4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
3.2.3. Kết quả phân tích mối quan hệ di truyền của các mẫu giống lúa Lào
Số liệu phân tích đa hình 33 mẫu giống lúa Lào và giống đối chứng Bắc Thơm 7 với 20 chỉ thị SSR được tổng hợp và nhập vào chương trình Excel theo nguyên tắc hiện băng đánh số 1, không hiện băng đánh số 0. Số liệu tiếp tục được xử lý bằng chương trình phần mềm NTSYS pc2.1, kết quả đã thu được sơ đồ hình cây biểu diễn mối liên kết di truyền giữa các giống lúa nghiên cứu (hình 3.9).
Hệ số tương đồng di truyền phản ánh mối quan hệ di truyền của các giống lúa với nhau. Kết quả cho thấy đô ̣ tương đồng di truyền giữa các giống lúa nghiên cứu dao đô ̣ng từ 0,65 đến 0,94, điều đó cho thấy sự khác biê ̣t về mă ̣t di truyền giữa các giống lúa nghiên cứu. Cặp giống gần nhau về mặt di truyền là cặp VL72 và VL74, với độ tương đồng di truyền là 0,94. Không có cặp giống có độ tương đồng di truyền là 0%. Có thể khẳng định bộ 20 chỉ thị SSR sử dụng trong nghiên cứu này cho kết quả đa hình cao giữa các giống lúa.
Dựa vào hình của cây phân nhóm UPGMA, tại hệ số tương đồng di truyền 0,65 thì 34 giống lúa đã phân tách thành 2 nhóm riêng biệt:
Nhóm I gồm 23 giống lúa với hê ̣ số tương đồng dao đô ̣ng từ 0,68-0,94. Tại hê ̣ số tương đồng khoảng 0,72, các giống lúa thu ộc nhóm này đã chia thành 3 phân nhóm
Phân nhóm I.1 là giống BT7 được trồng phổ biến tại các tỉnh đồng bằng sông Hồng Việt Nam và được dùng làm giống đối chứng.
Phân nhóm I.2 gồm 1 giống VL67 là giống có chiều cao cây cao nhất
Phân nhóm I.3 có 21 giống gồm HVL22, VL-NT, LP36, VL33, VLCP,LP26, LP30, LP10, OX01B, VL72, VL74, VL50, VL36, VL55, VL47, VL61, HVL14, LP29, LP21, VL26, VL22.
Nhóm II bao gồm 11 giống lúa, khoảng độ tương đồng 0,73 các giống lúa được chia thành 3 phân nhóm:
Phân nhóm II.1 có 4 giống bao gồm LP03, LP37, LP13, LP16. Phân nhóm II.2 có 3 giống bao gồm XK08, XK10, VL62.
Kết quả phân tích mối quan hê ̣ di truyền giữa các giống lúa thông qua ma trâ ̣n tương đồng di truyền và sơ đồ hình cây phân nhóm di truyền đã cho thấy sự tương đồng khá lớn về mặt di truyền giữa 33 mẫu giống lúa Lào nghiên cứu.
Hình 3.9. Quan hệ di truyền của 33 giống lúa Lào và BT7 dựa trên 20 chỉ thị SSR
3.3. Kết quả phân loại dƣới loài các mẫu giống lúa Lào
Việc phân loại dưới loài có ý nghĩa quan trọng trong công tác lai tạo giống, giúp các nhà khoa học nhận biết để lựa chọn vật liệu thuộc các loài phụ khác nhau phục vụ cho công tác lai tạo giữa các loài phụ hoặc lai trong loài nhằm tạo ra các biến dị mới.
Theo phương pháp phân loại lúa Indica và Japonica dựa trên phản ứng của hạt thóc với dung dịch Phenol. Vỏ hạt thóc sau khi ngâm trong dung dịch phenol chuyển sang màu nâu đậm thì thuộc loài phụ Indica, không chuyển màu thì thuộc
Trong nghiêm cứu, 33 mẫu giống lúa Lào được phân loại sơ bộ bằng phản ứng của hạt thóc với dung dịch phenol. Phân tích phenol cho thấy các giống lúa nghiên cứu được chia thành hai nhóm: Nhóm chuyển màu trong dung dịch Phenol (dạng hình
Indica) và nhóm không chuyển màu trong dung dịch Phenol (dạng hình Japonica). Trong số 33 mẫu giống lúa Lào có 22 giống (chiếm 66,7%) thuộc loài phụ Indica và 11 giống (chiếm 33,3%) thuộc loài phụ Japonica. Như vậy tỷ lệ các giống lúa thuộc loài phụ Indica trong tập đoàn giống nghiên cứu là khá cao. (Bảng 3.11).
