MỤc lụC ĐẶt vấN ĐỀ

ĐẶT VẤN ĐỀ

Lúa gạo là một trong những nguồn cung cấp lương thực chính của Việt Nam và nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là đóng vai trò rất quan trọng trong nền sản xuất nông nghiệp. Trong những năm gần đây, nước ta đã có những bước tiến vượt bậc về sản xuất lúa gạo, mang lại nhiều lợi ích cho người sản xuất và cho xuất khẩu nhờ vào việc sử dụng các giống lúa có năng suất cao cùng với việc thâm canh tăng vụ. Năng suất và sản lượng lúa của nước ta không ngừng tăng lên, theo Tổng cục thống kê: năm 1990 năng suất lúa đạt 31,8 tạ/ha với tổng sản lượng 19,2 triệu tấn; năm 2000: 42,4 tạ/ha, tổng sản lượng 32,5 triệu tấn. Sản lượng lúa cả năm 2010 ước tính đạt gần 40 triệu tấn, tăng 1,04 triệu tấn so với năm 2009, chủ yếu do diện tích gieo trồng ước tính đạt 7513,7 nghìn ha. [11].

Tuy nhiên, việc sản xuất lúa gạo luôn bị ảnh hưởng của thiên tai và dịch bệnh. Trong đó, bệnh đạo ôn là một trong những bệnh gây hại chính và ngày càng trở nên nghiêm trọng đối với nền sản xuất lúa gạo trên thế giới, đặc biệt ở một số nước châu Á như Nhật Bản, Ấn Độ, Phillipines và Việt Nam. Khi dịch bệnh xẩy ra có thể gây hại và làm giảm năng suất từ 35 - 50% tổng sản lượng lương thực của thế giới. Hiện nay, ở Việt Nam bệnh đạo ôn đã gây bệnh ở cả 8 vùng sinh thái nông nghiệp, đặc biệt ở Đồng bằng Sông Hồng với khí hậu ẩm nhiệt đới càng làm tăng khả năng phát triển nấm bệnh [41].

Việc nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn lúa kháng đạo ôn không chỉ có ý nghĩa trong việc bảo tồn mà còn có ý nghĩa quan trọng trong công tác chọn tạo giống lúa kháng đạo ôn. Ngày nay, chỉ thị phân tử được sử dụng rộng rãi như một công cụ hữu hiệu trong nghiên cứu di truyền và cho phép đánh giá một số lượng lớn locus trải khắp bộ gen của nhiều loài cây trồng. Có rất nhiều loại chỉ thị ADN khác nhau được sử dụng để giám định các loại cây trồng. Trong đó, chỉ thị SSR dễ thực hiện, có mức độ đa hình cao, biểu hiện với số lượng lớn các allele nên rất thích hợp cho việc phân tích và đánh giá các tập đoàn; nghiên cứu đa dạng di truyền; xây dựng bản đồ gen; nghiên cứu sự phát sinh loài và nghiên cứu sự tiến hóa [57]. Trên thế giới, đã có nhiều nghiên cứu sử dụng chỉ thị SSR để nghiên cứu đa dạng di truyền cũng như phát hiện các allele hiếm để nhận dạng chính xác các giống lúa địa phương [48], [53], [46], [55], [22], [56], [39], [50].

Theo kết quả điều tra sơ bộ của các nhà khoa học trong nước đã cho thấy nhiều giống lúa địa phương của Việt Nam có khả năng kháng tốt với bệnh đạo ôn. Chính vì vậy, chúng tôi thực hiện chuyên đề “Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn lúa kháng đạo ôn của Việt Nam bằng chỉ thị phân tử SSR (microsatellite)” với mục đích đưa ra nguồn thông tin hữu ích để phục vụ cho việc tuyển chọn 30 giống ưu tú, có độ đa dạng cao phục vụ công tác giải mã genome.

Chỉ thị phân tử dựa trên ADN là công cụ hiệu quả vượt xa chỉ thị đẳng men và hình thái trong việc đánh giá đa dạng di truyền. Lợi thế của các chỉ thị phân tử dựa trên ADN là có thể xác định được những khác biệt nhỏ nhất ở mức ADN, có khả năng tạo ra hàng chục, hàng trăm locus và trên mỗi locus có thể phát hiện được nhiều allele cùng một lúc.

