khảo sát sự đa dạng di truyền ở cây họ gừng (zingiberaceae ) dựa trên đặc tính nông học và chỉ thị phân tử issr

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG ---@&?--- Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ GIỐNG CÂY TRỒNG KHẢO SÁT SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN Ở CÂY HỌ GỪNG Zingiberac

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

-@&? -

Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ GIỐNG CÂY TRỒNG

KHẢO SÁT SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN Ở CÂY HỌ

GỪNG (Zingiberaceae.) DỰA TRÊN ĐẶC TÍNH

NÔNG HỌC VÀ CHỈ THỊ PHÂN TỬ ISSR

Cán bộ hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

TS Nguyễn Lộc Hiền Dương Trọng Khiêm

MSSV: 3108284 Lớp: Công nghệ giống cây trồng K36

Cần Thơ - 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

-@&? -

Luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành công nghệ giống cây trồng với đề tài:

KHẢO SÁT SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN Ở CÂY HỌ

GỪNG (Zingiberaceae.) DỰA TRÊN ĐẶC TÍNH

NÔNG HỌC VÀ CHỈ THỊ PHÂN TỬ ISSR

Do sinh viên Dương Trọng Khiêm thực hiện

Xin trình lên hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp

Cần Thơ, ngày tháng năm 2013

Cán bộ hướng dẫn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

-@&? -

Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp nhận luận văn tốt nghiệp Kỹ sư ngành Công Nghệ Giống Cây Trồng với đề tài: KHẢO SÁT SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN Ở CÂY HỌ GỪNG (Zingiberaceae.) DỰA TRÊN ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC VÀ CHỈ THỊ PHÂN TỬ ISSR Do sinh viên Dương Trọng Khiêm thực hiện và bảo vệ trước hội đồng Ý kiến của hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp

Luận văn được hội đồng đánh giá ở mức:

Thành viên hội đồng ……… ……… DUYỆT KHOA Cần Thơ, ngày tháng năm 2013 Trưởng khoa Nông Nghiệp & SHƯD

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết quả được trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong công trình nào khác trước đó

Tác giả luận văn

Dương Trọng Khiêm

LỜI CẢM ƠN

hh&gg Kính dâng Cha, Mẹ Người đã sinh thành, hết lòng thương yêu, dạy dỗ, nuôi dưỡng con khôn lớn nên người và tạo cho con điều kiện tốt nhất

Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Lộc Hiền và TS Huỳnh

Kỳ là hai người thầy đáng kính đã tận tình dạy bảo, hướng dẫn, gợi ý và cho em những lời khuyên bổ ích cũng như truyền đạt kiến thức để em có thể hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này

Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, cùng toàn thể quý Thầy Cô khoa Nông nghiệp và sinh học ứng dụng – Trường Đại Học Cần Thơ đã tạo điều kiện

và tận tình giảng dạy, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp

Chân thành biết ơn thầy Huỳnh Kỳ cố vấn học tập lớp Công Nghệ Giống Cây Trồng K36 cùng toàn thể các bạn lớp Công Nghệ Giống Cây Trồng K36 đã

hỗ trợ, giúp đỡ và gắn bó với tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Xin bày tỏ lòng biết ơn đến chị Huỳnh Ngọc Châu học viên cao học Trường Đại Học Cần Thơ, người đã truyền đạt những kinh nghiệm quí báu trong quá trình thực hiện đề tài và xin chân thành cảm ơn đến các em sinh viên công nghệ giống cây trồng K37 đã hết lòng giúp đở tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp

Xin gởi lời chúc sức khỏe và thành công đến quý Thầy Cô, anh chị, các bạn và các em

TIỂU SỬ CÁ NHÂN

Lý lịch sơ lược

Họ và tên: Dương Trọng Khiêm

Sinh ngày: 17 – 01 – 1992

Họ và tên cha: Dương Văn Trương

Họ và tên mẹ: Biện Thị Hoa

Quê quán: tổ 16, ấp Thành Quới, xã Tân Thành, huyện Bình Tân, tĩnh Vĩnh Long

Quá trình học tập

1 Tiểu học:

Thời gian đào tạo: 1998 – 2003

Trường: Tiểu học Tân Quới A

Địa chỉ: ấp Thành Quới, xã Thành Đông, huyện Bình Tân, tĩnh Vĩnh Long

2 Trung học cơ sở:

Thời gian đào tạo: 2003 – 2007

Trường: Trung học cơ sở Thành Đông

Địa chỉ: ấp Thành Quới, xã Thành Đông, huyện Bình Tân, tĩnh Vĩnh Long

3 Trung học phổ thông:

Thời gian đào tạo: 2007 – 2010

Trường: Trung học phổ thong Tân Quới

Địa chỉ: ấp Thành Quới, xã Thành Đông, huyện Bình Tân, tĩnh Vĩnh Long

Dương Trọng Khiêm, 2014 “Khảo sát sự đa dạng di truyền trên cây họ

Gừng (Zingiberaceae.) dựa trên đặc tính nông học và chỉ thị phân tử ISSR”

Luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Công Nghệ Giống Cây Trồng, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại Học Cần Thơ Cán bộ hướng dẫn:

TS Nguyễn Lộc Hiền

TÓM LƯỢC

Đề tài: “Khảo sát sự đa dạng di truyền ở cây họ gừng ( zingiberaceae)

dựa trên đặc tính nông học và chỉ thị phân tử ISSR” nhằm khảo sát các đặc

tính nông học, sự di truyền của cây họ gừng thuộc vùng ĐBSCL dựa vào dấu phân tử ISSR và được thực hiện tại trại thực nghiệm và phòng thí nghiệm Di Truyền Chọn Giống Cây Trồng, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại Học Cần Thơ

Kết quả cho thấy trong các đặc tính hình thái của 17 cây họ gừng được đánh giá, hầu hết các cây đều có các đặc tính tốt về chiều cao cây, kích thước thân lá, động thái đẻ nhánh củng như màu sắc và kích thước củ Trong đó, chi nghệ là chi có củ đa dạng về màu sắc nhất, với màu vàng cam (67%), màu vàng (11%) và vàng xanh nhạt (22%) trong tổng 9 mẫu Bên cạnh đó đường kính củ và chiều cao cây lớn nhất là những cây thuộc chi riềng như cây C1 với chiều cao

205 cm và đường kính củ 3cm Chi gừng có tổng số lượng lá trên cây nhiều nhất như cây B1 (23 lá) và cây B4(15 lá) Chi ngải có động thái đẻ nhánh nhiều nhất như cây D4(39 nhánh) và D5(22 nhánh)

Bên cạnh đó việc đánh giá sự đa dạng di truyền của 17 mẫu họ gừng bằng chỉ thị phân tử ISSR cho thấy bằng 4 primer được chọn để phân tích cho tỷ lệ đa hình rất cao là 100% Trung bình số băng khuếch đại trên 1 primer là 16 ± 3.4 Phân tích nhóm dựa trên dựa trên sự đa dạng của các chỉ thị phân tử ISSR bằng phương pháp UPGMA đã phân 17 mẫu họ gừng thành 4 nhóm với khoảng cách liên kết thấp nhất là 1.414, cao nhất là 6.000 và khoảng cách liên kết trung bình khá cao là 4.675 Từ việc kết hợp đánh giá các đặc tính nông học và chỉ thị phân

tử ISSR cho thấy 17 mẫu cây họ gừng có thể làm cơ sở chọn ra những giống có nhiều đặc tính tốt và làm tiền đề cho quá trình chọn tạo giống sau này

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN iii

LỜI CẢM ƠN iv

TIỂU SỬ CÁ NHÂN v

TÓM LƯỢC vi

MỤC LỤC vii

DANH SÁCH BẢNG ix

DANH SÁCH HÌNH x

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT xi

PHẦN MỞ ĐẦU 1

LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

1.KHÁI QUÁT VỀ CÂY HỌ GỪNG (Zingiberaceae) 2

1.1 Giá trị sử dụng 9

1.2 Ứng dụng dấu phân tử DNA trong nghiên cứu đa dạng di truyền 10

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN PHƯƠNG PHÁP 12

2.1 PHƯƠNG TIỆN 12

2.1.1 Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài 12

2.1.2 Vật liệu 12

2.1.3 Thiết bị 12

2.1.4 Hóa chất 12

2.2 PHƯƠNG PHÁP 13

2.2.1 Đánh giá các đặc tính nông học 13

2.2.2 Đánh giá đa dạng di truyền bằng chỉ thị phân tử ISSR 14

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ THẢO LUẬN 17

3.1 SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CÂY HỌ GỪNG (ZINGIBERACEAE) QUA ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC 17

