 |
| Nhiễm sắc thể XX cân tâm của muỗi An.minimus |
Bộ nhiễm sắc thể giới tính của muỗi An. minimus v An. dirus với dấu hiệu di truyền trong phân loại loài
Thế giới sinh vật rất đa dạng và phong phú. Để xác định mối quan hệ họ hàng giữa các loài sinh vật với nhau theo một hệ thống cần phải có phân loại sinh học và kết hợp nhiều thông tin trên cơ sở sử dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại và tiên tiến. Riêng lĩnh vực phòng chống và tiêu diệt véc tơ sốt rét còn gặp nhiều khó khăn do có sự đa dạng về tập tính, sinh lý, sinh thái và khả năng kháng hóa chất diệt côn trùng của một số loài muỗi Anopheles. Để giải quyết thực tiễn trên, đòi hỏi cần phải nắm rõ bản chất sinh học của véc tơ để tìm ra những biện pháp phòng trừ hựu hiệu hơn. Trước đây, phân loại sinh vật chủ yếu dựa vào đặc điểm các tính trạng và sự thể hiện bằng hình thái bên ngoài (morphology), do đó sẽ khó phân biệt được tận gốc các loài, mối quan hệ và chủng loại phát sinh của những sinh vật có hình thái giống nhau. Ngày nay, phân loại sinh học dựa trên cơ sở nghiên cứu di truyền học đã đem lại một bước tiến lớn trong nghiên cứu về đa dạng sinh học. Việc sử dụng các thành tựu của nghiên cứu di truyền đã giúp cho việc phân loại các loài trong phức hợp đồng hình, mặc dù chúng có những đặc điểm hình thái ngoài rất giống nhau nhưng có bản chất di truyền khác nhau. Hoặc có rất nhiều trường hợp mà một loài nào đó có bản chất di truyền hoàn toàn giống nhau nhưng do thường biến vì điều kiện sống khác nhau, phân bố ở các vùng địa lý khác nhau, môi trường khác nhau dẫn đến có hình thái bị biến đổi nên dễ bị nhầm lẫn thành hai loài khác nhau. Các loài này thường có hình thái giống nhau nhưng lại rất khác nhau về tạp tính sinh lý, sinh thái cũng như khả năng truyền bệnh. Thuật ngữ phức hợp loài (complex species) hoặc loài chị em (sibling species) được sinh ra để chỉ các loài này (Patenson, 1963). Theo Harrison (1980), An. minimus phân bố rộng từ 60 vĩ Bắc đến 300 vĩ Bắc, là véc tơ truyền bệnh sốt rét chủ yếu ở Myanma, Đông An Độ, Thái Lan, Lào, Campuchia, Trung Quốc và Việt Nam. Nhiều công trình nghiên cứu về An. minimus cho thấy chúng có 3 loại hình thái dạng cánh thường gặp là A, B và C. Ba dạng này được phân biệt dựa trên sự hóa sắc tố khác nhau ở vị trí presector trên gân cánh costa và trên humeral. Căn cứ vào tỷ lệ dạng cánh A-B thay đổi theo mùa, có tác giả cho rằng đó là những tính trạng thường biến thay đổi dưới tác động của nhiệt độ và sự sai khác về hình thái giữa các dạng này là ít có ý nghĩa. Trái lại, có tác giả lại cho rằng có hai dạng An. minimus A và B ở Hải Nam -Trung Quốc (Yuan-1984). Trong những năm gần đây, bệnh sốt rét trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng có nhiều chuyển biến. Riêng lĩnh vực phòng chống và tiêu diệt véc tơ sốt rét còn gặp nhiều khó khăn do có sự đa dạng về tập tính, sinh lý, sinh thái và khả năng kháng hóa chất diệt côn trùng của các loài muỗi Anopheles. Để giải quyết thực tiễn trên, đòi hỏi cần phải nắm rõ bản chất sinh học của véc tơ để tìm ra những biện pháp phòng trừ hựu hiệu hơn.  | Bộ nhiễm sắc thể của muỗi An.minimus |
