Kết quả phân tích ở hình 2A dựa trên trình tự
ITS với 613 nucleotide trong bộ dữ liệu cuối
cùng cho thấy, các loài thuộc chi Paris phân
bố trong 2 nhánh, ở nhánh thứ nhất các loài
phân bố trong hai nhóm, một nhóm gồm 18
loài, trong đó có loài P.vietnamensis thu tại
Thanh Hóa và nhóm còn lại có 5 loài, trong
đó có loài P. fargesii thu tại Lai Châu và loài
P. polyphylla var chinensis thu tại Lạng Sơn.
Nhánh thứ hai chỉ có một loài P. dunniana
(JF977287). Kết quả phân tích tiến hóa dựa
trên trình tự nucleotide của đoạn gen matK
với 709 nucleotide trong bộ dữ liệu cuối cùng
(Hình 2B) cho thấy các loài phân bố ở 14
nhánh, thứ nhất gồm 10 loài, trong đó ba
P.vietnamensis, P. fargesii, P. polyphylla var
chinensis thu tại Thanh Hóa, Lai Châu và
Lạng Sơn. Nhánh thứ hai có hai loài và các
nhánh còn lại mỗi nhánh chỉ có một loài. Kết
hợp trình tự nucleotide của vùng gen ITS và
đoạn gen matK với 1322 nucleotide trong bộ
dữ liệu cuối (Hình 2C) cho thấy các loài phân
bố ở 5 nhánh, trong đó một nhánh có 19 loài,
một nhánh có 2 loài, còn lại 3 nhánh, mỗi
nhánh có một loài. Loài P. polyphylla var
chinensis thu tại Lạng Sơn phân bố ở nhóm
19 loài. Trong các nghiên cứu trước, sự kết
hợp phân tích đặc điểm hình thái và vùng gen
ITS đã sử dụng để định danh các mẫu P.
vietnamensis thu tại Lào Cai (Việt Nam) [18],
[19]. Nghiên cứu của Nguyễn Tiến Dũng và
cộng sự (2018) đã cho thấy sử dụng vùng gen
ITS có thể phân biệt loài P. vietnamensis với
các loài thuộc chi Paris với độ tin cậy cao
(giá trị bootstrap là 100) [18]. Trong kết quả
nghiên cứu của chúng tôi, trong cả 3 cây phát
sinh loài, tỷ lệ bootstrap ở nhiều nhánh thấp
cho thấy độ tin cậy về kết quả xây dựng cây
phát sinh chủng loại còn hạn chế. Do vậy, để
có bức tranh toàn diện về lịch sử tiến hóa của
các loài thuộc chi Paris phân bố ở Việt Nam
cần phân tích số lượng mẫu lớn và sử dụng
trình tự của cả hệ gen lục lạp kết hợp với một
số gen phân loại trong hệ gen nhân.
8 trang |
Chia sẻ: hachi492 | Lượt xem: 5 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Định danh ba loài, Paris Fargesii, Paris Polyphylla, Paris Vietnamensis thu tại Việt Nam và suy luận sự phát sinh loài ở chi Paris, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TNU Journal of Science and Technology 225(08): 395 - 402
Email: jst@tnu.edu.vn 395
ĐỊNH DANH BA LOÀI, Paris fargesii, Paris polyphylla, Paris vietnamensis
THU TẠI VIỆT NAM VÀ SUY LUẬN SỰ PHÁT SINH LOÀI Ở CHI Paris
Nguyễn Thị Ngọc Lan*, Nguyễn Hữu Quân,
Vũ Thị Thu Thủy, Chu Hoàng Mậu
Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên
TÓM TẮT
Các loài thuộc chi Paris (Bảy lá một hoa) là loại dược liệu quý, chứa nhiều loại dược chất có tác
dụng cân bằng nội môi, kháng khuẩn, kháng virus, chống viêm và ức chế tế bào ung thư. Tuy
nhiên, do khai thác quá mức để sản xuất dược phẩm đã phá hủy quần thể tự nhiên, làm cho số cá
thể trong mỗi loài trong chi này còn rất ít, do đó, các loài Bảy lá một hoa cần được thực hiện các
biện pháp bảo tồn khẩn cấp. Chính vì vậy, việc thu thập, định danh loài và phân tích phát sinh loài
làm cơ sở xây dựng các biện pháp bảo tồn, phát triển các loài thuộc chi Paris ở Việt nam. Trong
nghiên cứu này, ba loài thuộc chi Paris (Paris fargesii, Paris polyphylla var chinensis, Paris
vietnamensis) thu tại Lai Châu, Lạng Sơn và Thanh Hóa (Việt Nam) được định danh dựa trên
phương pháp hình thái so sánh và mã vạch DNA với trình tự vùng ITS và đoạn gen matK. Cây
phát sinh loài được thiết lập dựa trên trình tự nucleotide của vùng ITS và đoạn gen matK phân lập
từ ba loài P. fargesii, P. polyphylla var chinensis, P. vietnamensis ở Việt Nam và 21 loài thuộc chi
Paris có trình tự ITS và matK trên GenBank theo phương pháp Maximum Likelihood đã cho thấy
kết quả bước đầu về sự tiến hóa các loài thuộc chi Paris.