3.1.1 Các đặc tính nông học của cây họ gừng 17

3.1.2 Các đặc tính nông học của củ cây họ gừng 21

3.2.SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CÂY HỌ GỪNG (ZINGIBERACEAE) QUA CHỈ THỊ PHÂN TỬ ISSR 24

3.2.2 Sự đa dạng di truyền dựa trên chỉ thị phân tử ISSR 25

3.2.3 Mối quan hệ di truyền của 17 giống thuộc họ gừng 28

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 32

4.1 KẾT LUẬN 32

4.2 ĐỀ NGHỊ 33

TÀI LIỆU THAM KHẢO 34

PHỤ LỤC 36

DANH SÁCH BẢNG

Bảng Tên bảng Trang

Bảng 1.1 Danh sách 19 chi thuộc họ gừng có ở Việt Nam 3

Bảng 1.2 Giá trị sử dụng của một số cây họ gừng 10

Bảng 2.1 Danh sách các mẫu vật liệu được nghiên cứu 13

Bảng 2.2 Đặc tính khảo sát ở cây họ gừng 14

Bảng 2.3 Trình tự 6 primer sử dụng trong PCR 15

Bảng 3.1 Đặc tính nông học của 9 mẫu nghệ 18

Bảng 3.2 Đặc tính nông học của 3 mẫu gừng 19

Bảng 3.3.Đặc tính nông học của 2 mẫu riềng 19

Bảng 3.4 Đặc tính nông học của 3 mẫu ngải 20

Bảng 3.5 Đặc tính nông học của từng nhóm cây họ gừng 20

Bảng 3.6 Đặc tính nông học về chiều dài và đường kính củ của 9 mẫu nghệ 22

Bảng 3.7 Đặc tính nông học về chiều dài và đường kính củ của 3 mẫu gừng 23

Bảng 3.8 Đặc tính nông học về chiều dài và đường kính củ của 2 mẫu riềng 23

Bảng 3.9 Đặc tính nông học về chiều dài và đường kính củ của 3 mẫu ngải 24

Bảng 3.10 Sự đa hình của 4 primer được sử dụng trên 17 giống họ gừng 25

Bảng 3.11 Bảng ma trận khoảng cách liên kết giữa 17 cây họ gừng dựa trên 4 chỉ thị phân tử ISSR 29

Hình Tên hình Trang

Hình 2.1 Sơ đồ minh họa chu trình phản ứng PCR 16

Hình 3.1 Màu sắc củ của 9 mẫu nghệ 21

Hình 3.2 Màu sắc củ của 3 mẩu gừng 22

Hình 3.3 Màu sắc củ riềng 23

Hình 3.4 Hình thái và màu sắc củ ngải 24

Hình 3.5 Phổ điện di DNA 17 mẫu thí nghiệm trên gel agarose 1% 25

Hình 3.6 Phổ điện di mồi ISSR 3 26

Hình 3.7 Phổ điện di mồi ISSR 8 26

Hình 3.8 Phổ điện di mồi ISSR 10 27

Hình 3.9 Phổ điện di mồi ISSR 15 28

Hình 3.10 Sơ đồ hình nhánh thể hiện mối quan hệ giữa 17 cây họ gừng/nghệ qua phân tích khoảng cách liên kết bàng phương pháp UPGMA dựa trên chỉ thị phân tử ISSR 30

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

AFLP Amplified Fragment Length Polymorphism

APG III Angiosperm Phylogeny Group III

DAF DNA amplification fingerprinting

dNTPs Deoxynucleotide triphosphates

EDTA Ethylenediamine-Tetra Acetate

ISSR Inter Simple Sequences Repeat

MP – PCR Microsatellite PCR

PCIA Phenol Chloroform Isoamyl

PCR Polymerase Chain Reaction – phản ứng chuỗi trùng hợp RAPD Random Amplified Polymorphic DNA

RFLP Restriction Fragment Length Polymorphism

SSCP Single Strand Conformation Polymophism

SSR Single Strand Conformation Polymophism

UPGMA Unweighted Pair Group Method with Arithmatic

MỞ ĐẦU

Nước Việt Nam chúng ta nằm trọn trong vùng nhiệt đới với những điều kiện khí hậu như nhiệt độ, ánh sáng, lượng mưa và thổ nhưỡng đặc trưng ở nơi đây rất thích hợp cho nhiều loài thực vật có giá trị tồn tại và phát triển Đó là nguồn tài nguyên sinh học vô cùng quí giá mà thiên nhiên đã ban tặng cho chúng ta Từ thời

xa xưa, những cây họ Gừng (Zingiberaceae) đã được con người biết đến như là cây

gia vị mang lại nhiều giá trị về ẩm thực cũng như dược phẩm và mỹ phẩm Gừng

(zingiber spp.), nghệ (Curuma ssp.), ngải (Hedychium ssp.) và riềng (Alpinia ssp.)