Bảng 3.11. Kết quả phân loại bằng dung dịch phenol của 33 mẫu giống lúa Lào và 2 giống đối chứng
TT Tên giống Phân loại
(phenol) (1) (2) (3) 1 LP16 Japonica 2 VL22 Indica 3 HVL14 Indica 4 VL47 Indica 5 LP36 Indica 6 LP13 Japonica 7 VL62 Japonica 8 XK10 Japonica 9 LP37 Japonica 10 VL-NT Indica 11 OX01B Indica 12 LP10 Indica 13 LP21 Indica 14 XK08 Japonica 15 LP03 Japonica 16 VL26 Indica 17 LP30 Indica 18 VL33 Indica
TT Tên giống Phân loại (phenol) 19 LP29 Indica 20 LP04 Japonica 21 VL67 Indica 22 LP15 Japonica 23 VL74 Indica 24 LP26 Indica 25 VL55 Indica 26 VLCP Indica 27 VL50 Indica 28 VL36 Indica 29 VL72 Indica 30 LP01 Japonica 31 HVL22 Indica 32 VLKT Japonica 33 VL61 Indica 34 BT7 Indica 35 ĐS1 Japonica
CHƢƠNG 4
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1. Kết luận
1.Các tính trạng hình thái nông học của 33 mẫu giống lúa Lào phong phú và đa dạng. Phần lớn các mẫu giống lúa Lào có TGST trung ngày ở vụ Mùa, 20/33 mẫu giống thuộc loại hạt to và NSLT trung bình đạt trên 69,64 tạ/ha.
2. Kết quả đánh giá đa dạng di truyền bằng 20 cặp chỉ thi SSR ở 33 mẫu giống lúa Lào với giống đối chứng Bắc thơm 7 đã thu được 82 loại alen khác nhau, trung bình 4,1 alen/locus. Tỷ lệ dị hợp tử cao nhất 20% ở giống VL62.. Trong số 33 mẫu giống lúa nghiên cứu thì 25 giống không có các alen di hợp tử và 8 giống còn lại đều có alen di hợp tử. Hệ số tương đồng di truyền giữa các giống dao động trong khoảng từ 0,112 đến 0,87, trung bình là 0,535. Qua phân tích bằng chỉ thị phân tử đã phân các mẫu giống lúa Lào thành 2 nhóm riêng biệt, nhóm I gồm 22 giống, nhóm II gồm 11 giống.
3. Trong số 33 mẫu giống lúa Lào nghiên cứu có 22 giống (chiếm 66,7%) thuộc loài phụ Indica và11 giống (chiếm 33,3%) thuộc loài phụ
Japonica khi phân loại bằng dung dịch phenol.
4. Bước đầu đã chọn được 10 giống VL22, VL47, LP36, LP13, LP37, LP30, VL30, LP29, LP04, VL74 có thể được giới thiệu để tiếp tục nghiên cứu trồng tại Việt Nam.
4.2. Đề nghị
1. Tiếp tục đánh giá đa dạng di truyền tập đoàn lúa cả về hình thái nông học và phân tử , khai thác các đặc tính có lợi để phục vụ cho công tác lai tạo, bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền lúa Lào tại Việt Nam.
2. Tiếp tục đánh giá 10 giống triển vọng để giới thiệu mở rộng sản xuất đáp ứng nhu cầu về chất lượng gạo ngày càng cao của người tiêu dùng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO 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, Thành phố Hồ Chí Minh.
2 Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang (1999), "Ứng dụng DNA marker trong đánh giá quỹ gen cây lúa", Báo cáo khoa học, Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc, Hà Nội, 9 – 10/12/1999, tr. 1216 - 1273.
3 Cục Bảo vệ môi trường (2007), Khái niệm đa dạng sinh học,Trang tin điện tử
www.nea.gov.vn/html/DDSH/dulieu1/khainiem/.
