1. Trang Chủ
  2. Nông nghiệp
  3. Xác định cây thức ăn của loài Pyrrhalta prokofievi skomorokhov, 2011 (Cleoptera, Chrysomelidae, Galerucinae) bằng kỹ thuật phân tử

Xác định cây thức ăn của loài Pyrrhalta prokofievi skomorokhov, 2011 (Cleoptera, Chrysomelidae, Galerucinae) bằng kỹ thuật phân tử

Trong nghiên cứu này, kỹ thuật phân tử đã được sử dụng để xác định thực vật là thức ăn của loài Pyrrhalta prokfievi thu được ở Vườn quốc gia Núi Chúa, tỉnh Ninh Thuận. Bằng kỹ thuật sinh học phân tử, kết quả nghiên cứu này lần đầu tiên đã xác định được thức ăn của P. prokfievi thuộc 5 họ thực vật hạt kín gồm Loganiacea, Bignoniacea, Annonaceae, Cannabacea và Apocynacea. TAP CHI SINH HOC 2019, 41(2se1&2se2): 205–210 DOI: 10.15625/0866-7160/v41n2se1&2se2.14179 DETECTION THE HOST PLANT OF SPECIES P

Thể loại Tài liệu miễn phí Nông nghiệp

Số trang 7

Ngày tạo 4/8/2023 12:10:07 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 0.60 M

Tên tệp

Tải Xác định cây thức ăn của loài Pyrrhalta prokofievi... (.pdf)

Xem mẫu

  1. TAP CHI SINH HOC 2019, 41(2se1&2se2): 205–210 DOI: 10.15625/0866-7160/v41n2se1&2se2.14179 DETECTION THE HOST PLANT OF SPECIES Pyrrhalta prokofievi Skomorokhov, 2011 (Coleoptera, Chrysomelidae, Galerucinae) BY MOLECULAR TECHNIQUES Nguyen Thi Dinh Institute of Ecology and Biological Resources, VAST, Vietnam Received 12 August 2019, accepted 28 September 2019 ABSTRACT Chrysomelidae is big family in Coleoptera order and closely associated with host plants. Record the host plant of Chrysomelidae in Vietnam is rare. This research used the molecular biology method to determine the host-plant of Pyrrhalta prokfievi Skomorokhow species collected in Nui Chua National Park, South of Vietnam. The result of research determined 5 plant families including: Loganiacea, Bignoniacea, Annonaceae, Cannabacea and Apocynacea belong to angiosperms are foods of P. prokfievi. These results are the first record about the host-plant for Pyrrhalta Joannis genus in Vietnam and adding more information about the host-plant for Pyrrhalta genus in Indochina area. Keywords: Chrysomelidae, Pyrrhalta, host plant, Viet Nam. Citation: Nguyen Thi Dinh, 2019. Detection the host plant of species Pyrrhalta prokofievi Skomorokhov, 2011 (Coleoptera, Chrysomelidae, Galerucinae) by molecular techniques. Tap chi Sinh hoc, 41(2se1&2se2): 205–210. https://doi.org/10.15625/0866-7160/v41n2se1&2se2.14179. Corresponding author email: ntdinh.iebr@gmail.com ©2019 Vietnam Academy of Science and Technology (VAST) 205
  2. TAP CHI SINH HOC 2019, 41(2se1&2se2): 205–210 DOI: 10.15625/0866-7160/v41n2se1&2se2.14179 XÁC ĐỊNH CÂY THỨC ĂN CỦA LOÀI Pyrrhalta prokofievi Skomorokhov, 2011 (Cleoptera, Chrysomelidae, Galerucinae) BẰNG KỸ THUẬT PHÂN TỬ Nguyễn Thị Định Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Ngày nhận bài 12-8-2019, ngày chấp nhận 28-9-2019 TÓM TẮT Nhóm cánh cứng ăn lá, Chrysomelidae, là một trong những họ lớn của bộ cánh cứng (Coleoptera), đời sống của chúng có mối liên hệ chặt chẽ với thực vật