.), Mai vàng (Ochna integerrima), Tiểu sim (Rhodamnia dumetorum),
Bá bệnh (Eurycoma longifolia), Trai mồng (Cyanotis cristata), Kim cang
(Smilax sp.), Dây chiều (Tetracera scandens), Găng gai cong (Oxyceros
horridus), Hà thủ ô (Streptocaulon juventas), Sến (Shorea roxburghii), Cúc chỉ
thiên (Elephantopus scaber), Vàng nghệ (Garcinia gaudichaudii), Tiểu quả
(Toxocarpus wightianus), Cơm nguội (Mitrella mesnyi), Đỏm lông (Bridelia
monoica), Lốp bốp (Connarus cochinchinensis), Giác đế (Goniothalamus
gabriacianus), Khoai mài (Dioscorea cf. brevipetiolata), Xà thảo nhật
(Ophiopogon japonicus), Trầu bà (Scindapsus officinalis), Lành ngạnh nam bộ
(Cratoxylon cochinchinensis), Củ rối (Leea rubra), Vảy ốc (Diospyros
buxifolia), Cơm rượu (Glycosmis pentaphylla), Cám (Parinari annamensis),
Sầm lam (Memecylon caeruleum).
Cấu trúc phân tầng của các loài cây trong rừng Dầu phân biệt khá rõ rệt,
nhưng có những loài có thể xuất hiện ở các tầng khác nhau, nhưng số này không
nhiều vì phụ thuộc vào độ tuổi phát triển.
3.1.1.5 VQG Yok Đôn (huyện Buôn Đôn, tỉnh Đắk Lắk)
VQG Yok Đôn nằm ở tọa độ 12o45’ đến 13o10’ vĩ độ Bắc và 107o29’ đến
107o48’ kinh độ Đông, gồm 7 xã: xã Ea Pô và Đăk Wil (huyện Cư Jút của tỉnh
Đăk Nông); xã Ea Bung, Chư M’Lan (huyện Ea Soup của tỉnh Đăk Lăk); Krông
Na, Ea Huar, Ea Wer (huyên Buôn Đôn của tỉnh Đăk Lăk), cách thành phố Buôn
Mê Thuột khoảng 40km về phía Tây Bắc theo tỉnh lộ 681. Về mặt ranh giới,
phía Bắc giáp xã Ea Bung và Cư M’lan của huyện Ea Soup, phía Đông giáp tỉnh
lộ 1A và sông Srêpôk (Đăk Krông) của huyện Buôn Đôn, phía Tây giáp nước
Campuchia và phía Nam giáp Ea Pô và Đăk Wil của huyện Cư Jút. Yok Đôn
nằm trên cao nguyên thấp kéo dài từ Campuchia sang phía Bắc tỉnh Đắk Lắk và
phía Nam tỉnh Gia Lai, với độ cao khoảng 200m. VQG Yok Đôn nằm trên bán
bình nguyên Ea Soup, đây là bề mặt bóc mòn, san phẳng tạo nên địa hình khá
bằng phẳng, đồi lượn sóng nhẹ với độ cao trung bình 200-300m. Địa hình
nghiêng dần từ phía Đông (400-500m) sang phía Tây (độ cao chỉ còn khoảng
140m), nơi sông Srêpôk chảy vào Campuchia. Trong vườn có 3 loại địa hình
M’lan cao 502m, núi Yok Đôn cao 482m, núi Yok Đa cao 466m. Địa hình chia cắt
tương đối mạnh, độ dốc trung bình từ 15o–20o; Địa hình đồi: dạng địa hình cơ bản và
chiếm diện tích lớn nhất của vườn. Được tạo bởi các dãy đồi lượn sóng xen kẽ với đồi
sót. Đây là vùng chuyển tiếp giữa địa hình núi thấp với vùng bằng. Mức độ chia cắt
không lớn; độ dốc trung bình từ 70-100%; Địa hình bằng phẳng: nằm ở những nơi
trũng, ven các sông, suối có độ dốc bình quân từ 50-70%. Địa hình bằng phẳng, hầu
như không bị chia cắt. VQG Yok Đôn được tách đôi bởi sông Srêpôk. Trong vườn
chính sau: Địa hình núi thấp: những núi còn sót lại có độ cao không lớn, núi Chư
có rất nhiều hồ nước. Về địa chất và thành phần thạch học, trong khu vực chủ
yếu cát bột kết, phiến sét hệ tầng Buôn Đôn và một phần đá bazan phân bố ở
phía Đông của vùng. Đá mẹ cấu tạo nên nền địa chất của VQG chủ yếu là cát
bột kết. Cùng với sự phân hoá sâu sắc của chế độ mùn, nền nhiệt nóng ẩm là
những yếu tố quyết định và ảnh hưởng đến sự hình thành, phát triển của các lớp
đất ở đây. Những quá trình hình thành nên các loại đất trong VQG gồm một số
quá trình như Feralit, tích tụ và rửa trôi. Do đặc điểm địa hình hạ thấp bao quanh
là những vùng cao làm cho khí hậu của khu vực Yok Đôn trở nên rất khô và
nóng hơn so với các khu vực khác. Khí hậu khu vực mang đặc trưng gió mùa
nhiệt đới cao nguyên có 2 mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô. Mùa mưa từ tháng
5 đến tháng 11 với lượng mưa chiếm khoảng 76% tổng lượng mưa cả năm, mùa
khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Lượng mưa trung bình năm ở khu vực
Yok Đôn (khoảng 1400-1600mm) thấp hơn so với các khu vực khác; tháng có
lượng mưa cao nhất là tháng 6 (lượng mưa trung bình khoảng 280mm); tháng
thấp nhất là tháng 1 (0mm). Lượng bốc hơi trong khu vực xấp xỉ lượng mưa
trung bình năm. Vì lượng mưa vào mùa khô rất thấp, hầu như không có mưa,
đồng thời lượng bốc hơi lại cao, nên khu vực này thường có mùa khô, nóng kéo
dài. Đây cũng là thời điểm rất dễ xảy ra cháy rừng.
Các kiểu rừng tại VQG Yok Đôn:
Do điều kiện khí hậu, địa hình đất đai khu vực và những tác động của con người
trong nhiều năm nên thảm thực vật rừng của Yok Đôn có nhiều đặc trưng và khá
phong phú:
- Kiểu rừng thưa rụng lá cây họ Dầu: Kiểu này còn gọi là rừng Khộp có
diện tích rất lớn (chiếm 96% diện tích của vườn), các loài cây ưu thế như Dầu
đồng (Dipterocarpaceae tuberculatus), Dầu trà beng (Dipterocarpaceae
obtusifolius), Dầu lông (Dipterocarpaceae intricatus), Cẩm liên (Shorea
siamensis), Chiêu liêu (Terminalia tomentosa) và một số loài cây khác. Loài ưu
thế nhất là Dầu đồng và Dầu trà beng. Ở những diện tích rừng Khộp đã bị tác
động mạnh, hai loài này tái sinh rất tốt, tạo nên những quần thể hầu như thuần
loài cây non Dầu đồng hay Dầu trà beng. Rừng Khộp có đặc trưng là chỉ có một
tầng cây gỗ chính gồm một số loài cây họ Dầu và một số loài cây thuộc họ Xoan
(Meliaceae), họ Đậu (Fabaceae), họ Re (Lauraceae). Tầng dưới gồm các cây bụi
thuộc họ Cà phê (Rubiaceae), họ Thầu dầu (Euphorbiaceae). Tầng thảm tươi có
nhiều loài thuộc họ Hòa thảo (Poaceae) và Cỏ quyết ngành dương xỉ
(Polupodiophyta).
- Kiểu rừng kín thường xanh mưa mùa nhiệt đới: Kiểu rừng thường xanh có
diện tích nhỏ và phân bố ở những núi thấp như Yok Don, Yok Đa, Chư Minh.
Những loài ưu thế thuộc các họ Giẻ (Fagaceae), họ Đậu (Fabaceae), họ Thị
(Ebenaceae), họ Re (Lauraceae), họ Xoan (Meliceae), họ Dâu tằm (Moraceae),
họ Cà phê (Rubiaceae). Ở tầng cây bụi thảm tươi là những loài cây thuộc họ
Hòa Thảo (Poaceae) và Quyết thực vật. Trong rừng thường xanh có nhiều loài
gỗ quý như Gõ Cà te (Afzelia xylocarpa), Trắc mật (Dalberga cochinchinensis),
Giáng hương (Ptero carpus macrocarpus), Cẩm lai vú (Dalbergia mammosa).
Đây là sinh cảnh thích hợp cho nhiều loài động vật hoang dã, nhất là các loài thú
lớn như Voi, Bò rừng, Hổ, Gấu,..
- Kiểu rừng kín cây lá rộng nửa rụng lá mưa mùa nhiệt đới: Trong kiểu
rừng này xuất hiện rải rác cây họ Dầu đại diện là Dầu nước (Dipterocarpus
alatus), các loài cây ưu thế họ Bàng (Combretaceae), họ Tử vi (Lythraceae). Ở
khu vực ven sông suối có thuần loại cây Bằng lăng (Lagerstroemia calyculota).
Trong rừng kín nửa rụng lá, loài cây thường xanh ưu thế thuộc các họ Đậu
(Fabaceae), họ Xoan (Meliaceae), họ Dâu tằm (Moraceae), họ Cà phê
(Rubiaceae). Tầng cây bụi thảm tươi gồm Cỏ quyết và Le vòng (Oxytenanthera
sp.) mọc dày và cao dưới 5m. Loài Le vòng phát triển mạnh trong mùa mưa, đặc
biệt dọc theo các suối và hai bên bờ sông Srêpôk.
