TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH – KTNN
======
KHƢƠNG THỊ BÍCH
ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN TẬP ĐOÀN
GIỐNG LÚA ƢU TÚ (NSC46 – NSC68)
BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ SSR
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Di truyền phân tử
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học
TS. KHUẤT HỮU TRUNG
HÀ NỘI - 2015
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu do tôi thực hiện dƣới sự hƣớng
dẫn của TS. Khuất Hữu Trung, viện Di truyền Nông nghiệp Việt Nam. Nội dung
nghiên cứu, các trích dẫn đều có nguồn gốc rõ ràng, các số liệu và kết quả
nghiên cứu trong luận văn này là trung thực, không sao chép từ bất cứ tài liệu
nào, toàn bộ đều là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi qua quá trình tìm tòi,
học tập và nghiên cứu khoa học. Tôi xin chịu trách nhiệm về đề tài nghiên cứu
của mình.
Hà Nội, ngày tháng năm 2015
Sinh viên
Khƣơng Thị Bích
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn, sự cảm kích sâu sắc đến TS. Khuất
Hữu Trung đã dành nhiều thời gian, tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ và động viên
tôi trong suốt quá trình học tập nghiên cứu đề tài.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới đội ngũ cán bộ Bộ môn Kỹ thuật di
truyền - viện Di truyền Nông nghiệp đã nhiệt tình chỉ bảo, hƣớng dẫn kỹ thuật,
cung cấp cho tôi những thông tin và tài liệu bổ ích giúp tôi hoàn thành luận văn
này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới quý thầy giáo, cô giáo khoa Sinh –
KTNN Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 đã tận tình giảng dạy, tâm huyết,
truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm của mình cho tôi trong suốt 4 năm học qua.
Lời cuối, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới những ngƣời thân trong gia đình
luôn ở bên cạnh tôi, giúp đỡ, động viên tôi; cảm ơn những ngƣời bạn đã giúp đỡ
tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu để tôi hoàn thành khóa luận này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2015
Sinh viên
Khƣơng Thị Bích
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AFLP: Amplified fragment length polymorphism
CTAB: Cetyl trimetyl amonium bromit
DNA: Deoxyribonucleic acid
dNTP: Dideoxyribo nucleozit triphosphat
FAO: The World FoodOrganization
IRRI: International Research RiceInstitute
PCR: Polymerase chain reaction
PIC: Polymorphic Information Content
QTL: Quantitative trait loci
RAPD: Random amplyfied polymorphic DNA
RFLP: Restriction fragment length polymorphism
RNA: Ribonucleic acid
SSR: Simple sequence repeats
TAE: Tris-acetat-acid EDTA
TE: Tris EDTA
DANH MỤC BẢNG BIỂU& HÌNH ẢNH
Danh mục bảng
Bảng 1.1: Sản lƣợng gạo xuất khẩu và dự trữ gạo tại một số nƣớc trên thế giới . 8
Bảng 1.2: Diện tích trồng lúa và tổng sản lƣợng lúa từ 1990-2012 10
Bảng 2.1. Danh sách 23 mẫu giống lúa ƣu tú nghiên cứu 18
Bảng 2.2. Thông tin về các cặp mồi trong nghiên cứu 19
Bảng 2.3: Chu kỳ nhiệt cho phản ứng PCR sử dụng mồi SSR 21
Bảng 3.1: Số alen thể hiện và hệ số PIC của 26 cặp mồi 26
Bảng 3.2: Tỉ lệ khuyết số liệu (M%) và tỉ lệ dị hợp tử (H%) của 23 giống lúa
nghiên cứu 27
Bảng 3.3: Hệ số tƣơng đồng di truyền giữa 23 mẫu giống lúa nghiên cứu 33
Danh mục hình
Hình 3.1: Ảnh điện di DNA tổng số của 23 mẫu giống lúa nghiên cứu 24
Hình 3.2: Kết quả điện di sản phẩm SSR-PCR của 23 mẫu giống lúa nghiên cứu
với đoạn mồi RM21 (M: marker 20bp) 29
Hình 3.3: Kết quả điện di sản phẩm SSR-PCR của 23 mẫu giống lúa nghiên cứu
với đoạn mồi RM224 (M: marker 20bp 29
Hình 3.4: Kết quả điện di sản phẩm SSR-PCR của 23 mẫu giống lúa nghiên cứu
với đoạn mồi RM515 (M: marker 20bp) 30
Hình 3.5: Kết quả điện di sản phẩm SSR-PCR của 23 mẫu giống lúa nghiên cứu
với đoạn mồi RM1233 (M: marker 20bp) 31
Hình 3.6: Kết quả điện di sản phẩm SSR-PCR của 23 mẫu giống lúa nghiên cứu
với đoạn mồi RM7102 (M: marker 20bp) 32
Hình 3.7: Sơ đồ hình cây về mối quan hệ di truyền giữa các mẫu giống lúa
nghiên cứu 34
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
1. Lí do chọn đề tài 1
2. Mục đích nghiên cứu 2
3. Nội dung nghiên cứu 2
4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 2
4.1. Ý nghĩa khoa học 2
4.2. Ý nghĩa thực tiễn 3
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1. Nguồn gốc, phân loại cây lúa 4
1.1.1. Nguồn gốc cây lúa 4
1.1.2. Phân loại cây lúa 6
1.2. Giá trị kinh tế của cây lúa ở Việt Nam 7
1.3. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và Việt Nam 7
1.3.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới 7
1.3.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam 9
1.4. Nghiên cứu đa dạng di truyền thông qua chỉ thị phân tử SSR ( Simple
Sequence Repeats) 10
1.5. Tình hình nghiên cứu đa dạng di truyền lúa trên thế giới và ở Việt Nam 12
1.5.1. Tình hình nghiên cứu đa dạng di truyền lúa trên thế giới 12
1.5.2. Tình hình nghiên cứu đa dạng di truyền lúa ở Việt Nam 14
CHƢƠNG II. VẬT LIỆU, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18
2.1. Vật liệunghiên cứu 18
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 20
2.2.1. Tách chiết DNA tổng số 20
2.2.2. Phản ứng PCR đánh giá đa dạng di truyền bằng chỉ thị SSR 21
2.2.3. Chu trình PCR 21
2.2.4. Điện di kiểm tra sản phẩm PCR 22
2.2.5. Phân tích kết quả và xử lí số liệu 22
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 24
3.1. Kết quả tách chiết DNA 24
3.2. Kết quả sử dụng chỉ thị SSR trong phân tích đa dạng di truyền 25
3.2.1. Hệ số PIC, số alen và tổng số băng DNA thể hiện trên từng cặp mồi
25
3.2.2. Tỉ lệ khuyết số liệu (M) và tỉ lệ di hợp tử (H) của các giống lúa ƣu tú
26
3.2.3. Kết quả phân tích đa dạng di truyền và mối quan hệ di truyền của 23
giống lúa ƣu tú 28
CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 36
TÀI LIỆU THAM KHẢO 37
1
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Lúa gạo là cây lƣơng thực lâu đời nhất có tầm quan trọng đặc biệt đối với
hơn một nửa dân số thế giới. Lúa gạo đƣợc trồng ở nhiều nơi trên thế giới, có
diện tích gieo trồng đứng thứ hai sau lúa mì. Tổng sản lƣợng lúa đứng thứ ba
sau lúa mì và ngô. Hiện nay, diện tích trồng lúa chiếm 1/10 diện tích đất trồng
của cả thế thế giới phân bố chủ yếu ở khu vực Châu Á (chiếm 13 nƣớc trong
tổng số 15 nƣớc trồng lúa với diện tích hơn 1 triệu ha).
