nghiên cứu mối quan hệ loài của ốc cối (conus spp.) ở vùng biển nam trung bộ, việt nam dựa trên chỉ thị phân tử gen 16s của dna ty thể (16s mt dna)

Ứng dụng chỉ thị ty thể trong phân loại và xây dựng hệ thống phát sinh loài của ốc cối.. - Bước đầu khảo sát mối quan hệ tiến hóa giữa các loài ốc cối thu được ở Việt Nam dựa trên phân t

LỜI CẢM ƠN

Đề tài được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Sinh học phân tử, Bộ môn Công nghệ sinh học, Trường Đại học Nha Trang Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới TS Đặng Thúy Bình và Ths Nguyễn Thị Hải Thanh, Viện Công nghệ sinh học và Môi trường, Trường Đại học Nha Trang, TP Nha Trang - Khánh Hòa đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện để hoàn thành đồ án

Tôi xin chân thành cảm ơn:

Ban giám đốc và các thầy cô giáo Viện Công nghệ sinh học và Môi trường, Trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện cho tôi được sử dụng trang thiết bị, hóa chất và các dụng cụ thí nghiệm

ThS Trương Thị Thu Thủy, cán bộ tổ nghiên cứu Bộ môn Công nghệ sinh học

đã giúp đỡ tôi về kỹ thuật và thao tác

Các thầy cô giáo trong Bộ môn Công nghệ sinh học, Trường Đại học Nha Trang đã cung cấp cho tôi những kiến thức nền tảng để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Tập thể lớp 49CNSH và nhóm sinh viên Trường Đại học Nha Trang đã cùng tôi thực hiện đề tài này

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ động viên của gia đình, bạn bè, người thân, cảm ơn những ý kiến đóng góp và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Xin kính chúc mọi người sức khoẻ, hạnh phúc và thành công

Nha Trang, tháng 7 năm 2011 Sinh viên thực hiện

Hoàng Thị Lý

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC CÁC BẢNG v

DANH MỤC CÁC HÌNH vi

LỜI MỞ ĐẦU 1

I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2

I.1 TỔNG QUAN VỀ ỐC CỐI (CONUS.SPP) 3

I.1.1 Phân loại 3

I.1.2 Hình thái 3

I.1.3 Phân bố 5

I.1.4 Đặc điểm sinh học, sinh sản 6

I.1.5 Chế độ dinh dưỡng và phương thức săn mồi 8

I.1.6 Độc tố ốc cối 10

I.1.7 Phân loại độc tố ốc cối conotoxin 14

I.2 TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU 16

I.2.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên và sinh thái môi trường đảo Cù Lao Chàm và ven bờ Quảng Nam 16

I.2.3 Đặc điểm điều kiện tự nhiên và sinh thái môi trường đảo Lý Sơn, Quảng Ngãi 19

I.2.4 Đặc điểm điều kiện tự nhiên và sinh thái môi trường vùng ven biển Sông Cầu, Phú Yên 20

I.3 CÁC NGHIÊN CỨU DI TRUYỀN 23

I.3.1 Giới thiệu về ti thể 23

I.3.1.1 Cấu trúc ti thể 23

I.3.1.2 Chức năng ti thể 24

I.3.1.3 Giới thiệu về hệ gen ti thể 25

I.3.2 Ứng dụng chỉ thị ty thể trong phân loại và xây dựng hệ thống phát sinh loài của ốc cối 27

I.3.3 Nghiên cứu di truyền ốc cối 28

I.3.3.1 Nghiên cứu mối quan hệ tiến hóa: 28

I.3.3.2 Mối liên hệ giữa phát sinh loài và chế độ dinh dưỡng (Conus spp.) 30

I.3.3.3 Nghiên cứu cấu trúc hệ gen 31

I.3.3.4 Nghiên cứu di truyền ốc cối ở Việt Nam 32

I.3.3.5 Nghiên cứu di truyền độc tố 33

I.3.3.6 Nghiên cứu di truyền quần thể ốc cối và động vật thân mềm 34

II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36

II.1 Đối tượng và địa điểm thu mẫu: 37

II.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm: 38

II.4 Tách chiết DNA 39

II.4.1 Tách chiết DNA với bộ kít Wizard® SV Genomic DNA Purification System 39

II.4.2 Chuẩn bị gel agarose 40

II.4.3 Điện di và đọc kết quả 41

II.5 Phản ứng PCR 41

II.5.1 Cơ sở lý thuyết: 41

II.5.2: Tiến hành thực nghiệm: 42

II.6 Giải trình tự gen 16S mtDNA thu được 43

II.6.1: Cơ sở lý thuyết. 43

II.6.2 Phương pháp tiến hành: 44

II.7 Phân tích đa dạng loài ốc cối 44

III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 48

III.1 KẾT QUẢ 49

III.1.1 Đặc điểm hình thái 49

III.1.2 Tách chiết DNA tổng số 51

III.1.2.1 Lựa chọn vị trí lấy mẫu mô tách chiết 51

III.1.2.2 Tách chiết DNA tổng số 52

III.1.3 Khuếch đại gen 16S mtDNA 53

III.1.4 So sánh trình tự gen 16S mtDNA 53

III.1.5 Xây dựng cây phát sinh loài 57

III.2 THẢO LUẬN 61

III.2.1 Sự khác biệt về trình tự gen của các nhóm loài ốc cối trên cây phân loại 61

III.2.2 Mối quan hệ loài ốc cối dựa trên chỉ thị phân tử 16S mtDNA 62

III.2.2 Mối quan hệ giữa loài và chế độ dinh dưỡng 65

IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68

IV.1 KẾT LUẬN 69

IV.2 KIẾN NGHỊ 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

A CÁC TÀI LIỆU TRÍCH DẪN TRONG BÁO CÁO 72

B TÀI LIỆU THAM KHẢO KHÔNG TRÍCH DẪN 76

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Các genome ty thể có các gen mã hóa cho các protein, rRNA và tRNA 26 Bảng 2.1: Trình từ các đoạn mồi được sử dụng trong phản ứng PCR 43 Bảng 2.2: Các thông số của quá trình phân tích các trình tự và mô hình tiến hóa (best-fit models) được lựa chọn bởi phần mềm Modeltest 3.7, sử dụng tính năng Akaike Information Criterion 45 Bảng 2.3: Mã số các trình tự gen 16S và chế độ ăn của các loài ốc cối trong nghiên cứu hiện tại và từ Genbank (P: ăn cá; P+V: ăn cá và nhuyễn thể; P+V: ăn cá và giun biển; V: ăn giun biển; M: ăn nhuyễn thể; U: chưa nghiên cứu (unknow)) 46 Bảng 3.1: So sánh tỷ lệ các trình tự giống nhau giữa các loài ốc cối thu thập được

ở vùng biển Nam Trung Bộ Việt Nam 56 Bảng 3.2: Các nhóm loài ốc cối trên cây phân loại từ các phương pháp MP, ML,

BI Nhóm được phân loại dựa theo chế độ ăn (P: ăn cá, V: ăn giun; M: ăn nhuyễn thể; U: chưa biết) 59

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Hình thái ngoài của một số loài ốc cối 10

Hình 1.2 Cấu tạo bên ngoài của ốc cối 4

Hình 1.3: Khu vực phân bố của Conus.textile trên thế giới 6

Hình 1.4: Vòng đời của ốc cối 8

Hình 1.5: Phương thức săn mồi dạng móc câu 9

Hình 1.6: Conus purpurascens và phương thức săn mồi dạng móc câu 9

Hình 1.7: Phương thức săn mồi dạng lưới 10

Hình 1.8: Cấu tạo tuyến nọc độc của ốc cối 11

Hình 1.9: Cấu trúc răng kitin điển hình của ốc cối (Flankin và cs, 2007) 14

Hình 1.10: Bản đồ địa lý về sự phân bố các vùng biển Việt Nam 21

Hình 1.11: Cấu trúc ti thể 30

Hình 1.12 DNA ty thể người, bao gồm 22 gen tRNA, 2 gen rRNA, và 13 vùng mã hóa protein 27

Hình 1.13: Cấu trúc hệ gen ty thể của Conus textile 32

Hình 2.1: Các địa điểm thu mẫu ốc cối Conus spp (chữ đỏ) 37

Hình 2.2: Quy trình bố trí thí nghiệm 38

Hình 2.3: Chu trình nhiệt của phản ứng PCR 42

Hình 3.1 Hình thái vỏ của các loài ốc cối phân bố ở biển Việt Nam 49

Hình 3.2: Ảnh minh họa vị trí lấy mẫu mô tách chiết DNA 51

Hình 3.3 Kết quả điện di DNA tổng số của các mẫu ốc cối 52

Hình 3.4 Kết quả điện di sản phẩm PCR đoạn gen 16S mtDNA 53

Hình 3.5: Cây phát sính loài dựa trên gen 16S mtDNA của ốc cối thu tại vùng biển Nam Trung Bộ, Việt Nam 60

LỜI MỞ ĐẦU

Ốc cối là một trong những họ động vật thân mềm lớn (gồm khoảng 700 loài) thuộc loài ăn thịt, có nọc độc, phân bố rộng rãi trên thế giới đặc biệt là ở vùng biển nhiệt đới Vỏ của các loài ốc cối có màu sắc và hoa văn đẹp nên thường được khai thác để làm đồ trang sức, mỹ nghệ và các vật phẩm lưu niệm Ngoài ra, ốc cối còn

là nguồn nguyên liệu sản xuất các loại thuốc chữa các cơn đau mạn tính, ung thư và nhiều bệnh khác Các nghiên cứu lâm sàng và cận lâm sàng cho thấy độc tố ốc cối (conotoxin) có hiệu quả giảm đau cao gấp 10.000 lần so với morphine mà không gây nghiện hoặc các phản ứng phụ - điều khó tránh khỏi với tất cả các loại thuốc giảm đau hiện nay (Olivera, 1990) Vì những lợi ích về kinh tế và y học đó mà tình trạng khai thác bừa bãi các loài ốc cối ngày càng gia tăng Bởi vậy, đòi hỏi các nhà khoa học phải có các nghiên cứu để bảo tồn một cách hợp lý và đúng đắn nguồn tài nguyên này Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về sự đa dạng loài của

ốc cối Tuy nhiên, ở Việt Nam, các nghiên cứu về ốc cối mới chỉ dừng lại ở mức độ thống kê và mô tả các đặc điểm hình thái giải phẫu Hiện việc nghiên cứu về ốc cối

ở mức độ phân tử vẫn còn hạn chế Vì vậy, nghiên cứu và xây dựng phát sinh chủng loại các loài ốc cối Việt Nam bằng các phương pháp sinh học phân tử là điều rất cần

thiết Vì những lý do trên, chúng tôi tiến hành đề tài “nghiên cứu mối quan hệ loài

của ốc cối (Conus spp.) ở vùng biển Nam Trung Bộ, Việt Nam dựa trên chỉ thị phân tử gen 16S của DNA ty thể (16S mt DNA)”

Mục tiêu của đề tài:

- Khảo sát và đánh giá đặc điểm di truyền của loài ốc cối (Conus spp.)