Nhờ có chỉ thị ADN, ngày nay việc đánh giá đa dạng di truyền lúa đã trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn nhiều, tuy nhiên các kỹ thuật có liên quan đến chỉ thị ADN đòi hỏi phải đầu tư lớn và tốn kém. Có rất nhiều chỉ thị ADN đang được sử dụng và liên tục được phát triển. Các chỉ thị ADN có thể được phân thành 3 dạng chính:

1.1.1. Xác định trình tự ADN hay giải mã ADN (DNA Sequencing/Decoding).

Là xác định trình tự các nucleotide của một đoạn hay toàn bộ phân tử ADN. Do chi phí tốn kém nên việc giải mã thường chỉ thực hiện cho những gen đơn lẻ hoặc một vùng nhiễm sắc thể. Dự án giải mã bộ gen lúa Quốc tế với 10 nước tham gia đã mở ra trang mới trong nghiên cứu đa dạng di truyền lúa nói riêng và cây ngũ cốc nói chung. Dựa trên trình tự các nucleotide đã biết người ta có thể trực tiếp hoặc gián tiếp thiết kế các đoạn mồi để nghiên cứu đa dạng nguồn gen lúa [24], [49].

Phương pháp xác định có hiệu quả tính biến dị của ADN là sử dụng một nhóm enzyme đặc hiệu gọi là enzyme giới hạn. Những enzyme này sản sinh ra từ nhiều loại vi sinh vật khác nhau. Chúng có khả năng nhận biết những vị trí "đích" hay còn gọi là những vị trí giới hạn, chứa một trật tự nucleotide đặc thù trong ADN và sau đó cắt ADN tại trật tự đó. Vì vậy, một đoạn lớn của phân tử ADN sau khi được xử lý bởi enzyme này sẽ bị cắt thành nhiều mảnh nhỏ có kích thước khác nhau. Sự khác nhau về kích thước các đoạn được tạo ra do xử lý enzyme giới hạn đối với các phân tử ADN được gọi là đa dạng chiều dài đoạn giới hạn (Restriction Fragment Length Polymorphisms - RFLP). Kỹ thuật này được Botstein và cộng sự (1980) [17] sử dụng như là chỉ thị trực tiếp vào năm 1980. RFLP được sử dụng để lập bản đồ di truyền, phân tích quan hệ di truyền tiến hoá, phân loại [38]. Kỹ thuật RFLP có nhiều hạn chế do phải sử dụng một lượng lớn ADN cho việc cắt giới hạn, lai Southern (Southern blotting and hybridization), kỹ thuật phức tạp và tốn kém.

Phản ứng chuỗi polymerase do Mullis PK phát minh năm 1985 và ông đã được trao giải thưởng Nobel về hoá học năm 1993 cho phát minh này. Đây là phương pháp in vitro để nhân bội nhanh một đoạn ADN nào đó mà chỉ cần một lượng mẫu ban đầu rất nhỏ. PCR dựa trên sự xúc tác của enzyme để nhân bội một đoạn ADN nhờ hai đoạn mồi oligonucleotit tương hợp với hai đầu 3' ở cả hai mạch của đoạn ADN đích [10]. Hiện nay có rất nhiều chỉ thị ADN dựa trên PCR đang được áp dụng trong nghiên cứu đa dạng di truyền nhưng phổ biến nhất là một số chỉ thị sau:

Tác giả Vos và cs (1995) lần đầu tiên phát triển kỹ thuật AFLP [60]. ADN genome được cắt thành các phân đoạn có kích thước khác nhau, trong số đó sẽ có các phân đoạn mang các đầu mút giống nhau. Nếu như sử dụng một đoạn nối (adaptor) như nhau có gắn thêm một số oligonucleotide được chọn lọc trước để định hướng cho việc gắn của các cặp mồi PCR, thì tất cả những đoạn ADN có đầu mút giống nhau sẽ được nhân bội. Khi thay đổi số lượng và trật tự các oligonucleotide được chọn lọc ở các đầu nối ta có thể nhận được những đoạn ADN khác nhau.