Bằng kỹ thuật phân tích kiểu nhân giai đoạn kỳ giữa (Metaphase karyotype) kết hợp với kỹ thuật điện di enzyme, C. A Green (1990) và Baimai .V (1996) kết luận rằng An. minimus là một phức hợp loài đồng hình. Ở Trung Quốc người ta cũng đã phát hiện thấy có hai dạng di truyền An. minimus A và An. minimus B, hai dạng này khác nhau về tập tính và vai trò truyền bệnh (Baimai .V, Harison B.A. and Nkavachara V, 1980). Ở Việt Nam, An. minimus là trung gian truyền bệnh sốt rét chính ở vùng rừng núi và núi đồi trong phạm vi toàn quốc. Các nghiên cứu về loài muỗi này cho thấy An.minimus rất đa hình và có sự biến đổi hình thái theo mùa và theo vùng địa lý tự nhiên, chúng tồn tại hai chủng quần sinh thái, có vốn gen khác nhau (Nguyễn Đình Tứ, 2000). Các chủng quần thể này đa hình và có những biến đổi hình thái làm cho việc phân loại gặp nhiều khó khăn. Vùng Đông Bắc của Việt Nam có kiểu hình thái dạng cánh A, B, C phân bố rộng từ Bắc tới Nam Trung Bộ, còn ở miền Đông Nam Bộ chỉ thấy kiểu A, C (Trần Đức Hinh, Nguyễn Thọ Viễn và cs, 1992). Rất nhiều tác giả cho rằng các dạng hình thái A và C là thường biến từ dạng A dưới ảnh hưởng của tác nhân nhiệt độ (Toumanoff, 1936, Harrison, 1980, Trần Đức Hinh, Nguyễn Thọ Viễn, Nguyễn Đức Mạnh và cs, 1992). Trong công tác phòng chống véc tơ, việc xác định chính xác các loài trong phức hợp loài đồng hình là vấn đề cần thiết. Trước yêu cầu đó, việc ứng dụng kỹ thuật nhiễm sắc thể để nghiên cứu xác định kiểu nhân kỳ giữa của quần thể An. minimus thông qua hình thái ngoài của muỗi An. minimus và mối liên quan giữa kiểu nhân (karyotype) và kiểu hình (morphology). Kỹ thuật nhiễm sắc thể được phát hiện rất sớm nhờ nghiên cứu hiện tượng phân bào có tơ (Hertwig, 1875; Flemming, 1880-1882 và Van Beneden, 1883). Roux (1883) đã đưa ra ý kiến rằng nhiễm sắc thể tham gia vào hiện tượng di truyền và đến năm 1887, Weisman đã đề xuất học thuyết nhiễm sắc thể về di truyền. Nhiễm sắc thể là cấu trúc nằm trong nhân tế bào. Số lượng, hình dạng và kích thước của từng nhiễm sắc thể và toàn bộ nhiễm sắc thể đều có những nét đặc trưng riêng cho mỗi loài và có những sai khác nhất định so với những loài khác. Từ đó người ta thấy rằng, các sinh vật càng giống nhau thì kích thước, số lượng, cấu trúc và hình thái nhiễm sắc thể cũng như biến đổi bên trong một giới hạn là giống nhau. + Về kích thước nhiễm sắc thể: Ở các loài khác nhau là không giống nhau, nhưng chúng đặc trưng cho các cá thể cùng một loài, gồm loại có kích thước lớn và loại có kích thước nhỏ. + Về số lượng nhiễm sắc thể: Số lượng nhiễm sắc thể là một chỉ tiêu đặc trưng cho loài và cho bộ nhiễm sắc thể. Theo quy luật chung, mỗi cá thể trong cùng một loài có số lượng nhiễm sắc thể đặc trưng cho loài đó. Thông thường, bộ nhiễm sắc thể của loài ở dạng lưỡng bội (diploid) và được ký hiệu 2n. Ví dụ như ở khỉ (Gorilla gorilla) có bộ nhiễm sắc thể 2n = 48, ở người (Homo sapiens) có bộ nhiễm sắc thể 2n = 46, ở ruồi giấm (Drosophila melanogaster) có bộ nhiễm sắc thể 2n = 8 và ở muỗi (Diptera: culicidae) có bộ nhiễm sắc thể 2n = 6. + Về cấu trúc hình thái nhiễm sắc thể: Ở giai đoạn trung kỳ của quá trình phân bào nguyên nhiễm, nhiễm sắc thể có độ dày lớn nhất, to