Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống lúa ảnh hưởng trực tiếp tới năng suất nên các nhà chọn giống rất quan tâm để đánh giá về 1 giống lúa. Số liệu đánh giá về khả năng chống chịu của các cá thể lúa mang đa gen kháng bệnh bạc lá được thể hiện ở bảng 4.11.
Bảng 4.11. Kết quả đánh giá một số sâu bệnh hại chính của cá thể lúa thí nghiệm (Vụ Mùa 2019)
STT Cá thể
Bệnh hại Sâu hại
Đạo ôn Khô vằn Bạc lá Đục thân Cuốn lá Rầu nâu
1 A14 3-5 1-3 0-1 1-3 1-3 1-3 2 A19 0-1 1-3 0-1 1-3 0-1 1-3 3 A23 1-3 0-1 0-1 1-3 1-3 1-3 4 A24 0-1 1-3 0-1 1-3 1-3 1-3 5 A27 3-5 1-3 0-1 3-5 1-3 1-3 6 A29 1-3 0-1 0-1 1-3 1-3 1-3 7 TBR225 (Đ/C) 3-5 3-5 3-5 1-3 1-3 1-3
42
Sâu bệnh hại là một trong những yếu tố quan tâm hàng đầu của các nhà chọn giống đặc biệt là khả năng chống chịu một số sâu bệnh hại chính như đạo ôn, bạc lá, sâu cuốn lá, sâu đục thân và rầy nâu. Sâu bệnh đã làm giảm năng suất rất rõ rệt.
Với bệnh đạo ôn có 2 cá thể: A14, A27 nhiễm bệnh ở điểm (3-5) tương đương giống đối chứng TBR225. Còn lại các dòng lúa thí nghiệm khác nhiễm đạo ôn nhẹ hơn điểm (0-3). Bệnh khô vằn thì hầu hết các dòng đều nhiễm nhẹ điểm (1-3), nhẹ hơn so với giống đối chứng. Theo dõi trên đồng ruộng, trong điều kiện tự nhiên, cho thấy tất cả các dòng lúa thí nghiệm đều không bị nhiễm hoặc nhiễm rất nhẹ với bệnh bạc lá điểm (0-1). Cùng điều kiện chăm sóc, giống đối chứng nhiễm bệnh điểm (3-5).
Với sâu đục thân 1 cá thể lúa A27 nhiễm điểm (3-5), các cá thể còn lại chỉ bị nhiễm nhẹ. Với sâu cuốn lá và rầy nâu, các cá thể đều chỉ bị nhiễm nhẹ (điểm 0-3) tương đương đối chứng.
43
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1. KẾT LUẬN
Kết quả sàng lọc bằng chỉ thị phân tử và đánh giá các đặc điểm nông, sinh học các cá thể BC3F1, tổ hợp lai TBR225/IRBB64, đã chọn được 2 cá thể TBR-6 và TBR-14 mang cả 4 gen kháng bệnh bạc lá (Xa4, xa5, Xa7 và Xa21) ở trang thái dị hợp tử có kiểu hình giống với giống lúa TBR225.
Qua kết quả sàng lọc bằng chỉ thị phân tử và đánh giá lây nhiễm của 30 cá thể lúa BC3F2 được chọn từ tổ hợp lai TBR225/IRBB64, đã thu được 6 cá thể có từ 2-3 gen kháng chính (xa5, Xa7 và Xa21) là các cá thể: A14, A19, A23, A24, A27 và A29. Các cá thể này đã thể hiện cấp độ kháng cao (HR) và phổ kháng rộng với cả 3 chủng vi khuẩn lây nhiễm.