Từ khóa: Chi Paris; đặc điểm hình thái; ITS; mã vạch DNA; matK; phân tích phát sinh loài.
Ngày nhận bài: 07/7/2020; Ngày hoàn thiện: 17/7/2020; Ngày đăng: 31/7/2020
IDENTIFICATION OF THREE SPECIES, Paris fargesii, Paris polyphylla, Paris
vietnamensis COLLECTED IN VIET NAM AND PHYLOGENETIC INFERENCE
IN THE GENUS Paris
Nguyen Thi Ngoc Lan*, Nguyen Huu Quan,
Vu Thi Thu Thuy, Chu Hoang Mau
TNU - University of Education
ABSTRACT
Species of the genus Paris are precious medicinal herbs, which consist of many kinds of
pharmaceutical substances with homeostasis effect, antibacterial, antiviral, anti-inflammatory and
detoxification activities as well as inhibition of cancer cells. However, due to overexploitation of
these species to produce pharmaceuticals, the number of individuals in each species of the Paris
genus declined dramatically, which is why it is necessary to carry out emergency conservation
measures for the Paris species. Therefore, the collection, identification and phylogenetic analysis
of Paris species are a basis for conduction of conservation and development measures for species
of the genus Paris in Vietnam. In this study, three species of the genus Paris (Paris fargesii, Paris
polyphylla var chinensis, Paris vietnamensis) collected in Lai Chau, Lang Son and Thanh Hoa
(Vietnam) were identified based on comparative morphology and DNA barcode including ITS and
matK. Phylogenetic tree was established based on nucleotide sequences of ITS region and matK
gene isolated from three Paris species of P. fargesii, P. polyphylla var chinensis, P. vietnamensis
in Vietnam and ITS and matK sequences of 21 Paris species on GenBank using Maximum
Likelihood method has shown initial results of evolution of Paris species.
Keywords: Paris genus; morphological characteristics; ITS; DNA barcode; matK; phylogenetic
analysis.
Received: 07/7/2020; Revised: 17/7/2020; Published: 31/7/2020
* Corresponding author. Email: ntnlan.dhsptn@tnu.edu.vn
Nguyễn Thị Ngọc Lan và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 225(08): 395 - 402
Email: jst@tnu.edu.vn 396
1. Mở đầu
Trong những năm gần đây, các loài thuộc chi
Paris đã thu hút nhiều sự chú ý trong hệ
thống y học cổ truyền. Bảy lá một hoa là dược
liệu quan trọng, là nguồn của các hợp chất
hoạt tính sinh học khác nhau [1]. Rễ, củ của
cây Bảy lá một hoa chứa saponin, flavonol,
sphingolipid và nhiều glycoside khác [2].
Saponin trong rễ, củ của cây Bảy lá một hoa
có tác dụng kháng khuẩn, kháng virus, chống
viêm và giải độc. Saponin cũng là một thành
phần của một số dược phẩm được sử dụng để
ức chế sự phát triển của các tế bào ung thư
[3]. Nghiên cứu của Wang và đồng tác giả
(đtg) (2013) đã báo cáo rằng 70 loại saponin
steroid đã được phân lập từ một số loài thuộc
chi Paris và thành phần, hàm lượng của các
dược chất là khác nhau giữa các loài trong chi
[4]. Hiện nay, có 24 loài thuộc chi Paris đã
được xác định phân bố khắp châu Âu, châu Á
và vùng Himalaya; ở một số quốc gia như
Bhutan, Nepal và Ấn Độ, Tây nam Trung
Quốc [5]. Ở Việt Nam tìm thấy 8 loài phân bố
ở các địa phương miền núi phía Bắc, miền
Trung và Tây Nguyên. Các loài Paris nằm rải
rác trên các khu rừng nhiệt đới thường xanh,
trong đất ẩm và mùn ở vùng núi, ở độ cao từ
100 m đến 1500 m [6]. Việc khai thác quá
mức các loài thuộc chi Paris đã dẫn đến sự
hủy diệt của quần thể tự nhiên và các loài Bảy
lá một hoa được đưa vào danh mục nguy cấp
[7] . Do đó, cần phải thực hiện các biện pháp
bảo tồn và phát triển nguồn gen bằng việc thu
thập, định danh, lưu giữ, nhân giống loài cây
dược liệu quý này.