là thức ăn. Ghi nhận về thực vật là thức ăn của các loài Chrysomelidae ở Việt Nam chủ yếu dựa vào quan sát và thực nghiệm. Trong nghiên cứu này, kỹ thuật phân tử đã được sử dụng để xác định thực vật là thức ăn của loài Pyrrhalta prokfievi thu được ở Vườn quốc gia Núi Chúa, tỉnh Ninh Thuận. Bằng kỹ thuật sinh học phân tử, kết quả nghiên cứu này lần đầu tiên đã xác định được thức ăn của P. prokfievi thuộc 5 họ thực vật hạt kín gồm Loganiacea, Bignoniacea, Annonaceae, Cannabacea và Apocynacea. Từ khóa: Chrysomelidae, Pyrrhalta, thực vật thức ăn, Ninh Thuận. Địa chỉ email liên hệ: ntdinh.iebr@gmail.com MỞ ĐẦU thực vật thuộc các họ khác nhau (Cates, Họ cánh cứng ăn lá, Chrysomelidae, một 1980). Điều này gây khó khăn trong việc xác họ lớn thuộc bộ Coleoptera, có tới hơn định thực vật thức ăn của côn trùng ăn thực 35.000 loài đã được ghi nhận trên thế giới vật nói chung và cánh cứng ăn lá nói riêng. (Jolivet et al., 2009) và gần 1.000 loài đã được Gần đây, nhiều nhà khoa học đã sử dụng ghi nhận ở Việt Nam (Nguyễn Thị Định, kỹ thuật phân tích trình tự một đoạn DNA không công bố). Cánh cứng ăn lá có mối liên thực vật trong ruột của côn trùng để xác định hệ chặt chẽ với thức ăn là thực vật trong đời thực vật là thức ăn của chúng (Jurado-Rivera sống của chúng. Trên thế giới, thức ăn của et al., 2009; Navarro et al., 2010). Khi đã có nhiều loài đã được ghi nhận (Jolivet & kết quả về trình tự một đoạn DNA từ thực vật Hawkeswood, 1995). Ở Việt Nam, dẫn liệu về có trong ruột côn trùng, dựa vào cơ sở dữ liệu thực vật thức ăn của cánh cứng ăn lá chủ yếu trình tự DNA trong GenBank hoặc thư viện qua quan sát và thực nghiệm (Dang và mã vạch DNA đã có để xác định thông tin về Medvedev 1982, 1983). Các nghiên cứu của taxon thực vật. Kỹ thuật này cho phép xác Brown (1945, 1956) ở giống Calligrapha và định taxon thực vật là thức ăn của loài côn Chrysomella cho thấy, hiểu biết về thực vật trùng thay cho việc quan sát chúng ngoài thực thức ăn của cánh cứng ăn lá có thể giúp xác địa. Cho đến nay, đã có nhiều công trình đề định được loài một cách chính xác. cập đến phương pháp này (García-Robledo et Cánh cứng ăn lá được chia thành ba nhóm al., 2013; Kishimoto-Yamada et al., 2013; theo phổ thức ăn, trong đó: nhóm đơn thực chỉ Liu et al., 2014). ăn những thực vật trong cùng một giống; Về phân loại học và hệ thống học, giống nhóm hẹp thực ăn các loài thực vật thuộc các Pyrrhalta Joannis, 1865 đã biết mới ghi nhận giống khác nhau trong cùng họ hoặc các họ có 26 loài ở vùng Đông Dương, trong đó có 22 quan hệ gần; còn nhóm đa thực ăn nhiều loài loài được ghi nhận ở Việt Nam (Medvedev, 206
