Xây dựng cơ sở dữ liệu nguồn gen và mã vạch ADN (DNA barcode) cho các loài cây có múi (bưởi, cam và quýt) bản địa/địa phương của Việt Nam

Đây là nguồn tài nguyên vô cùng quý cần được khai thác, sử dụng phục vụ phát triển kinh tế, xã hội một cách hiệu quả và bền vững. Các giống bưởi, cam, quýt đặc sản được sản xuất hàng hóa nông sản chất lượng cao, các giống có sức chống chịu sâu, bệnh và điều kiện bất thuận là nguồn vật liệu hữu hiệu và khả thi để tạo ra các sản phẩm nông sản an toàn hướng tới phát triển bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng diễn ra trầm trọng. Trong bối cảnh hội nhập tổ chức WTO, nhiều mặt hàng nông sản của nước ta sẽ có cơ hội xuất khẩu ra thế giới; trong đó có bưởi, cam và quýt. Đối với cây bưởi và cam, chúng ta hiện chỉ có một vài sản phẩm đã và đang trong quá trình xây dựng tên gọi, chỉ dẫn địa lý và nguồn gốc xuất xứ như: bưởi Năm Roi, bưởi Đoan Hùng, bưởi Da Xanh, cam sành Hà Giang, cam sành Hàm Yên, v.v… Như vậy, mở rộng sản xuất các sản phẩm cây trồng bản địa trong đó có sản phẩm bưởi, cam và quýt là một lĩnh vực còn rất nhiều việc cần phải giải quyết để tạo ra sản phẩm hàng hóa lớn, có giá trị kinh tế để nâng cao thu nhập cho người sản xuất và tăng kinh ngạch xuất khẩu. Hướng khai thác phát triển sản phẩm bưởi và cam sẽ là điểm mạnh, có lợi thế cạnh trạnh cao đối với phát triển nông nghiệp ở nước ta. Cho đến nay tập đoàn cây có múi (bưởi, cam, quýt) bản địa/địa phương ở nước ta mới chỉ được thu thập, lưu giữ và đánh giá sơ bộ; rất ít kết quả nghiên cứu, đánh giá, tư liệu hóa một cách bài bản, sâu, rộng và có hệ thống. Những dữ liệu, thông tin phân tích sâu hơn, ở mức độ phân tử, mức độ gen, tiêu bản ADN (DNA barcoding).v.v. của nguồn gen bưởi và cam bản địa có ý nghĩa khoa học, thực tiễn rất cao giúp bảo tồn, khai thác, phân loại, xác định nguồn gốc và chủ quyền nguồn gen là nhu cầu có tính cấp thiết rất cao và cần được triển khai sớm để đáp ứng đòi hỏi của thực tế.

Nhằm phát triển, ứng dụng được cơ sở dữ liệu và mã vạch ADN (DNA barcode) đối với giống cây có múi (bưởi, cam, quýt) bản địa/địa phương của Việt Nam phục vụ cho công tác đăng ký bản quyền, bảo tồn, chọn tạo giống, giám định, kiểm soát và quản lý nguồn gen, Trung tâm Tài nguyên Thực vật, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam do TS. Lê Thị Thu Trang làm chủ nhiệm đã đề xuất thực hiện đề tài: “Xây dựng cơ sở dữ liệu nguồn gen và mã vạch ADN (DNA barcode) cho các loài cây có múi (bưởi, cam và quýt) bản địa/địa phương của Việt Nam”.

Sau một thời gian triển khai thực hiện, Đề tài đã triển khai đúng tiến độ các nội dung nghiên cứu, sản phẩm theo như đã đăng ký trong hợp đồng và thuyết minh, cụ thể như sau:

1. Đã xây dựng được cơ sở dữ liệu về đặc điểm nông học (năng suất và chất lượng) của các giống bưởi, cam, quýt bản địa/địa phương bao gồm 98 giống bưởi, 36 giống cam và 29 giống quýt. Xác định được 14 giống bưởi có năng suất >100kg/cây, hàm lượng vitamin C > 55mg/100g, đường tổng số > 6%, brix >9%; 15 giống cam có năng suất >50 kg/cây, hàm lượng vitamin C > 35mg/100g, đường tổng số >7%, Brix >9%) và 14 giống quýt có năng suất >30 kg/cây, hàm lượng vitamin C > 30mg/100g, đường tổng số >8%, Brix >10%.

