3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
3.3. Tỷ lệ khuyết số liệu (M) và tỷ lệ dị hợp tử (H) của các giống lúa chất lượng
lượng nghiên cứu
Tỷ lệ dị hợp tử (H) và tỷ lệ số liệu khuyết (M) của tập đoàn Tám thơm nghiên cứu dựa trên kết quả phân tích với 15 cặp mồi SSR được trình bày ở bảng 3.10.
Bảng 3.10: Tỷ lệ khuyết số liệu (M) và tỷ lệ dị hợp tử (H) của các giống lúa chất lượng nghiên cứu
TT Tên giống M% H%
1 Tám tức Tây Bắc 0 0
2 Tám trắng Vĩnh Phúc 0 6,67
3 Tám đen Hà Đông 0 0
4 Tám thơm Hải Dương 6,67 0
5 Tám thơm Thái Bình 0 0
6 Tám tròn Hải Dương 0 0
7 Tám đứng Hải Dương 0 0
8 Tám xoan có râu Hải Dương 0 0
9 Tám xoan Bắc Ninh 0 0
10 Tám nghệ hạt đỏ 0 0
11 Tám xoan Vĩnh Phúc 6,67 0
12 Tám xoan Hải Hậu 6,67 7,14
13 Tám thơm ấp bẹ 0 6,67 14 Tám Xuân Đài 0 0 15 Tám tiêu 0 0 16 Tám Xuân Hồng 0 6,67 17 Tám Nghĩa Hồng 0 0 Tổng 20,01 27,15 Trung bình 1,17 1,60
Kết quả ở bảng 3.10 cho thấy: có 3 giống khuyết số liệu ở một mồi duy nhất và cùng tỉ lệ là 6,67% là T4 (Tám thơm Hải Dương), T11 (Tám xoan Vĩnh Phúc), T12 (Tám xoan Hải Hậu). 14 giống còn lại không bị khuyết số liệu. Tỉ lệ khuyết số liệu trung bình của 17 giống là 1,17%; không có giống nào có tỷ lệ khuyết số liệu lớn hơn 15%. Như vậy, cả 17 giống nghiên cứu đều có ý nghĩa phân tích thống kê.
Tỷ lệ dị hợp tử (H) cao nhất ở giống lúa T12 (Tám xoan Hải Hậu) là 7,14%. Có 3 giống (Tám trắng Vĩnh Phúc), T13 (Tám thơm ấp bẹ), T16 (Tám Xuân Hồng) có tỷ lệ dị hợp là 6,67%. Còn lại 13 giống có tỷ lệ dị hợp tử 0% có nghĩa là các giống này đều đồng hợp trong phạm vi 15 mồi nghiên cứu (chỉ
có một băng ADN duy nhất/mồi). Tỷ lệ dị hợp tử trung bình của cả tập đoàn khá thấp là 1,60%.
Hình 3.4: Ảnh điện di sản phẩm PCR của các giống lúa nghiên cứu với cặp mồi RM515
với cặp mồi RM270
3.4. Kết quả phân tích đa hình và mối quan hệ di truyền của các giống lúa chất lượng nghiên cứu
Số liệu thu được từ tiêu bản điện di sản phẩm PCR của 15 cặp mồi SSR với tập đoàn 17 giống lúa chất lượng nghiên cứu được thống kê và phân tích bằng phần mềm NTSYSpc 2.1, từ đó thiết lập được bảng hệ số tương đồng di truyền (Bảng 3.4) và sơ đồ hình cây về mối quan hệ di truyền giữa các giống lúa chất lượng (hình 3.5).