Mã vạch DNA được báo cáo là công cụ đáng
tin cậy trong định danh loài và có thể sử dụng
một hay một số trình tự DNA ngắn trong hệ
gen để xác định loài. Việc sử dụng kết hợp
hai mã vạch DNA sẽ cho kết quả chính xác
hơn khi sử dụng mã vạch riêng lẻ [8], [9].
Trong nghiên cứu này, chúng tôi trình bày kết
quả định danh, phân tích tính đa dạng và phát
sinh loài dựa trên đặc điểm hình thái và sự kết
hợp trình tự gen matK và vùng ITS của ba
loài thuộc chi Paris (P. fargesii, P. var
chinensis, P.vietnamensis) thu thập tại Lai
Châu, Lạng Sơn và Thanh Hóa.
2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1. Vật liệu
Các mẫu cây thuộc chi Paris được thu tại Lai
Châu (mẫu Lai Châu), Bắc Sơn - Lạng Sơn
(mẫu Lạng Sơn), Pù Luông (mẫu Thanh Hóa)
và được lưu giữ tại Vườn tiêu bản ở huyện
Bắc Sơn, tỉnh Lạng Sơn. Lá non của các mẫu
Bảy lá một hoa được sử dụng cho tách chiết
DNA. Các trình tự vùng ITS và đoạn gen
matK khai thác từ cở sở dữ liệu NCBI [10].
2.2. Phương pháp
2.2.1. Định danh mẫu Bảy lá một hoa
Định danh loài thuộc chi Paris theo Nguyễn
Quỳnh Nga và đtg (2016) [6] và tra cứu trên
trang web của Tropicos [11], kết hợp với hai
mã vạch DNA dựa trên trình tự gen matK và
vùng ITS.
2.2.2. Tách chiết DNA tổng số, khuếch đại,
giải trình tự đoạn gen matK và vùng ITS
DNA tổng số từ mô lá được tách chiết theo
phương pháp của Saghai-Maroof và cộng sự
(cs) (1984) [12]. DNA tổng số sau tách chiết
được sử dụng làm khuôn cho PCR với các
cặp mồi được tổng hợp dựa trên trình tự mồi
nhân bản đoạn gen matK và vùng ITS đã công
bố. Cặp mồi matK-F/matK-R sử dụng trong
PCR khuếch đại đoạn gen matK có trình tự
nucleotide là: matK-F: 5’-
CGATCTATTCATTCAATATTTC -3’
matK-R: 5’-
TCTAGCACACGAAAGTCGAAGT-3’ [13]
và đoạn gen matK được nhân bản có kích
thước dự kiến khoảng 0,8 kb. PCR nhân bản
vùng ITS với cặp mồi ITS-F/ITS-R có trình tự
nucleotide là:
ITS-F: 5’-
ACGAATTCATGGTCCGGTGAAGTGTTCG-3’
ITS-R: 5’-
TAGAATTCCCCGGTTCGCTCGCCGTTAC-3’
dự kiến đoạn DNA được nhân bản có kích
thước 0,8 kb [14]. Thành phần PCR được tiến
hành với thể tích là 20 µL gồm: 1X
DreamTaq Buffer; 1 mM dNTP; 2,5 μM mỗi
mồi; 0,75 unit Dream Taq DNA polymerase;
50 ng DNA tổng số. Phản ứng PCR được thực
hiện trên máy Eppendorf Mastercycler với
Nguyễn Thị Ngọc Lan và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 225(08): 395 - 402
Email: jst@tnu.edu.vn 397
chu trình nhiệt của PCR để khuếch đại đoạn
gen matK là 94oC trong 1 phút; 35 chu kỳ với
94oC/30 giây, 53oC/40 giây, 72oC/40 giây;
72oC/10 phút, sau đó giữ ở 10oC. Chu trình
nhiệt của PCR khuếch đại vùng ITS là 94oC/4
phút; 35 chu kỳ với 94oC/30 giây, 58oC/60
giây, 72oC/60 giây; 72oC/10 phút, sau đó giữ
ở 10oC. Sản phẩm PCR được điện di kiểm tra
trên gel agarose 1,0%.