Kết quả đánh giá một số đặc điểm nông, sinh học chính cho thấy 2 cá thể A23 và A29 có nhiều đặc điểm nông học tương tự với giống lúa TBR225: Thời gian sinh trưởng trong vụ Mùa khoảng 105 ngày, chiều cao cây từ 113-114 cm, năng suất cao từ 17,5-18,1 gam/khóm, cứng cây, hạt thóc thon dài, màu vàng sáng
Trong điều kiện tự nhiên ngoài đồng ruộng, 2 cá thể A23 và A29 thể hiện khả năng chống chịu sâu bệnh tốt hơn so với giống lúa TBR225 (điểm 0-3), đặc biệt thể hiện khả năng chống chịu tốt với bệnh bạc lá (điểm 0-1)
5.2. ĐỀ NGHỊ
Tiếp tục khảo nghiệm diện hẹp và đánh giá ở các vùng sinh thái khác nhau để đánh giá khả năng thích ứng của các cá thể lúa triển vọng, tiến tới mở rộng diện tích gieo trồng trong sản xuất.
44
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Akhtar M.A., Abbasi F.M., Ahmad H., Shahzad M., Shah M.A. & Shah A.H., (2011), “Evaluation of rice germplasm against Xanthomonas oryzae causing bacterial leaf blight”, Pak J Bot 43(6), pp.3021-3023.
Anonymous (2015) Vision 2050: ICAR-Indian Institute of Rice Research, Rajendranagar, Hyderabad 500030, Telangana, India.
Bùi Trọng Thuỷ & Phan Hữu Tôn (2004). Khả năng kháng bệnh bạc lá của các dòng chỉ thị (Tester) chứa đa gen kháng với một số chủng vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv oryzae gây bệnh bạc lá lúa phổ biến ở miền Bắc Việt Nam.
Bùi Trọng Thủy, Furuya, N., Taura, S., Yoshimura, A., Lê Lương Tề & Phan Hữu Tôn (2007). Một số nhận xét về sự đa dạng của các nhóm nòi vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae gây bệnh bạc lá lúa ở miền bắc Việt Nam (2001-2005). Tạp chí BVTV, ISSN 0868-2801, số 3(213)-2007. Trang 19-26.
Chen S., Huang Z., Zeng L., Yang J., Liu Q. & Zhu X. (2008). “High-resolution mapping and gene prediction of Xanthomonas Oryzae pv. Oryzae resistance gene Xa7”, Molecular Breeding. 22(3). pp.433-441.
Chen S., Lin X. H., Xu C. G. & Zhang Q. F., (2000), “Improvement of bacterial blight resistance of ‘Minghui 63’, an elite restorer line of hybrid rice, bymolecularmarker-assisted selection”, Crop Sci, 40, pp.239-244.
Chen S., Xu C. G., Lin X. H. & Zhang Q. F. (2001). “Improving bacterial blight resistance of ‘6078’, an elite restorer line of hybrid rice, by molecular marker- assisted selection”. Plant Breed. 120. pp.133-137.
Chu Z.H., Fu B.H., Yang H., Xu C., Li Z., Sanchez A., Park Y.J., Bennetzen J.L., Zhang Q. & Wang S.H., (2006). “Targeting xa13, a recessive gene for bacterial blight resistance in rice”. Theor Appl Genet. 112. pp.455-461.
David O.N., Pamela C.R. & Adam J.B. (2006). “Xanthomonas oryzaepathovars: model pathogens of a model crop”, Molecular Plant Pathalogy, 7(5), pp.303-324.
Dương Đức Huy & Nguyễn Văn Hoan (2016), “Chuyển gen Xa7 kháng vi khuẩn bạc lá vào dòng phục hồi để phát triển lúa lai hai dòng”. Tạp chí KH Nông nghiệp Việt Nam. 14(12). tr.1859-1867.
45
thơm kháng bệnh bạc lá, Luận án tiến sĩ Nông nghiệp, Học viện Nông nghiệp Việt Nam. 205 tr.