Ở Việt Nam, với vị trí địa lí và điều kiện khí hậu thuận lợi nƣớc ta là một
trong những nƣớc có truyền thống về lúa nƣớc cổ xƣa nhất thế giới. Dân số
nƣớc ta hiện có hơn 80 triệu ngƣời và 100% ngƣời Việt sử dụng lúa gạo làm
lƣơng thực chính. Nông nghiệp trồng lúa nƣớc vừa đảm bảo an ninh lƣơng thực
quốc gia, vừa là cơ sở kinh tế sống còn của đất nƣớc. Vì vậy, lúa có vai trò vô
cùng quan trọng trong nền kinh tế quốc dân.
Với lịch sử lâu đời về trồng lúa, nƣớc ta có một nguồn gen lúa tự nhiên vô
cùng phong phú và đa dạng từ các loài lúa trồng và lúa hoang dại (Trần Thị Hòa,
Triest, 1999)[3]. Để có thể khai thác và sử dụng một cách có hiệu quả nguồn gen
này, trong chọn giống cần phải có những hiểu biết cơ bản và thiết yếu về mức độ
đa dạng di truyền giữa các giống. Sự phát triển và những thành tựu đạt đƣợc
trong sinh học phân tử đã cung cấp những công cụ thích hợp cho nghiên cứu đa
dạng di truyền, cho phép ta xác định khoảng cách di truyền một cách nhanh
chóng và chính xác.
Trong số các chỉ thị thì chỉ thị SSR đƣợc đánh giá là có nhiều ƣu điểm
hơn so với các chỉ thị khác, đơn giản trong phân tích di truyền, có khả năng cho
đa hình cao, có bản chất đồng trội, có độ chính xác cao, di truyền theo quy luật
Menden.
Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa có ý nghĩa to lớn trong việc đánh giá,
phân loại và sử dụng nguồn gen trong chọn tạo giống lúa. Do vậy, xuất phát từ
2
những hiểu biết về đa dạng di truyền, để khai thác đƣợc nguồn gen quý phục vụ
cho chọn giống chúng tôi tiến hành thực nghiệm đề tài nghiên cứu: “Đánh giá
đa dạng di truyền tập đoàn giống lúa ưu tú (NSC46 – NSC68) bằng chỉ thị
phân tử SSR”.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu đa dạng di truyền giữa các giống lúa nghiên cứu,xác định các
alen đặc trƣng, alen hiếm để nhận dạng chính xác các nguồn gen ƣu tú phục vụ
cho nghiên cứu chọn và lai tạo giống và định hƣớng phát triển giống lúa thuần
năng suất cao, chất lƣợng tốt. Đánh giá đa dạng di truyền kết hợp với phân tích
di truyền các giống lúa về chức năng gen, các đặc tính sinh lý, sinh hóa, trao đổi
chất…nhằm mục đích bảo tồn, duy trì nguồn gen quý, phục vụ cho chọn tạo
giống mới ƣu tú có năng suất cao, chất lƣợng tốt, có khả năng chống chịu với
các điều kiện bất lợi của môi trƣờng, sẵn sàng đối phó với mọi biến đổi của điều
kiện khí hậu.
3. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền tập đoàn giống lúa ƣu tú NSC46 –
NSC68 bằng chỉ thị phân tử SSR.
- Thu mẫu lúa NSC
- Xử lí mẫu, tách chiết DNA
- Phản ứng PCR
- Điện di sản phẩm PCR
4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
4.1. Ý nghĩa khoa học
Cung cấp thêm nhiều dữ liệu, thông tin khoa học hữu ích cho công tác
nghiên cứu phân tích đa dạng di truyền của giống lúa ƣu tú.
Hiểu biết về đa dạng di truyền của các nguồn gen lúa tạo cơ sở lý luận cho
việc chọn lọc, phục tráng để nâng cao tiềm năng di truyền của các giống lúa
trong việc chọn tạo giống mới.
3
Phân tích đa dạng di truyền có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định các
alen hiếm, alen đặc trƣng để nhận dạng chính xác các nguồn gen ƣu tú phục vụ
nghiên cứu lai tạo giống và định hƣớng cho công tác thu thập bảo tồn đa dạng
nguồn gen lúa ở mức phân tử.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Nghiên cứu đa dạng di truyền thông qua các chỉ thị phân tử góp phần
nâng cao hiệu quả công tác bảo tồn và chọn tạo giống lúa có phẩm chất tốt, năng
suất cao, phù hợp với điều kiện khí hậu, môi trƣờng sống và cơ cấu sản xuất lúa
trong các vùng ở Việt Nam.
