Do vậy, xuất phát từ những hiểu biết về đa dạng di truyền, để khai thác được nguồn gen quý phục vụ cho chọn giống chúng tôi tiến hành thực nghiệm đề tài nghiên cứu: “Đánh giá đa dạng dì
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH-KTNN
KHÓA LUÂN TỐT NGHIÊP ĐAI HOC • • • •
Chuyên ngành: Dỉ truyền phân tử
Ngưòi hướng dẫn khoa học TS
KHUẤT HỮU TRUNG
HÀ NỘI – 2015
■Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu do tôi thực hiện dưới sự hướng 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
Trang 2cá 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
Khương Thị Bích
Tôi xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn, sự cảm kích sâu sắc đến TS Khuất Hữu Trung
đã dành nhiều thòi gian, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình học tập nghiên cứu đề tài
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thảnh tới đội ngũ cán bộ Bộ môn Kỹ thuật di truyền - viện Di truyền Nông nghiệp đã nhiệt tình chỉ bảo, hướng dẫn kỹ thuật, cung cấp cho tôi những thông tin và tài liệu bổ ích giúp tôi hoàn thành luận văn này
LỜI CAM ĐOAN
Trang 3Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tói quý thầy giáo, cô giáo khoa Sinh - KTNN Trường Đại học Sư 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 tói những người thân trong gia đình luôn ở bên cạnh tôi, giúp đỡ, động viên tôi; cảm ơn những người 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
Khương Thị Bích
LỜI CẢM ƠN
Trang 4DANH MUC CÂC CHCTVIÉT TÂT
DANH MỤC BẢNG BIẺU& HÌNH ẢNH Danh mục bảng
Bảng 1.1: Sản lượng gạo xuất khẩu và dự trữ gạo tại một số nước trên thế giới
8
MỤC LỤC
AFLP: Amplified fragment length polymorphism
CTAB: Cetyl trimetyl amonium bromit
DNA: Deoxyribonucleic acid
dNTP: Dideoxyribo nucleozit triphosphat
FAO: The World FoodOrganization
IRRI: International Research Ricelnstitute
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
Trang 5MỞ ĐẦU
1 Lí do chọn đề tài
Lúa gạo là cây lương thực lâu đời nhất có tầm quan trọng đặc biệt đối vói hơn một nửa dân số thế giói Lúa gạo được trồng ở nhiều nơi ừên thế giới, có diện tích gieo trồng đứng thứ hai sau lúa mì Tổng sản lượng 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 nước trong tổng số 15 nước trồng lúa với diện tích hơn 1 triệu ha)
Ở Việt Nam, vói vị trí địa lí và điều kiện khí hậu thuận lọi nước ta là một trong những nước có truyền thống về lúa nước cổ xưa nhất thế giới Dân số nước
ta hiện có hơn 80 triệu người và 100% người Việt sử dụng lúa gạo làm lương thực chính Nông nghiệp trồng lúa nước vừa đảm bảo an ninh lương thực quốc gia, vừa
là cơ sở kinh tế sống còn của đất nước Vì vậy, lúa có vai trò vô cùng quan trọng trong nền kinh tế quốc dân
Với lịch sử lâu đời về trồng lúa, nước ta có một nguồn gen lúa tự nhiên YÔ 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 càn 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 được trong sinh học phân tử đã cung cấp những công cụ thích họp 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 được đánh giá là có nhiều ưu điểm hơn
so với các chỉ thị khác, đơn giản ữong 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
5
Trang 6Nghiên 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 những hiểu biết về đa dạng di truyền, để khai thác được nguồn gen quý phục vụ cho chọn giống chúng tôi tiến hành thực nghiệm đề tài nghiên cứu: “Đánh giá đa dạng dì truyền tập đoàn giống lúa ưu tú (NSC46 - NSC68) bằng chỉ thị phân tửSSR”.