là những cây thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) cũng là những cây trồng rất quen

thuộc và gắn bó cuộc sống hằng ngày với người dân Việt Nam chúng ta Họ gừng, không chỉ mộc hoang ở nhiều nơi trên thế giới mà còn được trồng khá phổ biến để

sử dụng làm gia vị cho những món ăn hằng ngày, ngoài ra còn được sử dụng rộng rãi như những vị thuốc trong y học cổ truyền phương Đông và trong cả y học hiện đại để kích thích tiêu hóa, giúp ăn ngon, chữa đầy hơi, chứng đau bụng do lạnh… Ngày nay những cây họ gừng còn được sử dụng để làm mỹ phẩm và phục vụ cho công việc chế biến thực phẩm màu tự nhiên Ngoài ra còn được trồng như cây cảnh quanh nhà

Họ gừng (zingiberaceae) mang nhiều tính chất được sử dụng một cách rộng

rãi nên được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Tuy nhiên những nghiên cứu chủ yếu tập chung vào thành phần hóa học và khảo sát một số tác dụng sinh học, những

nghiên cứu về tính đa dạng di truyền vẫn còn hạn chế Đề tài: “Khảo sát sự đa

dạng di truyền ở cây họ gừng (Zingiberaceae) dựa trên đặc tính nông học và

chỉ thị phân tử ISSR” được thực hiện góp phần vào việc khai thác và lựa chọn

những cây thích nghi với điều kiện vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1 KHÁI QUÁT VỀ CÂY HỌ GỪNG

Hệ thống phân loại

Phân giới (Sub-kingdom) Tracheobionta

Họ Gừng (danh pháp khoa học: Zingiberaceae), là một họ lớn với đặc tính là

thân thảo mộc sống lâu năm với các thân rễ bò ngang hay tạo củ, chúng bao gồm 47 chi và khoảng trên 1.000 loài Chúng phân bố chủ yếu ở vùng Đông Nam Á, riêng

ở Châu Phi chỉ có bốn loài, Châu Mỹ chỉ một loài Riêng ở Việt Nam Họ gừng có

19 chi với khoảng 136 – 145 loài, trong đó có nhiều cây có giá trị như:

 Riềng (Alpinia officinarum-Han.): thân rễ khỏe, phủ nhiều vảy, khi già có

nhiều xơ, dùng làm gia vị và làm thuốc

 Nghệ (Curcuma domestica-Val hay Curcuma longa- L.): thân rễ làm gia vị,

làm thuốc chữa bệnh dạ dày, bệnh vàng da, dùng cho phụ nữ sau khi sinh đẻ

 Gừng (Zingiber officinale-Rosc.): thân rễ thơm cay, dùng làm gia vị, làm mứt

và làm thuốc, có tác dụng hưng phấn, dễ tiêu

 Ngải (Hedychium Koen): Thường mọc ven mương rẫy, sườn đồi, dưới tán

rừng, hoa chỉ có một màu trắng, vàng hay đỏ, có mùi thơm và được dùng làm thuốc

 Gừng gió (Zingiber zerumbet (Sm ex L.): là loài mọc dại gặp nhiều trong

rừng thứ sinh, có hoa màu trắng, cánh môi màu vàng nhạt, thân rễ vị đắng và cay, cũng được dùng làm thuốc

Ở rừng Việt Nam, còn gặp một số cây mọc ở tầng thấp như:

 Ré (Alpinia speciosa- K Chum.): cánh môi vàng có viền đỏ, quả mọng hình

cầu, cây dùng lấy sợi

 Thảo quả (Amomum tsaoko-Roxb.) và sa nhân (Amomum villosum-Lour.): là 2

loại cây dùng làm thuốc, được khai thác nhiều để xuất khẩu (quả thảo quả còn dùng làm gia vị), gặp nhiều ở các rừng miền bắc Việt Nam

Đặc tính của 19 chi thuộc cây họ Gừng ở Việt Nam mô tả ở Bảng 1.1

Bảng 1.1 Danh sách 19 chi thuộc họ gừng có ở việt nam

1 Alpinia Roxb

Riềng, Sẹ

- Cây thảo cao 1-3(4)m

- Cụm hoa trên ngọn thân có

lá, lá bắc màu nâu hay trắng, cánh môi có màu trắng-vàng, trắng-đỏ, vàng-đỏ sặc sỡ, thường to rộng hơn các thùy tràng, phía đầu xẻ thành 2-3 thùy hay nguyên

