Do nấm đạo ôn tương tác di truyền với cây lúa theo thuyết gen đối gen nên thông tin về mức độ đa dạng của các chủng nấm nghiên cứu rất quan trọng và cần thiết cho chương trình chọn tạo giống kháng bệnh. Việc nắm rõ đặc tính về di truyền của các chủng nấm sẽ là điều kiện để lựa chọn ra được các bộ chủng đại diện cho nghiên cứu về sự biến đổi di truyền quần thể của tác nhân gây bệnh.
Đặc điểm của nấm đạo ôn là kiểu tồn tại ở nhiều chủng khác nhau, mỗi vùng sinh thái lại tồn tại một số chủng nhất định và có mức độ gây hại khác nhau. Tương ứng với mỗi chủng cây lúa lại có những gen kháng khác nhau. Tuy nhiên, khả năng gây bệnh của nấm đạo ôn luôn luôn biến đổi do đột biến làm tăng khả năng tiến hóa hay do các yếu tố sinh thái, các giống lúa... Từ đó hình thành nên các chủng nấm khác nhau [6]. Đây chính là nguyên nhân làm cho tính kháng của các giống lúa khơng được duy trì lâu dài, dễ bị nhiễm bệnh bởi các chủng nấm mới được hình thành sau một thời gian gieo trồng. Tuy số chủng nấm sử dụng trong nghiên cứu cịn ít, nhưng các số liệu thu được bước đầu cho thấy mức độ đa dạng di truyền của quần thể nấm đạo ôn ở các vùng sinh thái khác nhau (miền Bắc và miền Trung Việt Nam), góp phần vào việc nghiên cứu sâu rộng hơn, hướng tới phục vụ chương trình chọn tạo các giống lúa kháng bệnh đạo ôn bền vững.
Kết quả đánh giá mức độ đa dạng di truyền ừ 57 chủng nấm nghiên cứu đã phân thành 3 nhóm di truyền. Không ghi nhận nhóm di truyền đặc thù riêng cho từng vùng sinh thái, nhóm giống lúa truyền thống hay thương mại. Hai trong số ba nhóm di truyền có sự xuất hiện chủng M. Oryzae được thu tại cả ba khu vực miền
núi phía Bắc, ĐBSH và miền Trung, một nhóm di truyền chỉ gồm các chủng ở khu vực miền núi phía Bắc và miền Trung. Phát sinh chủng M. oryzae chung tại khu vực miền núi phía Bắc và ĐBSH, nhưng không xuất hiện chủng di truyền chung giữa khu vực miền Bắc và miền Trung.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận
Từ những kết quả phân tích bước đầu tính đa dạng của quần thể nấm gây bệnh đạo ôn hại lúa ở các tỉnh miền Bắc và miền Trung Việt Nam bằng chỉ thị SSR, một số kết luận chính có thể được rút ra như sau:
1. Đã phân lập thành công 114mẫu nấm Magnaporthe oryzaegây bệnh đạo ôn trên lúa từ 117 mẫu bệnh thu thập tại các tỉnh thuộc ba vùng sinh thái, gồm miền Trung, đồng bằng sơng Hồng và khu vực miền núi phía Bắc. Các mẫu bệnh thu được từ cả hai nhóm giống: giống lúa thương mại và giống lúa địa phương.
2. Bước đầu đánh giá được mức độ đa dạng di truyền của 57/114 chủng M. oryzaebằng phương pháp giải trình tự sử dụng 11 chỉ thị SSR. Các chỉ thị
đều cho đa hình, dao động từ 2-11 locus đa hình/chỉ thị.
3. Xây dựng được cây phát sinh chủng loại phân chia 57 chủng nghiên cứu thành 3 nhóm di truyền, trong đó nhóm I và II chiếm đa số. Khơng ghi nhận nhóm di truyền đặc thù riêng cho từng vùng sinh thái, nhóm giống lúa truyền thống hay thương mại. Có sự phát sinh chủng M. oryzae chung tại khu vực
miền núi phía Bắc và ĐBSH, nhưng khơng xuất hiện chủng di truyền chung giữa khu vực miền Bắc và miền Trung.
