Hình 1: Kết quả phân tích đa dạng di truyền 38 giống lúa sử dụng chỉ thị phân tử SSR trên gel agarose 3.0%

Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành phân tích, đánh giá một số chỉ số chính, đó là tần số allele phổ biến nhất, số allele độc nhất tại mỗi locus và chỉ số đa dạng PIC của từng locus SSR. Kết quả phân tích cho thấy, tần số allele phổ biến nhất giao động trong khoảng từ 15,8% đến 94,7%, tương ứng với chỉ thị RM3468 và RM3436. Số allele độc nhất cũng thay đổi từ 0 allele đến 7 allele, trong đó một số chỉ thị không cho allele độc nhất, đó là các chỉ thị RM25, RM566, RM3431, RM3436, RM7419 và RM25271. Có một chỉ thị cho tới 7 allele độc nhất, đó là chỉ thị RM3476. Có hai chỉ thị cho 3 allele độc nhất, đó là RM3468 và RM6648. Chỉ số đa dạng PIC của các locus nghiên cứu có sự thay đổi từ 0,100 đến 0,900 với giá trị trung bình 0,711.

Chúng tôi tiến hành phân tích mối quan hệ di truyền của 38 giống lúa thông qua ma trận tương đồng (Bảng 5) và sơ đồ hình cây đã được thiết lập bằng phương pháp UPGMA thể hiện mối quan hệ di truyền giữa các giống lúa (Hình 2). Kết quả cho thấy độ tương đồng di truyền giữa các giống lúa nghiên cứu giao động từ 0,00 đến 0,89 với giá trị trung bình là 0,27. Điều đó cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa về mặt di truyền giữa các giống lúa nghiên cứu. Đặc biệt, hai giống lúa Khẩu tan hang - Khẩu tan nương (B31 - B32) có hệ số tương đồng di truyền cao nhất là 0,89.

Ở mức độ tương đồng di truyền khoảng 0,28 tổng số 38 giống lúa trong nghiên cứu đã được phân tách thành 5 nhóm riêng biệt:

- Nhóm I: Bao gồm 10 giống lúa với hệ số tương đồng Dice giao động trong khoảng 0,32 đến 0,82: B1, B2, B3, B4, B1, B2, B3, B4, B5, B34, B35, B36, B37, B38;

- Nhóm II: Có 2 giống lúa B37 và B38 (Khẩu tan lanh và Kháu điển lư);

- Nhóm III: Có duy nhất 1 giống Nếp xấp (B6);

- Nhóm IV: Gồm 26 giống lúa với hệ số tương đồng giao động từ 0,35 - 0,89. Nhóm này gồm 2 phân nhóm:

• 
  Phân nhóm 1: Gồm 16 giống lúa hệ số tương đồng giao động từ 0,38 - 0,87
  
• 
  Phân nhóm 2: Gồm 10 giống lúa còn lại với hệ số tương đồng giao động từ 0,42 - 0,89
  

Kết quả phân tích mối quan hệ di truyền giữa các giống lúa thông qua ma trận tương đồng di truyền và sơ đồ hình cây phân nhóm di truyền cho thấy, sự đa dạng khá lớn về mặt di truyền giữa 38 giống lúa địa phương nghiên cứu. Kết hợp giữa kết quả phân nhóm di truyền bằng chỉ thị phân tử SSR với những thông tin về khả năng kháng bệnh bạc lá cũng như nguồn gốc của các giống lúa, chúng tôi đã chọn 7 giống lúa đại diện cho các nhóm di truyền đồng thời có kiểu hình kháng với bệnh bạc lá và có nguồn gốc khác nhau (Bảng 6). Những giống này sẽ là nguồn vật liệu cho nghiên cứu tiếp theo về tạo lập cơ sở dữ liệu cho nguồn gen cây lúa bản địa của Việt Nam.