4 Bùi Huy Đáp (2002), Cây lúa Việt Nam thế kỷ 20, NXB Nông nghiệp, Hà Nội,Tập I, tr. 173-229.
5 Trịnh Đình Đạt (2006), Công nghệ sinh học tập 4, Nxb Giáo dục.
6 Trần Văn Đạt (2004), Tiến trình phát triển lúa gạo ở Việt Nam từ thời nguyên thủy đến hiện đại, NXB Nông nghiệp, Thành phố Hồ Chí Minh.
7 Trần Văn Đạt (2005), Sản xuất lúa gạo thế giới: Hiện trạng và khuynh hướng phát triển trong thế kỷ 21, NXB Nông nghiệp, Thành phố Hồ Chí Minh. 8 Vũ Thị Thu Hiền (2012), “Đa dạng di truyền dựa trên đặc điểm hình thái của
các mẫu giống lúa có nguồn gốc khác nhau”, Tạp chí Khoa học và phát triển 2012, Tập 10, số 6: 844-852
9 Trần Văn Minh (2004) (Chủ biên), Giáo trình cây lương thực, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
10 Nguyễn Hoàng Nghĩa (1999), Bảo tồn đa dạng sinh học, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
11
quả nghiên cứu khoa học 1999-2000, Viện Di truyền Nông nghiệp, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
12 Trần Danh Sửu, Nguyễn Thị Lan Hoa, Hà Minh Loan, Ngô Kim Hoài, Nguyễn Thị Vân Anh, Vũ Mạnh Hải (2010), Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa nếp địa phương ở các tỉnh đồng bằng Bắc bộ bằng chỉ thị SSR, Báo cáo khoa học, Trung tâm Tài nguyên thực vật
13 Trần Danh Sửu, Lưu Ngọc Trình (2001), "Sử dụng chỉ thị ADN để nghiên cứu quan hệ di truyền tiến hoá của lúa địa phương các vùng Tây Bắc và Tây Nam nước ta", Thông tin công nghệ sinh học ứng dụng, Viện Di truyền nông nghiệp, (số 1/2001), tr. 25-29.
14 Lê Duy Thành (2000), Cơ sở di truyền chọn tạo giống thực vật, Nxb ĐHQG Hà Nội.
15 Lê Duy Thành, Tạ Toàn, Đỗ Lê Thăng và Trần Văn Diễn (1995), Di truyền học, NXB Khoa học kỹ thuật.
16 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.
18 Đào Thế Tuấn (1970), Sinh lý ruộng lúa năng suất cao, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
19 Ngô Thị Hồng Tươi (2014), “Phân tích đa dạng di truyền của các mẫu giống lúa cẩm bằng chỉ thị SSR”, Tạp chí Khoa học và Phát triển 2014, tập 12, số 4: 485-494
20 Lưu Ngọc Trình (1995), Bài giảng lớp cao học, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam.
21 Lưu Ngọc Trình (2005), Bài giảng lớp cao học, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam.
22 Lưu Ngọc Trình (2006), Báo cáo kết quả thực hiện đề tài "Nghiên cứu khai thác nguồn gen địa phương(Lúa, Đậu xanh, Khoai môn - Sọ,Bầu bí) phục vụ cải tiến giống và đa dạng hoá cây trồng", Hà Nội.
Tài liệu tiếng Anh
23 Alba Alvarez, Jorge Luis Fuentes, Violeta Puldón, Pedro Julio Gómez, Leonor Mora, Miriam C. Duque, Gerardo Gallego and Joe M. Tohme (2007) “ Genetic diversity analysis of Cuban traditional rice (Oryza sativa L.)
varieties based on microsatellite markers” Genetics and Molecular Biology
30 (4) pp: 1109-1117.
24 Appa Rao S., C. Bounphanousay, J.M. Schiller and M.T. Jackson (2002) “Collection, classification, and conservation of cultivated and wild rices of the Lao PDR”, Genetic Resources and Crop Evolution 49: 75–81.
