Chuyên đề tổng quan chọn lọc giống lúa chất lượng

MỤC LỤC BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC (Chuyên đề 2.1) Nội dung 2: Đánh giá đa dạng di truyền tập đoàn lúa địa Việt Nam mức độ phân tử, tuyển chọn 30 giống ưu tú, có độ đa dạng cao phục vụ công tác giải mã genome Chuyên đề 2.1: Tổng quan nghiên cứu chọn tạo giống lúa chất lượng ĐẶT VẤN ĐỀ Lúa gạo loại lương thực chủ yếu giới, có vai trò quan trọng lĩnh vực kinh tế vấn đề an ninh lương thực Lúa trồng rộng khắp từ 30o Nam vĩ tuyến đến 40o Bắc vĩ tuyến Diện tích trồng lúa chiếm khoảng 1/10 diện tích giống trồng giới, khoảng 91% diện trích trồng lúa Châu Á, khoảng 9% lại phân bố Châu Âu, Châu Mỹ, Châu Phi Lúa gạo nguồn lương thực quan trọng cho khoảng 2/3 dân số giới nguồn cung cấp lương thực chủ yếu châu Á Do đó, chương trình chọn tạo giống lúa trọng phát triển nhằm tăng suất chất lượng lúa, đáp ứng nhu cầu tiêu thụ toàn cầu Đặc biệt, nhu cầu giống lúa có chất lượng cao ngày gia tăng thập kỷ gần đây, yêu cầu thị trường nhu cầu người tiêu dùng Gạo có chất lượng cao xác định nhiều yếu tố như: hình dạng hạt, giá trị dinh dưỡng, hương thơm, chất lượng sau chế biến…Trong đó, hương thơm xem đặc tính quan trọng Trong giá gạo giống lúa truyền thống suy giảm, loại lúa gạo đặc sản, loại gạo thơm giữ giá cao ổn định Năm 2006 giá gạo không thơm từ 250 - 300 USD/tấn giá gạo thơm Jasmine 400USD/ giá gạo thơm Basmati bán 850 USD/tấn Do vậy, phát triển loại gạo chất lượng vừa giúp mở rộng thị trường nội địa phục vụ xuất vừa tạo hội để nâng cao hiệu kinh tế cho người nông dân mang ngoại tệ cho đất nước Khi bắt đầu thực cách mạng xanh, hầu hết chương trình chọn giống lúa tập trung phát triển giống lúa có tính trạng chống chịu sâu bệnh cho suất cao Phần lớn giống có mùi thơm thường có suất thấp nên người dân ngừng trồng giống lúa thơm đặc sản địa phương thay chúng giống ngắn ngày, kháng sâu bệnh, suất cao không thơm [8] Điều dẫn đến tổn hại mặt đa dạng di truyền giống lúa thơm, có nhiều giống lúa thơm địa phương bị cạnh tranh thất lạc [7], [22], [48], [8], [19] Hiện nay, chương trình phát triển bảo tồn giống lúa chất lượng vấn đề nhiều nước giới quan tâm Tuy nhiên, việc chọn tạo giống lúa chất lượng phương pháp truyền thống khó khăn, di truyền đa gen tương tác môi trường yếu tố gây khó khăn việc cải tiến tính trạng chất lượng Chọn tạo giống lúa chất lượng đòi hỏi vật liệu ban đầu (dòng bố mẹ) có đa dạng di truyền rộng Những hiểu biết mặt đa dạng di truyền nguồn gen điều kiện tiên để kế tục sử dụng cách có hiệu phương pháp chọn tạo giống lúa chất lượng I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÚA CHẤT LƯỢNG 1.1 Nguồn gốc phân loại lúa Tổ tiên lúa tồn từ đầu kỷ Phấn trắng Vào kỷ này, xuất loại nguyên thuỷ thuộc họ Oryzae, loại Streptochasta Schrad Đến cuối kỷ Phấn trắng xuất loại tre (Bambusa) lúa (Oryza) Một số loại khác xuất muộn vào kỷ thứ ba, thời kỳ phát triển mạnh họ Hoà thảo (Gramineae) Các loài lúa Oryza spp có tổ tiên chung xuất vào thời địa cầu Gondwanaland, sau trái đất tách rời thành năm lục địa [1] Theo Chang (1985): lúa trồng Oryza sativa tiến hoá từ lúa dại hàng năm Oryza nivara Do điều kiện khí hậu, đặc biệt nhiệt độ, lúa Oryza sativa tiếp tục tiến hoá theo ba nhóm: Indica thích hợp với khí hậu nhiệt đới, Japonica thích ứng với khí hậu lạnh Javanica có đặc tính trung gian [13] Tác giả Oka (1988) lại cho Oryza sativa có nguồn gốc từ lúa dại lâu năm Oryza rufipogon [39] Đến năm 2003, nghiên cứu di truyền tiến hoá 101 giống lúa, bao gồm lúa trồng lúa dại, Cheng chia loài lúa trồng Oryza sativa thành hai nhóm tương ứng với hai loài phụ Indica Japonica Trong Oryza rufipogon chia thành bốn nhóm là: nhóm Oryza rufipogon hàng niên ba nhóm Oryza rufipogon đa niên Tác giả giống lúa Japonica có quan hệ gần gũi với nhóm Oryza rufipogon đa niên, giống lúa Indica có quan hệ gần với nhóm lúa Oryza rufipogon hàng niên [16] Ở Châu Phi thấy xuất hai loài lúa dại Oryza longistaminata (đa niên) Oryza brevigulata (hàng niên), nhiều tác giả cho Oryza glaberrima có nguồn gốc từ Oryza breviligulata [1] Cho đến nay, nhiều nhà khoa học đồng ý lúa Glaberrima lúa Sativa có chung nguồn thủy tổ vào thời kỳ lục địa nguyên thuỷ Gondwanaland Sau lục địa tách rời nhau, lúa Sativa Glaberrima tự tiến hoá từ loài lúa dại địa hai châu lục Châu Á Châu Phi (hình 1) [36] Lục địa Gondwanalands Tổ tiên chung Nam Đông Nam Á Lúa dại đa niên Tây Phi Châu O rufipogon O longistaminata Lúa dại hàng niên Lúa trồng Ôn đới O nivara O Sativa O sativa Indica Japonica O breviligulata O glaberrima Nhiệt đới Hình 1: Sơ đồ tiến hoá hai loài lúa trồng Do ảnh hưởng khắc nghiệt môi trường khô hạn, nhiệt độ thay đổi lớn… nhiều loài lúa dại nguyên thủy đa niên trở thành loài lúa hàng niên để thích ứng với phong thổ địa phương, khí hậu gió mùa Về phương diện sinh thái địa dư, lúa châu Á trải qua trình tiến hóa lâu dài để thích ứng với môi trường khác phân chia thành nhóm chính: Indica, Japonica (hay Sinica) Javanica (Japonica nhiệt đới) Hiện lúa Indica trồng 80% diện tích trồng lúa giới cung cấp nguồn lương thực cho tỷ người, chủ yếu nước phát triển, lại hai loại lúa Japonica Javanica chiếm tương đương 11% 9% Ba loại lúa nhận biết qua khác hình thái thân, lá, hạt thành phần cấu tạo hạt, đặc biệt hàm lượng amyloza, amylopectin, khả chống hạn, kháng lạnh, v.v - Lúa Japonica (hay Sinica): Có hạt tròn, ngắn, thường đuôi, gié ngắn, nhiều chồi thẳng đứng, thấp giàn, dễ chịu lạnh không kháng hạn, hàm lượng amyloza thấp (14 - 17%) thường trồng vùng