Kỹ thuật này ra đời mang lại nhiều thuận lợi cho phân tích di truyền và lập bản đồ. AFLP kết hợp được sự chính xác của RFLP và sự tiện lợi của PCR vì vậy AFLP đã nhanh chóng trở thành một kỹ thuật được sử dụng phổ biến hiện nay.

b. Chỉ thị RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA - ADN đa hình được nhân bội ngẫu nhiên).

Tác giả Welsh (1990) và Williams (1990) độc lập phát triển kỹ thuật RAPD. Kỹ thuật này cho phép phát hiện đa hình các đoạn ADN được nhân bội ngẫu nhiên bằng việc dùng một mồi đơn chứa một trật tự nucleotide ngẫu nhiên. Các mồi đơn gắn vào hai điểm khác nhau của hai mạch đơn đối diện của đoạn ADN khuôn. Nếu các điểm gắn mồi nằm trong khoảng cách có thể nhân bội được (thường từ 200 - 2000 nucleotide) thì đoạn ADN đó được nhân lên. Ưu điểm chính của kỹ thuật này là không cần phải biết trình tự nucleotide ở ADN được nhân bội, kỹ thuật tương đối đơn giản, nhanh và dễ thực hiện [62], [63].

Chỉ thị RAPD thường được dùng để phân tích và xác định quan hệ di truyền giữa các cá thể trong công tác lai tạo hay phân loại. Chúng cũng được sử dụng để xác định các gen kiểm soát hoặc liên quan đến một tính trạng nào đó của cây trồng. Tuy nhiên, kỹ thuật RAPD không ổn định khi tiến hành thí nghiệm ở các điều kiện khác nhau.

c. Chỉ thị SSR (Simple Sequence Repeats - Sự lặp lại trình tự đơn giản).

SSR hay còn gọi là vi vệ tinh, là những đoạn trình tự ADN đơn giản lặp lại nối tiếp và chỉ gồm 1- 6bp. Hiện tượng các SSR trong cơ thể sinh vật nhân chuẩn là khá phổ biến ở động vật và thực vật. Tuy nhiên, tùy từng loài mà số lượng các nucleotide trong mỗi đơn vị lặp lại có thể thay đổi từ một đến hàng chục và số lượng đơn vị lặp lại có thể biến động từ hai đến hàng chục lần hoặc nhiều hơn. Thông thường có các kiểu lặp lại [30], [33]:

• 
  Lặp lại hoàn toàn: các đơn vị lặp lại sắp xếp nối tiếp nhau.
  
• 
  Lặp lại không hoàn toàn: xen kẽ vào các đơn vị lặp lại là một hoặc một số nucleotide khác.
  
• 
  Lặp lại phức tạp: xen kẽ giữa các đơn vị lặp lại khác nhau.
  

Bản chất đa hình của SSR có thể được sinh ra do sự nhân bội từ DNA tổng số của hệ gen nhờ sử dụng hai đoạn mồi bổ trợ với trình tự gần kề hai đầu của vùng lặp lại. Sự khác nhau về độ dài ở locus SSR được phát hiện bởi sự nhân đoạn ADN nhờ phản ứng PCR. Kích thước của sản phẩm PCR được xác định một cách chính xác bằng điện di trên gel agarose hoặc gel polyacrylamide với sự khác nhau về độ dài có thể rất nhỏ (2bp). Chỉ thị SSR dùng để đánh giá đa dạng di truyền, xác lập quan hệ di truyền của cây trồng, chọn lọc tính kháng bệnh, một số tính trạng có quan hệ chặt chẽ với năng suất ở cây lúa, lập bản đồ, nghiên cứu locus tính trạng số lượng (QTL).

Ưu điểm và hạn chế của chỉ thị SSR

Thuận lợi to lớn của phân tích SSR là phương pháp này biểu hiện số lượng lớn sự đa hình. Hơn nữa, khá năng phân biệt các cá thể khi có sự kết hợp các locus được kiểm tra làm cho phương pháp này rất hữu dụng trong các thí nghiệm dòng chảy gen, xác định cây trồng và phân tích mối quan hệ di truyền [29].

