CHƢƠNG 3 : KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN
3.2. Kết quả đánh giá đa dạng di truyền các mẫu giống lúa Lào bằng chỉ thị SSR
SSR
3.2.1. Tỷ lệ khuyết số liệu và dị hợp tử của các giống lúa nghiên cứu.
Dựa trên kết quả điện di sản phẩm PCR của 33 mẫu giống lúa Lào và giống đối chứng BT7 với 20 chỉ thị SSR, chúng tôi tiến hành đánh giá tỷ lệ khuyết số liệu (M%) và chỉ số dị hợp tử (H%) của các giống lúa. Kết quả trình bày ở bảng 3.9. Theo bảng 3.9, tỷ lệ khuyết số liệu lớn nhất là 10%, đó là mẫu giống LP36 (tương ứng với 2 chỉ thị khơng được khuếch đại, 4 mẫu có tỷ lệ khuyết số liệu là 5% (tương ứng với 1 chỉ thị không được khuếch đại, các mẫu cịn lại khơng bị khuyết số liệu. Theo Marilyn Warburton (2000)[48], tỷ lệ khuyết số liệu của từng mẫu qua phản ứng PCR khơng vượt q 15% thì mới nhận được kết quả đáng tin cậy khi sử dụng phần mềm NTSYSpc để phân tích và xử lý số liệu. Như vậy, đánh giá 20 chỉ thị với các mẫu nghiên cứu thì tất cả các mẫu nghiên cứu đều có tỷ lệ khuyết số liệu thấp hơn 15%, đây là kết quả đáng tin cậy để sử dụng cho tính tốn các hệ số khác.
Từ kết quả của bảng 3.9, chúng tơi nhận thấy giống VL62 có tỷ lệ dị hợp tử cao nhất là 20%, mẫu này có 4 mồi xuất hiện 2 alen, giống OX01B có tỷ lệ dị hợp tử là 15%, tương ứng có 3 mồi xuất hiện 2 alen; 6 mẫu giống có tỷ lệ dị hợp tử là 5% tương ứng 1 mồi xuất hiện 2 alen; các mẫu giống còn lại đạt tỷ lệ đồng hợp tử là 100%. Giống đối chứng BT7 có tỷ lệ dị hợp tử là 0% , đây là giống lúa thuần đang được trồng phổ biến ở Việt Nam.
Bảng 3.9. Tỷ lệ khuyết số liệu và dị hợp tử của các giống lúa nghiên cứu
TT Tên giống M% H% -1 -2 -3 -4 1 LP16 0 0 2 VL22 0 0 3 HVL14 0 0 4 VL47 0 0
5 LP36 10 0 6 LP13 0 0 7 VL62 0 20 8 XK10 0 0 9 LP37 0 0 10 VL-NT 0 0 11 OX01B 0 15 12 LP10 0 0 13 LP21 0 5 14 XK08 0 0 15 LP03 0 0 16 VL26 0 0 17 LP30 0 0 18 VL33 5 0 19 LP29 5 5 20 LP04 0 0 21 VL67 0 5 22 LP15 0 0 23 VL74 5 0 24 LP26 5 5 25 VL55 0 0 26 VLCP 0 0 27 VL50 0 0 28 VL36 0 0 29 VL72 0 0
30 LP01 0 5 31 HVL22 0 5 32 VLKT 0 0 33 VL61 0 0 34 BT7 (ĐC) 0 0 Trung bình 0,88 1,91 Giá trị lớn nhất 10 20 Giá trị nhỏ nhất 0 0
3.2.2. Hệ số PIC, số alen thể hiện trên từng cặp mồi.
Kết quả phân tích đa hình của các chỉ thị SSR được tổng hợp trong bảng 3.10 . Với tổng số 20 locus SSR được phân tích, chúng tơi thu nhận được 82 alen, số alen/locus nằm trong khoảng từ 2 đến 10 alen, trung bình 4,1 alen/locus. Các chỉ thị cho số alen thấp nhất với 2 alen/locus là RM249, RM455, RM23788, nhiều nhất là RM152 với 10 alen/locus. Trung bình số alen/locus đạt được trong nghiên cứu này cao hơn nghiên cứu J. Nagaraju,(2002) [40] khi đánh giá 24 giống lúa Basmati cải tiến và Basmati truyền thống với số alen trung bình là 3,8 alen/locus. Tuy nhiên số lượng alen thu được trong nghiên cứu này thấp hơn của Yang (1994) [71] với 9,3 alen/locus khi đánh giá đa hình của 42 giống lúa với 100 mồi và nghiên cứu của Jain (2004) khi đánh giá quần thể lúa thơm Ấn Độ đã phát hiện trung bình 7,8 alen/locus với khoảng dao động từ 3-22 alen/locus. Hình 3.7- 3.8 là hình ảnh điện di sản phẩm PCR của một số chỉ thị SSR với 33 mẫu giống lúa nghiên cứu.
