Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn lúa chất lượng miền Nam bằng chỉ thị SSR

Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Lúa gạo lương thực lâu đời trồng nhiều nơi giới Diện tích gieo trồng lúa gạo đứng thứ hai sau lúa mì, tổng sản lượng lúa đứng thứ ba sau lúa mì ngô Lúa gạo nguồn lượng thực quan trọng cho khoảng 2/3 dân số giới, lúa trở thành loại lương thực người tiêu thụ ưa chuộng nhiều Hiện nay, diện tích trồng lúa chiếm 1/10 diện tích đất trồng giới có 15 nước giới trồng lúa với diện tích hơn triệu ha, có tới 13 nước Châu Á Riêng Trung Quốc Ấn Độ chiếm khoảng 50% diện tích trồng lúa 56% sản lượng lúa toàn cầu Bangladesh, Indonexia, Thái Lan nước có diện tích trồng lúa lớn tổng diện tích trồng lúa tất nước Mĩ La tinh Ở Việt Nam, lúa loại trồng quan trọng nhất, vừa nguồn lương thực chủ yếu vừa nông sản có kim ngạch xuất lớn Tuy nhiên, thị hiếu tiêu dùng người đòi hỏi ngày cao chất lượng lúa gạo Sự phát triển giống lúa thơm mục tiêu quan trọng chương trình phát triển ngày Tuy nhiên, nguồn tài nguyên bị thu hẹp suất giống lúa thơm chất lượng không cao, quan tâm đánh giá khai thác chưa mức, diện tích bị thu hẹp để phát triển giống lúa cải tiến ngắn ngày có suất cao Chính việc thu thập đánh giá nguồn tài nguyên lúa chất lượng nhằm bảo tồn khai thác nguồn gen quý dòng lúa chất lượng để nâng cao suất chất lượng đáp ứng nhu cầu sản xuất tiêu dùng vấn đề cần trọng Xuất phát từ lí trên, tiến hành đề tài: “Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn lúa chất lượng Khoa Sinh – KTNN Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung miền Nam thị SSR” Mục đích nghiên cứu Đánh giá mức độ đa dạng xác định mối quan hệ di truyền nguồn gen lúa chất lượng miền Nam phục vụ công tác chọn tạo giống lúa có suất, chất lượng cao cho miền Nam Ý nghiã khoa học thực tiễn đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học Đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen lúa chất lượng tạo sở lý luận cho việc chọn lọc nguồn gen lúa chất lượng ưu tú phục vụ nghiên cứu lai tạo giống định hướng cho công tác thu thập bảo tồn đa dạng nguồn gen lúa chất lượng mức phân tử 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Phát sai khác di truyền giống lúa chất lượng có ý nghĩa quan trọng việc xác định allele hiếm, allele đặc trưng để nhận dạng xác nguồn gen ưu tú phục vụ nghiên cứu phục tráng lai tạo giống lúa chất lượng Khoa Sinh – KTNN Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1 Nguồn gốc, phân loại giá trị kinh tế lúa 1.1.1 Nguồn gốc, phân loại lúa Lúa có 12 cặp nhiễm sắc thể (2n = 24) tự thụ phấn Người ta cho tổ tiên chi lúa Oryza hoang dại cách 130 triệu năm Hiện nay, có khoảng 21 loài hoang dại thuộc chi loài lúa hóa lúa châu Á (Oryza sativa) lúa châu Phi (Oryza glaberrima) [15] Lúa châu Á O sativa tổ tiên loại lúa hoang (O