- Bước đầu khảo sát mối quan hệ tiến hóa giữa các loài ốc cối thu được ở Việt Nam dựa trên phân tích giải trình tự gen 16S của DNA ti thể (Mitochondrial DNA) Trên cơ sở đó tiến hành xây dựng cây phát sinh loài

I TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Hình 1.1: Hình thái ngoài của một số loài

ốc cối

(http://www.conidae.info )

I.1 TỔNG QUAN VỀ ỐC CỐI (CONUS.SPP)

I.1.1 Phân loại

Họ ốc cối Conidae thuộc liên họ Conoidea, bộ Sorbeoconcha, là một trong những họ có số lượng loài lớn trong ngành động vật thân mềm Cho đến nay, trên thế giới người ta đã xác định được khoảng 700 loài, trong đó chủ yếu thuộc giống

Hiện nay, các nhà khoa học đã

xác định được khoảng 500-700 loài ốc

cối (Conus spp) Những loài này đều có

đặc điểm chung là có màu sắc sặc sỡ với

những hoa văn rất đẹp Vỏ thuôn dài,

dày, bằng đá vôi, chắc, nặng, xoắn theo

chiều kim đồng hồ (hình thái ngoài của

các loài ốc cối được minh họa ở hình

1.1) Đầu có 1 xúc tu (râu), toàn thân liền

trong vỏ bao bọc bởi một lớp nhầy

Thức ăn của chúng là các loài

giun biển, động vật thân mềm và các

loài cá nhỏ Vì chúng chuyển động rất chậm nên khi bắt một số con mồi di chuyển nhanh như cá chúng sử dụng độc tố để tấn công con mồi Chúng tấn công con mồi bằng việc bắn mũi tên nhỏ có chất độc vào con mồi Do cấu tạo vỏ của chúng có kẽ

hở rộng nên chúng có thể thò vòi tiếp xúc với con mồi ở phạm vi khá rộng, dễ gây nguy hiểm cho con mồi Khi con vật phóng mũi tên (răng kitin) chích vào con mồi, vòi thò ra và một bộ phận hình mũi tên đâm con mồi, rồi phóng chất độc vào Nọc độc là một hỗn hợp chứa nhiều loại phân tử protein độc, trong đó mỗi loại phân tử chứa hàng trăm chất độc, khiến cho con mồi không thể kháng cự được

Cấu tạo bên ngoài của ốc cối được chú thích (hình 1.2):

1) Vòi hút (Proboscis): Vòi hút là vũ khí săn mồi của ốc cối Độc tố được tiêm vào

con mồi bằng các răng chứa trong túi răng chitin Vòi hút có thể duỗi dài ra gấp 2 lần cơ thể ốc cối

2) Súc tu (Siphon): siphon của ốc có chức năng như mũi Đó là một túi có thể duỗi

dài ra và phát hiện con mồi trong môi trường nước xung quanh Nó cũng góp phần đưa nước đến mang giúp cho quá trình hô hấp

3) Mắt (eye stalks): Ốc cối có 2 mắt, nằm ở 2 bên miệng Hiện tại vẫn chưa biết

được về khả năng nhìn của ốc cối hay câu hỏi đặt ra là liệu có đủ ánh sáng ở các vùng biển sâu hay không?

4) Miệng: Ốc cối có miệng có thể mở rộng ra phía trước để nuốt con mồi Hệ thống

cơ có thể co duỗi để đưa miệng vào trong vỏ

5) Chân (foot): Chân có cấu tạo bằng cơ giúp ốc cối di chuyển trên các bề mặt

Operculum: vảy ốc

I.1.3 Phân bố

Các loài ốc cối phân bố chủ yếu ở các vùng biển nhiệt đới và vùng biển ấm như Philíppin, Indonesia, Australia, Mexico, Florida, Hawaii…Tuy nhiên, các nghiên cứu cũng cho thấy một số loài có thể thích ứng với sự thay đổi của điều kiện môi trường như ở vùng biển nóng mũi Cape, Nam Phi hay vùng biển lạnh phía Tây

Califonia, Hoa Kỳ Hầu hết các loài ốc Conus nhiệt đới sống trong hoặc gần các rạn

san hô, trong khi các loài cận nhiệt đới được tìm thấy chủ yếu tại vùng dưới triều ở

độ sâu từ 10-30m và dưới các tảng đá ở vùng triều nông (Stewart và Gilly, 2005)

Giống ốc cối thường phân bố ở vùng vĩ độ giữa 400 Bắc và 400 Nam, chủ yếu

ở các vùng biển: Ấn Độ - Thái Bình Dương, Panamic, Caribbean, Peru, Patagonic, Tây và Nam Phi và Địa Trung Hải (hình 1.3) Một số loài có thể phân bố ở vĩ độ trên 400 như ở Nam Phi, Nam Australia, Nam Nhật Bản và biển Địa Trung Hải Nhìn chung, ốc cối xuất hiện ở hầu hết các vùng biển nhiệt đới và cận nhiệt đới, nhưng đa dạng loài chủ yếu tập trung ở vùng biển Ấn Độ Dương đến Tây Thái Bình Dương Chúng đạt đến mật độ tối đa là 40 cá thể/m2, nhưng thường có số lượng ít phong phú hơn (Kohn và cs, 2001)

Hình 1.3: Khu vực phân bố của Conus textile trên thế giới (chấm vàng)

(http://www.discoverlife.org/20/m?kind=Conus+textile&b=EOL/pages/298888)

Tại Việt Nam, ốc cối phân bố chủ yếu ở các vùng ven biển thuộc khu vực

Nam Trung Bộ từ Đà Nẵng đến Kiên Giang và quanh các hải đảo (như Trường Sa, Hoàng Sa, Côn Đảo, )

I.1.4 Đặc điểm sinh học, sinh sản

 Tuổi thọ, kích cỡ và trọng lượng

Vòng đời của ốc cối kéo dài khoảng 10-15 năm trong tự nhiên cũng như trong điều kiện nuôi nhốt, dựa vào chỉ tiêu sinh trưởng của vỏ Chúng có thể đạt đến kích cở chiều dài tối đa là 23 cm, nhưng hầu hết các loài đều có kích thước nhỏ dưới 8cm và khối lượng dưới 100g (Röckel và cs, 1995)

trung tâm vùng biển Ấn Độ- Thái Bình Dương, hơn 30 loài ốc cối khác nhau đã được tìm thấy (Kohn và cs, 2001)

Trong số khoảng 700 loài ốc cối tìm thấy, thì chỉ có Conus geographus là loài duy nhất gây tử vong cho con người khi chạm phải (Conus gepgraphus xuất

hiện chủ yếu ở vùng biển Australia) Theo thống kê có khoảng một phần tư trường

hợp người bị tử vong khi bị ngộ độc do C geographus, nhưng thực tế thì rất ít gặp

chúng trong tự nhiên (Fegan và Andresen, 1997) Và chỉ có khoảng 36 trường hợp

bị ngộ độc do loài trên trong báo cáo y học (Olivera, 2002) Triệu chứng khi bị ngộ độc còn tùy thuộc vào từng loài ốc cối, có thể bị những vết thương rất nặng, hay tê liệt lan rộng, đến tê liệt hoàn toàn cơ thể (McIntosh và Jones, 2001) Hầu hết các loài giun biển hay nhuyễn thể đều vô hại với con người Nhưng các loài ăn cá đều gây tử vong cho động vật có xương sống (Olivera, 2002) Trong tự nhiên, các loài

ốc cối thường không hung dữ, chúng thường chỉ tấn công với mục đích tự vệ Các

vụ tai nạn chủ yếu xãy ra ở vùng da cơ thể bị tổn thương khi tiếp xúc với ốc cối, hoặc do dùng tay không có vật bảo hộ để bắt ốc cối

 Đặc điểm sinh sản

Sinh sản của ốc cối vẫn chưa được nghiên cứu rộng rãi, nhưng hầu hết các loài này đều có sự phân chia giới tính và thụ tinh trong (hình 1.4) Trứng được đẻ một lần trong năm (Kohn, 1961) Mỗi trứng được bao bọc bởi nhiều nang trứng, mỗi nang trứng lại chứa rất nhiều trứng khác nhau Ấu trùng và con non của ốc cối thường có 2 hình thức chính: Dạng ấu trùng Veliger (ấu trùng bơi lội tự do), và dạng con non Veliconcha (có hình dáng gần giống cá thể trưởng thành) Thời kì đầu của quá trình phát triển thường bị hạn chế, bởi số lượng ấu trùng bị hao hụt rất nhiều Do đó, trong quá trình ương nuôi ốc cối thường gặp nhiều khó khăn Thời kì

