C. Giống nhận gen có đặc tính nông sinh học tốt
3.3.1. Phân tích xác định sự có mặt của chỉ thị liên kết gen BphZ trong các thế hệ con la
Như vậy, phân tích đa hình các chỉ thị với các dòng cho gen và dòng nhận gen kháng đã xác định được các chỉ thị liên kết với các gen kháng hiệu quả được sử dụng làm chỉ thị trợ giúp trong chọn giống lúa kháng rầy nâu, đó là chỉ thị RM586; RM588; RM589; RM190 liên kết gen Bph3 trên NST số 6. Các chỉ thị RM3524; RM1388; RM3367; RM3735; RM5757; RM6997 liên kết gen BphZ trên NST4.
Ngoài những chỉ thị nêu trên, một số các chỉ thị khác nằm về 2 phía của vị trí gen kháng trên cơ sở của bản đồ SSR của lúa cũng đã được phân tích. Nhưng hầu như các chỉ thị này không cho đa hình hoặc rất hiếm đa hình được tìm thấy giữa các cặp cho và nhận gen.
Kết quả tìm các chỉ thị phân tử liên kết gen kháng đã xác định RM588, RM190, RM3524, RM3367, RM3735, RM5757 cho đa hình giữa dòng cho gen IS và giống nhận gen SL12. Các chỉ thị này đã được sử dụng như những chỉ thị trợ giúp trong chọn giống kháng rầy nâu với tổ hợp lai SL12/IS.
3.3. CHỌN TẠO CÁC DÒNG LÚA KHÁNG RẦY NÂU TRÊN CƠ SỞ SỬ DỤNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ LIÊN KẾT GEN DỤNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ LIÊN KẾT GEN
ADN của các con lai được tách chiết và tinh sạch bằng phương pháp CTAB. Các chỉ thị phân tử trợ giúp được xác định ở mục trên đã được sử dụng trong việc phân tích con lai của quần thể chọn giống để xác định cây mang 2 gen kháng rầy nâu Bph3 và BphZ.
3.3.1. Phân tích xác định sự có mặt của chỉ thị liên kết gen BphZ trong các thế hệ con lai hệ con lai
Trong chọn giống truyền thống, để nhận biết một tính trạng tốt cho chọn giống phải thông qua sự biểu hiện hình thái của gen điều khiển tính trạng (phenotype). Với chỉ thị hình thái các nhà chọn giống phải đánh giá kiểu hình của cả một quần thể nhằm phát hiện những cá thể chứa gen mong muốn. Mặt khác chỉ thị hình thái vốn có số lượng không nhiều còn những chỉ thị may mắn (liên kết với gen quan tâm) lại càng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN 47 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
hiếm gặp vì thế giá trị thực tiễn của chỉ thị hình thái trong chọn giống gặp nhiều hạn chế.
Đối với chọn giống kháng rầy nâu, chọn giống truyền thống phải thông qua bước sàng lọc tính kháng rầy trong nhà lưới hoặc trên đồng ruộng thí nghiệm. Nếu gen kháng là một gen lặn, khi cây mang gen kháng ở trạng thái dị hợp tử thì không thể phân biệt được. Trường hợp cây mang gen kháng trội thì ở trạng thái đồng hợp tử hay dị hợp tử cũng đều có thể xác định được sự có mặt của gen kháng. Tuy nhiên, nhà chọn giống lại gặp phải khó khăn về mùa vụ và thời gian duy trì và phát triển vật ký sinh (con rầy) vì phương pháp sàng lọc lúa kháng rầy là thời kỳ cây lúa ở giai đoạn mạ 2-3 lá cần gieo trồng vào tháng 1-2 tại miền Bắc. Rầy con nuôi trong nhà kính chỉ có thể sinh sản phát triển vào mùa hè và mùa thu khoảng từ tháng 4 đến tháng 9.