mập và bắt màu rất tốt, quan sát và nghiên cứu được dưới kính hiển vi. Lúc này, nhiễm sắc thể có nhiều hình dạng khác nhau: hình chử V, hình chữ X (ở Người và Linh trưởng), hình que, hình móc (ở Gà), hình chấm (ở Tằm, Bèo hoa dâu)... Về hình thái cơ bản là giống nhau, tùy thuộc vào vị trí tâm động có thể có hai nhánh bằng nhau hoặc không bằng nhau mà người ta chia nhiễm sắc thể ra thành nhiều nhóm khác nhau như nhiễm sắc thể cân tâm (Metacentric chromosome), nhiễm sắc thể tâm mút (Subtelocentric chromosome), tâm lệch. Ở muỗi, không phải cá thể nào cũng có khả năng truyền bệnh sốt rét. Người ta thấy rằng, ở loài muỗi An. minimus (2n=6) thì có các cặp nhiễm sắc thể thường (autosome chromosome) rất giống nhau hệt nhau, riêng cặp nhiễm sắc thể giới tính (sex chromosome) là cân tâm (Metacentric chromosome), còn muỗi truyền bệnh sốt rét có nhiễm sắc thể giới tính tâm mút (Subtelocentric chromosome). Để có được mẫu vật làm tiêu bản nhiễm sắc thể giới tính, cần thu thập mẫu vật theo phương pháp của WHO, 1975 và Viện sốt rét KST-CT Trung Ương. Tuy nhiên để có được mẫu muỗi sống, no máu cho đẻ trứng để nuôi lấy bọ gậy tuổi IV, cần ưu tiên thực hiện các phương pháp: Mồi người trong nhà và ngoài nhà, soi muỗi trú đậu trong nhà ban ngày và soi muỗi đốt trên gia súc. Tất cả các cá thể muỗi cái An. minimus thu thập từ những phương pháp đều được định loại hình thái ngoài và phân chia theo dạng cánh A, B, C (đặc điểm gián đoạn gốc cánh) (Christophers, 1933): + Dạng cánh A: có một đốm trắng (không hóa melanin) ở vị trí presector trên gốc costa. + Dạng cánh B: không có đốm trắng trên gốc costa, kể cả vị trí presector. + Dạng cánh C: có hai đốm trắng, một vị trí giống A và một ở trên điểm Humeral. - Những cá thể muỗi còn sống, no máu, khỏe mạnh được nuôi tách riêng, cho đẻ theo từng gia đình. Chọn bọ gậy tuổi IV để làm kỹ thuật nhiễm sắc thể. Quy trình làm tiêu bản nhiễm sắc thể giới tính dựa trên phương pháp của Bréland (1951-1961), Rai K. S (1963) và V. Baimai (1986), có cải tiến, thay đổi một vài tỷ lệ hóa chất, được tóm tắt các bước như sau: - Ngâm bọ gậy tuởi IV vào trong Cochicine 0, 02% trong thời gian 2 giờ để ức chế quá trình phân bào ở kỳ giữa. - Mổ lấy khối mô não nằm ở giửa đầu bọ gậy và nhượt trương trong Citrat natri 0,5% từ 10 đến 15 phút. - Cố định hình dạng nhiễm sắc thể bằng dung dịch Carnoy 3:1 - Sục phá vở tế bào trong dung dịch Acid acetic 60% đến dạng huyền phù - Hút dung dịch tế bào, nhỏ lên 2-3 lam kính hơ nóng trên máy khuấy từ ở nhiệt độ 600C. - Nhuộm lam bằng thuốc nhuộm bắt màu Orcine acetic lactic 45% + Phân tích tiêu bản: - Soi tìm tế bào trên kính hiển vi ở vật kính 10X, chuyển sang vật kính 40X để soi tìm tế bào có bộ nhiễm sắc thể 2n =6. Các bộ nhiễm sắc thể được phân tích trực tiếp trên vật kính 100X hoặc qua ảnh chụp. - Phân biệt các cặp nhiễm sắc thể thường (autosome) với cặp nhiễm sắc thể giới tính (sex-chromosome). Hai cặp nhiễm sắc thể thường bắt màu nhạt, một cặp nhiễm sắc thể giới tính bắt màu đậm hơn. - Đo đạt chiều dài của vai dài (long tail), vai ngắn (short tail) của từng nhiễm sắc thể giới tính theo công thức Levan (1964): | (tỷ số vai (cánh) = vai dài/vai ngắn) |