- Phần lớn quả hình cầu, đôi khi có hình bầu dục rộng, hiếm

khi là hình thoi (Alpinia

oxymitra)

Phần lớn các loài trong chi này ưa bóng, ưa ẩm, mọc dưới tán rừng, dưới bóng các cây khác, nhưng có số ít loài vẫn phát triển tốt ở nơi ít bóng Trên thế giới có khoảng 230 loài, phân bố ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Châu Á, một số ít ở

Úc và quần đảo Thái Bình Dương Việt Nam

- Quả nang thường có 3 dạng: Vỏ quả nhẵn, vỏ quả có gai mềm và vỏ quả có cánh giống như dạng quả khế

Thường mọc ven suối, dưới tán rừng ẩm, chỉ phát triển tốt và ra hoa quả ở những nơi nhiều bóng và ẩm Trên thế giới có khoảng 150 loài, phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới châu Á

ẩm, thường mọc ven

con và một hoa, nhị lép bên thường rộng hơn thùy tràng, cánh môi hình trứng ngược rộng, rộng hơn thùy tràng và nhị lép, lõm sâu hình túi, phía gốc hẹp

nương rẫy, dưới tán rừng Trên thế giới có khoảng 50 loài, phân

bố ở Châu Á Việt Nam

có 1 loài

4 Caulokaempferi

a K Larsen

Đại bao Khương

- Cây thảo mảnh cao 50cm

30 Cụm hoa trên ngọn thân có

lá, ít hoa Các lá bắc xếp hai hàng, mỗi lá bắc bao một cụm nhỏ (Cincinnus) có 1-4 hoa Chỉ nhị rất ngắn, phần phụ trung đới kéo dài thành mào rộng, cong ngược lại, nhị lép bên dạng cánh tràng rộng

Thường mọc nơi vách

đá ẩm có nước rỉ xuống, ở độ cao 1200-1600m Trên thế giới

có khoảng 10 loài, phân

bố ở vùng nhiệt đới Châu Á, vùng tây - nam dãy Himalaya ở Mianma, Trung Quốc, Thái Lan Việt Nam có

- Hoa thường có màu vàng, hai thùy tràng bên dính 1/2 ở phía gốc với cánh môi; nhị lép bên dạng cánh tràng, cánh môi dạng nêm rộng, xoè ra, đầu rách mép Quả hình cầu

Cây phụ sinh, nơi râm mát dưới tán cây khác Trên thế giới có 5 loài, phân bố ở Ấn Độ, Mianma, Nepal, Butan, Trung Quốc, Thái Lan Việt Nam có 1 loài

- Cụm hoa mọc từ thân rễ hay giữa các bẹ lá, đôi khi hoa xuất hiện trước lá Các lá bắc dính với nhau ở 1/2 chiều dài phía dưới và làm thành dạng túi, phần trên xòe ra, phía đầu các lá bắc có màu sắc khác nhau, gốc mỗi bao phấn kéo dài xuống phía dưới thành dạng cựa

Cây ưa bóng, mọc dưới tán rừng ẩm, ven suối, ven nương rẫy, sinh trưởng tốt trên đất giàu dinh dưỡng, đất phù sa, nhiều mùn ẩm, thoát nước, không chịu úng Trên thế giới có khoảng

50 loài, chủ yếu ở vùng nhiệt đới Châu Á, 1 loài ở Úc Việt Nam có 18-20 loài

7 Distichochlamys

M F Newman

Gừng đen

- Cây thảo nhỏ, các bẹ lá không ôm lấy nhau tạo thành thân giả, rễ nhỏ

- Mặt dưới phiến lá nâu nhạt, nâu đỏ; cuống lá dài 15-25cm

- Cụm hoa có cuống, mọc giữa các bẹ lá, ít hoa

- Hoa màu vàng, cánh môi hình trứng rộng đầu hay gần hình tam giác ngược, xẻ sâu hay nông thành 2 thùy

Cây ưa bóng, ưa ẩm hay mọc ven suối, dưới tán rừng Đây là chi đặc hữu của Việt Nam Chi này có 3 loài, mới chỉ phát hiện thấy ở các tỉnh miền Trung Việt Nam

- Hoa màu hồng, cánh môi màu vành

Cây ưa bóng, mọc dưới tán rừng ẩm Trên thế giới có 3 loài, phân bố

ở Ấn Độ, Srilanka, Singapo, Lào, Campuchia, Nam Mỹ

Ở Việt Nam có 1 loài gặp ở miền Bắc

- Hoa có đài màu trắng hoặc hồng, chỉ nhị ngắn, rộng, phần phụ trung đới kéo dài thành hình vuông Quả hình cầu, mầu nâu đỏ, có gờ theo chiều dọc hay không

