Nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền cây lúa

1.2.2. Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa ở nước ngoài

Virk và cs.(1995) nghiên cứu 12 giống lúa trồng châu Á đại diện cho các vùng sinh thái, địa lý khác nhau bằng chỉ thị RAPD. Kết quả cho thấy 18 trong số 24 mồi cho 83 băng, trong đó có 48 băng đa hình. Số lượng băng đa hình xuất hiện từ 1-5 băng/ mồi, các băng nằm trong khoảng 300-2700bp [67].

Olufowote (1997) nghiên cứu biến động di truyền trong giống của 171 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 alen 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 alen cao hơn chỉ thị RFLP[58].

Tác giả Yu và cs. (2003) đã sử dụng 101 chỉ thị SSR để đánh giá đa dạng 193 giống lúa từ 26 nước trên thế giới. Khoảng cách di truyền từ 0,13-0,88, trung bình là 0,68. Số alen/locus từ 2-11, trung bình 6,3/locus. Kết quả phân tích nhóm đã phân 193 giống thành 3 nhóm chính và 9 phân nhóm. Nhóm I là các giống lúa Indica, nhóm II và III thuộc loài phụ Japonica . Các locus thuộc nhiễm sắc thể 9, 12 phân biệt rõ nhất sự khác nhau giữa Indica và Japonica [61].

Tác giả Xu (2004) sử dụng 113 chỉ thị RFLP và 60 chỉ thị SSR để định lượng đa dạng alen của 125 giống lúa thu được từ các bang miền Tây và miền Nam nước Mỹ và 111 giống từ tập đoàn lúa Quốc tế IRRI. Các tác giả nhận thấy cơ sở di truyền các giống lúa hiện nay có ở Mỹ hẹp hơn nhiều so với các giống từ tập đoàn lúa Quốc tế (56% SSR alen so với 96%, và 92 RFLP so với 99%). 31 trong số 236 giống lúa có số lượng các alen cao (chiếm 95% số alen của RFLP và 74% số alen của SSR) có thể sử dụng làm tập đoàn hạt nhân. Kết quả cho thấy chỉ thị SSR sử dụng hữu hiệu hơn RFLP cả về khả năng phát hiện các alen lẫn chi phí và kỹ thuật[69].

Lu H. và cs. (2005) đã phân tích cấu trúc của quần thể lúa ở Mỹ với 115 giống lúa trồng ở Mỹ và 30 giống lúa châu Á bằng 169 chỉ thị SSR. Kết quả thu được 870 alen, trung bình 5,15 alen/locus. Tần số alen hiếm rất cao, lên đến 50%, trong khi đó tần số alen phổ biến chỉ chiếm 24-26% trong số 870 alen. Hệ số đa dạng PIC đạt khá cao, 0,80. Kết quả phân nhóm cho thấy, 115 giống lúa đã phân thành ba nhóm: Japonica ôn đới với đặc điểm hạt ngắn, Japonica nhiệt đới có đặc điểm hạt trung bình và Japonica nhiệt đới hạt dài. Các giống lúa Indica đại diện cho các giống lúa truyền thống thì phân chia thành các nhóm riêng [46].

Victoria và cs.(2007) nghiên cứu đa dạng trên 24 giống lúa ở Philippine có chất lượng tốt bằng 164 chỉ thị SSR. Trong số 164 chỉ thị SSR có 151 chỉ thị cho đa hình với tổng số alen thu được là 890, trung bình 5,89alen/locus. Trong đó có 89 chỉ thị cho 147 alen hiếm. Hệ số đa dạng di truyền PIC từ 0,18-0,91, đạt trung bình 0,68/chỉ thị. Theo kết quả phân tích UPGMA, 24 giống lúa chia thành ba nhóm ở độ tương đồng 40%. Nhóm 1 gồm 8 giống Japonica, nhóm 2 và 3 là các giống lúa Indica. Trong nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng việc sử dụng chỉ thị SSR rất hiệu quả trong phân nhóm các loài phụ. Nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng, những giống lúa có chất lượng tốt thì thường có khoảng cách di truyền cao hơn và vì thế rất chúng là nguồn vật liệu cho công tác chọn giống [66].