Kiến nghị
1. Trên cơ sở các chủng nấm đã phân lập được, tiếp tục nghiên cứu đa dạng di truyền của quần thể Magnapothe oryzae với số lượng chủng phân lập lớn hơn. Qua đó, xác định được chính xác đặc trưng phân loại của quần thể nấm
M. oryzae theo phạm vi địa lý và giống lúa ký chủ, góp phần cung cấp những
2. Tìm hiểu cơ chế tương tác di truyền giữa nấm đạo ôn Magnapothe oryzae và các giống lúa ký chủ nhằm góp phần vào chiến lược chọn tạo giống lúa kháng đạo ôn hiệu quả và bền vững.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt
1. Đặng Vũ Thị Thanh (2008), Các loài nấm gây bệnh hại cây trồng ở Việt Nam, NXB Nông Nghiệp, Hà Nội.
2. Hà Viết Cường, Nguyễn Văn Viên, Trần Ngọc Tiệp, Hà Giang, Trần Thị Như Hoa, Nguyễn Đức Huy (2015), “Đánh giá đa dạng nấm đạo ôn lúa (Pyricularia oryzae) tại đồng bằng sông Cửu Long bằng kỹ thuật REP- PCR”, Tạp chí khoa học và phát triển, 7, tr. 1061-1069.
3. Lã Tuấn Nghĩa, Nguyễn Thị Thanh Thủy, Nguyễn Thị Thu Hoài, Lê Cẩm Loan, Nguyễn Thị Kim Thoa, Nguyễn Bá Ngọc, Phạm Thị Thúy (2009), “Đánh giá nguồn gen kháng bệnh đạo ôn của một số giống lúa Việt Nam”,
Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ đánh giá nguồn gen kháng bệnh đạo ôn của một số giống lúa Việt Nam.
4. Lê Lương Tề (2007), Giáo trình bệnh cây nơng nghiệp, NXB Nông Nghiệp, Hà Nội.
5. Nguyễn Kiến Quốc, Lã Tuấn Nghĩa, Nguyên Văn Bích (2010), “Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa kháng bệnh đạo ơn”,Tạp chí Khoa
học và cơng nghệ nông nghiệp Việt Nam, tr. 561-567.
6. Nguyễn Thị Thu Thủy, Trương Thị Hồng Hải, Phan Thị Phương Nhi, Trần Thị Triêu Hà (2015), “Nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền và đánh giá độc tính của các chủng nấm gây bệnh đạo ôn ở Nam Trung Bộ”, Kỉ yếu Hội nghị KH BVTV toàn quốc năm 2015.
7. Tổng cục Thống kê (2010), Niên giám thống kê năm 2010, NXB Thống kê,
Hà Nội.
8. Vũ Triệu Mân (2007), Giáo trình bệnh cây chuyên khoa, NXB Nông Nghiệp Hà Nội, Hà Nội.
9. Vũ Triệu Mân, Lê Lương Tề (2001), Giáo trình bệnh cây Nông nghiệp, NXB Nông Nghiệp, Hà Nội.
Tài liệu tiếng anh
10. Adreit H., Santoso, Andriantsimialona D., UtamiD.W., Notteghem J.L., LebrunM.H., Tharreau D. (2007), “Microsatellite markers for population studies of the rice blast fungus, Magnaporthe grisea”, Molecular Ecology,
(7), pp. 667-670.
11. Ashkani S., Rafii M.Y., Shabanimofrad M., Ghasemzadeh A., Ravanfar S.A., and Latif M.A. (2014), “Molecular progress on the mapping and cloning of functional genes for blast disease in rice (Oryza sativa L.): current status and future considerations”, Crit Rev Biotechnol, 7, pp. 1-15.
12. Bonman L.M., Khush G.S. and Nelson R.J. (1992), “Breeding rice for resistance to pests”, Phytopathology, 30, pp. 507-528.
13. Chen D., Zeigler R.S., Leung H., Nelson R.J. (1995), “Population structure of Pyricularia grisea at two screening sites in the Philippines”,
Phytopathology, 85(9), pp. 1011-1020.
14. Chen Q.H., Wang Y.C., Zheng X.B. (2006), “Genetic diversity of
Magnaporthe grisea in China as revealed by DNA fingerprint haplotypes
and pathotypes”, Journal of Phytopathology, 154, pp. 361-369.
15. Chiapello H., Mallet L., Guérin C., Aguileta G., Amselem J., Kroj T., Ortega Abboud E., Lebrun M.H., Henrissat B., Gendrault A., Rodolphe F., Tharreau D., Fournier E. (2015), “Deciphering genome content and evolutionary relationships of isolates from the fungus Magnaporthe oryzae attacking different host plants”, Genome Biol Evol, 7(10), pp. 2896-2912.
16. Chaipanya C., Yanoria M., Quime B., Longya A., Korinsak S., Toojinda T. (2017),“Dissection of broad-spectrum resistance ofthe Thai rice variety Jao Hom Nin conferredby two resistance genes against rice blast”, Rice,pp.10:18. 17. Couch B.C., Fudal I., Lebrun M.H, Tharreau D., Valent B., Kim P.V., Nottéghem J.L., Kohn L.M. (2005), “Origins of host-specific populations of the blast pathogen Magnaporthe oryzae in crop domestication with
subsequent expansion of pandemic clones on rice and weeds of rice”,
18. Couch B.C., Kohn L.M. (2002), “A multilocus gene genealogy concordant with host preference indicates segregation of a new species, Magnaporthe oryzae, from M. grisea”, Mycologia,94, pp. 683-693.
19. Dean R.A., Talbot N.J. et al., (2005),“The genome sequence of the rice blast fungusMagnaporthe grisea”,Nature,434, pp. 980-986.
20. Dutech C., Enjalbert J., Fournier E., Delmotte F., Barrès B., Carlier J., Tharreau D., Giraud T. (2007),“Challenges of microsatellite isolation in fungi”, Fungal Genetics and Biology, 44(10): 933-49.
21. Dodds P.N. and Rathjen J.P. (2010), “Plant immunity: towards an integrated view of plant–pathogen interactions”, Nat. Rev. Genet, 11, pp. 539-548. 22. Gassmann W., Bhattacharjee S. (2012), “Effector-triggered immunity
signaling: from gene-for-gene pathways to protein–protein interaction networks”, Mol. Plant–Microbe Interact, 25, pp. 862-868.
23. Howard R.J.,Ferrari M.A., Roach D.H., Money N.P.(1991), “Penetration of hard substrates by a fungus employing enormous turgor pressure”,Proc Natl
Acad Sci USA, 88, pp. 11281-11284.
24. Huang J., Si W.,Deng Q., Li P., YangS. (2014),“Rapid evolution of avirulence gene in rice blast fungus Magnaporthe oryzae”, BMC Genet, 10,
pp. 15-45.
25. Jia Y., McAdams S.A., Bryan G.T., Hershey H.P., Valent B. (2000), “Direct interaction of resistance gene and avirulence gene products confers rice blast resistance”, The EMBO Journal, 19(15), pp. 4004-4014.
26. Jonathan D.G. Jones, Jeffery L. Dangl (2006), “The plant immune system”,
Nature, 444, pp. 323-329.
27. Khush G.S. (2005), “What it will take to feed 5.0 billion rice consumers in 2030”, Plant Mol. Biol, 59(1), pp.1-6.
28. Koizumi S. (2007), “Durability of resistance to rice blast disease. A differential system for blast resistance for stable rice production environment”, JIRCAS Work Rep, 53, pp. 1-10.
29. Kumar J., Nelson R.J., Zeigler R.S. (1999), “Population structure and dynamics of Magnaporthe grisea in the Indian Himalayas”, Genetics, 152,
pp. 971-984.
30. Lau G.W. and Ellingboe A.H. (1993), “Genetic analysis of mutations to increased virulence in Magnaporthe grisea”, Phytopathology, 83, pp. 1093-
1096.
31. Le Dinh Don, Motoaki K., Alfredo S. Urashima, Yukio T., Hitoshi N., Shigeyuki M. (1999a), “Population structure of the rice blast fungus in Japan examined by DNA fingerprinting”, Annals of the Phytopathological Society of Japan, 65, pp. 15-24.
32. Le Dinh Don, Yukio T., Hitoshi N. and Shigeyuki M. (1999b), “Population structure of the rice blast pathogen in Vietnam”, Ann. Phytopathol. Soc. Jpn., 65, pp. 475-479.
33. Le M.T., Arie T., Teraoka T. (2010), “Population dynamics and pathogenic races of rice blast fungus, Magnaporthe oryzae in the Mekong Delta in
Vietnam”, J Gen Plant Pathol, 76, pp. 177-182.
34. Liu J., Wang X., Mitchell T., Hu Y., Liu X., Dai L., Wang G.L. (2010), “Recent progress and understanding of the molecular mechanisms of the rice – Magnaporthe oryzae interaction”, Mol Plant Pathol, 11, pp. 419-27.
35. Liu W., LiuJ.,Ning Y., Ding B., Wang X.,WangZ.,Wang G.L. (2013), “Recent progress in understanding PAMP- and effector-triggered immunity against the rice blast fungus Magnaporthe oryzae”, Molecular plant, 6, pp.
605-620.
36. Maekawa T., Kufer T.A., and Schulze-Lefert P. (2011), “NLR functions in plant and animal immune systems: so far and yet so close”, Nat. Immunol,
12, pp. 817-826.
37. McDonald B.A., Linde C. (2002), “Pathogen population genetics, evolutionary potential, and durable resistance”, Annu Rev Phytopathol, 40,
38. Míriam O.R. and Talbot N.J. (2017), “Cell cycle-dependent regulation of plant infection by the rice blast fungus Magnaporthe oryzae”, Communicative & Integrative Biology, 10, pp. 5-6.
39. New Straits Times (2012), “Fungus causes padi farmers to lose RM 150000. Available online with update at http://www.nst.com.my/fungus-causes-padi- farmers-tolose-rm150-000-1.26624.
40. Nguyen T.L., Trinh T.L., Pham T.T.H., Bui C.B. (2010), “Genotype analysis to blast disease in rice (Oryza sativa L.) in Mekong delta”, Omonrice, 17, pp. 87-98.
41. Nguyen Thi Lang, Trinh thi Luy, Pham thi Thu Ha and Bui Chi Buu (2009), “Monogenic lines resistance to blast disease in rice (Oryzasativa) in Vietnam”, International Journal of Genetics and Molecular Biology,1(7), pp. 127-136.
42. Nguyen T.N.T., Bigirimana J., Roumen E., Straeten D.V.and Höfte M.(2006), “Molecular and Pathotype Analysis of the Rice Blast Fungus in North Vietnam”, European Journal of Plant Pathology, 114, pp. 381-396. 43. Pankaj K.S., Soham R., S.T., R.R., (2017), “Co-evolutionary interactions
between host resistance and pathogen avirulence genes in rice-Magnaporthe
oryzae pathosystem”, Fungal Genetics and Biology, 115:9-19.
44. Parker D., Beckmann M., Enot D.P., Overy D.P., Rios Z.C., Gilbert M., Talbot N., Draper J. (2008), “Rice blast infection of Brachypodium distachyon as a model system to study dynamic host/ pathogen interactions”,
Nat Protoc, 3, pp. 435-445.
45. Richard A.W. and Talbot N.J. (2009), “Under Pressure: Investigating the
Biology of Plant Infection by Magnaporthe oryza”, Nature Reviews:
Microbiology, 7, pp. 185-195.
46. Saleh D., Milazzo J., Adreit H., Fournier E., Tharreau D. (2014), “South-East Asia is the center of origin, diversity and dispersion of the rice blast fungus,
47. Séré Y., Onasanya A., Afolabi A., Mignouna H.D., Akator K. (2007), “Genetic diversity of the blast fungus, Magnaporthe grisea (Hebert) Barr, in Burkina Faso”, African Journal of Biotechnology, 6(22), pp. 2568-2577. 48. Sharma T.R., Rai A.K., Gupta S.K., Vijayan J., Devanna B.N., Ray S.
(2012), “Rice blast management through host-plant resistance: retrospect and prospects”, Agric Res, 1(1), pp. 37-52.
49. Singh A.K.,Singh P.K.,Madhuri Arya, Singh N.K.,and Singh U.S.(2015), “Molecular Screening of Blast Resistance Genes in Rice using SSR Markers”, Plant Pathol, 31(1), pp. 12-24.
50. Skamnioti P., Gurr S.J. (2009), “Against the grain: safeguarding rice from rice blast disease”, Trends Biotechnol, 27, pp. 141-150.
51. Srivastava D., Shamim Md., Kumar D., Pandey P., Khan N.A. and Singh K.N. (2014), “Morphological and molecular characterization of pyricularia oryzae causing blast disease in rice (Oryza Sativa L.) from North India”, International Journal of Scientific and Research Publications, 7.
52. Talbot N.J. (2003), “On the trail of a cereal killer: Exploring the biology of
Magnaporthe grisea”. Annu Rev Microbiol, 57, pp. 177-202.
53. TeBeest D.O., Guerber C.and Ditmore M. (2007), “Rice blast: The plant health instructor”, University of Arkansas,. doi:10.1094/PHI-1-2007-0313-
07.
54. Wang B.H., Daniel J.E., Wang Z.H. (2017), “The arms race between
Magnaporthe oryzae and rice: Diversity and interaction of Avrand Rgenes”. Journal of Integrative Agriculture, 16(12), pp. 2746-2760.
55. Yoshida K., Saunders D.G.O., Mitsuoka C., Natsume S., Kosugi S., Saitoh H., Inoue Y., Chuma I., Tosa Y., Cano L.M., Kamoun S., Terauchi R. (2016), “Host specialization of the blast fungus Magnaporthe oryzae is associated with dynamic gain and loss of genes linked to transposable elements”, BMC Genomics, 17(1):1.
56. Zeigler R.S. (1998), “Recombination in Magnaporthe grisea”, Annual Review of Phytopathology, 36(1), pp. 249-275.
57. Zhan J. et al. (2015), “Playing on a pathogen’s weakness: using evolution to guide sustainable plant disease control strategies”, Annu Rev Phytopathol,
PHỤ LỤC
Phụ lục 1.Kết quả đo nồng độ đo nanodrop các mẫu nấm đã phân lập
STT Tên chủng phân lập Nồng độ DNA (ng/µl) OD260/280
1 I1 325,8 1,84 2 I2 114,4 1,84 3 I3 41,86 1,85 4 I4 39,1 1,92 5 I5 53,54 1,81 6 I6 1432 2,15 7 I7 60,23 1,94 8 I8 432,7 2,12 9 I9 44,89 1,89 10 I10 37,74 1,97 11 I11 330,1 2,11 12 I12 41,36 1,98 13 I13 150 1,8 14 I14 165 1,9 15 I15 157 1,89 16 I16 190 1,88 17 I17 650 1,97 18 I18 86,82 1,89 19 I19 839,3 2,11 20 I20 1033 1,8 21 I21 223,5 2,06 22 I22 41,67 1,88 23 I23 284,7 1,86 24 I24 152,7 1,8 25 I25 218,9 2,06 26 I26 970,2 2,14 27 I27 195,8 2,04 28 I28 100 1,9 29 I29 150 1,88 30 I30 190 1,89 31 I31 189 1,91 32 I32 45,77 1,96
STT Tên chủng phân lập Nồng độ DNA (ng/µl) OD260/280 34 I34 87,37 1,99 35 I35 290 1,89 36 I36 59,47 1,92 37 I37 300 1,93 38 I38 320 1,89 39 I39 450 1,95 40 I40 208,5 1,96 41 I41 64,21 1,85 42 I42 455,7 1,73 43 I43 315,3 2,11 44 I44 315,8 1,78 45 I45 315,5 1,79 46 I46 315 1,8 47 I47 64,42 1,87 48 I48 270 1,8 49 I49 270 1,89 50 I50 1129 2,13 51 I51 500 1,8 52 I52 230 1,98 53 I53 320 1,78 54 I54 223 1,99 55 I55 145 1,8 56 I56 167 1,87 57 I57 213 1,82 58 I58 453 1,89 59 I59 124 1,84 60 I60 167 1,87 61 I61 123,7 1,93 62 I62 61,56 1,88 63 I63 725 1,89 64 I64 394 2,1 65 I65 191 2,1 66 I66 140,1 2,07 67 I67 243,4 2,13 68 I68 252,4 2,11 69
STT Tên chủng phân lập Nồng độ DNA (ng/µl) OD260/280 70 I70 288,6 2,07 71 I71 98,81 2,09 72 I72 130,5 2,05 73 I73 61,24 1,83 74 I74 259,4 2,05 75 I75 123,9 2,07 76 I76 228,5 2,09 77 I77 40,6 1,79 78 I78 49,43 1,94 79 I79 143,9 2,02 80 I80 286,7 2,02 81 I81 661 1,86 82 I82 776,5 1,88 83 I83 576,8 2,06 84 I84 88,22 1,86 85 I85 70,42 1,71 86 I86 96,28 1,96 87 I87 54,16 1,84 88 I88 45,47 1,9 89 I89 46,3 1,88 90 I90 101 1,89 91 I91 85,44 1,87 92 I92 45,98 1,95 93 I93 59,54 1,83 94 I94 602,6 2,05 95 I95 434,9 2 96 I96 640,8 2,05 97 I97 111,7 2,03 98 I98 255 2,07 99 I99 86,03 1,88 100 I100 33,32 1,87 101 I101 275 2,03 102 I102 139,5 1,99 103 I103 200 1,85 104 I104 61,38 1,91 105
STT Tên chủng phân lập Nồng độ DNA (ng/µl) OD260/280 106 I106 113,8 1,95