Hình 3.7: Kết quả điện di sản phẩm PCR với mồi RM110
1-33: Thứ tự các mẫu nghiên cứu, M: Ladder 1Kb
Hình 3.8: Kết quả điện di sản phẩm PCR với mồi RM18
1-33: Thứ tự các mẫu nghiên cứu, M: Ladder 1Kb
Hệ số đa hình di truyền PIC (polymorphilism information content) được coi là thước đo tính đa dạng di truyền của các alen ở từng locus. Trong nghiên cứu này, giá trị PIC của các chỉ thị SSR với 34 giống lúa biến động từ 0,112 (RM154) đến 0,87 (RM152), đạt trung bình là 0,535. Sự đa dạng di truyền của từng locus liên quan tới số lượng alen ở mỗi locus cho thấy mức độ đa dạng gen tồn tại trong 33 giống lúa nghiên cứu ở mức khá đa dạng. Hệ số PIC của nghiên cứu này thấp hơn nghiên cứu của Alba Alvarez, 2007 (0,74) và cao hơn một số nghiên cứu khác: nghiên cứu đa dạng lúa Bangladesh của Jalaluddin, 2007 (0,44); nghiên cứu đối với lúa Japonica
của Mỹ có hệ số đa hình di truyền 0,46 (Lu, 2005) và đạt cao hơn so với hệ số PIC của nghiên cứu đa dạng lúa nếp (0,43) (Trần Danh Sửu, 2010) và nghiên cứu đa dạng lúa Japonica ôn đới (0,37) [12],[23], [41], [ 46], [64].
Bảng 3.10. Chỉ tiêu số alen và chỉ số đa dạng di truyền PIC của các chỉ thị nghiên cứu
TT Tên cặp mồi NST Số alen thể
hiện PIC -1 -2 -3 -4 -5 1 RM3412 1 4 0,642 2 RM154 2 3 0,112 3 RM60 3 3 0,164 4 RM518 4 4 0,637 5 RM249 5 2 0,36 6 RM276 6 5 0,643 7 RM225 6 4 0,645 8 RM18 7 6 0,811 9 RM110 7 5 0,727 10 RM455 7 2 0,415 11 RM152 8 10 0,87 12 RM215 9 3 0,604 13 RM7175 9 4 0,538 14 SC3 9 3 0,626 15 RM23788 9 2 0,161 16 RM25022 10 3 0,299 17 RM228 10 5 0,672 18 RM206 11 7 0,739 19 RM26652 11 4 0,671 20 RM27877 12 3 0,356 Tổng 82 Trung bình 4,1 0,535 Giá trị lớn nhất 10 0,87 Giá trị nhỏ nhất 2 0,112
3.2.3. Kết quả phân tích mối quan hệ di truyền của các mẫu giống lúa Lào.
Số liệu phân tích đa hình 33 mẫu giống lúa Lào và giống đối chứng Bắc Thơm 7 với 20 chỉ thị SSR được tổng hợp và nhập vào chương trình Excel theo nguyên tắc hiện băng đánh số 1, không hiện băng đánh số 0. Số liệu tiếp tục được xử lý bằng chương trình phần mềm NTSYS pc2.1, kết quả đã thu được sơ đồ hình cây biểu diễn mối liên kết di truyền giữa các giống lúa nghiên cứu (hình 3.9).
Hệ số tương đồng di truyền phản ánh mối quan hệ di truyền của các giống lúa với nhau. Kết quả cho thấy đô ̣ tương đồng di truyền giữa các giống lúa nghiên cứu dao đô ̣ng từ 0,65 đến 0,94, điều đó cho thấy sự khác biê ̣t về mă ̣t di truyền giữa các giống lúa nghiên cứu. Cặp giống gần nhau về mặt di truyền là cặp VL72 và VL74, với độ tương đồng di truyền là 0,94. Khơng có cặp giống có độ tương đồng di truyền là 0%. Có thể khẳng định bộ 20 chỉ thị SSR sử dụng trong nghiên cứu này cho kết quả đa hình cao giữa các giống lúa.