Hospital F. (2003). Marker-assisted breeding, In: Newbury HJ (ed) Plant molecular breeding. Blackwell Publishing and CRC Pres, Oxford/Boca Raton, pp.30-59. Iyer A. S. & McCouch S. R. (2004). “The rice bacterial blight resistance gene xa5
encodes a novel form of disease resistance”, Mol. Plant Microbe Interact. 17. pp.1348-1354.
Jena K. K., Jeung J. U., Noh T. H., Heu S., Suh J. P., Kim K. Y., Shin M. S., Reveche M. Y., Pamplona A., Vera-Cruz C. M., Kim Y. G. & Brar D. S. (2007). “Molecular breeding for bacterial blight resistance in japonica rice”, In The 2nd International Conference on Bacterial Blight of Rice, Nanjing, China. pp.77-82. Kadir T.S., Widiarta I.N., Daradjat A.A., Suryadi I.L. & Hidayat Y. (2004).
“Current status of bacterial blight of rice in Indonesia”, In The 1st International Conference on Bacterial Blight of Rice, Tsukuba Science City, Ibaraki, Japan. pp.33.
Laha G. S., Reddy C. S., Krishnaveni D., Sundaram R. M., Srinivas P. M. & Ram T. (2009). Bacterial Blight ofRice and its Management. In: DRR Technical Bulletin No. 41. Directorate of Rice Research (ICAR), Hyderabad, India. 37pp.
Laha G. S., Sailaja B., Srinivas Prasad M., Ladhalakshmi D., Krishnaveni D. & Ram Singh (2016). Changes in Rice Disease Scenario in India: An analysis from Production Oriented Survey. TechnicalBulletin No. 91. ICAR-Indian Institute of Rice Research, Rajendranagar, Hyderabad, Telangana State,India. 95pp.
Lưu Văn Quyết, Nguyễn Thị Mai Hương, Nguyễn Thị Minh, Nguyễn Thị Phương Nga, Đỗ Thị Hường & Trương Thị Thủy (2016). “Xác định gen kháng bệnh bạc lá hữu hiệu phục vụ chọn tạo giống lúa cho các tỉnh phía Bắc”, Hội thảo Quốc gia về Khoa học Cây trồng lần thứ hai, 11-12/8/2016, tại Cần Thơ. Nhà xuất bản Nông nghiệp. tr325-330.
Matthew W. B., Amanda J. G., Anjali S. I., Brad C., Stephen K. & Susan R. M. (2003). “High resolution genetic mapping and candidate gene identification at the xa5
locus for bacterial blight resistance in rice (Oryza sativa L.)”, Theor Appl Genet. 107. pp.62-73.
46 rice. Plant Dis 77:5±12
Ngô Thị Hồng Tươi (2015). Phát triển vật liệu lúa cẩm theo hướng tăng khả năng quang hợp và kháng bệnh bạc lá. Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp. Học viện Nông nghiệp Việt Nam. 125tr.
Nguyễn Văn Giang (2015). “Nghiên cứu chọn tạo giống lúa nếp kháng bệnh bạc lá bằng chỉ thị phân tử cho các tỉnh phía Bắc”. Đề tài nhiệm vụ KHCN, Báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ KHCN, Đề tài/dự án thuộc Chương trình trọng điểm cấp Nhà nước. Pei Q. L., Wang C. L., Liu P. Q., Wang J. & Zhao K. J. (2011). “Marker-assisted
selection for pyramiding disease and insect resistance genes in rice”, Zhongguo Shuidao Kexue (Chinese Journal of Rice Science). 25 (2). pp.119-129.
Phan Hữu Tôn (2005). Phân bố, đặc điểm gây bệnh các chủng vi khuẩn bệnh bạc lá lúa và phát hiện nguồn gen kháng bằng kĩ thuật PCR. Khoa học nông nghiệp và phát triển nông thôn 20 năm đổi mới, tập 1.