ấu trùng sống ngoài khơi thường kéo dài khoảng từ 1 đến 50 ngày Vòng đời của ốc cối kéo dài khoảng 10 – 15 năm trong tự nhiên, cũng như trong điều kiện nuôi nhốt

Hình 1.4: Vòng đời của ốc cối

I.1.5 Chế độ dinh dưỡng và phương thức săn mồi

Ốc cối là động vật ăn thịt (canivorous), chúng ăn mồi sống Thức ăn chính của chúng là các loài cá nhỏ (được gọi là piscivorous), giun biển (được gọi là vermivorous), nhuyễn thể (được gọi là molluscivorous), và ngay cả các loài ốc cối khác (Terlau và Olivera, 2004;Olivera và cs, 2002) Chúng có một cơ quan bắt mồi chuyên biệt là dải răng kitin Răng kitin của ốc cối hõm sâu và có gai, giống như những cây lao thu nhỏ (chiều dài của răng thường khoảng vài mm, nhưng đôi khi có thể lên tới 10mm) Khi ốc cối nhận ra đối tượng vòi của chúng kéo dài ra, và nhờ lực co cơ những mũi tên từ ống vòi được phóng rất nhanh, kèm theo một lượng lớn độc tố được phóng thích, làm tê liệt con mồi nhanh chóng Sự tấn công này chỉ xảy

ra trong khoảng một phần nghìn giây Chất độc sẽ làm tê liệt con mồi và gây tử vong cho đối tượng trong thời gian rất ngắn Độc tố ốc cối chứa đựng hàng trăm các hợp chất khác nhau và khác biệt giữa các loài khác nhau Các nhà khoa học cũng chỉ ra rằng, độc tố ốc cối cũng thay đổi tùy theo khẩu phần ăn, tùy theo mùa, và tùy theo từng vùng địa lí khác nhau

Đối với loài ăn cá chúng có 2 phương thức săn mồi: săn mồi dạng móc câu (hook and hunting) và săn mồi dạng lưới (net hunting)

- Săn mồi dạng móc câu: chúng phóng răng kitin có móc gai để giữ chặt đồng

thời tiêm chất độc vào con mồi, vòi hút được sử dụng như 1 cần câu cá (hình 1.5)

Ống siphon của chúng được xem là cái mũi để tìm kiếm con mồi xung quanh vùng nước Nếu phát hiện mồi chúng sẽ mở rộng vòi (vòi có thể mở rộng gấp đôi chiều dài cơ thể) trong vòi có lao móc chứa nọc độc sẽ bắn vào cơ thể con mồi Nọc độc

từ lao móc là hỗn hợp của nhiều chất độc khác nhau sẽ xâm nhập vào cơ thể và làm

tê liệt con mồi, ban đầu con mồi sẽ co giật mạnh vài giây sau đó bất động và cứng

đờ Răng kitin có các gai móc buộc chặt con mồi vào vòi của nó, con mồi nhanh chóng được cuốn vào miệng để ốc có thể ăn Càc loài ốc săn mồi theo cách này cần con mồi trở nên cứng đờ để có thể dễ dàng nuốt chúng

Hình 1.5: Phương thức săn mồi dạng móc câu

Hình 1.6: Conus purpurascens và phương thức săn mồi dạng móc câu

Vòi của con ốc phóng vào cá một cây lao móc giống như răng, cái mà hõm sâu và có gai ở phía đầu của vòi hút (1.6a) Sau khi tiêm nọc độc (1.6b) cá bị cố định trong khoảng một vài giây (1.6c) và được nuốt bởi miệng của con ốc (1.6d)

(Terlau và cs, 1996)

- Săn mồi dạng lưới: Một hoặc nhiều con mồi bị bắt giữ thông qua vòi được

mở rộng như lưới sau đó tiêm chất độc vào chúng thông qua các gai móc để làm tê liệt con mồi (hình 1.7) Một số loài có vòi hút ở ngoài giống như ngón tay làm con mồi nhầm tưởng là hải quỳ Phần miệng mở rộng trông giống như một cái bát san

hô hoặc nơi trú ẩn trên rạn san hô Ở các loài săn mồi theo cách này độc tố của chúng gây ra dạng tê liệt mềm, quá trính tiêu hóa con mồi sẽ kéo dài từ vài giờ đến vài ngày

Hình 1.7: Phương thức săn mồi dạng lưới

I.1.6 Độc tố ốc cối

Ốc cối là động vật ăn thịt (canivorous), chúng ăn mồi sống Thức ăn chính của chúng là các loài cá nhỏ (piscivorous), giun biển (vermivorous), nhuyễn thể (molluscivorous), và ngay cả các loài ốc cối khác ( Terlau và Olivera, 2004; Olivera

và cs, 2002) Do di chuyển chậm nên khi bắt một số con mồi di chuyển nhanh như

cá, chúng sử dụng độc tố để tấn công, làm tê liệt con mồi Độc tố ốc cối (conotoxin)

là những đoạn peptide nhỏ dài 12 - 46 acid amin (aa), giàu liên kết disulfide (S-S) Chúng được tiết ra từ cơ quan miệng có răng sừng dạng kim và một ống xoắn gắn với một túi chứa dạng bầu có thể co bóp Cơ quan đó chính là tuyến độc Tuyến độc tiết ra nọc độc giúp chúng bắt những con mồi xa dễ dàng bằng cách tấn công làm tê liệt con mồi, mặt khác tuyến độc còn là vũ khí giúp chúng tự vệ cũng như tiêu diệt

Hình 1.8: Cấu tạo tuyến nọc độc của ốc cối

(theo Olivera, 1999, có bổ sung)

- Túi nọc độc: hình lưỡi liềm, màu trắng sữa, nằm vuông góc với trục của cơ

thể, lõm về phía đỉnh vỏ, lồi ra về phía ngược lại Túi nọc độc là cơ quan lớn nhất trong tuyến nọc độc, có chức năng tiết ra độc tố, đồng thời tạo ra áp lực khi bơm độc tố vào con mồi

- Ống dẫn độc: là đường dẫn chính trong tuyến nọc độc, có vai trò dẫn chất

độc từ túi nọc đi tới răng kitin để tiêm vào con mồi, có màu vàng nhạt, trong cơ thể

Ống dẫn độc

Túi nọc độc

Túi răng

kitin

Vòi hút

ốc nó cuộn thành bó nằm trong phần lõm của túi nọc độc nằm ở mặt phải và phía sau của hầu

- Vòi hút : là phần cuối cùng của tuyến nọc độc, rỗng phía trong, hình chóp

cụt, lớn hơn ở phần nối với hầu, nhỏ hơn đối với phần còn lại, có khả năng thay đổi kích thước và độ đàn hồi rất tốt Khi tấn công con mồi, vòi hút sẽ phình to lên hút con mồi vào bên trong đưa đến nhánh ngắn của túi răng kitin và răng kitin được phóng vào, tiếp đến chất độc sẽ được bơm đầy làm tê liệt con mồi Cấu trúc mô học của vòi hút là lớp tế bào cơ vân, chính cấu trúc này giải thích cho khả năng đàn hồi

và sức chứa đựng lớn

- Túi răng kitin (dải răng kitin) : chứa các răng kitin Dải răng này bao gồm

hai nhánh như hai cánh tay Nhánh dài có màu đỏ ở phần nối với ống dẫn và vàng nhạt ở phần còn lại, nhánh còn lại trong suốt Phía cuối túi răng kitin này có tế bào odontoblast (tế bào tạo răng) có vai trò tạo ra các răng kitin Các răng kitin ban đầu mềm sau đó trở nên cứng khi chúng di trú từ nhánh dài đến nhánh ngắn Quá trình

đi tới nhánh ngắn răng kitin đi song song dọc theo túi Chỉ một răng kitin trưởng thành, cứng lên và đi về phía hầu chuẩn bị cho việc tấn công

- Răng kitin: Răng kitin của Conus spp giống như kim tiêm trong suốt, khi

tiêm vào cơ thể con mồi răng kitin sẽ được giữ lại trong cơ thể, răng này có vai trò trực tiếp đưa chất độc vào cơ thể con mồi Trên răng có các ngạnh để giữ răng kitin lại trong con mồi Tùy từng loài sẽ có kích thước răng kitin khác nhau Có những loài răng là những kim tiêm rất nhỏ yếu, có loài răng kitin lại rất cứng và chắc Các ngạnh của kim tiêm giống như các ngạnh của lưỡi câu Tất cả răng kitin các loài ốc cối có ngạnh đầu, một số có ngạnh thứ hai, ngoài ra còn tìm thấy một số rất ít loài

có ngạnh thứ ba Lưỡi răng kitin có vai trò cắt và mở rộng diện tích tiếp xúc khi phóng kim tiêm vào con mồi Đường răng cưa là một dãy răng nhỏ chạy dọc phía trong thân răng kitin từ ngạnh đầu xuống gần giữa răng kitin Các răng nhỏ này có kích thước lớn dần từ đỉnh đến giữa thân răng kitin Hầu hết tất cả các loài có một hàng răng nhỏ, chỉ một số ít có hai hàng, một số loài không có đường răng cưa này

Hình thái của răng chitin có thể biến đổi rất lớn giữa các loài và nó quan hệ mật thiết với các loại thức ăn (Endean và Rudkin, 1965)

Tùy thuộc vào loại con mồi mà phương thức tấn công bằng răng kitin cũng khác nhau, loài ăn cá chỉ dùng một răng để bắt con mồi, trong khi đó, loài ăn nhuyễn thể tiếp tục tiêm độc tố vào con mồi sau khi tấn công Quan sát cho thấy loài