4
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nguồn gốc, phân loại cây lúa
1.1.1. Nguồn gốc cây lúa
Cây lúa là một trong những cây trồng có lịch sử lâu đời nhất thế giới, là
một trong năm loại cây lƣơng thực chính của thế giới, cùng với ngô (Zea
maysL.), lúa mì (Triticum sp.), sắn (Manihot esculenta Crantz) và khoai tây
(Solanum tuberosum L.). Ngƣời ta cho rằng lúa là một cây trồng cổ, có vai trò
quan trọng trong đời sống và lịch sử phát triển của hàng ngàn triệu ngƣời trên
thế giới. Căn cứ vào các tài liệu khảo cổ ở Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam… cây
lúa đã có mặt từ 3.000-2.000 năm TCN. Ở Trung Quốc, vùng Triết Giang đã
xuất hiện cây lúa 5.000 năm, ở hạ lƣu sông Dƣơng Tử 4.000 năm. Tuy nhiên
trên thực tế vẫn còn nhiều ý kiến cụ thể khác nhau về nguồn gốc xuất xứ của cây
lúa, nhƣng xét về phƣơng diện sinh thái, sinh học thì cây lúa và nghề trồng lúa
đã có từ lâu đời gắn liền với lịch sử phát triển của loài ngƣời, nhất là ở Châu Á.
Về nguồn gốc thực vật, trên thế giới có hai loài lúa trồng đƣợc xác định từ
thời cổ đại cho đến ngày nay. Thứ nhất là lúa trồng Châu Á (Oryza sativa),
nguồn gốc xuất phát ở nơi nào vẫn là đề tài tranh luận của các nhà khoa học trên
thế giới và ngày càng sáng tỏ với những khai quật khảo cổ học có tính đột phá
và những phƣơng pháp phân tích hiện đại dựa trên cơ sở phân tích phóng xạ.
Thứ hai là loài lúa trồng Châu Phi(Oryza glaberrima), đƣợc xác định có nguồn
gốc ở thung lũng thƣợng nguồn sông Niger (nay thuộc Mali).
Trƣớc đây có 4 giả thuyết về xuất xứ đầu tiên của giống cây trồng Châu
Á, đó là: nguồn gốc Trung Quốc, nguồn gốc Ấn Độ, nguồn gốc Đông Nam Á và
giả thuyết đa trung tâm phát sinh. Tuy nhiên, các giả thuyết phần lớn đều bị bác
bỏ. Chang (1985)[11], chuyên gia di truyền lúa của IRRI, xem xét lại tất cả tài
liệu và các dữ kiện từ khoa học, khảo cổ, sinh học tiến hóa, hệ thống sinh học và
lịch sử nông nghiệp để đƣa ra kết luậnrằng lúa trồng ở Châu Á có thể bắt nguồn
5
từ nhiều địa điểm một cách độc lập và đồng bộ, vì những nơi này có nhiều loài
lúa dại và lúa trồng cùng sống trong một môi trƣờng.
Mặc dù có nhiều tranh luận về nguồn gốc ban đầu của loài lúa trồng Châu
Á, mỗi bƣớc dựa vào tƣ liệu truyền thuyết hay những tƣ liệu khảo cổ về niên đại
xuất hiện cây lúa hay hạt lúa để cho rằng nƣớc mình là cái nôi xuất phát của
nghề trồng lúa. Những nguồn gốc truyền thuyết dần bị loại bỏ và những khám
phá khoa học mới nhất của thế giới đã khẳng định lại nguồn gốc xuất phát của
cây lúa dựa vào công nghệ phân tích phóng xạ và sinh học phân tử xác định
DNA.
Nếu cho rằng cây lúa trồng Châu Á xuất phát từ một nguồn gốc thì Trung
Quốc là nơi xuất phát của cây lúa trồng đầu tiên của Châu Á. Trong năm 2011,
một nỗ lực kết hợp của Đại học Stanford (Mỹ), Đại học New York (Mỹ), Đại
học Washington (Mỹ) và Đại học Purdue (Mỹ) đã cung cấp bằng chứng để kết
luận rằng lúa thuần ở Châu Á có nguồn gốc duy nhất ở thung lũng sông Dƣơng
Tử của Trung Quốc. Nhƣng tùy thuộc vào đồng hồ phân tử đƣợc sử dụng bởi
các nhà khoa học, thời gian xuất hiện cây lúa trồng đầu tiên ở Châu Á cách nay
từ 8.200 năm đến 13.500 năm. Điều này phù hợp với các dữ liệu khảo cổ học
nổi tiếng về đề tài này.
Nguồn gốc cây lúa trồng ở Việt Nam.
Ở Việt Nam, cây lúa rất phong phú và hiện diện rải rác khắp các vùng
miền trong cả nƣớc. Lúa dại đa niên O. rufipogon và lúa dại hàng niên O.
Nivara là những loài nguyên thủy, tổ tiên của các giống lúa trồng ngày nay
Indica và Japonica, đã hiện diện lâu đời ở nƣớc ta. Đó là một trong những yếu
tố quan trọng xác định cây lúa có nguồn gốc ở Việt Nam. Giáo sƣ Phạm Hoàng
Hộ cũng tin tƣởng miền Bắc Việt Nam là một trung tâm nguồn gốc lúa trồng của
thế giới (2000) (theo Trần Văn Đạt 2005)[1].