Sản phẩm PCR được tinh sạch bằng bộ kit Gen
JET PCR Purification của hãng Thermo
Scientific. Trình tự của các đoạn DNA được xác
định trên máy giải trình tự tự động ABI 3500
Genetic Analyzer bằng cách sử dụng BigDye
Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit.
2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu
Trình tự nucleotide được phân tích bằng
BLAST trong NCBI để nhận diện đoạn gen
matK, vùng ITS và định danh loài. Phân tích
tiến hóa và sự phát sinh loài thực hiện bằng
phần mềm MEGAX [15] theo phương pháp
Maximum Likelihood và mô hình Tamura-
Nei [15]. Cây liên kết ứng với giá trị
bootstrap suy luận ra từ 1000 lần lặp lại được
sử dụng để thể hiện lịch sử tiến hóa của các
loài [17].
3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Các mẫu cây Bảy lá một hoa thu thập tại Lai
Châu, Lạng Sơn và Thanh Hóa được lưu giữ
tại Vườn tiêu bản ở huyện Bắc Sơn, tỉnh Lạng
Sơn và được định danh dựa trên đặc điểm
hình thái và phân tích đặc điểm phân tử của
gen matK và vùng ITS.
3.1. Đánh giá mức độ đa dạng các đặc điểm
hình thái của ba loài Bảy lá một hoa thu
thập tại Lai Châu, Lạng Sơn, Thanh Hóa
Sử dụng phương pháp hình thái so sánh [6] và
tra cứu trên trang web của Tropicos [11] các
mẫu Bảy lá một hoa bước đầu đã được xác
định thuộc chi Paris và tên khoa học của mẫu
Lai Châu thuộc loài P. fargesii, mẫu Lạng
Sơn là loài P. polyphylla var chinensis và
mẫu Thanh Hóa là loài P. vietnamensis. Kết
quả so sánh hình thái giữa ba loài P. fargesii,
P. polyphylla var chinensis, P. vietnamensis
cho thấy rất ít điểm sai khác và sự khác nhau
là không lớn (Bảng 1, Hình 1). Những điểm
sai khác chủ yếu là các tính trạng số lượng và
hình dạng lá. Như vậy, có thể thấy hình thái
ba loài P. fargesii, P. polyphylla var
chinensis, P. vietnamensis có mức độ đa dạng
thấp, rất khó phân biệt, cho nên dễ nhầm lẫn
giữa các loài. Do vậy, mã vạch DNA cần
được sử dụng để khẳng định chính xác tên
khoa học của ba loài Bảy lá một hoa này.
3.2. Sự đa dạng trong trình tự đoạn gen
matK và vùng ITS ở ba loài Bảy lá một hoa
DNA tổng số tách chiết từ lá non của ba mẫu
Bảy lá một hoa và kiểm tra bằng điện di và
quang phổ hấp thụ, kết quả cho thấy DNA
đảm bảo độ tính sạch sử dụng cho PCR. PCR
nhân bản đoạn gen matK với cặp mồi matK-
F/matK-R và nhân bản vùng ITS với cặp mồi
ITS-F/ITS-R được thực hiện và kiểm tra bằng
điện di trên gel agarose 1,0%. Sản phẩm PCR
được tách từ gel điện di và tinh sạch sử dụng
để giải trình tự nucleotide. Sau khi xử lý và
loại bỏ những đoạn nhiễu, kết quả thu được
đoạn gen matK phân lập từ 3 mẫu Bảy lá một
hoa thu tại Lai Châu, Lạng Sơn và Thanh Hóa
có 800 nucleotide; vùng ITS có kích thước
695 nucleotide. Phân tích trực tuyến bằng
chương trình BLAST trong NCBI đã xác định
được mẫu Bảy lá một hoa thu tại Lai Châu là
loài P. fargesii, mẫu Lạng Sơn là loài P.
polyphylla var chinensis và mẫu Thanh Hóa
là loài P. vietnamensis.