ăn nhuyễn thể có thể dùng đến nửa túi răng kitin để bắt một con mồi (Terlau và Olivera, 2004) Đối với loài ăn cá thường có 2 dạng răng phổ biến dạng thứ nhất có răng dài, đường răng cưa ở phía trước, chân hơi mở rộng, có 1 lưỡi nhỏ trên đỉnh ở một mặt và ngạnh ở trên mặt khác, dạng thứ 2 có chiều dài ngắn hơn dạng thứ nhất, nhưng thiếu đường răng cưa, chân hơi mở rộng, đỉnh có 2 ngạnh đối diện nhau, ngạnh thứ 3 rất lớn và nhô ra ngoài (Duda và Paulumbi, 2001)

Franklin và cs (2007) nghiên cứu hình thái răng kitin của một số loài ốc cối ở các vùng ven biển Ấn Độ, kết quả cho thấy sự khác biệt trong cấu trúc răng kitin ở các loài này và họ đã phân loại các loài nghiên cứu làm ba nhóm: ăn cá, ăn nhuyễn thể, ăn giun biển Nghiên cứu còn cho thấy cấu trúc răng kitin sẽ chuyên biệt cho từng loại con mồi và rất có giá trị trong việc phân loại các loài ốc cối (Franklin và

cs, 2007) Cấu trúc răng kitin của ốc cối được mô tả ở hình 1.9

Các loài ốc cối cung cấp nguồn dược phẩm quan trọng trong tự nhiên Mặc

dù vậy, cho đến nay, các nhà khoa học chỉ mới chiết xuất và phân tích được khoảng

100 độc tố từ nguồn tiềm năng chứa tới ~70.000 peptide độc tố ốc cối Trong đó, 95% nghiên cứu chỉ được thực hiện trên 3 loài trong số 700 loài ốc cối (Espiritu và

cs, 2001; Chivian và cs, 2003) Vì vậy, các nghiên cứu nhằm khám phá các độc tố mới vẫn đang được tiếp tục tiến hành Do các loài ốc cối có quan hệ gần gũi thường chứa các peptide độc tố giống nhau Bởi vậy, các nghiên cứu phát sinh chủng loại

ốc cối góp phần quan trọng làm sáng tỏ quan hệ loài và phát hiện các độc tố mới

Hình 1.9: Cấu trúc răng kitin điển hình của ốc cối (Flankin và cs, 2007)

I.1.7 Phân loại độc tố ốc cối conotoxin

Tùy thuộc vào khả năng gây tử vong, mỗi loại peptide của độc tố ốc cối thuộc loại conotoxin (gây tử vong) hoặc conopeptide (không gây tử vong) Mỗi loại độc tố ốc là một dãy duy nhất chứa trên 100 loại peptide khác nhau Khi giải mã gen, người ta thấy rằng các conotoxin là các propeptide, sau đó chúng được enzyme endoprotease phân cắt để tạo thành các peptide độc cuối cùng Các peptide này có kích thước nhỏ, tương đối dễ tổng hợp, cấu trúc ổn định tác dụng vào các mục tiêu chuyên biệt làm cho chúng trở thành các đầu dò (probe) lý tưởng trong dược học Một điều rất ngạc nhiên là đa số các độc tố ốc có liên quan đến sự giảm đau đớn và được dùng trong trị liệu giảm đau Người ta ước lượng có khoảng trên 50.000 đến 100.000 loại conopeptide nhưng chỉ mới khoảng 0,1% được đặc trưng hóa về được học Chính số độc tố lớn lao này tác dụng lên các kênh canxi (ω-conotoxin), natri (µ-, µO-, δ- conotoxin) và kali (κ- conotoxin), chất vận chuyển norepinephrine (χ- conopeptide), thụ thể (receptor) acetylcholine nicotinic (α- conotoxin), α1- adrenoceptor (ρ- conopeptide), thụ thể NMDA (conantokins), thụ thể vasopressin (conopressin) và thụ thể neurotensin (contulakins)

Gai trước

Gai thứ 3

Gai thứ 2

Lưỡi Thân răng

Cựa đáy

Độc tố ốc cối được phân ra thành 6 superfamily (A-, M-,O-, P-,S- và T) dựa trên khung cystein của chúng, sự tương đồng của trình tự pre-pro của gen, kiểu cuộn

và tác dụng sinh lý Chúng được biết có hoạt tính antinoceptive, chống động kinh, bảo vệ tim, bảo vệ thần kinh, do đó chúng trở nên các công cụ hữu ích trong nghiên cứu ung thư, neuromuscular và rối loạn tâm lý (Bingham, 2010)

Superfamily A gồm 4 họ độc tố: α-, αA-, κA- và ρ-conotoxin Trong đó α-,

và αA-conotoxin là các nAChR đối kháng, κA- conotoxin tấn công vào các kênh

K+ trong khi ρ-conotoxin là các antagonist ưa thích tấn công vào các a1B

adrenoceptor α-conotoxin làm ngăn cản các thụ thể acetylcholine nicotinic (nAChR) Các α-conotoxin có chứa từ 12 đến 25 acid amin và có 4 cystein, tạo nên hai liên kết disulfid α-conotoxin SII có chứa 6 cystein và 3 liên kết disulfid Việc

ức chế các thụ thể này cho thấy có liên quan trúc tiếp đến việc học, antinoception, nghiện nicotin, và rối loạn thần kinh thuộc bệnh Parkinson và Alzheimer

Superfamily M nhỏ hơn, có hai họ là µ- và ψ-conotoxin Psi (ψ)-conotoxin

tấn công vào kênh nAChR, không cạnh tranh trong khi mu (µ)-conotoxin làm nghẽn kênh natri phụ thuộc điện thế (voltage) Nav trong các tế bào excitable như cơ, tim,

mô cơ xương và mô thần kinh Với kích thước trung bình, 22 acid amin, conotoxin có 6 cystein và 3 liên kết disulfid

µ-Superfamily O là lớn nhất và có 5 họ: µO-, δ-, ω-, κ- và γ-conotoxin Cả hai

họ µO- và δ-conotoxin tấn công kênh Nav ( khác vùng với µ-conotoxin) trong khi các họ khác tương ứng tấn công các kênh Ca2+, kênh K+ và kênh Pacemaker δ-conotoxin có chứa khoảng 30 acid amin và có bản chất kỵ nước mạnh

Superfamily P chỉ chứa một họ có tính ức chế cystein knot motif, gây chứng

co cứng cơ Các độc tố này gây chứng liệt cơ ( spastic paralysis) nhưng phân tử của chúng vẫn chưa xác định được Một ví dụ của conotoxin gây liệt cơ là Tx9a, là một peptid chứa acid glutamic gamma carboxy được tìm thấy trong độc tố của loài ốc ăn

nhuyễn thể là Conus textile Sự biến đổi sau khi phiên dịch mã (post-translational

modifications, PTMs) trong các conotoxin là phổ biến và thay đổi; đặc điểm này làm làm tăng tính đa dạng sinh học và khả năng tấn công mục tiêu

Superfamily S cũng chỉ có một họ, tách ra từ Conus geographus, cũng chưa

được biết rõ Họ σ-conotoxin có peptide khá lớn, 41 acid amin, chứa 8 cystein và 4 liên kết disulfid Họ này có đặc điểm hóa học rất khác so với các họ đã nói trên Chúng là antagonist của thụ thể 5HT3, có đáp ứng kích thích kéo theo trong neuron khi serotonin liên kết (5-hydroxytryptamine)

Cuối cùng là superfamily T bao gồm hai họ là τ- và χ-conotoxin Các peptide thuộc các họ này có 4 cystein và hai liên kết disulfid τ-conotoxin ức chế kênh Ca2+ pre-synap trong khi χ-conotoxin ức chế NET

Các lớp nhỏ hơn của các conopeptide không được xếp vào các superfamily nói trên Chúng hoặc là chỉ chứa một liên kết disulfide hoặc có bản chất tuyến tính không chứa cystein

I.2 TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU

(bản đồ địa lý về sự phân bố các vùng biển Việt Nam được mô tả ở hình 1.10)

I.2.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên và sinh thái môi trường đảo Cù Lao Chàm

và ven bờ Quảng Nam

Quảng Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, chỉ có 2 mùa là mùa mưa và mùa khô, chịu ảnh hưởng của mùa đông lạnh miền Bắc Nhiệt độ trung bình năm 20-21oC, không có sự cách biệt lớn giữa các tháng trong năm Lượng mưa trung bình 2000-2500mm, nhưng phấn bố không đều theo thời gian và không gian, mưa ở miền núi nhiều hơn đồng bằng, mưa tập trung vào các tháng 9 - 12, chiếm 80% lượng mưa cả năm

Nhiệt độ nước biển dao động trong khoảng từ 22,5 – 30,5oC Nhiệt độ nước biển cao nhất thường xảy ra vào tháng 7, 8 hàng năm, nhiệt độ nóng nhất ghi nhận được là 30,8oC (tháng 7 năm 2002)

Cù Lao Chàm là một cụm đảo xã đảo Tân Hiệp, thành phố Hội An, tỉnh Quảng Nam, nằm cách bờ biển Cửa Đại 15km Cù Lao Chàm bao gồm 8 đảo: Hòn Lao, Hòn Dài, Hòn Mồ, Hòn Khô mẹ, Hòn Khô con, Hòn Lá, Hòn Tai, Hòn Ông

Do địa thế các đảo chụm lại với nhau tạo thành vịnh kín, đồng thời cũng là bức tường bảo vệ các rạn san hô, nhờ thế mà nơi đây tạo thành hệ sinh thái, nó còn là nơi trú ngụ của nhiều loài ốc như ốc đụn, ốc cối

Các hệ sinh thái bãi triều ven bờ Quảng Nam: Theo kết quả nghiên cứu của Tống Phước Hoàng Sơn (2007) Khu vực ven bờ Quảng Nam bao gồm các hệ sinh thái vùng triều chính sau:

- Bãi triều phía ngoài cửa sông Thu Bồn (Cửa Đại), có diện tích 420 ha là khu vực quá trình xói lở bồi tụ xảy ra thường xuyên, bãi triều không ổn định khó

có khả năng làm nơi cư trú cho hải sâm

- Bãi triều phía ngoài Cửa Lỡ (Vụng An Hòa), có diện tích 365 ha, cũng chịu tác động bồi xói thường xuyên bãi triều không ổn định khó có khả năng làm nơi cư trú cho hải sâm

- Bãi Ngang, cát sạch kéo dài gần 30km, dọc 6 huyện ven biển thuộc tỉnh Quảng Nam Là khu vực cát trắng, sạch, nguồn dinh dưỡng hữu cơ ít cung cấp cho bãi, bãi biển dốc, khó tạo nơi cư trú cho hải sâm

Rạn san hô ở mũi An Hòa: Trên cơ sở tài liệu các chuyến khảo sát 7-8/1999 (Trịnh Thế Hiếu và cs 1999) cho thấy, trong khu vực biển An Hòa có 2 kiểu rạn chính là: kiểu rạn riềm ven các đảo và kiểu rạn nền, thuộc nhóm rạn hở Thành phần và độ phủ của san hô trên các kiểu rạn cũng khác nhau, trong đấy kiểu rạn nền (gồm bãi cạn trước cửa vụng An Hoà, bãi cạn Rạn Lớn) có thành phần đa dạng hơn và độ phủ cao hơn Riêng tại bãi cạn Rạn Lớn, độ phủ trung bình của san hô thường từ 30-35%, nhiều nơi có độ phủ san hô đạt 100%, với nhiều hang động, là nơi trú ngụ của nhiều loài thủy sản

I.2.2 Đặc điểm điều kiện tự nhiên và sinh thái môi trường vịnh Vân Phong

Vịnh Vân Phong nằm cách xa Nha Trang về phía Bắc hơn 30km theo đường chim bay, 60km theo đường bộ và 40 hải lý theo đường biển Vịnh Vân Phong nằm

giới hạn trong khoảng 109o10’ - 109o26’ kinh độ Đông và 12o29’ - 12o48’ vĩ độ Bắc Đây là một vịnh lớn, sâu và tương đối kín của Việt Nam Tổng diện tích của vịnh khoảng 46.000ha trong đó diện tích mặt nước khoảng 41.000ha, diện tích các đảo khoảng 5.00ha (bao gồm đảo Hòn Lớn, Hòn Bịp, Hòn Mỹ Giang, Hòn Hèo và các đảo nhỏ khác ở Bắc và Tây Bắc Hòn Lớn) Phần diện tích có độ sâu nhỏ hơn 10m là 16.750 ha chiếm hơn 36 %, còn lại 64% diện tích của vịnh có độ sâu từ 10m – 40m

Vịnh Vân Phong nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa Nam Trung Bộ với hai mùa gió chính thịnh hành trong năm (gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây Nam) và chịu ảnh hưởng mạnh bởi chế độ gió địa phương (gió Tu Bông khô lạnh, gió tây khô nóng và cả gió đất biển) Đây là vùng có độ ẩm, lượng mưa thấp và số giờ nắng cao nhất tỉnh Khánh Hòa

Nhiệt độ nước biển dao động trong khoảng từ 23,8 – 30,6oC Là khu vực có chế độ nhiệt cao hơn hẳn so với các khu vực khác thuộc Trung Bộ Nhiệt độ nước biển cao nhất thường xảy ra vào tháng 5 – 9 hàng năm, bao gồm hai đỉnh tháng 5-6

và đỉnh tháng 9, trong đó đỉnh tháng 5-6 thường là cực trị chính Nhiệt độ nóng nhất ghi nhận được là 30,6oC (tháng 5 năm 2006) Mùa khô kéo dài từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau tương ứng với thời kỳ rét và khô, lượng mưa không đáng kể, nhiệt

độ nước giảm thấp vào tháng 1 đến tháng 3 hàng năm, nhiệt độ thấp nhất ghi nhận được vào tháng 1 năm 2006 là 23,6oC

Lượng mưa cao nhất thường xảy ra vào tháng 10, 11 Lượng mưa cao nhất (19,4mm/ngày) được ghi nhận vào tháng 11 năm 2007 Ngoài ra lượng mưa còn có một đỉnh phụ thứ hai xảy ra vào tháng 5, 6 hàng năm được gọi là mưa tiểu mãn Điểm đặc biệt cần chú ý là đôi khi tuy được là mưa tiểu mãn nhưng lượng mưa vào thời này đôi khi vượt quá lượng mưa vào tháng 10, 11 hàng năm

Lượng mưa thấp nhất, trùng với thời kỳ hạn hán thường xảy ra vào tháng 12 đến tháng 3 năm sau Thời kỳ này thường ghi nhận lượng mưa cực kỳ nhỏ, hầu như không đáng kể hàng năm

Theo kết quả nghiên cứu của Tống Phước Hoàng Sơn (2007) Vịnh Vân Phong bao gồm các hệ sinh thái vùng triều chính sau: Rạn san hô trong vịnh Vân Phong có diện tích tổng cộng 1.398ha, phân bố chủ yếu ở:

- Vịnh Bến Gỏi có diện tích 584,3ha, phân bố chủ yếu ở Hòn Bịp, Hòn Ó, Hòn Dút, Cùm Meo, Rạn Trào, Rạn Tướng, ven bờ Tây Bắc vịnh Vân Phong cũng với hàng lọat bãi cạn ngầm kích thước nhỏ tồn tại trong khu vực

- Bờ Đông vịnh Vân Phong diện tích 476,6ha phân bố ở Đông Bán đảo Hòn Gốm, Lạch Cổ Cò, Hòn Tre và một số đảo nhỏ phía Bắc Hòn Lớn

- Ở ven bờ Tây Nam vịnh Vân Phong diện tích 337,1ha phân bố ở Mũi Dù, Hòn Khói, Mỹ Giang, Bãi Cỏ, và một vài bãi cạn ngầm nằm cách ly với bờ không xa

I.2.3 Đặc điểm điều kiện tự nhiên và sinh thái môi trường đảo Lý Sơn, Quảng Ngãi

Diện tích của huyện là khoảng 9,97km² nhưng dân số lại lên đến con số hơn 20.000 người, gồm 2 đảo: đảo Lớn và đảo Bé Huyện được chia làm 3 xã: An Vĩnh (huyện lỵ - đảo Lớn), An Hải (đảo Lớn) và An Bình (đảo Bé)

Địa hình thềm lớn, có nới cách bờ chưa tới 3 hải lý đã có độ sâu 50m, cách

bờ trung bình 20 hải lý đã có độ sâu trên 100m, cách bờ 30 hải lý đã có độ sâu trên 200m Nền đáy biển từ 50m nước trở vào chủ yếu là cát bùn, trên 50m trở ra chủ yếu là cát pha vỏ sò Địa hình đáy biển gần bờ có các bãi rạn nhỏ, vùng khơi có những rãnh sâu, lục địa vùng biển Quảng Ngãi nói chung và Lý Sơn nói riêng có độ dốc gò rạng

Nước biển Quảng Ngãi mang đặc trưng của vùng nước biển sâu, màu mặt nước xanh thẳm, độ trong suốt lớn, biển thoáng, hoàn lưu nước trao đổi trực tiếp với biển Đông Nhiệt độ nước biển biến động lớn nhất xảy ra ở lớp nước mặt và giảm dần đến độ sâu 200m Nhiệt độ tầng nước mặt đạt giá trị cao nhất vào tháng 5, trung bình 28oC - 29,8oC; thấp nhất vào tháng 1, trung bình 22oC - 24,7oC

Độ mặn nước biển khá cao, có sự thay đổi theo mùa, nhưng biên độ dao động độ mặn giữa mùa khô và mùa mưa không lớn và độ mặn đều lớn hơn 32‰

Mùa gió Tây Nam, độ mặn tầng mặt ven bờ trung bình 32 - 33‰, ngoài khơi là 33,5

- 34,5‰; mùa gió Đông Bắc, nước biển có độ mặn cao khoảng 33,8 - 34‰

Vùng biển Quảng Ngãi có một đảo lớn là Lý Sơn (cù lao Ré) và một đảo nhỏ

là đảo Bé Ven bờ quanh đảo có nhiều rạn đá, san hô bao bọc đã hình thành hệ sinh thái biển khá đặc sắc và nguồn lợi thủy sản phong phú, có thể khai thác, bảo tồn nhiều loài đặc sản biển có giá trị

I.2.4 Đặc điểm điều kiện tự nhiên và sinh thái môi trường vùng ven biển Sông Cầu, Phú Yên

Phú Yên là tỉnh ven biển Nam Trung bộ, nằm ở phía Đông dãy Trường Sơn Đồi núi chiếm 70% diện tích, địa hình dốc từ Tây sang Đông và bị chia cắt mạnh

Bờ biển dài gần 200km, có nhiều dãy núi nhô ra biển hình thành các vịnh, đầm, vũng, là điều kiện thuận lợi cho phát triển du lịch, nuôi trồng, đánh bắt hải sản và vận tải biển

Thị xã Sông Cầu nằm ở phía Bắc của Tỉnh Phú Yên, có tọa độ 13021’ đến 13042’

vĩ độ bắc và 109006’ đến 109020’ kinh độ đông; phía Bắc giáp thành phố Quy Nhơn tỉnh Bình Định, phía Nam giáp thị xã Tuy An, phía Tây giáp thị xã Đồng Xuân, phía Đông giáp Biển Đông

