1.3. Nghiên cứu tính kháng bệnh đạo ôn ở lúa
1.3.2. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống lúa kháng bệnh đạo ôn ở Việt Nam
Hà Minh Trung và cs (1996-1997), đã nghiên cứu phản ứng của các giống lúa với các đơn bào tử nấm gây bệnh ở các vùng sinh thái khác nhau cho thấy không phải một giống lúa bị nhiễm bệnh trên đồng ruộng là nhiễm tất cả các nguồn nấm gây bệnh đạo ôn, chúng chỉ nhiễm một vài chủng nấm phân lập và và cũng kháng với một vài chủng phân lập khác. Ngay cả khi giống Tẻ tép được coi là giống kháng bệnh đạo ôn cao nhưng cũng nhiễm một vài isolate nấm gây bệnh đạo ôn. Tuy nhiên, giống Tẻ tép được đánh giá có khả năng kháng với hầu hết nguồn nấm gây bệnh đạo ôn ở các vùng khác nhau.
25
Phạm Văn Dư và cộng sự đã sử dụng các giống lúa thuộc bộ đơn gen của IRRI và một số giống trồng phổ biến để lây nhiễm với 23 chủng nấm đạo ôn phân lập từ các vùng sinh thái miền Bắc. Kết quả cho thấy, giống C101 LAC mang gen Pi1 có khả năng kháng rộng nhất với tỷ lệ kháng là 82%; Tiếp đó giống Moroberekan (Pi5; Pi7t) mang tổ hợp 2 gen Pi5 và Pi7 với tỷ lệ kháng là 78%. Hai giống lúa C101PKT và C104PKT mang gen Pi4(t) và Pi3 có tỷ lệ kháng tương ứng là 65% và 60%. Các giống và dòng lúa: CR203; Khang dân 18; Q5; DT5; DT7 phần lớn bị nhiễm với các chủng nấm, tỷ lệ kháng của chúng với các chủng nấm <50%. Các giống lúa này cần được cải tạo chuyển gen kháng. Qua thí nghiệm lây nhiễm để xác định các gen kháng ở trên cho thấy rằng gen Pi1; Pi5(t); Pi3; Pi4(t) đều kháng tốt với các chủng nấm ở các vùng sinh thái nông nghiệp miền Bắc, tỷ lệ kháng với các chủng nấm trên 60%. Các gen kháng nói trên sẽ được sử dụng để qui tụ vào giống/dòng lúa để cải tạo tính kháng đạo ôn.
Ks. Vũ Thị Hợi, Ts. Ngô Vĩnh Viễn, ThS. Đinh Thị Thanh và các cộng tác viên thuộc bộ môn Bệnh cây, Viện Bảo vệ Thực vật (BVTV) chọn tạo Giống ITA 212. Giống ITA 212 có nguồn gốc từ cặp lai giữa BG 90-2 và tẻ tép của Viện nghiên cứu Nông nghiệp Nhiệt đới (IRBN-1995). ITA 212 được tuyển chọn từ năm 1995. Năm 1997 và năm 1998 đã được Bộ NN&PTNT cho phép đa vào sản xuất thử nghiệm theo hình thức khu vực hóa để đánh giá tính thực tiễn của nó trước khi được chính thức đưa vào bộ giống lúa quốc gia. Giống lúa ITA 212 sau 8 vụ thử nghiệm và 2 vụ khảo nghiệm ở các địa phương, tại nhiều vùng sinh thái khác nhau, đã chứng tỏ khả năng chống chịu ngoại cảnh, phù hợp với các chân ruộng vàn trũng. Thực tế trồng khảo nghiệm ở Nam Đàn 3 năm qua, ITA 212 đã chứng tỏ khả năng chống chịu bệnh đạo ôn (cấp 2). Riêng rầy nâu cấp 5, giống ITA 212 có phản ứng nhiễm vừa. ITA 212 chịu rét tốt nên rất phù hợp với vụ Đông xuân. Do thời gian sinh trưởng từ 155 - 160 ngày, cây cao, thân cứng nên phù hợp với ruộng ván trũng, đặc biệt là mô hình cá lúa ở nhiều địa phương. Nếu đầu tư phân bón ở mức: 100kg uree + 60 kg lân + 30 kg kali + 10 tấn phân chuồng/ha, trong điều kiện chăm sóc tốt, ITA 212 có thể cho năng suất 64,7 - 66,8 tạ/ha [28].
Năm 2000, từ tổ hợp hai giống lúa MTL156 và Khaohom, Bộ môn Tài nguyên Cây trồng - Viện Nghiên cứu phát triển ĐBSCL đã lai tạo thành công giống lúa MTL547 với tên gốc là L318-1-2-2-6-3-1-1-3 từ tổ hợp hai giống lúa MTL156 và Khaohom. Tổ hợp lai L318 thể hiện ưu thế lai qua các thế hệ phân ly được chọn lọc tại Đại học Cần Thơ, sau đó gửi đi trắc nghiệm năng suất ở tất cả các tỉnh ĐBSCL từ năm 2005 đến năm 2007. Hiện nay, giống MTL547 được sản xuất ở các tỉnh như An Giang, Hậu Giang, Vĩnh Long, Trà Vinh và đặc biệt đây là một trong những giống lúa chủ lực của vùng trồng lúa đặc sản Sóc Trăng. Với chiến lược chọn lọc và phát triển giống lúa chống chịu
26
ổn định với sâu bệnh, nghiên cứu về tình hình bệnh đạo ôn và trắc nghiệm giống kháng được thực hiện trên các giống triển vọng tại nhiều địa điểm thí nghiệm khác nhau ở ĐBSCL cho thấy MTL547 là một giống chống chịu bệnh rất ổn định qua các mùa vụ tại các địa điểm thí nghiệm là Cần Thơ, Sóc Trăng, Tiền Giang và An Giang. Trước tình hình các giống lúa phổ biến hiện nay đều nhiễm bệnh đạo ôn hoặc có tính chống chịu bệnh không ổn định thì giống lúa MTL547 là một lựa chọn hiệu quả nhất để thay thế cho những giống lúa cũ đã nhiễm bệnh [63].
Theo Nguyễn Thị Lang và cs (2008), các giống lúa địa phương được coi là vật liệu đa dạng di truyền cung cấp nguồn gen kháng bệnh đạo ôn. Do đó, chương trình lai tạo với các giống kháng là mục tiêu quan trọng cho việc cải tiến giống lúa kháng bệnh đạo ôn. Nghiên cứu trên 100 giống lúa, đánh dấu RM21, tìm thấy gen Pi5(t) và Pi3(t) ở nhiễm sắc thể số 4. Kết quả so sánh đánh dấu kiểu gen và kiểu hình đạt 84,21% và 77,17% tại locus RM21, với hai nòi P06-6 và Pi-OM 1. Kết quả này rất ý nghĩa chính xác cho việc chọn gen kháng bệnh đạo ôn. Các giống lúa AS996, Tẻ Tép, Tép Hành,…kháng với dòng nấm (P06-6 và Pi-OM 1). Do đó, các giống trên là nguồn vật liệu quí cho việc chọn gen kháng đạo ôn trong chương trình chọn giống [38].
Phạm Văn Dư và cộng sự đã sử dụng các giống lúa thuộc bộ đơn gen của IRRI và một số giống trồng phổ biến để lây nhiễm với 23 chủng nấm đạo ôn phân lập từ các vùng sinh thái miền Bắc. Kết quả cho thấy, giống C101 LAC mang gen Pi1 có khả năng kháng rộng nhất với tỷ lệ kháng là 82%; tiếp đó giống Moroberekan (Pi5; Pi7t) mang tổ hợp 2 gen Pi5 và Pi7 với tỷ lệ kháng là 78%. Hai giống lúa C101PKT và C104PKT mang gen Pi4(t) và Pi3 có tỷ lệ kháng tương ứng là 65% và 60%. Các giống và dòng lúa: CR203; Khang dân 18; Q5; DT5; DT7 phần lớn bị nhiễm với các chủng nấm, tỷ lệ kháng của chúng với các chủng nấm <50%. Các giống lúa này cần được cải tạo chuyển gen kháng. Qua thí nghiệm lây nhiễm để xác định các gen kháng ở trên cho thấy rằng gen Pi1; Pi5(t); Pi3; Pi4(t) đều kháng tốt với các chủng nấm ở các vùng sinh thái nông nghiệp miền Bắc, tỷ lệ kháng với các chủng nấm trên 60%. Các gen kháng nói trên sẽ được sử dụng để qui tụ vào giống/dòng lúa để cải tạo tính kháng đạo ôn.
