Đề tài tiến hành phân tích QTL quần thể hồi giao BC2F2 giữa OM5930/N22 với 310 cá thể con lai. Sử dụng 264 SSR đa hình (trong tổng số 501 chỉ thị). Bản đồ liên kết trên cơ sở quần thể BC2F2 này, phủ trên 2.741,63 cM với khoảng cách trung bình giữa hai chỉ thị là 10,55 cM. Tất cả QTLs được xác định trên cơ sở xác suất tin cậy P 3,6 và đối với IMA ở giá trị LOD 3,9). Biến thiên kiểu hình được giải thích bởi QTL mục tiêu tại chỉ thị RM3586 (36,2%), RM160 (17,1%) trên nhiễm sắc thể 3 và RM3735 (32,6%) trên nhiễm sắc thể.
Hội thảo Quốc gia Khoa học Cây trồng lần thứ hai CHỌN TẠO GIỐNG LÚA CHỐNG CHỊU NÓNG BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ Bùi Chí Bửu1, Nguyễn Thị Lang2 ctv Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Nghiệp miền Nam Viện Lúa Đồng Sông Cửu Long TĨM TẮT Phân tích QTL quần thể hồi giao BC2F2 OM5930 / N22 với 310 cá thể lai Sử dụng 264 SSR đa hình (trong tổng số 501chỉ thị) Bản đồ liên kết sở quần thể BC2F2 này, phủ 2.741,63 cM với khoảng cách trung bình hai thị 10,55 cM Tất QTLs xác định sở xác suất tin cậy P < 0,01 (tương ứng với phân tích SMA giá trị LOD > 3,6 IMA giá trị LOD > 3,9) Biến thiên kiểu hình giải thích QTL mục tiêu thị RM3586 (36,2%), RM160 (17,1%) nhiễm sắc thể RM3735 (32,6%) nhiễm sắc thể Kết thẩm định lại phân tích đồ cách quãng cho thấy vùng mục tiêu RM3586 - RM160 NST số 8,1 cM (LOD = 3,4, R2 = 11,52%, additive effect = 5,64) Có tính trạng (tính trạng gì?) đánh giá kiểu hình thành cơng phục vụ cho phân tích QTL tính chống chịu nóng, tỷ lệ hạt lép có giá trị đóng góp lớn Chọn dòng lai BC1 đến BC4 với 32 thị SSR tập trung nhiễm sắc thể cho thấy: dòng HTL1, HTL2, HTL3 HTL4 triển vọng % lép, suất, nhiên hiệu chọn lọc tính trạng GFR GA% = 4,10 chưa đạt Giống triển vọng OM8108 có giá trị GFR cao >100 mg / /ngày, công nhận sản xuất thử Từ khóa: Chọn giống nhờ thị phân tử (MAS), GFR (tốc độ vào hạt), lúa chịu nóng, QTL, tỷ lệ hạt lép I MỞ ĐẦU Trong thời gian gần đây, tượng ấm lên trái đất ảnh hưởng bất lợi đến sản xuất lúa vùng Duyên hải Nam Trung Bộ Ảnh hưởng stress nhiệt độ cao thấy rõ giai đoạn lúa hoa nhiệt độ môi trường 350C Sự hoa, thụ phấn, phát triển ống phấn bị kìm hãm dẫn đến việc gây ảnh hưởng đến khả phát triển hạt (Morita ctv., 2005; Peng ctv., 2004; Zhu ctv., 2005) Nếu nhiệt độ môi trường liên tục cao 350C ngày dẫn đến bất thụ hoa khơng có hạt Ngược lại, stress nhiệt độ cao xảy giai đoạn đầy hạt (grain filling) dẫn đến thiệt hại mặt kinh tế qua giảm sút sản lượng chất lượng hạt (Zhu ctv., 2005) Viện Lúa Quốc tế (IRRI) ghi nhận: nhiệt độ tăng từ 0,350C đến 1,130C toàn cầu Khi nhiệt độ mơi trường tăng lên 10C, sản lượng thóc giảm 10% (Peng ctv., 2004) Giai đoạn nhạy cảm dễ bị tổn thương nhiệt độ nóng lúc lúa trổ (Mackill ctv., 1982; Kuang ctv., 2002) Zhu ctv (2005) tiến hành nghiên cứu giai đoạn làm đầy hạt lúa với quần thể BIL (backcross inbred lines) từ tổ hợp lai Nipponbare / Kasalath Kết cho thấy có QTL nằm nhiễm sắc thể số 1, 4, kiểm sốt tính trạng chống chịu stress nhiệt độ cao Zhang ctv (2009) cho thấy thị phân tử SSR RM3735 nhiễm sắc thể số RM3586 nhiễm sắc thể số tương tác chặt chẽ với tính trạng chống chịu stress nhiệt độ cao Wu ctv (2009) thành công thực chuyển