25 Bostein D., White, R.L., Skolnick, M. and Davis, R.W. (1980),
"Construction of a genetic linkage map in man using restriction fragment Lenght Polymorphisms", Am.J.Hum. Genet (32), pp. 314-331
26 Brown SM, Hopkins MS, Mitchell SE, Senior ML, Wang TY, Duncan RR, Gonalez-Candelas F, Kresovich S (1996). “Multiple methods for the
identfication of polymorphic simple sequence repeats (SSRs) in
sorghum”[Sorghum bicolor (L.) Moench]. Theor Appl Genet 93 : 190-198 27 Brown S,M,, Kresovick S (1996), Molecular Characterzation for plant
genetic resoures counses conservation, In: genome mapping in plants, pp:85-93.
28 Chang T. T. (1976), “The origin, evoluation, cultivation, dissemination and diversification of Asian and African rice”, Euphytica 25, pp. 425 - 441. 29 Chang T.T (1985), “Crop history and genetic conservation rice, A case study
30 Chang T.T, D.A Vaughan (1991), Manual of operations and proceduré of the international genebank, IRRI.
31 Chen D., Dela Vina M., et al (1999), “Molecular mapping of the blast resistance gene, Pi-44(t), in a line derived from a durably resistance rice cultivar,” Theor. Appl. Genet, 97, pp. 345 – 355
32 Chen X. M., Line R. F., Leung H. (1998), "Genome scanning for resistance gene analogs in rice, barley and wheat by high- resolution electrophoresis",
Theor. Appl. Genet., 97, pp. 345-355.
33 Cheng C.Y., R. Motohashi, S. Tsuchimoto, Y. Fukuta, H. Ohtshuko (2003), “Polyphyletic origin of cultivated rice: base on the interspersion pattern of SINEs”, Mol Biol, (20), pp:67-75.
34 Chu Hoang Lan , Chu Hoang Mau, Nguyen Tuan Anh (2011), “The diversity of some local upland rice cultivars in Northern of Vietnam”, International Conference on Life Science and Technology ,IPCBEE (3) IACSIT, Press, Singapore, pp:188-192.
35 Food and Agriculture Organization (1996), The state of the world's plant genetic resources for food and agriculture, FAO, Rome.
36 Giarrocco L.E.; Marassi M.A. and Salerno G.L.(2007), “ Assessment of the genetic diversity in Argentine rice cultivars with SSR Markers”, Crop Science, 47 (2), pp: 853-860.
37 Grant M. R., et al. (1995), “Structure of the Arabidopsis RPM1 gene enabling dual specificity disease resistance”, Science, 269: 843-846.
38 IRRI (1996), Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen lúa, Viện nghiên cứu lúa quốc tế, Manila, Philipines.
39 Ishkawa., S. YAMANAKA, K. KANYAVONG, Y. FUKUTA, Y-I. SATO, L. TANG, AND T. SATO (2002), “Genetic resources of primitive upland rice in Laos”, Economic Botany 56(2) pp. 192-197.
40 J. Nagaraju, M. Kathirvel, R. Ramesh Kumar, E. A. Siddiq, and Seyed E. Hasnain (2002), “Genetic analysis of traditional and evolved Basmati and non-Basmati rice varieties by using fluorescence-based ISSR-PCR and SSR markers”, PNAS 99 (9) pp: 5836–5841.
41 Jalaluddin M, Nakai H, and Yamamoto T ,( 2007), “Genetic diversity and DNA fingerprinting of some modern Indica and Japonica rice”, Breed and Genet. SABRAO 39 (1): 43-52.
42 Jingguo Wang, Tingbo Jiang, Detang Zou, Hongwei Zhao, Qiang Li, Hualong Liu & Changjun Zhou, (2013), “Genetic diversity and genetic relationships ofjaponica rice varieties in Northeast Asia based on SSR markers”, Biotechnology & Biotechnological Equipment, Volume 28, Issue 2, 2014, pages: 230-237
43 Joshi S.P., P.K. Ranjekar (1999), “Molecular markers in plant genome analysis”, Current science online.
44 Khush G (1997), “Origin, dispersal cultivation and variation of rice”, Plant Mol Biol, 35, pp:25-34.
45 Kobata T., Okuno T., Yamamoto T. (1996), Japanese - Journal of Crop science (Japan), (65), pp. 652 - 662.
46 Lu, H., M,A, Redusm J.R. Coburn, J.N. Rutger, S.R. McCouch. And T.H. Tai ( 2005), “Population structure and breeding patterns of 145 U.S. rice cultivars based on SSR marker analysis”, Crop Sci. (45) pp:66-76.
