2.5 Chọn tạo giống bằng phương pháp lai hồi giao kết hợp với chỉ thị phân tử
2.5.5 Đối với các đặc tính nông học
Bên cạnh đó, các tính trạng về phẩm chất gạo nấu cũng được chú trọng đến. Việc sử dụng các dấu phân tử để xác định gen mã hóa cho mùi thơm của giống lúa Basmati được nghiên cứu đầu tiên bởi (Ahn et al., 1992). Bằng việc sử dụng dấu phân tử này có thể nhận biết các giống lúa có mùi thơm và giống không có mùi thơm. Sự kết hợp giữa hồi giao và dấu phân tử cũng được các nhà khoa học cho là công cụ hữu hiệu để cải tiến tính trạng mùi thơm của các giống lúa. Giống Pusa Basmati 1 và các dòng khác của giống PRR78 đã được cải tiến bằng việc chuyển tính trạng mùi thơm từ giống Basmati 370 vào giống PRR78 (Yi et al., 2009; Singh et al., 2011; Begum et al., 2015)
2.5.6 Các kết quả nghiên cứu giống phẩm chất cao trong và ngoài nước
Cho et al. (2009) thuộc Viện nghiên cứu quốc gia về khoa học cây trồng (NICS), Hàn Quốc nghiên cứu QTL các tính trạng số lượng liên quan đến phẩm chất cơm của giống lúa ôn đới. Đó là tính trạng độ bóng hạt (glossiness), độ dính của cơm (stickiness), độ cứng (hardness). Hai quần thể RIL từ tổ hợp lai Suweon365 x Chucheongbyeo (S/C) và Ilpumbyeo x Moroberekan (I/M) được sử dụng. Ba vùng chứa những QTL điều khiển tính trạng nhiệt hóa hồ, hàm lượng amylose và hàm lương protein trong quần thể S/C RIL được xác định trên nhiễm sắc thể số 6, đó là RM589-RM253, trên NST số 7 với RM8261-RM3555, và trên NST số 8 với RM5556-RM547. Trên nhiễm sắc thể số 8 còn có 2 QTLs điều khiển tính trạng vị ngon và tất cả giá trị của cơm.
Mỗi QTL giải thích 8,6% đến 26,1% biến thiên kiểu hình của các alen giống
Chucheongbyeo. Ba vùng chứa những QTL quy định độ sáng bóng, độ dính dẽo, độ cứng trên quần thể I/M RIL được xác định tại RM60-RM523 trên NST số 3, RM5558-RM5642 trên NST số 5, và RM540-RM253 trên NST 6. QTL
quy định hàm lượng amylose trên NST số 3 giải thích được 10,9% đến 15,7% biến thiên kiểu hình các alen của giống Ilpumbyeo. Mỗi QTL trên NST số 6 giải thích được 8,4% đến 37,4% biến thiên kiểu hình của alen thuộc giống Ilpumbyeo.
Xu et al. (1995) cho rằng hàm lượng amylose có thể liên quan ảnh hưởng bởi tam bội thể của phôi nhũ. He et al. (1998) tạo ra quần thể F2 và thiết lập bản đồ QTL kiểm soát chất lượng lúa gạo. Ngoài ra, He et al. (1999) đã tìm thấy AC được kiểm soát bởi gen chính định vị trên NST số 5 và 6 với gen waxy và các alen chính giải thích biến thiên di truyền 91,1%. Đó là 2 chỉ thị RG573, C624 định vị trên nhiễm sắc thể số 5 và Wx trên nhiễm sắc thể số 6.
