Ứng dụng của chỉ thị SSR trong nghiên cứu đa đạng di truyền, chọn tạo các giống lúa thơm

1.4.3. Ứng dụng của chỉ thị SSR trong nghiên cứu đa đạng di truyền, chọn tạo các giống lúa thơm

Xác định gen thơm bằng chỉ thị phân tử nghĩa là sử dụng các chỉ thị phân tử liên kết chặt với các gen thơm và các QTLs để chọn được các cá thể mang gen thơm trong quần thể phân li. Bằng cách chọn lọc này, các tổ hợp gen thơm khác nhau được chọn lọc là dựa trên kiểu gen thay vì dựa trên kiểu hình.

Tác giả Sujatha (2004) nghiên cứu quan hệ di truyền giữa các giống lúa Basmati bằng chỉ thị SSR. Nghiên cứu được tiến hành trên 30 giống lúa thơm (bao gồm 22 giống lúa Basmati hạt ngắn và 8 giống Basmati hạt dài) dựa trên 6 chỉ thị SSR. Kết quả cho thấy 20 trong số 22 giống lúa thơm hạt ngắn nằm cùng một nhóm lớn, 2 giống lúa thơm hạt ngắn còn lại nằm cùng nhau và tách riêng so với các nhóm khác, tám giống lúa Basmati hạt ngắn nằm trong cùng một nhóm khác. Tác giả đã khẳng định chỉ thị phân tử cung cấp ước lượng đa dạng di truyền chính xác so với các chỉ thị hình thái. Kết quả nghiên cứu này cũng giúp cho việc phân biệt và chọn lọc các bố mẹ thích hợp trong công tác lai tạo giống lúa chất lượng (Sujatha, 2004) [34].

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 1.1) [35].

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 [25].

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 [28].

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 [32].

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) [27].

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).

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 [35].

Chương II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Vật liệu

15 cặp mồi SSR được sử dụng để phân tích thuộc các locus RM được chọn lọc từ 2240 cặp mồi, do hãng Invitrogen cung cấp dựa vào các thông tin về trình tự, kích thước, số allele chuẩn trên mỗi locus, vị trí phân bố của các locus ở trên 12 NST khác nhau (Bảng 2.7).