gen OsWRKY11 vào lúa, thể giai đoạn mạ, điều kiện promoter HSP101, điều khiển hai loại hình stress khơ hạn nóng Hai QTL chủ lực ảnh hưởng đến chống chịu nóng phát quãng marker RM5687-RM471 nhiễm sắc thể 4, RM6132-RM6100 nhiễm sắc thể 10 (Xiao ctv., 2011) QTL định vị nhiễm sắc thể giải thích 21,3% biến thiên kiểu hình SSP đồng ruộng 25,8% phytotron Một locus chủ lực OsHTAS nhiễm sắc thể tìm thấy có liên quan đến tính chống chịu nóng 480C giai đoạn mạ (Wei ctv., 2013) Bốn QTL: qHAC4, qHAC8a, qHAC8b qHAC10, làm giảm ảnh hưởng bất lợi hàm lượng amylose điều kiện nhiệt độ nóng [số đứng sau nhiễm sắc thể] (Zhang ctv., 2014) Lee ctv., (2007), Gammulla ctv (2010) xác định có tất 48 protein giúp lúa chống chịu nóng; bao gồm HSP100, HSP70, sHSP 235 VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM tiền HSP60 Có 17 số 25 gen mã hóa protein chức nói trên, lập đồ di truyền (Liao ctv., 2013) Mục tiêu nghiên cứu Xác định đồ QTL gen quy định tính trạng chống chịu nóng điều kiện nhiệt độ 37 – 40oC vào thời kỳ trổ Xác định thị phân tử liên kết với gen chống chịu nóng để ứng dụng kỹ thuật MAS cải thiện giống lúa chống chịu nóng Chọn tạo giống chống chịu nóng phù hợp với điều kiện canh tác tỉnh phía Nam II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu 2.2 Phương pháp nghiên cứu Thực quần thể lai hồi giao BC1, BC2, BC3 BC4 hai tổ hợp lai OM5930 / N22 AS996 / Dular N22 Dular (loại hình aus) nguồn cung cấp gen điều khiển tính chống chịu nóng (ngân hàng gen IRRI) Giống mẹ (loại hình indica) giống cao sản với OM5930 đột biến soma OM3536 (TD8 / OM1738); dòng dẫn xuất AS996 (IR64 / Oryza rufipogon) Có 22 tổ hợp lai đơn thực Trung Tâm NN Đồng Tháp Mười 10 tổ hợp lai đơn Viện Lúa ĐBSCL, để thực xét nghiệm “fine mapping” chọn dòng nhờ thị phân tử 310 cá thể quần thể hồi giao BC2F2 thuộc OM5930 / N22, 1080 dòng thuộc AS996 / Dular, đo đếm tính trạng 264 SSR đa hình (trong tổng số 501chỉ thị) sử dụng làm đồ QTL Tách chiết DNA phân tích PCR thực Viện KHKTNN Miền Nam Viện Lúa ĐBSCL Chọn cá thể có băng điện di đồng hợp tử với giống cho gen chống chịu nóng, để làm nguồn hồi giao với dòng tái tục (với hai thị RM3735 RM3586) Tiếp tục thực hồi giao theo cách để có BC2, BC3 BC4 Từ BC2, cho tự thụ để có BC2F2 Tương tự, thu hoạch 236 hệ BC2F4, cặp lai OM5930 / N22 AS996 / N22 , Gatabyeo / N22 Phân tích QTL theo phần mềm QGene MapMarker (Lander Green 1987; Lander ctv 1987; Nelson 1997) Phương pháp GGT Young Tanksley đề xuất (1989) sau đó, van Berllo (2008), Milne ctv., (2010) xây dựng phần mềm hữu dụng GGT 2.0: “graphical genotyping” phương pháp nhóm tác giả Đại Học Wageningen phát triển, cho phép thể alen đồng hợp trội, đồng hợp lặn, dị hợp Phương pháp phân tích marker đơn (SMA) để xác định vùng giả định đoạn nhiễm sắc thể có liên quan đến tính trạng đánh giá kiểu hình Phương pháp phân tích đồ cách quãng (interval mapping: IM) để gạn lọc thị làm rõ vùng giả định, nơi có gen đích điều khiển tính trạng nghiên cứu Áp dụng thang điểm LOD ≥ 3,0 để xác định marker thật có ý nghĩa mặt thống kê, liên kết với gen mục tiêu Phân tích Western Blot protein chống sốc nhiệt (HSP): Mẫu protein dòng, giống lúa triển vọng tách chiết từ hai nghiệm thức xử lý nóng khơng xử lý nóng