Nghiên cứu tiến hóa và bảo tồn của các loài Mang (Cervidae: Muntiacinae) ở Việt Nam bằng phương pháp sinh học phân tử

Năm 2015, Nhóm nghiên cứu do Lê Đức Minh – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đứng đầu đã thành công trong việc Nghiên cứu tiến hóa và bảo tồn của các loài Mang (Cervidae Muntiacinae) ở Việt Nam bằng phương pháp sinh học phân tử. Thành công của nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong phân loại học của nhóm Mang, một nhóm động vật quý hiếm, cũng như trong việc xây dựng kế hoạch bảo tồn nhóm động vật đang bị đe dọa tuyệt chủng. Các kết quả nghiên cứu được đăng trên tạp chí ISI và một số tạp chí chuyên ngành uy tín của Việt Nam.

 

Mục tiêu của nghiên cứu là nhằm nghiên cứu tổng thể mức độ đa dạng của nhóm Mang ở Việt Nam sử dụng các phương pháp thu mẫu không trực tiếp. Các mẫu đã được thu từ phân và mẫu khô của thợ săn tại vùng điều tra và từ những mẫu hiện nằm trong các bảo tàng để nhằm xác định mức độ đa dạng về gen và biến động về số lượng của những loài này từ trước đến nay. Số liệu thu được từ các mẫu này cũng được sử dụng để phân tích và đánh giá phân bố, cấu trúc gen trong quần thể, số lượng và mức độ đa dạng và kiểu hình thành loài. Ngoài ra, mục đích chính của nghiên cứu là nhằm xác định những loài ẩn sinh bằng cách so sánh số liệu về gen của những mẫu thu được từ nhiều địa điểm khác nhau, kiểu hình thành loài, và sự biến động về số lượng theo thời gian. Đồng thời, số liệu thu được dùng để kiểm chứng một số giả thuyết liên quan đến kiểu phân bố của nhóm này. Cụ thể là ở mức độ địa phương, mẫu của những loài có phân bố rộng đã được thu thập từ nhiều vùng địa lý khác nhau và so sánh về mặt gen sử dụng công cụ cây phát sinh loài để xác định sự khác biệt di truyền giữa các quần thể này. Ở mức độ vùng, các loài của giống này đã được so sánh bằng cây phát sinh loài để xác định mối quan hệ về mặt tiến hóa. Những mối quan hệ này sau đó được sử dụng để tìm ra lịch sử về mặt địa sinh học và xem nó liên quan gì với mô hình thay đổi khí hậu. các kết quả nghiên cứu này cũng xác định vùng đặc hữu của nhóm này. 

Nghiên cứu này cũng đã phát triển được một số phương pháp về chiết tách và nhân dòng các mẫu có chất lượng ADN thấp và các phương pháp xây dựng quy trình xây dựng cây phát sinh loài phục vụ nghiên cứu tiến hóa phân tử.

Nhóm nghiên cứu tiến hành điều tra trên toàn bộ vùng phân bố của Mang từ tỉnh Điện Biện đến Kon Tum. Tập trung chủ yếu vào khu bảo tồn hiện có và đang được kiến nghị và tập trung vào môi trường sống ưa thích của chúng ở các khu rừng có độ cao tương đối lớn. Thu được hơn 200 mẫu từ các vùng phân bổ này. Các mẫu được thu và giữ khô bằng hạt silica hoặc ngâm trong cồn để phục vụ chiết tác ADN. Để lập được bản đồ vùng phân bổ, mỗi mẫu được gắn mã số riêng và tọa độ địa lý được ghi lại bằng máy GPS. Các mẫu khác được thu từ mẫu khô của thợ săn trong vùng phân bổ hoặc ở các bảo tàng.

 

Bằng cách sử dụng bộ phân tách Qiamp DNA Stool Kit của Qiagen, nhóm tiến hành tách ADN từ các mẫu phân thu được. Do lượng ADN trong mẫu thấp nên họ đã sử dụng hỗn hợp đa dụng HotStarTaq, đây là Taq đặc trưng và chuyên dụng dùng cho các mẫu có lượng ADN thấp.