rufipogon) phân bố quanh chân núi Hymalaya, có thứ sau: + Oryza sativavar indica (ở phía Ấn Độ) + Oryza sativavar japonica (ở phía Trung Quốc) Hiện nay, loài lúa gieo trồng làm lương thực khắp giới Có nhiều giả thuyết khác nơi tiến hành gieo trồng hay hóa giống lúa Lúa châu Phi: gieo trồng khoảng 3500 năm lưu vực châu thổ sông Niger Tuy nhiên loài không phát triển rộng chí việc gieo trồng giảm giống châu Á đem tới khoảng kỷ 11 [34] Theo Cadnalle (1998) lúa có nguồn gốc từ Ấn Độ Còn theo Roseleviez (1931) lúa có nguốn gốc từ Đông Nam Á đặc biệt từ Ấn Độ Đông Dương Quan điểm nhiều người công nhận lúa có nguồn gốc từ Đông Nam Á Vì vùng có diện tích trồng lúa lớn giới, có Khoa Sinh – KTNN Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung khí hậu nhiệt đới nóng ẩm phù hợp với sinh trưởng lúa Đây nơi trồng lúa sớm Thông qua việc trao đổi, mua bán mà ngày phát tán rộng rãi khắp giới Nhật Bản (năm 300 TCN), Triều Tiên (khoảng năm 850 – 500 TCN), Địa Trung Hải châu Âu (khoảng năm 800 TCN), Nam Mỹ (đầu kỷ 18) [34] Cây lúa nước phân loại sau: Ngành: Hạt kín (Angiospermae) Lớp : Một mầm (Monocotyledoneae) Bộ : Lúa (Poales) Họ : Lúa (Poaceae) Chi : Lúa (Oryza) 1.1.2 Giá trị kinh tế lúa Việt Nam Lúa lương thực quan trọng thứ giới sau ngô (Bùi Mạnh Cường, 2007) [1], gieo trồng 112 nước, cung cấp lương thực cho 65% dân số giới Ở Việt Nam, lúa gạo sử dụng hầu hết bữa ăn người dân Trong gần 30 năm trở lại sản xuất lúa gạo có bước tăng trưởng mạnh (70%) Năm 2011, Việt Nam suất 7,35 triệu gạo mang 3,5 tỉ USD cho kinh tế quốc dân, đứng thứ giới (sau Thái Lan) [4] Cây lúa góp phần giải tình trạng thiếu đói bảo đảm an ninh lương thực nước Ngoài ra, phụ phẩm thu từ lúa rơm, rạ, trấu cám…đã ứng dụng triệt để chăn nuôi, trồng trọt, làm phân bón, chất đốt giúp giảm chi phí nông nghiệp bảo vệ môi trường Khoa Sinh – KTNN Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung 1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo giới Việt Nam 1.2.1 Tình hình sản xuất lúa gạo giới Diện tích trồng lúa giới tăng rõ rệt từ năm 1961 đến năm 1980 Năng suất không ngừng cải thiện, đặt biệt từ sau cách mạng xanh giới vào năm 1965 - 1970, với đời giống lúa thấp cây, ngắn ngày, mà tiêu biểu giống lúa IR5, IR8 Các giống lúa có yêu cầu kỹ thuật cao hơn, tạo điều kiện cho nước phát triển tăng nhanh sản lượng lúa đường tăng suất nhờ có điều kiện phát triển hệ thống thủy lợi hoàn chỉnh đầu tư phân bón, kỹ thuật cao (bảng 1.1) Đến năm 1990, dẫn đầu suất lúa giới nước Triều Tiên, Úc, Mỹ, Nhật Bản, Tây Ban Nha (IRRI, 1990)[16] Trong nước có diện tích lúa lớn, điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, thiếu điều kiện đầu tư, cải tạo môi trường canh tác đầu tư vào nông nghiệp cao, nên suất lúa thấp tăng chậm Điều làm suất lúa bình quân giới khoảng 4,0 - 4,3 tấn/ha, phân nửa suất lúa nước phát triển (bảng 