Cây lúa ñươc xem như là cây trồng ñầu tiên trên thế giới ñược công bố
hoàn thành ñọc chuỗi ký tự DNA [32]. Với khoảng 50.000 gen, bộ genom cây lúa có 12 nhiễm sắc thể bao gồm 430 triệu cặp base của phân tử DNA, trung bình mỗi gen có khoảng 3000bp. Nguồn gen phong phú này chủ yếu tồn tại trong các giống ñịa phương. Với hệ gen phong phú Indica: 45.000 – 56.000 gen, Japonica: 32.000 – 50.000 gen (2003), ñây là nguồn vật liệu khởi ñầu quan trọng ñể các nhà chọn giống lai tạo giống mới.
Qua hơn nửa thế kỷ phát triển kể từ ngày Watson và Crick (1953) phát minh ra cấu trúc xoắn kép của DNA, nền công nghệ sinh học thế giới ñã có bước tiến vượt bậc và khẳng ñịnh vai trò to lớn của nó trong nhiều lĩnh vực [10]. Hiện nay, các nhà khoa học thường ứng dụng công nghệ sinh học vào chương trình chọn tạo giống chống bệnh thông qua việc dùng chỉ thị phân tử
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………28
ADN ñể xác ñịnh trình tự có mặt của các gen kiểm tra tính kháng bệnh. Nhờ
áp dụng chỉ thị phân tử AND (RFLP) có thể xác ñịnh ñược vị trí từng gen trên nhiễm sắc thể thông qua ñoạn AND dò ñặc hiệu liên kết với gen ñó với khoảng cách gen nhất ñịnh, từ ñó xây dựng bản ñồ di truyền cho các gen kháng. Một số gen ñã ñược xác ñịnh bằng chỉ thị phân tử như: gen Xa4 liên kết với RFLP ở locus Npb181 và Npb 78 trên NST số 11 (Yoshidaet al.1992). Với khoảng cách liên kết ñều là 1.7cM. Gen lặn xa5 liên kết với chỉ thị
RG556 trên nhiễm sắc thể số 5 với khoảng cách là 0-1cM (MC Cough et.1991). Gen Xa7 liên kết chặt với chỉ thị P3 trên nhiễm sắc thể số 6 với khoảng cách 2,5 cM. Còn gen Xa21 thì liên kết với chỉ thị pTA818 và pTA248 với khoảng cách 0 - 1cM (Ronald et al.1992) [27]. Tuy nhiên, áp dụng phương pháp RFLP thường mất nhiều thời gian, lượng AND cần tinh khiết, nhiều khi phải dùng ñến phóng xạ, nên khó áp dụng rộng rãi. ðể khắc phục nhược ñiểm này người ta ñề xuất chuyển sang phương pháp chọn lọc gián tiếp trên cơ sở nhân AND bằng phương pháp PCR, sau ñó chạy ñiện di rồi xác ñịnh sựña hình giữa kiểu gen kháng và nhiễm.
Năm 1993, Tiến sỹ hoá học Karry Mullis người Mỹ ñã nhận ñược giải thưởng Nobel hoá học nhờ phát minh ra phương pháp PCR. ðây là một trong những thành tựu nổi bật nhất thập kỷ qua. Phản ứng này ñã mang lại những
ứng dụng vô cùng to lớn trong y học, sinh học, khoa học hình sự và khảo cổ
học [27].
Phương pháp PCR (Polymerase Chain Reaction) dùng ñể nhân bất kỳ một
ñoạn gen nào trong cơ thể sinh vật, chỉ cần sử dụng hai ñoạn Nucleotit mồi ởñầu 5’ và ñầu 3’ của ñoạn ñó nếu gen ñó ñã biết trước ñược trình tự sắp xếp các Nucleotit của nó. Sau ñó phân tách bằng ñiện di trên gen agarose, nhuộm bằng Ethillium bromide và quan sát kết quả sau khi chiếu bằng tia UV[33].
Sử dụng phương pháp PCR có nhiềuưu ñiểm như:
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………29
+ ðoạn DNA làm khuôn không cần tách chính xác, tính ñặc hiệu của phản ứng do các oligonucleotid làm mồi quyết ñịnh.
+ Lượng DNA dùng làm khuôn ít. + Tốc ñộ nhân dòng cao.
Tiến hành lây nhiễm bệnh bạc lá nhân tạo, kết hợp với kỹ thuật PCR ñể
phát hiện gen kháng bệnh bạc lá ñã ñem lại kết quả rất tốt, phục vụ ñắc lực cho công tác chọn tạo giống chống bệnh bền vững.