- Kiểu phụ thứ sinh rừng tre nứa, hỗn giao gỗ nứa: Kiểu này phân bố dọc
theo các sông, suối, hình thành sau nương rẫy và sau khai thác rừng dọc phía tả
ngạn Sông Srêpôk, Đăk Na, quanh hồ Đăk Minh, Đăk Ken, Đăk Lau. Những cây
gỗ tiên phong tái sinh thuộc họ Bàng (Combretaceae), họ Sau sau
(Hamamelidaceae), họ Bồ hòn (Sapindaceae). Họ phụ tre nứa (Bambusea) có
nhiều loài (tre, trúc, và lồ ô) phát triển mạnh. Trong kiểu rừng này còn có mặt
của loài Tuế lá xẻ, Địa liền và một số loài thuộc họ Gừng (Zingiberaceae).
- Trảng cây bụi và trảng cỏ: Ngoài những kiểu rừng chính trên, trong VQG
còn có những trảng cây bụi, trảng cỏ hình thành sau quá trình làm nương rẫy của
đồng bào. Để ổn định cuộc sống cho người dân sống ở buôn Drăng Phôk, nơi
đây đang dần hình thành các diện tích trồng sắn, ngô, khoai và đặc biệt là gần
100ha ruộng lúa nước. Trảng cây bụi thấp và trảng cỏ có diện tích nhỏ, phân bố
rải rác trên một số tiểu khu và sát với vùng dân cư, nơi có địa hình bằng phẳng,
thấp và một số khu vực đọng nước vào mùa khô. Trảng cây bụi thấp và trảng cỏ
thường là nguồn nhiên liệu dễ bị cháy vào mùa khô.
Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra khu rừng khộp Yok Đôn gồm có 15 loài cây
họ Dầu: Vên vên (Anisoptera costata), Dầu nước (D. alatus), Dầu lông (D.
intricatus), Dầu trà beng (D. obtusifolius), Dầu đồng (D. tuberculatus), Dầu con
quay (D. turbinatus), Dầu mít (D. costatus), Sao hải nam (Hopea hainamensis),
Sao đen (H. odorata), Kiền kiền (H. siamensis), Cà chít (Shorea obtusa), Sến (S.
roxburghii), Cẩm liên (S. siamensis), Táu nước (Vatica af. Diospyroides) và Táu
ruồi (V. odorata).
3.1.1.6 Khu bảo tồn thiên nhiên Krông - Trai (Phú Yên)
Khu bảo tồn thiên nhiên Krông – Trai, huyện Sơn Hòa, tỉnh Phú Yên,
cách thành phố Tuy Hòa 80km theo trục đường quốc lộ 25. Tổng diện tích tự
nhiên 13.775ha, phân bố trên địa bản 6 xã: Cà Lùi, Ea Chà Rang, Krông Trai,
Krông Pa, Suối Bạc, Suối Trai. Phía Bắc giáp ranh giới tỉnh Gia Lai. Phía Tây
Nam giáp sông Ba và phía Đông giáp khu đất sản xuất nông nghiệp.
Các kiểu thảm thực vật tại Khu bảo tồn thiên nhiên Krông – Trai:
Đây là nơi có những hệ sinh thái chuyển tiếp giữa vùng Đông và Tây dãy
Trường Sơn, nên thảm thực vật rừng của Krông Trai khá phong phú, ghi nhận
được các kiểu thảm thực vật rừng khác nhau, bao gồm: Rừng kín thường xanh
mưa ẩm nhiệt đới; Rừng kín nửa rụng lá hơi ẩm nhiệt đới; Rừng trồng; Trảng
cây bụi; Trảng cỏ. Hệ thực vật tại Khu bảo tồn Krông Trai đã thống kê được 151
họ với 983 loài, 587 chi thuộc 5 ngành, lớp thực vật. Trong đó có một số loài
đang bị đe dọa như Trầm hương (Aquilaria crassna), Cẩm lai Bà Rịa (Dalbergia
bariensis), Trắc Nam Bộ (D. cochinchinensis), Trắc Trung Bộ (D. annamensis),
Dầu nước (D. alatus) hay Chai lá cong (Shorea falcata Vidal). Ngoài ra, trong
khu vực còn có một số loài thực vật khác như các loài song mây, cây thuốc.
3.1.1.7 Cấu trúc tuổi quần thể của loài Dầu nước:
Tỉ lệ phần trăm
Quần thể
Số mẫu
Tái sinh
≤10 cm
11 - 20 cm
21 - 40 cm
> 40 cm
12,5
18,75
21,87
46,88
Mã Đà
32
-
(4: 0,5)
(6: 2-9)
(7: 11-20)
(15: 21-37)
21,74
21,74
43,47
13,05
Đảo Tiên
23
-
(5:0,5-1,5)
(5:2-10)
(10: 21-35)
(3: 40)
19,35
9,67
9,67
48,38
12,93
Tân Phú
31
(6:0,5-1,2)
(3: 5-10)
(3: 15-20)
(15: 35-40)
(4:45-50)
18,52
7,4
37,04
37,04
Núi Tượng
27
-
(5: 0,7-1,8
(2:5)
(10:11-13,2)
(10: 22-30)
15,15
15,15
30,3
39,4
Bù Gia Mập
33
-
(5: 1-2)
(5: 2-9)
(10: 12-18)
(13: 27-38)
10,34
20,68
34,49
34,49
Côn Đảo
29
-
(3: 1-1,3)
(6: 2-8)
(10: 15-20)
(10: 25-40)
Bình Châu –
26,31
52,63
21,06
19
-
-
Phước Bửu
(5: 7)
(10: 12-19)
(4: 30-40)
Lò Gò – Xa
20
30
50
20
-
-
Mát
(4: 3-8)
(6: 11-19)
(10: 22-35)
16,67
13,33
20
33,33
16,67
Yok Đôn
30
(5: 1,7-2,5)
(4: 3-9)
(6: 11-20)
(10: 21-40)
(5: 40-42)
16,67
41,67
29,16
12,5
Krông Trai
24
-
(4: 1-2,8)
(10: 13-19)
(7: 25-36)
(3: 41)
3.1.3 Hiện trạng quần thể Dầu nước ngoài tự nhiên, một số nguyên nhân
làm suy giảm kích thước quần thể
Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng loài Dầu nước phân bố tương đối rộng.
Nghiên cứu tìm thấy loài này ở VQG Yok Đôn (Đắk Lắk), VQG Cát Tiên, rừng
Vĩnh Cửu và Khu Bảo tồn Thiên nhiên - Văn hóa Đồng Nai thuộc tỉnh Đồng
Nai, Khu Bảo tồn thiên nhiên Krông Trai (Phú Yên), VQG Bù Gia Mập (Bình
Phước), VQG Lò Gò – Xa Mát (Tây Ninh) và Khu Bảo tồn Bình Châu Phước
Bửu (Bà Rịa – Vũng Tàu) và VQG Phú Quốc (Kiên Giang). Ngoài ra, loài này
được sử dụng trồng phổ biến làm bóng mát trong các đô thị ở các tỉnh phía Nam
như Đông Hà, Huế, Long Bình, Ban Mê Thuột, Đồng Xoài, Vũng Tàu, … Tuy
nhiên, chỉ thu được 19 cá thể ở Bình Châu – Phước Bửu với đường kính cây dao
động từ 10 đến 63cm. Khu vực Lò Gò – Xa Mát, thu được 20 cá thể trưởng
thành, đường kính cây từ 18 đến 155cm. Khu vực Bù Gia Mập thu được 33 cá
thể với đường kính từ 8 đến 33cm. Khu vực Cát Tiên (Đảo Tiên và Núi Tượng)
đã ghi nhận và thu được 50 cá thể có đường kính từ 9 đến 94cm. Tương tự, khu
vực Tân Phú và Mã Đà, mỗi khu vực cũng chỉ thu được 30 cá thể đường kính từ
13 đến 71cm. Phần lớn số cá thể trong mỗi quần thể phân bố khá tập trung, số
lượng cá thể trong mỗi quần thể nhỏ không quá 50 cá thể.
Nói chung, tại sáu tỉnh khảo sát, ở những nơi có loài Dầu nước mọc tự
nhiên thì đều có kích thước quần thể nhỏ, số lượng cá thể và số lượng cây tái
sinh trong mỗi quần thể là rất thấp. Nhiều nơi không tìm thấy cây tái sinh như ở
Bình Châu - Phước Bửu (Bà Rịa – Vũng Tàu), Lò Gò - Xa Mát (Tây Ninh). Ở
Yok Đôn, Bù Gia Mập, cây tái sinh được tìm thấy với số lượng không đáng kể,
đây đều là những nơi rừng bị tàn phá, có nhiều khoảng trống.
Ngoài ra, nghiên cứu cũng đã ghi nhận được sự xuất hiện của một số loài
Dầu khác có mặt tại địa điểm khảo sát như Dầu mít (Dipterocarpus costatus) ở
Đồng Nai, Dầu cát (Dipterocarpus condorensis) ở Bình Châu – Phước Bửu, Dầu
song nàng (Dipterocarpus dyeri), Dầu lông (Dipterocarpus intricatus), Dầu
đồng (Dipterocarpaceae tuberculatus) và Sao đen (Hopea odorata) tại một số
khu vực nghiên cứu như Yok Đôn, Lò Gò - Xa Mát, Chư Prông.
