Nghiên cứu đa dạng di truyền về lúa chất lượng

1.3. Nghiên cứu đa dạng di truyền về lúa chất lượng

1.3.1. Nghiên cứu đa dạng di truyền lúachất lượng trên thế giới

Tác giả Shu Xia Sun và cộng sự (2008) tiến hành kiểm tra gen thơm và không thơm trên lúa ở nhiễm sắc thể số 8 bằng kỹ thuật SSR với tám cặp mồi. Kết quả cho thấy rằng cặp mồi Ch - 29B và R2 không đa hình mà chỉ cặp mồi Aro7 đa hình, kích thước của cặp mồi Aro7 được xác định 302 bp. Ngoài ra, cũng xác định được mồi RM23097 liên kết với locus hương thơm với khoảng cách là 0,71 cM. Các gen thơm (fgr) được thể hiện giữa marker Aro7 (0,57 cM) và RM515 (0,71 cM). Dựa trên cơ sở liên kết phân tử và BAC (bacterial artificial chromosome) trên nhiễm sắc thể số 8 được xây dựng (hình 1) [27].

Tác giả K. Kibria và cộng sự (2009), phân tích đa dạng di truyền gen thơm của lúa bằng chỉ thị SSR và RAPD. Công trình nghiên cứu được thực hiện từ tháng 7 năm 2006 đến tháng 4 năm 2008 tại Viện hạt nhân Nông nghiệp (Bina), Mymensingh, Bangladesh. Kết quả chạy SSR của ba mồi (RM223, RM342A và RM515) thu được kết quả 46 băng, mức trung bình của allele dao động từ 1,78 đến 2,49 [13].

Tác giả Malik Ashiq Rabbani và cộng sự (2010), đã tiến hành đánh giá đa dạng di truyền giữa các giống lúa truyền thống và giống lúa đã được cải tiến ở Pakistan. Nghiên cứu được thực hiện trên hai giống lúa Basmati thơm và không thơm thuộc nhóm lúa Indica. Tổng số 41 dòng được đưa vào đánh giá bởi 30 marker SSR được phân bố trên khắp bộ gen của lúa. Kết quả phân tích thu được tổng số 104 allele và tất cả đều đa hình, hệ số allele dao động 2 - 6 allele, trung bình là 3,5 allele/marker, hệ số PIC dao động từ 0,259 - 0,782 (trung bình là 0,571). Sau khi số liệu được phân tích bằng phần mềm UPGMA, 41 giống lúa đã được chia thành 2 nhóm chính: Nhóm I gồm có 22 giống (15 giống lúa thơm Basmati và 5 giống không thơm, hai giống lúa Japonica). Nhóm II bao gồm 19 giống lúa không thơm. Kết quả nghiên cứu này cũng cho thấy rằng các marker SSR có thể được sử dụng để phân tích đa dạng di truyền và chỉ ra sự khác biệt giữa giống lúa Basmati thơm và giống lúa Basmati không thơm. Hơn nữa, việc xác định giống lúa Basmati truyền thống dựa vào marker SSR có thể giúp ích cho việc duy trì và bảo tồn các giống lúa có chất lượng cao vì lợi ích của cả người nông dân và người tiêu dùng [18]

Tác giả Olufowote và cộng sự (1997) đã nghiên cứu biến động di truyền trong giống của 71 giống lúa bằng cả hai loại chỉ thị SSR và RFLP. Kết quả cho thấy các giống lúa địa phương có mức độ đa dạng, hỗn tạp và dị hợp tử cao hơn các giống lúa cải tiến. Cả hai phương pháp đều cho thấy số lượng các allele ở các giống lúa địa phương cao hơn hẳn các giống lúa cải tiến. Chỉ thị SSR có khả năng phân biệt các cá thể có quan hệ di truyền gần gũi, đồng thời số lượng các allele cao hơn chỉ thị AFLP. Các tác giả cũng chỉ ra rằng chỉ cần chọn chính xác 4 chỉ thị SSR là có thể nghiên cứu các allele dị hợp tử ở lúa [22].

Tác giả Natalya (2000) đã sử dụng chỉ thị RFLP đánh giá đa dạng di truyền của 342 giống lúa Việt Nam và nhận thấy rằng các giống lúa được thu thập từ miền Nam Việt Nam thuộc nhóm Indica và các giống lúa thu từ miền Bắc thì phần lớn thuộc nhóm Japonica. Sau nghiên cứu tác giả đã đưa ra kết luận Việt Nam là một nước có đa dạng di truyền lúa thuộc loại cao nhất thế giới [20].

Tác giả Mahmoud (2005) tiến hành nghiên cứu biến động và quan hệ di truyền của 7 giống lúa bằng việc kết hợp của 8 mồi RAPD, 6 mồi SSR và 8 mồi AFLP. Kết quả thu được cho thấy mức độ đa hình tương ứng với chỉ thị RAPD, SSR và AFLP là 72,2%, 90% và 67,9% . Cũng qua kết quả này, tác giả khẳng định rằng các kỹ thuật nêu trên đều có thể áp dụng tốt cho nghiên cứu đa dạng di truyền cây lúa (Mahmoud M. Saker và ctv., 2005) [19].

Kết quả nghiên cứu đa dạng di truyền của 38 giống lúa thơm bản địa Basmati bằng chỉ thị SSR của tác giả Raj (Raj và ctv., 2006). Tác giả đã sử dụng 32 cặp mồi, kết quả nghiên cứu cho thấy, có 26 cặp mồi đa hình (81,25%), hệ số PIC dao động từ 0,00 (RM259 và RM230) đến 0,83 (RM420) [23].