  3. Xác định cây thức ăn 2013). Loài P. prokofievi được mô tả mới cho mồi PsbA (5’GTTATGCATGAACGTAATG khoa học dựa trên một cá thể thu được ở Côn CTC3’) và TrnH (5’CCTAACACTTAGGT Đảo (Skomorokhov, 2011). Medvedev (2013) GGTACGCGC3’). Hỗn hợp PCR gồm 0,1 µl mới chỉ ghi nhận được thực vật thức ăn của Taq polymerase, 0.5 µl mỗi loại mồi, 1,5 µl một loài Pyrrhalta basifasciata MgCl2, 2,5 µM Bufer, 0,25 dNTP, 18,65 µl Samoderzhenkov, thức ăn của loài này thuộc ddHOH và 1 µl DNA. Chu trình nhiệt của họ Verbenaceae và Ulmaceae. Kết quả nghiên PCR: biến tính DNA ở 94o trong 30s, giảm cứu này lần đầu tiên đề cập đến thực vật thức nhiệt độ từ 60o đến 43o trong 60s với 16 chu ăn của giống Pyrrhalta ở Việt Nam và bổ trình, 27 chu trình ở 42o trong 30 s và kéo dài sung thêm dữ liệu về thực vật chủ của giống trong 1 phút ở 72o và kết thúc chu trình ở 72o Pyrrhalta trên thế giới. trong 10 phút. Sản phẩm PCR được quan sát VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN bằng điện di trên gel agarose 1,5%. Kết quả CỨU điện di kiểm tra các sản phẩm PCR cho thấy nhiều băng cần được cắt riêng ra khỏi gel Mười một mẫu vật loài Pyrrhalta agarose và được sử dụng làm khuôn cho phản prokofievi thu được bằng phương pháp đập ứng PCR lần hai (với cùng mồi và thành phần các tán cây thấp và tầng cây bụi ở Vườn quốc hỗn hợp PCR như phản ứng lần 1) (hình 1). Gia (VQG) Núi Chúa. Các mẫu vật sau khi Các sản phẩm PCR được làm sạch bằng thu được giữ trong lọ nhựa có chứa cồn 96% ammonium acetate và isopropanol, được giải cùng các thông tin về mẫu. trình tự hai chiều (sử dụng cùng mồi PCR) và Đinh loại P. prokofievi theo Kimoto bộ kit giải trình tự BigDye Terminator v3.1 (1989) và Skomorokhov (2011). Tách chiết Cycle Sequencing (Applied Biosystems, DNA mẫu thức ăn trong ruột côn trùng bằng Foster City CA, USA). Sử dụng phần mềm bộ kít Dneasy Blood and Tissue (Qiagen Geneious Pro 5.3.6 để nhóm các cặp DNA có Iberia, Spain). Nhân bản vùng Intergenic trình tự bổ sung với nhau, chỉnh sửa và sắp spacer của locus cpDNA PsbA-TrnH bằng cặp xếp chúng thành ma trận trình tự đơn. Hình 1. Ảnh chụp gel sau khi chạy PCR gen PsbA-TrnH của mẫu vật mã số 3017 thuộc loài Pyrrhalta prokofievi thu được ở VQG Núi Chúa Ghi chú: Ảnh chụp gel của phản ứng khuếch đại gen PsbA-TrnH của mẫu vật mã số 3017 lần thứ nhất (a), ảnh chụp gel của phản ứng khuếch đại gen PsbA-TrnH của mẫu vật mã số 3017 khi sử dụng các đoạn gel ở lần thứ nhất làm khuôn phản ứng (b). 207
  4. Nguyen Thi Dinh Sử dụng chương trình BAGpipe thể này ăn trên hai loài thực vật khác nhau, (Papadopoulou et al. 2015) để tìm kiếm, so các cá thể còn lại chỉ thu được một trình tự sánh với trình tự DNA tương đồng từ dữ liệu DNA (bảng 1, hình 2). Sáu trình tự DNA nhân trình tự trong GenBank cùng các thông tin về bản được bằng cặp mồi psbA-TrnH từ DNA phân loại học của trình tự tương đồng với trong thức ăn ở ruột của P. prokofievi có độ trình tự của mẫu vật, qua đó xác định được tương đồng cao với các trình tự của những thông tin về thức ăn của loài P. prokofievi. loài thực vật thuộc 5 họ, 4 bộ khác nhau Bậc phân loại Họ thực vật được sử dụng cho (bảng 2) trong dữ liệu genbank. Trong năm cá tất các các trình tự DNA từ ruột của loài P. thể khuếch đại trình tự gen đích thành công, prokofievi. có một cá thể (mã 3017) ăn trên thực vật thuộc hai họ khác nhau, bốn cá thể còn lại chỉ KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ăn trên thực vật thuộc một họ thực vật, trong Chỉ có 5 trong tổng số 11 cá thể P. đó có hai cá thể (mã 3163 và mã 3295) là ăn prokofievi được tách chiết DNA và khuếch đại thực vật thuộc cùng một họ. Kết quả nghiên thành công trình tự gen PsbA-TrnH (bảng 1). cứu cho thấy loài P. prokofievi là loài đa thực, Có một cá thể thu được hai trình tự DNA của nghĩa là loài này ăn các loài thực vật thuộc gen PsbA-TrnH (mẫu vật có mã 3017) do cá nhiều taxon thực vật khác nhau. Bảng 1. Vị trí thu được các mẫu vật khuếch đại thành công gen đích (vùng Intergenic spacer của locus cpDNA) bằng cặp mồi PsbA-TrnH của loài P. prokofievi thu được ở VQG Núi Chúa Mã số mẫu vật 3017 3163 3177 3290 3295 Tuyến đường thu mẫu Suối trục Đá Đỏ Đá Đỏ Mái Nhà Mái Nhà Độ cao 220 m 212 m 243 m 248 m 298 m Tọa độ thu mẫu Kinh độ 109,1925E 109,1766E 109,1866E 109,1748E 109,1753E Vĩ độ 11,74403N 11,71583N 11,71556N 11,72117N 11,71856N Hình 2. Sự sắp xếp phân loại học của trình tự DNA thức ăn của mẫu vật mã 3017 theo chương trình BAGpipe (3017A, 3017C như hình 1) 208
  5. Xác định cây thức ăn Bảng 2. Nhận dạng phân loại học của trình tự gen đích của các cá thể loài P. prokofievi thu được ở VQG Núi Chúa bằng chương trình BAGpipe Mã số mẫu vật 3017 3163 3177 3290 3295 Bậc phân loại của trình tự DNA từ genbank Strychnos Handroanthus Meiogyne Celtis Secamone Polyalthia phù hợp tốt nhất với nux vomica impetiginosus bidwillii paniculata elliptica suberosa các trình tự DNA của mẫu vật Sự khác nhau giữa DNA từ genbank và 0 0,06037 0,01706 0,04273 0,00623 0,00597 mẫu vật (%) Taxon của DNA từ Strychnos Secamone genbank giống 96% Annonaceae Annonaceae nux vomica elliptica với DNA của mẫu vật Giá trị trong của nhóm trong cây quan hệ di 1 0,81 0,98 1 1 0,86 truyền Tên của taxon bên Strychnos_n Stereospermum Secamone Polyalthia trong nhóm của cây Annonaceae Celtis ux_vomica _colais elliptica _suberosa quan hệ di truyền Sự ủng hộ bên ngoài nhóm của cây quan hệ 1,000 1,000 0,93 0 0.94 0,98 di truyền Tên của taxon bên Strychnos ngoài nhóm của cây Pentapetalae Annonaceae Root (Celtis) Apocynaceae Annonaceae nux vomica quan hệ di truyền Tên họ của trình tự DNA từ genbank phù Loganiaceae Bignoniaceae Annonaceae Cannabaceae Apocynaceae Annonaceae hợp tốt nhất với trình tự DNA của mẫu vật Tên bộ của trình tự DNA từ genbank phù Gentianales Lamiales Magnoliales Rosales Gentianales Magnoliales hợp tốt nhất với trình tự DNA của mẫu vật Kết quả này phù hợp với một số nghiên đa thực, thức ăn của chúng là các loài thuộc 5 cứu trước đây đã chứng minh các loài cùng họ thực vật hạt kín: Loganiaceae, trong phân họ Galerucinae có mối liên hệ với Bignoniacea, Annonaceae, Cannabaceae và nhiều họ thực vật hạt kín (Kishimoto- Apocynacea. Đây cũng là ghi nhận lần đầu Yamadat et al. 2013; Barone 1998; Ødegaaard tiên về thực vật là thức ăn của giống Pyrrhalta 2000; Novotny. et al. 2002; Kishimoto- ở vùng Đông Dương. Yamadat et al. 2013; Ebru &Kübra 2015; Eben & Espinosa de los Monteros, 2015). Lời cảm ơn: Tác giả cảm ơn tiến sĩ Jesús Gómez-Zurita (Viện Tiến hóa sinh học, Tây