Một số nguyên nhân làm suy giảm kích thước quần thể ghi nhận được:
Phá rừng làm rẫy: Chuyển đất rừng thành đất nông nghiệp làm mất đi
nhiều loại thực vật quý hiếm, tăng xói mòn đất, thay đổi khả năng điều hòa
nước, vì vậy ảnh hưởng đến môi trường sinh sống của thực vật. Mặt khác, do tập
tục du canh du cư, đốt nương làm rẫy của một số cộng đồng thiểu số bà con dân
tộc tại chỗ và số di dân tự do lấn chiếm đất lâm nghiệp để ở và canh tác cũng là
một trong những nguyên nhân làm giảm sút diện tích rừng tự nhiên và khả năng
phục hồi rừng trở nên khó khăn.
Quá trình chuyển hóa đất từ sản xuất lâm nghiệp sang sản xuất nông
nghiệp: do áp lực phát triển kinh tế, nhiều khu rừng (không nằm trong các hệ
thống khu Bảo tồn hay VQG) đã bị khai phá để trồng các loại cây công nghiệp
như cao su, tiêu, cà phê. Kết quả là nhiều nhiều loài thực vật, trong đó có nhiều
loài cây trong họ Dầu không còn nơi sinh sống.
Lợi dụng cơ chế chính sách của Nhà nước: để khai thác các loài cây gỗ
quý, trong đó có cả các cây trong họ Dầu như Dầu nước, Dầu mít, Vên vên. Như
tại Khu Bảo tồn Bình Châu - Phước Bửu, khi cơn bão số 1 (1/2012) làm gãy đổ
một số cây trong khu bảo tồn, UBND tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu đã đồng ý với đề
xuất của Ban lãnh đạo khu bảo tồn cho thu gom những cây rừng bị gãy đổ với sự
kiểm tra, giám sát của Ban quản lý khu bảo tồn. Tuy nhiên, chỉ trong thời gian từ
giữa tháng 4 đến đầu tháng 5/2012, các đối tượng "được thu gom" đã cưa chặt
thêm nhiều cây gỗ quý trên diện tích gần 50ha của Khu bảo tồn thiên nhiên Bình
Châu - Phước Bửu, trong đó có những cây có đường kính gần 2 người ôm và
vận chuyển ra khỏi rừng. (Đoàn Mạnh Dương, 11/10/2012, Báo Tin tức điện tử).
Khai thác gỗ trái phép: Chặt phá rừng tự nhiên lấy các loại gỗ quý, nhiều
khu rừng tự nhiên tại các VQG như Cát Tiên (Đồng Nai), Bù Gia Mập (Bình
Phước), Bình Châu-Phước Bửu (Bà Rịa - Vũng Tàu), Lò Gò - Xa Mát (Tây
Ninh), đã bị chặt phá lấy đi nhiều loại gỗ quý với mục đích buôn bán, đặc biệt ở
rừng phòng hộ Chư Prông (Gia Lai). Các hoạt động phá hoại này rất khó kiểm
soát do diện tích rừng rộng, lực lượng bảo vệ rừng lại quả ít. Vì vậy, nhiều loại
cây gỗ quý đang đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng. Những năm gần đây, tình
trạng khai thác gỗ trái phép có tổ chức, có quy mô lớn cho thấy tính chất phá
rừng đang hết sức phức tạp.
Do xây dựng cơ bản: Việc xây dựng đường giao thông đi qua các khu
rừng tự nhiên hay việc xây dựng các công trình thủy điện đã có tác động tiêu
cực rất lớn đến các trạng thái rừng và chất lượng rừng, kéo theo sự suy giảm đa
dạng sinh học.
Ngoài yếu tố khách quan do chính sách lâm nghiệp chưa hợp lý, nguyên
nhân còn do các chủ rừng thiếu trách nhiệm, buông lỏng quản lý, chưa có biện
pháp ngăn chặn các đối tượng phá rừng, thiếu sự gắn bó với địa phương, thậm
chí còn tiếp tay với lâm tặc.
3.2 Đa dạng di truyền quần thể của loài Dầu nước
3.2.1 Kết quả tách chiết DNA, PCR và điện di sản phẩm
Toàn bộ 268 mẫu thu được tại 10 quần thể loài Dầu nước (Dipterocarpus
alatus) mọc tự nhiên thuộc sáu tỉnh Đông Nam Bộ, Nam Trung Bộ và Tây
Nguyên Việt Nam (Bảng 2.1) và 10 mẫu của 10 loài cây họ Dầu khác (Bảng 2.2)
dùng trong phân tích mối quan hệ di truyền đã được tách chiết DNA tổng số.
Hình 3.1. DNA tổng số đại diện của một số mẫu lá loài Dầu nước
(Dipterocarpus alatus) điện di trên gel agarose 1%.
Hình 3.2. DNA tổng số của 11 loài cây họ Dầu dùng trong nghiên cứu điện
di trên gel agarose 1%
Chú thích: 1, Dầu song nàng; 2, Dầu nước; 3, Dầu lông; 4, Dầu mít; 5, Dầu baud; 6, Dầu trà beng; 7, Dầu đồng; 8, Dầu cát; 9, Chò nâu; 10, So chai; 11, Táu trắng
Hình 3.3. Hình ảnh phổ điện di sản phẩm PCR mồi Dipt03 trên gel
polyacrylamide 5%
Hình 3.4. Sản phẩm PCR mồi matK5
Hình 3.5. Sản phẩm PCR mồi matK3
trên gel agarose 1%
trên gel agarose 1%
Hình 3.6. Kết quả giải trình tự của hãng Macrogen cho loài Dầu đồng
Kết quả điện di kiểm tra các mẫu DNA tổng số trên gel agarose 1% đều
cho thấy băng DNA rõ nét (Hình 3.1; 3.2).
268 mẫu DNA tổng số của 268 cá thể loài Dầu nước thu được sau đó
được tiến hành phân tích SSR với 9 cặp mồi SSR (Bảng 2.3). Sản phẩm PCR-
SSR sau đó được điện di trên gel Polyacrylamide 5% để phân tích đa hình DNA
của các mẫu nghiên cứu.
Kết quả điện di trên gel Polyacrylamide 5% của 9 cặp mồi SSR đều cho
các băng đa hình. Hình ảnh các băng vạch xuất hiện trên bản điện di sau đó được
chụp lại trên máy soi gel của hãng CLEARVER (Hình 4-9, Phụ lục). Với qui
ước có sự xuất hiện vạch DNA trên bản điện di ký hiệu là 1, không xuất hiện
vạch DNA trên bản điện di ký hiệu là 0. Kết quả nhị phân này được đưa vào file
excel (input file) và phân tích bằng phần mềm GenAlex 6.4, FSTAT 5.0 để tính
toán hệ số đa dạng di truyền trong và giữa các quần thể.
3.2.2 Kết quả phân tích đa dạng di truyền quần thể
Với 9 cặp mồi microsatellite, đã khám phá tổng số 38 băng DNA khác
nhau với kích thước dao động từ 100 đến 295bp từ tất cả 268 cá thể của 10 quần
thể Dầu nước nghiên cứu. Tất cả 9 lô cút SSR đều là đa hình cho loài Dầu nước
(D. alatus). Tuy nhiên số lượng lô cút đa hình là khác nhau giữa các quần thể
nghiên cứu (bảng 3.1). Tỉ lệ lô cút đa hình ở hai quần thể Mã Đà và Bù Gia Mập
là 77,8 %; ở Krông Trai là 88,9 %; còn các quần thể khác đều cho tỷ lệ lô cút đa
hình là 100%.
