Williams và đtg (1990) đã đề xuất phương pháp phân tích đa hình ADN trên cơ sở kỹ thuật PCR với các mồi đơn có trình tự nucleotit tùy ý và ông đề
nghị sự đa hình này gọi là chỉ thị RAPD (Random Amplified polymorphic DNA) [176]. Thành phần tham gia phản ứng RAPD và các giai đoạn trong mỗi chu kỳ cũng tương tự như ở phản ứng PCR chỉ khác ở mồi sử dụng là mồi ngẫu nhiên (mồi đơn ngắn chỉ dài khoảng 10 nucleotit), nhiệt độ gắn mồi thấp hơn (320C – 400C).
(Simple Sequence Repeat), AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism), RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism)... đã
được ứng dụng rộng rãi trong phân tích tính đa hình trong hệ gen của cây trồng, thiết lập bản đồ di truyền, nhận dạng các giống cây trồng, phát hiện quan hệ phát sinh chủng loại, đánh giá hệ gen của giống. Cấu trúc ADN hệ
gen không giống nhau giữa các giống lúa là cơ sở tạo ra sự khác nhau về các sản phẩm nhân bản bởi các mồi trong phản ứng PCR, dẫn tới sự khác biệt trong phát sinh hình thái và chức năng của giống [46].
Nguyễn Đức Thành và đtg (1999) đã phát triển và ứng dụng các chỉ thị
phân tử RAPD trong nghiên cứu sự đa dạng di truyền của cây lúa và cho rằng RAPD là một phương pháp đơn giản, dễ thực hiện và cho phép phát hiện
được tính đa hình của các phân đoạn ADN [46]. Nghiên cứu của Đinh Thị
Phòng và đtg (2009) khi phân tích đa dạng ADN của 14 giống vừng bằng chỉ
thị RAPD với 19 mồi ngẫu nhiên đã thu được tổng số 137 phân đoạn, và có 3 mồi (RA46, UBC3, UBC302) cho tính đa hình cao. Từ đó xác định được hệ
số di truyền sai khác giữa 14 giống vừng dao động trong khoảng 9% đến 22% [40]. Chu Hoàng Mậu và đtg đã sử dụng 10 mồi ngẫu nhiên để so sánh hệ gen của các dòng đậu tương đột biến bằng kỹ thuật RAPD, cho thấy 3 đoạn mồi có biểu hiện đa hình và 6 dòng đậu tương đột biến có mức độ sai khác về hệ
gen [31]. Nghiên cứu của Puji và đtg (2009) đã xác định được 30 chỉ thị phân tử ADN từ kết quả sử dụng các kỹ thuật STSs, SNPs, SSRs với 22 giống lúa thuộc loài phụjaponica. Trong số 30 chỉ thị phân tửđã tìm thấy 18 chỉ thị liên kết với tính trạng chất lượng gạo, hệ số tương quan là R = 0,99 [141]. Khi phân tích sự đa dạng di truyền của 40 giống lúa trồng quan hệ với 5 giống lúa hoang dại bằng chỉ thị phân tử trong sự kết hợp 38 cặp mồi SSR và 36 mồi RAPD, Ravi và đtg (2003) nhận xét rằng, trong số 38 cặp mồi SSR được sử
thị phân tử RAPD với 90% phân đoạn ADN đa hình [144]. Rabbani và đtg (2008) đã sử dụng kỹ thuật RAPD để phân tích tính đa hình di truyền của 40 giống lúa Pakistan và Nhật Bản với 25 mồi ngẫu nhiên đã tạo ra 208 phân
đoạn ADN được nhân bản, trong đó có 186 ứng với 89,4% phân đoạn đa hình. Các giống lúa xếp thành 3 nhóm: thơm, không thơm và japonica [142].
Các kết quả nghiên cứu của Song và đtg (1999) [157], Xiel và đtg (2000) [178], Lê Xuân Đắc và đtg (2003) [14], Rasheed và đtg (2005) [143], Singh và đtg (2006) [154], Lima J.M. và đtg (2007) [108], Shaptadvipa và đtg (2009) [153] cũng đã chỉ ra rằng RAPD là phương pháp đánh giá được sự đa dạng di truyền của cây lúa ở mức phân tử ADN và có thể thiết lập chỉ thị phân tử RAPD liên kết với các tính trạng liên quan đến chất lượng hạt gạo và các tính trạng khác của cây lúa. Các thông tin về tính đa dạng di truyền của cây lúa được tạo lập từ phân tích RAPD có thể được sử dụng cho các chương trình chọn giống và bảo tồn nguồn gen cây lúa. Ngoài ra, kỹ thuật RAPD còn
được sử dụng để xác định sự sai khác về hệ gen của các dòng lúa chọn lọc từ
mô sẹo chịu mất nước bằng công nghệ tế bào thực vật [43].