SSR là marker đồng trội, do đó dị hợp tử có thể dễ dàng được xác định trong quá trình thực nghiệm. Tính đồng trội của SSR sẽ gia tăng sự hiệu quả và độ chính xác của những phép tính toán di truyền quần thể dựa trên những marker này so với những marker khác như AFLP và RAPD. Hơn nữa, việc xác định dị hợp tử ở thế hệ F1 sẽ làm cho những phân tích phả hệ, sự lai giống, dòng chảy gen trở nên dễ dàng hơn. SSR là công cụ hữu hiệu để chọn lọc giống, đa dạng hoá về các vật liệu di truyền và dùng trong thiết lập bản đồ di truyền. Chẳng hạn, Tác giả Parasnis phát hiện đoạn lặp lại GATA kích thước 5kb chỉ có ở cây đu đủ đực không có ở cây đu đủ cái bằng marker SSR [51].

Khi các primer SSR đã được xác định, việc sàng lọc các vật liệu sử dụng kỹ thuật này hoàn toàn không đắt tiền. Hơn nữa, sự khuếch đại SSR giữa các loài nghĩa là sự xác định những primer SSR thích hợp không cần thiết trong những loài có quan hệ gần [26], [29].

Hạn chế của chỉ thị này là quá trình thiết kế primer quá đắt, mỗi loại primer chỉ đặc trưng cho một loài và không thể áp dụng phân tích trên một hệ thống lớn bao gồm nhiều loài có quan hệ di truyền xa nhau.

Hiện nay, đã có khoảng 2.740 chỉ thị SSR cho toàn bộ Bộ gen lúa và như vậy trung bình cứ 157kp của phân tử ADN có một chỉ thị SSR (Akagi và cs., 1996 [15]; Chen và cs., 1997 [19]; Chen và cs., 2002 [20]; Cho và cs., 2000 [21]; Coburn và cs., 2002 [23]; McCouch, 2002 [36]; Paunaud và cs. (1996) [45]; Temnykh., 2000 [58]; Temnykh, 2001 [59]).

Đã có nhiều công trình của các tác giả sử dụng các chỉ thị phân tử để nghiên cứu đa dạng di truyền của các giống lúa địa phương. Tác giả Olufowote và cộng sự (1997) 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 cẩn thận 4 chỉ thị SSR là có thể nghiên cứu các allele dị hợp tử ở lúa [44].

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 thu từ miền Nam Việt Nam thuộc nhóm Indica và các giống lúa thu từ miền Bắc thì phần lớn thuộc nhóm Japonica. Tác giả đã đi đến kết luận, Việt Nam là một nước có đa dạng di truyền lúa thuộc vào loại cao nhất thế giới [40].

Tác giả Xu và cộng sự (2004) sử dụng 113 chỉ thị RFLP và 60 chỉ thị SSR để định lượng đa dạng allele của 236 giống lúa (125 giống lúa thu từ các Bang miền Tây và miền Nam nước Mỹ và 111 giống từ tập đoàn lúa Quốc tế đang bảo quản tại IRRI). Các tác giả nhận thấy trên cả hai chỉ thị SSR và RFLP, cơ sở di truyền các giống lúa hiện có ở Mỹ hẹp hơn nhiều so với các giống lúa từ tập đoàn lúa Quốc tế (với SSR tỷ lệ tương ứng là 56% allele so với 96% và với RFLP là 92% so với 99%). Trong tổng số 236 giống lúa nghiên cứu, tác giả thu được 31 giống có số lượng các allele cao (chiếm tới 95% số allele của RFLP và 74% số allele của SSR) có thể được sử dụng làm tập đoàn hạt nhân. Qua kết quả nghiên cứu này tác giả cũng cho thấy chỉ thị SSR sử dụng hữu hiệu hơn RFLP về khả năng phát hiện các allele [64].

Tác giả Mahmoud nghiên cứu sự 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 cho thấy mức độ đa hình tương ứng là 72,2%, 90% và 67,9% và khẳng định các kỹ thuật nêu trên đều có thể áp dụng tốt cho nghiên cứu đa dạng di truyền cây lúa [34].

