4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.5.3.Nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền cây lúa
1.5.3.1. Nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền cây lúa trên thế giới
Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ sinh học cùng với sự ra đời của nhiều loại ch thị ch thị cũng như số lượng của mỗi loại ch thị đã làm tăng hiệu quả trong quá trình đánh giá, bảo tồn, khai thác và sử dụng với mục đích khác nhau. Ch thị ADN được ứng dụng hiệu quả trong nghiên cứu di truyền thực vật mà phân tích đa dạng di truyền, xác định các locus kiểm soát các tính trạng, hay chọn giống
phân tử là các lĩnh vực được triển khai hiệu quả.
Tác giả Virk và cộng sự (1995) tiến hành nghiên cứu 12 giống lúa trồng ở châu Á đại diện cho các vùng sinh thái, địa lý khác nhau bằng ch thị RAPD. Kết quả cho thấy 18 trong số 24 mồi cho 83 băng, trong đó có 48 băng đa hình. Số lượng băng đa hình xuất hiện từ 1- 5 băng/mồi, các băng nằm trong khoảng 300bp - 2700bp [50].
Olufowote và cộng tác viên (1997) nghiên cứu biến động di truyền trong giống của 71 giống lúa bằng cả hai loại ch thị SSR và RFLP. Kết quả cho thấy các giống lúa địa phương có mức độ đa dạng, hỗn tạp và dị hợp tử cao hơn các giống lúa cải tiến. Cả hai phương pháp đều cho thấy số lượng các allele ở các giống lúa địa phương cao hơn hẳn các giống lúa cải tiến. Ch thị SSR có khả năng phân biệt các cá thể có quan hệ di truyền gần gũi, đồng thời số lượng các allele cao hơn ch thị AFLP. Các tác giả cũng ch ra rằng ch cần chọn cẩn thận 4 ch thị SSR là có thể nghiên cứu các allele dị hợp tử ở lúa [40].
Tác giả Xu và cộng tác viên (2004) sử dụng 113 ch thị RFLP và 60 ch thị SSR để định lượng đa dạng allele của 125 giống lúa thu từ các Bang miền Tây và miền Nam nước Mỹ và 111 giống từ tập đoàn lúa Quốc tế đang bảo quản tại IRRI. Các tác giả nhận thấy cơ sở di truyền các giống lúa hiện có ở Mỹ hẹp hơn nhiều so với các giống lúa từ tập đoàn lúa Quốc tế (56% SSR allele so với 96% và 92% RFLP so với 99% AFLP). 31 trong số 236 giống lúa có số lượng các allele cao (chiếm tới 95% số allele của RFLP và 74% số allele của SSR) có thể được sử dụng làm tập đoàn hạt nhân. Kết quả cũng cho thấy ch thị SSR sử dụng hữu hiệu hơn RFLP cả về khả năng phát hiện các allele lẫn chi phí và kỹ thuật [55].
Tác giả Mahmoud và cộng sự (2005) nghiên cứu biến động và quan hệ di truyền của 7 giống lúa bằng việc kết hợp của 8 mồi RAPD, 6 mồi SSR và 8 mồi AFLP cho thấy mức độ đa hình của các mồi tương ứng là 72,2%, 90% và 67,9% và khẳng định các kỹ thuật nêu trên đều có thể áp dụng tốt cho nghiên cứu đa dạng di truyền cây lúa [33].
Kết quả nghiên cứu đa dạng di truyền các giống lúa bằng ch thị SSR của tác giả Raj cho thấy hệ số đa dạng gen của các ch thị SSR dao động từ 0 đến
0,830 và trong nghiên cứu của Jayamani và cộng tác viên (2007) dao động từ 0,179 đến 0,894 [29].
Tác giả McCouch và cộng sự (2005) khi nghiên cứu quan hệ di truyền giữa 52 giống lúa thơm Basmati và 17 giống lúa khác của Ấn Độ bằng 30 ch thị SSR cho thấy số allele phát hiện được dao động từ 3 đến 22 và ch số thông tin di truyền (PIC) dao động từ 0,2 đến 0,9. Trong số 30 ch thị SSR thì 20 ch thị phân biệt được các giống lúa cổ truyền Basmati, 8 ch thị SSR có thể phân biệt được các giống lúa Basmati chất lượng cao với các giống Basmati cải tiến và các giống không phải là Basmati [34].