Hình 2:

- Từ 28 chỉ thị phân tử SSR sử dụng trong nghiên cứu, tổng số 38 giống lúa địa phương có khả năng kháng với bệnh bạc lá đã được phân tích đa dạng di truyền, kết quả thu được 202 allene, trung bình 7,2 allele/locus. Chỉ số đa dạng PIC của các chỉ thị SSR trên 38 giống lúa giao động từ 0,10 - 0,90, đạt giá trị trung bình 0,71. Qua kết quả phân tích, chúng tôi thấy có sự đa dạng cao về mặt di truyền của các locus SSR nghiên cứu.

- Ma trận tương đồng và sơ đồ hình cây biểu diễn mối quan hệ di truyền giữa 38 giống lúa đã được xây dựng dựa trên hệ số tương đồng DICE, kết quả cho thấy độ tương đồng di truyền giữa các giống lúa nghiên cứu giao động từ 0,00 đến 0,89 với giá trị trung bình là 0,27. Ở hệ số tương đồng 0,28, tổng số 38 giống lúa đã phân thành 5 nhóm riêng biệt và cho thấy sự đa dạng rất lớn giữa các giống lúa nghiên cứu.

- Từ kết quả phân nhóm di truyền và những thông tin về kiểu hình kháng bệnh bạc lá, nguồn gốc của các giống lúa nghiên cứu chúng tôi đã chọn được 7 giống lúa đại diện cho các nhóm di truyền đồng thời có kiểu hình kháng bệnh bạc lá và có nguồn gốc khác nhau. Những giống lúa này sẽ là nguồn vật liệu cho nghiên cứu tiếp theo về tạo lập cơ sở dữ liệu cho nguồn gen cây lúa bản địa của Việt Nam.

1. 
   Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang (1999) Ứng dụng DNA marker trong đánh giá quỹ gen cây lúa, Báo cáo khoa học, Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc, Hà Nội Tr. 1216-1273.
   
2. 
   Tạ Minh Sơn (1987) Bệnh Bạc lá lúa vi khuẩn (Xanthomonas Campestris P.V Oryzae) và tạo giống chống bệnh, Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp, Viện Khoa học KTNN Việt Nam.
   
3. 
   Trần Danh Sửu, Lưu Ngọc Trình (2001) Sử dụng chỉ thị ADN để nghiên cứu quan hệ di truyền tiến hóa của lúa địa phương các vùng Tây Bắc và Tây Nam nước ta. Thông tin công nghệ sinh học ứng dụng (1), Tr :25-29.
   
4. 
   Trần Danh Sửu, Lưu Ngọc Trình, Bùi Bá Bổng (2006), “ Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa Tám bằng chỉ thị microsatellite”, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (12): 15-18.
   

5. 
   Alvarez A., Fuentes J. L., Puldón V., Gómez P. J., Mora L., Duque M. C., Gallego G. and Tohme J. M. (2007) Genetic diversity analysis of Cuban traditional rice (Oryza sativa L.) varieties based on microsatellite markers. Genetics and Molecular Biology 30 (4): 1109-1117
   
6. 
   Chen, H., S. Wang, and Q. Zhang (2002), A new gene for bacterial blight resistance in rice located on chromosome 12 identified from Minghui 63 - an elite restorer line. Phytopathology, pp. 92, 750 - 754.
   
7. 
   Herrera T. G., Duque D. P., Almeida I. P., Núñez G. T., Pieters A. J., Martinez C. P., Tohme J. M. (2008) Assessment of genetic diversity in Venezuelan rice cultivars using simple sequence repeats markers. Electronic Journal of Biotechnology 11(5): 14pp.
   
8. 
   Huang N, Angeles ER, Domingo J, Magpantay G, Singh S, Zhang G, Kumaravadivel, Bennett NJ, Khush GS (1997) Pyramiding of bacterial blight resistance genes in rice: marker-assisted selection using RFLP and PCR. Theor. Appl. Genet. 95: 313-320.
   
9. 
   Lee K.S, S. Rasabandith, E.R Angeles and G.S.Khush (2003). Inheritance of Resistance to bacterial blight in 21 cultivars of rice. Phytopathology, Vol 93, No2.
   