phytotron Chạy điện di SDSPAGE (một chiều để xét nghiệm sơ khởi) Thực việc tạo kháng thể để phân tích Western blot, xem xét biểu protein đích họ protein HSP Lấy 50 µg dung dịch protein Kháng thể sơ khởi chuẩn bị dung dịch có 3µl chitinase 45 ml PSB – BSA, ủ ấm 450C (1-2 giờ) Cho kháng thể kết tụ (immunoprecipitation) qui mơ 1-2µg 100-500 µg protein tổng số Các mẫu lúa giai đoạn làm địng thu để ngồi trời 24-48 trước cho vào buồng sinh trưởng thực vật (growth chamber) với quy trình nhiệt độ sau (độ ẩm trì 75%) • 7- sáng : 29oC phytotron • 8-10 sáng: • 10-12 sáng: 37oC • 12-14 trưa: 39oC • 14-15 trưa: 37oC • 15-16 chiều: 34oC 34oC Hội thảo Quốc gia Khoa học Cây trồng lần thứ hai • 16-18 tối: • 20-7 hơm sau: (khơng chiếu sáng) 30oC o 24 C Phân tích tương tác GxE suất, vào hạt (grain filling) bị stress nóng (HT 2013 HT 2014): Số nghiệm thức 20-22 mẫu giống, thực địa điểm thuộc tỉnh: Bình Định, Ninh Thuận, Đồng Nai, Tây Ninh, Long An, Cần Thơ (trong Ninh Thuận có địa điểm nơi nóng nhất, đạt tiêu chuẩn xét nghiệm nhiệt độ ngày đêm) Yêu cầu lúc lúa trổ đến thu hoạch nhiệt độ cực trọng ban ngày >35oC nhiệt độ cực trọng ban đêm >27oC Phân tích AMMI tổng hợp sở mơ hình Finley Wilkinson (1963), Eberhart Russel (1966), Perkins Jinks (1968), Freeman Perkin (1971) Phân tích hiệu chọn (GA%) dựa thông số ma trận (tập họp phương sai hợp sai) kiểu gen kiểu hình, hệ số di truyền nghĩa rộng Hình 1: Sơ đồ lai quần thể hồi giao BC2F2 để xây dựng đồ QTL lúa chống chịu nóng Hình 2: Diễn biến nhiệt độ thời kỳ lúa trổ đến thu hoạch, hai quần thể BC1F1 BC2F2 ruộng thí nghiệm Viện Lúa ĐBSCL (2011-2012) III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đánh giá kiểu hình lai Quần thể hồi giao tổ hợp lai OM5930/N22 có 310 cá thể lai đánh giá kiểu hình Tính trạng % hạt lép biểu thị phân bố chuẩn, có mức độ nghiêng lệch sang N22 (giống cho) nhiều OM5930 (giống tái tục), quần thể hồi giao AS996 / Dular, độ lệch có xu hướng nghiêng 237 VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM sang giống tái tục AS996 nhiều Phân tích ANOVA: tỷ lệ lép (%) đóng góp có ý nghĩa giải thích biến thiên tính trạng locus RM3586, NST số Bên cạnh tính trạng HT (chống chịu nóng theo thang điểm IRRI), nghiêng lệch (skewed) theo “giống cho” N22 86,6% “giống tái tục” OM5930 15,3%, BC2F2 OM5930/N22 3.2 Đánh giá kiểu gen Quần thể AS996 / Dular gặp nhiều khó khăn phân tích QTL, liên kết bất lợi (linkage drag) làm sai lệch, biểu thị qua giá trị LOD thấp nhiều vùng giả định, không cho phép xác định QTL cụ thể, với thị phân tử mong muốn, 12 nhiễm sắc thể Hạt / HT Năng suất hạt % Lép K.L 1.000 hạt Hình 3: Bản đồ QTL phủ 12 NST, tổng chiều dài 2741,6 cM, trung bình quãng marker 10,55 cM, quần thể BC2F2 OM5930/N22 Phân tích 310 dịng BC2F2 tổ hợp lai OM5930/N22, với số liệu đánh giá kiểu hình giai đoạn trổ bơng bị stress nóng Bản đồ liên kết sở quần thể BC2F2 phủ 238 2.741,63 cM với khoảng cách trung bình hai thị 10,55 cM Biến thiên kiểu hình giải thích QTL mục tiêu thị RM3586 (36,2%), Hội thảo Quốc gia Khoa học Cây trồng lần thứ hai RM160 (17,1%) nhiễm sắc thể RM3735 (32,6%) nhiễm sắc thể Bốn QTLs tìm thấy có liên quan đến số hạt định vị vùng giả định nhiễm sắc thể quãng RM468-RM7076 