Quan hệ di truyền giữa các giống lúa Basmati hạt ngắn và Basmati hạt dài cũng được tác giả Sujatha nghiên cứu bằng ch thị SSR. Kết quả nghiên cứu của 30 giống lúa thơm, bao gồm 22 giống lúa thơm hạt ngắn và 8 giống Basmati dựa trên 6 ch thị SSR cho thấy 20 trong số 22 giống lúa thơm hạt ngắn nằm cùng một nhóm lớn, 2 giống lúa thơm hạt ngắn còn lại nằm cùng nhau và tách riêng, 8 giống lúa Basmati nằm trong cùng một nhóm khác. Tác giả khẳng định ch thị phân tử cung cấp ước lượng đa dạng di truyền chính xác so với các ch thị hình thái. Kết quả nghiên cứu giúp cho việc phân biệt và chọn lọc các bố mẹ thích hợp trong công tác lai tạo giống lúa chất lượng [46].
Tác giả Victoria và cộng sự (2007) tiến hành nghiên cứu đa dạng trên 24 giống lúa ở Philippin có chất lượng tốt bằng 164 ch thị SSR. Trong số 164 ch thị SSR có 151 ch thị cho đa hình với tổng số allele thu được là 890, trung bình 5,89 allele/locus. Trong đó, có 89 ch thị cho 147 allele hiếm. Hệ số đa dạng di truyền PIC từ 0,18 - 0,91 đạt trung bình 0,68/ch thị. Theo kết quả phân tích UPGMA, ở độ tương đồng 40%, tổng số 24 giống lúa được chia thành ba nhóm: Nhóm 1 gồm 8 giống Japonica, nhóm 2 và 3 là các giống lúa Indica. Nghiên cứu này cho ta thấy việc sử dụng ch thị SSR là rất hiệu quả trong phân nhóm các loài phụ của lúa, những giống lúa có chất lượng tốt thì thường có khoảng cách di truyền cao hơn và vì thế chúng là nguồn vật liệu cho công tác chọn giống [49].
1.5.3.2. Nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền cây lúa tại Việt Nam
Việt Nam được xem là trung tâm khởi nguyên của cây lúa, tài nguyên di truyền lúa của nước ta phong phú cả về số lượng và chất lượng. Những nghiên cứu về đa dạng di truyền và phân loại một cách hệ thống lúa trồng ở Việt Nam còn hạn chế. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã bắt đầu quan tâm ứng dụng các kỹ thuật ch thị phân tử để đánh giá đa dạng tài nguyên lúa nước ta. Và những thành tựu dưới đây sẽ cho thấy chúng ta hoàn toàn có khả năng thực hiện được những nghiên cứu sinh học sử dụng các phương pháp công nghệ tiên tiến, đẩy mạnh công tác chọn tạo giống cây trồng, vật nuôi trong nước và hợp tác quốc tế trên nhiều lĩnh vực sinh học hiện đại.
Tác giả Bùi Chí Bửu và cộng sự (2003) đã sử dụng 20 mồi RAPD để đánh giá đa dạng di truyền của 72 giống lúa địa phương. Trong 20 mồi thử nghiệm thuộc nhóm OPA kit, có 10 mồi cho kết quả tốt với 59 băng. Kết quả có hai nhóm chính bao gồm các giống lúa mùa, lúa chiêm ở đồng bằng sông Hồng, lúa nước sâu của đồng bằng sông Cửu Long, lúa nếp của Tây Nguyên và lúa nước trời của Duyên Hải Trung bộ [2].
Tác giả Trần Danh Sửu và cộng sự (2006) sử dụng 48 ch thị SSR để đánh giá đa dạng di truyền của 17 giống lúa Tám. Hệ số đa dạng gen thu được từ các giống lúa là 0,35. Số allele thu được trung bình 3,37 allele/mồi. 17 giống lúa này còn được phân loại Indica và Japonica dựa trên sự khác biệt của ADN lục lạp. Kết quả 17 giống lúa Tám đều thuộc nhóm Japonica [13].
Tác giả Phạm Thị Bé Tư và cộng sự (2008) đã đánh giá đa dạng của 90 giống lúa mùa địa phương bằng ch thị SSR. Hệ số đa dạng từ 0,68 - 9,95, trung bình là 0,88. Kết quả thu được từ 90 giống lúa mùa địa phương được phân thành 6 nhóm giống khác nhau [15].