Bảng 3.11: Mối quan hệ di truyền giữa 17 giống lúa chất lượng Giống T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13 T14 T15 T16 T17 T1 1.00 T2 0.22 1.00 T3 0.47 0.40 1.00 T4 0.18 0.53 0.37 1.00 T5 0.56 0.40 0.47 0.37 1.00 T6 0.40 0.12 0.27 0.24 0.40 1.00 T7 0.40 0.27 0.33 0.30 0.65 0.40 1.00 T8 0.65 0.27 0.47 0.30 0.75 0.47 0.65 1.00 T9 0.56 0.17 0.33 0.18 0.56 0.47 0.47 0.75 1.00 T10 0.27 0.12 0.12 0.24 0.33 0.47 0.22 0.33 0.47 1.00 T11 0.73 0.18 0.37 0.20 0.63 0.44 0.44 0.73 0.86 0.44 1.00 T12 0.63 0.18 0.44 0.14 0.37 0.30 0.24 0.44 0.53 0.24 0.60 1.00 T13 0.56 0.17 0.27 0.18 0.47 0.40 0.33 0.56 0.47 0.33 0.53 0.44 1.00 T14 0.33 0.17 0.17 0.18 0.33 0.33 0.27 0.40 0.47 0.40 0.53 0.37 0.47 1.00 T15 0.40 0.12 0.17 0.18 0.33 0.27 0.33 0.40 0.47 0.33 0.53 0.44 0.75 0.56 1.00 T16 0.56 0.08 0.27 0.08 0.33 0.33 0.22 0.40 0.47 0.27 0.53 0.63 0.56 0.47 0.56 1.00 T17 0.40 0.12 0.22 0.18 0.33 0.33 0.22 0.40 0.33 0.27 0.37 0.30 0.75 0.47 0.56 0.56 1.00
Qua kết quả thu được ở bảng 3.11 và hình 3.6 cho thấy: Hệ số tương đồng di truyền của 17 giống lúa Tám nghiên cứu dao động trong khoảng từ 0,08 (T4 - Tám thơm Hải Dương và T16 - Tám Xuân Hồng) đến 0,86 (T9 - Tám xoan Bắc Ninh và T11 - Tám xoan Vĩnh Phúc)
Dựa vào sơ đồ mối quan hệ di truyền của 17 giống lúa, ở mức tương đồng di truyền 36%, 17 mẫu giống lúa nghiên cứu được chia thành 3 nhóm:
* Nhóm I: Có 12 giống lúa bao gồm các giống T1 (Tám tức Tây Bắc), T12 (Tám xoan Hải Hậu), T5 (Tám thơm Thái Bình), T8 (Tám xoan có râu Hải Dương), T7 (Tám đứng Hải Dương), T9 (Tám xoan Bắc Ninh), T11 (Tám xoan Vĩnh Phúc), T16 (Tám Xuân Hồng), T14 (Tám Xuân Đài), T15 (Tám tiêu), T13 (Tám thơm ấp bẹ), T17 (Tám Nghĩa Hồng).
Xét ở mức tương đồng di truyền 48%: 12 giống trong nhóm I được chia làm 3 nhóm phụ:
- Nhóm I.1 gồm có 3 giống lúa: T1 (Tám tức Tây Bắc), T12 (Tám xoan Hải Hậu), T116 (Tám Xuân Hồng). Hệ số tương đồng di truyền cao nhất là 0,63 (T1 và T12), và (T12 và T16). Hệ số di truyền tương đồng thấp nhất (giữa giống T1 và giống T16) là 0,56.
- Nhóm I.2 gồm có 5 giống lúa: T5 (Tám thơm Thái Bình), T7 (Tám đứng Hải Dương), T8 (Tám xoăn có râu Hải Dương), T9 (Tám xoan Bắc Ninh) và T11 (Tám xoan Vĩnh Phúc). Trong đó hệ số tương đồng di truyền dao động trong khoảng từ 0,44 đến 0,86. T9 và T11 có hệ số tương đồng di truyền cao nhất là 0,86.
- Nhóm I.3 gồm 4 giống lúa: T13 (Tám thơm ấp bẹ), T17(Tám Nghĩa Hồng), T14 (Tám Xuân Đài) và T15 (Tám tiêu). Trong đó có hệ số tương đồng cao nhất là 0,75 (giữa T13 và T15). Hệ số tương đồng di truyền giữa các giống còn lại dao động từ 0,47 đến 0,74.
