Sử dụng phần mềm Paup để tìm hiểu mối quan hệ giữa các taxon họ Bồ hòn (Sapindaceae Juss.) ở Việt Nam

Các chương trình máy tính đã trở thành yếu tố rất quan trọng góp phần cho sự thành công trên. Trong công trình này, chúng tôi sử dụng phần mềm máy tính Paup và Tree View để tìm hiểu mối quan hệ gần gũi có thể giữa các phân họ, tông và chi của họ Bồ hòn ở Việt Nam.

Phương pháp nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu

Các taxon thuộc họ Bồ hòn ở Việt Nam.

Phương pháp nghiên cứu

Dựa trên quan điểm tiến hóa hình thái của Takhtajan (1964), chúng tôi đã phân tích và xác định xu hướng tiến hóa của họ Bồ hòn (Sapindaceae) ở Việt Nam, làm cơ sở để sắp xếp và mã hoá các đặc điểm. Sau khi xây dựng ma trận các đặc điểm, chúng tôi nhập các dữ liệu vào phần mềm Paup* (version 4.0b10) và sử dụng chương trình Tree View để đọc kết quả, cụ thể như sau:

Đặc điểm và mã hóa các đặc điểm:

1. Cây gỗ, hiếm khi là cây bụi: 1; cây bụi, hiếm khi là cây gỗ: 2; cây thảo: 3
2. Lá đơn: 1; lá kép hình chân vịt: 2; lá kép hình lông chim: 3
3. Mép lá chét nguyên: 1; mép lá chét có răng cư¬a: 2
4. Lá chét không có lỗ tuyến: 1: lá chét có lỗ tuyến: 2
5. Cụm hoa chùm (hiếm khi phân nhánh): 1; cụm hoa chùy: 2; cụm hoa có tua cuốn: 3
6. Đài rời: 1; đài hợp: 2
7. Đài sớm rụng: 1; đài tồn tại ở quả: 2
8. Cánh hoa có vảy hoặc tai: 1; cánh hoa không có vảy và tai: 2; không có cánh hoa: 3
9. Nhị không có lông: 1; nhị có lông: 2
10. Bầu không có cột nhụy: 1; bầu có cột nhụy: 2
11. Bầu  nguyên: 1; bầu hơi có thùy: 2; bầu xẻ thùy: 3
12. Vòi nhụy ở đỉnh bầu: 1; vòi nhụy ở giữa các thùy bầu: 2
13. Mỗi ô của bầu thường chứa 2 noãn: 1; mỗi ô của bầu chứa 1 noãn: 2
14. Noãn thường nằm ngang hoặc rủ xuống: 1; noãn thẳng đứng hoặc hư¬ớng lên: 2
15. Lỗ noãn hướng lên hoặc quay ngang: 1; lỗ noãn hư¬ớng xuống: 2
16. Quả không mở: 1; quả mở: 2
17. Vỏ quả không có nốt sần, không có gai: 1; vỏ quả có nốt sần hoặc gai: 2
18. Hạt không có áo hạt: 1; hạt có áo hạt: 2

Ma trận các đặc điểm:

• Allophylus 22211121?132222111
• Amesiodendron 132122112?212222?1
• Arytera 131222112111222212
• Blighia 131112212121222212
• Boniodendron 132122111111111211
• Cardiospermum 332131212121222211
• Delavaya 122121211221111211
• Dimocarpus 131?222?2132222122
• Dodonaea 111121131111111211
• Glenniea 131122231121222111
• Guioa 1312212122?1222212
• Harpullia 131121??1?21111212
• Koelreuteria 132122212221111211
• Lepisanthes 131121112???222111
• Litchi 131122132232222122
• Mischocarpus 1312222??211222212
• Nephelium 131?2?1?2232222122
• Paranephelium 13?12?111111222221
• Pavieasia 132122112111222211
• Pometia 131222121132222112
• Sapindus 131121112121222111
• Schleichera 1311221321112221?2
• Sisyrolepis 131111112111222221
• Xerospermum 131221222132222122
• Zollingeria 131121122121222111

Ghi chú: Các chi có cả 2 hoặc 3 đặc điểm được mã hoá bằng dấu hỏi (?)

Kết quả nghiên cứu và thảo luận 

Về giới hạn

Hai phân họ DODONAEOIDEAE và SAPINDOIDEAE cùng 9/10 tông thuộc họ Bồ hòn ở Việt Nam có sự tách biệt tương đối rõ ràng. Giới hạn này phù hợp với hệ thống Takhtajan (1997). Ở tông còn lại - Lepisantheae (gồm: Zollingeria, Lepisanthes và Glenniea), chi Glenniea đã bị tách ra khỏi nhóm và đứng độc lập. Về vị trí và mối quan hệ của các taxon: Sơ đồ cho thấy phân họ DODONAEOIDEAE nguyên thủy hơn SAPINDOIDEAE. Tông Dodonaeeae nguyên thủy nhất, tiếp đến là Harpullieae,... tiến bộ nhất là Thouinieae và Paullinieae. Một số taxon đã thể hiện mối quan hệ gần gũi nhau, như Schleichereae - Nephelieae; Thouinieae - Paullinieae; Zollingeria - Lepisanthes - Sapindus; Blighia - Arytera - Guioa - Mischocarpus,... Các mối quan hệ này gần giống với hệ thống Takhtajan (1997), nhưng vị trí của một số taxon đã không thể hiện được chiều hướng tiến hoá một cách rõ rệt, nhất là 2 tông Lepisantheae và Sapindeae.

Kết luận

Việc sử dụng phần mềm máy tính PAUP để tìm hiểu mối quan hệ giữa các phân họ, tông và chi thuộc họ Bồ hòn (Sapindaceae Juss.) ở Việt Nam cho thấy giới hạn, vị trí và mối quan hệ giữa các taxon tương đối rõ ràng. Sơ đồ này gần đúng với hệ thống Takhtajan (1997). Khác biệt lớn nhất đó là giới hạn của Lepisantheae và vị trí của tông này cùng với Sapindeae trong sơ đồ so với hệ thống của Takhtajan. Do việc sử dụng dữ liệu là đặc điểm hình thái vẫn chưa lý giải thoả đáng vị trí và giới hạn một số taxon, chúng tôi cho rằng, cần kết hợp sử dụng những dẫn liệu về giải phẫu, ADN, hoá sinh,… để nghiên cứu và xây dựng hoàn chỉnh hệ thống phân loại họ Bồ hòn ở Việt Nam.

Tài liệu tham khảo

1. Adema F., M. Davids, J. van Dijk, B. Etman, R. W. J. M. van der Ham, R. Hegnauer, M. Jacobs, R. K. W. M. Klaassen, P. W. Leenhouts, A. M. Schot, H. Turner, M. Vente, P. C. van Welzen, 1994: Flora Malesiana, Ser. I, Vol. 11(3): 419-768, Leiden, Netherlands.
2. Nguyễn Tiến Bân, 1997: Cẩm nang tra cứu và nhận biết các họ thực vật hạt kín (Magnoliophyta, Angiospermae) ở Việt Nam, 532. NXB. Nông nghiệp, Hà Nội.
3. Trần Kim Liên & Hà Minh Tâm, 2003: Danh lục các loài thực vật Việt Nam, 2: 1013-1027. NXB. Nông nghiệp, Hà Nội.
4. Swofford D. L. 1998: PAUP. Phylogenetic Analysis Using Parsimony (and other methods), Version 4, Sinauer. Associates, Sunderland, Massachusetts. (PAUP* version 4.0 b 10 computer program).
5. Hà Minh Tâm, Nguyễn Khắc Khôi, Vũ Xuân Phương, 2004: Tạp chí Sinh học, 26(3): 29-33.
6. Takhtajan Armen L., 1964: Những nguyên lý tiến hoá hình thái của thực vật hạt kín, 215 tr., NXB. KH & KT, Hà Nội. (Người dịch: Nguyễn Bá và Hoàng Kim Nhuệ, 1971).
7. Takhtajan Armen L., 1997: Diversity and Classification of Flowesing Plants, pp. 20, 25, 251, 297-301, New York.

Hà Minh Tâm, Trần Kim Giang, Nguyên Thị Thanh Loan, Nguyễn Thị Luyện
Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
Nguyễn Khắc Khôi
Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật
(Tuyển tập báo cáo Hội nghị Sinh thái và Tài nguyên sinh vật lần thứ 3, 22/10/2009 - Viên ST&TNSV - Viện KH&CN Nam)