Lã Tuấn Nghĩa và cs (2009) đã lai qui tụ gen kháng bệnh đạo ôn Pi-1 và Pi-5 vào dòng lúa được tạo ra bằng phương pháp đột biến phóng xạ bằng tia gama - (60Co) giống lúa Bắc thơm 7. Quá trình qui tụ 2 gen kháng đạo ôn Pi-1 và Pi-5 được tiến hành cùng lúc. Khi đã có được 2 cá thể BC3F2Pi-1 và BC3F2Pi-5 mang kiểu gen đồng hợp tử gen kháng Pi-1 và Pi-5, đồng thời vẫn mang trên mình nền của dòng lúa triển vọng ban đầu.
Tiến hành lai tạo đưa 2 gen Pi-1 và Pi-5 vào cùng một cá thể, đồng thời tiến hành sử dụng chỉ thị phân tử để chọn lựa được dòng có triển vọng (đồng hợp tử 2 gen kháng đạo
27
ôn) từ việc tiến hành tự thụ cá thể F1 (mang 2 gen kháng Pi-1 và Pi-5) (Hình 6). Sơ đồ chọn tạo ở hình 6 cho thấy: Do gen Pi-1 và gen Pi-5 nằm trên 2 nhiễm sắc thể (NST) khác nhau (Pi-1 nằm trên NST số 11 và Pi-5 nằm trên NST số 9); Nên ta có thể qui ước như sau: p2p2 là cặp gen nằm trên NST số 9 của cây lúa được qui tụ gen Pi-1 (là gen lặn, không được biểu hiện ra bên ngoài kiểu hình) có vị trí tương ứng với vị trí của gen Pi-5 (có kiểu gen P2P2) trên NST số 9; p1p1 là cặp gen nằm trên NST số 11 của cây lúa được qui tụ gen Pi-5 (là gen lặn, không được biểu hiện ra bên ngoài kiểu hình) có vị trí tương ứng với vị trí của gen Pi-1 (có kiểu gen P1P1) trên NST số 11. Bởi vậy, khi tiến hành lai tạo giữa BC3F2Pi-1 và BC3F2Pi-5 chúng ta sẽ có những kiểu gen của F1 là P1p1P2p2. Khi F1 tiến hành tự thụ; Sử dụng chỉ thị phân tử để chọn cá thế mang kiểu gen đồng hợp tử trội gen kháng (có kiểu gen P1P1P2P2) mang hai gen Pi-1 và P-5 kháng đạo ôn. Qua nhiều thế hệ chọn lọc đánh giá dòng lúa triển vọng đã ổn định, có tiềm năng năng suất cao hơn giống Bắc thơm 7, chống chịu tốt, kháng đạo ôn và chống chịu sâu, được đặt tên là dòng NB-01 [5].
Nguyễn Thị Lang và Cs đã tạo ra sáu tổ hợp lai, OM 24/IR 64, IR 24/OM 2514, C 53/IR 64, C53/OM 2514, OM 1308/TeTep và IR 36/C53. Trong số đó, có bốn tổ hợp lai đã được lập bản đồ bằng cách sử dụng marker phân tử. Các gen kháng là di truyền trội và nằm trên nhiễm sắc thể 6, 8 và 11. Marker SSR (RM 483) đã được sử dụng để phát hiện khả năng kháng đạo ôn của 100 giống địa phương ở Đồng bằng sông Cửu Long. So sánh giữa chọn lọc kiểu hình và kiểu gen cho thấy sử dụng marker SSR với mồi RM 483 chính xác đến 100%, so với hệ thống chọn giống dựa trên dấu chuẩn (MAS).
Những phương pháp này có thể được áp dụng trong thực tế để lựa chọn các giống lúa có gen kháng bệnh đạo ôn cao. Đa hình cũng cho thấy MAS đạt độ chính xác 100% khi sử dụng marker STS với mồi RG64 và chính xác đến 99,49% khi sử dụng marker SSR với mồi RM21. Ngoài ra, một số giống lúa kháng đạo ôn như P(OM1), OMP2, OMP4, OMP5 và OMP6 đã được báo cáo bởi nhiều nhà khoa học. Đây được coi là nguồn vật liệu có giá trị cho gen kháng để tạo ra các giống kháng bền [10].
28