2 Mục đích nghiền cứu
Nghiên cứu đa dạng di truyền giữa các giống lúa nghiên cứu,xác định các alen đặc trưng, alen hiếm để nhận dạng chính xác các nguồn gen ưu tú phục vụ cho nghiên cứu chọn và lai tạo giống và định hướng phát triển giống lúa thuần năng suất cao, chất lượng tốt Đánh giá đa dạng di truyền kết họp 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 ưu tú có năng suất cao, chất lượng tốt, có khả năng chống chịu với các điều kiện bất lợi của môi trường, 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 ưu tú NSC46 - NSC68 bằng chỉ thị phân tử SSR
- Thu mẫu lúa NSC
- Xử lí mẫu, tách chiết DNA
Trang 7Hiểu 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.
Phân tích đa dạng di truyền có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định các alen hiếm, alen đặc trưng để nhận dạng chính xác các nguồn gen ưu tú phục vụ nghiên cứu lai tạo giống và định hướng cho công tác thu thập bảo tồn đa dạng nguồn gen lúa ở mức phân tử
4.2 Ỷ 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 trường sống và cơ cấu sản xuất lúa trong các vùng ở Việt Nam
CHƯƠNG 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 giói, là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giói, cùng với ngô (Zea maysL.),
lúa mì (Triticum sp.), sắn (Manihot esculenta Crantz) và khoai tây ị Solanum tuberosum L.). Người ta cho rằng lúa là một cây trồng cổ, có vai trò quan trọng trong đòi sống và lịch sử phát triển của hàng ngàn triệu người 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 lưu sông Dương 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, nhưng xét về phương diện sinh thái, sinh học thì cây lúa và nghề trồng lúa đã có từ lâu đòi gắn liền với lịch sử phát triển của loài người, nhất là ở Châu Á
về nguồn gốc thực vật, trên thế giới có hai loài lúa trồng được xác định tò
thời cổ đại cho đến ngày nay Thứ nhất là lúa trồng Châu Á (Oryza sativa), nguồn
7
Trang 8gốc 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 phương pháp phân tích hiện đại dựa trên cơ sở phân tích phóng xạ Thứ hai là loài lúa trồng Châu Phi(Oryza glaberrỉma), được xác định có nguồn gốc ở thung lũng thượng nguồn sông Niger (nay thuộc Mali)
Trước đây có 4 giả thuyết về xuất xứ đàu 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 đưa ra kết luậnrằng lúa ữồng ở Châu Á có thể bắt nguồn từ nhiều địa điểm một cách độc lập và đồng bộ, vì những nơi này có nhiều loài lúa dại và lúa ữồng cùng sống trong một môi trường
Mặc dù có nhiều tranh luận về nguồn gốc ban đàu của loài lúa trồng Châu
Á, mỗi bước dựa vào tư liệu truyền thuyết hay những tư liệu khảo cổ về niên đại xuất hiện cây lúa hay hạt lúa để cho rằng nước 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 ữồng 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 Dương Tử của Trung Quốc Nhưng tùy thuộc vào đồng hồ phân tử được sử dụng bởi các nhà khoa học, thời gian xuất hiện cây lúa trồng đầu tiên ở Châu Á cách nay từ 8.200
8
Trang 9năm 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 nước 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 đòi ở nước ta Đó là một trong những yếu tố quan ữọng xác định cây lúa có nguồn gốc ở Việt Nam Giáo sư Phạm Hoàng Hộ cũng tin tưởng miền Bắc Việt Nam là một trung tâm nguồn gốc lúa trồng của thế giới (2000) (theo Trần Văn Đạt 2005)[1]
9
Trang 101.1.2 Phân loại cây lúa
Phân loài/thứ (subspecies):
cây lúa thuộc:
Lúa Châu Phi (oryza glaberima)
Lúa nhiệt đới: oryza sativa var ỉndỉca
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 Indỉca (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 trưởng, Roxburg chia ra các giống lúa ữồng 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 trưởng, người Trung Quốc chia lúa ưồng thành lúa sớm và lúa muộn hoặc lúa xuân và lúa mùa
- Theo điều kiện tưới và gieo cấy, chia lúa trồng thành 2 nhóm là lúa nước và lúa cạn