Năm 2006 Brondani và cộng sự đã công bố kết quả nghiên cứu sử dụng chỉ thị SSR để xác định đa dạng di truyền của các giống lúa truyền thống của Braxin. Nghiên cứu này đã sử dụng 12 chỉ thị SSR để mô tả đặc điểm đa dạng của 192 giống lúa truyền thống của Braxin. Dựa trên các chỉ thị SSR này, tập đoàn các giống lúa truyền thống của Braxin được phân thành 39 nhóm. Tổng số 176 allele đã được xác định trong đó 30 allele (từ 23 dòng) là các allele duy nhất. Số lượng allele/marker biến động từ 6 - 22 với số lượng allele trung bình là 14,6 allele/locus. Các tác giả cũng đã xác định được 16 dòng là tập hợp của các dòng thuần hay các cây dị hợp tử. Phân tích biểu đồ hình cây đã xác định được 6 nhóm của các dòng giống nhau với các tên thường gọi khác nhau và chỉ có một nhóm các dòng giống nhau có cùng tên gọi, điều này cho thấy chỉ thị SSR giúp xác định một cách cơ bản quan hệ di truyền giữa các giống địa phương [18].

Tác giả Bartolata và cộng sự (năm 2009) đã sử dụng các marker SSR để phân tích đa dạng di truyền của các giống lúa truyền thống và các giống lúa được cải tiến từ các giống lúa truyền thống ở Indonesia, Arakan, Cotabato và Philippines. Sử dụng 30 marker SSR cho các giống lúa ở Indonesia và 33 marker SSR đã được sử dụng cho các giống lúa ở Arakan. Kết quả phân tích cho thấy hệ số PIC dao động từ 0 - 0,855 đối với các giống lúa ở Indonesia, trong khi các giống lúa ở Arakan có hệ số PIC dao động từ 0 (RM504) tới 0,814 (RM507). Sự tương đồng về kiểu hình giữa các giống ở Indonesia dao động từ 0,08 đến 1, trong khi đó các giống lúa ở Arakan có độ tương đồng về kiểu hình dao động từ 0,09 đến 0,89. Đối với các giống lúa ở Indonesia, hệ số tương đồng di truyền dao động từ 0,24 đến 0,91 (Sirendah 7A và sirendah 7B). Đối với các giống lúa ở Arakan hệ số tương đồng di truyền dao động từ 0,21 đến 0,94 (Donorado 35 và Dinorado 16). Kết quả sử dụng các marker SSR đối với các giống lúa của Indonesia thu được 59 allele và ở các giống lúa của Arakan thu được 91 allele [16].

Tác giả Odile F.R và cộng sự (năm 2010) đã sử dụng hệ thống các marker phân bố trên 12 nhiễm sắc thể để đánh giá đa dạng di truyền của 172 giống lúa quốc gia và 47 giống lúa nhập nội từ nước ngoài. Kết quả thu được 218 allele, trong đó 17 và 29% là đặc hiệu đối với các giống lúa ở Italia và các giống nhập nội. Từ sơ đồ hình cây, 6 nhóm phụ Japonica đã được xác định. Chiều cao cây và hình dạng hạt đã được đánh giá để thiết lập cây phát sinh loài. Việc kết hợp phân tích kiểu gen và kiểu hình cho thấy các nhóm phụ cụ thể được đặc trưng bởi hình dạng hạt lúa hoặc chiều cao cây tương tự nhau hoặc bởi thời điểm đưa ra thị trường. Tập đoàn lúa này cũng được đánh giá khả năng kháng đạo ôn ở lá bằng cách xử lý lá với 3 chủng nấm đạo ôn gây bệnh ở Italia. Chỉ 15 trong tổng số 172 mẫu lá lúa (chiếm 8,7%) kháng với cả 3 chủng nấm đạo ôn. Mối tương quan giữa kiểu gen và kiểu hình lá lúa bị bệnh đạo ôn cho thấy rằng các giống lúa kháng đạo ôn tốt nhất ở Italia bao gồm một nhóm phụ có nguồn gốc từ Mỹ. Nghiên cứu này là điểm khởi đầu để thực hiện các nghiên cứu kết hợp giữa kiểu gen và kiểu hình để xác định cơ sở di truyền của các tính trạng nông học quan trọng cho việc canh tác lúa ở vùng khí hậu ôn đới [43].