Bảng 1. Một số đặc điểm sai khác về hình thái giữa ba loài P. fargesii, P. polyphylla var chinensis, P. vietnamensis
Đặc điểm P. fargesii P. polyphylla var chinensis P. vietnamensis
Số lượng lá 5 lá 5 lá 5 – 9
Chiều cao thân cây 50 cm 40 cm 25 - 70 cm
Chiều dài lá 17 cm 26 cm 11 - 12 cm
Chiều rộng lá 10 - 12 cm 15,6 cm 5 - 9 cm
Hình dạng phiến lá Hình trứng, mép lá trơn,
hơi lượn sóng
Hình xoan ngược, không có
lông, chóp lá có mũi 1,5 cm
Lá hình mác thuôn,
đầu nhọn
Màu sắc lá Xanh đậm Xanh hơi vàng Xanh hơi vàng
Nguyễn Thị Ngọc Lan và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 225(08): 395 - 402
Email: jst@tnu.edu.vn 398
Hình 1. Một số đặc điểm hình thái của ba loài P. fargesii, P. polyphylla var chinensis và P. vietnamensis
thu tại Lai Châu, Lạng Sơn và Thanh Hóa (Việt Nam).
A: Loài P. fargesii (a- cây; b- lá; c-hoa; d-củ); B: Loài P. polyphylla var chinensis (e- cây; g- lá; h-hoa; i-
củ); C: Loài P. vietnamensis (k-cây; l-hoa; m-quả chín; n-hạt)
So sánh trình tự nucleotide của đoạn gen
matK và vùng ITS bằng phần mềm BioEdit đã
xác định được 78 vị trí nucleotide sai khác
trong trình tự đoạn gen matK và 76 vị trí
nucleotide sai khác trong trình tự vùng ITS
giữa ba loài với nhau (Bảng 2). Sư sai khác
biểu hiện ở sự thay đổi cùng nhóm base (đồng
hoán): A T; G C; hoặc khác nhóm (dị
hoán): A C; A G; C T; G T. Đặc
điểm này đã cho thấy tính đa dạng trong trình
tự đoạn gen matK và vùng ITS của ba loài P.
fargesii, P. polyphylla var chinensis, P.
vietnamensis.
3.3. Phân tích sự phát sinh loài thuộc chi
Paris dựa trên dữ liệu trình tự vùng ITS và
đoạn gen matK
Chi Paris có 24 loài, trong đó 21 loài tìm
được dữ liệu trình tự đoạn gen matK và vùng
ITS trên GenBank, đó là các loài Paris
axialis, Paris bashanensis, Paris
caobangensis, Paris cronquistii, Paris
daliensis, Paris delavayi, Paris dulongensis,
Paris dunniana, Paris fargesii, Paris
forrestii, Paris luquanensis, Paris mairei,
Paris marmorata, Paris polyphylla, Paris
quadrifolia, Paris rugosa, Paris thibetica,
Paris vaniotii, Paris verticillata, Paris
vietnamensis, Paris xichouensis.
Trình tự nucleotide của vùng ITS của ba loài
P. fargesii, P. polyphylla var chinensis, P.
vietnamensis (thu tại Việt Nam) và các loài có
trình tự ITS trên GenBank được lựa chọn để
phân tích sự phát sinh loài và xây dựng cây
phát sinh chủng loại của các loài thuộc chi
Paris. Phân tích sự tiến hóa phân tử được
thực hiện bằng phần mềm MEGAX [15]. Lịch
sử tiến hóa đã được suy luận bằng cách sử
dụng phương pháp Maximum Likelihood và
mô hình Tamura-Nei. Phân tích sự phát sinh
loài bằng phương pháp Bootstrap với số lần
lặp là 1000 theo mô hình Tamura-Nei [16].
Nguyễn Thị Ngọc Lan và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 225(08): 395 - 402
Email: jst@tnu.edu.vn 399
Bảng 2. Sự sai khác trong trình tự nucleotide của đoạn gen matK và vùng ITS giữa ba loài Bảy lá một hoa
Vị trí P. far. P. polyp. P. vie. Vị trí P. far. P. polyp. P. vie. Vị trí P. far. P. polyp. P. vie.