Ở Việt Nam, các nhà khoa học tập trung cải tiến giống lúa thông qua nhiều con đường: phương pháp lai cổ truyền, phương pháp thu thập giống địa phương để chọn dòng thuần, phương pháp nhập nội. Gần đây, công nghệ sinh học phát triển, genome cây lúa được phân tích, cho phép việc chuyển gen ngoại lai vào để cải thiện các giống lúa. Nhiều giống lúa mới được cải thiện và đưa vào hoạt động tốt tại Viện lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long trong nhiều năm qua; trong đó có những giống được phát triển thông qua MAS (chọn lọc nhờ chỉ thị phân tử) như OM4495, OM4498, OM4900, OM6162, OM6161, OM6600... (Nguyễn Thị Lang, 2005b).
Có 48% giống lúa thuộc nhóm có hàm lượng amylose cao (AC>25%), 37% giống lúa có hàm lượng amylose trung bình (AC: 21-25%), 11% là nhóm lúa có hàm lượng amylose thấp (20-10%). Chỉ có 4% giống lúa thuộc nhóm giống lúa có hàm lượng amylose rất thấp trong đó có giống nếp. Tuy nhiên, trong phân tích các giống nếp địa phương tại Đồng Bằng Sông Cửu Long cho thấy hàm lượng amylose biến động từ 9,3% đến 25,68%. Điều này chứng tỏ rằng các giống nếp địa phương có phần khô và cứng cơm. Nguyên nhân này còn tùy thuộc vào vùng đất và điều kiện bón phân, nghĩa là biến động với môi trường rất cao và do nhiều năm giống không được chọn lại, sự lẫn tạp và thụ phấn chéo làm cây tạp giao ở trạng thái dị hợp tử (Wx wx wx), gần với lúa tẻ hơn lúa nếp (wx wx wx) (Nguyễn Thị Lang và ctv., 2005).
Viện Nghiên Cứu Lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long đã ứng dụng công nghệ sinh học (chỉ thị phân tử, nuôi cấy túi phấn) kết hợp với khảo nghiệm đồng ruộng để chọn tạo giống lúa ngắn ngày, năng suất cao, chất lượng gạo tốt như OM1490, OM2517, OM3536, OM2717, OM2718, OM3405, OM4495,
OM4498, OM2514, đã được ứng dụng rộng rãi ở vùng sản xuất ngập lũ Đồng bằng sông Cửu Long.
Kết quả chọn tạo giống lúa OM7347 được thực hiện theo phương pháp lai cổ truyền từ cặp lai KDML105/BL thực hiện từ năm 2005 bằng phương pháp lai hồi giao ở thế hệ con lai BC2F2 chọn lọc bằng chỉ thị phân tử. Mục đích kết hợp ba gen: năng suất cao, mùi thơm, hàm lượng amylose thấp và
kháng bênh bac lá. OM7347 là dòng lúa mới được chọn tạo trên cơ sở kết hợp phương pháp truyền thống và công nghệ sinh học. OM7347 kết hợp được đặc tính quý: chịu phèn, gạo dẻo, thơm của me ̣KDML105 và bố BL là giống lúa mang gen kháng bênh bac lá. Giống lúa OM7347 đã được đánh giá khảo nghiệm qua nhiều vụ đạt năng suất cao, chất lượng gạo tốt, thơm nhẹ, chống chịu bệnh vàng lùn, lùn xoắn lá.
Chiến lược chọn tạo giống lúa có phẩm chất tốt liên quan tới hạt dài, hàm lượng amylose thấp (~20%), ít bạc bụng là ưu tiên số một, kế đến mùi thơm, hàm lượng dinh dưỡng cũng là một mục tiêu cần quan tâm (Nguyễn Thị Lang và ctv., 2005). Phương pháp chọn tạo giống truyền thống vẫn còn nguyên giá trị của nó trong tiến trình chọn giống lúa theo mục tiêu chiến lược. Tuy nhiên, nó cần kết hợp với các phương pháp hiện đại để thúc đẩy hiệu quả tốt hơn.
Việc khai thác các tính trạng quan trọng này đòi hỏi có sự tham gia của di truyền số lượng (đa dạng hóa nguồn bất dục đực) và di truyền tế bào và di truyền phân tử (đánh dấu gen mục tiêu của tính trạng).