Trong nghiên cứu này, với 5 trong 11 cá Ban Nha) đã trao đổi về học thuật. Nghiên thể khuếch đại gen đích thành công, nguyên cứu này được hỗ trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc nhân có thể do DNA thực vật trong ruột của tế (IFS), Stockholm, Thụy Điển, dự án số chúng đã bị phân hủy trong quá trình tiêu hóa D/6149-1 tài trợ cho tác giả. (Navarro et al., 2010). Với tỷ lệ khuếch đại gen đích thành công nhỏ hơn 50% nhưng đã TÀI LIỆU THAM KHẢO cho thấy P. prokofievi là loài đa thực (trung Barone J. A., 1998. Host-specificity of bình một cá thể ăn các loài trong một họ thực folivorous insects in a moist tropical vật), thực tế có thể P. prokofievi còn ăn thực forest. J. Anim. Ecol., 67: 400–409. vật thuộc họ khác nữa. https//:doi.org/10.1046/j.1365-2656.19 KẾT LUẬN 98.00197.x Sử dụng kỹ thuật phân tử đã khẳng định Brown W. J., 1945. Food-plants and loài Pyrrhalta prokofievi Skomorokhov là loài distribution of the species of Calligrapha 209
  6. Nguyen Thi Dinh in Canada, with descriptions of new Laos and Vietnam. IV. Galerucinae. species (Coleoptera, Chrysomelidae). Esakia, 27: 1–241. Can. Entomol., 77: 117–133. Kishimoto-Yamada K., Kamiya K., Meleng Brown W. J., 1956. The new world species of P., Diway B., Kaliang H., Chong L. et al., Chrysomela L. (Coleoptera: 2013. Wide Host Ranges of Herbivorous Chrysomelidae). Can. Entomol., 88: 1–54. Beetles? Insights from DNA Bar Coding. Cates R. G.,1980. Feeding patterns of PLoS ONE, 8(9): e74426. doi:10.1371/journal.pone.0074426. monophagous, oligophagous and polyphagous insect herbivores: The effect Medvedev L.N., 2013. A key for of resources abduance and plant identification with description of new chemistry. Oecologia, 46(1): 22–31. species of the genus Pyrrhalta Joannis, 1865 (Coleoptera: Chrysomelidae: Dang T Dap and Medvedev L. N., 1982. Galerucinae) from Indochina. Caucasion Trophical connections of Chrysomelidae Entomological Bull, 9(2): 267–272 in Vietnam. In: “Animal world of Vietnam”, M. Nauka: 84–97 (in Russian). Navarro S. P., Jurado-Rivera J. A., Gomez- Zurita J., Lyal C. H. C., Vogler A. P., Dang T Dap and Medvedev L. N., 1983. 2010. DNA profiling of host-herbivore Zoogeographical review of Chrysomelidae interactions in tropical forests. Ecol from Vietnam ADN Indochina. In: “Fauna Entomol., 35: 18–32. Doi:10.1111/j.1365- ADN ecology of animals in Vietnam, 2311.2009.01145.x. 1983, M. \.Nauka: 83–94 (in Russian). Novotny V., Basset Y., Miller S. E., Drozd P., De la Cadena G., Papadopoulou, A., Maes, J.- Cizek L., 2002. Host specialization of M. & Gómez-Zurita, J., 2016. Evaluation leaf-chewing insects in a New Guinea of bias on the assessment of diet breadth rainforest. J Anim Ecol., 71: 400412. of herbivorous insects using molecular Doi:10.1046/j.1365-2656.2002.00608.x. methods. Insect Sci., 24(2): 194–209. doi: Ødegaard F., 2000. The relative importance of 10.1111/1744-7917.12303 trees versus lianas as hosts phytophagous Eben A. Espinosa de los Monteros A., 2015. beetles (Coleoptera) in tropical forests. J Trophic interaction network and the Biogeogr, 27: 28–3296. evolutionary history of Diabroticina Doi:10.1046/j.1365-2699.2000.00404.x. beetles (Chrysomelidae: Galerucinae). J. Olivet P., Santiago-Blay J. A., Schmitt M., Appl. Entomol., 139: 468–477. 