Thường mọc nơi đất mùn ẩm, ven đường mòn trong rừng, dưới tán cây Trên thế giới có khoảng 12 loài, phân bố ở Trung Quốc, Lào, Thái Lan, Malaysia, Inđônêxia Việt Nam có 2 loài

10 Etlingera Gieske

Ét ling

- Cây to cao đến 4-5m

- Cụm hoa mọc từ thân rễ, dạng bông hay đầu, xếp theo vòng cầu đồng tâm trên một đế phẳng, thường có vài hoa nở đồng thời xòe ra Cánh môi dạng lưỡi dài

Ven rừng, ven suối, sườn đồi nơi ẩm Trên thế giới có khoảng 70 loài, phân bố ở Trung Quốc, Ấn Độ, Inđônêxia,

Malaysia, Thái Lan, bắc Úc Việt Nam có 5 loài

- Cụm hoa xuất hiện trước lá, dưới cụm hoa là các bẹ lá dạng vảy hẹp

- Cánh môi chia 3 thùy rõ ràng, thùy giữa dạng chỉ, hai mép cuộn vào nhau theo chiều dọc giống dạng ống, trừ phần gốc xòe ra giống dạng tai, 2 thùy bên to, dạng xoan rộng hay bầu dục

Cây thường mọc nơi đất mùn ẩm, ven suối, sườn đồi, dưới tán rừng Mới gặp ở miền Trung

và miền Nam Việt Nam Có 3 loài trên thế giới, phân bố ở vùng nhiệt đới Đông Nam Á Việt Nam có 2 loài

- Bầu hình trứng

- Quả nang, thuôn

Thường mọc nơi đất mùn ẩm sườn đồi, ven suối, dưới tán rừng Trên thế giới có 5 loài, phân

bố chủ yếu ở Malaysia, Thái Lan Việt Nam có

Cây thảo ưa bóng,

ưa ẩm, thường mọc dưới tán rừng, ven suối, dọc khe núi, có thể gặp ở

độ cao tới 1000m

Có khoảng 100 loài, phân bố ở vùng nhiệt đới châu Á, 1 loài ở

- Cụm hoa trên ngọn thân có lá, mỗi lá bắc bao lấy một cụm nhỏ (Cincinnus) có 1-4 hoa, nhị lép bên dạng cánh tràng, rộng hơn thùy tràng, gốc không dính với cánh môi

- Hoa chỉ có một màu trắng, vàng hay đỏ, thường có mùi thơm Quả nang hình cầu, mở bằng 3 van

Thường mọc ven nương rẫy, sườn đồi, núi, dưới tán rừng, đặc biệt ven suối Có khoảng

50 loài, phân bố chủ yếu ở Châu Á, ngoài ra còn có ở

(Madagascar) Việt Nam có 12 loài, 1 thứ

- Các lá bắc xếp lợp, những lá bắc ở dưới và ngoài cùng dày, bất thụ, mầu đỏ, lá bắc hữu thụ ở phía trên, chứa 1 hoa

- Quả nang gần hình cầu, gần như 3 góc, nhẵn, mở đến gần gốc

Mọc nơi đất ẩm, ven đường mòn, ven suối, bờ đá

ẩm Có khoảng 60 loài ở vùng nhiệt đới Châu Á Việt Nam mới phát hiện được 1 loài

- Thân giả rất ngắn hoặc không

có, phiến lá đôi khi có đốm màu hay hồng ở mặt dưới

- Cụm hoa đầu, mọc giữa các

bẹ lá hay ở đất từ thân rễ, hoa xuất hiện trước hay sau khi có lá

- Nhị lép bên dạng cánh tràng, cánh môi trắng hay hồng, đôi khi

có đốm và màu khác ở gần gốc cánh môi

Cây thảo thường sống nơi đất mùn

ẩm, ven nương rẫy, trong hốc đá, dưới tán rừng Trên thế giới có khoảng 50 loài, phân bố ở vùng nhiệt đới Châu Á Việt Nam có 8 loài

- Hoa có cuống dài, gần đầu có khớp

- Quả nang dài dạng quả cải, dài gấp nhiều lần rộng

Thường mọc ở các sườn núi ẩm ở độ cao 800-1500m Chỉ có 1 loài duy nhất, phân bố ở Việt Nam và Trung Quốc