Bảng 3.1. Tần số alen tại mỗi lô cút SSR của 10 quần thể Dầu nước nghiên cứu
Lô cút Ale n Mã Đà Tân Phú Côn Đảo Yok Đôn
Đảo Tiê n Núi Tượ ng Bù Gia Mậ Lò Gò- Xa Krôn g Trai
Bình Châ u- Phư
p Mát ớc
Bửu
Dipt0 1
a 0.055 0.615 0.651 0.750
0.72 7 0.64 0 0.10 3 0.60 0 0.20 0 0.17 5 b 0.944 0.384 0.348 0.250
0.27 2 0.35 9 0.89 6 0.40 0 0.80 0 0.82 5
Dipt0 3
a 0.000 0.115 0.060 0,000
0.01 5 0.06 2 0.01 7 0.10 0 0.01 6 0.02 5 b 0.972 0.865 0.863 0.833
c 0.027 0.019 0.075 0.166 0.86 3 0.85 9 0.89 6 0.88 3 0.95 0 0.95 0
0.12 1 0.07 8 0.08 6 0.01 6 0.03 3 0.02 5
Dipt0 4
a 0,000 0,000 0.015 0,000
0,00 0 0,00 0 0,00 0 0,00 0 0,00 0 0,00 0 b 1.000 0.903 0.893 0.958
c 0,000 0.096 0.090 0.041 0.98 4 0.90 6 1.00 0 0.88 3 0.98 3 0.97 5
0.01 5 0.09 3 0,00 0 0.11 6 0.01 6 0.02 5
Dipt0 5
a 0,000 0,000 0,000 0,000
0.15 1 0,00 0 0,00 0 0,00 0 0.15 0 0.17 5 b 0.916 0.846 0.863 0.895
c 0.055 0.019 0.136 0,000 0.83 3 0.85 9 0.89 6 0.83 3 0.83 3 0.80 0
d 0.134 0,000 0.104
0.027 8 0,00 0 0.14 0 0,00 0 0.01 6 0,00 0 0,00 0
0.01 5 0,00 0 0.10 3 0.15 0 0.01 6 0.02 5
Dipt0 6
a 0.000 0.076 0.090 0.083
0,00 0 0.09 3 0,00 0 0.06 6 0,00 0 0,00 0 b 0.888 0.826 0.818 0.687
c 0.000 0,000 0,000 0,000 0.78 7 0.81 2 0.94 8 0.85 0 0.80 0 0.77 5
0.18 0,00 0,00 0,00 0.13 0.17
d 0.111 1 0 0.096 0 0 0.090 3 5 0.229
0.03 0 0.09 3 0.05 1 0.08 3 0.06 6 0.05 0
Dipt0 7
0.027 0,000 0,000 0,000 a
0,00 0 0,00 0 0.01 7 0,00 0 0,00 0 0,00 0 0.750 0,000 0.030 0.041 b
0.000 0.788 0.787 0.812 c 0.09 0 0,00 0 0.84 4 0,00 0 0.10 0 0.07 5
0.222 0.211 0.181 0.145 d
0.90 9 0.84 3 0,00 0 0.78 3 0.90 0 0.92 5
0,00 0 0.15 6 0.13 7 0.21 6 0,00 0 0,00 0
Dipt0 8
0.000 0.019 0,000 0.041 a
0,00 0 0,00 0 0,00 0 0.01 6 0,00 0 0,00 0 0.861 0.115 0.090 0.958 b
0.138 0.865 0.909 0,000 c 0.87 8 0.09 3 0.94 8 0.10 0 0.90 0 0.92 5
0.12 1 0.90 6 0.05 1 0.88 3 0,10 0 0.07 5
Shc0 7
0,000 0.288 0.333 0.166 a
0.16 6 0.32 8 0,00 0 0.28 3 0.15 0 0.15 0 1.000 0.692 0.666 0.833 b
0,000 0.019 0,000 0,000 c 0.83 3 0.67 1 1.00 0 0.70 0 0.85 0 0.85 0
0,00 0 0,00 0 0,00 0 0.01 6 0,00 0 0,00 0
Shc1 1
0.083 0.096 0.075 0,000 a
0.06 0 0.07 8 0.05 1 0.08 3 0.06 6 0.07 5 0.916 0.903 0.924 1.000 b
0.93 9 0.92 1 0.94 8 0.91 6 0.93 3 0.92 5
Ở mức độ loài, 4 alen đã được tìm thấy tại 3 lô cút (Dipt05, Dipt06 và
Dipt07), 3 alen tại 4 lô cút (Dipt03, Dipt04, Dipt08 và Shc07), 2 alen tại 2 lô cút
(Dipt01 và Shc11). Số alen phổ biến với tần số alen lớn hơn 0,8 được xác định
tại 6 lô cút đa hình cho 4 quần thể Mã Đà, Núi Tượng, Krông Trai và Bình Châu
- Phước Bửu, 7 lô cút đa hình cho 6 quần thể còn lại (Bù Gia Mập, Tân Phú,
Yok Đôn, Lò Gò - Xa Mát, Côn Đảo và Đảo Tiên).
Các thông số xác định đa dạng di truyền trong quần thể bao gồm tần số
alen cho một lô cút (A), hệ số gen dị hợp tử quan sát (Ho), hệ số gen dị hợp tử
kỳ vọng (He) và hệ số giao phấn cận noãn (Fis) được tính toán bằng phần mềm
GenAlex (Bảng 3.2).
Bảng 3.2. Các thông số đa dạng di truyền quần thể Dầu nước với 9 lôcút SSR
Quần thể N A Ho He Fis
Mã Đà 32 2.3 0.281 0.283 0.005
Đảo Tiên 23 2.5 0.252 0.298 0.157*
Tân Phú 31 2.4 0.279 0.281 0.004
Núi Tượng 27 2.6 0.248 0.291 0.149*
Bù Gia Mập 33 2.0 0.181 0.237 0.238**
Lò Gò - Xa Mát 29 1.8 0.158 0.166 0.053
19 1.7 0.150 0.171 0.126
Bình Châu - Phước Bửu
Côn Đảo 20 2.1 0.161 0.205 0.218*
Yok Đôn 30 2.3 0.174 0.213 0.187*
Krông Trai 24 1.9 0.213 0.254 0.164*
Chú thích: N: số mẫu, A: số alen trung bình cho một lô cút, Ho và He: hệ số gen dị hợp tử quan sát và kỳ vọng, Fis: hệ số cận noãn với sắc xuất, * (p<0,05) và ** (p<0,01)
Trung bình 26.8 2.2 0.209 0.239 0.124
Kết quả cho thấy, tần số alen (A) ở 10 quần thể Dầu nước nghiên cứu dao
động thấp nhất từ 1,7 ở quần thể Bình Châu - Phước Bửu đến cao nhất là 2,6 ở
quần thể Núi Tượng. Tần số alen di hợp tử quan sát được (Ho) dao động từ
0,150 ở quần thể Bình Châu - Phước Bửu đến 0,281 ở quần thể Mã Đà, trung
bình là 0,209, thấp hơn so với tần số dị hợp tử kỳ vọng trung bình (He=0,239).
Ở mức độ quần thể, 4 quần thể ở tỉnh Đồng Nai (Núi Tượng, Đảo Tiên, Tân Phú
và Mã Đà) cho thấy tần số alen cao hơn so với các quần thể khác. Khi so sánh
với một số nghiên cứu về các loài cây họ Dầu khác đã được công bố như:
Shorea lumutensis (Ho=0,491 và He=0,709; Lee et al., 2006) [37]; Shorea
leprosula (Ho=0,709 và He=0,601; Rimbawanto and Isoda, 2001) [47], thì tần
số alen trong các quần thể của loài Dầu nước (Dipterocarpus alatus) ở đây là
thấp hơn.
Hệ số cận noãn (Fis) cho thấy, chỉ có ba quần thể thể Tân Phú (0,004), Mã
Đà (0,005) và Lò Gò - Xa Mát (0.053) cho giá trị 0 thể này, tỷ lệ tần số alen di hợp tử quan sát được là tương đối cân bằng với tỷ lệ tần số alen đồng hợp tử, điều đó có nghĩa chưa quan sát thấy có hiện tượng thoái hóa xảy ra ở ba quần thể này. Tuy nhiên bảy quần thể còn lại đều cho giá trị Fis>0,1. Kết quả này phản ánh hệ số gen đồng hợp tử ở các quần thể này đều cao hơn nhiều so với tỷ lệ alen dị hợp tử quan sát được, nghĩa là có khả năng đã xuất hiện hiện tượng thoái hóa di truyền, nguyên nhân có thể do đã xảy ra sự tự thụ phấn. Bảy quần thể có giá trị Fis >0.1 sau đó được kiểm tra lại bằng phần mềm FSTAT. Kết quả phân tích trên FSTAT cho thấy trong bảy quần thể, chỉ có quần thể Bình Châu - Phước Bửu (Fis=0,126) là không xác định có hiện tượng giao phấn cận noãn xảy ra trong quần thể (none significant), còn lại sáu còn lại đều thể hiện significant với sự giao phấn cận noãn xảy ra trong quần thể. Trong đó quần thể Bù Gia Mập là đáng lưu ý nhất với hệ số Fis tương đối cao (0,238), nguyên nhân có thể do kích thước quần thể nhỏ đã dẫn đến hiện tượng thụ phấn cận noãn. Dầu nước là loài cây thụ phấn nhờ côn trùng và các cá thể loài Dầu nước thường mọc khá tập trung tạo thành nhóm ưu thế trong những sinh cảnh mà nó tồn tại. Tại 7 quần thể Dầu nước này, các cá thể mọc khá tập trung, với sinh cảnh là rừng rậm rạp, lớp mùn dày. Đó có thể là nguyên nhân khiến cho côn trùng không thể di chuyển xa, các cây tái sinh không thể phát triển và kết quả là xảy ra hiện tượng giao phấn cận noãn làm giảm đi sự đa dạng di truyền ở các quần thể. Kết quả thu được từ phân tích AMOVA đã chỉ ra rằng mức độ sai khác di truyền trung bình được tìm thấy trong quần thể là 74,96%, và mức độ sai khác di truyền giữa các quần thể là 25,04% (với mức ý nghĩa p<0,001) (Bảng 3.3). Khi so sánh với một số nghiên cứu khác đã được thực hiện trên một số loài cây họ Dầu khác như nghiên cứu của Tinio et al., 2014 cho loài Shorea guiso đã cho thấy tỷ lệ khác biệt di truyền trong quần thể và giữa quần thể của loài này lần lượt là 95,6% và 5,2%) [56]. Nghiên cứu của Trang et al., 2014 cho quần thể loài Sao đen (Hopea odorata) cho thấy tỷ lệ khác biệt di truyền giữa và trong quần thể của loài này lần lượt là 75% và 25% [57]. Sự khác biệt di truyền xảy ra trong quần thể có thể là kết quả của sự khai thác với số lượng lớn trong nhiều năm, việc khai thác quá mức đã dẫn đến sự mất mát alen trong quần thể gây ra sự khác biệt di truyền cao trong quần thể. Sự khác biệt di truyền lớn nếu xảy ra trong quần thể cũng là một trong những nguyên nhân quan trọng gây ra sự phân ly di truyền. Những kết quả này là trái với kỳ vọng của biến đổi thấp trong các quần thể của các loài tồn tại lâu dài và thụ phấn chéo (Hamrick and Godt, 1989) [24]. Để khắc phục hiện tượng này thì cần phải có những biện pháp bổ sung alen nhằm nâng cao tính đa dạng trong di truyền, rút ngắn khoảng cách khác biệt di truyền giữa các cá thể trong quần thể. Mức ý nghĩa Mức