47 Malik Ashiq Rabbani, Zahida Hassan Pervaiz, Muhammad Shahid Masood (2008), “Genetic diversity analysis of traditional and improved cultivars of Pakistani rice (Oryza sativa L.) using RAPD markers”. Electronic Journal of Biotechnology 11(3): 10pp.
48 Marilyn Warburton and Jose Crossa (2000), Data Analysis in the CIMMYT Applied Biotechnology Center For Fingerprinting and Genetic Diversity Studies. CIMMYT.
49 Michael J. Thomson, Endang M. Septiningsih, Fatimah Suwardjo, Tri J. Santoso, Tiur S, Silitonga, Susan R. McCouch (2007), “Genetic diversity analysis of traditional and improved Indonesian rice (Oryza sativa L.) germplasm using microsatellite markers”, Theor Appl Genet (114)pp:559– 568.
50 40. Lee H.H.,Neoh P.P.N., Bong W.S.T., Puvaneswaran J., Wong S.C (2011), “Genotyping of Sarawak Rice Cultivars Using Microsatellite Markers” , Pertanika J. Trop. Agric. Sci. 34 (1) pp: 123 – 136.
51 Luu Ngoc Trinh (1999), "A genetic diversity study of rice germplasm in Vietnam based on RAPD approach", Research study, NIAR, Japan.
52 Natalya V. Alpatyeva (2000), "Genetic diversity of Vietnamese landraces of rice by RFLP markers",Research study in NIAR, Japan.
53 National Research Council (1993), Managing global genetic resources, National Academy Press, Washington, D. C. America
54 Nei, M.(1972), "Genetic distance between populations", Amer. Naturalist, (106), pp. 283-292.
55 Nguyen Duy Bay, Nguyen H.T., Bui Chi Buu and Bui Ba Bong (2001),
Genetic markers in genome research and plant breeding, Viện lúa Đồng Bằng sông Cửu Long, tr. 44-58.
56 Nguyen Van Tao, NT Lang, JL Pham, BC Bui (1999), "Isozyme analysis on some traditional varieties from South Vietnam", OMONRICE (7), pp. 142- 151.
57 Oka H. I. (1958), “Intervarietal variation and classification of cultivated rice”, Ind. J. Genet. Plant breed, (17), pp. 79-89, 1958a.
58 O’Toole J.C., Cruz R.T (1983), “Genotypic variation in epicuticular wax of rice” Crop Sci (23) pp:329-394.
59 Pham Trung Nghia, JPS Malik, MP Paandeey and NK Singh (1999), "Genetic distance analysis of hybrid rice parental lines based on
Delta Rice Research Institute, pp. 49-59.
60 Rohlf F. (1999), NTSYS-pc: numerical taxonomy and multivariate analysis system, 2.1 edn. Department of Ecology and Evolution, State University of NY, Stony Brook (ntsys)
61 S. B. Yu , W. J. Xu , C. H. M. Vijayakumar , J. Ali B. Y. Fu , J. L. Xu , Y. Z. Jiang, R. Marghirang ,J. Domingo, C. Aquino , S. S. Virmani, Z. K. Li, (2003) “Molecular diversity and multilocus organization of the parental lines used in the International Rice Molecular Breeding Program”, Theor Appl Genet (108):131–140.
62 S.C. Wong, P.H. Yiu, S.T.W. Bong, H.H. Lee, P.N.P. Neoh and A. Rajan (2009), “Analysis of Sarawak Bario Rice Diversity Using Microsatellite Markers”, American Journal of Agricultural and Biological Sciences 4 (4): 298-304.
63 Saghai Maroof MA, Soliman KM, Jorgensen RA, Allard RW (1984) “Ribosomal DNA spacer-length polymorphisms in barley: Mendelian inheritance, chromosomal location , and population dynamics”, Proc Natl Acad Sci USA (81)pp: 8014-8018.
64 Thaura Ghneim Herrera, Duina Posso Duque, Iris Pérez Almeida, Gelis Torrealba Núñez, Alejandro J. Pieters, César P. Martinez, Joe M. Tohme (2008), “Assessment of genetic diversity in Venezuelan rice cultivars using simple sequence repeats markers”, Electronic Journal of Biotechnology
11(5):14pp
65 Vaughan D.A (1994), “The wild relative of rice” , A genetic resource