Tâm thất gừng - Cụm hoa dạng đầu, thường

được bao bởi một lá bắc tổng bao hình chuông

suối, hốc khe nơi

ẩm Trên thế giới

có 6 loài, phân bố

ở Ấn Độ, Trung Quốc, Campuchia, Lào, Thái Lan Việt Nam có 2 loài

2 mép phần tiếp nối giữa cuống lá

và bẹ lá giống như khuỷu (đầu gối); phần phụ của trung đới kéo dài và cong ở đầu, bao lấy vòi nhụy

- Toàn cây thường có mùi hắc

Ven suối, dưới tán rừng, ven đồi, hay còn được trồng Trên thế giới có khoảng 150 loài, chủ yếu phân bố ở vùng Châu Á nóng

ẩm Việt Nam có 14-17 loài

1.1 Giá trị sử dụng

Từ thời xa xưa, cây thuộc họ gừng được xem như là cây gia vị hay dùng làm chất bảo quản thực phẩm, chất nhuộm màu, mỹ phẩm và dùng trong y học truyền thống tại Ayurveda, Sidha, Unani, và Tây Tạng (Duke, 2003) Các chất màu của

Nghệ (Curcumin) được sử dụng như là một màu thực phẩm an toàn trong pho mát,

các loại gia vị, mù tạt, sản phẩm ngũ cốc, Các nghiên cứu cho rằng chất

Curcumin là không độc hại đối với con người ngay cả ở liều 8000 mg/ngày/người

và dùng liên tục nhiều ngày (Cheng, 2001) Riêng đối với cây gừng không chỉ dùng làm gia vị hàng ngày, gừng còn được biêt đến như là cây thảo mộc có lợi cho sức khoẻ Gừng được dùng trong điều trị ung thư, giảm cân, giúp giảm sự khó chịu trong dạ dày

Trong nhóm cây họ gừng, cây riềng được biết là cây thuốc dùng trong nhân dân Đông y cây riềng đươc mô tả là cây có vị cay, mùi thơm, tính ẩm vào hai kinh

tỳ và vị có tác dụng giảm đau, tiêu thức ăn Trong Tây y củ riềng dùng là thuốc kích tiêu hoá, chữa chứng đầy hơi, đau dạ dày, cảm sốt và đặc biệt là chữa khàn tiếng rất tốt Bên cạnh đó cây ngải củng là một trong những cây mang nhiều vị thuốc chữa bệnh, trong y học cổ truyền ngải là cây có vị cay, mùi thơm, tính ấm có tách dụng

khư phong trừ thấp, ôn trung tán hàn và tinh dầu có tính gây trung tiện, trừ gun Giá trị sử dụng của một số cây họ gừng được tóm tắt trong Bảng 1.2

Bảng 1.2 Giá trị sử dụng của một số cây họ gừng (Phạm Hoàng Hộ, 1972)

Riềng Được dùng làm gia vị và làm thuốc

Nghệ Có thân rể làm gia vị, làm thuốc chửa bệnh dạ dày, bệnh vàng

da, dung cho phụ nử sau khi sinh

Gừng Có thân rể thơm cay, dung làm gia vị, làm mức, làm thuốc, có

tác dụng hưng phấn, dễ tiêu

Gừng gió Có thân rễ vị đắng và cay, được dùng để làm thuốc

Ngải Có vị đắng, cay, mùi thơm, tính hơi ấm có tác dụng điều hòa

khí huyết, trừ hàn thấp, an thai, cầm máu

1.2 Ứng dụng dấu phân tử DNA trong nghiên cứu đa dạng di truyền

Dấu phân tử DNA được biết là một trong những công cụ hữu ích dùng trong nghiên cứu đa dạng di truyền của cây trồng Do đó kỹ thuật này đã được dùng để khảo sát phân loại và nhân diện các cây thuộc họ gừng đã được nhiều nhà nghiên

cứu trên thế giới quan tâm Dựa vào trình tự của gene ITS và matK, Kress et al

(2002) đã phân loại các cây thuộc họ gừng Bên cạnh đó các dấu phân tử RAPD, ISSR, RFLP cũng đã được sử dụng để phân tích đa dạng di truyền trên các loài thuộc họ gừng như Pinheiro (2003) phân tích đa dạng di truyền 20 giống Nghệ

thuộc chi Curcuma bằng dấu phân tử RAPD ở Bồ Đào Nha Shakeel Ahmad Jatoi

(2006) đã khảo sát sự đa dạng di truyền ở cây họ gừng bằng cách sử dụng chỉ thị phân tử SSR và RAPD Maytinee Kladmook (2010) đã đánh giá sự đa dạng di