Porter B.W., Chittoor J.M., Yano M., Sasaki T. & White F.F. (2003). “Development and mapping of markers linked to the rice bacterial blight resistance gene Xa7”, Crop Sci. 43. pp.1484-1492.
Pranamika S., Bora1 L.C., Puzari1 K.C., Baruah A.M., Baruah R., Talukdar K., Kataky L. & Phukan A. (2017). “Review on Bacterial Blight of Rice Caused by
Xanthomonas oryzae pv.oryzae: Different Management Approaches and Role of Pseudomonas fluorescens As A Potential Biocontrol Agent”, International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 6(3). pp.982-1005.
Ranade S. A. & Yadav H., (2014). “Universal molecular markers for plant breeding and genetics analysis”. Pakistan Journal of Biological Sciences. 5(10). pp.1148-1154. Ronald P.C., Albano B., Tabien R., Abenes L., Wu K.S., McCouch S.R. & Tanksley
S.D. (1992). “Genetic and physical analysis of the rice bacterial blight disease resistance locus, Xa21”. Mol. Gen. Genet. 236(1). pp.113-120.
Ruisen Y., Yu-Chia H., Yong-Pei W., Yann-Rong L. & Chei-Wei K. (2016). “Multiplex PCR genotyping for five bacterial blight resistance genes applied to marker- assisted selection in rice (Oryza sativa)”. Plant Breeding.135. pp.309-317.
Singh S., Sidhu J. S., Huang N., Vikal Y., Li Z., Brar D. S., Dhaliwal H. S. & Khush G. S. (2001). “Pyramiding three bacterial blight resistance genes (xa5, xa13 and
47
Theoritical and Applied Genetic. 102. pp.1011-1015.
Suh J. P., Jeung J. U., Noh T. H., Cho Y. C., Park S. H., Park H. S., Shin M. S., Kim C. K. & Jena K. K. (2013). “Development of breeding lines with three pyramided resistance genes that confer broad-spectrum bacterial blight resistance and their molecular analysis in rice”. Rice journal. 6. pp.5.
Suk M. K. (2018). “Identification of novel recessive gene xa44(t) confering resistance to bacterial blight races in rice by QTL linkage analysis using an SNP chip”. Theor. Appl. Genet. 131. pp.2733-2743.
Suk M. K., Jung P. S., Yang Q., Tae H. N., Russell F. R. & Jena K. K. (2015). “Identification and fine-mapping of a new resistance gene, Xa40, conferring resistance to bacterial blight races in rice (Oryza sativa L.)”. Theoretical and Applied Genetics. 128(10). pp.1933-1943.
Sun X., Yang Z., Wang S. & Zhang Q. (2003). “Identification of a 47 kb DNA fragment containing Xa4. a locus for bacterial blight resistance in rice”. Theoretical and Applied Genetics. 106. pp.683-687.
Tạ Minh Sơn, 1987. Bệnh bạc lá vi khuẩn (Xanthomonas oryzae) và tạo giống chống bệnh. Luận án PTS khoa học, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam. 186tr. Taura S., Sugita Y. & Kawahara D. (2004), “Gene distribution resistance to bacterial
blight in Northern Vietnam rice varieties”. Abstracts of the 1st international, Conference on Bacterial Blight of rice, March17-19, 2004, Tsukuba, Japan, pp.42. Ullah I., Jamil S., Iqbal M.Z., Shaheen H.L., Hasni S.M., Jabeen S., Mehmood A. & Akhter M. (2012), “Detection of bacterial blight resistance genes in basmati rice landraces”, Genet Mol Res, 11(3), pp.1960-1966.
Võ Thị Minh Tuyển (2012). Phát triển nguồn vật liệu mang gen kháng vi khuẩn bạc lá
(Xanthomonas oryzae pv. Oyzae) phục vụ công tác chọn tạo giống lúa cho các tỉnh phía Bắc Việt Nam. Luận án tiến sĩ Nông nghiệp. Trường Đại học Nông nghiệp, Hà Nội. 142tr.