ôn đới - Lúa Indica: Có hạt dài thon, có hàm lượng amyloza cao (trên 21%), đuôi, gié trung bình, thân tỏa rộng, cao giàn, không chịu lạnh chịu hạn hán trồng phổ biến vùng nhiệt đới cận nhiệt đới - Lúa Javanica (Japonica nhiệt đới): Có tính chất trung gian lúa Japonica lúa Indica Lúa Javanica có hạt to rộng, hàm lượng amyloza cao, thường có đuôi, trấu có lông dài, chồi, gié dài, thân dày thẳng đứng, cao giàn, chịu hạn hán không chịu lạnh trồng Indonesia, chủ yếu Java Sumatra 1.2 Các giống lúa chất lượng Lúa chất lượng giống lúa có kích thước, hình dạng thon dài mà có phôi nhũ, hàm lượng amyloza cao đặc biệt giống lúa chất lượng có mùi thơm đặc trưng Các giống lúa thơm thường trồng phổ biến châu Á, riêng giống lúa Basmati gieo trồng khoảng triệu chủ yếu nước Ấn Độ, Pakistan Nepan Gạo thơm có hạt nhỏ, thon dài từ 6,8 đến 7,0 mm, tỉ lệ chiều dài chiều rộng từ 3,5 đến 3,7 có hàm lượng amyloza trung bình 20-22% Ở Ấn Độ có hàng trăm giống lúa thơm địa phương, nhiên có giống lúa thơm Basmati ưa chuộng Gạo thơm Basmati có hai đặc tính quan trọng hết: mùi thơm cơm nở dài, có từ 22 - 25% amyloza, gạo giữ đặc tính sau nấu Ở Thái Lan có hai giống lúa thơm tiếng Khao Dak Mali Jasmine 85 Gạo thơm Khaw Dawk Mali có 20% amyloza nên hạt cơm sau nấu hạt dính vào Các giống lúa thơm Myanmar gieo trồng nhiều tỉnh miền Trung chủ yếu tiêu thụ nước Một số giống lúa chất lượng gieo trồng phổ biến như: Namathalay, Basmati, Paw San Bay Gyar [14] Ở Philippin có giống Milsagrosa Trung Quốc có giống Bắc thơm, Quế hương chiêm, Qua hương Chi ưu hương giống lúa chất lượng tiếng giới Giống lúa Koshihikari giống lúa cổ truyền Nhật, thuộc loài phụ Japonica, có chất lượng cao, hương vị ưa thích bữa ăn người Nhật Giống lúa Koshihikari xem lúa Basmati Nhật với diện tích gieo trồng chiếm khoảng 30% tổng diện tích trồng lúa nước Ở Việt Nam, có nhiều giống lúa thơm thuộc loại lúa địa phương Nàng Thơm Chợ Đào miền Nam, Tám thơm miền Bắc, lúa Dự, lúa Di, miền Trung có lúa Gié (hoặc De) Gié An Cựu giống lúa nương 1.3 Các yếu tố cấu thành chất lượng lúa Chất lượng lúa phụ thuộc nhiều yếu tố hàm lượng amyloza, dạng nội nhũ, hàm lượng protein đặc biệt hương thơm… Hương thơm lúa thường có mùi thơm nhẹ thơm ngát loại lúa Basmati Jasmine Phân tích hóa học phổ rộng giống lúa thơm không thơm cho thấy có nhiều thành phần khác có thay đổi thành phần trình bảo quản Những nghiên cứu trước chứng minh mùi vị gạo có liên quan tới thời gian bảo quản, lúa xác định có hợp chất tạo thành mùi thơm 1- butanal, 1- hexanal, 1- heptanal, methyl ethyl ketone, pentalnal propanal, sau thời gian bảo quản thấy butanal 1- heptanal Hàm lượng hexanal gạo cân tuyến tính với nồng độ axit linoleic oxi hóa gạo [45], bảo quản nhiệt độ 35oC hai tuần, vài loại gạo giảm hàm lượng pentanal, hexanal petanol đáng kể so với loại gạo khác [50] Tuy nhiên, nghiên cứu gần cho thấy đặc tính mùi thơm lúa chủ yếu hợp chất acetyl - 1- pyrroline tạo thành Sử dụng phân tích cảm quan sắc kí khí, Butterry cs (1986) xác định acetyl - pyrroline (2AP) chất có hàm lượng thấp loài lúa thơm chất khởi đầu tạo hương thơm giống lúa Jasmine Basmati [12] Một nghiên cứu khác cho thấy 2AP có mặt giống lúa không thơm có hàm lượng thấp so với giống lúa thơm từ 10 - 100 lần [57], [58] Ngưỡng nồng độ 2AP mà người cảm nhận khoảng 0,1ppb tan nước Để cảm nhận 2AP có gạo thơm, nồng độ 2AP thường cao khoảng 3000 lần so với ngưỡng nồng độ tan nước cao gấp 30 lần gạo không thơm II TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA CHẤT LƯỢNG 2.1 Nghiên cứu lai tạo giống lúa chất lượng Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế bắt đầu phát triển giống lúa thơm Basmati suất cao vào đầu năm 1970 Nghiên cứu thực cặp lai đầu tiên, giống lúa Basmati 370 dòng lúa Indica cải tiến có hàm lượng amyloza trung bình nhiệt độ hóa hồ trung bình Những dòng thấp từ quần thể lai chọn lọc, dòng có mức độ hữu thụ khác dạng khác Sau tiến hành lai chéo dòng thu dạng độ hữu thụ khác Những có dạng khỏe độ hữu thụ cao chọn để phân tích hàm lượng amyloza, nhiệt độ hóa hồ hương thơm Những dòng có dạng xấu, độ hữu thụ thấp, chất lượng hạt độ thơm thấp loại bỏ qua hệ Sau số chu kỳ lai chọn lọc dòng có dạng khỏe, thấp cây, đáp ứng đặc điểm chất lượng Basmati chọn lọc tiến hành khảo nghiệm IRRI, Ấn Độ Pakistan [14] Tác giả Song cộng tiến hành nghiên cứu hương thơm lúa lúa thơm nhị bội thể lúa không thơm tứ bội thể, kết cho thấy tỷ lệ hương thơm có hương thơm 35:1 hệ F1 3:1 hệ F2 Ren cộng tác viên lai dòng lúa thơm bất dục đực tế bào chất (dòng A) với dòng phục hồi không thơm (dòng R) thu hạt không thơm hệ F1, hạt F2 phân ly theo tỷ lệ không thơm thơm 15:1 Hạt thu F1 F2 có hương thơm lai bố mẹ giống lúa thơm Với phát lúa dại có hạt phấn bất thụ vào 1970, nhà khoa học Trung Quốc, Ấn Độ IRRI tạo số dòng CMS - bất dục đực thuộc tế bào chất (A), dòng bảo tồn thích ứng (B), dòng phục hồi (R) thích hợp để sản xuất tổ hợp lúa lai đa dạng Những tổ hợp lai dòng Trung Quốc gồm có Wei-you 2, Wei-you 3, Wei-you 6, Shan-you 2, Shan-you 3, Shan-you 6, Nam-you 2, Nam-you 3, Si-you 2, Si-you Si-you [35] Sau tạo dòng CMS với loại WA (wild - abortive), dòng CMS khác tạo Zhenshan 97A, V20A, Erjiu Ai 4A, Erjiu Nan 1A, V41A [35] Ở Philippines, IRRI dùng CMS từ V20A, Kaliya ARC, Gambiaka, v.v để tạo CMS thích hợp với khí hậu nhiệt đới, như: IR8025A, IR68275A, IR68281A, IR68273A, IR68888A, IR68891A, IR68893A, v.v Tương tự, dòng CMS tạo từ nguồn tế bào chất O perennis (IR66707A) O rufipogon (OMS1) [54], [37] Như vậy, tảng