Khí hậu Sông Cầu thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, được chia làm hai mùa rõ rệt Mùa khô từ tháng 1 đến tháng 8, chịu ảnh hưởng của gió Tây và gió Tây Nam Tháng 4 là tháng khô nhất, tháng 7, 8 có gió Nam hay còn gọi là gió Lào khô, nóng Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12 chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông - Bắc Hằng năm, thường mưa nhiều vào tháng 10, tháng 11, chiếm 60% lượng mưa hàng năm Tổng số ngày mưa trong năm là 130 ngày, độ ẩm trung bình 81% Số giờ nắng trung bình trong năm là 2500 giờ Số giờ nắng trung bình trong một ngày 6-8 giờ Nhiệt độ trung bình cao nhất là 290C, thấp nhất là 200C, trung bình là 250C

Địa hình Sông Cầu có những nhánh núi tách ra từ dãy Trường Sơn chạy theo hướng Đông - Nam ra đến biển, tạo thành những đèo, dốc tương đối cao, hiểm trở như đèo Cù Mông, dốc Găng…đồng thời chia vùng đồng bằng thành những cánh đồng, vùng đất trồng hoa màu nhỏ hẹp Bờ biển Sông Cầu dài 80 km, với 15.700

km2 mặt nước là môi trường thuận lợi cho nhiều loài thủy sản sinh sống và phát triển

Hình 1.10: Bản đồ địa lý về sự phân bố các vùng biển Việt Nam

(Nguyễn Ngọc Thạch, 2007)

Danh sách vùng ven biển Việt Nam

1: Hạ Long 12: Đại Lãnh 23: Vũng Tàu

2: Hải Phòng 13: Vạn Gĩa 24: Cần Giờ

3: Hà Nam 14: Hòn Khói 25: Mỹ Tho

4: SầmSơn 15: Nha Trang 26: Cần Thơ

5: Cửa Lò 16: Cam Ranh 27: Hà Tiên

6: Huế 17: Phan Rang 28: Hòn Chồng 7: Hội An 18: Phan Rí 29: Rạch Gía

8: Sa Huỳnh 19: Mũi Né 30: An Biên

9: Quy Nhơn 20: Phan Thiết 31: Cái Nuốc

10: Sông Cầu 21: Long Hải 32: Sông Đốc

11: Tuy Hòa 22: Bà Rịa

Danh sách các đảo Việt Nam

I: Đảo Cát Bà IV: Đảo Bãi Miếu VII: Đảo Côn Sơn II: Đảo Cù Lao V: Đảo Phú Qúy VIII: Đảo Phú Quốc III: Đảo Lý Sơn VI: Đảo Trường Sa IX: Đảo Nam Du X: Đảo Thổ Chu

Danh sách các tỉnh ven biển Việt Nam

A: Quảng Ninh J: Thừa Thiên Huế S: Bà Rịa - Vũng Tàu B: Thái Bình K: Tp.Đà Nẵng T: Tp Hồ Chí Minh C: Nam Định L: Quảng Nam U: Bến Tre

D: Ninh Bình M: Quảng Ngãi V: Trà Vinh

E: Thanh Hóa N: Bình Định W: Sóc Trăng

F: Nghệ An O: Phú Yên X: Bạc Liêu

G: Hà Tĩnh P: Khánh Hòa Y: Cà Mau

H: Quảng Bình Q: Ninh Thuận Z: Kiên Giang

I: Quảng Trị R: Bình Thuận

Hình 1.11: Cấu trúc ti thể

Inner Membrane: Màng trong Outer Membrane: Màng ngoài Matrix: Chất nền

Cristae: Mào

I.3 CÁC NGHIÊN CỨU DI TRUYỀN

I.3.1 Giới thiệu về ti thể

Ti thể (mitochondrion) là bào quan phổ biến ở các tế bào nhân chuẩn có lớp màng kép và hệ gene riêng Ti thể được coi là trung tâm năng lượng của tế bào vì là nơi chuyển hóa các chất hữu cơ thành năng lượng tế bào có thể sử dụng được là ATP Nguồn gốc của ty thể được coi như là một dạng vi khuẩn

Trong sinh học tế bào, một ti thể là một tiểu thể (hay còn gọi là cơ quan) được tìm thấy trong hầu hết các tế bào sinh vật nhân thực, bao gồm thực vật, động vật, nấm và nhóm đơn bào Ở một vài nhóm, như là động vật nguyên sinh trypanosoma protozoa, có một ti thể lớn duy nhất, ngoài ra thông thường một tế bào

có hàng trăm cho đến hàng ngàn ti thể Con số chính xác của ti thể phụ thuộc vào mức độ hoạt động chuyển hóa của tế bào: càng nhiều hoạt động chuyển hóa thì càng

có nhiều ti thể Ti thể có thể chiếm đến 25% thể tích của bào tương

Đôi khi ti thể được miêu tả như "nguồn năng lượng của tế bào ", bởi vì chức năng cơ bản của nó là chuyển đổi các vật chất hữu cơ thành năng lượng dưới dạng ATP (adenosine triphosphate)

I.3.1.1 Cấu trúc ti thể

Tùy thuộc loại tế bào, ti thể có cấu trúc

tổng thể khác nhau (hình 1.11) Ở bên phải của

ảnh, ti thể giống như hình dạng của xúc xích, có

kích thước chiều dài từ 1 đến 4 µm Trong khi

đó ở bên trái của ảnh, ti thể có hình dạng một

mạng lưới các ống liên kết nhau có độ phân

nhánh cao Quan sát các ti thể có gắn huỳnh

quang ở các tế bào sống cho thấy chúng là các

tiểu thể hay bào quan năng động có khả năng

thay đổi hình dạng phong phú Ngoài ra ti thể

có khả năng liên kết với ti thể khác hoặc tự

phân chia thành hai ti thể khác nhau

Lớp ngoài của ti thể bao gồm hai màng có chức năng khác biệt nhau: màng ngoài ti thể và màng trong ti thể Màng ngoài bao trùm toàn bộ ti thể, tạo nên ranh giới ngoài của nó Lớp màng trong thì tạo thành các nếp gấp hay còn gọi là mào (cristae), hướng vào tâm Mào này là nơi chứa các nhà máy hay bộ phận cần thiết cho quá trình hô hấp hiếu khí hay hô hấp ái khí và tổng hợp ATP, và cấu trúc gấp nếp ấy giúp gia tăng diện tích lớp màng trong của ti thể

Các màng ti thể chia ti thể thành hai khoang khác biệt nhau: khoang "chứa chất cơ bản" nằm bên trong ti thể và khoang "liên màng" hay gian màng nằm giữa lớp màng ngoài và màng trong

I.3.1.2 Chức năng ti thể

Dù chức năng cơ bản của ti thể là biến các chất hữu cơ thành năng lượng cho

tế bào ở dưới dạng ATP, ty thể còn đóng một vai trò quan trọng khoác trong nhiều quá trình chuyển hóa, như là:

- Apoptosis, quá trình tế bào chết được lập trình

- Tổn thương tế bào thần kinh do thoát các chất trung gian Glutamate

- Tăng sinh tế bào

- Điều hòa trạng thái oxi hóa khử của tế bào (redox có nghĩa là quá trình oxi hóa khử)

- Tổng hợp nhân Heme

- Tổng hợp Steroid

- Tạo nhiệt (giúp giữ ấm cho có thể)

Một vài chức năng của ti thể chỉ được thực hiện ở một số loại tế bào đặc hiệu nào đó Chẳng hạn như ti thể của tế bào gan chứa các enzymes cho phép loại bỏ độc tính của ammonia, đây là chất thải của quá trình chuyển hóa protein Một sự đột biến các gene điều hòa bất cứ các chức năng này đều có thể gây ra nhiều bệnh ty thể khác nhau

(http://vi.wikipedia.org/wiki/Ti_th%E1%BB%83)

I.3.1.3 Giới thiệu về hệ gen ti thể:

 Hệ gen ti thể (Mitochondrial DNA – mtDNA):

DNA ty thể (mitochondrial DNA-mtDNA) là một genome độc lập, thường là mạch vòng, được định vị trong ty thể Bộ gen ty thể có cấu tạo xoắn kép, trần, mạch vòng với 2 chức năng chủ yếu:

- Mã hóa nhiều thành phần của ty thể

- Mã hóa cho một số protein tham gia vào chuổi chuyền điện tử

DNA ty thể của tế bào động vật mã hóa đặc trưng cho 13 protein, 2 rRNA và

22 tRNA DNA ty thể của nấm men Saccharomyces cerevisiae dài hơn mtDNA của

tế bào động vật năm lần do sự có mặt của các đoạn intron dài

Các genome ty thể có kích thước tổng số rất khác nhau, các tế bào động vật có kích thước genome nhỏ (khoảng 16,5 kb ở động vật có vú) (Hình 1.12: DNA ty thể người, bao gồm 22 gen tRNA, 2 gen rRNA, và 13 vùng mã hóa protein) Có khoảng một vài trăm ty thể trên một tế bào Mỗi ty thể có nhiều bản sao DNA Số lượng tổng số của DNA ty thể so với DNA nhân là rất nhỏ (<1%)

Trong nấm men Sacharomyces cerevisiae, genome ty thể có kích thước khá

lớn (khoảng 80 kb) và khác nhau tùy thuộc vào từng chủng Có khoảng 22 ty thể trên một tế bào, tương ứng khoảng 4 genome trên một cơ quan tử Ở những tế bào sinh trưởng, tỷ lệ mtDNA có thể cao hơn (khoảng 18%)

Kích thước của genome ty thể ở các loài thực vật là rất khác nhau, tối thiểu khoảng 100 kb Kích thước lớn của genome đã gây khó khăn cho việc phân lập nguyên vẹn DNA, nhưng bản đồ cắt hạn chế (restriction map) trong một vài loài thực vật đã cho thấy genome ty thể thường là một chuỗi đơn, được cấu tạo như một mạch vòng Trong mạch vòng này có những chuỗi tương đồng ngắn và sự tái tổ hợp giữa chúng đã sinh ra các phân tử tiểu genome (subgenome) mạch vòng nhỏ hơn, cùng tồn tại với genome “chủ” (master genome) hoàn chỉnh, đã giải thích cho sự phức tạp của các DNA ty thể ở thực vật