Giarrocco và cs. (2009 ) đã nghiên cứu đa dạng di truyền 69 giống lúa của Argentina bằng 26 chỉ thị SSR. Kết quả thu được là 219 alen . 60 giống lúa phân thành 3 nhóm Indica, Japonica, Japonica nhiệt đới với độ tương đồng di truyền từ 0,12-0,96.[36]

Nghiên cứu của Malik và cs. (2008) về đa dạng di truyền của 40 giống lúa bao gồm 10 giống lúa địa phương của Pakistan, 28 giống lúa cải tiến, 2 giống lúa Nhật Bản bằng 25 chỉ thị RAPD. Kết quả thu được 208 băng, số băng đa hình là 189, chiếm 89,4%. Kích thước các băng từ 200-400bp. Độ tương đồng di truyền của các giống lúa là 0,5-0,96. Dựa trên cơ sở phân nhóm UPGMA, 40 giống lúa đã phân thành 3 nhóm : nhóm lúa thơm, lúa không thơm và Japonica [47].

S.C Wong và cs. (2009) đã sử dụng 12 chỉ thị SSR để đánh giá đa dạng của 8 giống lúa Bario của Malaysia. Kết quả đánh giá hệ số đa dạng di truyền PIC là 0,54, trung bình 2,6 alen/locus. Hệ số tương đồng di truyền trong 8 giống lúa dao động từ 0,16-0,92 [62]

Michael J.T và cs.(2010) đánh giá đa dạng các giống lúa của Indonesia bao gồm 246 giống lúa truyền thống, 63 giống lúa cải tiến bằng 30 chỉ thị SSR. Tổng số alen thu được trong nghiên cứu là 394 alen, trung bình 13 alen/locus. Hệ số đa dạng gen đạt được là 0,66, tần số alen phổ biến từ 21-73%. Kết quả các giống lúa nghiên cứu chia thành hai nhóm lớn: nhóm Indica và Japonica nhiệt đới [49].

Nghiên cứu đa dạng di truyền của 53 giống lúa địa phương của vùng Sarawak- Malaysia của Lee và cs (2011) với 12 chỉ thị nằm trên 12 nhiễm sắc thể . Tổng số alen thu được 43 alen, trung bình 3.58 alen/locus. Hệ số đa dạng di truyền cũng đạt giá trị cao, từ 0,306-0,730. Kết quả 53 giống phân thành 6 nhóm với hệ số tương đồng từ 0,24-1 [50].

Jingguo Wang và cs (2013) đánh giá 288 giống lúa bản địa vùng Đông bắc á bằng 154 chỉ thị SSR. Kết quả đánh giá hệ số đa dạng di truyền dao động từ 0,060-0,856, trung bình 5,344 alen/locus. Hệ số tương đồng di truyền trong 288 giống lúa dao động từ 0,061-0,869 [42].

1.2.3. Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa ở Việt Nam và Lào

Nghiên cứu đa dạng di truyền và phân loại một cách hệ thống lúa trồng ở Việt Nam đã và đang đánh giá đa dạng tài nguyên lúa nước ta. Theo Trần Văn Minh (2004) [9] các giống lúa thuộc loài phụ Japonica có hạt ngắn, lá ngắn màu đậm và cứng, không có râu đầu hạt thóc, bông ít phân nhánh, độ đóng hạt dày. Tác giả Lưu Ngọc Trình (2006) [22], 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.