2. Đã xây dựng được bộ tiêu bản ADN và đánh giá đa di truyền của 163 mẫu giống bưởi, cam, quýt bản địa/địa phương với 30 chỉ thị SSR. Cơ sở dữ liệu cho thấy các mẫu giống khá đa dạng: đối với bưởi có hệ số đa dạng trung bình 0,6, sự tương đồng di truyền giữa các mẫu giống từ 0,57 đến 0,86, xác định được 5 chỉ thị ADN đặc trưng (AG14, ACT09, Ci01C07l CIBE2227, Ci08A10) nhận dạng chính xác 4 giống bưởi Bom (B4), Bưởi Hoàng (B5), bưởi da xanh (B6), bưởi Soi Hà; đối với cam có hệ số đa dạng trung bình 0,58, sự tương đồng di truyền giữa các mẫu giống từ 0,59 đến 0,81, xác định được 5 chỉ thị ADN đặc trưng (CT02, mCrCiR01D06a, CiBE0246, CIBE0105, CIBE2165) nhận dạng chính xác 4 mẫu giống cam Tây Giang (C1), Cam mật (C23), Cam Xã Đoài (C15), Cam sành (C27); đối với quýt có hệ số đa dạng trung bình đạt 0,55, sự tương đồng di truyền giữa các mẫu giống từ 0,55 đến 0,89, xác định được 5 chỉ thị ADN đặc trưng (ACT09, 24 Ci07D10, CiBE0246, CIBE0105, CIBE1500) ở 5 giống quýt Đường (Q1), quýt hồng (Q3), quýt Hương Cần (Q5), quýt Bộp (Q13), quýt vàng vỏ dòn (Q18).

3. Đã thiết lập được mã vạch ADN đặc trưng nhận dạng đối với các giống bưởi, cam, quýt bản địa/địa phương có giá trị kinh tế (có năng suất, chất lượng tốt), kết quả cụ thể như sau: xác định được 258 đoạn mã vạch cho 43 mẫu giống nghiên cứu (6 đoạn ADN mã vạch x 43 giống); đã xác định được 23 đoạn trình tự ADN mã vạch đặc trưng cho 23 giống mẫu giống bưởi, cam và quýt bản địa/địa phương có giá trị kinh tế (có năng suất cao, chất lượng tốt) (gồm 6 giống bưởi, 8 giống cam, 9 giống quýt).

4. Đã xây dựng được quy trình giám định ADN cho một số giống bưởi, cam, quýt bản địa/địa phương có giá trị kinh tế (có năng suất, chất lượng tốt). Quy trình gồm 6 bước chính: Thu mẫu và làm sạch mẫu; Tách chiết và tinh sạch ADN tổng số; Nhân bản các đoạn mã vạch ADN bằng kĩ thuật PCR; Giải trình tự nucleotide các đoạn mã vạch ADN; Xử lý, phân tích, so sánh với cơ sở dữ liệu ADN và Kết luận.

5. Đã nâng cấp bổ sung trường dữ liệu về đặc điểm nông học (năng suất, chất lượng) trên nền cơ sở dữ liệu kế thừa về ADN barcode của các giống cây trồng của Việt Nam và liên kết các dữ liệu về đặc điểm nông sinh học, tiêu bản ADN nhận dạng, các trình tự đặc trưng với cơ sở dữ liệu trên website của Trung tâm Tài nguyên thực vật về tài nguyên di truyền thực vật Việt Nam.

6. Đã giới thiệu và đăng ký được 20 trình tự ADN đặc trưng và có số đăng ký trên NCBI của 19 giống bưởi, cam và quýt bản địa/ địa phương có giá trị kinh tế (có năng suất cao, chất lượng tốt) gồm: 5 trình tự ADN đặc trưng của 4 giống bưởi (bưởi Khả Lĩnh, bưởi Bom, bưởi da xanh, bưởi bánh men), 7 trình tự ADN đặc trưng của 7 giống cam (cam Tây Giang, cam giấy, cam đường Hà Tĩnh, cam sành Bố Hạ, cam sáp, cam sành Hà Giang, cam Trưng Vương); 8 trình tự ADN đặc trưng của 8 giống quýt (quýt đường, quýt Tích Giang, quýt Hương Cần, quýt Đông Khê, quýt đỏ Ngọc Hội, quýt hôi, quýt ngọt Hà Giang, quýt Bộp).

Nhóm Đề tài kiến nghị cần tiếp tục mở rộng xây dựng cơ sở dữ liệu nguồn gen và tiêu bản ADN các giống cây ăn quả khác để bổ sung, cập nhật dữ liệu vào hệ thống bảo tồn của Trung tâm Tài nguyên thực vật phục vụ cho công tác bảo tồn, khai thác và sử dụng về tài nguyên di truyền thực vật Việt Nam.

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần giúp chúng ta xác lập được bản quyền nguồn gen quốc gia qua đó có thể đăng ký, thương mại hóa nguồn gen tạo thu nhập không những ở trong nước mà trên cả quốc tế. Bộ cơ sở dữ liệu về đặc điểm nông học, ADN; các giống bưởi, cam và quýt bản địa/địa phương có giá trị kinh tế (có năng suất cao, chất lượng tốt) được xác định sẽ là cơ sở để chúng ta lựa chọn nguồn vật liệu mới phát triển, nâng cao hiệu quả sản xuất đồng thời nâng cao thu nhập cho người nông dân. Đối với công tác nghiên cứu, chọn tạo giống thì kết quả nghiên cứu của đề tài đã góp phần làm nền tảng để giảm thời gian, chi phí và nâng cao hiệu quả nghiên cứu, góp phần đa dạng hóa cây trồng, hạn chế sử dụng các biện pháp hóa học trong chăn sóc và bảo vệ cây trồng, vì vậy sẽ góp phần rất tích cực vào bảo về hệ sinh thái và mội trường ở nước ta.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 18900/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Theo: vista.gov.vn