Theo quy định danh pháp quốc tế: r = 1: Nhiễm sắc thể tâm động chính giữa (Metacentric), ký hiệu: M r = 1,1-1,7: Nhiễm sắc thể tâm động vùng chính giữa (metacentric), ký hiệu: mt r = 1,8-3,0: Nhiễm sắc thể tâm động gần giữa (Submetacentric), ký hiệu: Sm r = 3,1 – 7,0 Nhiễm sắc thể tâm động cận mút (Subtelocentric), ký hiệu: St r > 7,0: Nhiễm sắc thể tâm động mút (telocentric), ký hiệu: t Mục đích của việc phân chia: Dựa vào vị trí tâm động của cặp nhiễm sắc thể giới tính XX hoặc XY là để phân biệt An. minimus dạng A hay C, An. dirus dạng A hay D. Kết quả nghiên cứu tại một số địa điểm ở khu vực miền Trung-Tây Nguyên cho thấy: hai chủng quần thể muỗi An. minimus và An. dirus ở Bình Định và Bình Thuận, nơi có tình hình sốt rét thay đổi, tại đây véc tơ An. minimus hầu như tồn tại và phát triển quanh năm. Hơn nữa, các chủng quần thể An. minimus ở đây có sự gối nhau về các đặc điểm định loại hình thái ngoài, gây khó khăn lớn trong việc xác định chính xác loài muỗi nào là véc tơ truyền bệnh sốt rét. Bảng 1: Tỷ lệ hình thái cánh muỗi An. minimus được nuôi theo gia đình. Phương pháp thu thập | Hình thái dạng cánh An. minimus | Địa điểm | A | B | C | Mồi người | Trong nhà | 79 | 0 | 0 | Bình Thuận | Ngoài nhà | 7 | 0 | 0 | Soi chuồng gia súc | 0 | 0 | 0 | Mồi người | Trong nhà | 0 | 0 | 0 | Bình Định | Ngoài nhà | 52 | 0 | 1 | Soi chuồng gia súc | 13 | 5 | 46 | Soi nhà ngày | 1 | 0 | 0 |
Bảng 2: Tỷ lệ (%) kiểu nhân và hình thái dạng cánh muỗi An. Minimus
Dạng cánh An. minimus | Bình Định | Bình Thuận | NST giới tính (tỷ lệ %) | NST giới tính (tỷ lệ %) | Tâm mút | Cân tâm | Tâm mút | Cân tâm | A | 98,84 | 1,16 | 100 | 0 | B | - | - | - | - | C | 0 | 100 | - | - |
Qua kết quả nghiên cứu 892 lam tiêu bản trung kỳ bọ gậy tuổi IV của An. minimus tại hai điểm nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy: An. minimus có hình thái dạng cánh A ở Vân Canh-Bình Định có tỷ lệ nhiễm sắc thể giới tính tâm mút là 98,84% và tỷ lệ nhiễm sắc thể giới tính cân tâm là 1,16%. An. minimus có hình thái dạng cánh A ở Tuy Phong-Bình Thuận có tỷ lệ nhiễm sắc thể giới tính tâm mút là 100%. Chưa phát hiện An. minimus dạng cánh C ở điểm nghiên cứu này. Có sự khác nhau giữa cặp nhiễm sắc thể giới tính XX (con cái) bọ gậy tuổi IV nuôi từ cá thể An. minimus mẹ có hình thái dạng cánh A ở Bình Định. Phần lớn (98,84%) nhiễm sắc thể giới tính có dạng tâm mút, tuy nhiên xuất hiện một tỷ lệ nhỏ (1,16%) nhiễm sắc thể giới tính có dạng cân tâm. Tài liệu tham khảo: 1. Nguyễn Đình Tứ (2000). Sự đa hình bộ nhiễm sắc thể nguyên phân của phức hợp loài An. minimus, Đại học khoa học tự nhiên, Đại học quốc gia Hà Nội. 2. Ngô Giang Liên, luận án PTS khoa học sinh học. Nghiên cứu một số đặc điểm di truyền tế bào hai loài An. minimus và An. dirus ở một số địa điểmcủa Việt Nam (1996). 3. Baimai .V, Harison B.A. and Nkavachara V. (1980). Study on sexchromosome of Anopheles (cellia) dirus (Diptera:culicidae) of Southeast Asia Leucophyrus group, Proc. Ento.Soc.Wash. 82, pp. 4. Baimai. V. Population cytogenetics of the malaria vector Anopheles Leucosphyrus group. Southeast Asian J trop Med Publ Health 1998: 667-680.
|
TRANG CHỦ