Các vị trí sai khác trong gen matK giữa ba loài P. fargesii, P. polyphylla var chinensis và P. vietnamensis
22 A T A 454 T A T 649 A T A
24 C T C 456 A G A 651 A G A
25 A T A 467 C T C 652 T G T
26 A T A 504 T A T 653 T G T
31 A G A 514 G A G 654 T C T
34 T A T 518 C T C 671 A A T
46 G G C 526 G T G 702 A A G
54 A A C 535 A G A 712 A A T
55 G G T 565 A T A 719 A A G
60 T - C 568 A G A 720 G G A
71 A A G 570 A A G 724 G G A
73 G A G 595 - A G 725 A A G
99 G G T 605 G - C 734 G G A
117 A A G 618 C A C 751 T T A
121 G A G 619 - T C 752 T T A
122 - G G 629 C T C 753 T T A
139 A A T 630 T G T 754 T T G
198 C A C 632 T G T 760 A A G
251 A T A 634 - T T 762 A A G
289 G G C 635 G T G 765 T T A
311 T G T 636 A G A 774 A A T
323 C A A 637 A G A 775 T T A
350 T A T 638 A A C 776 A A G
386 C A C 642 C T C 777 G G A
400 C T C 643 G A G 778 G G T
444 C T C 644 G A G 786 A A T
Các vị trí sai khác trong vùng ITS giữa ba loài P. fargesii, P. polyphylla var chinensis và P. vietnamensis
2 T C C 255 C T C 592 A A C
10 A G G 260 T C C 596 G G C
23 C G G 278 C C T 600 G G C
34 A A T 316 T A C 603 G G A
52 G G C 317 A T T 608 C C G
58 G A A 322 T T A 611 G G A
64 G G A 353 T T A 612 A T T
77 C T C 358 G G T 616 C C T
88 A A T 389 C C T 621 G G C
111 G G A 431 G C C 622 G G C
115 C C T 443 C C T 639 G G C
124 G A A 477 C T C 644 C C A
134 A A C 478 T C T 645 C T C
135 C C A 505 T T C 646 A A C
138 T T C 536 C T C 648 T T C
142 G G C 562 T T C 653 T T C
144 C C G 566 G G C 658 T C C
145 G T T 573 A A C 662 A A T
155 C C G 575 G G C 671 C C G
170 A A G 576 G G T 672 T T C
187 G T T 578 G G C 675 G C C
192 T A A 580 G G C 680 C C T
193 T A A 581 T T C 691 T T C
236 G G A 582 G G A 692 A A T
237 T C C 589 A A C 695 C C T
254 C C T
Ghi chú: P. far.- loài P. fargesii; P. polyp.- loài P. polyphylla var chinensis; P. vie.-loài P. vietnamensis; (-
): Khuyết nucleotide
Nguyễn Thị Ngọc Lan và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 225(08): 395 - 402
Email: jst@tnu.edu.vn 400
Tỷ lệ bootstrap với 1000 lần lặp lại được
hiển thị bên cạnh các nhánh trong cây phát
sinh chủng loại. Phân tích liên quan đến 24
trình tự nucleotide. Tất cả các vị trí chứa
khoảng trống và dữ liệu bị thiếu đã được
loại bỏ, sơ đồ cây thiết lập trên cơ sở sử
dụng bộ dữ liệu cuối cùng (Hình 2).
A B
C
Hình 2. Cây phát sinh loài thuộc chi Paris thiết lập dựa trên trình tự nucleotide đoạn gen matK và vùng
ITS theo phương pháp Maximum Likelihood trong MEGAX. P.vietnamensis-TH: loài P.vietnamensis thu tại
Thanh Hóa; P. fargesii-LC: loài P. fargesii thu tại Lai Châu; P. polyphylla-LC: loài P. polyphylla thu tại
Lạng Sơn; Các loài còn lại thuộc chi Paris có trình tự vùng ITS và đoạn gen matK công bố trên GenBanK
với mã số đính kèm. Sơ đồ cây thiết lập dựa trên trình tự nucleotide vùng ITS (A), đoạn gen matK (B) và
sự kết hợp ITS và matK (C).
