1.3.1. Gen kháng ựạo ôn
Gen kháng ựạo ôn là gen mã hóa cho một loại protein biểu hiện tắnh ựộc ựối với nòi nấm gây bệnh. Gen kháng ựạo ôn phần lớn là ựơn gen, trội. Ngoài ra cũng có những gen trội không hoàn toàn hoặc gen lặn nhưng rất ắt [80]. Mỗi gen kháng ựạo ôn chỉ có thể kháng với một hoặc vài loài nấm gây bệnh. Thông thường mỗi giống lúa kháng chỉ mang một gen kháng. Vì vậy, khả năng kháng thấp, muốn giống kháng tốt, bền vững thì giống phải quy tụ ựược nhiều gen kháng.
Gen kháng ựạo ôn ở lúa chia thành: gen kháng chắnh và gen kháng phụ. Gen kháng chắnh biểu hiện thông qua hiệu quả chất lượng, di truyền ựơn giản và ựặc thù chủng. Gen kháng phụ là những gen mà hoạt ựộng của chúng mang tắnh bổ trợ ựóng góp vào khả năng kháng của cây chủ, nhờ những gen này mà phạm vi phát triển của bệnh ựược giới hạn. Những gen kháng phụ ngày càng ựược quan tâm hơn khi những cá thể mang gen kháng chắnh có sự biểu hiện kém bền về tắnh kháng. Những gen kháng phụ ựược quan tâm gồm các gen
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 14
kháng theo locus kiểm soát tắnh trạng số lượng (QTL - Quantitative Trait Locus) của bệnh ựạo ôn.
Có khoảng 38 gen chủ lực ựã ựăng ký và ựược ựịnh vị trên hầu hết nhiễm sắc thể, ngoại trừ nhiễm sắc thể 1, 3, 10 và tập trung nhiều trên nhiễm sắc thể 6, 11 và 12. Những nghiên cứu gần ựây cho biết có hơn 40 gen chủ lực kháng bệnh ựạo ôn ựã ựược ựịnh vị trên bản ựồ gen (Sallaud và cs., 2003) [91].
Bảng 1.1. Một số giống và gen kháng ựạo ôn (Kinoshita, 1994; 1995) [56]; [57]
Gen kháng Giống mang gen Nhiễm sắc thể Mối quan hệ giữa các gen Tác giả
Pi-1 LAC23 11 Liên quan với
gen Pi-k
Mackill và Bonman, 1992; Inukai và cs., 1994
Pi-z5 {Pi-2(t)} 5173 6 liên quan với gen Pi-z
Mackill và Bonman, 1992;
Yu và cs.,1991; Inukai và cs., 1994
Pi-3 Pai-kan-tao Liên quan với
gen Pi-1
Mackill và Bonman, 1992
Pi-11(t) (Pi-zh) Zhaiyeqing 8 Zhu (pers. Comn.)
Pi-kur1 Kuroka 4 Goto, 1988
Pi-kur2 Kuroka 11 Goto, 1988
Tuy nhiên, một số trong những gen kháng này có thể là giống nhau hoặc có quan hệ alen. Vắ dụ như: Pi-29(t) nằm trên nhiễn sắc thể số 8, liên kết chặt với Pi-11(t), Pi-30(t) nằm trên nhiễm sắc thể số 11, liên kết chặt với Pi-a, Pi- 31(t) nằm trên nhiễm sắc thể số 12, liên kết chặt với Pi-31(t), Pi-tq6 và Pi-21(t)
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 15
(2003) [91] một số gen nhiều alen như Pi-z có các alen Pi-zt, Pi-z5; Pi-ta có 2 alen; Pi-k có 5 alen; Liu (2005), chỉ ra rằng trên nhiễm sắc thể số 1 gen Pi-37
có 4 alen như: Pi-37-1, Pi-37-2, Pi-37-3, Pi-37-4, cả 04 alen này ựều liên kết chặt với các gen: Pi-ta, Pi-b, Pi-9, Pi-2, Piz-t và Pi-36 (Liu và cs., 2005) [65]. Một số gen kháng ựạo ôn ựược kiểm tra lại, kết quả kiểm tra lại ựã gây nhiều khó khăn trong việc xác ựịnh gen kháng ựạo ôn mới (Sallaud và cs., 2003) [91]. Vì vậy, cần phải tiến hành nghiên cứu trên nhiều cá thể với nhiều loại chỉ thị và thử trên nhiều chủng nấm khác nhau mới có thể xác ựịnh chắnh xác gen kháng ựạo ôn mới (Bảng 1.1).
Việc ựọc trình tự nucleotide của các gen kháng cho phép phân biệt một cách chắnh xác các gen trong nhóm alen ựể tìm ra gen kháng ựạo ôn mới. Kết quả ựọc trình tự của các gen kháng ựạo ôn cũng cho thấy: hầu hết các gen ựược nhận biết là có chung các vùng như nhắc lại giàu leucine (Leucine Rich Repeat - LRR); vị trắ liên kết nucleotide (Nucleotide Binding Site - NBS); và protein kitinase (PK) (Lã Tuấn Nghĩa, 1999; Sallaud và cs., 2003) [9]; [91].