di truyền dòng CMS đa dạng hóa gia tăng ngày nhiều Các loại lúa lai đưa đồng ruộng Trung Quốc có suất cao, chất lượng Gần đây, tổ hợp dòng Boyou 64, Xieyou 63 Xieyou 64 có chất lượng cao Các tổ hợp You I63 You I64 có hạt gạo dài trung bình Các CMS có gạo thơm tạo ra, Xiang A B tổ hợp thơm XiangA/PH 137, Xiang A/F50 Xiang A/F 117 có suất tương tự tổ hợp không thơm đưa sản xuất [62] Các tổ hợp lai IRRI, Ấn Độ, Philippines, Bangladesh, Indonesia Việt Nam có chất lượng tương đối cao Dựa đặc tính quang cảm nhiệt cảm lúa để tạo lúa lai dòng Những giống lúa quang cảm trở nên bất thụ đực trồng ngày dài có ánh sáng từ 14 trở lên, gọi dòng PGMS (Photoperiod-sensitive genic male sterility) Những giống lúa trở nên bất thụ đực trồng nơi có nhiệt độ thấp, từ 28OC trở xuống, gọi dòng TGMS (Temperaturesensitive genic male sterility) Năm 1983, dòng PGMS tìm thấy tỉnh Hubei, Trung Quốc 1987 gen tương hợp lúa dại lúa Japonica lúa Indica nghiên cứu Nhật Bản Trong thời gian qua, nghiên cứu kỹ thuật tạo lúa lai dòng có kết khả quan, chủ yếu Trung Quốc Lúa lai dòng hay gọi apomixis (sinh sản vô tính) giúp nông dân sử dụng hạt giống cho vụ mùa kế tiếp, mà không bị ảnh hưởng phân ly lúa lai dòng Tuy nhiên, công tác nghiên cứu lúa lai dòng thập niên qua chưa có triển vọng nhiều Một phương pháp lai tạo giống khác nhà chọn giống Myanma Thái Lan thực phương pháp chọn lọc liên kết với thị phân tử (MAS) Để cải tiến giống lúa Manawthukha, giống không thơm hàm lượng amyloza cao trồng với diện tích lớn Myanma Các nhà nghiên cứu sử dụng giống Basmati 370 dòng bố mẹ để lai nhập gen mùi thơm vào giống Manawthukha phương pháp Marker Assisted Backcrossing (MAB) Bốn dòng lai nghịch dòng gốc làm vật dẫn truyền để chuyển alen badh2 Wx từ giống Basmati vào giống Manawthukha Hai mươi dòng lúa hệ BC4F2 chọn lọc mang alen đồng hợp giống Basmati, trồng địa điểm khác Myanma Thái Lan kiểm tra đặc điểm nông học, chất lượng gạo Lúa thu hoạch dòng cải tiến có đặc tính mùi thơm chất lượng gạo tương tự giống Basmati có đặc điểm nông học giống giống Manawthukha ban đầu Các dòng lúa cải tiến có đặc điểm cao trung bình, đẻ nhánh tốt, dày, chống đổ có suất cao Ở Việt Nam, chương trình lúa lai bắt đầu thực vào năm 1980 đạo trực tiếp Bộ Nông nghiệp Một số tổ hợp lai Trung Quốc Sán Ưu 63 (Shanyou 63), Sán Ưu Quế (Shanyou gui 99), Nhị Ưu 63 (Jinyou 63), Nhị Ưu 838, Bác Ưu 64 (Boyou 64), Bác Ưu 693, Bồi Tạp Sơn Thanh (Peiai 64S/Sơn Thanh) Bồi Tạp dòng 49 (Peiai 64S/Dòng 49), Trang Nông 15 trồng đại trà nước Những tổ hợp lai tạo xứ HR1, HYT56, HYT57, VN01/D212, AMS24A/Que99, MS24A/IR9761-19, v.v trồng rộng rãi miền Bắc Các nhà chọn giống lúa Việt Nam cố gắng lai tạo giống cao sản có hương thơm với vật liệu bố mẹ cho gen thơm từ giống Basmati Khao Dawk Mali, nhiên chưa thành công Có số ứng dụng đột biến gen giống Nàng thơm Chợ Đào, Tám thơm, sử dụng chúng làm bố mẹ lai tạo Có thể khả kết hợp nên việc chọn lọc lai khó khăn Đặc biệt trường hợp tổ hợp lai OM1262 = MTL61/Basmati 370, OM1277 = OM86-9/Basmati, OM1262 = IR66/Basmati, lai chọn hệ thứ 10, 11 chưa cho quần thể ổn định, dạng hình chấp nhận (PACP) tốt, hàm lượng amyloza trung bình, gạo hạt thon dài [4] Trong năm 2002, khoảng 500.000 lúa lai trồng miền Bắc miền Trung Việt Nam Trong đó, sử dụng khoảng 80% hạt giống lai nhập nội từ Trung Quốc, Việt Nam tự túc 20% nhu cầu hạt giống lúa lai nước Đến nay, Việt Nam chưa có sách qui hoạch tích cực cho việc tự cung nguồn hạt giống lai 2.2 Nghiên cứu quy tụ gen chọn tạo giống lúa chất lượng Các thị phân tử sử dụng rộng rãi công cụ chọn lọc tính trạng chương trình chọn giống nhiều loại thực vật, bao gồm lúa Sử dụng thị phân tử tạo liên kết kiểu hình kiểu gen, để nhận biết di truyền tính trạng vùng genome quy định tính trạng Trong giống lúa chất lượng Châu Á, tính trạng hương thơm đánh giá tính trạng quan trọng chất lượng Đa số nghiên cứu tập trung tính trạng hương thơm lúa xác định gen lặn điều khiển [49], [7], [6], [9], [32], [20], [17], [24], nghiên cứu khác xác định có 2, locus có liên quan tới hương thơm lúa [25], [18], [21], [41], [54] Bản chất mâu thuẫn báo cáo tác giả nghiên cứu giống lúa khác sử dụng phương pháp khác để đánh giá hương thơm Một số phương pháp sử dụng hệ nhị phân đơn giản giống thơm/không thơm để phân loại kiểu hình mùi thơm [49], [41], [24] Các phương pháp khác đo mức độ khác hương thơm cách sử dụng thang đánh giá cảm quan thường sử dụng thang từ 1-10 [7] Trong đó, tác giả khác lại sử dụng kết hợp thang đánh giá cảm quan phương pháp sắc kí khí để đo hàm lượng 2AP có lúa gạo [32] Không loại trừ khả đa locus di truyền ảnh hưởng đến độ thơm, Berner Hoff (1986) xác định mùi thơm giống lúa thơm Della gen lặn quy định Ahn cs (1992) sử dụng 126 thị phân tử để lập đồ vị trí gen thơm fgr giống lúa thơm Lemont (thu nhận từ giống lúa thơm Della), kết xác định gen vị trí 4,5cM NST số thị RFLP (RG28) Sự liên kết RG28 với hương thơm kiểm chứng cách sử dụng quần thể F3 cách ly [6] Sử dụng phân tích sắc kí khí 2AP thang đánh giá cảm quan, với phân tích liên kết 16 thị đa dạng phân chia không lớn 25cM dọc theo nhiễm sắc thể số quần thể 135 dòng lúa đơn bội kép, Lorieux cs (1996) định vị đồ gen fgr nhóm nghiên cứu xác định gen fgr chặn thị phân tử RG28 RG1, khoảng cách 6,4±2,6 5,3 ±2.7 cM Cũng năm này, Lorieux cs (1996) nhận biết hai QTL khác nhiễm sắc thể số số 12 liên quan đến hương thơm Tuy nhiên, QTL phát phân tích nguyên nhân gen chủ yếu tạo hương thơm định vị NST số [32] Những nghiên cứu trước công bố biến đổi lúa không thơm thành dạng phân ly F2 thơm 15:1 [32], 37:27 [42] 175:81 [18], nhiễm sắc thể có liên quan việc lập đồ gen thơm Lourieux cs (1996) xác nhận mối liên kết gần RG28 fgr (5,8cM) NST số xác định hai QTL hương thơm, NST số NST số 12 [32] Một gen trội thơm định vị NST số 11 giống Baspatri - giống lúa truyền thống Ấn Độ [51] - Siddiq cs (1986) định vị hai gen lặn liên quan đến tính trạng hương thơm NST số số giống lúa T3 Ấn Độ [47] Những báo cáo đưa giả thuyết có nhiều gen trội gen lặn liên quan đến tính trạng hương thơm lúa Trong nghiên cứu phát triển thị RFLP dựa phản ứng PCR cho gen fgr, Garland cs (2000) nhận biết cặp bazơ đa hình dòng RG28 [20] Corderio cs (2002) sử dụng số liệu giải trình tự gen để nhận dạng thị SSR có khoảng cách với gen fgr khoảng 4cM Locus có tính đa hình cao, có 13 alen xác định, alen tìm thấy thơm alen có không thơm có alen tìm thấy hai loại thơm không thơm [17] Phân tích trình tự DNA gần 500bp đầu 5’ 14 gen 10 242 giống lúa O.sativa Trong đoạn gen có chiều dài khoảng 5kb giải trình tự, có 106 đa hình SNP SSR 54 đa hình xuất với tần số lớn 5% Đa hình sử dụng để thiết lập gen kiểu đơn (gene - haplotype - GH) phân chia rõ ràng thành hai nhóm riêng biệt Nhóm thứ nhất, gồm tất giống mang alen dạng dại thuộc nhóm Japonica (Jap-GH), phần lớn (74%) giống nhóm thứ hai thuộc nhóm Indica (Ind-GH) có mang alen badh2 Trong nhóm Jap-GH này, giống lúa thơm khác biệt với nhóm lúa cổ không thơm FNP nhận biết rõ alen badh2 Như vậy, liệu nghiên cứu cho thấy nguồn gốc khác biệt alen badh2 giống Japonica sở di truyền Các giống lúa thơm nhóm lúa Indica có mang gen badh2 sau phân tích, phân nhóm nhóm với giống thuộc Jap-GH, làm nảy sinh mâu thuẫn phát sinh chủng loại gen badh2 giống Mâu thuẫn giải thích việc giải trình tự 24 băng khuếch đại vùng gen badh2 có chiều dài khoảng 3,2Mb mạch xuôi 2,1Mb mạch ngược 242 giống O.sativa Ở vùng bị chặn 5.3Mb badh2 có tổng số 242 SNP (bị chèn nu) đa hình SSR xác định dọc theo trình tự 13kb Trong 24 giống lúa Indica có mang alen badh2.1, vùng alen giới hạn điểm đứt tái tổ hợp khoảng 330bp mạch xuôi 650bp mạch ngược với vùng bị chặn giống với giống lúa Indica cổ Điều bổ trợ cho giả thuyết alen badh2.1 chuyển vào lúa Indica qua đường lai nhập Kết nghiên cứu thu làm sáng tỏ mối quan hệ giống lúa thơm đưa thách thức với quan niệm truyền thống tính trạng hương thơm lúa phát sinh từ giống lúa thuộc Indica [36] Shao G.N cs (2011) có nghiên cứu alen thơm giống Zaimiaoxiangnuo cho thấy gen thơm thuộc alen bahd2-E7 (gen Badh2 8bp đoạn exon7) Giải trình tự phân tích BLAST alen cho thấy giống Zaimiaoxiangnuo thể đột biến mới, nghĩa bị 803 bp đoạn exon Cùng với hai thị công bố trước đây, thị FMbadh2-E4-5 phát triển để phát vị trí đoạn gen thơm đánh giá di truyền gen thơm 22 giống lúa thơm giống lúa không thơm Sự đoạn mặt tất giống lúa không thơm có giống lúa thơm cho kết dương tính với thị FMbadh2-E4-5 Phát thị 13 xem hữu hiệu việc chọn tạo giống lúa thơm [43] Cấu trúc hạt gạo liên quan đến hàm lượng amyloza amylopectin nội nhũ hạt gạo, ảnh hưởng đến nhiệt độ gelatin hóa (GT) hạt gạo từ dẫn đến ảnh hưởng đến chất lượng gạo Mối liên quan nhiệt độ gelatin hóa tinh bột gạo enzym sinh tổng hợp tinh bột thiết lập phát gen chủ đạo điều khiển nhiệt độ gelatin hóa thông qua cấu trúc amylopectin [53] Phân tích dòng cận đẳng gen (NIL- near - isogenic lines), vùng cận gen mã hóa SSIIa giống có GT cao (Kasalash) lai nhập gen với giống Nipponbare có GT phân tích Western có mặt SSIIa hai giống lúa hỗ trợ cho giả thuyết SSIIa enzym ảnh hưởng đến biến đổi tự nhiên GT thấp [53] Phân tích trình tự DNA gen mã hóa SSIIa cho thấy số đa hình đơn nucleotit (SNP) gen này, hai số liên quan đến phân lớp GT [55] Các giống lúa thuộc lớp có GT cao có G/GC kiểu đơn giống lúa thuộc lớp GT thấp có A/GC G/TT vị trí chủ chốt SNP Tính trạng dẻo gạo định hàm lượng amyloza có nội nhũ hạt, amyloza chiếm khoảng 16-30% tinh bột gạo yếu tố định tính dẻo, dính trắng bóng hạt gạo Gạo có hàm lượng amyloza cao thường cứng khô cơm, nấu hạt gạo rời Gạo có hàm lượng amyloza thấp thường dẻo, dính bóng cơm Sự tổng hợp amyloza thủy phân enzym granule-bound starch synthaza (GBSS), enzym mã hóa gen Wx Các giống lúa phi sáp (không dẻo) có chứa alen locus waxy gọi Wxa Wxb Alen Wxa chủ yếu có mặt giống lúa Indica alen Wxb trội giống lúa Japonica Qua nghiên cứu mình, Wang cộng sự khác biệt sở phân tử thành phần amyloza nội nhũ hạt điều khiển sau phiên mã alen Wx Ở giống lúa có trình tự AGGTATA đầu nối 5’ đoạn intron thuộc gen Wx cho thấy phiên mã mức cao, dẫn đến hàm lượng cao amyloza nội nhũ hạt Trong đó, giống lúa có trình tự AGTTATA đầu nối 5’ cho mức độ phiên mã gen Wx thấp, dẫn đến hàm lượng amyloza nội nhũ thấp Ở nghiên cứu khác, Hirano cộng trình tự AGGTATA đầu nối 5’ trùng với có mặt alen Wxa, trình tự AGTTATA trùng với có mặt alen Wxb Tuy nhiên, với hai alen không đủ để giải thích khác 14 hàm lượng amyloza tất giống lúa [23] Tại Việt Nam, nghiên cứu giống lúa chất lượng địa dùng lại mức nghiên cứu đa dạng di truyền giống lúa Có nghiên cứu chuyên sâu di truyền liên quan đến tính trạng hương thơm tính trạng chất lượng khác Nguyễn Thị Lang Bùi Chí Bửu (2002) xác định lập đồ gen thơm giống lúa cách sử dụng thị phân tử RFLP RG28 thị SSR với quần thể F2 cặp lai Khao Dak Mali/OM1490 Qua phân tích nhận thấy hai thị RG28 RM232 có liên kết gần gũi với tính trạng mùi thơm lúa Các thử nghiệm thị SSR hệ F3 để kiểm tra tính trạng mùi thơm kết cho thấy có độ xác 84%, tương tự sử dụng thị RG28 Kết nghiên cứu có ích việc lựa chọn dòng bố mẹ chương trình chọn giống lúa thơm Cũng dựa thị phân tử tác giả thiết kế cặp mồi STS RD28FL-RL để chọn lọc giống lúa thơm từ dòng lai C53/Jasmin85 C51/Jasmine Nghiên cứu cho thấy, cặp mồi STS cho kết đa hình giống lúa sử dụng chọn tạo giống lúa chất lượng hệ F2, chương trình chọn tạo giống [38] 2.3 Một số phương pháp khác chọn tạo giống lúa chất lượng 2.3.1 Phương pháp chọn tạo giống đột biến Từ năm 1970, Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) Tổ chức Nông Lương Thế giới (FAO) hỗ trợ mở rộng hướng nghiên cứu gây đột biến, cải tạo giống nông nghiệp công nghiệp nhiều nước giới chọn tạo thành công hàng loạt giống lúa, lúa mỳ, lúa mạch, táo, chanh, đường, chuối, hoa, cảnh số trồng khác Chọn giống lúa đột biến năm 1960 năm 2006 có nhiều giống lúa đột biến đưa sản xuất giới Năm 1966, Nhật Bản đưa sản xuất giống lúa Remei - giống đột biến từ giống lúa địa phương chịu lạnh Fujiminori - có đặc điểm thấp cây, chống đổ, ưa chuộng thường sử dụng việc lai tạo với giống lúa khác Hiện có 60 giống lai tạo từ giống Remei trồng Nhật Bản đặc biệt giống lúa Ikuhikari tạo cách lai Remei giống lúa đặc sản Koshihikari để đưa gen chống đổ sd1 vào giống lúa Koshihikari Giống lúa đột biến từ giống Pandawangi giống lúa địa phương tiếng hương thơm, vị ngon 15 có thêm đặc tính kháng bệnh rầy nâu BHP type [60] Trung Quốc ứng dụng lượng nguyên tử chọn giống vào năm 1960 năm cuối kỉ 20 có 78 giống lúa đột biến đưa sản xuất [15], hầu hết giống lúa đột biến trồng tỉnh Chiết Giang, Hồ Nam, Giang Tô Hai giống lúa Trung Quốc ZhongHua11 thuộc lúa Japonica Shuang Ke Zao thuộc lúa Indica xử lý đột biến tia gamma nguồn 60Co tạo 700 dòng đột biến hình thái sinh lý Các dòng đột biến sử dụng làm nguồn vật liệu cho chọn giống [63] Tại Ấn Độ, ba giống lúa chất lượng Basmati 370, Pusa Basmati Pakistan Basmati sử dụng làm vật liệu cho chọn giống đột biến Các giống xử lý chiếu xạ tia gamma với liều chiếu 100, 150 200 Gray Qua hệ M7 chọn lọc 15 dòng đột biến từ giống Basmati 370, 07 dòng đột biến từ giống Pusa Basmati 10 dòng đột biến từ giống lúa Pakistan Basmati Trong số dòng đột biến nhận được, thấy xuất dòng đột biến triển vọng CR2007, có nguồn gốc từ Basmati 370 Dòng CR2007 có chất lượng tương tự giống Basmati gốc, có suất vượt trội so với giống gốc có đặc tính kháng đạo ôn cổ bông, bệnh đốm nâu [40] Chọn giống lúa đột biến Malyasia năm 1972, đến năm 1983 giống lúa chất lượng cải tiến phương pháp Giống lúa thơm Pongsuseburi chiếu xạ tia gamma tạo dòng đột biến PS1297 thơm thấp Tại Myanma Pakistan, hai giống lúa đột biến Lone Thwe Hmwe (LTH M414) chọn lọc từ đột biến hóa chất giống Manawthuka (MNTK M4-10) chọn lọc từ đột biến phóng xạ cho suất cao có tính kháng rầy nâu so với giống gốc [27] Ở Pakistan, phương pháp chiếu xạ tia gamma giống lúa, tạo giống lúa đột biến Kashmir Basmati, NIAB-IRRI-9, Khushboo-95, giống chất lượng có suất cao đưa sản xuất Ở Việt Nam, chọn giống lúa thơm phương pháp đột biến gen ứng dụng giống lúa Tám thơm khai thác biến dị tế bào soma giống Khao Dawk Mali 105 (KDML 105) [2].Theo tác giả Nguyễn Đức Thành cộng tác viên (1999) chọn giống đột biến biến dị dòng soma áp dụng để phá 16 vỡ tính cảm quang chu kỳ nhằm tăng suất, nhiên giống lúa hương thơm thay đổi hàm lượng amyloza Viện Lúa Đồng Sông Cửu Long tiến hành nghiên cứu đột biến gen phương pháp đồng vị phóng xạ giống Tám xoan Nam Định [3] Kết ghi nhận có hai dòng: + Tám xoan 1, không cảm quang, thời gian sinh trưởng 110 ngày, amylose trung bình, suất tấn/ha, không thơm + Tám xoan 2, không cảm quang, thời gian sinh trưởng 130 ngày, amylose trung bình, thơm ít, suất tấn/ha Trong giai đoạn 2001 - 2005, Viện Cây Lương thực Cây Thực phẩm nhập nội tiến hành lai tạo số giống lúa thơm HT1, LT2, HT2 Ngoài ra, Viện tiến hành phục tráng đưa vào sản xuất hạt giống siêu nguyên chủng giống lúa Tám xoan cho địa phương [2], dòng lúa tẻ thơm T10 ngắn ngày, suất cao (đạt 56,1 tạ/ha) [5] 2.3.2 Chọn tạo giống lúa chất lượng phương pháp chuyển gen Ứng dụng Công nghệ sinh học lĩnh vực Nông nghiệp tạo đột phá kể từ tạo lúa chuyển gen 15 năm trước Bằng phương pháp chuyển gen gián tiếp thông qua vi khuẩn Agrobacterium tạo giống lúa có khả chống chịu điều kiện bất lợi môi trường có khả chống chịu sâu bệnh Các tính trạng chất lượng giá trị dinh dưỡng gạo quan tâm nhiều chuyển vào lúa phương pháp chuyển gen Để tăng cường hàm lượng vitamin A gạo giống lúa chuyển gen psy (phytoen synthase), β-lcy (lycopen β cyclase) crt1 (phytoen desaturase) vào lúa Các gen có chức mã hóa sinh tổng hợp β- caroten Giống lúa chuyển gen mang gen gọi “lúa vàng” có hàm lượng vitamin A tăng 25% so với giống lúa thông thường [44] Các giống lúa chuyển gen để tăng cường hàm lượng protein nội nhũ tạo giống lúa chuyển gen tăng hàm lượng glycinin [26], lysin [31], [59], tryptophan [52] Công nghệ RNAi sử dụng chuyển gen lúa để tạo giống lúa có hàm lượng protein thấp dành cho bệnh nhân [29] Áp dụng phương pháp chuyển gen để làm giảm hàm lượng amyloza lúa gạo tăng độ dẻo cơm thực Một gen đột biến vị trí đầu nối 5’ 17 đoạn intron gen wxa tạo mRNA có kích thước nhỏ tạo lượng amyloza thấp gen wxa sử dụng để chuyển vào lúa Ngoài ra, chế dịch mã gen Wx nghiên cứu cho thấy protein MYC (OsPB-5) tương tác với protein EREBP (Os-EPB-89) để điều khiển dịch mã gen Wx Ức chế hoạt động protein OsPB-5 cách sử dụng RNAi dẫn tới làm giảm hàm lượng amyloza lúa mà không ảnh hưởng đến kiểu hình [62] 2.4 Sử sụng thị phân tử chọn giống lúa chất lượng Sử dụng thị phân tử chọn tạo giống lúa chất lượng phương pháp hữu hiệu, đơn giản, lượng mẫu đưa vào phân tích nhỏ, tiết kiệm thời gian chi phí việc chọn tạo giống Các thị phân tử chọn tạo giống lúa chất lượng thường sử dụng thị SSR liên kết với tính trạng chất lượng thị SNPs Một số thị SNPs sử dụng để đánh giá tính trạng thơm lúa sử dụng (Bảng 1) Bảng 1: Danh sách mồi sử dụng để nghiên cứu gen quy định mùi thơm lúa Vị trí bắt Vị trí kết Forward Reverse Tm đầu thúc 17020003 17019198 CTCTACGTACGTCC GACCTGGTTTGACG BadhapUP12 55 Marker BadhapUP11 17589371 17590115 BADHAPup10 18237475 18238153 55BadhapUP9/ 18933350 18933699 Aro 19 BadhapUP8 19588765 19589793 BadhapUP7 19934276 19935046 ACTTGATGA TGATCTTCAAAATG TTGCTTCC AATGTGGGGCACAA GTAAATG CCACCCTTTAGAAA GCCAAGT CAAAATCGTAAAAC GGGATGAG ATGGAACAGCACTT 18 GGAATA TCGCCTTTTATAAGA CCAGTCC CCATTGACTTCGCA GTTCG GGACACATATCGGA GCGTATC CTTCTTAGCTGAAG GCTGAACG CACGATGGTGCTCC 55 55 55 55 55 GGCATC AGGAT CATTGGCATCCTCTA CCACCAATGATCAC BadhapUP6 20150703 20151430 CACCAT TCTCTCTT GCCGGAGGTATGAC TCCTGACAACGGTC BadhapUP5 20180146 20180845 ATGGA CAGATG TCCCCATTGTGGTG CCGTCAAAGGTAAT BadhapUP4 20202769 20203215 GTACA GGTCACT GAAGCAAGTGGAAT GCAGTTGGCCACAT BadhapUP3 20228635 20229212 TGCAAAA AAACAA 55BadhapUP2 CATGAATGTTCCCG GCAGGTGGCAGTCC 20242081 20242544 Aro9 TTGAAA ACTACT CTTGGTGGTAAGTC TTGTCTCTGCAATGA BadhapUP1/ 20244602 20245371 GATGTCC AGCTTGT ACCGACTTAAATAC GTCAAACTCCCGAC MITE 20245672 20245971 GAACGATG GTCATA CGAAGTCCGTACCA GGCCGTGAGCCATA BadhapG1 20246844 20247918 ACTGC TACACT AGTTGGAAGCATGG CCAGCTCAGATTTC BadhapG2 20247795 20248554 CTGATT CTCTCG GATTGTGGGAAGCC CGATAGGCTCTTTCC BadhapG3 20248572 20248829 TCTTGA GAAGAT ATCTTCGGAAAGAG AGGAGCTACCTTCC BadhapG4 20248809 20249591 CCTATCG ATGTTGC GCAACATGGAAGGT CCACCAAGTTCCAG BadhapG5 20249571 20250262 AGCTCCT TGAAACAG CTGTTTCACTGGAA GAATAAGACGCGAT BadhapG6 20250241 20251070 CTTGGTGG GTTGCACT AGTGCAACATCGCG CCCTCTTCAAGTGG BadhapG7 20251049 20252254 TCTTATTC ATCTGACA TGTCAGATCCACTT GAGTATCGTTGGCC BadhapG8 20251489 20252254 GAAGAGGG AATTCAATG CATTGAATTGGCCA GGCGTACTCCGTCA BadhapG9 20252232 20252941 ACGATACTC CTTGCT BadhapDOWN ATAGTGATTCAACG CGACATCTAGCGAG 20254617 20255330 GCAGCAT CATTTG BadhapDOWN GCGGTTGATCTCTC CAAATGGCAACTAC 20256134 20256913 GTACC CACCAT BadhapDOWN AGGAAATGTGCGAC CGTGACCACCTAAG 20258275 20259051 GTCTGT CCGTAT BadhapDOWN TTGAAAGATGAGAA GAAATGCTACCTGA 20271039 20271629 CGGCAC GGATTTGA BadhapDOWN TTCGAGGCGTCATC AAATGAGACCAGGA 20283408 20283912 AATTT GTTCCAAT BadhapDOWN GTTGTGCTCACACA CAGATTATCCCACT 20292211 20293044 GCTTGA CGAAATCA BadhapDOWN AGGCCGAACTTCAC CTTGGCCCCACCATT 20297924 20298476 GTTGT ACAT 19 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 BadhapDOWN 20318747 20319033 BadhapDOWN 20587910 20588319 BadhapDOWN 20901884 20902589 10 BadhapDOWN 21575778 21576441 11 BadhapDOWN 22344208 22345014 12 CCAGGAAAGCTGCT GCAC CAATTGTTCAAGAC GCACCA CTCCCTGAGGTGTTC TTGATG GAATTTCGTGTGCC AGGCTA TCTTGCTGAAGGCG ACCTAT GTCGTAGGAGTCGG CCTTG AGTCGAGAATCCTC CATCTTGC TCTTGCTGAAACCT GGGTATG CGGCGTTGACGACC TGTA TTTCGCGTCTTTCTT GTGC 55 55 55 55 55 Các mồi SSR liên kết với tính trạng chất lượng lúa sử dụng nghiên cứu để chọn tạo giống lúa chất lượng như: RM515, SSR-J07 [34], RM23102, RM3059, Aro7 [46], RM223 [38] Để nghiên cứu tính trạng dẻo lúa, thị STS CAPS sử dụng để nghiên cứu locus Wx SBE1 (starch branching enzym 1) SBE3 (starch branching 3) giống lúa Thông tin mồi trình bày bảng 2: Bảng 2: Trình tự mồi STS CAPS sử dụng để khuếch đại gen WS SBE Gen wx sbe1 sbe1 sbe3 marker STS STS CAPS CAPS Mồi xuôi Mồi ngược CTCTCTCACCATTCCTTCAG GAGTTGAGTTGCGTCAGATC CCGAGGGAATGCCAGGAGTACCAG GTCTTGGACTCAGATGCTGGACTC CACAAGCAGAGAAGTGAAGC AATGAGGTTGCTTGCTGCTG GAACCACAACCAAGTCCAAGGCAA ATGTATAACTGGCAGTTCGAACGG III MỘT SỐ THÀNH TỰU TRONG CHỌN TẠO GIỐNG LÚA CHẤT LƯỢNG VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU Để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ lúa gạo ngày tăng giới, giống lúa chất lượng Nhiều phương pháp chọn tạo giống áp dụng để đưa giống lúa có chất lượng cao, có hương thơm, độ dẻo cân thành phần dinh dưỡng Các phương pháp chọn tạo giống truyền thống lai tạo với phương pháp lai hai dòng, lai ba dòng thực chủ yếu Trung Quốc thành công, tạo giống lúa lai có chất lượng cao có khả chống chịu sâu bệnh điều kiện bất lợi môi trường cao giống lúa chất lượng truyền thống Ngoài ra, phương pháp chọn tạo giống khác như: chọn giống đột biến, chọn giống liên kết với thị phân tử gần áp dụng có thành tựu đáng kể Phương pháp chọn giống đột biến sử 20 dụng tác nhân hóa học vật lý để biến đổi kiểu gen lúa qua trình chọn lọc chọn tao giống lúa chất lượng có đặc điểm cải tiến so với giống gốc, cho suất cao hơn, chống đổ, chịu hạn, chịu mặn…nhưng giữ phẩm chất giống lúa gốc Các phương pháp Sinh học phân tử ngày phát triển giúp cho việc chọn tạo giống lúa chất lượng trở nên thuận lợi, rút ngắn thời gian giảm đáng kể nguồn chi phí Các gen quy định tính trạng chất lượng gen mùi thơm badh2, gen mã hóa enzyme tổng hợp tinh bột wx xác định giải trình tự giống lúa chất lượng thiết lập đồ gen thị phân tử liên kết với tính trạng chất lượng góp phần thúc đẩy cho việc chọn tạo giống lúa chất lượng trở nên dễ dàng nhanh chóng Ngày việc chọn tạo giống chất lượng phát triển theo hướng kết hợp chọn giống truyền thống lai tạo đột biến với phương pháp liên lết với thị phân tử (Marker assisted selection- MAS) để chọn lọc cách xác hiệu với chi phí tốn thời gian ngắn TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Trần Văn Đạt (2005) Sản xuất lúa gạo giới: Hiện trạng khuynh hướng phát triển kỷ 21 Nhà xuấ Nông nghiệp Tp Hồ Chí Minh Tạ Minh Sơn, Nguyễn Tấn Hinh, Lê Vĩnh Thảo, Vũ Tuyên Hoàng, Nguyễn Hữu Nghĩa, Trương Văn Kính, Nghiễn Trọng Khanh (2006), "Kết nghiên cứu chọn tạo giống lúa giai đoạn 2001-2005", Kỷ yếu Hội nghị tổng kết khoa học công nghệ nông nghiệp 2001 - 2005, Viện Khoa học nông nghiệp Việt Nam, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Đức Thành, Phan Thị Bảy, Lê Hồng Điệp (1999), "Phát triển ứng dụng thị phân tử nghiên cứu đa dạng lúa", Báo cáo khoa học, Hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc 1999, tr 1205-1215 Lê Vĩnh Thảo, Bùi Chí Bửu, Lưu Ngọc Trình, Nguyễn Văn Vương (2004), Các giống lúa đặc sản, giống lúa chất lượng cao kỹ thuật canh tác, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Thanh Tuyền, Trần Văn Chiến (2005), Kỷ yếu Hội nghị khoa học 21 Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Tài liệu Tiếng Anh Ahn SN, Bollich CN, Tanksley SD (1992) RFLP Tagging of a Gene for Aroma in Rice Theoretical and Applied Genetics 84: 825-828 Berner DK, Hoff BJ (1986) Inheritance of scent in American long grain rice Crop Science 26: 876-878 Bhattacharjee P, Singhal RS, Kulkarni PR (2002) Basmati rice: a review International Journal of Food Science and Technology 37: 1-12 Bollich CN, Rutger JN, Webb BD (1992) Developments in rice research in the United States International Rice Commission Newsletter 41: 32-34 10 Bourgis F, Guyot R, Gherbi H, Tailliez E, Amabile I Salse J, Lorieux M Delseny A Ghesquière (2008) Characterization of the major fragance gene from an aromatic japonica rice and analysis of its diversity in Asian cultivated rice Theor Appl Genet (2008) 117:353–368 11 Bradbury MT, Fitzgerald TL, Henry RJ, Jin QS and Waters LE(2005) The gene for fragrance in rice Plant Biotechnol J 3:363-370 12 Buttery RG, Ling LC, Mon TR (1986) Quantitative-Analysis of 2- Acetyl-1Pyrroline in Rice Journal of Agricultural and Food Chemistry 34: 112-114 13 Chang T.T (1985) Crop history and genetic conservation Rice, A case study In: Iwova state Journal of research, 59, pp 425-455 14 Chaudhary RC and DV Tran (2001), In Specialty rices of the world: Breeding, production and marketing, p 3-12, Food and Agriculture Organization of the United Nation, Science Publishers, Inc USA 15 Chen, X., Liu, X., Wu, D and Shu, Q.Y (2006) Recent Progress of Rice Mutation Breeding and Germplasm Enhancement in China Plant Mutation Reports, 1(1): 4-6 16 Cheng C Y., Motohashi R., Tsuchimoto S., Fukuta Y., Ohtsubo H (2003) Polyphyletic of cultivated rice: based on the interspersion pattern of SINEs Mol.Biol.Evol., 20, pp.67-75 17 Cordeiro GM, Christopher MJ, Henry RJ, Reinke RF (2002) Identification of microsatellite markers for fragrance in rice by analysis 22 of the rice genome sequence Molecular Breeding 9: 245-250 18 Dhulappanavar CV (1976), Inheritance of scent in rice Euphytica 25: 659662 19 Garg AK, Sawers RJH, Wang HY, Kim JK, Walker JM, Brutnell TP, Parthasarathy MV, Vierstra RD, Wu RJ (2006) Light-regulated overexpression of an Arabidopsis phytochrome A gene in rice alters plant architecture and increases grain yield Planta 223: 627-636 20 Garland S, Lewin L, Blakeney A, Reinke R, Henry R (2000) PCR-based molecular markers for the fragrance gene in rice (Oryza sativa L.) Theoretical and Applied Genetics 101: 364-371 21 Geetha S, Nadu T (1994) Inheritance of aroma in two rice crosses International Rice Research Notes 19: 22 Ghareyazie B, Alinia F, Menguito CA, Rubia LG, dePalma JM, Liwanag EA, Cohen MB, Khush GS, Bennett J (1997) Enhanced resistance to two stem borers in an aromatic rice containing a synthetic cryIA(b) gene Molecular Breeding 3: 401-414 23 Hirano HY, Eiguchi M, Sano Y, A single base change altered the regulation of the waxy gene at the posttranscriptional level during the domestication of rice, Mol Biol Evol 15 (1998) 978–987 24 Jin QS, Waters D, Cordeiro GM, Henry RJ, Reinke RF (2003) A single nucleotide polymorphism (SNP) marker linked to the fragrance gene in rice (Oryza sativa L.) Plant Science 165: 359-364 25 Kadam BS, Patankar VK (1938) Inheritance of Aroma in Rice Chronica Botanica 4: 496-497 26 Katsube, T., Kurisaka, N., Ogawa, M., Maruyama, N., Ohtsuka, R.,Utsumi, S and Takaiwa, F (1999) Accumulation of soybean glycinin and its assembly with the glutelins in rice Plant Physiol 120:1063–1073 27 Khin Than New (2006) Rice Mutation Breeding for Varietal Improvement in Myanmar Plant Mutation Reports, 1(1): 34-36 28 Khush G (1997) Origin, dispersal, cultivation and variation of rice Plant Mo Biol, 35, pp 25-34 23 29 Kusaba, M RNA interference in crop plants Curr Opin Biotechnol 15: 139-143 30 Kuo SM, Chou SY,Wang AZ, Tseng TH, Chueh FS, Yen HE and Wang CS (2005) The betaine aldehyde dehydrogenase (BAD2) gene is not responsible for the aroma trait of SA0420 rice mutant derived by sodium azide mutagenesis.5th International Rice Genetics Symposiumand 3rd International Rice Functional Genomics Symposium, IRRI, Manila, abstract n 224 31 Lee, S.I., Kim, H.U., Lee, Y.H., Suh, S.C., Lim, Y.P., Lee, H.Y and Kim, H.I (2001) Constitutive and seed-specific expression of a maize lysinefeedback-insensitive dihydrodipicolinate synthase gene leads to increased free lysine levels in rice seeds Mol Breed 8: 75–84 32 Lorieux M, Petrov M, Huang N, Guiderdoni E, Ghesquiere A (1996) Aroma in rice: Genetic analysis of a quantitative trait Theoretical and Applied Genetics 93: 1145-1151 33 Li JH, Wang F, Liu WG, Jin SJ and Liu YB (2006) Genetic analysis and mapping by SSR marker for fragrance gene in rice Yuefeng B Mol Plant Breed 4:54-58 34 Louis MT Bradbury (2009) Identification of the gene responsible for fragrance in rice and characterisation of the enzyme transcribed from this gene and its homologs Southern Cross University thesis for the degree of Doctor of Philosophy 35 Mao CX (1993) Hybrid rice production in China - New successes, challenges and strategies Paper presented at the FAO Regional Expert Consultation on Hybrid Seed Production, Development and Security of Major Cereal Crops, Bangkok, Thailand, 9-12 36 Michael J Kovach, Mariafe N Calingacionb, Melissa A Fitzgerald, Susan R McCouch (2009) The origin and evolution of fragrance in rice (Oryza sativa L.) PNAS 106 (34): 14444–14449 37 Nguyen Tri Hoan (2002), Recent progress in hybrid rice research in Viet Nam In Adoption of Hybrid Rice in Asia - Policy Support FAO, Rome, p 135-153 24 38 Nguyen Thi Lang, Bui Chi Buu (2002) Identification and fine mapping of SSR marker linked to fgr gene of rice Omonrice 10: 14-20 39 Oka H I (1988) Origin of cultivatied rice J Sci Societies press, Tokyo 40 Patnaik, D., Chaudhary, D and Rao, G.J.N.(2006) Genetic Improvement of Long Grain Aromatic Rices through Mutation Approach Plant Mutation Reports 1(1): 11-16 41 Pinson SRM (1994) Inheritance of Aroma in Rice Cultivars, Crop Science 34: 1151-1157 42 Reddy PR and Sathyanarayaniah K (1980) Inheritance of aroma inrice Indian J Genet Plant Breed 40:327-329 43 Shao G N., Tang A, Tang S Q, Luo J, Jiao G A, Wu J L, Hu P S (2011)A new deletion mutation of fragrant gene and the development of three molecular markers for fragrance in rice Plant Breeding 130(2) 172–176 44 Shavindra Bajaj and Amitabh Mohanty (2005) Recent advances in rice biotechnology - towards genetically superior transgenic rice Plant Biotechnology Journal 3: 275–307 45 Shin MG, Yoon SH, Rhee JS, Kwon TW (1986) Correlation between Oxidative Deterioration of Unsaturated Lipid and Normal-Hexanal During Storage of Brown Rice Journal of Food Science 51: 460-463 46 Shu Xia Sun , Fang Yuan Gao , Xian Jun Lu , Xian Jun Wu , Xu Dong Wang , Guang Jun Ren, Hong Luo (2008) Genetic analysis and gene fine mapping of aroma in rice (Oryza sativa L Cyperales, Poaceae) Genetics and Molecular Biology, 31, 2, 532-538 47 Siddiq EA, Sadananda AR and Zaman FU (1986) Use of primary trisomic of rice in genetic analysis Rice Genetics Proc IntRice Genetics Symp 185 -197 48 Singh RK, Khush GS, Singh US, Singh AK, Singh S (2000) : Breeding Aromatic Rice for High Yield, Improved Aroma and Grain Quality In RK Singh, US Singh, GS Khush, eds, Aromatic Rices, pp 71-106 49 Sood BC, Sidiq EA (1978) A rapid technique for scent determination in rice Indian Journal of Genetic Plant Breeding 38: 268-271 50 Suzuki Y, Ise K, Li CY, Honda I, Iwai Y, Matsukura U (1999) Volatile 25 components in stored rice [Oryza sativa (L.)] of varieties with and without lipoxygenase-3 in seeds Journal of Agricultural and Food Chemistry 47: 1119-1124 51 Tomar JB and Prassad SC (1997) Genetic analysis of aroma in rice landrace Oryza 34:191-195 52 Tozawa, Y., Hasegawa, H., Terakawa, T and Wakasa, K (2001).Characterization of rice anthranilate synthase alpha-subunit enes OASA1 and OASA2: tryptophan accumulation in transgenic rice expressing mutant of Oasa1 Plant Physiol 126: 1493–1506 53 Umemoto T, Yano M, Satoh H, Shomura A, Nakamura Y (2002) Mapping of a gene responsible for the difference in amylopectin structure between japonica-type and indica-type rice varieties Theoretical and Applied Genetics 104: 1-8 54 Virmani SS (1996) Hybrid Rice In Advanced Agronomy, 47:377-462 55 Waters DLE, Henry RJ, Reinke RF, Fitzgerald MA (2006) Gelatinization temperature of rice explained by polymorphisms in starch synthase Plant Biotechnology Journal 4: 115-122 56 Weiwei Shi, Yi Yang, Saihua Chen, Mingliang Xu (2008) Discovery of a new fragrance allele and the development of functional markers for the breeding of fragrant rice varieties Molecular Breeding 22(2): 185-1 92 57 Widjaja R, Craske JD, Wootton M (1996) Comparative studies on volatile components of non-fragrant and fragrant rices Journal of the Science of Food and Agriculture 70: 151-161 58 Wilkie K, Wootton M (2004) Flavour qualities of new Australian fragrant rice cultivars - http://www.rirdc.gov.au/reports/RIC/04-160sum.html In Australian Government - Rural Industries Research and Development Corporation (RIRDC) 59 Wu, X.R., Chen, Z.H and Folk, M.R (2003) Enrichment of cereal protein lysine content by altered tRNA (lys) coding during protein synthesis Plant Biotechnol J 1, 187–194 60 Yamaguchi, I (2001) Forty Years of Mutation Breeding in Japan Research and Fruits Gamma Field Symposia, 40: 1-11 26 61 Zhou, K L., 1995 The latest achievements in hybrid rice research and extension in China China National Hybrid Rice Research and Development Centre, Changsha, Hunan, China, p (monograph) 62 Zhu, J.K (2003) Regulation of ion homeostasis under salt stress.Curr Opin Plant Biol 6, 441–445 63 Zhu, X.D., Chen, H.Q and Shan, J.X (2006) Nuclear Techniques for Rice Improvement and Mutant Induction in China National Rice Research Institute Plant Mutation Reports 1(1):7- 10 Chủ nhiệm đề tài Người báo cáo TS Khuất Hữu Trung Ths Nguyễn Thị Hồng Nhung Phòng Khoa học Hợp tác Quốc tế TS Phạm Thị Lý Thu 27