* Nhóm II: Gồm giống lúa T6 (Tám tròn Hải Dương) và T10 (Tám nghệ hạt đỏ). Hệ số tương đồng di truyền giữa 2 giống trong nhóm này là 0,47.
* Nhóm III: Gồm các giống lúa T2 (Tám trắng Vĩnh Phúc), T3 (Tám đen Hà Đông), T4 (Tám thơm Hải Dương). Nhóm này có hệ số tương đồng di truyền dao động từ 0,37- 0,53. T2 và T4 có hệ số tương đồng di truyền cao nhất.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
Tập đoàn lúa Tám thơm bản địa miền Bắc nghiên cứu rất đa dạng về các thành phẩn allele. Kết quả phân tích với 15 cặp mồi SSR thu được tổng số 42 loại allele, trung bình 2,8 allele/cặp mồi. Hệ số PIC trung bình của 15 cặp mồi nghiên cứu là 0,48. Hệ số PIC đạt giá trị cao nhất (0,74) ở cặp mồi RM153 với 5 allele thể hiện. Các giống lúa nghiên cứu có độ thuần di truyền rất cao (tỉ lệ dị hợp tử trung bình của cả tập đoàn là 1,60%).
Tập đoàn 17 giống lúa chất lượng nghiên cứu rất đa dạng, có hệ số tương đồng di truyền giữa các giống dao động từ 0,08 đến 0,82. Xét ở mức tương đồng di truyền 36%: 17 mẫu giống lúa nghiên cứu được chia thành 3 nhóm:
+ Nhóm I: Gồm có 12 giống hệ số tương đồng di truyền dao động trong khoảng từ 0,22 - 0,86 và được chia làm 3 nhóm phụ.
+ Nhóm II: Gồm có 2 giống hệ số tương đồng di truyền là 0,47. + Nhóm III: Gồm có 3 giống có hệ số tương đông từ 0,37- 0,53.
Các kết quả thu được rất hữu ích trong việc xác định nguồn gen phục vụ cho công tác bảo tồn, khai thác và sử dụng có hiệu quả các nguồn gen lúa chất lượng của Việt Nam.
2. Kiến nghị
Tiếp tục nghiên cứu xác định các allele đặc trưng, allele hiếm để nhận dạng chính xác các nguồn gen lúa Tám thơm ưu tú phục vụ nghiên cứu lai tạo giống và định hướng cho công tác thu thập bảo tồn đa dạng nguồn gen lúa chất lượng ở mức phân tử.
* Tài liệu Tiếng Việt
1. Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang (1995), ‘‘Ứng dụng công nghệ sinh học trong cải tiến giống lúa”, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
2. Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang (1999), “Di truyền phân tử - những nguyên tắc cơ bản trong chọn giống cây trồng”, NXB nông nghiệp, TP. Hồ Chí Minh.
3. Phạm Văn Chương (2001), “ Hiện trạng và xu thế phát triển sản xuất lúa gạo ở Việt Nam ”, Tạp chí Nông nghiệp và phát triển Nông thôn, số 5. 4. Lê Doãn Diên, “Nâng cao chất lượng lúa gạo phục vụ tiêu dùng và xuất
khẩu”, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội 2003, trang 37 - 150.
5. Bùi Huy Đáp (1999), “Một số vấn đề về cây lúa”, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
6. Trần Văn Đạt, “Sản xuất lúa gạo thế giới - hiện trạng và khuynh hướng phát triển trong thế kỷ 21’’, NXB Nông nghiệp, 2005.
7. Trần Văn Đạt (2002), “Tiến trình phát triển sản xuất lúa gạo tại Việt Nam tù thời nguyên thủy đến hiện đại”, NXB Nông nghiệp TP. Hồ Chí Minh.
8. Nguyễn Thị Lang (2002), “Ứng dụng công nghệ sinh học chọn tạo giống lúa chất lượng cao”. Báo cáo khoa học, An Giang.
9. Nguyễn Thị Lang, Trương Bá Thảo, Bùi Chí Bửu (2004), “Nghiên cứu di truyền trên gen thơm của cây lúa”. Tạp chí nông nghiệp và phát triển nông thôn.