tự do Tổng bình
phương Mức độ
khác nhau Tỉ lệ
(%) 9 188.660 0.361 25.04 <0.001 Giữa các quần thể 542 586.345 1.082 74.96 Trong quần thể 551 775.05 1.443 Tổng Mức độ khác nhau giữa các cặp quần thể nghiên cứu (Pairwise populations Fst) cũng được xác định (bảng 3.4). Giá trị khác nhau giữa các cặp quần thể nghiên cứu (Fst) dao động từ 0,024 (giữa hai quần thể Tân Phú và Đảo Tiên) đến 0,492 (giữa hai quần thể Tân Phú và Côn Đảo), trung bình là 0,266. Bốn quần thể Đảo Tiên, Núi Tượng, Mã Đà và Tân Phú ở tỉnh Đồng Nai đều có mức độ sai khác di truyền giữa các cặp quần thể là thấp nhất (0.024), nguyên nhân có thể là do 4 quần thể này phân bố trên cùng một dòng sông, mà Dầu nước là loài cây có khả năng phát tán nhờ nước do quả có cảnh, có thể di chuyển và nổi trên mặt nước, do vậy khả năng đã có sự trao đổi di truyền giữa 4 quần thể này khiến cho sự sai khác di truyền giữa các cặp quần thể này là nhỏ nhất. Kết quả này hoàn toàn đúng với giả thiết hạt được phát tán nhờ nước và gió (Ashton, 1987) [7] và cho thấy rằng giữa các quần thể này có mối quan hệ tương đối gần gũi và có thể cùng có chung một nguồn gốc. Sự sai khác di truyền lớn nhất xảy ra ở cặp quần thể Tân Phú và Côn Đảo (0,492), đây cũng là 2 quần thể có khoảng cách địa lý xa nhau nhất (320 km). BC BG MD DT CD NT TP YD LG KT + + + + + + + + + BC + + + + + + + + BG 0.338 - + - - + + + MD 0.460 0.229 + - - + + + DT 0.440 0.215 0.026 + + + + + CD 0.216 0.405 0.489 0.472 - + + + NT 0.439 0.225 0.024 0.027 0.470 + + + TP 0.464 0.230 0.025 0.024 0.492 0.025 + + YD 0.304 0.111 0.292 0.272 0.327 0.277 0.296 + LG 0.327 0.120 0.301 0.278 0.351 0.283 0.305 0.190 KT 0.415 0.053 0.263 0.246 0.433 0.257 0.265 0.156 0.167 Chú thích: BC, Bình Châu – Phước Bửu; BG, Bù Gia Mập; MD, Mã Đà; DT, Đảo
Tiên; NT, Núi Tượng; TP, Tân Phú; YD, Yok Đôn, LG, Lò Gò - Xa Mát; KT, Krông
Trai; CD, Côn Đảo; Mức ý nghĩa = 0.05 BC BG MD DT CD NT TP YD LG KT 0.839 0.762 0.780 0.898 0.780 0.769 0.904 0.897 0.841 BC 0.175 0.893 0.897 0.843 0.892 0.891 0.959 0.955 0.957 BG 0.271 0.113 0.982 0.742 0.982 0.986 0.864 0.853 0.871 MD 0.761 0.987 0.985 0.872 0.862 0.878 DT 0.248 0.110 0.015 0.111 0.171 0.298 0.273 0.761 0.748 0.899 0.892 0.845 CD 0.986 0.870 0.860 0.872 NT 0.248 0.114 0.015 0.012 0.273 0.860 0.849 0.870 TP 0.263 0.115 0.013 0.014 0.290 0.013 0.101 0.042 0.146 0.136 0.106 0.139 0.151 0.896 0.944 YD 0.108 0.046 0.159 0.148 0.114 0.151 0.164 0.107 0.938 LG 0.173 0.047 0.138 0.131 0.169 0.137 0.140 0.058 0.064 Chú thích: BC, Bình Châu – Phước Bửu; BG, Bù Gia Mập; MD, Mã Đà; DT, Đảo
Tiên; NT, Núi Tượng; TP, Tân Phú; YD, Yok Đôn, LG, Lò Gò -Xa Mát; KT, Krông
Trai; CD, Côn Đảo; Mức ý nghĩa = 0.05 KT Bảng 3.5 chỉ ra khoảng cách di truyền và hệ số tương đồng di truyền giữa các quần thể theo Nei (1972). Khoảng cách di truyền lớn nhất (0,298) được xác định cho cặp quần thể Côn Đảo và Mã Đà, và thấp nhất (0,012) cho cặp quần thể Núi Tượng và Đảo Tiên, trung bình 0,125. Số liệu này khẳng định lại các kết quả thu được trong phân tích mức độ khác nhau giữa các cặp quần thể nghiên cứu (Pairwise populations Fst). Phân tích mối quan hệ di truyền giữa các quần thể nghiên cứu trên cơ sở ma trận của khoảng cách di truyền bằng phần mềm TFPGA, được trình bày ở hình 3.3. Tổng số 10 quần thể nghiên cứu được chia thành 3 nhóm chính. Các quần thể thuộc tỉnh Đồng Nai nằm thành 1 nhóm riêng. Nhóm 2 bao gồm hai quần thể (Bình Châu – Phước Bửu và Côn Đảo) thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, và nhóm 3 là 4 quần thể còn lại. Kết quả phân tích của TFPGA cũng hoàn toàn đồng nhất với kết quả về khoảng cách di truyền và mức độ khác nhau giữa các cặp quần thể, trong đó nhóm 1 gồm 4 quần thể tại tỉnh Đồng Nai là những quần thể có khoảng cách địa lý giữa các quần thể là rất gần nhau, khoảng 20-30km. Nhóm 2 gồm có cặp quần thể tại Bà Rịa – Vũng Tàu (Bình Châu - Phước Bửu và Côn Đảo) với khoảng cách di truyền của cặp quần thể này lớn hơn so với các cặp quần thể phân bố tại Đồng Nai, có thể do sự cách ly giữa đảo (đảo Côn Đảo) và đất liền, 124 hải lí (khoảng 230km). Khoảng cách di truyền lớn nhất thuộc về cặp quần thể Côn Đảo – Mã Đà (0,298), tương ứng với khoảng cách địa lý là khoảng 310km. Kết quả này là phù hợp theo kiểm định giả thiết Mantel, có sự liên quan tuyến tính giữa khoảng cách di truyền và khoảng cách địa lý của các quần thể nghiên cứu (r=0,501, p<0,05). Tóm lại, trong khảo sát 10 quần thể loài Dầu nước tại 6 tỉnh Đông Nam Bộ, Nam Trung Bộ và Tây Nguyên cho thấy quần thể Bù Gia Mập là đáng báo động nhất với chỉ số giao phấn cận noãn (Fis) là rất cao (0,238). Các quần thể có phân bố tại Đồng Nai (Mã Đà, Tân Phú, Núi Tượng và Đảo Tiên) hiện vẫn duy trì được tỷ lệ đa dạng di truyền trong quần thể nên rất cần được quan tâm, bảo tồn và phát triển thêm. Sự sai khác quần thể lớn có thể sẽ dẫn đến sự cách ly di truyền, do vậy việc bổ sung alen bằng cách bổ sung thêm các cá thể từ các quần thể khác nhằm nâng cao tính đa dạng trong di truyền, rút ngắn khoảng cách khác biệt di truyền giữa các cá thể trong quần thể là cần thiết. 3.3 Đặc điểm vùng gen matK và mối quan hệ di truyền của 11 loài Dầu ở Việt Nam Vùng gen matK với chiều dài khoảng 1200bp đã được giải mã cho loài Dầu nước và 10 loài họ Dầu khác gồm: Dầu song nàng, Dầu lông, Dầu mít, Dầu baud, Dầu trà beng, Chò nâu, Dầu đồng, Dầu cát, So chai và Táu trắng. Trên cơ sở dẫn liệu trình tự nucleotide của 11 loài cây họ Dầu (Dipterocarpaceae), thành phần GC dao động từ 32,7% cho hai loài Dipterocarpus baudii và D. alatus đến 33,2% cho loài D. retusus, trung bình 32,9%. Đối với vị trí codon thứ nhất, thành phần GC dao động từ 34,5% (Vatica odorata) đến 37,1% (D. retusus), trung bình 35,8%. Tương tự, thành phần GC dao động từ 31,5% (D. baudii) đến 33,8% (Vatica odorata), trung bình 32,6% đối với vị trí codon thứ 2; GC dao động từ 28,8% (Hopea recopei) đến 30,9% (V. odorata), trung bình 30,1% đối với vị trí codon thứ 3. Thành phần các base cho mỗi loài Dầu nghiên cứu được trình bày ở bảng 3.6. Thành phần A dao động từ 29,2% (D. retusus và Vatica odorata) đến 29,8% (Hopea recopei), trung bình 29,5%. Tương tự, thành phần T dao động từ 37,5% (H. recopei) đến 37,8% cho 3 loài cùng chi Dipterocarpus (D. baudii, D. alatus và D. dyeri), trung bình 37%; C dao dộng từ 17,7% (D. baudii) đến 18,2% (V. odorata), trung bình 18%; và G dao động từ 14,8% cho 6 loài Dầu, trung bình 14,9% (Bảng 3.6). Sau khi loại bỏ tất cả các vị trí trống, 1 đoạn gen matK dài 1190bp của 11 loài Dầu được sử dụng cho phân tích. Kết quả so sánh trình tự nucleotide 11 loài họ Dầu cho thấy tổng số đã phát hiện thấy có 59 vị trí Nucleotide biến đổi (Variable), trong đó có 18 vị trí nucleotide mang ý nghĩa parsimonry (Parsimony informative). Số cặp Nucleotide tương đồng trung bình là 1047. Số cặp tương đồng cao nhất là 351 xuất hiện ở vị trí codon thứ hai và thấp nhất là 347 ở vị trí condon thứ ba. Hệ số trung bình của cặp Si (transition) và Sv (transversion) là 1,08. Hệ số này đối với vị trí codon thứ nhất là 1,53, thứ hai và thứ ba là 0,57 và 1,19, tương ứng. Tần số xuất hiện 4 cặp base T – T, C – C, A – A và G – G ở vị trí codon thứ nhất tương ứng là 129, 69, 97 và 55. Tần số này là 125, 68, 112 và 46 lần tương ứng ở vị trí