Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 36
Nishimura đã tìm ra tính kháng bạc lá do một gen trội kiểm soát. Năm 1965, Kuhara và cộng sựđã nhận xét gen kháng bệnh bạc lá được kiểm soát bởi một gen trội không hoàn toàn. Ezuka và Horino 1974 đã cho rằng gen kháng bạc lá được kiểm soát bởi một gen lặn và đối với giống DZ192 gen kháng bệnh
được kiểm soát bởi 2 gen lặn
Những năm 80 của thế kỷ XX, Viện nghiên cứu lúa Quốc tếđã xác định bản chất di truyền tính chống bệnh là do gen quy định. Điều này được khẳng
định chắc chắn nhờ vào những nghiên cứu của các nhà khoa học cùng những kỹ thuật hiện đại. Tính kháng của cây trồng là khả năng của cây làm giảm sự
sinh trưởng và phát triển của ký sinh sau khi có sự tiếp xúc của ký sinh với ký chủđược khởi phát. Trong tính kháng của cây trồng có tính kháng dọc (kháng chuyên nòi) do đơn gen kiểm soát và tính kháng ngang (kháng nhiều nòi) do một hoặc đa gen quyết định.
Cho đến nay, các nhà khoa học đã tìm ra được 30 gen kháng bệnh bạc lá
ở cây lúa trồng và lúa hoang Tính kháng có thể quy định bởi một gen đơn trội như: có 5 gen đơn trội là Xa21, Xa1, Xa26, Xa27, Xa3; một gen đơn lặn như:
xa5 và xa13; hoặc do hai gen kết hợp với nhau như Xa1/Xa4, Xa4/Xa7. Các
gen kháng nằm trên các nhiễm sắc thể (NST) khác nhau: gen Xa1, Xa2, Xa12 nằm trên NST số 4, gen lặn xa5 nằm trên NST số 5, gen Xa7 nằm trên NST số
6, gen Xa15 nằm trên NST số 8, gen Xa9 nằm trên NST số 10 và các gen
Xa10, Xa21, Xa23, Xa3, Xa4 nằm trên NST số 11
Hiện nay trong nghiên cứu đã sử dụng tới 10 dòng đẳng gen (dòng chỉ thị) là: IRBB1, IRBB2, IRBB3, IRBB4, IRBB5, IRBB7, IRBB10, IRBB11, IRBB14, IRBB21 chứa lần lượt các gen đơn chống bệnh Xa1, Xa2, Xa3, Xa4, xa5, Xa7, Xa1, Xa11, Xa14, Xa21. Tại Viện nghiên cứu lúa Quốc tế IRRI phát hiện gen kháng bệnh bạc lá Xa21 ở loài lúa dại Oryzae longistaminata. Khác với sự nhận diện của một gen khác, gen trội Xa21 kháng toàn bộ các chủng bạc lá tại
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 37
Ngày nay, chỉ thị phân tử được sử dụng rộng rãi như một công cụ hữu hiệu trong nghiên cứu di truyền và cho phép đánh giá một số lượng lớn locus trải khắp bộ gen của nhiều loài cây trồng cũng như nhận dạng các giống lúa kháng bệnh bạc lá như RFLP, AFLP, RAPD, SSR. Trong nghiên cứu chọn tạo giống lúa kháng bạc lá, Zeng và cs., 1996 đã sử dụng chỉ thị RFLP và RAPD để lập bản đồ phân tử gen xa13 kháng bạc lá trên cây lúa. Còn đối với chỉ thị SSR, hiện nay, hơn 15.000 chỉ thị SSR đã được thiết lập, phủ kín trên bản đồ liên kết di truyền của lúa. Trong những năm gần đây, nhiều công trình sử dụng chỉ thị SSR nghiên cứu đa dạng di truyền và ADN fingerprinting để
nhận dạng giống ở lúa đã được công bố (Hoàng Tuyết Minh, 2002). Sử dụng chỉ thị phân tử để xác định gen kháng bạc lá, Yanchang và cs., 2004 đã tiến hành kiểm tra gen Xa21 trên 200 cá thể F2 bằng chỉ thị pTA248. Kết quả cho thấy có 47 cá thể mang gen kháng đồng hợp tử, 98 cá thể mang gen kháng dị
hợp tử. Tất cả các cá thể này có mức độ kháng trung bình với chủng X-03. Siriporn Korinsak, 2009 sử dụng chỉ thị SSR-RM5509 để phát hiện gen Xa7
trên quần thể F2. Cả 2 gen Xa7 và Xa21 đều là gen trội có phổ kháng rộng liên kết chặt chẽ với mục tiêu và ở trạng thái đồng hợp tử có khả năng kháng tốt hơn trạng thái dị hợp tử (Hoàng Tuyết Minh, 2002).
Bên cạnh các ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống bạc lá, ngày nay một công nghệ hiện đại cũng được ứng dụng mạnh mẽ trong việc chọn tạo giống lúa kháng bạc lá đó là công nghệ gen. Trong gần một thập kỉ trở lại đây, nhiều giống lúa kháng bệnh bạc lá đã được chọn tạo bằng các phương pháp hiện đại khác nhau như dùng súng bắn gen (bombardment), chuyển gen thông qua vi khuẩn Agrobacterium. Hai tác giả Rashid (1996) và Zhang (1999) đã công bố việc chuyển gen Xa21 vào phôi ở dạng huyền phù nhờ súng bắn gen giúp tạo ra tính kháng cho lúa đối với vi khuẩn Xanthomonas oryzae gây bệnh bạc lá. Zhang và cộng sự 2006 đã thành công trong việc chuyển gen Xa21 vào giống lúa IR64, IR72 thuộc nhóm Indica bằng phương pháp sử dụng súng bắn
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 38
gen và đã tạo được các dòng Minghui 63 và BG90-2 có khả năng kháng cao với bệnh bạc lá. Cũng bằng phương pháp súng bắn gen, Terada và Shimamoto., 2004 cũng đã chọn lọc được các dòng lúa mang gen Xa21 kháng bệnh bạc lá với việc sử dụng protein AP1 làm promotor. Trong số 30 dòng chọn lọc, có 27 dòng lúa có khả năng kháng cao với bệnh bạc lá. Gần đây, Khan và cs., 2007 đã thành công việc chuyển gen xa21vào cây lúa kháng
bệnh bạc lá thông qua vi khuẩn Agrobacterium.