RM241-RM26212, giải thích 13,1% 31,0% biến thiên kiểu hình, theo thứ tự Kết thật ghi nhận quãng RM3586-RM160 nhiễm sắc thể với độ lớn 8,1 cM tính trạng tính theo điểm chống chịu nóng, thị RM3586 đặc biết ý ứng dụng chọn giống nhờ thị phân tử Hai QTLs kiểm sốt tính trạng tỷ lệ hạt lép tìm thấy loci RM554, RM3686 nhiễm sắc thể với 25,0% 11,2% biến thiên kiểu hình theo thứ tự Một QTL kiểm sốt tính trạng khối lượng 1.000 hạt định vị locus RM103 nhiễm sắc thể 6, giải thích 30,6% biến thiên kiểu hình Hình 4: Bản đồ liên kết gen 12 nhiễm sắc thể, theo phần mềm GGT, quần thể BC2F2 OM5930 / N22; màu đỏ alen đồng hợp tử OM5930, màu xanh đậm alen đồng hợp tử N22, màu xanh nhạt alen dị hợp tử, vùng màu nâu tập họp alen chưa xác định 239 VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Hội thảo Quốc gia Khoa học Cây trồng lần thứ hai Một QTL locus RM5749 nhiễm sắc thể giải thích 10,8% biến thiên kiểu hình tính trạng suất hạt QTL xác định tính trạng nghiên cứu (HT, khối lượng 1.000 hạt, số hạt chắc/bông, % hạt lép, suất) Tất QTL tìm thấy khẳng định giá trị tương đương tới “ngưỡng mức độ có ý nghĩa” (threshold equivalent) với xác suất P < 0,01 (tương ứng với giá trị LOD cho “IM” > 3,6 “composite IM” > 3,9) Xác suất “ngưỡng có ý nghĩa” P < 0,05 sử dụng để kết luận QTL có thực ý nghĩa hay không, QTL tạo nên vị trí, hay mơi trường P < 0,01 Đối với tính trạng xử lý nhiều môi trường, 47% số QTL (28 60 QTL tổng số) tìm thấy địa điểm Những alen có ích chống chịu nóng qua thuật toán biểu thị màu theo phương pháp GGT giai đoạn phát dục lúa (hình 4) • Màu xanh blue: alen đồng hợp tử giống N22 (chống chịu nóng) • Màu đỏ: alen đồng hợp tử giống OM5930 (nhiễm) • Màu xanh “pale green”: biểu thị dị hợp tử • Màu nâu: đoạn nhiễm sắc thể chưa xác định Khoảng cách di truyền RM3586 với QTL qui định tính trạng HT 1,2 cM, RM160 QTL HT 4,5 cM, với LOD 3,4 3,9 phân tích marker đơn (SMA) Kết phân tích đồ cách quãng (interval mapping) minh chứng kết marker đơn (SMA) trường hợp RM3586 - RM160 nhiễm sắc thể khoảng 8,1 cM (LOD = 3,4, R2 = 11,52%, ảnh hưởng cộng tính = 5,64) Trên nhiễm sắc thể 4, khơng có qng (interval) tìm thấy để minh chứng hai marker đơn RM3735 RM5749 từ phân tích SMA, giá trị LOD thấp Phải tiếp tục phân tích sâu QTL giả định này, cho kết đa hình tốt chọn lọc cá thể thị phân tử Theo phân tích marker đơn, thị RM3735 RM310 liên kết chặt với QTL giả định nhiễm sắc thể 8, theo thứ tự, giải thích 32,6% biến thiên kiểu hình nhiễm sắc thể 28% nhiễm sắc thể Bảng 1: Phân tích QTL theo SMA, tính trạng có liên quan đến chống chịu stress nóng lúa trổ, với 310 cá thể quần thể hồi giao OM5930/N22; LOD > 3,0 Chỉ thị NST Số alen trung bình F P R2(%) DPE 4,150 ± 0,44 10,60 0,000 36,2 B 5,40 ± 0,44 9,16 0,000 32,6 B 0,42 ± 0,44 4,25 0,004 17,1 A 5,40 ± 0,44 3,73 0,011 28,0 A Số hạt / 4,40 ± 0,44 3,80 0,014 15,3 A 5,40 ± 0,44 3,19 0,010 13,1 A Tỷ lệ hạt lép 4,40 ± 0,44 7,80 0,001 25,0 A 6,40 ± 0,40 4,59 0,001 11,2 B Tính trạng RM3586 HT Điểm chống chịu nóng RM3735 RM160 RM310 RM25181 10 RM167 11 RM554 RM3586 RM103 KL1.000 hạt 4,40 ± 0,44 7,80 0,001 30,6 A RM5749 Năng suất 4,80±0,44 7,80 0,005 10,8 A RM337 5,8±0,47 2,95 0,005 21,7 A DPE: (Direction of phenotypic effect: ảnh hưởng kiều hình từ mẹ bố) A: OM5930, B: N22 R2: giá trị biểu thị % biến thiên kiểu hình giải thích QTL 240 240 Hội thảo Quốc gia Khoa học Cây trồng lần thứ hai Bảng 2: Phân tích QTL theo đồ cách qng (IM), tính trạng có liên quan đến chống chịu stress nóng lúa trổ, với 310 cá thể quần thể hồi giao OM5930/N22; (Nên giải thích không để tiêu đề hợp lý hơn) Tính trạng Số hạt / Năng suất HT Quãng hai thị phân tử Nhiễm sắc thể RM468 - RM7076 RM241 - RM26212 RM16686 - RM564 RM241 - RM26212 RM26212 - RM127 RM3586-RM160 Trong nghiên cứu này, khả chống chịu nóng lúa tìm hiểu sở thị phân tử Các ảnh hưởng bên ngồi tối thiểu hóa cách trồng lúa điều kiện lúa trổ có nhiệt độ ngày 35-36 độ C nhiệt độ đêm xấp xỉ 27 độ C Trong điểm thí nghiệm, nhiệt độ ngày thỏa mãn yêu cầu vậy, nhiệt độ đêm thường thấp (dưới 25 độ C), trừ địa điểm thí nghiệm Ninh Thuận Kết nghiên cứu năm gần cho thấy, sở di truyền tính chống chịu nóng chưa giải thích đầy đủ (Xiao ctv., 2011) Biến thiên di truyền tính trạng số lượng thường vài nhiều loci điều khiển, bị ảnh hưởng mạnh mẽ có thêm vài ảnh hưởng khác nhỏ (Paterson ctv., 1988) Phân tích quần thể BC2F2 OM5930/N22 cho thấy tính chống chịu nóng di truyền từ nhiều gen (QTL) định vị hai nhiễm sắc thể (số 4) Tỷ lệ hạt lép bơng suất hạt có phân bố cân đối, điểm chống chịu nóng HT phân bố nghiêng lệch Hệ số tương quan điểm HT tỷ lệ hạt lép có P 0,000 0,000 0,000 0,000 0,002 0.040 Vị trí (cM) 3,7 16,5 9,7 16,5 14,5 8,1 ý nghĩa mặt thống kê, giá trị r = 0.929 ** df = 166 (Bùi Chí Bửu ctv., 2012) PHÂN TÍCH PROTEIN CHỐNG SỐC NHIỆT Phản ứng với stress nhiệt độ cao tính trạng di truyền số lượng, bao gồm kiện điều hòa gen protein theo kiểu “up down” xảy đồng thời (Zou ctv., 2011) Tùy theo khối lượng phân tử, người ta chia HSPs thành họ khác nhau: HSP100s, HSP90s, HSP70s, HSP60s and sHSPs (Trent 1996) Phân tích điện di SDS cho khái niệm có biểu HSP, chưa khẳng định protein Kết rõ khơng phải mẫu giống thể HSP xử lý nhiệt độ cao (cho dù xét nghiệm PCR có kết tương đồng alen với N22) Nghiệm thức không xử lý nhiệt lúc trổ, cho kết âm tính, khơng có băng điện di chiều Bước hai, phải dị tìm kháng thể để thực xét nghiệm Western blot Đây bước khó khăn thời gian nhiều Cuối có hai mẫu giống OM8108 TLR392 giống khảo nghiệm biểu HSP90 (hình 5) Hình 5: Kết phân tích Western Blot, HSP90 biểu mẫu giống OM8108 TLR392 Kết bảng (bảng hay hình 5?) có tính chất tham khảo, khơng có tính chất kết luận 3.3 Chọn dịng nhờ thị phân tử Bảng cho thấy thị RM3735 quy trình MAS để phát triển dịng lúa chống chịu nóng Hình cho thấy giống OM8108, OM10040 dòng lúa chọn tạo nhờ thị phân tử TLR1, TLR2, TLR3 TLR4 có alen đồng hợp tử giống N22 Đây minh chứng rõ ràng hiệu chọn lọc nhờ thị phân tử tính trạng chống chịu nóng Biến thiên kiểu hình giải thích QTL 241 VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM quãng hai marker RM3586-RM160 Riêng thị RM3735 nhiễm sắc thể giải thích 32,28%, 20,73% 9,95% biến thiên kiểu hình, quần thể hồi giao OM5930/N22, AS996/N22, AS996/ Dular /AS996, theo thứ tự OM4900 IR64 sử dụng làm đối chứng Trong quần thể BC4F2 OM5930 / N22, có dịng chọn BC4-1- 10-1 (HTL1), BC4-5-8 (HTL2), BC4-5-9-4 (HTL3), BC4-6-3 (HTL4) BC4-5-6 (HTL5) theo kết