Bảng 1 tóm tắt sự phân công của các gen trong một số genome ty thể Tổng số gen mã hóa protein là khá ít, và không tương quan với kích thước của genome Ty

thể động vật có vú sử dụng các genome 16 kb của chúng để mã hóa cho 13 protein, trong khi đó ty thể nấm men S cerevisiae dùng các genome từ 60-80 kb mã hóa cho khoảng 8 protein Thực vật với genome ty thể lớn hơn nhiều mã hóa cho nhiều protein hơn Các intron được tìm thấy trong hầu hết các genome của ty thể, nhưng lại không có trong các genome rất nhỏ của động vật có vú

Bảng 1.1: Các genome ty thể có các gen mã hóa cho các protein, rRNA và

tRNA

Hai rRNA chính luôn được mã hóa bởi genome ty thể Số lượng các tRNA được mã hóa bởi genome ty thể dao động từ không cho đến đầy đủ (25-26 trong ty thể) Nhiều protein ribosome được mã hóa trong genome ty thể của thực vật và sinh vật nguyên sinh, nhưng chỉ có một ít hoặc không có trong genome của nấm và động vật

Ti thể di truyền theo dòng mẹ Hệ gen ti thể có số lượng gen ít hơn hệ gen nhân, ko có hiện tượng trao đổi chéo, các thay đổi chủ yếu do đột biến nên dựa vào tốc độ thay đổi nucleotide có thể xác định thời gian tiến hóa, xác lập đồng hồ phân

tử

Hình 1.12 DNA ty thể người, bao gồm 22 gen tRNA, 2 gen rRNA, và 13 vùng

mã hóa protein Mũi tên chỉ vùng gen (16S mtDNA) được sử dụng trong nghiên cứu hiện tại

I.3.2 Ứng dụng chỉ thị ty thể trong phân loại và xây dựng hệ thống phát sinh loài của ốc cối

Việc phân tích mối quan hệ phát sinh chủng loại của các loài dựa trên các đặc điểm hình thái giải phẫu (mà chủ yếu là kích thước, màu sắc, hoa văn vỏ, cấu tạo của hệ thống tiêu hóa, …) đôi khi mang lại kết quả không chính xác, đặc biệt là đối với các loài có quan hệ gần gũi và do vậy có nhiều đặc điểm hình thái giải phẫu giống nhau Vì vậy, việc sử dụng các chỉ thị phân tử để định danh loài và xác định một cách chính xác quan hệ phát sinh chủng loại loài là điều rất cần thiết.Việc xây dựng cây phát sinh chủng loại có thể dựa trên phân tích trình tự một gen hoặc một

họ gen Tuy nhiên, dữ liệu phân tích cũng có thể mở rộng hơn, chẳng hạn kết hợp nhiều gen hoặc nhiều vùng DNA khác nhau

Với những loài có quan hệ gần, các gen hay vùng DNA có độ linh động cao (như intron, các vùng liên gen - đoạn chèn) thường hay được sử dụng Song với các

loài có quan hệ xa thì các gen hay vùng DNA có độ bảo thủ cao như gen mã hóa các rRNA hay một protein ty thể hoặc nhân thường được sử dụng Để tăng độ tin cậy, các nghiên cứu hiện nay thường sử dụng kết hợp cả hai (vùng DNA có độ bảo thủ với vùng DNA có độ biến thiên cao) Hơn thế nữa, các chỉ thị ty thể cũng thường được sử dụng kết hợp với các chỉ thị nhân.Đối với các động vật thân mềm, DNA ty thể đã được chứng minh là công cụ hữu hiệu trong phân tích mối quan hệ loài Các chỉ thị (marker) của DNA ty thể thường được sử dụng là các gen mã hóa 12S rRNA, 16S rRNA, cytochrome b, cytochrome oxydase, tRNA, và một số vùng không mã hóa như vùng liên gen trnF-cox3, atp6-trnM, cox1-cox2, cox3-trnK, nad1-trnP (Grande và cs, 2008; Michael và Robert, 2005) Tuy nhiên, sử dụng toàn bộ trình tự DNA ty thể sẽ giúp nâng cao độ phân giải và ý nghĩa thống kê so với việc sử dụng từng đoạn gen riêng lẻ Gen 16S rRNA mang đặc điểm cấu trúc cơ bản, có mặt ở khắp nơi và có đặc tính tiến hóa, bởi vậy nó trở thành marker phổ biến nhất trong sinh học phân tử

I.3.3 Nghiên cứu di truyền ốc cối

I.3.3.1 Nghiên cứu mối quan hệ tiến hóa:

Từ các nghiên cứu độc tố của các loài ốc ăn cá cho thấy những loài có quan hệ gần gũi thường chứa các peptide độc tố tương đồng về mặt chức năng hơn so với các loài có quan hệ xa Vì vậy, nghiên cứu mối quan hệ tiến hóa giữa các loài đóng một vai trò quan trọng trong việc phát hiện và xác định đặc tính của các conotoxin mới Việc phân tích quan hệ phát sinh chủng loại của các loài dựa trên các đặc điểm hình thái giải phẫu (chủ yếu là kích thước, màu sắc và hoa văn vỏ, cấu tạo của hệ thống tiêu hóa) thường mang lại kết quả không ổn định nhất là đối với các loài có quan hệ gần gũi và vì vậy có nhiều đặc điểm hình thái giải phẫu giống nhau

Đối với lớp chân bụng Gastropoda, DNA ty thể đã được chứng minh là công

cụ hữu hiệu trong phân tích đa dạng loài (Grande và cs, 2008) Các marker chuẩn của DNA ty thể thường được sử dụng là các gen mã hóa cytochrome b, 12S rRNA, 16S rRNA, tRNA-Val và một số vùng không mã hóa như vùng liên gen trnF-

cox3, atp6-trnM, cox1-cox2, cox3-trnK, nad1-trnP Việc sử dụng toàn bộ trình tự DNA ty thể cũng nâng cao độ phân giải và độ tin cậy thống kê so với sử dụng từng đoạn gen riêng lẻ

Tuy nhiên, cho tới nay, mối quan hệ phát sinh chủng loại của các loài thuộc chi ốc cối vẫn chưa được giải quyết một cách triệt để do các marker phân tử của DNA ty thể tỏ ra ít tin cậy khi được áp dụng để xác định vị trí phân loại của các loài mới tách ra (Espiritu và cs, 2002; Duda và cs, 2001; Duda và Kohn, 2005) Vì vậy, trong các nghiên cứu tiến hóa gần đây, các marker DNA ty thể thường được sử dụng kết hợp với các marker nhân có tốc độ tiến hóa thấp hơn và trong một số trường hợp cho thấy mối quan hệ tiến hóa rõ hơn (Duda & Palumbi, 1999; Cunha

và cs, 2005; Duda và Kohn, 2005; Bandyopadhyay và cs, 2008; Nam và cs, 2009) Một số marker nhân đã được khảo sát bao gồm các vùng gen mã hóa 18S rRNA, 28S rRNA, EF1-α, Histone H3, calmodulin…và vùng không mã hóa như đoạn chèn ITS2 (Internal Transcribed Spacer 2)

Duda và Kohn (2005) sử dụng chỉ thị phân tử calmodulin và 16S mtDNA của 138 loài ốc cối từ vùng biển Ấn Độ- Thái Bình Dương, Đông Thái Bình Dương

và Đại Tây Dương Kết quả chỉ ra rằng các loài hiện nay được phân hóa ít nhất cách đây 33 triệu năm và là con cháu từ 2 nhánh (lineage) chính: 1 nhóm (clade) bắt nguồn từ biển Ấn Độ- Thái Bình Dương, còn nhóm kia ở Đông Thái Bình Dương

và Tây Đại Tây Dương

Bên cạnh gen 16S mtDNA thì CO1 mtDNA và chỉ thị nhân ITS2 cũng được

sử dụng rộng rãi để nghiên cứu mối quan hệ tiến hóa trong di truyền ốc cối

Duda và Rolan (2005) sử dụng gen CO1 mtDNA của 90 loài ốc cối trong đó

có 30 loài đặc hữu ở quần đảo Cape Verde để khảo sát mối quan hệ tiến hóa và xác định nguồn gốc các loài ốc cối ở Cape Verde Kết quả cho thấy các loài này được chia thành 2 nhóm riêng biệt và thể hiện quần đàn đặc trưng cho vùng địa lý rất hẹp Các loài gốc xuất hiện ở một vùng rất giới hạn của quần đảo và trong một số trường hợp sự phân hóa xảy ra đơn độc trong một quần đảo riêng biệt Kết quả so sánh mức

độ phân hóa giữa các loài đặc hữu ở quần đảo Cape Verde và các loài ốc cối khác cho thấy sự phân hóa ở Cape Verde chỉ xảy ra khoảng vài triệu năm gần đây

Cunha và cs (2008) tiếp tục nghiên cứu phát sinh chủng loại của 4 loài ốc

thuộc nhánh có vỏ lớn là C ateralbus, C pseudonivifer, C trochulus, và C venulatus sử dụng các gen coxI (mã hóa cytochrome oxidase I) và nad4 (mã hóa

tiểu đơn vị 4 của NADH dehydrogenase) (tiến hành trên 200 mẫu ốc thu thập tại 16 địa điểm thuộc các đảo Sal, Boavista và Maio) Kết quả cho thấy, các mẫu ốc thuộc