Ngoài ra, một gen kháng rầy thường chỉ kháng với một biotype rầy, ít khi kháng được 2 biotype. Vì vậy muốn có giống kháng bền vững, kháng được nhiều biotype và giống duy trì được tính kháng qua nhiều năm thì phải đưa được nhiều gen kháng vào cùng một giống. Bằng cách lai quy tụ gen kháng vào dòng lúa ưu tú, có thể đưa được nhiều gen vào 1 dòng. Trong trường hợp này, chọn giống truyền thống không thể phân biệt được các cá thể mang 2 hay nhiều gen kháng, trong khi chọn giống bằng chỉ thị phân tử hoàn toàn có thể phân biệt được thông qua phân tích chỉ thị liên kết gen. Như vậy, thay vì chọn lọc cá thể kháng bằng phân tích kiểu hình, chọn giống phân tử chọn lọc cá thể nhờ phân tích kiểu gen.
Khi sự biểu hiện của dấu hiệu quan tâm (target trait) được điều khiển bởi một đơn gen hoặc bởi một gen chịu trách nhiệm kiểu hình với số phần trăm cao thì việc chuyển một vùng genom mang gen đích từ dòng cho gen (donor) vào dòng nhận gen (recepient) sẽ tạo ra sự cải thiện có ý nghĩa đối với tính trạng đó. MAS ngày nay được sử dụng để đẩy nhanh quá trình chọn giống.
Trong nghiên cứu này, gen BphZ là một gen đã được đánh giá là kháng rầy hiệu quả trong những nghiên cứu trước của phòng Sinh học Phân tử viện Di truyền Nông nghiệp và đã được lập bản đồ trên NST của lúa. Gen này đã được quy tụ vào dòng lúa IS1.2, IS2.3 và RS từ dòng lúa GC9. Các chỉ thị liên kết gen kháng BphZ được thể hiện trên bản đồ gen.
Trong các cặp mồi SSR sử dụng phân tích gen BphZ các cá thể của các dòng BC, cặp mồi RM5757 là cho đa hình tốt. Tuy nhiên, cặp mồi này nằm khá xa gen
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN 48 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
kháng nên chúng tôi phân tích thêm cặp mồi RM3367 và cặp mồi RM1388 nằm về 2 phía của gen BphZ. Trên hình 3.8 minh họa thí nghiệm sử dụng cặp mồi RM5757 để phân tích sự có mặt của gen kháng trong các cá thể BC1F1 của tổ hợp lai giữa dòng lúa SL12 và IS1.2.
Hình 3.9. Sử dụng chỉ thị RM5757 liên kết với gen BphZ xác định con lai BC1F1 mang gen kháng
1. Giếng số 1: IS1.2 mang gen kháng rầy nâu BphZ 2. Giếng số 2: Giống nhận gen SL12
3. Các giếng 3, 6, 7, 9, 13, 16, 17, 19, 21, 22, 24, 26: Là các cá thể mang gen kháng, xuất hiện băng của cả IS1.2 và SL12
4. Các giếng 4, 5, 8, 10, 11, 12, 14, 15, 18, 20, 23, 25: Là các cá thể không mang gen kháng, chỉ mang băng của SL12
Hình 3.10. Sử dụng chỉ thị RM3367 liên kết gen BphZ để xác định cây mang gen kháng trong các dòng chọn lọc .
1. Giếng số 1: IS1.2 mang gen kháng rầy nâu BphZ 2. Giếng số 2: Giống nhận gen SL12
3. Các giếng số 4, 6, 10, 12, 16 mang băng của cả IS1.2 và SL12 sẽ được chọn để phát triển thế hệ tiếp theo.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN 49 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Hình 3.11. Sử dụng chỉ thị RM3735 liên kết gen BphZ để xác định cây mang gen kháng trong các dòng chọn giống
Các giếng số 9, 11, 21 mang băng của cả IS1.2 và SL12 sẽ được loại bỏ. Các dòng khác mang băng của giống kháng IS1.2 sẽ được giữ lại để phát triển thế hệ tiếp theo.
Các cá thể mang gen kháng rầy BphZ được tiếp tục phân tích bằng các chỉ thị liên kết gen Bph3 để xác định các dòng mang CTPT liên kết với cả 2 gen kháng rầy nâu.