6
1.1.2. Phân loại cây lúa
Về phân loại thực vật, cây lúa thuộc:
Giới (kingdom/regnum): Thực vật (Plantae)
Ngành (phyla): Thực vật có hoa (Angiospermae)
Lớp (class): Thực vật một lá mầm (Monocots)
Bộ (ordo): Hòa thảo (Poales)
Họ (familia): Hòa thảo (Poaceae)
Chi (genus): Lúa (Oryza)
Loài (species): Lúa Châu Á (oryza sativa)
Lúa Châu Phi (oryza glaberima)
Phân loài/thứ (sub species): Lúa nhiệt đới: oryza sativa var indica
Lúa ôn đới: oryza sativa var japonica
Lúa rẫy : oryza sativa var javanica
Đối với lúa trồng có nhiều cách phân loại khác nhau :
- Theo điều kiện sinh thái, Kato (1930) chia lúa trồng thành 2 nhóm lớn là
Japonica (lúa cánh) và Indica (lúa tiên). Đinh Dĩnh (1958) cho rằng lúa cánh
bắt nguồn từ Trung Quốc nên gọi là Suno-Japonica. Gout lại chia lúa làm 3
loài phụ : Indica,Japonica và Brevis.
- Theo thời gian sinh trƣởng, Roxburg chia ra các giống lúa trồng ở Ấn Độ
thành 2 nhóm chín sớm và chín muộn mà không quan tâm về hình thái. Watt,
căn cứ vào vụ trồng ở Ấn Độ chia thành lúa thu và lúa đông.
- Theo mùa vụ gieo cấy trong năm và thời gian sinh trƣởng, ngƣời Trung Quốc
chia lúa trồng thành lúa sớm và lúa muộn hoặc lúa xuân và lúa mùa.
- Theo điều kiện tƣới và gieo cấy, chia lúa trồng thành 2 nhóm là lúa nƣớc và
lúa cạn.
- Dựa vào cấu tạo hạt, Komik và Atefeld chia lúa ở Indonesia thành lúa tẻ và
lúa nếp.
7
1.2. Giá trị kinh tế của cây lúa ở Việt Nam
Ở Việt Nam, lúa gạo đóng vai trò quyết định vấn đề cung cấp lƣơng thực
cho cả nƣớc và chi phối sâu sắc sự phát triển kinh tế quốc dân. Từ đó, Chính phủ
đã đề ra các chính sách phát triển nông nghiệp nói chung và lúa gạo nói riêng
nhƣ: chính sách đầu tƣ vật chất kỹ thuật thích đáng về thuỷ lợi, giống lúa, thâm
canh, quảng canh lúa qua từng thời kỳ. Lúa gạo đã đƣợc đƣa vào 2 trong 3
chƣơng trình kinh tế lớn của quốc gia (nhƣ văn kiện Đại hội Đảng toàn quốc
tháng 12/1986 đã nêu). Nhờ đó, từ năm 1989 đến nay kim ngạch xuất khẩu gạo
đã không ngừng tăng, mang lại nguồn thu ngoại tệ lớn góp phần không nhỏ cho
công cuộc đổi mới và xây dựng đất nƣớc. Cũng do thực hiện thực hiện chƣơng
trình lƣơng thực, Việt Nam từ nƣớc nhập lƣơng thực hàng năm khoảng 1 triệu
tấn thành nƣớc xuất khẩu 3-4 triệu tấn gạo hàng năm[20].
1.3. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và Việt Nam
1.3.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới
Theo Tổ chức Lƣơng nông Quốc tế FAO, năm 2012 sản lƣợng lúa thế giới
đạt 721 triệu tấn (tƣơng đƣơng 480 triệu tấn gạo) so với 700 triệu tấn năm 2010,
tăng 3%. Sản lƣợng tăng cao do mở rộng diện tích canh tác lên đến 164 triệu ha,
chủ yếu diễn ra ở các nƣớc Châu Á, đặc biệt là ở Trung Quốc, Ấn Độ và
Indonesia là 3 nƣớc chiếm 2/3 sản lƣợng gạo thế giới trên thị trƣờng. Nguyên
nhân do giá lúa tăng vọt đã khiến nông dân mạnh dạn đầu tƣ vƣợt qua trở ngại
bất lợi thời tiết ở nhiều nơi và giá cả đầu vào tăng vọt.
Tại châu Á sản lƣợng lúa đạt 653 triệu tấn, tăng 10% so với năm 2010 do
trúng mùa diễn ra ở Pakistan, Kampuchia, Nepal, Philippines và Việt Nam hoặc
mở rộng diện tích canh tác ở Bangladesh, Trung Quốc, Ấn Độ, Pakistan và Việt
Nam. Nhƣng cũng có nƣớc mất mùa nhƣ Indonesia, Hàn Quốc, Miến Điện, Sri
Lanka và Thái Lan.
Tại châu Phi sản lƣợng cũng đạt 25,5 triệu tấn, tăng 1% so với
năm 2010 do đƣợc mùa ở Ai Cập, Guinea, Nigeria a Sierra Leone. Nhƣng mất
8
mùa cũng diễn ra ở Mali và Madagascar. Châu Mỹ La-tinh và vịnh Caribea cũng
đƣợc mùa ở các nƣớc ngoại trừ Ecuador và Peru. Những châu lục khác nhƣ Úc,
Nga và Mỹ sản lƣợng giảm chút ít.
Năm 2014, thƣơng mại lúa gạo thế giới tƣơng đối bình ổn, không có
những xáo trộn đáng kể xảy ra do mùa màng hoặc biến cố chính trị. Do nhu cầu
của một số nƣớc gia tăng và số lƣợng lúa gạo thặng dƣ tại các nƣớc xuất khẩu,
sự trao đổi lúa gạo thể giới đạt mức kỷ lục 40,2 triệu tấn gạo hay 8% cao hơn
2013.
Tháng 2/2014, Chính phủ quân nhân Thái Lan hủy bỏ chƣơng trình trợ giá
gạo lớn lao của Chính phủ trƣớc, thúc đẩy xuất khẩu gạo tồn kho, hạ thấp giá để
giúp nƣớc này phục hồi ngành xuất khẩu truyền thống và đã trở lại ngôi vị xuất
khẩu gạo hạng nhất trong 2014 (bảng 1.1).