codon thứ hai và 142, 51, 100 và 53 tương ứng ở vị trí codon thứ ba. Sự khác nhau giữa các cặp loài trên cơ sở phân tích theo mô hình Kimura 2 tham số đã chỉ ra mức độ khác nhau giữa các cặp loài nghiên cứu (Bảng 3.7). Mức độ sai khác thấp nhất được tìm thấy giữa các cặp loài Dầu cát (Dipterocarpus condorensis) và Dầu lông (D. intricatus), Dầu baud (D. baudii), Dầu nước (D. alatus) với tỷ lệ 0,1% Sự khác nhau lớn hơn giữa các loài trong chi này được ghi nhận ở những loài có vùng phân bố địa lý xa nhau, chẳng hạn khoảng cách di truyền giữa Chò nâu (D. retusus) là loài có phân bố rải rác tại một số tỉnh phía Bắc Việt Nam với Dầu mít (Dipterocarpus costatus), Dầu nước (Dipterocarpus alatus) và Dầu song nàng (Dipterocarpus dyeri) có phân bố tại các tỉnh phía Nam Việt Nam lần lượt là: 0,7%; 0,8% và 0,9%. Tỷ lệ sai khác trung bình giữa các loài trong chi Dipterocarpus là 0,3%, tỷ lệ sai khác trung bình giữa So chai (H. recopei) và Tàu trắng (Vatica odorata) với các loài trong chi Dipterocarpus lần lượt là 2,5%; 3,9%. Không có sự sai khác được tìm thấy ở một số cặp loài trong chi Dipterocarpus như Dầu cát và Dầu mít, Dầu lông và Dầu đồng hoặc Dầu trà beng. Nguyên nhân có thể là do các loài trong chi Dipterocarpus có sự sai khác rất nhỏ, hoặc vùng gen matK lựa chọn chưa thực sự phù hợp cho các nghiên cứu về phân loại ở cấp độ loài đối với các loài họ Dầu nói chung và với chi Diterocarpus nói riêng. Nhiều nghiên cứu trước đây đã cho thấy họ Dầu (Dipterocarpaceae) là một họ phức tạp và cũng chưa có những kết quả thống nhất về vị trí phân loại giữa các loài và các chi trong họ Dầu. Năm 1999, Yamazaki T. và cộng sự dựa trên giải trình tự gen matK, trnL – trnF đã xác định mối quan hệ di truyền cây họ Dầu ở Đông Nam Á, kết quả cho thấy chi Hopea là chi gần gũi với Neobalanocarpus heimii trong nhóm lớn Shorea (Yamazaki T. et al., 1999) [62]. Tuy nhiên, năm 2006, Gamage đã xác định lại sơ đồ hình cây (Neighbor joining) mối quan hệ di truyền của các loài trong họ Dầu dựa trên giải trình tự vùng gen trnL – trnF, gen matK và gen trnL các loài trong họ Dipterocarpaceae (Gamage T. Det al., 2006) [19], kết quả cho thấy Hopea là một chi gần gũi với Neobalanocarpus heimii nhưng độc lập với chi Shorea. Ngoài ra Yamazaki, 1998 và Koichi Kamiya, 2005 khi phân tích về mức độ sai khác di truyền giữa các loài trong các chi họ Dầu đều cho kết quả sai khác là rất nhỏ, cụ thể, tỷ lệ sai khác di truyền giữa các loài chi Dipterocarpus là 0,00533; giữa các loài chi Hopea là 0,00959 (0,0025 (Koichi Kamiya et al., 2005) [30]), hay giữa các loài chi Shorea là 0,01079 (Yamazaki T. et al., 1999) [62]; Hopea. Kress 2007 khi nghiên cứu về họ Dầu đã gợi ý sử dụng 5 lô cút bao gồm: rbcL gene, rpoB2 gene, rpoC1 gene, ITS1 gene và trnH-psbA spacer [32]. Nhóm nghiên cứu về thực vật (CBOL, 2009) đã đánh giá bảy lô cút bao gồm atpF- atpH spacer, matK gene, rbcL gene, rpoB gene, rpoC1 gene, psbK-psbI spacer, and trnH-psbA spacer cho ba nhóm loài thực vật cạn khác nhau, kết quả cho thấy sự kết hợp của hai chỉ thị rbcL và matK là cho kết quả tốt nhất trong tổng số 550 loài được nghiên cứu [14]... Do vậy, với những loài có sự sai khác di truyền nhỏ thì có thể một chỉ thị matK là chưa đủ để phân biệt ở cấp độ loài. Việc cần có những nghiên cứu dựa trên sự kết hợp giữa các vùng gen khác nhau như matK, rbcL, trnH-psbA,... là cần thiết cho việc nghiên cứu chính xác mối quan hệ giữa các loài cây họ Dầu (Dipterocarpaceae). Trên cơ sở dữ liệu trình tự gen matK của 11 loài Dầu nghiên cứu, sơ đồ hình cây mối quan hệ di truyền của 11 loài họ Dầu ở Việt Nam đã được xác định theo phương pháp NJ (Neighbor-Joining) (Hình 3.4). Các loài thuộc chi dầu Dipterocarpus có quan hệ mật thiết với nhau, với giá trị bootstrap lớn hơn 60%. Loài Chò nâu (D. retusus) được xác định là loài chị em của các loài còn lại trong chi Dầu Dipterocarpus. Phân tích trên cơ sở phương pháp thông tin di truyền tuyệt đối (Maximum parsimony-MP) đã tìm thấy 130 cây parsimony với kích thước 61. Kết quả phân tích đã chỉ ra chỉ số CI (consistency Index), RI (Retention Index) tương ứng là 0,9672 và 0,8888. Cây thứ nhất được trình bày ở Hình 3.5. Kết quả về mối quan hệ theo phương pháp này tương tự như phương pháp NJ. Kết quả sơ đồ hình cây mối quan hệ di truyền của 11 loài họ dầu ở Việt Nam được xác định theo cả 2 phương pháp: NJ (Neighbor-Joining) và Maximum parsimony-MP) đều khẳng định lại các kết quả thu được trong phân tích hệ số khác nhau giữa các cặp loài nghiên cứu là chính xác. Tóm lại, nghiên cứu đã giải mã và chỉ ra được đặc điểm của đoạn gen matK với chiều dài 1200bp cho 11 loài họ Dầu phân bố tại Việt Nam. Kết quả cũng chỉ ra rằng mức độ sai khác thấp giữa các cặp loài trong chi Dầu (Dipterocarpus) và có sự khác nhau lớn giữa các loài trong cùng chi ở vùng phân bố địa lý xa nhau. Trong nghiên cứu này, loài Chò nâu (D. retusus) có quan hệ gần gũi và được xác định là loài chị em với các loài trong chi Dầu (Dipterocarpus). Tuy nhiên, họ Dầu (Dipterocarpaceae) là một họ phức tạp và cũng chưa có những kết quả thống nhất về vị trí phân loại giữa các loài và các chi trong họ Dầu, và kết quả phân tích vùng gen matK lựa chọn cũng chưa thực sự đầy đủ cho việc phân loại ở cấp độ loài đối với các loài họ Dầu nói chung và với chi Diterocarpus nói riêng. Cần có những nghiên cứu dựa trên sự kết hợp giữa các vùng gen khác nhau như matK, rbcL, trnH-psbA. Danh sách các trình tự đã được công bố lên Ngân hàng gen thế giới (Genbank): STT Loài Mã số GenBank 1 Dipterocarpus alatus KC568463 2 Dipterocarpus costatus KC708341 3 Dipterocarpus condorensis KC765142 4 Dipterocarpus dyeri KC765145 Dipterocarpus tuberculatus 5 KC848888 Dipterocarpus intricatus 6 KC765148 Dipterocarpus obtusifolius 7 KC765153 Hopea recopei 8 KC765150 Vatica odorata 9 KF021567 10 Dipterocarpus retusus KF021568 11 Dipterocarpus baudii KF021566 Kết luận 1. Đã tìm thấy các quần thể Dầu nước tự nhiên tại sáu tỉnh miền Đông Nam Bộ, Nam Trung Bộ và Tây Nguyên Việt Nam, bao gồm: Vườn quốc gia Yok Đôn (Đắk Lắk), Vườn quốc gia Cát Tiên, rừng Vĩnh Cửu và Khu Bảo tồn Thiên nhiên - Văn hóa Đồng Nai thuộc tỉnh Đồng Nai, Khu Bảo tồn thiên nhiên Krông Trai (Phú Yên), Vườn quốc gia Bù Gia Mập (Bình Phước), Vườn quốc gia Lò Gò – Xa Mát (Tây Ninh) và Khu Bảo tồn Bình Châu Phước Bửu, Vườn quốc gia Côn Đảo (Bà Rịa – Vũng Tàu). 2. Kích thước quần thể của loài Dầu nước tự nhiên tìm thấy tại sáu tỉnh là nhỏ, số lượng cá thể trung bình <50, số lượng cây tái sinh trong mỗi quần thể là rất thấp. Đặc biệt không tìm thấy cây tái sinh tại 2 địa điểm là Bình Châu - Phước Bửu (Bà Rịa – Vũng Tàu) và Lò Gò - Xa Mát (Tây Ninh). 