Dựa vào hình của cây phân nhóm UPGMA, tại hệ số tương đờng di trùn 0,65 thì 34 giớng lúa đã phân tách thành 2 nhóm riêng biệt:
Nhóm I gồm 23 giống lúa với hê ̣ số tương đồng dao đô ̣ng từ 0,68-0,94. Tại hê ̣ số tương đồng khoảng 0,72, các giống lúa thu ộc nhóm này đã chia thành 3 phân nhóm
Phân nhóm I.1 là giống BT7 được trồng phổ biến tại các tỉnh đồng bằng sông Hồng Việt Nam và được dùng làm giống đối chứng.
Phân nhóm I.2 gồm 1 giống VL67 là giống có chiều cao cây cao nhất
Phân nhóm I.3 có 21 giống gồm HVL22, VL-NT, LP36, VL33, VLCP,LP26, LP30, LP10, OX01B, VL72, VL74, VL50, VL36, VL55, VL47, VL61, HVL14, LP29, LP21, VL26, VL22.
Nhóm II bao gồm 11 giống lúa, khoảng độ tương đồng 0,73 các giống lúa được chia thành 3 phân nhóm:
Phân nhóm II.1 có 4 giống bao gồm LP03, LP37, LP13, LP16. Phân nhóm II.2 có 3 giống bao gồm XK08, XK10, VL62.
Kết quả phân tích mối quan hê ̣ di truyền giữa các giống lúa thông qua ma trâ ̣n tương đồng di truyền và sơ đồ hình cây phân nhóm di truyền đã cho thấy sự tương đồng khá lớn về mặt di truyền giữa 33 mẫu giống lúa Lào nghiên cứu.
Hình 3.9. Quan hệ di truyền của 33 giống lúa Lào và BT7 dựa trên 20 chỉ thị SSR
3.3. Kết quả phân loại dƣới loài các mẫu giống lúa Lào
Việc phân loại dưới lồi có ý nghĩa quan trọng trong công tác lai tạo giống, giúp các nhà khoa học nhận biết để lựa chọn vật liệu thuộc các loài phụ khác nhau phục vụ cho cơng tác lai tạo giữa các lồi phụ hoặc lai trong loài nhằm tạo ra các biến dị mới.
Theo phương pháp phân loại lúa Indica và Japonica dựa trên phản ứng của
hạt thóc với dung dịch Phenol. Vỏ hạt thóc sau khi ngâm trong dung dịch phenol chuyển sang màu nâu đậm thì thuộc lồi phụ Indica, khơng chuyển màu thì thuộc Japonica (Oka, 1958 [57]).
Trong nghiêm cứu, 33 mẫu giống lúa Lào được phân loại sơ bộ bằng phản ứng của hạt thóc với dung dịch phenol. Phân tích phenol cho thấy các giống lúa nghiên cứu được chia thành hai nhóm: Nhóm chuyển màu trong dung dịch Phenol (dạng hình
Indica) và nhóm khơng chuyển màu trong dung dịch Phenol (dạng hình Japonica).
Trong số 33 mẫu giống lúa Lào có 22 giống (chiếm 66,7%) thuộc lồi phụ Indica và 11 giống (chiếm 33,3%) thuộc loài phụ Japonica. Như vậy tỷ lệ các giống lúa thuộc loài phụ Indica trong tập đoàn giống nghiên cứu là khá cao. (Bảng 3.11).
Bảng 3.11. Kết quả phân loại bằng dung dịch phenol của 33 mẫu giống lúa Lào và 2 giống đối chứng
TT Tên giống Phân loại
(phenol) (1) (2) (3) 1 LP16 Japonica 2 VL22 Indica 3 HVL14 Indica 4 VL47 Indica 5 LP36 Indica 6 LP13 Japonica 7 VL62 Japonica 8 XK10 Japonica 9 LP37 Japonica 10 VL-NT Indica 11 OX01B Indica 12 LP10 Indica 13 LP21 Indica 14 XK08 Japonica 15 LP03 Japonica 16 VL26 Indica 17 LP30 Indica 18 VL33 Indica
TT Tên giống Phân loại (phenol) 19 LP29 Indica 20 LP04 Japonica 21 VL67 Indica 22 LP15 Japonica 23 VL74 Indica 24 LP26 Indica 25 VL55 Indica 26 VLCP Indica 27 VL50 Indica 28 VL36 Indica 29 VL72 Indica 30 LP01 Japonica 31 HVL22 Indica 32 VLKT Japonica 33 VL61 Indica 34 BT7 Indica 35 ĐS1 Japonica
CHƢƠNG 4
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1. Kết luận
1.Các tính trạng hình thái nơng học của 33 mẫu giống lúa Lào phong phú và đa dạng. Phần lớn các mẫu giống lúa Lào có TGST trung ngày ở vụ Mùa, 20/33 mẫu giống thuộc loại hạt to và NSLT trung bình đạt trên 69,64 tạ/ha.
2. Kết quả đánh giá đa dạng di truyền bằng 20 cặp chỉ thi SSR ở 33 mẫu giống lúa Lào với giống đối chứng Bắc thơm 7 đã thu được 82 loại alen khác nhau, trung bình 4,1 alen/locus. Tỷ lệ dị hợp tử cao nhất 20% ở giống VL62.. Trong số 33 mẫu giống lúa nghiên cứu thì 25 giống khơng có các alen di hợp tử và 8 giống còn lại đều có alen di hợp tử. Hệ số tương đồng di truyền giữa các giống dao động trong khoảng từ 0,112 đến 0,87, trung bình là 0,535. Qua phân tích bằng chỉ thị phân tử đã phân các mẫu giống lúa Lào thành 2 nhóm riêng biệt, nhóm I gồm 22 giống, nhóm II gồm 11 giống.
3. Trong số 33 mẫu giống lúa Lào nghiên cứu có 22 giống (chiếm 66,7%) thuộc loài phụ Indica và11 giống (chiếm 33,3%) thuộc loài phụ Japonica khi phân loại bằng dung dịch phenol.
4. Bước đầu đã chọn được 10 giống VL22, VL47, LP36, LP13, LP37, LP30, VL30, LP29, LP04, VL74 có thể được giới thiệu để tiếp tục nghiên cứu
trồng tại Việt Nam.
4.2. Đề nghị
1. Tiếp tục đánh giá đa dạng di truyền tập đồn lúa cả về hình thái nơng học và phân tử , khai thác các đặc tính có lợi để phục vụ cho cơng tác lai tạo, bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền lúa Lào tại Việt Nam.
2. Tiếp tục đánh giá 10 giống triển vọng để giới thiệu mở rộng sản xuất đáp ứng nhu cầu về chất lượng gạo ngày càng cao của người tiêu dùng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt
1 Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang (1995), Ứng dụng công nghệ sinh học trong
cải tiến giống lúa, NXB Nơng nghiệp, Thành phố Hồ Chí Minh.
2 Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang (1999), "Ứng dụng DNA marker trong đánh giá quỹ gen cây lúa", Báo cáo khoa học, Hội nghị Cơng nghệ sinh học tồn
quốc, Hà Nội, 9 – 10/12/1999, tr. 1216 - 1273.
3 Cục Bảo vệ môi trường (2007), Khái niệm đa dạng sinh học,Trang tin điện tử www.nea.gov.vn/html/DDSH/dulieu1/khainiem/.
4 Bùi Huy Đáp (2002), Cây lúa Việt Nam thế kỷ 20, NXB Nông nghiệp, Hà Nội, Tập I, tr. 173-229.
5 Trịnh Đình Đạt (2006), Cơng nghệ sinh học tập 4, Nxb Giáo dục.
6 Trần Văn Đạt (2004), Tiến trình phát triển lúa gạo ở Việt Nam từ thời nguyên
thủy đến hiện đại, NXB Nơng nghiệp, Thành phố Hồ Chí Minh.
7 Trần Văn Đạt (2005), Sản xuất lúa gạo thế giới: Hiện trạng và khuynh hướng
phát triển trong thế kỷ 21, NXB Nơng nghiệp, Thành phố Hồ Chí Minh.