Tác giả Latif M.A và cộng sự (năm 2011) đã sử dụng các marker microsatellite và minisatellite để phân tích 26 kiểu gen kháng bệnh đạo ôn và kháng bệnh ký sinh trùng thu được tổng số 78 allele và 29 locus. Đối với kiểu gen kháng bệnh đạo ôn, hệ số PIC dao động từ 0,280 - 0,726 và marker RM21 được đánh giá là marker tốt nhất. Đối với kiểu gen kháng bệnh ufra thì hệ số PIC dao động từ 0,5953 - 0,8296 và marker RM23 được xem là marker tốt nhất. Phân tích tương đồng di truyền đã chia các giống lúa kháng đạo ôn thành 9 nhóm với hệ số tương đồng là 0,66. Để phát triển các giống lúa kháng 2 bệnh này, tác giả đã sử dụng dòng bố mẹ là BR29 và NJ70507, BR36 và NJ70507 để tạo ra các dòng lúa kháng đạo ôn [32].

Tác giả Girija Rani và cộng sự (năm 2011) đã sàng lọc tính kháng đạo ôn 50 giống lúa được trồng ở Ấn Độ vào năm 2008. Trong những giống lúa này, có 5 giống có khả năng kháng đạo ôn là WGL 167, NBR16, NBR 11, MTU 1003, NLR 34449 và 3 giống lúa nhạy cảm với bệnh đạo ôn là BPT 5204, MTU 2077, MTU 3626. Tác giả đã sử dụng tám giống lúa này để phát hiện sự có mặt của các gen kháng đạo ôn bằng cách sử dụng 85 marker liên kết gen SSR. Kết quả phân tích PCR cho thấy 39 trong số 85 marker được sử dụng cho đa hình rõ ràng giữa 8 giống lúa. Số allele thu được dao động từ 2 đến 4 allele, số allele trung bình là 2,26. Hai marker RM260 và RM6468 thu được 4 băng ở mức đa hình cao, các marker còn lại đều thu được 2 băng. Hệ số PIC dao động từ 0,1103 - 0,5594 và hệ số PIC trung bình là 0,2470. Ở mức tương đồng 56%, tám giống lúa này được chia thành 3 nhóm: Nhóm 1 gồm 2 giống lúa WGL167, NBR16 kháng đạo ôn và giống lúa BPT5204 dễ mắc bệnh đạo ôn. Nhóm này có mức đa hình cao với 2 marker SSR liên kết gen là RM138 (pib) và RM3330 (pi40t). Nhóm 2 gồm 3 giống lúa NBR11, MTU1003, NLR34449 kháng bệnh đạo ôn và giống lúa MTU2077dễ mắc bệnh đạo ôn. Nhóm này được thể hiện đa hình với marker RM144 (một marker liên kết gen piK-S). Nhóm 3 chỉ có một giống lúa MTU3626 dễ mắc bệnh đạo ôn. Kết quả này cho thấy hiệu quả của việc phát hiện các gen kháng đạo ôn phụ thuộc vào việc sử dụng kiểu gen và các marker liên kết gen. Những kết quả này rất có ích cho việc sử dụng các kiểu gen kháng đạo ôn với các marker liên kết gen đã được phát hiện để chọn lọc nhờ dấu chuẩn phân tử MAS [25].

Việt Nam được coi là một trong những trung tâm khởi nguyên của cây lúa, tài nguyên di truyền lúa của nước ta phong phú cả về số lượng và chất lượng. Nghiên cứu đa dạng di truyền và phân loại một cách hệ thống lúa trồng ở Việt Nam còn hạn chế. Tuy nhiên, trong những năm gần đây các nhà khoa học đã quan tâm đến vấn đề đánh giá đa dạng tài nguyên lúa nước ta và bước đầu đã có những thành công nhất định.

Tác giả Nguyễn Mạnh Cường (2004) sử dụng 4 chỉ thị SSR liên kết với gen kháng đạo ôn để đánh giá tính kháng đạo ôn ở 100 giống lúa mùa địa phương. Kết quả cho thấy có 55 giống kháng bệnh liên kết với gen Pi-5(t) và gen Pi-3(t) [2].

Lưu Ngọc Trình (1995) sử dụng chỉ thị isozyme để nghiên cứu đa dạng di truyền của 643 giống lúa, trong đó có 464 giống từ miền Bắc Việt Nam. Trong số 454 giống lúa miền Bắc Việt Nam thì có 412 giống (89%) thuộc nhóm lúa Indica, 44 giống (9,5%) thuộc nhóm lúa Japonica và 8 giống (1,5%) không phân loại được [13].