điện di loci RM3687, RM3471, RM3735, RM35 Dòng HTL1, HTL2, HTL3 HTL4 biểu alen đồng hợp với alen giống cho gen chống chịu nóng N22; dịng HTL6 HTL7 biểu alen dị hợp tử, cần phải tiếp tục chọn cá thể ưu việt Bảng So sánh kiểu gen kiểu hình loci RM3687, RM3471, RM3735, RM3586 50 quần thể BC4F2 thuộc cặp lai OM5930 / N22 TLR395 OMCS 2000 OM 6707 TLR392 TLR394 TLR391 HTL TLR390 Dị hợp tử Giá trị dự đoán (%) 100,0 71,4 87,5 56,3 HTL HTL HTL4 HTL OMCS 2012 OM 10000 HTL1 OM 10040 OM 10041 Đồng hợp tử nhiễm 45 41 39 43 MNR4 MNR5 MNR1 MNR2 MNR3 CAN THO OM 10418 OM 5981 OM 8108 OM 3536 OM 10252 OM 10417 N22 OM5930 Chỉ thị phân tử Đồng hợp tử kháng RM3735 RM3687 RM5900 RM3471 Hình 6: Kết phân tích Western Blot, HSP90 biểu mẫu giống OM8108 TLR392 (Có Kết PCR lai kết phân tích Wester Blot??) 3.4 Tương tác kiểu gen với hay gen x? môi trường hiệu chọn lọc Kết phân tích theo mơ hình Eberhart & Russel AMMI (năm nào?) cho thấy: OM10040, TLR391 HTL3 cho suất ổn định điều kiện nhiệt độ nóng lúa trổ vụ hè thu Dòng OM8108, OM6707, TLH3 cho suất cao ty lệ hạt lép chấp nhận Tỷ lệ lép kết hoạt động vận chuyển chất khô từ đến hoa lúa từ lúa trổ đến chín sữa, chín sáp thu hoạch Thuật ngữ khoa học gọi “grain filling” bao gồm hai nội dung chính: GFR (grain filling rate) – tốc độ vận chuyển chất khô vào lúa (mg/ngày); GFD (grain filling duration) – thời gian vận chuyển chất khô vào lúa (ngày) 242 Tính trạng GFR điều kiện nóng tỉnh Ninh Thuận có hệ số di truyền nghĩa rộng thấp H2bs = 0,2079; hiệu chọn lọc GA(%) thấp = 4,10% Trong điều kiện nhiệt độ ngày đêm bất thuận, TLR397, OM10040, TLR378 có tốc độ hạt vào tốt nhất, so với đối chứng TH6 Giống triển vọng OM8108, OM6L đứng tốp 10 có giá trị GFR cao >100 mr/bông/ngày Thời gian vào (GFD: grain filling duration) dịng thuộc loại hình indica biến thiên vịng 18-22 ngày, trung bình 20 ngày, Ninh Phước – Ninh Thuận Tốc độ vào hạt (GFR) tương quan chặt chẽ với suất (rg = 0,7188 **) hệ số path 1,0557, đồng thuận [=ve] với rg, đạt giá trị cao nhất, chứng tỏ GFR đóng góp trực tiếp vào kết suất hạt, Hội thảo Quốc gia Khoa học Cây trồng lần thứ hai điều kiện nhiệt độ nóng Ninh Thuận, lúa trổ đến thu hoạch Hệ số cặn Rh = 20,51% (100 mg/bơng /ngày, công nhận sản xuất thử TÀI LIỆU THAM KHẢO Buu BC, NV Hieu, PV Toan, BP Tam, VT Tra My, CT Nha, NT Lang 2012 Assessment of breeding materials for heat tolerance rice breeding (Oryza sativa L.) Journal J.of Agriculture Agric.and Rural Development Dev (Vietnamese) 12(2): 3846 Eberhart SA, WL Russel 1966 Stability parameters for comparing varieties Crop Sci 6: 36-40 Gammulla CPD, B Atwell, P Haynes 2010 Differential metabolic response of cultured rice (Oryza sativa L.) cells exposed to highand low-temperature stress Proteomics 2010, 10:3001-3019 uang HC, SS Wen, GM Liu 2002 Studies on the heat tolerance of Luhui 17 and its cross II You at head sprouting.Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 15, 106-108 (in Chinese) Lander ES and P Green 1987 Construction of multilocus genetic linkage maps in human Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 84:2363-2367 Lander ES, P Green, J Abrahamson, A Barlow, MJ Daly, SE Lincoln, L Newburg 1987 MapMarker: an interactive computer package for constructing primary linkage maps of experimental and natural populations Genomics 1:174-181 Lee DG, N Ahsan, SH Lee, KY Kang, JD Bahk, IJ Lee, BH Lee 2007 A proteomic approach in analyzing heat-responsive proteins in rice leaves PROTEOMICS 7(18):3369-3383 10 Liao JL, HW Zhou, HY Zhang, PA Zhong and YJ Huang 2013 Comparative proteomic analysis of differentially expressed proteins in the early milky stage of rice grains during high temperature stress Journal of Experimental Botany (doi:10.1093/jxb/ert435), p.2-17 11 ackill DJ, WR Coffman, JN Rutger 1982 Pollen shedding and combining ability for high temperature tolerance in rice Crop Science, 22:730-733 12 Milne I, P Shaw, G Stephen, M Bayer, L Cardle, WTB Thomas, AJ Flavell, and D Marshall 2010 Flapjack—graphical 243 VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM genotype visualization 26: 3133–3134 13 Morita S, JI Yonemaru, JI Takanashi 2005 Grain Growth and Endosperm Cell Size Under High Night Temperatures in Rice (Oryza sativa L.) Annals of Botany 95(4):695-701 14 Nelson JC 1997 QGene: Software for marker-based genomic analysis and breeding MolBreed 3: 239-245 15 Peng SB, JL Huang, JE Sheehy, RC Laza, RM Visperas, XH Zhong, GS Centeno, GS Khush, KG Cassman 2004 Rice yields decline with high temperature from global warming Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 101, 9971-9975 16 Perkins JM, JL Jink 1968 Environmental and genotype-environmental components of variability III Multiple lines and crosses Heredity 23:339-356 17 tolerance in transgenic rice seedlings overexpressing OsWRKY11 under the control of HSP101 promoter Plant Cell Rep (2009) 28:21–30 Bioinformatics Trent J 1996 A review of acquired thermotolerance, heat-shock proteins, and molecular chaperones in archaea FEMS Microbiol Rev 18:249–258 18 van Berloo R 2008 GGT 2.0: Versatile software for visualization and analysis of genetic data Journal of Heredity 99(2): 232– 236 19 Wei H, JP Liu, Y Wang, NR Huang, XB Zhang, LC Wang, JW Zhang, JM Tu, XH Zhong 2013 A dominant major locus in chromosome of rice (Oryza sativa L.) conferstolerance to 48 °C high temperature at seedling stage Journal of Heredity 104(2):287–294 20 Wu X, Y Shiroto, S Kishitani, Yukihiroto, K Yoriyama 2009 Enhanced heat and drought 21 Xiao YH, Y Pan, LH Luo, HB Deng, GL Zhang, WB Tang, LY Chen 2011 Quantitative trait loci associated with seed set under high temperature stress at the flowering stage in rice (Oryza sativa L.) Euphytica 178:331–338 22 Young ND and SD Tanksley 1989 Restriction fragment length polymorphisms maps and the concept of graphical genotypes Theoretical and Applied Genetics 77(1): 95–101 23 Zhang GL, LY Chen, GY Xiao, YH Xiao, XB Chen, ST Hang 2009 Bulked segregant analysis to detect QTL related to heat tolerance in rice (Oryza sativa L.) using SSR markers Agricultural Sciences in China 2009, 8(4): 482-487 24 Zhang H, L Duan, JS Dai, CQ Zhang, J Li, MH Gu, QQ Liu, Y Zhu 2014 Major QTLs reduce the deleterious effects of high temperature on rice amylose content by increasing splicing efficiency of Wx pre‑mRNA Theor Appl Genet 127:273– 282 25 Zhu L, YH Xiao, CM Wang, L Jiang, HQ Zhai, JM Wan 2005 