Theo Singh Balwant và cộng sự (2011), nghiên cứu đa dạng di truyền của 50 giống lúa thơm bằng chỉ thị SSR, hình thái, đánh dấu hóa lý. Kết quả SSR marker phân tích cho thấy đa hình khác biệt giữa các giống với 28 mồi và hệ số PIC có giá trị dao động từ 0,139 - 0,99 với trung bình 0,589 cho mỗi mồi. [24].

1.3.2. Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa chất lượng ở Việt Nam

Kết quả Nghiên cứu đa dạng di truyền các giống lúa Tám đặc sản ở 10 xã của 4 huyện thuộc tỉnh Nam Định là Hải Hậu, Giao Thuỷ, Xuân Trường và Mỹ Lộc trong các năm 1999 và 2000 cho thấy trong số 7 giống lúa Tám đang được gieo trồng phổ biến (bao gồm Tám xoan, Tám ấp bẹ, Tám nghển, Tám Xuân Đài, Tám tiêu, Tám thơm, Tám cổ ngỗng) thì giống Tám xoan có đa dạng di truyền giống cao nhất. Các giống có đa dạng thấp là Tám ấp bẹ và Tám Nghển, đây là những giống đang có nguy cơ bị sản xuất loại trừ (Trần Danh Sửu, 2001).

Tác giả Lê Xuân Đắc và các cộng tác viên (2003) đã sử dụng 10 đoạn mồi RAPD để đánh giá đa dạng di truyền của 20 giống lúa Tám đang lưu giữ tại Ngân hàng gen cây trồng Quốc gia. Kết quả thu được tổng số 889 phân đoạn DNA với kích thước từ 0,46 - 2,5 kb, hệ số tương đồng di truyền giữa các lúa Tám lớn hơn 50% và cao nhất là 93%. Kết quả phân tích chùm trên sơ đồ hình cây thu được 2 nhóm chính và đặc biệt 2 giống có hệ số tương đồng di truyền sai khác nhiều nhất so với các giống khác là Tám Nhỡ Bắc Ninh (GB0318) với sự sai khác là 0,35 (1 - 0,65), giống Tám nghệ hạt đỏ (GB0316) với sự sai khác là 0,34 (1 - 0,66). Trong 20 giống lúa Tám nghiên cứu thì 2 giống Tám thơm Hà Đông (GB0310) và Tám xoan Hải Dương (GB0311) tương đồng với nhau ở mức cao nhất là 0,93 [3].

Dương Xuân Tú và cộng tác viên (2008), đã nghiên cứu và sử dụng chỉ thị phân tử DNA để xác định gen thơm điều khiển tính trạng mùi thơm trong lúa gạo phục vụ công tác chọn tạo giống lúa thơm, công trình được tiến hành từ năm 2007 đến 2008 tại Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm. Kết quả đã lựa chọn được 2 chỉ thị là L05 và BADH2 gồm 4 mồi: EAP, ESP, IFAP, INSP có thể sử dụng để phân biệt chính xác giữa các giống lúa có mùi thơm do gen fgr điều khiển và giống lúa không thơm (không mang gen fgr). Sử dụng chỉ thị BADH2 để phân biệt các dòng lúa thơm trong tổng số 420 dòng lúa từ các thế hệ F4 đến F6 và các dòng đơn bội kép, kết quả đã chọn ra được 73 dòng lúa mang gen thơm fgr đồng hợp tử và 91 dòng lúa mang gen thơm fgr dị hợp tử [2].

Kết quả xác định gen thơm trong tập đoàn từ F4 tới F6 và một số dòng DH (dòng thuần được tạo ra từ nuôi cấy bao phấn) được chọn lọc từ các tổ hợp lai giữa các giống lúa thơm và không thơm cho thấy: Trong 420 dòng lúa được đánh giá có 73 dòng mang gen thơm đồng hợp tử (chiếm 17,4%), có 91 dòng mang gen thơm dị hợp tử (chiếm 21,7%) và 256 dòng không mang gen thơm (chiếm 60,9%). Các dòng lúa mang gen thơm đồng hợp tử là các dòng đã thuần về tính trạng gen thơm fgr sẽ được đánh giá và đưa vào so sánh, đánh giá các tính trạng nông học khác, các dòng mang gen thơm dị hợp tử sẽ được tiếp tục lựa chọn để chọn ra các dòng thuần về gen thơm. Tuy nhiên, tỷ lệ rất cao của các dòng không mang gen thơm trong tập đoàn các dòng lúa mới cho thấy việc cần thiết phải chọn các cá thể và dòng mang gen thơm từ các thế hệ sớm hơn như F2, F3 để giảm khối lượng các dòng cần phải đưa vào đánh giá và chọn lọc trong các thế hệ về sau.

Tác giả Nguyễn Thị Phương Đoài và cộng sự (2010) đã sử dụng 29 cặp mồi SSR trên 27 giống lúa nếp và lúa nương thu được tổng số 786 allele, trung bình 3,310 allele/mồi. Hệ số PIC dao động từ 0 - 0,808 (trung bình 0,474). Các giống lúa nếp và lúa nương có độ thuần di truyền rất khác nhau, tỉ lệ dị hợp của các mẫu nghiên cứu dao động từ 0 - 25%. Hệ số tương đồng di truyền giữa các giống dao động trong khoảng từ 0,06 - 0,84 [5].

Tác giả Nguyễn thị Lang và Bùi Chí Bửu (2010) tiến hành xác định kiểu gen thơm của 16 giống lúa địa phương và 49 giống cải tiến. Xác định mục tiêu gen bằng chỉ thị phân tử SSR với mồi RM223 và STS (RG 28Fl-RB). RG28 được chuyển vào STS và khuếch đại gen bằng kỹ thuật PCR từ các giống lúa khác nhau của gen mùi thơm. Kết quả cho thấy độ chính xác 100% trong việc xác định gen thơm [4].