truyền ở cây gừng (Zingiber cassumunar Roxb.) Thái Lan bằng cách sử dụng dấu

phân tử AFLP Một thử nghiệm dựa trên RAPD cho thấy sự đa dạng di truyền của

Curcuma zedoaria được duy trì ở một mức độ lớn hơn trong các quần thể đồi núi

hơn so với các quần thể đồng bằng và cao nguyên (Islam et al., 2005) ở Bangladesh Jaleel Kizhakkayil và B Sasikumar (2010) cũng đã nghiên cứu, đánh giá sự đa dạng di truyền ở cây gừng (Zingiber officinale Rosc.) dựa vào dấu chỉ thị phân tử ISSR và RAPD Cao and Komatsu (2003) thiết lập phương pháp nhận

dạng phân tử đơn giản và nhanh chóng cho sáu loài Curcuma thuốc từ Trung Quốc

sử dụng các trình tự nucleotide thân cây Kerala (2006) đã sử dụng dấu phân tử

ISSR và RAPD để khảo sát sự đa dạng di truyền chi Curcuma ở Ấn Độ

Đối với cây gừng, Pandotra et al (2013) ứng dụng dấu phân tử ISSR và SSR kết hợp với kỹ thuật sinh hoá HPLC đã cho thấy sự đa dạng di truyền giữa 18 giống gừng ở Himalayas Dựa vào kết quả thống kế nhóm tác giả nhận định dấu phân tử ISSR và SSR có thể phân nhóm rất hiệu quả trong mối tương quan di truyền gần giữa các giống gừng

Ở trong nước, các nghiên cứu về họ Gừng đã được tiến hành từ rất lâu nhưng chủ yếu là tập trung vào phân tích thành phần hóa học và khảo sát một số tác dụng sinh học Một số nghiên cứu tiêu biểu như: nghiên cứu thành phần hóa học và xác

định cấu trúc một số chất trong dịch chiết thân rễ của cây Riềng (Alpinia purpurata)

ở Thành phố Hội An, Quảng Nam Khảo sát mối quan hệ di truyền và hàm lượng curcumin một số loài Nghệ từ các vùng khác nhau ở Việt Nam Các nghiên cứu về tính đa dạng di truyền của họ Gừng dựa vào kiểu gen vẫn còn nhiều hạn chế, do đó

đề tài này được thực hiện nhằm khảo sát mối tương quan di truyền của cây họ gừng thuộc vùng ĐBSCL được thực hiện dựa vào dấu phân tử ISSR

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN – PHƯƠNG PHÁP 2.1 PHƯƠNG TIỆN

2.1.1 Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài

Đề tài được thực hiện từ tháng 5/2013 – 11/2014

- Giai đoạn 1: Từ 5/2013 tiến hành trồng các cây họ gừng đã được thu tại tỉnh

ĐBSCL tại trại thực nghiệm giống nông nghiệp, Bộ môn Di Truyền Giống Nông Nghiệp, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ nhằm đánh giá một số chỉ tiêu nông học và thu mẫu lá để phân tích DNA trong phòng thí nghiệm

- Giai đoạn 2: Từ 7/2013 – 12/2013 tiến hành phân tích DNA tại phòng thí

nghiệm Di truyền giống nông nghiệp, Bộ môn Di Truyền Giống Nông Nghiệp, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ

2.1.2 Vật liệu

Các mẫu nghiên cứu gồm 17 mẫu họ Gừng gồm bốn chi nghệ, gừng, riềng và ngải, chúng được thu thập tại một số địa phương ở các tỉnh thuộc khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long Tất cả các mẫu được trồng trong bao tại trại thực nghiệm Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng – Trường Đại Học Cần Thơ (Bảng 2.1)

2.1.3 Thiết bị

Các thiết bị và dụng cụ cần thiết trong phòng thí nghiệm như cân điện tử Adventure của AHAUS (Mỹ), máy ủ nước nóng WB/OB 7-45 WBU 45 của Menmert (Đức), máy ly tâm Mikro 22R (Hetich, Đức), máy PCR GenAmp PCR system 2007 (Amplied Biosystems – Singapore), lò vi sóng EM – G47758 (SANYO, Nhật), bộ điện di OWL A2 (Thermo Sientific, Malaysia), máy đọc gel bằng tia UV (BioBlock Sientific, Pháp), máy ảnh, tủ lạnh SR-S22TN(S) và tủ lạnh -