Kết quả nghiên cứu đa dạng di truyền của 101 giống lúa địa phương bằng 9 locus thuộc 5 enzyme. Kết quả cho thấy, trong số các giống thu từ huyện Nho Quan, Ninh Bình và huyện Đà Bắc, Hoà Bình thì có 44 giống (chiếm 43,6%) thuộc lúa Indica và 57 giống (56,4%) thuộc lúa Japonica [8].

Theo tác giả Lưu Ngọc Trình (2007), trong tổng số 6.083 giống lúa đang bảo quản tại Ngân hàng gen cây trồng Quốc gia, Trung tâm Tài nguyên thực vật đã tiến hành đánh giá đầy đủ 60 tính trạng hình thái nông học của 1.819 giống, đánh giá 40 - 50 tính trạng của 1.385 giống và từ 20 - 30 tính trạng của 2.066 giống [14].

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 [7].

Tác giả Lê Xuân Đắc và cộng sự (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 ADN với kích thước từ 0,46 kb đến 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].

Các tác giả Đặng Quang Hào và cộng sự (2006) sử dụng 5 chỉ thị SSR để đánh giá bệnh bạc lá của 115 giống lúa địa phương. Kết quả tìm ra 11 giống có gen Xa-4 và 12 giống có gen Xa-5 [5].

Năm 2008 Phạm Thị Bé Tư và cộng sự nghiên cứu đánh giá sự đa dạng của 90 giống lúa mùa địa phương (những giống lúa thơm ở Việt Nam có năng suất cao) bằng phương pháp marker phân tử và phương pháp đánh giá hình thái, đồng thời phân tích mối tương quan giữa các tính trạng để áp dụng cho việc chọn giống. Kết quả phân nhóm di truyền dựa vào các tính trạng hình thái và nguồn gốc phân bố đã chia các giống ra làm 6 nhóm: I, II, III, IV, V và VI ở hệ số tương đồng 20,61. Phân nhóm dựa vào SSR (Microsatellite) marker, kết quả cho thấy, đây là phương pháp rất hữu hiệu để đánh giá sự đa dạng di truyền của các giống lúa. Phân nhóm UPGMA dựa vào khoảng cách di truyền đã chia các giống ra làm 8 nhóm: I, II, III, IV, V, VI, VII và VIII. Phương pháp này đưa ra kết quả khá chính xác về mối quan hệ di truyền của các giống, điều này đã được chứng minh qua kết quả phân tích [12].

Tác giả Nguyễn Thị Phương Đoài và cộng sự (năm 2010) đã sử dụng 29 cặp mồi SSR trên 27 giống lúa nếp và lúa nương thu được tổng số 786 allele, thuộc 96 loại allele khác nhau, trung bình 3,310 allele /mồi. Hệ số PIC dao động từ 0 đến 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% đến 25%. Hệ số tương đồng di truyền giữa các giống dao động trong khoảng từ 0,06 đến 0,84. Tập đoàn 27 giống lúa nếp và lúa nương nghiên cứu được chia thành 2 nhóm lớn [4].

Tác giả Trần Danh Sửu và cộng sự (năm 2011) đã sử dụng 50 chỉ thị SSR sử dụng trong nghiên cứu đa dạng di truyền của 45 giống lúa nếp ở các tỉnh đồng bằng miền Bắc Việt Nam. Kết quả phân tích cho thấy 45 chỉ thị cho các băng ADN đa hình tại 46 locus. Trong đó, 18 locus SSR cho nhận dạng đặc trưng với 28 allele duy nhất của 16 giống trong số 45 giống lúa nếp nghiên cứu. Hệ số tương đồng di truyền giữa các giống lúa nếp dao động từ 0,10 đến 0,98. Thấp nhất (0,10) là giữa giống Nếp bà lão (6195) và giống Nếp hạt chanh (7055) và cao nhất (0,98) là giữa giống Nếp sấp (6236) và Nếp quắn (7060). Trong số 45 giống lúa nếp được nghiên cứu, 43 giống thuộc loài phụ Japonica và 2 giống (Nếp nõn tre và Nếp hạt chanh) thuộc loài phụ Indica dựa trên ADN lục lạp [9].