- Dựa vào cấu tạo hạt, Komik và Atefeld chia lúa ở Indonesia thành lúa tẻ và lúa nếp
Trang 111.2 Giá trị kinh tế của cây
lúa ở Việt Nam
Ở Việt Nam, lúa gạo
đóng vai trò quyết định vấn
đề cung cấp lương thực cho
cả nước 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 như:
chính sách đầu tư vật chất
kỹ thuật thích đáng về thuỷ
lợi, giống lúa, thâm canh,
quảng canh lúa qua từng
thời kỳ Lúa gạo đã được
đưa vào 2 trong 3 chương
trình kinh tế lớn của quốc
gia (như 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
1.3.1 Tình hình sản xuất lúa trên thế giới
Theo Tổ chức Lương nông Quốc tế FAO, năm 2012 sản lượng lúa thế giới đạt 721 triệu tấn (tương đương 480 triệu tấn gạo) so với 700 triệu tấn năm 2010, tăng 3% Sản lượng tăng cao do
mở rộng diện tích canh tác lên đến 164 triệu ha, chủ yếu diễn ra ở các nước Châu Á, đặc biệt là ở Trung Quốc, Ân Độ và Indonesia là 3 nước chiếm 2/3 sản lượng gạo thế giói ữên thị trường Nguyên nhân do giá lúa tăng vọt đã khiến nông dân mạnh dạn đầu tư vượt qua trở ngại bất lợi thời tiết ở nhiều nơi và giá cả đầu vào tăng vọt.Tại châu Á sản lượng 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 Nhưng cũng có nước mất mùa như Indonesia, Hàn Quốc, Miến Điện, Sri Lanka và Thái Lan
Tại châu Phi sản lượng cũng đạt 25,5 triệu tấn, tăng 1% so vói năm 2010 do được mùa ở Ai Cập, Guinea, Nigeria a Sierra Leone Nhưng mất mùa cũng diễn ra ở Mali và Madagascar Châu
Trang 12Mỹ La-tinh và vịnh Caribea
cũng được mùa ở các nước
ngoại trừ Ecuador và Peru
ra do mùa màng hoặc biến
cố chính trị Do nhu cầu của
một số nước gia tăng và số
lượng lúa gạo thặng dư tại
các nước 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 chương trình trợ giá gạo lớn lao của Chính phủ trước, thúc đẩy xuất khẩu gạo tồn kho, hạ thấp giá để giúp nước 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 lượng gạo xuất khẩu và dự trữ
gạo tại một số nước trên thế giói
Theo thống kê của FAO năm 2014, trong 2 năm 2013 và 2014 sản lượng gạo trên thế giới
Quốc gia
Sản lượng gạo (triệu tấn)
Xuât khâu gạo (triệu
tấn)
Gạo tôn trữ (triệu tấn)
Trang 13giảm (0,9 triệu tấn) nhưng
xuất khẩu gạo tăng (2,9
triệu tấn) Lượng 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 nước dẫn đầu về sản
lượng gạo (141,7 triệu tấn),
và Thái Lan là nước dẫn
đầu về xuất khẩu gạo (10,5
triệu tấn)
Theo dự đoán của Cơ
quan FAO, ừao đổi lúa gạo
sẽ giảm bớt 0,7% trong
2015 Giá gạo thế giới thấp
nhất kể từ 2008 Các nước
nhập khẩu chính vẫn là
Trung Quốc, Indonesia,
Philippines, Bangladesh, Sri
Lanka và Châu Phi
Mặc dù sản lượng lúa
của thế giới không ngừng
tăng lên trong những năm
vừa qua nhưng năng suất và
chất lượng gạo còn thấp,
chưa đảm bảo được an ninh
lương thực toàn cầu Ở Châu Phi, có rất nhiều nước đang trong tình trạng thiếu lương thực nghiêm trọng Bên cạnh đó, diễn biến thời tiết khí hậu có tính chất rất phức tạp như lũ lụt, hạn hán làm ảnh hưởng 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 phương là rất quan trọng
1.3.2 Tình hình sản xuất lúa ở Viêt Nam
Ở Việt Nam, sản xuất lúa gạo giữ vai trò quan ữọng trong nền sản xuất nông nghiệp, chiếm gần 50% GDP Gần đây diện tích đất trồng lúa có xu hướng giảm xuống nhưng sản lượng 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 lượng lúa gạo Việt Nam liên tục tăng trưởng nhờ có các giống lúa mới, ngắn ngày đáp ứng cho nhu càu mở rộng diện tích canh tác hàng năm Các biện pháp
kỹ thuật canh tác tốt được áp dụng trên phạm vi rộng, sản lượng và năng suất/đơn vị diện tích (ha) tăng đáng kể Tất cả những yếu tố trên đã làm nên sản lượng lúa đứng vào thứ hạng của thế giới Sản lượng lúa nước ta có 19,23 triệu tấn (năm 1990) nhưng đến năm 2000 đã đạt 32,51
Trang 14triệu tấn Năng suất và diện tích canh tác tăng liên tục hàng năm đã giúp Việt Nam lần đầu tiên đạt sản lượng ở mức 42,31 triệu tấn vào năm 2011; 43,7 triệu tấn vào năm 2012 (Bảng 1.2).