Vo.T.M.T., Nguyen T.H., Phan Q.M., Nguyen T.H. & Le.H.H. (2015). “Applications of gamma rays irradiation and marker assisted selection for improving of bacterial leaf blight resistant rice variety, BT62.1”, Journal of Agricultural Technology, 11(8): 2441-2449.
48
Nguyễn Văn Hoan (2011). Phát hiện gen kháng bạc lá Xa7, Xa21 ở các dòng bố bằng chỉ thị phân tử. Tạp chí Khoa học và Phát triển 2011: Tập 9, số 2: 204 – 210. Wang W., Zhai W., Luo M., Jiang G., Chen X., Li X., Wing R A. & Zhu L., (2001),
“Chromosome landing at the bacterial blight resistance gene Xa4 locus using a deep coverage rice BAC library”, Molecular Genetics & Genomics., 265, pp.118-25. Yan-chang, Wang S., Li C., Shuang W.U., Wang D. & Shi-yun D.U. (2004).
“Improvement of Resistance to Bacterial Blight by Marker-AssistedSelection in a Wide Compatibility Restorer Line of Hybrid Rice”. Rice Research Institute, Anhui Academy of Agricultural Sciences. Hefei 230031, China. 11(5-6). pp.231-237. Yogesh V. & Dharminder B. (2017). Genetics and Genomics of Bacterial Blight
Resistance in Rice, Chapter 10, In book: Advances in International Rice Research, Licensee Intech, pp.175-213, http://dx.doi.org/10.5772/67361.
Yugander A., Sundaram R. M., Ladhalakshmi D., Hajira S. K., Prakasam V. & Prasad M. S. (2017) Viru-lence profiling of Xanthomonas oryzae pv. oryzae isolates, causing bacterial blight of rice in India. Euro-pean Journal of Plant Pathology 149:171±191.
49
MỘT SỐ HÌNH ẢNH
Lây nhiễm nhân tạo các dòng lúa thí nghiệm với vi khuẩn gây bệnh bạc lá
50 Sơ đồ thế hệ chọn tạo Mẹ: TBR225 x Bố: IRBB64 F1 TBR225/ IRBB64 x TBR225 BC1F1 TBR225/IRBB64 x TBR225 BC2F1 TBR225/TRRBB64 x TBR225 BC3F1 TBR225/IRBB64 Từ 203 cá thể lai. Chọn lọc ra 19 cá thể đánh giá BC3F1 TBR225/IRBB64 (TBR – 6) BC3F1 TBR225/IRBB64 (TBR -14)
BC3F2 TBR225/IBRR64 (A1 đến A14) BC3F2 TBR225/IBRR64 (A15 đến A30) Đánh giá 200 cá thể F1. Đem lại trở lại
Thế hệ BC1F1 lai tạo 250 cá
Lai tạo được 256 cá thể
51
PHỤ LỤC
Bảng số liệu về một số đặc tính hình thái của các cá thể mang đa gen kháng
Chiều cao cây (cm)
Chiều dài bông (cm) Chiều dài cổ bông (cm) Chiều dài lá đòng (cm) Mean 112.3285714 24.91857143 6.488571429 32.03714286 Standard Error 0.649803738 0.858726711 0.60848535 2.071082894 Median 112.7 24.75 6.5 29.88
Mode 110 #N/A #N/A #N/A