3. Đã xác định được mức độ đa dạng di truyền quần thể của 10 quần thể loài Dầu nước (Dipterocarpus alatus): - 6 quần thể: Đảo Tiên; Núi Tượng; Côn Đảo; Yok Đôn; Krông Trai và Bù Gia Mập xuất hiện hiện tượng giao phấn cận noãn. Quần thể Bình Châu - Phước Bửu chưa xuất hiện hiện tượng giao phấn cận noãn nhưng tỷ lệ alen di hợp tử thấp và chỉ số Fis rất cao cũng đáng báo động, cần có biện pháp khắc phục kịp thời. - Ba quần thể Mã Đà, Tân Phú và Lò Gò – Xa Mát vẫn duy trì được mức độ đa dạng di truyền trong quần thể và chưa xảy ra hiện tượng giao phấn cận não Cần duy trì và phát triển thêm những quần thể như thế này. - Sự sai khác di truyền trung bình được tìm trong các quần thể Dầu nước là lớn (75%), cần bổ sung thêm alen bằng cách trồng thêm các cá thể hợp lý để rút ngắn khoảng cách di truyền giữa các cá thể trong quần thể. 4. Đã giải mã vùng gen matK dài 1200bp cho 11 loài họ Dầu ở Việt Nam và xác định được sơ đồ mối quan hệ di truyền giữa 11 loài họ Dầu ở Việt Nam, trình tự gen matK của các loài này đã được công bố trên GenBank với số hiệu: KC568463; KC708341; KC765142; KC765145; KC848888; KC765148; KC765153; KC765150; KF021567; KF021568; KF021566. Kiến nghị 1. Xây dựng vườn giống và tiến hành nhân giống bằng các hình thức nuôi trồng phù hợp, đặc biệt trồng bằng hạt để đảm bảo số lượng cây con phục vụ công tác mở rộng kích thước quần thể của các loài Dầu, đặc biệt loài Dầu nước. 2. Cần có thêm những nghiên cứu về mối quan hệ di truyền giữa các loài cây họ Dầu dựa trên sự kết hợp giữa các giữa các vùng gen khác nhau như rbcL, trnH - psbA hay ITS. TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT: 1. Nguyễn Thị Dung, Nguyễn Văn Thiết, Nguyễn Hữu Tỉnh (2005), ”Sử dụng kỹ thuật RAPD và AFLP để nghiên cứu quan hệ si truyền của hai giống vải Thiều và vải Chua”, Những vấn đề nghiên cứu cơ bản trong khoa học sự sống, tr. 1160-1062. 2. Hồ Huỳnh Thùy Dương (2002), “Sinh học phân tử”, NXB Giáo dục. 3. Quách Thị Liên, Nguyễn Hoàng Nghĩa, Nguyễn Đức Thành (2009), “Nghiên cứu đa dạng di truyền cây Dầu nước Dipterocarpus alatus (Dipterocarpaceae), Tạp chí công nghệ sinh học”, 7(1): 67-74. 4. Nguyễn Hoàng Nghĩa (2005), “Cây họ Dầu Việt Nam”, NXB Nông nghiệp. 5. Khuất Hữu Thanh (2005), “Kỹ thuật gen – Nguyên lý và ứng dụng”. NXB Khoa học và kỹ thuật. TÀI LIỆU TIẾNG ANH: 6. Appanah S. and Chan H. T. (1981), “Thrips: the pollinator of some dipterocarps”, Malaysian For. 44: 234-252. 7. Ashton P. S. (1987), “Biological considerations in in situ vs ex situ plant conservation”, In Bramwell D, Hamann O, Heywood V and Synge H (eds.), Botanical garden and the world conservation strategy. Academic Press, London, pp. 117-130. 8. Bahulikar R. A., Lagn M. D., Kulkarrnu B. G., Pandit S. S., Suresh H. S., Rao M. K. V., Ranjekar P. K., Gupta V. S. (2004), “Genetic diversity among spatially isolated populations of Eurya nitida Korth (Theaceae) based on inter- single sequence repeats“, Current Science, 86(6): 824-831. 9. Barrett S. C. H. and Kohn J. R. (1991), “Genetic and Evolutionary Consequences of Small Population Size in Plants: Implications for Conservation”, In: Falk, D.A. and K.E. Holsinger (Eds.), Genetics and Conservation of Rare Plants, Oxford University Press, Oxford, pp: 3-30. 10. Boshier D. (2011), “Shorea lumutensis: Genetic Variation and Conservation: A Case Study and Teacher’s Notes”, In: Forest Genetic Resources Training Guide (Boshier D, Bozzano M, Loo J and Rudebjer P, eds.). Bioversity International, Rome, 13. 11. Brown A. H. D. and Briggs J. D. (1991), “Sampling strategies for genetic variation in Ex situ collection of endangered plant species”, In: Falk DA and Holsinger KE, Genetics and conservation of rare plants, Oxford Univ. Press, pp. 99-199. 12. Byers D. L. and Meagher T. R. (1992), “Mate availability in small populations of plant species with homomorphic saprophytic self- incompatibility”, Heredity, 68: 353-359. 13. Cascante A., Quesada M., Lobo J. J., Fuchs E. A. (2002), “Effects of dry tropical forest fragmentation on the reproductive success and genetic structure of the tree Samanea saman“, Journal of Society of Conservation Biology, pp. 137- 147. 14. CBOL (2009), Plant Working Group, DNA barcode for land plants, PNAS 106(31), 12794-97. 15. Dayanandan S., Attygalla D. N. C., Abeygunasekara A. W. W. L., Gunatilleke I. A. U. N. (1990), “Phenology and Floral Morphology in Relation to Pollination of Some Sri Lankan Dipterocarps”, In: Reproductive Ecology of Tropical Forest Plants (Bawa KS and Hadley M, eds.). UNESCO, Paris and Parthenon Publishing Group, Carnforth, 103-133. 16. Doyle J. J. and Doyle J. L. (1987), “A rapid DNA isolation procedure for small qualities of fresh leaf material”. Phytochemical Bull. 19: 11-15. 17. Excoffier L., Laval G., Schneider S. (2005), “Arlequin (version 3.0): an integrated software package for population genetics data analysis”. Evol. Bioinform. Online 1: 47-50. 18. Falk D. A. and Holsinger K. E. (eds.) (1991), “Genetic and conservation of rare plants”, Oxford University Press, New York, 283pp. 19. Gamage T. D., Morley P., Nobuyuki I., Yamakazi T., Alfred E. (2006), “Comprehensive Molecular Phylogeny of the Sub-Family Dipterocarpoideae (Dipterocarpaceae) Based on Chloroplast DNA Sequences”. Genes Genet. Syst 81, p. 1-12. 20. Godt M. J. W., Johnson B. R., Hamrick J. L. (1996), “Genetic diversity and population for multiple size of four southern Appalachian plant species“. Cons. Biol., 10: 796-805. 21. Goudet J. (2002), FSTAT version 2.9.3.2. “A program to estimate and test gene diversities and fixation indices”. Institute of Ecology, Lausanne, Switzerland. Available from http://www.unil.ch/izea/ softwares/fstat.html. Updated from Goudet (1995). 22. Hamilton W. D. (1982), “Pathogens as causes of genetic diversity intheir host population biology of clonal organisms”. Proceedings of the Royal Society of London, pp. 232: 35-57. 23. Hamrick J. L. (1983), “The Distribution of Genetic Variation Within and Among Natural Plant Populations”. In: Genetics and Conservation (Schonewald-Cox CA, Chambers SM, MacBryde B and Thomas L, eds.). The Benjamin/Cumming Publishing Company, Inc., Menlo Park, 335-348. 24. Hamrick J. L. and Godt M. J. W. (1989), “Allozyme Diversity in Plant Species”. In: Plant Population Genetics, Breeding and Genetic Resources (Brown ADH, Cler MT, Kahler AL and Weir BS, eds.). Sinauer, Sunderland, 43-63. 25. Isagi V., Kenta T., Nakashizuka T. (2002), “Microsatellite loci for a tropical emergent tree, Dipterocarpus tempehes V”. S1 (Dipterocarpaceae). Mol. Ecol. Notes 2: 12-13. 26. Iwata H., Konuma A., Tsumura Y. (2000), “Development of microsatellite markers in the tropical tree Neobalannocarpus heimii (Dipterocarpaceae) ”. Primer Notes 1684-1685. 27. Kajita, T., Kamiya K., Nakamura K. (1998), “Molecular Phylogeny of the Dipterocarpaceae in southeast Asia based on nucleotide sequences of matK, trnL intron, and trnL-trnF intergenic spacer region in chloroplast DNA”. Molecular Phylogenetics and Evolution, 10:202–209. 28. Keiya I., Irsyal Y., Anto R., Istiana P. (2001), “Estimation of Genetic Variation of Drybalanops oblongifolia Dyer. (Dipterocarpaceae) Planted in Peninsular Malaysia”. In: In-Situ and Ex-Situ Conservation of Commercial Tropical Trees (Thielges BA, Sastrapradja SD and Rimbawanto A, eds.), Gadjah Mada University, Yogyekarta, 377-384. 29. Keller L. F. and Waller D. M. (2002), “Inbreeding effects in wild population”, Trends in Trends in Ecology and Evolution, 11, pp. 424-429. 30. Koichi Kamiya, Ko Harada, Hidenori Tachida, Peter Shaw Ashton (2005), “Phylogeny of PGIC gene in Shorea and ITS closely related genera (Dipterocarpaceae), the dominant trees in Southeast Asian tropical rain forests”. American Journal of Botany 92(5):775-788 31. Kress W. J., Wurdack K. J., Zimmer E. A., Weight L. A., Janzen D. H. (2005), “Use of DNA barcodes to identify flowering plants”. Proceedings of the National Academy of Sciences, USA 102: 8369–8374. 