Năm 2014, Việt Nam xuống yị trí thứ ba xuất khẩu gạo thế giói, sau Thái Lan và Ấn Độ (Bảng 1.1)
Năm 2014, thị trường lúa gạo Việt Nam có một số sự kiện nổi bật Chính phủ cho phép bổ sung Vinafood 1 (Tổng công ty Lương thực miền Bắc) cùng Vinafood 2 (Tổng công ty Lương thực miền Nam) làm đầu mối giao dịch hợp đồng tập trung tại các thị trường Philippines, Indonesia và Malaysia Cạnh tranh xuất
khẩu gạo vào Trung Quốc ngày càng tăng thêm, Việt Nam chiếm hơn nửa thị trường này, bên cạnh Pakistan, Thái Lan và Myanmar.Theo FAO
dự đoán, sau khi xuất khẩu được 6,2 triệu tấn gạo trong
2014, Việt Nam có thể xuất khẩu 6,9 triệu tấngạo trong 2015 do được mùa năm qua, mà
phần lớn đến các nước 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
Trang 15- 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
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
độ dài ở locus SSR được phát hiện bởi sự nhân đoạn DNA 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 (DTL) ưu điểm và hạn chế của chỉ thị SSR
Thuận lợi to lớn của việc phân tích chỉ thị SSR là phương pháp này biểu hiện số lượng lớn
hệ F1 sẽ làm cho những phân tích phả hệ, sự lai giống, dòng chảy gen ữở nên dễ dàng hơn (Schlotterer et al., 1994) SSR là công cụ hữu
Trang 16hiệu để chọn lọc giống, đa
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 trưng cho
SSR cho nghiên cứu đánh
giá đa dạng di truyền của
giống lúa ưu 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 «/.,(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 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 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 ah, 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 được
Trang 1746 băng, trong đó số alen
dụng 15 mồi RAPD, ừong
đó có 3 mồi OPA-O2, OPA-
10 và 67AB10G7 tạo ra 32
băng đa hình và 2 băng đơn
hình, riêng mồi OPA-02 và
67AB10G7 thu được 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
giá đa dạng di truyền giữa
các giống lúa truyền thống
và giống lúa đã được cải tiến ở Pakistan Nghiên cứu được thực hiện trên hai giống lúa Basmati thơm và không thơm thuộc nhóm lúa Indicẫ.Tổng
số 41 dòng được đưa vào đánh giá bởi 30 marker SSR được phân bố trên khắp bộ gen của lúa Kết quả phân tích thu được 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 được phân tích bằng phàn mềm UPGMA, 41 giống lúa đã được chia thành 2 nhóm chính: Nhóm I gồm có 22 giống (15 giống lúa thơmBasmati và 5 giống không thơm, hai giống lúa Japonỉca). Nhóm II bao gồm 19 giống lúa không thơm Kết quả nghiên cứu này cũng cho thấy rằng các marker SSR có thể được 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 lượng cao vì lợi ích của cả người nông dân và người tiêu dùng Theo SinghBalwant (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