1.1) Khoa Sinh – KTNN Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung Bảng 1.1 Diện tích, suất, sản lượng lúa giới qua năm Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (triệu tấn) 1965 124,98 2,03 254,08 1970 133,10 2,38 316,38 1975 141,97 2,51 357,00 1980 144,67 2,74 396,87 1985 143,90 3,25 467,95 1990 146,98 3,53 518,21 1995 149,59 3,66 547,43 2000 153,94 3,89 598,40 2005 151,71 3,94 597,32 2006 147,53 3,85 568,30 2007 147,26 3,98 585,73 2008 150,31 4,06 610,84 2009 152,90 4,12 629,30 2006 155,30 4,12 641,08 2007 155,05 4,23 656,50 2008 157,73 4,36 689,14 2009 158,30 4,32 685,24 Nguồn: FAOSTAT, 2011 1.2.2 Tình hình sản xuất lúa gạo Việt Nam Khoa Sinh – KTNN Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung Trước năm 1975, diện tích trồng lúa nước dao động khoảng 4,42 - 4,92 triệu ha, suất có tăng chậm, khoảng 700kg/ha vòng 20 năm Sản lượng lúa hai miền 10 triệu (bảng 1.2 ) Sau năm 1975, diện tích trồng lúa tăng nhanh ổn định, suất bình quân giảm sút nghiêm trọng đất đai khai hoang chưa cải tạo, thiên tai sâu bệnh, chế quản lý nông nghiệp trì trệ không phù hợp Bảng 1.2 Diện tích, suất sản lượng lúa Việt Nam qua năm Năm Diện tích (triệu ha) Khoa Sinh – KTNN Năng suất(tấn/ha) Sản lượng (triệu tấn) Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung 1955 4,42 1,44 6,36 1960 4,60 1,99 9,17 1965 4,83 1,94 9,37 1970 4,72 2,15 10,17 1975 4,94 2,16 10,54 1980 5,54 2,11 11,68 1985 5,70 2,78 15,87 1990 5,96 3,21 19,14 1995 6,77 3,69 24,96 2000 7,67 4,24 32,53 2001 7,49 4,29 32,11 2002 7,50 4,59 34,45 2003 7,45 4,64 34,57 2004 7,45 4,86 36,15 2005 7,33 4,89 35,79 2006 7,32 4,89 35,85 2007 7,21 4,99 35,94 2008 7,41 5,22 38,72 Sơ 7,44 5,23 38,89 2009 Nguồn : Tổng cục Thống kê VN, 2011 Bước sang 1980, suất lúa tăng dần khắc phục nguyên nhân như: thay đổi chế quản lý nông nghiệp chủ trương khoán sản phẩm sản xuất, cải thiện hệ thống kênh mương Sau nỗ lực khắc phục khó khăn nước ta đạt thành tựu to lớn Từ nước phải nhập gạo hàng năm tự túc lương thực tái hòa nhập vào thị trường lương thực giới, chiếm lĩnh vị Khoa Sinh – KTNN Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung trí quan trọng nước xuất gạo đứng hàng thứ thứ giới sau Thái Lan Từ năm 1997 đến nay, năm nước ta xuất trung bình triệu gạo, đem nguồn thu nhập ngoại tệ đáng kể Hiện nay, VN đứng hàng thứ diện tích gieo trồng đứng hàng thứ sản lượng lúa Hạt gạo VN đảm bảo yêu cầu an ninh lương thực nước mà góp phần quan trọng thị trường lúa gạo giới Trong năm qua, gạo xuất VN tăng trưởng số lượng chất lượng mở rộng thị trường Đến nay, thị trường truyền thống VN Iraq, Iran (Trung Đông), thị trường Châu Á (Indonesia, Philippines), VN mở rộng phát triển thêm số thị trường tiềm nước Châu Phi, Mỹ La tinh…(bảng 1.3) Bảng 1.3 Thị trường xuất gạo Việt Nam năm 2010 Thị trường Lượng(nghìn Trị giá (nghìn USD) tấn) Khoa