Mapping QTLs for heat tolerance during grain filling in rice Chinese Journal of Rice Science 19:117121 26 Zou J, CF Liu, X Chen 2011 Proteomics of rice in response to heat stress and advances in genetic engineering for heat tolerance in rice Plant Cell Rep 30: 2155–2165 ABSTRACT Rice breeding for heat tolerance via marker-assisted selection in Southern Vietnam The indica genotypes, OM5939 (high yielding, susceptible to heat) and N22 (heat tolerance under phytotron treatments) were used as parents The 310 BC2F2 plants and their parents were planted during 2012 dry season at the experimental field in Cuu Long Delta Rice Research Institute (CLRRI) for evaluation of heat tolerance during the reproductive period The low percentage of filled grains may be attributed, at least partially, to a heat activity during grain filling Of the 501 SSRs tested, 264 markers produced polymorphism, which showed clear and scorable bands between the two parents These were subsequently used to genotype the BC2F2 population A linkage map based on BC2F2 populations were then constructed It covered a total of 2741.63 cM with an average two 244 Hội thảo Quốc gia Khoa học Cây trồng lần thứ hai loci interval of 10.55 cM All QTLs were detected above an empirically determined experiment-wise significance threshold equivalent to P < 0.01 (corresponding to an interval mapping LOD > 3.6 or a composite interval mapping LOD > 3.9) The linkage relationship between the SSR markers RM3586 and RM160 as indicators for heat tolerance genes were estimated Results in interval mapping verified the findings of SMA only in the case of RM3586 - RM160 on chromosome at the 8.1 cM interval (LOD = 3.4, R2 = 11.52%, additive effect = 5.64) On chromosome 4, none of the interval confirmed with QTLs found between RM3735 and RM5749 from the single marker analysis, as the value of LOD obtained was low Yield trials were conducted at sites with 16 genotypes in 2012 dry season They were subsequently continued in 2013 Some promising varieties, which were selected via SSRs assisting as RM3586, could be mentioned as: TLR397, OM8108, OM6707, TLR392, TLR391 due to low unfilled grains and high yield under heat stress (Khơng thấy có phần tóm tắt Tiếng Viêt) Attentions would be paid more HTL1, HTL2, HTL3 and HTL4 according to MAS and phenotypical acceptability – based selection However, the genetic gain (4.10%) of grain filling rate (GFR) was too low to accept Keywords: grain filling rate (GFR), heat tolerance, marker-assisted selection (MAS), QTL, unfilled grain percentage Người phản biện: GS TSKH Trần Duy Quý 245 ... trạng chống chịu nóng điều kiện nhiệt độ 37 – 40oC vào thời kỳ trổ Xác định thị phân tử liên kết với gen chống chịu nóng để ứng dụng kỹ thuật MAS cải thiện giống lúa chống chịu nóng Chọn tạo giống. .. kết luận 3.3 Chọn dịng nhờ thị phân tử Bảng cho thấy thị RM3735 quy trình MAS để phát triển dịng lúa chống chịu nóng Hình cho thấy giống OM8108, OM10040 dòng lúa chọn tạo nhờ thị phân tử TLR1, TLR2,... đoạn phát dục lúa (hình 4) • Màu xanh blue: alen đồng hợp tử giống N22 (chống chịu nóng) • Màu đỏ: alen đồng hợp tử giống OM5930 (nhiễm) • Màu xanh “pale green”: biểu thị dị hợp tử • Màu nâu: