Gen kháng rầy nâu ở cây lúa

1.4.4. Gen kháng rầy nâu ở cây lúa

Gần đây, nhờ áp dụng kỹ thuật sinh học phân tử đã giúp các nhà khoa học lập được bản đồ gen kháng rầy nâu. Trong số 21 gen kháng rầy nâu, có 18 gen đã xác định được vị trí trên 6 nhiễm sắc thể (NST) khác nhau của cây lúa. Một nhóm các gen như: bph1, bph2, bph9, bph10, bph18, and bph21 nằm trên cánh dài của NST số 12, gen bph12, bph15, bph17, bph20 đều nằm trên cánh ngắn của NST số 4, gen bph11, bph14 nằm trên cánh dài của NST số 3, gen Bph13, bph19 nằm trên cánh ngắn của NST số 3 (Hình 1.2) [41], [66], [88], [102]. Sáu gen (Bph11, bph11, Bph12, bph12, bph13 and bph13-t) có nguồn gốc từ các giống lúa hoang dại. Bên cạnh những gen chính được xác định định vị trên 3 NST trên thì xác định các locus điều khiển tính trạng bằng bảng đồ gen (QTLs) kết hợp với kháng rầy nâu đã phát hiện gen kháng rầy nâu nằm trên 8 NST khác nhau. Hầu hết các giống lúa trồng có nguồn gốc từ IRRI có chứa 1 hoặc 2 gen kháng rầy nâu, trong đó giống lúa IR64 được xác định có chứa nhiều gen kháng rầy nâu mạnh [58].

Hình 1.2. Vị trí của các gen kháng rầy nâu trên bộ NST của cây lúa

(Nguồn Jena, 2010)

Việc áp dụng các tiến bộ kỹ thuật marker phân tử trong chọn giống lúa kháng bệnh rầy nâu đang được phát triển. Bên cạnh việc xác định vị trí của các gen kháng rầy nâu khác nhau trên qua bảng đồ gen thì việc xác định từng gen cũng đã được tiến hành bằng các kỹ thuật sinh học phân tử khác nhau. Sharma và cộng sự (2004) đã thiết kế các chỉ thị STS (sequence tagged sites) dựa trên chỉ thị AFLP (amplified fragment length polymorphism) nhằm xác định gen Bph1 và bph2 [90], [89]. Kim và cộng sự (2005) đã sử dụng RAPD-OPE18 được chuyển đổi thành chỉ thị STS BpE18-3 liên kết với gen kháng rầy nâu Bph1 nằm trên NST số 12, khoảng cách di truyền là 3.9 cM [67].

Jairin và cộng sự (2007a, 2007b) đã sử dụng các dòng con lai của 3 cặp bố mẹ: PTB33 × RD6, Rathu Heenati × KDML105 và IR71033-121-15 × KDML105, để nghiên cứu xác định gen kháng rầy nâu. Nhóm tác giả đã phát hiện được gen Bph3 theo trên cánh ngắn của NST số 6, gen Bph3 liên kết chặt với 2 chỉ thị SSR là RM586 và RM589 với khoảng cách di truyền lần lượt là 1,4 và 0,9 cM. Nhóm tác giả tiếp tục nghiên cứu và xác định được gen bph4 có gần vị trí trên cùng NST với gen Bph3, giữa 2 marker RM586 và RM589 [63], [64].

Du và cộng sự (2009) đã sử dụng kỹ thuật “map-based cloning” phân lập được được gen bph14 kháng rầy nâu. Độ dài đầy đủ của gen này là 9921 bp gồm 1 intron và 2 exon, độ dài của vùng cds (coding DNA sequence) là 3972 bp mã hóa 1323 amino acid, protein do gen bph14 mã hóa thuộc nhóm protein NB-LRR (Nucleotide Binding - Leucine Rich Repeat), đây là loại protein được mã hóa bởi một số gen kháng với một số loại sâu bệnh ở thực vật. Gen bph14 tạo dòng thành công tạo tiền đề cho việc nghiên cứu tạo dòng những gen kháng rầy nâu quan trọng khác. Đồng thời kết quả của việc giải trình tự gen bph14 cũng rất hữu ích cho việc nghiên cứu sâu hơn về cơ chế kháng rầy nâu ở cây lúa [49].

Qiu và cộng sự (2012) nghiên cứu về hai giống lúa có mang gen kháng rầy nâu Q660 và Q327, là nguồn nguyên liệu cho lai tạo phát triển các giống lúa kháng rầy nâu [83]. Myint và cộng sự (2012) đã xác định được 2 gen kháng rầy nâu bph25 và bph26 trong giống lúa ADR52 được trồng ở Ấn Độ [78]. Hai gen kháng rầy nâu bph27 và bph27(t) cho thấy 2 gen này định vị trên nhiễm sắc thể số 4 [54], [60]. Một số công trình nghiên cứu khác về các gen kháng rầy nâu đã được công bố gần đây như gen bph7, bph28(t), Qbph3, Qbph4... [58], [102], [105].