10. 
    Lin, X. H., Zhang, D. P., Xie, Y. F., Gao, H. P., and Zhang, Q. (1996). Identifying and mapping a new gene for bacterial blight resistance in rice based on RFLP markers. Phytopathology 86:1156-115.
    
11. 
    LU, H.; REDUS, M.A.; COBURN, J.R.; RUTGER, J.N.; McCOUCH, S.R and AI, T.H. (2005). Population structure and breeding patterns of 145 US rice cultivars base don SSR marker analysis. Crop Science, January, no. 1, p. 66-76.
    
12. 
    Mew, T. M. (1992), Current status and future prospects of research on bacterial blight of rice. Ann. Rev, Phytopathol, pp. 25, 359 - 382.
    
13. 
    Nagaraju J., Kathirvel M., Ramesh Kumar R., Siddiq E. A., and Hasnain S. E. (2002) Genetic analysis of traditional and evolved Basmati and non-Basmati rice varieties by using fluorescence-based ISSR-PCR and SSR markers. PNAS 99 (9): 5836–5841
    
14. 
    NEI, Masatoshi and LI, Wen-Hsiung (1979), “Mathematical model for studying genetical variation in terms of restriction endonucleases”, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol.76, no.10, p. 5269-5273.
    
15. 
    Olufowote JO, Xu Y, Chen X, Park WD, Beachell HM, Dilday RH, Goto M, McCouch SR (1997) Comparative evaluation of within-cultivar variation of rice (Oryza sativa L.) using microsatellite and RFLP markers. Genome 38:1170–1176.
    
16. 
    Ou SH (1985). Rice Diseases. Commonwealth Mycological Institute Kew, Survey, England.
    
17. 
    Rohlf F. (1997) NTSYS-pc: numerical taxonomy and multivariate analysis system, 2.1 edn. Department of Ecology and Evolution, State University of NY, Stony Brook.
    
18. 
    Tan GX, Ren X, Weng QM, Shi ZL, Zhu LL and He GC (2004) Mapping of a new resistance gene to BB in rice line introgressed from O. officinalis. Yi Chuan Xue Bao 31: 724–729.
    
19. 
    Wang H., Meiqing Qi and Adrian J.Cutler (1993) A simple method of preparing plant samples for PCR, Nucleic Acids Research, Vol. 21, No. 17 4153-4154
    
20. 
    Wong S.C., Yiu P.H., Bong S.T.W., Lee H.H., Neoh P.N.P. and Rajan A. (2009) Analysis of Sarawak Bario Rice Diversity Using Microsatellite Markers. American Journal of Agricultural and Biological Sciences 4 (4): 298-304, 2009
    
21. 
    Xiang Y, Cao Y, Xu C, Li X, Wang S (2006) Xa3, conferring resistance for rice bacterial blight and encoding a receptor kinase-like protein, is the same as Xa26. Theor Appl Genet 113:1347–1355
    
22. 
    Yoshimura S, Yamanouchi U, Katayose Y, Toki S, Wang Z, Kono I, Kurata N, Yano M, Iwata N, Sasaki T (1998). Expression of Xa1, a bacterial blight-resistance gene in rice, is induced by bacterial inoculation. Genetics, 95: 1663-1668.
    
23. 
    Yu, S.B., W.J. Xu, C.H. Vijayakumar, J. Ali, B.Y. Fu, J.L. Xu, Y.Z. Jiang, R. Marghirang, J. Domingo, C. Aquino, S.S. Virmani, and Z.K. Li. (2003). Molecular diversity and multilocus organization of the parental lines used in the International Rice Molecular Breeding Program. Theor. Appl. Genet. 108:131–140.
    
24. 
    Zhang, Q., Lin, S. C., Zhao, B. Y., Wang, C. L., Yang, W. C., Zhou, Y. L., Li, D. Y., Chen, C. B., and Zhu, L. H. (1998). Identification and tagging a new gene for resistance to bacterial blight (Xanthomonas oryzae pv. oryzae) from O. rufipogon. Rice Genet. Newsl. 15:138-142.
    

www.gramene.org