Bảng 1.1: Sản lƣợng gạo xuất khẩu và dự trữ gạo
tại một số nƣớc trên thế giới
Quốc gia
Sản lƣợng gạo
(triệu tấn)
Xuất khẩu gạo
(triệu tấn)
Gạo tồn trữ
(triệu tấn)
Năm
2013
2014
2013
2014
2014
Thế giới
497,5
496,6
37,3
40,2
177,5
Trung Quốc
140,7
141,7
0,5
0,3
99,9
Ấn Độ
106,5
103,5
10,5
9,5
23,5
Indonesia
44,9
44,0
-
-
6,4
Việt Nam
29,3
29,7
6,7
6,2
5,2
Thái Lan
25,2
24,8
6,6
10,5
17,0
Brazil
7,9
8,1
0,8
0,9
1,0
Hoa Kỳ
6,8
6,7
3,6
3,5
0,7
Pakistan
6,1
7,0
3,5
3,3
1,0
(Nguồn: Tiên đoán FAO Tháng 12-2014)
9
Theo thống kê của FAO năm 2014, trong 2 năm 2013 và 2014 sản lƣợng
gạo trên thế giới giảm (0,9 triệu tấn) nhƣng xuất khẩu gạo tăng (2,9 triệu tấn).
Lƣợng gạo tồn trữ của thế giới tính đến năm 2014 là 177,5 triệu tấn. Trong một
số quốc gia trồng lúa quan trong trên thế giới thì Trung Quốc hiện là nƣớc dẫn
đầu về sản lƣợng gạo (141,7 triệu tấn), và Thái Lan là nƣớc dẫn đầu về xuất
khẩu gạo (10,5 triệu tấn).
Theo dự đoán của Cơ quan FAO, trao đổi lúa gạo sẽ giảm bớt 0,7% trong
2015. Giá gạo thế giới thấp nhất kể từ 2008. Các nƣớc nhập khẩu chính vẫn là
Trung Quốc, Indonesia, Philippines, Bangladesh, Sri Lanka và Châu Phi.
Mặc dù sản lƣợng lúa của thế giới không ngừng tăng lên trong những
năm vừa qua nhƣng năng suất và chất lƣợng gạo còn thấp, chƣa đảm bảo đƣợc
an ninh lƣơng thực toàn cầu. Ở Châu Phi, có rất nhiều nƣớc đang trong tình
trạng thiếu lƣơng thực nghiêm trọng. Bên cạnh đó, diễn biến thời tiết khí hậu có
tính chất rất phức tạp nhƣ lũ lụt, hạn hán làm ảnh hƣởng đến nền sản xuất
nông nghiệp, nhất là ngành sản xuất lúa gạo. Vì vậy, việc lựa chọn những giống
lúa phù hợp với từng vùng, từng địa phƣơng là rất quan trọng.
1.3.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam
Ở Việt Nam, sản xuất lúa gạo giữ vai trò quan trọng trong nền sản xuất
nông nghiệp, chiếm gần 50% GDP. Gần đây diện tích đất trồng lúa có xu hƣớng
giảm xuống nhƣng sản lƣợng lúa gạo không ngừng tăng lên, bởi hiện nay năng
suất lúa tăng cao. Năng suất lúa bình quân của Việt Nam vào khoảng 48,9 tạ/ha
xếp thứ hai sau Indonesia. Diện tích trồng lúa Việt Nam là 7326,2 nghìn ha xếp
thứ hai sau Trung Quốc.
Từ năm 1990 đến nay, sản lƣợng lúa gạo Việt Nam liên tục tăng trƣởng
nhờ có các giống lúa mới, ngắn ngày đáp ứng cho nhu cầu mở rộng diện tích
canh tác hàng năm. Các biện pháp kỹ thuật canh tác tốt đƣợc áp dụng trên phạm
vi rộng, sản lƣợng và năng suất/đơn vị diện tích (ha) tăng đáng kể Tất cả
những yếu tố trên đã làm nên sản lƣợng lúa đứng vào thứ hạng của thế giới. Sản
10
lƣợng lúa nƣớc ta có 19,23 triệu tấn (năm 1990) nhƣng đến năm 2000 đã đạt
32,51 triệu tấn. Năng suất và diện tích canh tác tăng liên tục hàng năm đã giúp
Việt Nam lần đầu tiên đạt sản lƣợng ở mức 42,31 triệu tấn vào năm 2011; 43,7
triệu tấn vào năm 2012 (Bảng 1.2).
Bảng 1.2: Diện tích trồng lúa và tổng sản lƣợng lúa từ 1990-2012
Năm
1990
1995
2000
2005
2010
2011
2012
Diện tích(triệu ha)
6,04
6,77
6,67
7,33
7,49
7,65
7,75
Sản lƣợng(triệu tấn)
19,23
24,97
32,51
35,64
39,99
42,31
43,7
Năng suất(tạ/ha)
31,8
36,9
42,4
48,9
53,4
55,3
56,0
(Nguồn: Báo điện tử Đảng Cộng Sản Việt Nam tháng 4/2014)
Năm 2014, Việt Nam xuống vị trí thứ ba xuất khẩu gạo thế giới, sau Thái
Lan và Ấn Độ (Bảng 1.1). Năm 2014, thị trƣờng lúa gạo Việt Nam có một số sự
kiện nổi bật. Chính phủ cho phép bổ sung Vinafood 1 (Tổng công ty Lƣơng thực
miền Bắc) cùng Vinafood 2 (Tổng công ty Lƣơng thực miền Nam) làm đầu mối
giao dịch hợp đồng tập trung tại các thị trƣờng Philippines, Indonesia và
Malaysia. Cạnh tranh xuất khẩu gạo vào Trung Quốc ngày càng tăng thêm, Việt
Nam chiếm hơn nửa thị trƣờng này, bên cạnh Pakistan, Thái Lan và
Myanmar.Theo FAO dự đoán, sau khi xuất khẩu đƣợc 6,2 triệu tấn gạo trong
2014, Việt Nam có thể xuất khẩu 6,9 triệu tấngạo trong 2015 do đƣợc mùa năm
qua, mà phần lớn đến các nƣớc nhập khẩu chủ yếu: Trung Quốc, Philippines và
Đông Nam Á. Thái Lan sẽ tiếp tục vai trò dẫn đầu xuất khẩu gạo thế giới ở tầm
mức cao hơn, khoảng 11 triệu tấn gạo, do họ còn gạo tồn kho khá lớn.