2009. Research on Chrysomelidae. Brill, Leiden, The Netherlands, (2): 1– 300. Ebru G. A. Kübra A., 2015. The Alticini (Coleoptera: Chrysomelidae: Galerucinae) Papadopoulou A., Chesters D., Coronado fauna of Davraz Mountain (Isparta): I., De la Cadena G., Cardoso A., Reyes J. comments on host plant and altitude C., Maes, J.-M., Rueda R. M. & Gómez- preferences with two new records for Zurita J. ,2015. Automated DNA-based Turkish fauna. Turk. J. Zool., 39: 488–493. plant identification for large-scale biodiversity assessment. Mol. Ecol. Jolivet, P., Hawkeswood, T., 1995. Host- Res., 15: 136-152. plants of Chrysomelidae of the world. Skomorokhov M. O., 2011. To the knowledge Leiden: Backhuys Publishers: 1–281. of Chrysomelidae (Coleoptera) from the Kimoto S., 1989. Chrysomelidae Islands of southern Vietnam. Russian (Coleoptera) of Thailand, Cambodia, Entomol. J., 20(2): 197–199. 210
  7. TAP CHI SINH HOC 2019, 41(2se1&2se2): 211–219 DOI: 10.15625/0866-7160/v41n2se1&2se2.14168 GENETIC DIVERSITY OF Lumnitzera littorea Jack (Voigt) POPULATION IN CAN GIO MANGROVE BIOSPHERE RESERVE BY RAPD MARKERS Quach Van Toan Em*, Nguyen Quoc Bao, Nguyen Thi Anh Linh, Hoang Nhat Minh Ho Chi Minh City University of Education, Ho Chi Minh City, Vietnam Received 12 August 2019, accepted 28 September 2019 ABSTRACT Lumnitzera littorea (Jack) Voigt is a true mangrove. In Viet Nam, L. littorea is distributed in Khanh Hoa (Cam Ranh), Dong Nai, Vung Tau - Con Dao (Con Dao), Ho Chi Minh City (Can Gio), Kien Giang (Phu Quoc), etc however the amount of individuals are sparse. The species was recorded in the Red Book of Vietnam (2007) at the VU level. Our results showed that preserving leaf samples at 4oC in less than 15 days would be the best for DNA extraction. Using young leaves to extracted DNA will easily obtain the most total DNA. Of the 10 RAPD primers used, there were 4 primers gave amplified products. We used these 4 primers to evaluate the genetic diversity of L. litttorea populations in Can Gio area with NTYSYpc 2.10m software. The diversity coefficients were varied from 0.4 to 1.00. The survey samples were divided into 5 groups with high polymorphism. Keywords: Lumnireza littorea, RAPD - PCR, genetic diversity, Can Gio. Citation: Quach Van Toan Em, Nguyen Quoc Bao, Nguyen Thi Anh Linh, Hoang Nhat Minh, 2019. Genetic diversity of Lumnitzera littorea Jack (Voigt) population in Can Gio mangrove biosphere reserve by rapd markers. Tap chi Sinh hoc, 41(2se1&2se2): 211–219. https://doi.org/10.15625/0866-7160/v41n2se1&2se2.14168. * Corresponding author email: emqvt@hcmue.edu.vn ©2019 Vietnam Academy of Science and Technology (VAST) 211
nguon tai.lieu . vn
Nông nghiệp Ngư nghiệp Lâm nghiệp Sinh học Hoá học Ngôn ngữ học Ngân hàng - Tín dụng