Kết quả phân tích ở hình 2A dựa trên trình tự
ITS với 613 nucleotide trong bộ dữ liệu cuối
cùng cho thấy, các loài thuộc chi Paris phân
bố trong 2 nhánh, ở nhánh thứ nhất các loài
phân bố trong hai nhóm, một nhóm gồm 18
loài, trong đó có loài P.vietnamensis thu tại
Thanh Hóa và nhóm còn lại có 5 loài, trong
đó có loài P. fargesii thu tại Lai Châu và loài
P. polyphylla var chinensis thu tại Lạng Sơn.
Nhánh thứ hai chỉ có một loài P. dunniana
Nguyễn Thị Ngọc Lan và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 225(08): 395 - 402
Email: jst@tnu.edu.vn 401
(JF977287). Kết quả phân tích tiến hóa dựa
trên trình tự nucleotide của đoạn gen matK
với 709 nucleotide trong bộ dữ liệu cuối cùng
(Hình 2B) cho thấy các loài phân bố ở 14
nhánh, thứ nhất gồm 10 loài, trong đó ba
P.vietnamensis, P. fargesii, P. polyphylla var
chinensis thu tại Thanh Hóa, Lai Châu và
Lạng Sơn. Nhánh thứ hai có hai loài và các
nhánh còn lại mỗi nhánh chỉ có một loài. Kết
hợp trình tự nucleotide của vùng gen ITS và
đoạn gen matK với 1322 nucleotide trong bộ
dữ liệu cuối (Hình 2C) cho thấy các loài phân
bố ở 5 nhánh, trong đó một nhánh có 19 loài,
một nhánh có 2 loài, còn lại 3 nhánh, mỗi
nhánh có một loài. Loài P. polyphylla var
chinensis thu tại Lạng Sơn phân bố ở nhóm
19 loài. Trong các nghiên cứu trước, sự kết
hợp phân tích đặc điểm hình thái và vùng gen
ITS đã sử dụng để định danh các mẫu P.
vietnamensis thu tại Lào Cai (Việt Nam) [18],
[19]. Nghiên cứu của Nguyễn Tiến Dũng và
cộng sự (2018) đã cho thấy sử dụng vùng gen
ITS có thể phân biệt loài P. vietnamensis với
các loài thuộc chi Paris với độ tin cậy cao
(giá trị bootstrap là 100) [18]. Trong kết quả
nghiên cứu của chúng tôi, trong cả 3 cây phát
sinh loài, tỷ lệ bootstrap ở nhiều nhánh thấp
cho thấy độ tin cậy về kết quả xây dựng cây
phát sinh chủng loại còn hạn chế. Do vậy, để
có bức tranh toàn diện về lịch sử tiến hóa của
các loài thuộc chi Paris phân bố ở Việt Nam
cần phân tích số lượng mẫu lớn và sử dụng
trình tự của cả hệ gen lục lạp kết hợp với một
số gen phân loại trong hệ gen nhân.
4. Kết luận
Những dữ liệu phân tích kết hợp phương pháp
hình thái so sánh với mã vạch DNA dựa trên
trình tự vùng gen ITS và đoạn gen matK đã
xác định được mẫu Bảy lá một hoa thu tại Lai
Châu thuộc loài P. fargesii, mẫu Lạng Sơn là
loài P. polyphylla var chinensis và mẫu
Thanh Hóa là loài P. vietnamensis. Các cây
phát sinh loài thuộc chi Paris đã được thiết
lập dựa trên trình tự nucleotide của vùng ITS,
đoạn gen matK và dựa trên sự kết hợp ITS và
matK đã cho thấy sơ bộ về sự tiến hóa các
loài thuộc chi Paris trong phạm vi chỉ dựa
trên trình tự vùng gen ITS và đoạn gen matK.
Cần tiếp tục nghiên cứu và giải trình tự toàn
bộ hệ gen lục lạp của các loài Bảy lá một hoa
để có dữ liệu chính xác hơn về lịch sử tiến
hóa của chi Paris.
Lời cảm ơn
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Bộ Giáo dục
và Đào tạo Việt Nam trong Nhiệm vụ Quỹ
gen B2018-TNA-04-GEN.
TÀI LIỆU THAM KHẢO/ REFERENCES
[1]. M. Tariq, S. Paul, I. D. Bhatt, K.
Chandrasekar, V. Pande, and S. K. Nandi,
“Paris polyphylla Amith: An important high
value Hymalayan medicinal herb.,” Int. J.
Adv. Res., vol. 4, pp. 850-857, 2016.
[2]. T. L. Do, Medicinal plants and medicines in
Viet Nam. Medical Publishing House,
Vienam, 2004.
[3]. J. C. Wei, W. Y. Gao, X. D. Yan, Y. Wang, S.