1.4. Nghiên cứu đa dạng di truyền thông qua chỉ thị phân tử SSR ( Simple
Sequence Repeats).
SSR hay còn gọi là vi vệ tinh, là những đoạn trình tự DNA đơn giản lặp
lại nối tiếp và chỉ gồm 1 - 6bp. Trong cấu trúc gen của sinh vật nhân chuẩn, có
những đoạn DNA gồm những đoạn trình tự giống nhau và lặp lại.
Có các trình tự lặp lại :
11
- Lặp lại hoàn toàn: các đơn vị lặp lại xếp nối tiếp nhau [13],[14].
- 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.
Thông thƣờng, các SSR có mặt chủ yếu ở các vùng dị nhiễm sắc của
nhiễm sắc thể nhƣ vùng tâm động hoặc các đầu mút, chúng giữ vai trò quan
trọng trong việc điều hoà phiên mã đối với các gen hoạt động ở vùng nguyên
nhiễm sắc, góp phần làm tăng tính ổn định cơ học của nhiễm sắc thể trong các
quá trình phân bào và có thể chứa đựng những thông tin di truyền liên quan đến
sự xác định giới tính ở cả động vật và thực vật.
Bản chất đa hình của SSR có thể đƣợc 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 đƣợc phát hiện bởi
sự nhân đoạn DNA nhờ phản ứng PCR. Kích thƣớc của sản phẩm PCR đƣợc 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 lƣợng (DTL).
Ưu điểm và hạn chế của chỉ thị SSR
Thuận lợi to lớn của việc phân tích chỉ thị SSR là phƣơng pháp này biểu
hiện số lƣợng lớn sự đa hình.
SSR là marker đồng trội, do đó dị hợp tử có thể dễ dàng đƣợc 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 nhƣ 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 (Schlotterer et al., 1994). SSR là công cụ
12
hữu hiệu để chọn lọc giống, đa dạng hóa về các vật liệu di truyền và dùng
trong thiết lập bản đồ di truyền.
Hạn chế của chỉ thị này là cần nhiều bƣớc tiến hành, cần thiết kế các cặp
mồi chính xác và tƣơng ứng với hai đầu của đoạn DNA chứa trình tự lặp lại.
Bên cạnh đó, quá trình thiết kế primer quá đắt, mỗi loại primer chỉ đặc trƣng
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.
Trong nghiên cứu này chúng tôi chọn chỉ thị SSR cho nghiên cứu đánh
giá đa dạng di truyền của giống lúa ƣu tú để lựa chọn và tạo ra giống có năng
suất cao, phẩm chất tốt nhất phục vụ cho chọn giống.
1.5. Tình hình nghiên cứu đa dạng di truyền lúa trên thế giới và ở Việt Nam
1.5.1. Tình hình nghiên cứu đa dạng di truyền lúa trên thế giới
Tác giả Olufowote et al.,(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 phƣơng có mức độ đa dạng, hỗn tạp và dị hợp tử cao hơn các
giống lúa cải tiến. Cả hai phƣơng pháp đều cho thấy số lƣợng các alen ở các
giống lúa địa phƣơng 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 lƣợng các
alen 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 alen dị hợp tử ở lúa[15].
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 et al., 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)[16].
Năm 2009, Kibria K và cộng sự đã đánh giá đa dạng di truyền các giống
lúa thơm bằng cách sử dụng các marker SSR và RAPD. Ba mồi SSR là RM223,
RM342A và RM515 đã thu đƣợc 46 băng, trong đó số alen trung bình dao động
từ 1,78 đến 2,49. Mồi RM223 cho thấy mức độ đa hình cao nhất là 66,67%.
13
Ngoài ra tác giả còn sử dụng 15 mồi RAPD, trong đó có 3 mồi OPA-02, OPA-
10 và 67AB10G7 tạo ra 32 băng đa hình và 2 băng đơn hình, riêng mồi OPA-02
và 67AB10G7 thu đƣợc tất cả các băng đa hình. Kết quả phân tích SSR cho thấy
khoảng cách di truyền cao nhất giữa các giống lúa thơm là 2,306 và khoảng cách
di truyền cao nhất khi dùng các marker RAPD là 0,7634. Kết quả của nghiên
cứu này sẽ là công cụ hữu ích để chọn dòng bố mẹ cho việc phát triển công tác
chọn giống[13].
Tác giả Malik Ashiq (2010), đã tiến hành đánh giá đa dạng di truyền giữa
các giống lúa truyền thống và giống lúa đã đƣợc cải tiến ở Pakistan. Nghiên cứu
đƣợc thực hiện trên hai giống lúa Basmati thơm và không thơm thuộc nhóm lúa
Indica.Tổng số 41 dòng đƣợc đƣa vào đánh giá bởi 30 marker SSR đƣợc phân
bố trên khắp bộ gen của lúa. Kết quả phân tích thu đƣợc tổng số 104 alen và tất
cả đều đa hình, hệ số alen dao động 2 - 6 alen, trung bình 3,5 alen/marker, hệ số
PIC dao động từ 0,259-0,782 (trung bình là 0,571). Sau khi số liệu đƣợc phân
tích bằng phần mềm UPGMA, 41 giống lúa đã đƣợc chia thành 2 nhóm chính:
Nhóm I gồm có 22 giống (15 giống lúa thơmBasmati 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 đƣợc 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 lƣợng cao vì lợi ích của cả ngƣời nông dân và ngƣời tiêu dùng.
Theo Singh Balwant (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[19].