10. Tạ Minh Sơn, Nguyễn Tấn Hinh, Lê Vĩnh Thảo, Vũ Tuyên Hoàng, Nguyễn Hữu Nghĩa, Trương Văn Kính, Nghiễn Trọng Khanh (2006),
“Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống lúa giai đoạn 2001-2005”. Kỷ yếu Hội nghị tổng kết khoa học và công nghệ nông nghiệp 2001 - 2005, Viện Khoa học nông nghiệp Việt Nam, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
11. 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 công nghệ sinh học toàn quốc 1999, tr. 1205-1215 12. Lê Vĩnh Thảo, Bùi Chí Bửu, Lưu Ngọc Trình, Nguyễn Văn Vương
(2004), “Các giống lúa đặc sản, giống lúa chất lượng cao và kỹ thuật canh tác”, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
13. Đỗ Khắc Thịnh, Nguyễn Ngọc Quỳnh, Dương Ký, Nguyễn Văn Huấn (1997), “Kết quả tuyển chọn giống lúa mùa FRG67 cho vùng đất phèn, nhiễm mặn, ảnh hưởng thuỷ triều ven thành phố Hồ Chí Minh”, Tạp chí Nông nghiệp và Công Nghiệp Thực Phẩm (11/1997)
14. Nguyễn Thanh Tuyền, Trần Văn Chiến (2005), “Kỷ yếu Hội nghị khoa học Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam’’, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
15. Tổng cục Thống kê (2008), “Niên giám thống kê năm 2008”, NXB Thống kê, Hà Nội.
* Tài liệu nước ngoài
16. Akagi H, Yokozeki Y, Inagaki A, Fujimura T (1996). Microsatellite DNA markers for rice chromosomes. Theor Appl Genet 93:1071.
17. Berner DK, Hoff BJ (1986) Inheritance of scent in American long grain rice. Crop Science 26: 876-878.
18. Chang T.T. (1985). Crop history and genetic conservation. Rice, A case study. In: Iwova state. Journal of research, 59, pp. 425-455
19. Chen X, Cho Y, McCouch S (2002). Sequence divergence of rice microsatellites in Oryza and other plant species. Mol Gen Genomics.
20. Chen X, Temnykh S, Xu Y, Cho YG, McCouch SR (1997). Development of a microsatellite framework map providing genome-wide coverage in rice (Oryza sativa L.). Theor Appl Genet, 95:553.
21. Cheng C. Y. Motohashi R., Tsuchimoto S., Fukuta Y., Ohtsubo H. (2003). Polyphyletic of cultivated rice: based on the interspersion pattern of SINEs. Mol.Biol.Evol , pp.67-75
22. Cho YG., Ishii T, Temnykh S, Chen X, Lipovich L, McCouch SR, Park WD, Ayres N, Cartinhour S (2000). Diversity of microsatellites derived from genomic libraries and GenBank sequences in rice (Oryza sativa L.).
Theor Appl Genet 100-713.
23. Coburn JR, Temnykh SV, Paul EM and McCouch SR (2002). Design and application of microsatellite marker panels for semiautomated genotyping of rice (Oryza sativa L.). Crop Science 42-2092.
24. Hokanson SC, Szewc-McFadden AK., Lamboy WF and McFerson JR (1998). Microsatellite (SSR) markers reveal genetic identities, genetic diversity and relationships in Malus × domestica borkh. Core subset collection. Theor. Appl. Genet 671-683.
25. Kibria K, Nur F, Begum SN, Islam MM, Paul SK, Rahman KS, and Azam SMM (2009). Molecular Marker based Genetic Diversity Analysis in Aromatic Rice Genotypes Using SSR and RAPD Markers. Int. J. Sustain. Crop Prod. 4(1):23-34.
26. Litt M, Luty JA (1989). A hypervariable microsatellite revealed by in vitro amplification of a dinucleotide repeat within the cardiac muscle actin gene. Am J Hum Genet 44: 397 - 401.