Lưu Ngọc Trình (1995) [21] sử dụng chỉ thị phân tử để nghiên cứu đa dạng di truyền của 643 giống lúa, trong đó có 464 giống từ miền Bắc Việt Nam. Kết quả đánh giá 454 giống lúa có nguồn gốc 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. Nguyễn Đức Thành và cs, (1999) [16] đã sử dụng 10 mồi RAPD, 50 cặp mồi SSR và 15 cặp mồi AFLP để nghiên cứu 72 giống lúa nương. Kết quả cho thấy các giống lúa nương có đa dạng di truyền cao và là nguồn vật liệu tốt cho công tác chọn giống. Phạm Trung Nghĩa và ctv (1999) [59] khi so sánh phương pháp phân tích khoảng cách di truyền bằng chỉ thị RAPD và phương pháp phân tích khoảng cách di truyền bằng các tính trạng hình thái của các giống lúa đã cho thấy kết quả của hai phương pháp gần giống nhau, nhưng chỉ thị RAPD rõ ràng và chính xác hơn. Bùi Chí Bửu và cs (1999) [2] sử dụng 20 mồi RAPD để đánh giá đa dạng di truyền 72 giống lúa địa phương. Trong 20 mồi thử nghiệm thuộc nhóm OPA kit, có 10 mồi cho kết quả tốt với 59 băng. Kết quả có hai nhóm chính và nhiều nhóm phụ được phân lập. Trần Danh Sửu và ctv (2001) [13] sử dụng kỹ thuật RAPD để nghiên cứu các giống lúa ở vùng Tây Bắc và Tây Nam nước ta cho thấy hầu hết các giống lúa ở vùng Tây Bắc thuộc loài phụ Japonica, còn các giống lúa nước ở Tây Nam nước ta thuộc loại phụ Indica.

Vũ Thị Thu Hiền (2012) đã đánh giá đặc điểm nông sinh học và đa dạng di truyền của 41 mẫu giống lúa mới thu thập và chọn tạo để sử dụng trong chọn giống lúa thuần năng suất và chất lượng. Kết quả nghiên cứu đã cho thấy các mẫu giống trong tập đoàn có thời gian sinh trưởng ngắn, nhiều dạng thấp cây phù hợp cho vùng thâm canh cao. Số bông/khóm, chiều dài bông và chiều dài, chiều rộng lá đòng, khối lượng 1000 có mức độ đa dạng. Hình dạng hạt thuộc nhóm thon và thon dài chiếm đa số là nguồn gen quý phục vụ công tác chọn giống lúa chất lượng. Dựa trên 14 các tính trạng kiểu hình, 41 mẫu giống lúa với sự sai khác 0,08 phân thành 10 nhóm cách biệt di truyền [8].

Ngô Thị Hồng Tươi và cs (2014) sử dụng 35 chỉ thị phân tử SSR đánh giá đa dạng di truyền 46 dòng/giống lúa cẩm gồm cả lúa nếp và tẻ được thu thập từ các địa phương trong đó có 9 chỉ thị đơn hình và 26 chỉ thị đa hình với tổng số 68 alen đa hình chiếm tỷ lệ trung bình 62 alen trên một locus. Hệ số đa dạng di truyền (PIC) dao động từ 0,08 đến 0,74 với giá trị trung bình là 0,46 [19].

Lào là một trong những nước phong phú nguồn gen lúa, Bộ nông lâm nghiệp Lào kết hợp với Viện lúa quốc tế IRRI đã thu thập được 13.192 mẫu giống lúa trồng và 237 mẫu thuộc sáu loài lúa hoang dại. Những mẫu giống thu thập tại miền bắc, miền trung, miền nam thứ tự là 5915 (44.8%), 4625 (35.1%), 2652 (20.1%). Trong số mẫu giống thu được 55, 9% là những giống lúa nương và hầu hết là giống lúa nếp (85.5%) [24] . Nhưng điều tra về tập đoàn giống lúa của Lào cho thấy đây là nguồn gen quý, phong phú về các tính trạng chất lượng, chống chịu sâu bệnh, cũng như các điều kiện bất thuận như chịu hạn, chịu nóng. Một số nghiên cứu, đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen lúa của Lào: Yosuke Kuroda và cs (2007) [71] nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền ở mức độ phân tử của một số giống lúa trồng Oryza sativa và các quần thể dòng lúa hoang O. Rufipogon và Oryza nivara kết quả cho thấy có sự khác xa về di truyền giữa các dòng giống lúa này. Ishikaw R và cs (2002) đã thu thập đánh giá tập đoàn gồm 132 giống lúa nương được thu thập tại 27 điểm. Trong đó gồm có 106 giống lúa nếp, và 16 giống lúa tẻ [39]