Theo Shahid Masood Shah (2013), Sử dụng marker phân tử đánh giá đa
dạng di truyền của 40 giống lúa thơm và không thơm bằng chỉ thị SSR, 40 giống
14
lúa này đƣợc đánh giá bởi 24 mồi. Kết quả cho thấy có tổng cộng 66 alen và hệ
số alen dao động từ 2-4, trung bình là 2,75 alen/marker, hệ số PIC dao động từ
0,4250 (RM252) đến 0,9750 (RM315). Hệ số PIC trung bình của 24 cặp mồi
nghiên cứu trên 40 giống lúa là 0,6472. Kết quả phân tích đa dạng di truyền với
hệ số tƣơng đồng, 40 giống lúa đƣợc chia thành 3nhóm khác biệt. Kết quả này
đƣợc sử dụng hữu ích cho việc theo dõi, xác định kiểu gen và bảo vệ giống
lúa[18].
Harsh Bansal (2013), sử dụng chỉ thị phân tử đánh giá đa dạng di truyền
của 20 giống lúa (đƣợc thu thập từ phòng di truyền học, Viện nghiên cứu Nông
nghiệp Ấn Độ) bằng chỉ thị RAPD và chỉ thị SSR. Sử dụng 20 mồi RAPD thu
đƣợc 116 băng trong đó có 114 băng đa hình. Sản phẩm sau khi khuếch đại thu
đƣợc 4-7 băng, trung bình 5,8 băng/marker, hệ số PIC dao động từ 0,33-0,88. Sử
dụng 20 mồi SSR tạo ra 65 alen, trung bình 3,2 alen/marker, hệ số PIC dao động
từ 0,62-0,97. Kết quả phân tích hệ số tƣơng đồng di truyền đƣợc chia thành hai
nhóm là Nhóm I và nhóm II (đƣợc chia thành 2 nhóm phụ: Nhóm phụ I: gồm 17
giống trong khi nhóm phụ II: Gồm có 2 giống). Dựa vào những kết quả đƣợc tạo
ra từ nghiên cứu này đƣợc sử dụng để tối ƣu hóa để lựa chọn bố mẹ đa dạng và
mở rộng cơ sở giống cây cho các chƣơng trình nhân giống lúa trong tƣơng
lai[12].
1.5.2. Tình hình nghiên cứu đa dạng di truyền lúa ở Việt Nam
Lịch sử hàng ngàn năm của ngƣời Việt Nam gắn với nền văn minh lúa
nƣớc nên đƣợc coi là trung tâm khởi nguyên của cây lúa. Tài nguyên di truyền
lúa nƣớc Việt Nam đƣợc đánh giá là phong phú cả về số lƣợng và chất lƣợng.
Những công trình nghiên cứu về đa dạng di truyền và phân loại một cách có hệ
thống lúa trồng ở Việt Nam còn hạn chế. Tuy nhiên, trong những năm gần đây
các nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu quan tâm nhiều hơn đến vấn đề đánh
giá đa dạng tài nguyên lúa để phục vụ cho việc chọn lai tạo ra các giống mới có
năng suất chất lƣợng cao và khả năng chống chịu tốt.
15
Kết quả nghiên cứu đa dạng di truyền của 101 giống lúa địa phƣơng bằng 9 locus
thuộc 5 enzim. Kết quả cho thấy, trong số các giống thu từ huyện Nho Quan –
Ninh Bình và huyện Đà Bắc – Hòa Bình thì có 44 giống (chiếm 43,6%) thuộc
lúa Indica và 57 giống (56,4%) thuộc lúa Japonica (Trần Danh Sửu và cộng sự,
2004)[5].
Năm 2004, Nguyễn Đức Thành và cộng sự đã sử dụng 9 mồi RAPD
(OPB8, OPB9, OPB11, OPB12, OPB13, OPC4, OPC6, OPC19, 0PC20) chạy
PCR với DNA genome của 15 dòng lúa thu đƣợc 341 băng đa hình. Trong đó
dòng Japonica thể hiện sự khác nhau rất rõ đối với các dòng Indicacòn lại. Do
đó hệ số tƣơng đồng rất thấp ở mức độ 0,03. Các dòng Indica có hệ số có hệ số
tƣơng đồng di truyền là 0,35. Dựa vào các kết quả của thí nghiệm trên có thể
thiết lập đƣợc các cặp lai cho ƣu thế lai cao phục vụ cho công tác chọn tạo
giống[6].
Theo tác giả Lƣu 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[8].
Năm 2010, tác giả Khuất Hữu Trung và Nguyễn Thị Phƣơng Đoài đã sử
dụng chỉ thị SSR để nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn nguồn gen lúa Tám
đặc sản bản địa của Việt Nam. Kết quả nghiên cứu đã cho thấy tập đoàn lúa
Tám nghiên cứu khá đa dạng: phân tích 36 cặp mồi SSR trên 26 giống lúa Tám
thu đƣợc tổng số 938 băng ADN thuộc 88 loại alen khác nhau (trung bình 2,44
alen/cặp mồi). Hệ số PIC dao động từ 0 đến 0,65 (trung bình 0,27). Các giống
lúa Tám nghiên cứu có độ thuần di truyền khá cao, tỉ lệ dị hợp tử trung bình của
cả tập đoàn là 0,86. Hệ số tƣơng đồng di truyền của các giống trong tập đoàn
nghiên cứu dao động trong khoảng 0,14-1,00. Ở mức tƣơng đồng di truyền 40%,
tập đoàn 26 giống lúa Tám thơm đƣợc chia thành 3 nhóm lớn. Trong đó, hai
16
giống Tám Nghĩa Hồng và Tám con có kiểu gen giống nhau ở cả 36 locus
nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu rất có ý nghĩa phục vụ công tác nghiên cứu lai,
chọn tạo giống lúa chất lƣợng (Khuất Hữu Trung và Nguyễn Thị Phƣơng Đoài,
2010).