Standard Deviation 1.719219092 2.271977322 1.609900914 5.479570282 Sample Variance 2.955714286 5.161880952 2.591780952 30.02569048 Kurtosis -1.35375654 -1.686198075 1.39848784 3.14704778 Skewness -0.671975483 0.410045287 -0.54954434 1.805123221 Range 4 5.54 5.2 15.75 Minimum 110 22.63 3.63 27.5 Maximum 114 28.17 8.83 43.25 Sum 786.3 174.43 45.42 224.26 Count 7 7 7 7 Largest(1) 114 28.17 8.83 43.25 Smallest(1) 110 22.63 3.63 27.5 Confidence Level(95.0%) 1.590012464 2.101228563 1.488910013 5.067757268
52 Số nhánh Số hạt chắc/bông (hạt) Tỉ lệ % lép P1000 hạt (gam) NSTT (g/khóm) Mean 4.642857 162.3857143 15.97143 23.15714 15.98571 Standard Error 0.212533 4.935171564 0.544983 0.256215 0.627326 Median 4.6 168 15.6 23.4 15.3 Mode 4.8 #N/A #N/A 23.5 14.7 Standard Deviation 0.562308 13.05723664 1.44189 0.677882 1.659748 Sample Variance 0.31619 170.4914286 2.079048 0.459524 2.754762 Kurtosis 1.639891 - 0.843034631 -0.34929 -1.01579 -2.22503 Skewness 0.998091 - 0.980208501 0.608474 0.164823 0.300043 Range 1.7 33 4.2 1.9 4.1 Minimum 4 142 14.1 22.3 14.1 Maximum 5.7 175 18.3 24.2 18.2 Sum 32.5 1136.7 111.8 162.1 111.9 Count 7 7 7 7 7 Largest(1) 5.7 175 18.3 24.2 18.2 Smallest(1) 4 142 14.1 22.3 14.1 Confidence Level(95.0%) 0.520048 12.07592976 1.333526 0.626936 1.53501
53 Chiều dài hạt thóc (mm) Chiều rộng hạt thóc (mm) Dài/rộng (mm) Mean 6.688571429 2.172857143 3.079497486 Standard Error 0.068675516 0.027317732 0.028850221 Median 6.7 2.19 3.047619048
Mode #N/A 2.1 #N/A
Standard Deviation 0.181698337 0.072275926 0.07633051 Sample Variance 0.033014286 0.00522381 0.005826347 Kurtosis -0.827968546 0.186143697 2.634204854 Skewness -0.660173359 0.728747778 1.450980531 Range 0.49 0.2 0.235479902 Minimum 6.4 2.1 2.995652174 Maximum 6.89 2.3 3.231132075 Sum 46.82 15.21 21.55648241 Count 7 7 7 Largest(1) 6.89 2.3 3.231132075 Smallest(1) 6.4 2.1 2.995652174 Confidence Level(95.0%) 0.168042934 0.066844083 0.070593948
54
Tổng hợp kết quả đánh giá bằng chỉ thị phân tử các dòng BC3F2 TBR225/IRBB64
STT Tên dòng
Gene Tổng hợp gene
xa5 Xa21 Xa7 Xa4
1 A1 - + Đồng hợp tử 1 gene: Xa4; dị hợp xa5
2 A2 + + Đồng hợp tử 2 gene: xa5, Xa4
3 A3 + + Đồng hợp tử 2 gene: xa5, Xa4
4 A4 + + Đồng hợp tử 2 gene: Xa4, Xa21
5 A5 - + - + Đồng hợp tử 2 gene:Xa21, Xa4; dị hợp xa5, Xa7 6 A6 + - + Đồng hợp tử 2 gene: Xa4, xa5, dị hợp Xa7
7 A7 + + Đồng hợp tử 2 gene: xa5, Xa4
8 A8 + + Đồng hợp tử 2 gene: xa5, Xa4
9 A9 - - - Dị hợp tử 3 gene: Xa7, xa5, Xa4 10 A10 - - - Dị hợp tử 3 gene: Xa7, xa5, Xa4
11 A11 + - - - Đồng hợp tử 1 gen: xa5;dị hợp Xa4, Xa21, Xa7 12 A12 + - - + Đồng hợp tử 2 gen Xa21, Xa7; dị hợp xa5, Xa4 13 A13 + + Đồng hợp tử 2 gene: Xa7,Xa21