S. Jing, and P. G. Xiao, “Chemical
constituents of plants from the genus Paris,”
Chemistry & Biodiversity, vol. 11, pp. 1277-
1297, 2014.
[4]. Y. Wang, W. Gao, X. Li, J. Wei, S. S. Jing,
and P. Xiao, “Chemotaxonomic study of the
genus Paris based on steroidal saponins,”
Biochemical Systematics and Ecology, vol.
48, pp. 163-173, 2013.
[5]. H. Li, “The phylogeny of the genus Paris L,”
Acta Botanica Yunnanica, vol. 6, pp. 351-362,
1984.
[6]. Q. N. Nguyen, T. H. Pham, V. T. Phan, and V.
T. Hoang, “Taxonomy of the genus Paris L.
(Melanthiaceae) in Vietnam,” Journal of
Biology, vol. 38, pp. 333-339, 2016.
[7]. N. T. Dang, and T. B. Nguyen, Vietnam Red
List. Publishing House for Science and
Technology, 2007.
[8]. CBOL Plant Working Group, “A DNA
barcode for land plants,” Proc. Natl. Acad.
Sci. USA, vol. 106, pp. 12794-12797, 2009.
[9]. J. W. Kress, K. J. Wurdack, E. A. Zimmer, L.
A. Wei, D. H. Janzen, “Use of DNA barcodes
to identify flowering plants,” Proc. Natl.
Acad. Sci USA, vol.102, pp. 8369-8374, 2005.
[10]. National Center for Biotechnology
Information (USA). [Online]. Available:
Nguyễn Thị Ngọc Lan và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 225(08): 395 - 402
Email: jst@tnu.edu.vn 402
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nucleotide/
[Accessed June 25, 2020].
[11]. Missouri Botanical Garden. [Online].
Available:
[Accessed June 25, 2020].
[12]. M. A. Saghai-Maroof, K. M. Soliman, R. A.
Jorgensen, and R. W. Allard, “Ribosomal
DNA spacer-length polymorphisms in barley:
Mendelian inheritance, chromosomal
location, and population dynamics,”
Proceedings of the National Academy of
Science of the United States of America, vol.
81, pp. 8014-8018, 1984.
[13]. J. Yu, J. H. Xue, and S. L. Zhou, “Research
ArticleNew universal matK primers for DNA
barcoding angiosperms,” Journal of
Systematics and Evolution, vol. 49, pp. 176-
181, 2011.
[14]. Y. Sun, D. Z. Skinner, G. H. Liang, and S. H.
Hulbert, “Phylogenetic analysis of Sorghum
and related taxa using internaltranscribed
spacers of nuclear ribosomal DNA,”
Theoretical and Applied Genetics, vol. 89, pp.
26-32, 1994.
[15]. S. Kumar, G. Stecher, M. Li, C. Knyaz, and
K. Tamura, “MEGA X: Molecular
Evolutionary Genetics Analysis across
computing platforms,” Molecular Biology and
Evolution, vol. 35, pp.1547-1549, 2018.
[16]. K. Tamura, and M. Nei, “Estimation of the
number of nucleotide substitutions in the
control region of mitochondrial DNA in
humans and chimpanzees,” Molecular
Biology and Evolution, vol. 10, pp. 512-526,
1993.
[17]. J. Felsenstein, “Confidence limits on
phylogenies: An approach using the
bootstrap,” Evolution, vol. 39, pp. 783-791,
1985.
[18]. T. D. Nguyen, Q. N. Nguyen, N. L. Tran, T.
T. Nguyen, T. P. Ninh, T. T. N. Doan, T. T.
H. Le, and N. L. Nguyen, “Morphological
Characteristics and DNA Barcodes of Paris
vietnamensis (Takht.) H.Li in Vietnam,”
Vietnam Journal of Agricultural Sciences,
vol. 16, pp. 282-289, 2018.
[19]. T. T. T. Vu, L. T. K. Vu, Q. H. Nguyen, K.
V. Pham, D. T. Nguyen, L. T. N. Nguyen, and
M .H. Chu, “Cytotoxic effects of steroidal
glycosides isolated from the Paris
vietnamensis plant on cancer cell lines and
against bacterial strains,” Biotechnology &
Biotechnological Equipment (B&BE), vol. 33,
pp. 1516-1524, 2019.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
dinh_danh_ba_loai_paris_fargesii_paris_polyphylla_paris_viet.pdf