Phân lập và xác định trình tự gen RPOC1 từ loài Sâm cau (Curculigo orchioides Gaertn.) tại Thanh Hóa

 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 39.2018 
5 
PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH TRÌNH TỰ GEN RPOC1 TỪ LOÀI SÂM 
CAU ( GAERTN.) TẠI THANH HÓA 
 Lê Đình Chắc1, Nguyễn Hoàng Yến2 
TÓM TẮT 
Thuật ngữ “DNA barcode” được sử dụng nhiều trong nghiên cứu phân loại học phân tử. 
Về cơ bản, kỹ thuật này dựa vào việc sử dụng một trình tự DNA khoảng 400-800 bp như là 
một tiêu chuẩn để nhận dạng và xác định quan hệ chủng loài của các loài sinh vật một cách 
nhanh chóng và chính xác. Do đó, kỹ thuật DNA mã vạch không chỉ giúp các nhà phân loại 
học trong công tác phân loại và xác định loài, mà còn nâng cao năng lực kiểm soát, hiểu biết 
và tận dụng sự đa dạng sinh học. Vì vậy trong bài viết này, chúng tôi đề cập đến kết quả phân 
lập và đọc trình tự gen rpoC1 của các mẫu Sâm cau thu tại Thanh Hóa. Chúng tôi đã phân 
lập gen rpoC1 từ 2 mẫu Sâm cau thu tại Vườn quốc gia Bến En và Khu bảo tồn thiên nhiên 
Xuân Liên Thanh Hóa, kích thước gen rpoC1 mà chúng tôi thu được là 570 nucleotid và có sự 
tương đồng là 99,5% so với trình tự gen rpoC1 đã công bố trên ngân hàng gen mã số JF972810. 
Từ khóa: RpoC1, DNA barcoding, gen RpoC1, gen lục lạp. 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ  
Theo Y học cổ truyền Việt Nam, Sâm cau (Curculigo orchioides Gaertn.) có vị cay, 
tính ấm, có tác dụng trợ dương, trừ hàn, cường dương, mạnh gân xương. Một số nghiên cứu 
gần đây cho thấy, Sâm cau có tác dụng kích thích miễn dịch, bảo vệ gan, chống oxy hóa, chống 
ung thư [10]. Mặt khác, Sâm cau có nhiều hợp chất quý có tác dụng chữa bệnh cao, đặc biệt 
là một số hợp chất như: glucosid chlorophenolic mới được phân lập từ Sâm cau, trong nhóm 
này gồm có: curculigin E (1), curculigin F (2), curculigin G (3), curculigin H (5), curculigin I 
(6)  và  một  phenolic  glycosid  mới  là  orcinosid  H  (4),  2,6-dimetoxy  benzoic  acid  (1), 
curculigoside A (2), curculigoside B (3), curculigine A (4), curculigine D (5) và 3,3 ', 5 , 5'-
tetrametoxy-7,9': 7',9-diepoxylignan-4,4'-di-O-beta-D-glucopyranoside (6), cùng với 8 glycosid 
phenolic đã được biết đến trước đó [5]. Cấu trúc của chúng đã được chứng minh bởi các kỹ 
thuật phổ (IR, UV, MS, 1D và 2D NMR). Các glycosid phenolic này được đánh giá có tác 
dụng chống  loãng xương  trên dòng  tế bào MC3T3-E1  sử dụng phương pháp MTT. Tuy 
nhiên việc nghiên cứu đặc điểm di truyền học của loài cây này còn hạn chế, do đó những dữ 
liệu khoa học về di truyền học của loài dược liệu quý này chưa được công bố nhiều trên thế 
giới và trong nước; đặc biệt là hệ thống mã vạch DNA (DNA barcode). 
Đối với thực vật, trong hệ thống mã vạch DNA thì hệ gen lục lạp mang nhiều đặc điểm 
thích hợp đối với chỉ thị DNA và hệ gen nhân, vùng DNA nằm giữa các gen hay còn gọi ITS 
1 Giảng viên khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Hồng Đức 
2 Giáo viên Trường Trung học phổ thông Nguyễn Trãi, thành phố Thanh Hóa 
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 39.2018 
6 
(Internal Transcribed Spacer) thường được sử dụng làm DNA chỉ thị trong một số nghiên cứu 
[2,6,8]. Trong những năm gần đây, nhiều vùng gen đã được nghiên cứu và đề xuất là chỉ thị 
DNA cho thực vật như Matk, Proc1 [3,4,7]. Theo Taberlet P. và cộng sự (2007), hệ thống 
mã vạch DNA lý tưởng phải đáp ứng các yêu cầu sau: 
  Thứ nhất, đoạn DNA chỉ thị phải đủ độ biến thiên để phân biệt giữa các loài nhưng 
không khác nhau quá mức giữa các cá thể trong cùng loài; 
  Thứ hai, hệ  thống định danh bằng DNA phải được chuẩn hóa,  với cùng một vùng 
DNA có thể được sử dụng cho các nhóm phân loại khác nhau; 
  Thứ ba, đoạn DNA chỉ thị cần chứa đủ thông tin phát sinh loài để có thể dễ dàng định 
danh loài vào các nhóm phân loại (chi, họ...); 
  Thứ tư, có khả năng áp dụng với các mẫu vật thô, với vị trí cặp mồi nhân gen có độ 
bảo thủ cao, dễ dàng thực hiện phản ứng khuếch đại và đọc trình tự DNA.  
Gen rpoB, rpoC1, rpoC2 mã hóa ba trong 4 tiểu đơn vị của RNA polymerase lục lạp. 
Hiện nay rpoB là gen được sử dụng nhiều trong nghiên cứu phát sinh loài và xác định các 
loài vi khuẩn, đặc biệt khi nghiên cứu các chủng có quan hệ gần gũi. Cùng với gen 16S 
rRNA, rpoB được sử dụng trong nhiều nghiên cứu để xác định loài vi khuẩn mới, do vậy các 
gen này được đề xuất là chỉ thị barcode độc lập hoặc kết hợp một số gen khác. Trong các 
nghiên cứu gần đây, CBOL đã thử nghiệm 7 locus và thấy rằng khả năng phân biệt loài của 
đoạn gen rpoC1 là thấp nhất (43%). Mặc dù vậy, trong một số nghiên cứu gần đây đã chỉ ra 
rpoC1 là một chỉ thị rất hữu ích khi được sử dụng để phân biệt các loài bryophytes. Do vậy 
cần có các nghiên cứu tiếp theo để chứng minh sự phù hợp khi sử dụng rpoB và rpoC1 làm 
chỉ thị barcode trong các nghiên cứu giám định loài [9,10].  
Những thay đổi ở DNA lục lạp (cpDNA) đã và đang được sử dụng cho các nghiên cứu 
về tiến hóa, sinh thái và phát sinh chủng loại ở thực vật. CpDNA có mức độ bảo thủ trong 
việc thay thế cho các nucleotide. Điều này tạo điều kiện cho sự so sánh những thay đổi ở 
phạm vi rộng trong phân loại thực vật. Một số