 

Các mẫu thu được từ thợ săn và lấy từ bảo tàng được phân tách bằng bộ DNeasy Kit thông thường của Qiagen hoặc bộ Qiamp DNA Micro Kit trong trường hợp lượng ADN còn lại thấp. Trong quá trình nghiên cứu, nhóm nghiên cứu sử dụng 3 loại Gen khác nhau, trong đó có 2 Gen ti thể (NADH dehydrogenase 4 (ND4) – 700 nucleotid, cytb-1.140 nucleotid) và 1 Gen nhân (G-fibrinogen-590 nucleotid). Tất cả các cặp mồi được thiết kế (ND4) hoặc được lấy tìe Egan (2000). Các mẫu đã chiết tách được tổng hợp nhân bản và đọc trình tự. Quá trình này được thực hiện tại phòng thí nghiệm Bộ môn Di truyền – Đại học Khoa học Tự nhiên. Nhóm đã thay thế gen 16S và 12S bằng ND4 vì gen này có mức độ đột biến cao hơn.

 

Các chuỗi ADN sau khi đọc trình tự được sắp xếp lại bằng phần mềm ClustalX. Kết quả thu được dùng phương pháp phân tích maxium parsimony (MP) và phương pháp Bayes để phân tích. Chỉ số bootstrap được đánh giá dựa trên 1000 lần phân tích lặp lại có sử dụng lặp lại 100 lần có thêm taxon ngẫu nhiên. Việc tính khoảng cách di truyền giữa các mẫu được thực hiện trên phần mềm PAUP.

Nghiên cứu đã đạt được một số kết quả khả quan. Các phương pháp phân tích số liệu được phát triển thông qua nghiên cứu này có tính ứng dụng rộng rãi và đã được sử dụng thành công trong các nghiên cứu tương tự với nhiều loại đối tượng nghiên cứu khác nhau. Cây phát sinh loài có độ chính xác cao, đạt tiêu chuẩn đặt ra bởi các tạp chí hàng đầu trong lĩnh vực. Cây phát sinh loài giúp cho việc phát triển các giả thiết tiến hóa như mối tương quan giữa những thay đổi về điều kiện khí hậu và môi trường trong quá khứ tới tốc độ phát sinh loài, sự hình thành vùng địa sinh học trong suốt chiều dài lịch sử của nhóm loài, tương tác giữa hoạt động địa chất tới quá trình phân tách di truyền của các quần thể. Phương pháp này còn có thể sử dụng rộng rãi trong việc phát hiện loài mới bằng phương pháp sinh học phân tử. Trong tương lai, phương pháp này hứa hẹn sẽ có nhiều ứng dụng trong nghiên cứu tại Việt Nam, giúp cho việc nghiên cứu tiến hóa phân tử của nhiều nhóm loài, cũng như giúp cho việc mô tả loài mới đặc biệt ở những nhóm loài còn ít được nghiên cứu. Từ cây phát sinh loài, nhóm nghiên cứu xác nhận Việt Nam có thêm một loài mang mới, đó là loài mang Roosevelt, mà loài này trước đây được ghi nhận tại Lào. Ngoài ra, cây phát sinh loài cũng cho thấy nhiều loài mang ở nước ta có tính đa dạng di truyền cao đặc biệt là loài mang vó vàng (Muntiacus muntjak) và mang lớn (Muntiacus vuquangensis). Loài Mang Pù Hoạt có thể không phải là một loài có hiệu lực và là loài đồng vật (synonym) với loài mang Roosevelt. Thành công trong việc xây dựng phương pháp chiết tách và nhân dòng ADN từ các mẫu có chất lượng thấp thực sự hữu dụng cho việc điều tra các loại khó tiếp cận. Bằng phương pháp này, nhóm đã thu được số liệu từ các loài mang và rùa mai mềm Thượng Hải. Kết quả nghiên cứu đã góp phần nâng cao hiệu quả thực thi pháp luật đối với việc buôn bán trái phép các loài quý hiếm thông qua việc xây dựng cơ sở dữ liệu sinh học phân tử của các loài này. Cơ sở dữ liệu này sẽ giúp xác định và nhận dạng chính xác các mẫu vật và các sản phẩm từ các loài quý hiếm đang bị buôn bán. Phương pháp chiết tách và nhân dòng đạt hiệu quả cao, có thể khắc phục những khó khăn trong việc đọc trình tự ADN từ những mẫu vật và những sản phẩm.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu Đề tài Nghiên cứu tiến hóa và bảo tồn của các loài Mang (Cervidae: Muntiacinae) ở Việt Nam bằng phương pháp sinh học phân tử tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia. Mã đề tài: 106.15-2010.30.

 

Nguồn:  P.T.T (NASATI, 2015)