8 Vũ Thị Thu Hiền (2012), “Đa dạng di truyền dựa trên đặc điểm hình thái của các mẫu giống lúa có nguồn gốc khác nhau”, Tạp chí Khoa học và phát triển
2012, Tập 10, số 6: 844-852
9 Trần Văn Minh (2004) (Chủ biên), Giáo trình cây lương thực, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
10 Nguyễn Hoàng Nghĩa (1999), Bảo tồn đa dạng sinh học, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
11
quả nghiên cứu khoa học 1999-2000, Viện Di truyền Nông nghiệp, NXB
Nông nghiệp, Hà Nội.
12 Trần Danh Sửu, Nguyễn Thị Lan Hoa, Hà Minh Loan, Ngơ Kim Hồi, Nguyễn Thị Vân Anh, Vũ Mạnh Hải (2010), Nghiên cứu đa dạng di truyền
lúa nếp địa phương ở các tỉnh đồng bằng Bắc bộ bằng chỉ thị SSR, Báo cáo
khoa học, Trung tâm Tài nguyên thực vật
13 Trần Danh Sửu, Lưu Ngọc Trình (2001), "Sử dụng chỉ thị ADN để nghiên cứu quan hệ di truyền tiến hoá của lúa địa phương các vùng Tây Bắc và Tây Nam nước ta", Thông tin công nghệ sinh học ứng dụng, Viện Di truyền nông nghiệp, (số 1/2001), tr. 25-29.
14 Lê Duy Thành (2000), Cơ sở di truyền chọn tạo giống thực vật, Nxb ĐHQG Hà Nội.
15 Lê Duy Thành, Tạ Toàn, Đỗ Lê Thăng và Trần Văn Diễn (1995), Di truyền
học, NXB Khoa học kỹ thuật.
16 Nguyễn Đức Thành, Phan Thị Bảy, Lê Hồng Điệp (1999), "Phát triển và ứng dụng các chỉ thị phân tử trong nghiên cứu đa dạng lúa", Báo cáo khoa học,
Hội nghị cơng nghệ sinh học tồn quốc 1999, tr. 1205-1215.
18 Đào Thế Tuấn (1970), Sinh lý ruộng lúa năng suất cao, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
19 Ngơ Thị Hồng Tươi (2014), “Phân tích đa dạng di truyền của các mẫu giống lúa cẩm bằng chỉ thị SSR”, Tạp chí Khoa học và Phát triển 2014, tập 12, số 4: 485-494
20 Lưu Ngọc Trình (1995), Bài giảng lớp cao học, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam.
21 Lưu Ngọc Trình (2005), Bài giảng lớp cao học, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam.
22 Lưu Ngọc Trình (2006), Báo cáo kết quả thực hiện đề tài "Nghiên cứu khai thác nguồn gen địa phương (Lúa, Đậu xanh, Khoai mơn - Sọ,Bầu bí) phục vụ cải tiến giống và đa dạng hố cây trồng", Hà Nội.
Tài liệu tiếng Anh
23 Alba Alvarez, Jorge Luis Fuentes, Violeta Puldón, Pedro Julio Gómez, Leonor Mora, Miriam C. Duque, Gerardo Gallego and Joe M. Tohme (2007) “ Genetic diversity analysis of Cuban traditional rice (Oryza sativa L.)
varieties based on microsatellite markers” Genetics and Molecular Biology 30 (4) pp: 1109-1117.
24 Appa Rao S., C. Bounphanousay, J.M. Schiller and M.T. Jackson (2002) “Collection, classification, and conservation of cultivated and wild rices of the Lao PDR”, Genetic Resources and Crop Evolution 49: 75–81.
25 Bostein D., White, R.L., Skolnick, M. and Davis, R.W. (1980),
"Construction of a genetic linkage map in man using restriction fragment Lenght Polymorphisms", Am.J.Hum. Genet (32), pp. 314-331
26 Brown SM, Hopkins MS, Mitchell SE, Senior ML, Wang TY, Duncan RR, Gonalez-Candelas F, Kresovich S (1996). “Multiple methods for the
identfication of polymorphic simple sequence repeats (SSRs) in
sorghum”[Sorghum bicolor (L.) Moench]. Theor Appl Genet 93 : 190-198 27 Brown S,M,, Kresovick S (1996), Molecular Characterzation for plant
genetic resoures counses conservation, In: genome mapping in plants,
pp:85-93.
28 Chang T. T. (1976), “The origin, evoluation, cultivation, dissemination and