Sinh – KTNN Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung Philippines 1.475,82 947.378,77 Indonesia 687,21 346.017,26 Singapore 539,29 227.791,80 Cu Ba 472,27 209.216,94 Malaysia 398,01 177.688,70 Đài Loan 353,14 142.704,50 Hồng Kông 131,12 65.176,23 Trung Quốc 124,46 54.636,94 Đông Timo 116,72 51.526,93 Nga 83,69 36.059,49 Nam Phi 31,79 13.365,04 Brunei 15,14 7.658,56 Ucraina 13,15 6.149,16 Australia 7,46 4.327,17 Bỉ 5,91 2.716,95 Tiểu vương Quốc Ả Rập thống 5,90 2.708,17 Ba Lan 5,02 2.058,80 Pháp 2,58 1.070,36 Hà Lan 1,42 757,90 Italia 1,39 829,32 Tây Ban Nha 0,84 392,84 6.886,17 3.247.860,36 Tổng cộng Nguồn: Tổng cục thống kê, 2011 Về giá cả, gạo VN nâng lên tương đương với gạo Thái Lan, vào thời điểm cấp loại gạo Điều cho thấy, chất lượng gạo quan hệ thị trường gạo VN cạnh tranh ngang hàng với gạo Thái Lan thị trường giới (bảng 1.4 ) Khoa Sinh – KTNN 10 Lớp K34SP - Sinh Số alen thu hệ số Pic 15 cặp mồi trình bày bảng 3.12: Bảng 3.12: Số alen thể hệ số PIC 15 cặp mồi SSR TT 10 11 12 13 14 15 Tên Mồi RM13 RM30 RM282 RM135 RM142 RM143 RM270 RM153 RM162 RM171 RM172 RM174 RM224 RM245 RM515 Vị trí NST 3 12 10 11 Tổng Trung bình Số alen 2 1 2 3 38 2,5 PIC 0,32 0,30 0,55 0,00 0,00 0,69 0,31 0,85 0,17 0,09 0,49 0,00 0,42 0,00 0,79 4,98 0,33 Qua kết thu bảng 3.12 thấy 15 cặp mồi SSR sử dụng nghiên cứu cho kết đa hình Tổng số allele thống kê 15 cặp mồi SSR 38 alen, trung bình 2,5 alen/cặp mồi Trong đó: - Số mồi thể alen: mồi (RM 515) - Số mồi thể alen: mồi (RM282 RM143) - Số mồi thể alen: mồi (RM270, RM172 RM224) - Số mồi thể alen: mồi (RM13, RM30, RM153, RM162 RM 171) - Số mồi có alen: 4mồi (RM135, RM142, RM174 RM245) Hệ số PIC trung bình 15 cặp mồi nghiên cứu 0,33 Trong đó, có cặp mồi thể allele có hệ số PIC = 0, hệ số PIC đạt giá trị cao (0,85) cặp mồi RM153 với allele thể 3.3 Tỷ lệ khuyết số liệu (M) tỷ lệ dị hợp tử (H) giống lúa chất lượng nghiên cứu Tỷ lệ dị hợp tử (H) tỷ lệ số liệu khuyết (M) giống lúa Chất lượng nghiên cứu dựa kết phân tích với 15 cặp mồi SSR trình bày bảng 3.13 Bảng 3.13: Số liệu tỷ lệ khuyết (M) tỷ lệ dị hợp tử (H) giống lúa chất lượng nghiên cứu TT 10 11 Kí hiệu C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 Tên giống Mao chệt Nếp ông táo Nàng thơm đặc sản Nàng thơm chợ đào OM 3536 Nàng Nhen Thơm Lài Thơm mắn Thơm lùn mùa Vàng Ba Danh Huyết rồng Tổng Trung bình M% 6,67 6,67 0 0 6,67 20 1,82 H% 15,38 0 7,14 0 7,14 7,14 36,8 3,35 Kết bảng 3.13 cho thấy: Tỷ lệ khuyết số liệu (M) cao giống C2 (Nếp ông táo), C4 (Nàng thơm chợ đào), C10 (Vàng Ba Danh) khuyết số liệu cặp mồi ương ứng với tỷ lệ 6,67% Các giống lại không bị khuyết số liệu Tỉ lệ khuyết số liệu trung bình 11 giống 1,82 giống có tỷ lệ khuyết số liệu lớn 15% Như vậy, 11 giống nghiên cứu có ý nghĩa phân tích thống kê Tỷ lệ đồng hợp dị hợp giống lúa nghiên cứu khác biệt rõ ràng Tỷ lệ dị hợp tử (H) cao giống lúa C1 (Mao chệt) cao 15,38% Tiếp đến giống lúa C5 (OM3536), C8 (Thơm mắn), C10 (Vàng Ba Danh) tỷ lệ dị hợp tử 7,14% Còn lại giống có tỷ lệ dị hợp tử 0% có nghĩa phạm vi 15 mồi nghiên cứu giống thể đồng hợp (chỉ có băng ADN nhất/mồi) Tỷ lệ dị hợp tử trung bình tập đoàn 3,35 Hình 3.4: Ảnh điện di sản phẩm PCR giống lúa nghiên cứu với cặp mồi RM515 (ADN UltraLow marker) Hình 3.5: Ảnh điện di sản phẩm PCR giống lúa nghiên cứu với cặp mồi RM270 (ADN UltraLow marker) 3.5 Kết phân tích đa hình mối quan hệ di truyền giống lúa Chất lượng nghiên cứu Số liệu thu từ tiêu điện di sản phẩm PCR 15 cặp mồi SSR với tập đoàn 11 giống lúa chất lượng nghiên cứu thống kê phân tích phần mềm NTSYSpc 2.1, từ thiết lập bảng hệ số tương đồng di truyền (Bảng 3.14) sơ đồ hình mối quan hệ di truyền giống lúa Chất lượng (hình 3.6) Hình 3.6: Sơ đồ hình mối quan hệ di truyền giống lúa Chất lượng nghiên cứu Bảng 3.14: Mối quan hệ di truyền 11 giống lúa chất lượng C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C1 1,00 C2 0,53 1,00 C3 0,36 0,71 1,00 C4 0,32 0,65 0,71 1,00 C5 0,43 0,45 0,58 0,38 1,00 C6 0,36 0,61 0,76 0,53 0,50 1,00 C7 0,43 0,61 0,50 0,45 0,43 0,58 1,00 C8 0,36 0,45 0,43 0,38 0,25 0,50 0,58 1,00 C9 0,43 0,53 0,50 0,45 0,30 0,58 0,67 0,88 1,00 C10 0,26 0,40 0,38 0,40 0,26 0,38 0,38 0,45 0,38 1,00 C11 0,50 0,71 0,76 0,71 0,50 0,67 0,58 0,50 0,58 0,45 C11 1,00 Qua kết thu bảng 3.14 hình 3.6 cho thấy: Hệ số tương đồng di truyền 11 giống lúa Tám nghiên cứu dao động khoảng từ 0,25 (C5 – OM3536, C8 – Thơm mắn) đến 0,88 (C8 – Thơm mắn, C9 – Thơm lùn mùa) Dựa vào sơ đồ mối quan hệ di truyền 11 giống lúa, xét mức tương đồng di truyền 0,58% chia 11 mẫu giống lúa nghiên cứu thành nhóm: * Nhóm I: Chỉ có giống C1 (Mao chệt) * Nhóm II: Chỉ có giống C5 (OM3536) * Nhóm III: Gồm giống C2 (Nếp ông táo), C3 (Nếp thơm đặc sản), C6 (Nàng Nhen), C11 (Huyết rồng 4) C4 (Nếp thơm chợ đào), có hệ số di truyền giao động khoảng từ 0,65% - 0,78% Xét vị trí có hệ số tương đồng di truyền 0,65% chia làm nhóm phụ: + Nhóm III.1 Gồm giống lúa C2 (Nếp ông táo), C3 (Nếp thơm đặc sản), C6 (Nàng Nhen), C11 (Huyết rồng 4) + Nhóm III.2 Có giống lúa C4 (Nếp thơm chợ đào) * Nhóm IV: Gồm giống C7 (Thơm Lài), C8 (Thơm mắn) C9 (Thơm lùn mùa), có hệ số di truyền giao động khoảng từ 0,62% - 0,88% Xét vị trí có hệ số tương đồng di truyền 0,62% chia làm nhóm phụ: + Nhóm phụ IV.1 Có giống lúa C7 (Thơm Lài) + Nhóm phụ IV.2 Gồm có giống lúa C9 (Thơm lùn mùa) C8 (Thơm mắn) * Nhóm V: Chỉ có giống C10 (Vàng Ba Danh) KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Tập đoàn lúa chất lượng địa miền Nam nghiên cứu đa dạng thành phẩn alen Kết phân tích với 15 cặp mồi SSR thu tổng số 38 loại alen, trung bình 2,5 alen/cặp mồi Hệ số PIC trung bình 15 cặp mồi nghiên cứu 0,33 Hệ số PIC đạt giá trị cao (0,85) cặp mồi RM153 