27. Mahmoud M. Saker, Sawsan S. Youssef, Naglaa A. Abdallah, Hany S. Ashandy and AhmedM. El Sharkawy (2005), Genetic analysis of some
Egyptian rice genotypes using RAPD, SSR and AFLP, African Journal of Biotechnology Vol. 4 (9), pp. 882-890.
28. Malik AR, Muhammad SM, Zabta KS and Kazuko YS (2010). Genetic analysis of Basmati and non-Basmati Pakistani rice (Oryza sativa L.) cultivars using microsatellite markers. Pak. J. Bot. 42(4): 2551-2564. 29. McCouch SR, Leonid T, Xu Y, Lobos KB, Clare K, Walton M, Fu B,
Maghirang R, Li Z, Xing Y, Zhang Q, Kono I, Yano M, Fjellstrom R, DeClerck G, Schneider D, Cartinhour S, Ware D, Stein L (2002). Development and Mapping of 2240 new SSR Markers for Rice (Oryza sativa L.). DNA Res 9:199-207.
30. Natalya V. Alpatyeva (2000), Genetic diversity of Vietnamese landraces of rice by RFLP markers,Research study in NIAR, Japan.
31. Oka H. I. (1988), Origin of cultivatied rice. J. Sci. Societies press, Tokyo. 32. Olufowote JO, Xu Y, Chen X, Park WD, Beachell HM, Dilday RH,
Goto M and McCouch SR (1997). Comparative evaluation of within- cultivar variation of rice (Oryza sativa L.) using microsatellite and RFLP markers. Genome 38: 1170-1176.
33. Panaud O, Chen X, McCouch SR (1996). Development of microsatellite markers and characterization of simple sequence length polymorphism (SSLP) in rice (Oryza sativa L.). Mol Gen Genet 252-597.
34. Sujatha K, Upadhyay R, Kaladhar K, Rani NS and Sarla N (2004). Genetic relationship among aromatic short grain and Basmati rice
based on ISSR and SSR markers. Rice Genetic Newsletter vol 21.
35. Singh Balwant, Singh S.P, Kumar J, 2011. Assessment of genetic diversity of aromatic rices (Oryza sativa L.) using morphological, physiochemical and SSR markers.
35. Shu Xia Sun, Fang Yuan Gao, Xian Jun Lu, Xian Jun Wu, Xu Dong Wang,Guang Jun Ren and Hong Luo.2008. Genetic analysis and gene
fine mapping of aroma in rice (Oryza sativa L). Genetics and Molecular Biology, 31, 2, 532-538.
36. Tateoka, T., 1963. Taxononic Studies of Oryza III. Key to the species and their enumeration. Bot. Mag. Tokyo 76: 165-173.
37. Tateoka, T., 1964. Notes on some grasses. XVI. Embryo structure of the genus Oryza in relation to the systematics. Amer. J. Bot. 51: 539-543. 38. Temnykh S, Park WD, Ayres N, Cartinhour S, Hauck N (2000).
Mapping and genome organization of microsatellite sequences in rice (Oryza sativa L.). Theor Appl Genet. 100-697.
39. Vos P, Hogers R, Bleeker M, Reijans M, Lee TVD, Hornes M, Frijters A, Pot J, Peleman J, Kuiper M, Zabeau M (1995). AFLP: a new technique for DNA fingerprinting. Nucl Acids Res. 23(21): 4407 - 4414. 40. Welsh J and McClelland M (1990). Genomic fingerprinting produced by
PCR with arbitrary primers. Nucl. Acids Res. 18: 7213-7218.
41. Williams JGK, Kubelik AR, Livak KJ, Rafalski JA and Tingey SV (1990). DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers. Nucl Acids Res. 18: 6531-6535.
* Wedside
42.http://www.vietecon.org/hoithao/faea2008/papers/12%20Chu%20Tien %20Quang-Viet.pdf.
43. http://www.longdinh.com.