4 loài này được chia làm 3 nhánh rõ ràng, tương đối cách xa nhau mà việc phân loại dựa vào màu sắc vỏ và hoa văn không thể thấy được (Cunha và cs, 2008)

Nam và cs (2009) sử dụng chỉ thị nhân ITS2 (đoạn chèn giữa gen mã hóa 5,8S và 28rRNA) để đánh giá mối quan hệ tiến hóa của 26 loài ốc thu thập tai vùng biển thuộc quần đảo Marinduque, Philippines Kết quả cho thấy trình tự ITS2 được bảo tồn giữa các cá thể thuộc cùng một nhóm dinh dưỡng, nhưng lại thể hiện sự đa dạng ở mức độ phù hợp cho việc xác định vị trí phân loại của các loài mới phân hóa Hơn nữa, việc sử dụng các chỉ thị ti thể (12S rDNA, 16S rDNA, COI) và chỉ thị ITS2 rDNA đã chia nhóm ăn nhuyễn thể (M) thành 3 nhánh rõ ràng là Conus, Cyclinder và Darioconus

Như vậy, việc sử dụng rộng rãi các chỉ thị phân tử, đặc biệt là việc kết hợp các chỉ thị phân tử DNA ti thể và DNA bộ gen đã góp phần làm sáng tỏ mối quan

hệ loài ốc cối nói chung là theo vùng địa lý nói riêng Các nghiên cứu cũng giúp nâng cao hiểu biết về lịch sử tiến hóa, địa sinh học của ốc cối cũng như phân biệt các loài cận giống

I.3.3.2 Mối liên hệ giữa phát sinh loài ốc cối (Conus spp.) và chế độ dinh dưỡng

Ốc cối được biết đến như một giống có hình thức dinh dưỡng chuyên biệt hóa Độc tố của chúng cũng tiến hóa tùy thuộc vào phương thức săn mồi là cá (piscivorus species), nhuyễn thể (molluscivorus species) hay giun biển (vermivorus species) (Lewis, 2009)

Duda và Palumbi (2004) sử dụng chỉ thị 16S và calmodulin đã xây dựng phát sinh chủng loại của 20 loài ốc cối, trong đó có 6 loài ăn cá, 1 loài ăn nhuyễn thể và

13 loài ăn giun biển có nguồn gốc từ các vùng biển Hawaii, USA, Cape Verde, Las Islas Perlas, Panama, American Samoa Kết quả cho thấy rằng loài ăn cá có cùng một nguồn gốc với các loài khác tuy nhiên chúng tiến hóa hơn về thành phần, cấu trúc của tuyến độc tố do loại thức ăn (Duda và Palumbi, 2004)

Duda và cs (2001) sử dụng chỉ thị 16S và calmodulin đã xây dựng phát sinh

chủng loại của 76 loài ốc cối Conus, trong đó 75 loài có nguồn gốc từ các vùng biển

Ấn Độ Dương, Thái Bình Dương và 1 loài có nguồn gốc từ Đông Đại Tây Dương Kết quả cho thấy rằng hình thức dinh dưỡng cổ xưa nhất là ăn giun biển di chuyển (errant polychaetes) do chúng chiếm phân nửa các nhóm (clade) trên cây tiến hóa Các dạng dinh dưỡng khác như ăn các loài chân bụng, và một số họ giun biển khác như Terebellindae, Nereidae và Amphinomidae được tách ra một lần, trong khi đó các loài ăn cá được tách ra từ 2 đến 3 lần trên cây tiến hóa Hình thức dinh dưỡng phân hóa nhất được tách ra từ kỷ Miocene Phần lớn các đa đạng của ốc cối phát sinh từ kỷ Miocene và tồn tại đến ngày nay (Duda và cs, 2001)

I.3.3.3 Nghiên cứu cấu trúc hệ gen

Bandyopadhyay và cs (2008) xác định cấu trúc hệ gen ti thể của Conus

textile cho thấy thứ tự các gen tương đồng với hệ gen của Lophiotoma cerithiformis (Gastropoda: Conoidea) (Bandyopadhyay và cs, 2006) và Ilyanassa obsolete

(Gastropoda, Neogastropada) Tuy nhiên, đoạn chèn giữa gen coxI và coxII lớn nhất

ở C textile (165bp) hơn tất cả các loài chân bụng đã phân tích trước đây (hình

1.13)

Hệ gen ty thể Conus textile là một phân tử DNA dạng vòng, có chiều dài

15.562 nucleotide mã hóa cho 13 protein, 2 rRNA và 22 tRNA Trong đó, các gen

mã hóa protein ty thể bao gồm: các gen coxI-III mã hóa cho cytochrome oxidase 3; các gen atp6 và atp8 mã hóa cho các tiểu đơn vị 6 và 8 của ATPase; các gen nad1-6 và nad 4L mã hóa cho các tiểu đơn vị 1-6 và 4L của NADH dehydrogenase; gen cob mã hóa cho cytochrome b Các gen khác bao gồm 2 gen mã hóa rRNA (gen rrnS mã hóa 12S rRNA và gen rrnL mã hóa cho 16S rRNA) và 22 gen mã hóa các

1-tRNA Hai tiểu đơn vị lớn và nhỏ của rRNA được sao chép từ cùng một sợi trong

khi các tRNA cho M, Y, C, W, H, G, E, và T được sao chép từ các sợi bổ sung Đoạn chèn giữa gen dao động từ 0 đến 35 nucleotide (nt) với 2 vùng lớn của gen

165 và 126 nucleotide giữa CoxI và CoxII và giữa tRNAphe và giữa coxIII Trình tự

mã hóa của gen NAD4 và NAD4L trùng lặp bởi 7 nt; NAD4 và tRNAHis bởi 1 nt; NAD5 và tRNAPhe cũng bởi 1 nt; tRNATip và tRNAGin bởi 3 nt (Bandyopadhyay và

cs, 2008)

Hình 1.13: Cấu trúc hệ gen ty thể của Conus textile

Mũi tên ký hiệu gen CO1 và 16S

I.3.3.4 Nghiên cứu di truyền ốc cối ở Việt Nam

Pham và cs (2010) đã sử dụng chỉ thị 16S rDNA để khảo sát mối quan hệ tiến hóa của 18 loài ốc cối ở vùng biển Nam Trung Bộ, Việt Nam (Lý Sơn (Quảng Ngãi), Cù Lao Chàm (Quảng Nam), Bình Thuận, Vân Phong (Khánh Hòa)) Kết quả cho thấy các loài ốc cối thuộc các kiểu dinh dưỡng khác nhau (ăn giun biển, ăn

cá, ăn nhuyễn thể) phân chia thành 4 nhánh chính Trong đó các loài ốc cối thuộc nhóm ăn giun biển được phân tách rõ ràng hơn trên câu tiến hóa với 2 nhóm dinh dưỡng còn lại Tuy nhiên, việc sử dụng chỉ thị 16S rDNA vẫn có những hạn chế nhất định trong việc phân tách các loài ốc có quan hệ tiến hóa gần gũi

I.3.3.5 Nghiên cứu di truyền độc tố

Theo Becker và Terlau (2008), Olivera và cs (1987), Hillyardetal (1992)

nghiên cứu ω-conotoxin MVIIA từ Conus magus cho thấy độc tố ω-conotoxin

MVIIA đi vào cơ thể sẽ liên kết với tiểu đơn vị α2-δ của kênh canxi, làm thay đổi cấu hình của tiểu đơn vị này, dẫn tới kìm hãm sự vận chuyển ion canxi qua màng tế bào, sự truyền tín hiệu của các nơron thần kinh bị khóa Khả năng ngăn chặn này rất chính xác, làm cho tín hiệu đau đớn không tới não được mà thần kinh vẫn làm việc bình thường Do vậy, các độc tố ốc cối được sử dụng trong điều trị các cơn đau mạn tính, các bệnh thần kinh như Parkinson, bệnh thuộc hệ thần kinh tự động, ung thư, tim mạch và nhiều bệnh khác mà không gây nghiện như morphine

Liu và cs (2009) nghiên cứu xác định các peptide của I-superfamily từ các

loài Conus ở vùng biển phía Nam Trung Quốc Các peptide này đại diện cho một

lớp peptide mới với 4 cầu nối disulfide (-C-C-CC-CC-C-C-) rơi vào 3 loại I1, I2, I3 theo các trình tự khác nhau của peptide tín hiệu Kết quả cho thấy 11 conotoxin của

I-superfamily được ghi nhận từ ống dẫn độc của 5 loài ốc cối (Conus eburneus, Conus imperialis, Conus vitulinus, Conus emaciatus và Conus litteratus), sự sắp

xếp của các trình tự cho thấy vùng tín hiệu có mức độ bảo tồn vừa phải tương ứng 21.1%, 38,5% và 30.0% cho các peptide tín hiệu của I1, I2, I3 superfamily Phân tích cây tiến hóa của các peptide này thấy 9 trong số 11 conotoxins rơi vào nhánh I2 superfamily, nhưng 2 conotoxins còn lại không rơi vào nhánh I1,I2 hay I3 (Liu và

cs, 2009)

Loughnan và cs (2006) mô tả các đặc điểm hóa học và chức năng của ba conotoxin αD-VxXIIA, αD-VxXIIB, and αD-VxXIIC được tinh chế từ tuyến nọc

độc của Conus vexillum, các conotoxin này đều có hiệu lực tác động lên thụ thể

nicotinic acetylcholine (nAChRs)

Espiritu và cs (2001) sử dụng trình tự 16S mtDNA từ 9 loài ốc cối để xác định δ- conotoxin (phân tích dựa trên đoạn >80) xuất phát từ 3 nhóm loài riêng biệt

Về mặt tiến hóa, 4 cơ chế khác nhau được cho là tác động đến sự đa dạng của δ- conotoxin (1) Sự hình thành loài mới : δ- conotoxin phân hóa từ các loài khác nhau