32. Kress W. J. and Erickson D. L. (2007), “A two-locus global DNA barcodefor plants: the coding rbcL gene complements the non-coding trnH-psbA spacer region”. PLoS-ONE 2(6):e508. 33. Lande R. (1999), “Extinction risks from anthropogenic, ecological and genetic factors”, In Landweber LA and Dobson AP (eds). Genetics and Extinction of Species. Princeton, NJ Princeton University Press, pp. 1-22. 34. Lahaye R., van der Bank M., Bogarin D., Warner J., Pupulin F., Gigot G., Maurin O., Dathoit S., Barraclough T.G., Savolainen V. (2008), “DNA barcoding the floras of biodiversity hotspots”. PNAS, 105(8), 2923-2928. 35. Lee S. L., Wickneswari R., Mahani M. C., Zakri A. H. (2000), “Genetic diversity of a tropical species, Shorea leprosula Miq. (Dipterocarpaceae) in Malaysia: implications for conservation of genetic resources and tree improvement”. Biotropica 32: 213-224. 36. Lee S. L., Ng K. K. S., Lee C. T., Norwati M. (2004), “Shorea lumutensis, an endangered dipterocarp with high levels of genetic diversity but low population differentiation”. Conf. For. Forest Prod. Res. 166-173. 37. Lee S. L. (2006), “Linking the gaps between conservation research and conservation management of rare dipterocarps: a case study on Shorea lumutensis”. Biological Conservation. 131: 72-92. 38. Lim L. S., Wickneswari R., Lee S. L., Latiff A. (2002), “Genetic variation of Dryobalanops aromatica Gaertn. F. (Dipterocarpaceae) in Peninsular Malaysia using microsatellite DNA markers”, Forest Genetics 9(2): 125-136. 39. Litt M. and Luty J. A. (1989), “A hypervariable microsatellite revealed by in vitro amplification of a dinucleotide repeat within the cardiac muscle actin gene”. Am J Hum Genet. 44(3):397–401. 40. Martins S. W., Lucas D. C. S., Souza Neves K. F., Bertioli D. J. (2009), WebSat for microsatellite marker development. ‐ A web software Bioinformation 3(6): 282–283 41. Maxam A. M. and Gilbert W. (1977), “A new method for sequencing DNA”. Proc Natl Acad Sci, USA;74(2):560–564. 42. Miller M. P. (1997), Tools for Population Genetic Analysis (TFPGA) 1.3: A Windows Program for the Analysis of Allozyme and Molecular Population Genetic Data. Distributed by the author. 43. Millar I. C. and Libby J. W. (1991), “Strategies for conserving clinal, ecotypic and disjunct population diversity in widespread species”, In Falk DA and Holsinger, KE (eds.), Genetic and conservation of rare plants. Oxford University Press, New York, pp.149-170. 44. Nicholas K. B. and Nicholas H. B. J. (1997), GeneDoc: a tool for editing and annotating multiple sequence alignments. 45. Pandey M. and Geburek T. (2009), “Successful cross-amplification of Shorea microsatellites reveals genetic variation in the tropical tree, Shorea robusta Gaertn”. Hereditas 146: 29-32. 46. Peakall R. and Smouse P. E. (2006), GENALEX 6: Genetic analysis in excel. Population genetic sofware for teaching and research. Mol. Ecol.Not. 6; pp. 288-295. 47. Rimbawanto A. and Isoda A. K. (2001), “Genetic Structure of Shorea leprosula in a Single Population Revealed by Microsatellite Markers”. In: In- Situ and Ex-Situ Conservation of Commercial Tropical Trees (Thielges BA, Sastrapradja SD and Rimbawanto A, eds.). Gadjah Mada University, Yogyekarta, 331-338. 48. Sanger F. and Coulson A. R. (1975), “A rapid method for determining sequences in DNA by primed synthesis with DNA polymerase”. J Mol Biol. 94(3):441–448. 49. Schonewald-Cox C. M. and Bayless C., Schoenwald J. (1983), Cervus elaphus roosevelti and C. e. nannodes, a cranial morphometric analysis, In: Schonewald-Cox, CM, MacBryde, SM and Thomas, L (eds.), Genetic Conservation. Benjamin-Cumming, London, pp. 41-54. 50. Swofford D. L. (1993), PAUP*: phylogenetic analysis using parsimony, version 3.1.1. Champaign, IL: Illinois Natural History Survey. 51. Takeuchi Y., Ichikawa S., Konuma A., Tomaru N., Niiyama K., Lee S. L., Muhammad N., Tsumura Y. (2004), “Comparison of the fine-scale genetic structure of three dipterocarp species”. Heredity. 92, 323–328. 52. Tam N. M., Hoa N. T., Trang N. T. P. (2009), “Genetic variation in threatened conifer Cunninghamia lanceolata var. konishii using ISSR markers: Implications for conservation”, J. Biol. 31(2), pp. 66-72. 53. Tamura K., Dudley J., Nei M., Kumar S. (2007), MEGA4: molecular evolutionary genetic analysis (MEGA) software version 4.0. Molecular biology and Evolution 10.1093 54. Templeton A. R., Shaw K., Routman E., Davis S. K. (1990), “The genetic consequences of habitat fragmention”, Annals of the Missouri Botanical Garden, 77: 13-27. 55. Terauchi R. (1994), “A polymorphic microsatellite marker from the tropical tree Dryobalanops lanceolata (Dipterocarpaceae)”. Jpn. J. Genet. 69: 567-576. 56. Tinio E., Finkeldey R., Prinz K., Fernando E. S. (2014), “Genetic variation in natural and planted populations of Shorea guiso (Dipterocarpaceae) in the Philippines revealed by microsatellite DNA markers”. The Asian International Journal of Life Sciences 23(1): 75-91 57. Trang N. T. P., Huong T. T., Duc N. M., Sierens T., Triest L. (2014), “Genetic population of threatened Hopea odorata Roxb. in the protected areas of Vietnam”. Journal of Vietnamese Environment, 6(1): 69-76. 58. Ujino T., Kawahara T., Tsumura Y., Nagamitsu T., Yoshimura H., Wickneswari R. (1998), “Development and polymorphism of simple sequence repeat DNA markers for Shorea curtisii and other Dipterocarpaceae species”. Heredity, 81 (1998), 422-428. 59. Watson J. D. and Barker T. A. (2004), “Molecular Biology of the gene”. 5th Edition, Pearson Education, Inc., pub. Benjamin Cummings. 60. Welsh J., Petersen C., McClelland M. (1991), “Polymorphisms generated by arbitrarily primed PCR in the mouse: application to strain identification and genetic mapping”. Nucl. Acids Res. 19:303-306. 61. Williams J. G. K., Kubelik A. R., Livak K. J., Rafalski J. A., Tingey S. V. (1990), “DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers”. Nucl. Acids Res. 18:6531-6535. 62. Yamazaki T., Suchitra C., Harada K., Clyde M. M., Zakri A. H. (1999), “Molecular Phylogeny of Dipterocarpaceae in Southeast Asia”. In: The Tokyo International Forum on Conservation and Sustainable Use of Tropical Bioresources. 9-10 Nov. 1998: 121-131. 63. Yuwa-Amornpitak T., Vichitsoonthonkul T., Tanticharoen M., Cheevadhanarak S., Ratchadawong S. (2006), “Diversity of ectomycorrhizal fungi on dipterocarpaceae in Thailand”. Journal of Biological Sciences 6: 1059– 1064. 64. Yuwa-amornpitak T., Vichitsoonthonkul T., Tanticharoen M. (2006), “Molecular Phylogeny of Dipterocarpaceae in Thailand Using trnL-trnF and atpB-rbcL Intergenic Spacer Region in Chloroplast DNA”. Pakistan Journal of Biological Sciences 9(4):649-653Bảng 3.3. Số liệu AMOVA về sự khác biệt di truyền 10 quần thể của
loài D. alatus
Bảng 3.4. Mức độ sai khác di truyền giữa các cặp quần thể nghiên cứu (Fst)
Bảng 3.5. Khoảng cách di truyền (dưới) và hệ số tương đồng di truyền (trên)
theo công thức Nei (1972)
Hình 3.7. Mối quan hệ di truyền của 10 quần thể Dầu nước
Bảng 3.6. Thành phần base (%) vùng gen matK của 11 loài cây họ Dầu
Bảng 3.7. Khoảng cách di truyền giữa các cặp loài cây họ Dầu nghiên cứu
Hình 3.8. Mối quan hệ di truyền của 11 loài Dầu theo phương pháp NJ
Hình 3.9. Mối quan hệ di truyền của 11 loài Dầu theo phương pháp MP
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO