Lúa chất lượng là giống lúa không những có kích thước, hình dạng thon dài mà còn có phôi nhũ, hàm lượng amyloza cao và đặc biệt các giống lúa chất lượng có mùi thơm đặc trưng.
Chất lượng của lúa phụ thuộc nhiều yếu tố như hàm lượng amyloza, dạng nội nhũ, hàm lượng protein và đặc biệt là hương thơm…
1.2.1.1. Tính trạng hàm lượng Amyloza
Hàm lượng amylose được kiểm soát bởi gen waxy, nằm trên nhiễm sắc thể số
6. Gen waxy có hai allen là Wxa và Wxb . Allen Wxa xuất hiện chủ yếu ở các giống lúa O. sativa indica, còn Wxb chủ yếu ở các giống lúa O. sativa japonica. Trình tự
Wxa và Wxb khác nhau một nucleotide tại vị trí cắt nối intron 1. Trình tự cắt nối từ đầu 5’ của intron 1 của Wxa là AGGTATA, của Wxb là AGTTATA. Sự thay thế
nucleotide G bằng T ở Wxb đã làm giảm hàm lượng mRNA thành thục dẫn đến giảm enzyme Granule-Bound Starch Synthase (GBSS) tạo thành, từ đó giảm hàm lượng amylose (Saito et al., 1991, Hirano, 1998).
Các giống có hàm lượng amylose thấp cho cơm dẻo, các giống có hàm lượng amylose trung bình cho cơm mềm và các giống có hàm lượng amylose cao thì cho cơm cứng hoặc rất cứng.
Tại Việt Nam, việc nghiên cứu về hàm lượng amylose trong các giống lúa cũng đã rất được chú ý trong những năm vừa qua. Tại Viện lúa đồng bằng sông Cửu Long, các nhà chọn giống đã sử dụng MAS trong chọn giống có hàm lượng amylose thấp và trung bình trên cơ sở marker phân tử. Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí Bửu (2007) đã sử dụng microsatellite marker liên kết với hàm lượng amylose trung bình là WxF-R định vị trên NST số 6. Kết quả ghi nhận QTL mục tiêu liên kết với marker này đã giải thích biến thiên kiểu hình hàm lượng amylose trung bình là 17,8% cho cặp lai IR64/ Hoa Lài và 19,7% cho IR24/ Khao Dawk Mali105. Khi
đánh giá trên quần thể của Nàng Nhen và OM3536 về mức độ ước đoán chính xác giữa kiểu gen và kiểu hình đạt 97% .
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 16
1.2.1.2. Tính trạng hàm lượng protein
Lúa có hàm lượng protein ít hơn các cây lương thực khác, chỉ khoảng 7-8%. Tuy nhiên lúa gạo lại cung cấp từ 40-80% lượng calo và từ 40-50% lượng protein trong khẩu phần dinh dưỡng của người dân châu Á.
Đặc điểm di truyền về hàm lượng protein do đa gen kiểm soát phân bố trên các nhiễm sắc thể số 1, 2, 4, 6, 9, 12, (các thành phần của glutein) nhiễm sắc thể 7, 11, (protein dự trữ trong nội nhũ) nhiễm sắc thẻ 5, 7, 12, (các thành phần của prolamin). Hàm lượng protein biến đổi mạnh mẽ do tác động của môi trường từ
0,130 đến 0,372. Kết quả nghiên cứu của Shenoy và cs., (1991), chứng tỏ rằng hệ số
di truyền hàm lượng protein đạt 71%. Một số cặp lai nghiên cứu cho thấy hệ số di truyền hàm lượng protein rất thấp 11,1%. Từ những biến động đó cần phải phân nhóm di truyền trên các nhóm khác của các giống lúa địa phương, xem như là nguồn vật liệu lai phục vụ cho chương trình chọn giống lúa tốt hơn.
1.2.1.3. Tính trạng mùi thơm
Phân tích hóa học trên một phổ rộng các giống lúa thơm và không thơm cho thấy có rất nhiều các thành phần khác nhau và có sự thay đổi của các thành phần này trong quá trình bảo quản. Những nghiên cứu trước đây đã chứng minh mùi vị
của gạo có liên quan tới thời gian bảo quản, trong lúa mới được xác định có các hợp chất tạo thành mùi thơm 1- butanal, 1- hexanal, 1- heptanal, methyl ethyl ketone, 1 pentalnal và propanal, sau một thời gian bảo quản chỉ thấy còn butanal và 1- heptanal. Hàm lượng của hexanal trong gạo cân bằng tuyến tính với nồng độ của axit linoleic đã oxi hóa trong gạo (Shin MG et al., 1986), khi được bảo quản ở nhiệt
độ 35oC trong hai tuần, một vài loại gạo đã giảm hàm lượng pentanal, hexanal và petanol đáng kể so với các loại gạo khác (Szuki Y et al., 1999).
Tuy nhiên, trong những nghiên cứu gần đây đã cho thấy đặc tính mùi thơm của lúa chủ yếu do hợp chất 2 acetyl - 1- pyrroline tạo thành. Sử dụng các phân tích bằng cảm quan và sắc kí khí, Butterry và cs., (1986) đã xác định 2 acetyl - 1 - pyrroline (2AP) là một chất mặc dù có hàm lượng rất thấp trong các loài lúa thơm nhưng là chất khởi đầu tạo hương thơm ở các giống lúa Jasmine và Basmati (Buttery RG và cs., 1986), Một nghiên cứu khác cũng cho thấy 2AP có mặt trong
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 17
các giống lúa không thơm nhưng có hàm lượng thấp hơn so với các giống lúa thơm từ 10 - 100 lần (Widjaja R et al., 1996), (Wilkie K and Wootton M, 2004). Ngưỡng nồng độ của 2AP mà con người có thể cảm nhận được trong khoảng 0,1ppb khi tan trong nước. Để cảm nhận được 2AP có trong gạo thơm, nồng độ 2AP thường cao hơn khoảng 3000 lần so với ngưỡng nồng độ tan trong nước và chỉ cao gấp 30 lần ở
gạo không thơm.