EVALUATION GENETIC DIVERSITY OF Pseudotsuga brevifolia W.C.Cheng & L.K.Fu IN SOME NORTHERN MOUNTAINOUS PROVINCES OF VIETNAM USING ISSR MARKERS
DOI:
https://doi.org/10.70169/VJFS.1161Keywords:
Genetic diversity, ISSR marker, molecular marker, Pseudotsuga brevifolia W.C.Cheng & L.K.FuAbstract
Pseudotsuga brevifolia W.C.Cheng & L.K.Fu is a species distributed only in high limestone mountains and is classified as an endangered species in the Vietnam Red Book. The assessment of genetic diversity of P. brevifolia is very necessary for the conservation and development of this tree species. To assess the genetic diversity of Pseudotsuga brevifolia, 71 samples collected from Cao Bang, Ha Giang, and Bac Kan provinces were analyzed using seven ISSR markers. For these samples, 62 DNA fragments were amplified, of which 38 were polymorphic (accounting for 61.90%), and the genetic diversity according to Nei (h) of the species was at a medium level with I = 0.317, h = 0.199, and PPB = 85.71%. The genetic diversity according to Nei (h) of the populations ranged from Bac Kan h = 0.143, Cao Bang h = 0.170, to Ha Giang h = 0.175. The total molecular variance (AMOVA) among populations was low (20.68%), while it was high within populations (79.32%). The dendrogram illustrated the genetic relationships among the 71 samples, grouping them into several clusters, with a high genetic similarity between populations ranging from 91.7% to 98.3%. From these analysis results, several options for the species conservation program have been proposed.
References
1. Aizawa, M., Yoshimaru, H., Saito, H., 2012. Genetic diversity and structure of Japanese Douglas - fir (Pseudotsuga japonica). Tree Genetics & Genomes, 8: 1203 - 1212.
2. Bornet, B., Branchard, M., 2001. Nonanchored inter simple sequence repeat (ISSR) markers: reproducible and specific tools for genome fingerprinting. Plant Molecular Biology Reporter, 19: 209–215. DOI: 10.1007/bf02772892.
3. Bộ Khoa học và Công nghệ, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2007. Sách Đỏ Việt Nam - Phần II: Thực vật. NXB Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội.
4. Doyle, J.J., Doyle, J.L., 1987. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochemical Bulletin, 19: 11 - 15.
5. Đinh Thị Phòng, Vũ Đình Phương, Nguyễn Thanh Tiến, 2015. Nghiên cứu đa dạng di truyền Thông Pà cò (Pinus kwangtungensis) ở Việt Nam bằng chỉ thị ISSR. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 8: 112 - 118.
6. Hamrick, J.L., Godt, M.J.W., 1996. Effects of life history traits on genetic diversity in plant species. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 351: 1291 - 1298. DOI: 10.1098/rstb.1996.0112.
7. Kumar S, Stecher G, Li M, Knyaz C, Tamura K., 2018. MEGA X: Molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms. Molecular Biology and Evolution, 35(6): 1547 - 1549. DOI: 10.1093/molbev/msy096.
8. Ledig, F.T., 1998. Genetic variation in Pinus. In: Richardson, D.M. (ed.) Ecology and Biogeography of Pinus. Cambridge University Press, Cambridge, pp. 251 - 280.
9. Li, X., Zhang, Y., Chen, L., 2017. Genetic diversity of Pseudotsuga brevifolia in China assessed by ISSR markers. Plant Diversity, 41: 95 - 103.
10. Mai Thi Phuong Thuy, Tran Thi Thu Ha, Tran Ho Quang, 2020. Analysis of genetic diversity in Pa Co pine (Pinus kwangtungensis Chun ex Tsiang) using RAPD and ISSR markers. Vietnam Journal of Science, Technology and Engineering, 62(1) p 62 - 68. DOI: 10.31276/VJSTE.62(1).62 - 68
11. Morgado, E.S., Rodrigues, J., Silva, P., 2009. Genetic variation in Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii) populations based on ISSR markers. Annals of Forest Science, 66: 707.
12. Nei, M., Li, W.H., 1979. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction endonucleases. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 76: 5269 - 5273. DOI: 10.1073/pnas.76.10.5269.
13. Nguyễn Tiến Hiệp, Phan Kế Lộc, Nguyễn Thị Dần, 2004. Danh lục các loài thực vật Việt Nam. Tập II. NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
14. Nghị định số 06/2019/NĐ-CP ngày 22/01/2019 về quản lý thực vật rừng, động vật rừng nguy cấp, quý, hiếm và thực thi Công ước CITES
15. Nghị định số 84/2021/NĐ-CP ngày 22/9/2021 của Chính phủ. Sửa đổi, bổ sung một số điều của Nghị định số 06/2019/NĐ-CP về quản lý thực vật rừng, động vật rừng nguy cấp, quý, hiếm và thực thi Công ước CITES.
16. Peakall, R., Smouse, P.E., 2006. GENALEX 6: Genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research. Molecular Ecology Notes, 6: 288 - 295. DOI: 10.1111/j.1471-8286.2005.01155.x
17. Peakall R, Smouse PE., 2012. GenAlEx 6.5: an update for genetic analysis in Excel. Bioinformatics, 28: 2537 - 2539. DOI: 10.1093/bioinformatics/bts460.
18. Reddy, M.P., Sarla, N., Siddiq, E.A., 2002. Inter simple sequence repeat (ISSR) polymorphism and its application in plant breeding. Euphytica, 128(1): 9 - 17. DOI: 10.1023/A:1020691618797
19. Si Ci Yin, Li, J., Wang, Y., 2014. The essential oil composition of Pseudotsuga brevifolia. Journal of Essential Oil Research, 26(2): 145 - 152.
20. Trần Thị Liễu, Nguyễn Văn Trương, Nguyễn Ngọc Nam, 2015. Đa dạng di truyền của loài Bách xanh (Calocedrus macrolepis Kurz) và Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte) bằng chỉ thị ISSR. Tạp chí Khoa học Lâm nghiệp, 3: 45 - 53.
21. White, G., Powell, W., 1997. Utility of ISSR markers in plant genetic studies. Molecular Ecology, 6: 881 - 891.
22. Yeh, F.C., Yang, R.C., Boyle, T., 1997. POPGENE, Version 1.32: Microsoft Window-based freeware for population genetic analysis. University of Alberta and Centre for International Forestry Research.
23. Zietkiewicz, E., Rafalski, A., Labuda, D., 1994. Genome fingerprinting by simple sequence repeat (SSR) - anchored polymerase chain reaction amplification. Genomics, 20(2): 176 - 183. DOI: 10.1006/geno.1994.1151.