Tiếp đó, Khuất Hữu Trung và cộng sự cũng đã sử dụng 29 cặp mồi SSR
để nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn 27 nguồn gen lúa nếp, lúa nƣơng bản
địa ở Việt Nam. Kết quả thu đƣợc 96 loại alen, hệ số PIC dao động từ 0 đến
0,808. Trong số 96 alen thu đƣợc, xuất hiện 8 alen hiếm (trung bình 0,27 alen
hiếm trên mỗi locut) ở 5 cặp mồi khác nhau: cặp mồi RM241 xác định đƣợc 3
alen hiếm nhân dạng đƣợc các giống Ka tiêu, Plẩu tâu đằng dạng 2 và Nếp
cẩm đen; cặp mồi RM229 xác định đƣợc 2 alen hiếm nhận dạng đƣợc giống
Nếp lùn và Kháu căm pị; các cặp mồi RM13, RM172 và RM318, xác định
đƣợc 1 alen hiếm trên mỗi locut nhận dạng đƣợc các giống Lia tón, Tan lanh
và Nếp cẩm tƣơng ứng. Các kết quả thu đƣợc rất hữu ích trong việc xác định
nguồn gen phục vụ cho công tác bảo tồn, khai thác và sử dụng có hiệu quả
các nguồn gen lúa nếp, lúa nƣơng của Việt Nam (Khuất Hữu Trung và cộng
sự., 2010)[9].
Năm 2011, Trần Danh Sửu và cộng sự 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 DNA đa
hình tại 46 locut. Trong đó, 18 locut SSR cho nhận dạng đặc trƣng với 28 alen
duy nhất của 16 giống trong số 45 giống lúa nếp nghiên cứu. Hệ số tƣơng 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) vàNếp quắn (7060). Trong số 45 giống lúa nếp
đƣợc nghiên cứu, 43 giống thuộc loài phụ Japonica và 2 giống (Nếp nõn tre và Nếp
hạt chanh) thuộc loài phụ Indica dựa trên DNA lục lạp[6].
17
Năm 2012, Vũ Thị Thu Hiền và Phạm Văn Cƣờng đã phân tích đa dạng di
truyền của 64 dòng/giống lúa đang canh tác trong điều kiện nhờ nƣớc trời thông
qua sự có mặt và mức độ đa hình của các chỉ thị phân tử SSR. Bằng việc sử
dụng 34 chỉ thị phân tử SSR, có 8 chỉ thị không cho xuất hiện vạch ở tất cả các
dòng/giống; 2 chỉ thị xuất hiện vạch đơn hình; 24 chỉ thị còn lại xuất hiện đa
hình với tổng số 90 alen chiếm tỷ lệ trung bình 3,75 alen trên một locus. Kết quả
phân tích đa dạng di truyền với hệ số tƣơng đồng là 0,65 đã phân chia nguồn vật
liệu thành 7 nhóm chính. Số lƣợng lớn các dòng/giống thuộc hai nhóm có hai
giống đối chứng chịu hạn là CH5 và LC93-1.Kết quả này bƣớc đầu cho thấy các
dòng/giống có khả năng chịu hạn tƣơng tự nhƣ hai giống đối chứng thông qua
biểu hiện ở cấp độ phân tử DNA. Thông tin các chỉ thị SSR đa hình giữa các
dòng/giống rất có giá trị trong chọn giống lúa chịu hạn nhờ chỉ thị phân tử[2].
Trần Thị Lƣơng và cộng sự (2013). Nghiên cứu quan hệ di truyền các
giống lúa đặc sản, chất lƣợng ở Việt Nam là vấn đề rất quantrọng trong việc
quản lý, bảo tồn nguồn gen, xác định giống cây trồng mới. Trong nghiên cứu
này, 60 giống lúa đã đƣợc chọn lựa để nghiên cứu với 40 chỉ thị SSR.
Tổng cộng có 180 alen đƣợc phát hiện bởi33 chỉ thị cho đa hình với trung
bình 5,45 alen/locut. Trong số 33 locus đa hình, tìm thấy 61 alen hiếmvà 14
alen đặc trƣng ở 11 locus. Kết quả cho thấy, các alen đặc trƣng có thể nhận dạng
đặc điểm phân tử, DNA của 12 giống lúa nghiên cứu. Hệ số đa hình di truyền
(PIC) dao động từ 0,06 đến 0,83 với giá trị trung bình là 0,6. Hệ số tƣơng đồng
di truyền của 60 giống lúa nghiên cứu dao động từ 0,056 đến 0,77; hai giống có
hệ số tƣơng đồng di truyền thấp nhất là Jamin 85 (DS28) và LC93-1; hai giống
có hệ số tƣơng đồng di truyền cao nhất là Q5ĐB (DS42) và KDĐB (DS43). Các
số liệu thu đƣợc trong nghiên cứu nàycung cấp những thông tin quan trọng cho
việc nghiên cứu chọn tạo các giống lúa đặc sản và chất lƣợng bằng phƣơng pháp
truyền thống và phƣơng pháp phân tử[4].
18
CHƢƠNG II. VẬT LIỆU, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệunghiên cứu
Vật liệu nghiên cứu là 23 dòng/giống lúa ƣu tú đƣợc chọn tạo và nhập nội do
Công ty Giống cây trồng Trung Ƣơng cung cấp (Bảng 2.1).
Bảng 2.1. Danh sách 23 mẫu giống lúa ƣu tú nghiên cứu
STT
Tên
mẫu
Kí hiệu
mẫu
STT
Tên
mẫu
Kí hiệu
mẫu
1
NSC46
S46
13
NSC58
S58
2
NSC47
S47
14
NSC59
S59
3
NSC48
S48
15
NSC60
S60
4
NSC49
S49
16
NSC61
S61
5
NSC50
S50
17
NSC62
S62
6
NSC51
S51
18
NSC63
S63
7
NSC52
S52
19
NSC64
S64
8
NSC53
S53
20
NSC65
S65
9
NSC54
S54
21
NSC66
S66
10
NSC55
S55
22
NSC67
S67
11
NSC56
S56
23
NSC68
S68
12
NSC57
S57
Trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng 26 cặp mồi SSR để phân tích
thuộc các locus RM đƣợc chọn lọc từ 2240 cặp mồi, do hãng invitrogen cung
cấp dựa vào các thông tin về trình tự, kích thƣớc, số alen chuẩn trên mỗi locus,
vị trí phân bố của các locus ở trên 12NST khác nhau (bảng 2.2).