với alen thể Các giống lúa nghiên cứu có độ di truyền khác dao động từ 0% đến 15,38% (tỉ lệ dị hợp tử trung bình tập đoàn cao 3,35%) Tập đoàn 11 giống lúa chất lượng nghiên cứu đa dạng, hệ số tương đồng di truyền giống tập đoàn dao động từ 0,25 - 0,88 Ở mức tương đồng di truyền 0,58%, 11mẫu giống lúa nghiên cứu chia thành thành nhóm cách biệt di truyền khác Như vậy, sử dụng thị SSR đánh giá mức độ đa dạng, xác định mối quan hệ di truyền giống lúa chất lượng mà kết thu hữu ích việc xác định nguồn gen phục vụ cho công tác bảo tồn, khai thác sử dụng có hiệu nguồn gen lúa chất lượng Việt Nam Kiến nghị Tiếp tục nghiên cứu xác định alen đặc trưng, alen để nhận dạng xác nguồn gen ưu tú phục vụ nghiên cứu lai tạo giống định hướng cho công tác thu thập bảo tồn đa dạng nguồn gen lúa thơm chất lượng mức phân tử Tiếp tục nghiên cứu, đánh giá đa dạng di truyền tập đoàn lúa chất lượng mức hình thái nông học kết hợp với thị SSR nhằm phục vụ cho công tác chọn tạo giống lúa chất lượng có hiệu cao TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bùi Mạnh Cường, (2007), Công nghệ sinh học chọn giống ngô, NXB Nông nghiệp Trịnh Đình Đạt, (2007), Công nghệ sinh học tập 4, NXB Giáo dục Nguyễn Văn Đồng, (1998), nghiên cứu phát lập đồ phân tử gen bất dục đực nhạy cảm với nhiệt độ (TGMS) lúa – Luận án tiến sĩ nông nghiệp Đào Xuân Tân, (2003), đặc điểm hình thái yếu tố cấu thành suất dòng lúa đột biến từ giống IR – 64 A 20 hệ thứ 3, thông báo khoa học Đại học sư phạm Hà Nội Trần Duy Quý, (1997), phương pháp chọn tạo giống trồng, NXB Nông nghiệp 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 Trần Bá Thảo, (2006), Ứng dụng thị phân tử sở phản ứng chuỗi polymerase (PCR) để chọn tạo giống lúa (Oryza sativaL.), Luận văn tiến sĩ nông nghiệp, Cần Thơ – 2006 Tiếng anh Ahn, SN, Bollich CN, Tanksley SD, (1992), RFNP tagging of a gen for aroma in rice, Theor, Appl Akagi H, Yokozeki Y, Inagaki A, Fujimura T (1996), Microsatellite DNA markers for rice chromosomes, Theor Appl Genet 93:1071 10 Botstein D, White RL, Skolnick M, Davis RW (1980) Construction of a genetic map in man using restriction fragment length polymorphisms Amer J Hum Genet 32:314–331 11 Chen X, Temnykh S, Xu Y, Cho YG, McCouch SR (1997), "Development of a microsatellite framework map providing genomewide coverage in rice (Oryza sativa L.)", Theor Appl Genet, 95:553.10 12 Chen X, Cho Y, McCouch S (2002), Sequence divergence of rice microsatellites in Oryza and other plant species, Mol Gen Genomics, 268: 331-343.11 13 Cho YG, Ishii T, Temnykh S, Chen X, Lipovich L, McCouch SR, Park WD, Ayres N, Cartinhour S (2000), Diversity of microsatellites derived from genomic libraries and GenBank sequences in rice (Oryza sativa L.), Theor Appl Genet 100:713.12 14 De Datta, SK (1981), Principles and practices of rice production John Wiley & Son Inc Canada 15 Garland S, Lewin L, Blakeney A, Reinke R, Henry R (2000) PCRbased molecular markers for the fragrance gene in rice (Oryza sativa L.) Theoretical and Applied Genetics 101: 364-371 16 Giarrocco LE, Marassib MA and Salernoa GL 2007 Assessment of the Genetic diversity in Argentine Rice Cultivars with SSR Markers Crop Sci 47: 853-858.13 17 IRRI (International Rice Research Institute) (1997) Rice almanac, second edition IRRI, Los Banos, Philippines 181 pp 18 J in QS, Vanvichi TA and Trackoonrung S, (1996), Indentifitcation and potential use of a RAPD maker for in rice, J.Gent.Breed 19 Kalyan Chakravarthi B and Rambabu Naravaneni (2006) SSR marker based DNA fingerprinting and diversity study in rice (Oryza sativa L.) AJB (9): 684-688.16 20 Litt M, Luty JA (1989) A hypervariable microsatellite revealed by in vitro amplification of a dinucleotide repeat within the cardiac muscle actin gene Amr J Hum Genet 44: 397–401 21 Lorieux M, Gofinet B, Perrier X, Gonzalex de Leon D., Lannaud C., (1995), Maximun – likelihood models for mapping genertic makers showing segregation,1, Backcrocss populations, Theor, Appl, Genet 90 22 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 23 Navraj ctv, 2009 Navraj KS, Yogesh Vikal, Kuldeep Singh, Monika AJ and Sharma RC 2009 SSR marker-based DNA fingerprinting and cultivar 24 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 25 Neelu Jain, Navinder Saini, Poonam Rana, sunita jain and Rajinder K.J (2003), microsatellite diversity for chromosome number in Basmati rice, rice Genetics New sletter, vol 19 26 Obara OP and Kako S (1998), Genetic diversity and identification of Cymbidium cultivars as measured by random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers, Euphytica, 99: 95-1001 27 Panaud O, X Chen, SR McCouch (1996), Development of microsatellite markers and characterization of simple sequence length polymorphism (SSLP) in rice (Oryza sativa L.), Mol Gen Genet 252:597.30 28 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 29 Temnykh S., G DeClerck., A Lukashova., L Lipovich., S Cartinhour., S McCouch (2001),Computational and experimental analysis of microsatellites in rice (Oryza sativa L.):Frequency, length variation, transposon associations, and genetic marker potential, Genome Res 11:1441.28 30 Temnykh S., WD Park, N Ayres, S Cartinhour, N Hauck (2000), "Mapping and genome organization of microsatellite sequences in rice (Oryza sativa L.)", Theor Appl Genet 100: 697.29 31 Virmani SS (1996) Hybrid Rice In Advanced Agronomy, 47:377-462 32 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 33 Williams JGK, Kubelik AR, Livak KJ, Rafalski JA, Tingey SV (1990) DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers Nucl Acids Res 18:6531–6535 Website 34 http://vi.wikipedia.org 35 www.gramene.org MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1.Lí chọn đề tài 2.Mục đích nghiên cứu Đánh giá mức độ đa dạng xác định mối quan hệ di truyền nguồn gen lúa chất lượng miền Nam phục vụ công tác chọn tạo giống lúa có suất, chất lượng cao cho miền Nam .2 Ý nghiã khoa học thực tiễn đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1 Nguồn gốc, phân loại giá trị kinh tế lúa 1.1.1 Nguồn gốc, phân loại lúa .3 1.1.2 Giá trị kinh tế lúa Việt Nam .4 1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo giới Việt Nam 1.2.1 Tình hình sản xuất lúa gạo giới 1.2.2 Tình hình sản xuất lúa gạo Việt Nam .6 1.3 Chỉ thị phân tử nghiên cứu đa dạng di truyền 12 1.3.1 Chỉ thị sinh hoá 12 1.3.3 Các thị dựa phản ứng PCR 14 a Chỉ thị RFLP (Restriction Fregment Length Polymorphism) 14 b Chỉ thị AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) 15 c Chỉ thị RAPD (Random Amplified Polimorphism DNA) .16 d Chỉ thị SSR (Simple Sequence Repeat) 17 1.4 Tổng quan lúa chất lượng .19 1.4.1 Tính trạng mùi thơm 19 1.4.2 Các tính trạng chất lượng 20 a.Tính trạng amyloza 21 b.Tính trạng hàm lượng protein 21 1.4.3 Nghiên cứu chọn tạo lúa chất lượng 21 2.1.2 Hoá chất 26 Các hoá chất sinh học phân tử cần thiết: hoá chất tách chiết ADN, hoá chất làm PCR, hoá chất chạy gel agarose, gel polyacrylamide … .26 2.2.1 Tách chiết ADN tổng số đo độ tinh .29 2.2.1.1 Tách chiết ADN tổng số 30 2.2.1.2 Kiểm tra nồng độ ADN tổng số .30 2.2.2 Thành phần phản ứng PCR với mồi SSR 31 2.2.3 Chương trình chạy PCR 31 2.2.4 Kiểm tra kết gel Polyacrylamide 32 Trong nghiên cứu này, chọn phương pháp CTAB Obara kako (1998) [25] (đã cải tiến) để tách chiết ADN hệ gel từ giống lúa nghiên cứu Nguyên lý phương pháp sử dụng cetyl-trimethyl-amonium-bromid (CTAB), chất có khả hòa tan chất giải phóng từ màng tế bào sau màng chúng bị phá vỡ, ADN dễ hòa tan nhiều so với chất khác Vì vậy, CTAB đóng vai trò chất tách chiết axit nucleic 35 Sau thu ADN, tiến hành kiểm tra chất lượng ADN phương pháp điện di gel agarose 1%, thời gian 30 phút (dùng 3µl µl nồng độ 50ng/µl làm chuẩn để đo nồng độ ADN), sau nhuộm ethidium bromide Sử dụng máy chuyên dụng (Molercular imager FX) để xác định nồng độ chụp ảnh Ảnh điện di (hình 3.1) cho thấy băng gọn sắc nét, ADN không bị đứt gẫy, có độ tinh cao đảm bảo cho thực phản ứng PCR thí nghiệm 35 35 3.2 Hệ số PIC, số allele tổng số băng DNA thể cặp mồi 36 Qua nghiên cứu cặp mồi tập đoàn 11 giống lúa chất lượng thu tần số kích thước alen mồi thể qua bảng 3.1 có giá trị sau: .36 ( TM: Tên mồi; x: Tổng số alen dị hợp; y: Tổng số alen khuyết) 41 3.3 Tỷ lệ khuyết số liệu (M) tỷ lệ dị hợp tử (H) giống lúa chất lượng nghiên cứu 44 3.5 Kết phân tích đa hình mối quan hệ di truyền giống lúa Chất lượng nghiên cứu 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50 Kết luận .50 Kiến nghị 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51