Chất lượng của lúa phụ thuộc nhiều yếu tố như hàm lượng amylose, dạng nội nhũ, hàm lượng protein và hương thơm. Các giống lúa thơm thường ựược trồng phổ biến ở châu Á. Ở Việt Nam, có rất nhiều các giống lúa thơm thuộc loại lúa ựịa phương như Nàng Thơm Chợ đào ở miền Nam, Tám thơm ở miền
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 26 Bắc, lúa Dự, lúa Di, miền Trung có lúa Gié (hoặc De) như Gié An Cựu và các giống lúa nương.
Trong các giống lúa chất lượng ở Châu Á, tắnh trạng hương thơm ựược ựánh giá là một trong những tắnh trạng quan trọng về chất lượng. Một số nghiên cứu sử dụng hệ nhị phân ựơn giản của các giống thơm/không thơm ựể phân loại kiểu hình mùi thơm (Jin và cs., 2003). Phương pháp khác ựã ựo mức ựộ khác nhau của hương thơm bằng cách sử dụng thang ựánh giá bằng cảm quan và thường sử dụng thang từ 1-10 (Berner và cs., 1986). Trong khi ựó, các tác giả khác lại sử dụng kết hợp thang ựánh giá bằng cảm quan và phương pháp sắc kắ khắ ựể ựo hàm lượng của 2AP có trong lúa gạo (Lorieux và cs., 1996). Không loại trừ khả năng ựa locus di truyền ảnh hưởng ựến ựộ thơm, Berner và Hoff (1986) ựã xác ựịnh rằng mùi thơm trong giống lúa thơm Della là do một gen lặn quy ựịnh. Ahn và cs (1992) sử dụng 126 chỉ thị phân tử ựể lập bản ựồ vị trắ của gen thơm fgr trong giống lúa thơm Lemont (thu nhận ựược từ giống lúa thơm Della), kết quả ựã xác ựịnh ựược gen ở vị trắ 4,5cM trên NST số 8 bằng chỉ thị RFLP (RG28). Sự liên kết của RG28 với hương thơm ựã ựược kiểm chứng bằng cách sử dụng quần thể F3 cách ly (Ahn và cs.,1992). Sử dụng phân tắch sắc kắ khắ về 2AP và thang ựánh giá cảm quan, cùng với phân tắch sự liên kết của 16 chỉ thị ựa dạng phân chia không lớn hơn 25cM dọc theo nhiễm sắc thể số 8 trong quần thể của 135 dòng lúa ựơn bội kép, Lorieux và cs (1996) ựã ựịnh vị ựược bản ựồ của gen fgr khi nhóm nghiên cứu xác ựịnh gen fgr ựược chặn bởi chỉ thị phân tử RG28 và RG1, ở khoảng cách lần lượt là 6,4ổ2,6 và 5,3 ổ2.7 cM.
Cấu trúc của hạt gạo liên quan ựến hàm lượng amyloza và amylopectin trong nội nhũ hạt gạo, ảnh hưởng ựến nhiệt ựộ gelatin hóa (GT) của hạt gạo từ ựó dẫn ựến ảnh hưởng ựến chất lượng của gạo. Mối liên quan giữa nhiệt ựộ gelatin hóa của tinh bột gạo và các enzym sinh tổng hợp tinh bột ựã ựược thiết lập khi phát hiện ựược gen chủ ựạo ựiều khiển nhiệt ựộ gelatin hóa thông qua cấu trúc của amylopectin (Umemoto và cs., 2002). Phân tắch các dòng cận ựẳng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 27 gen (NIL- near - isogenic lines), vùng cận gen mã hóa SSIIa của giống có GT cao (Kasalash) ựược lai nhập gen với giống Nipponbare có GT và phân tắch Western về sự có mặt của SSIIa trong cả hai giống lúa ựã hỗ trợ cho giả thuyết SSIIa là enzym ảnh hưởng ựến sự biến ựổi tự nhiên của GT thấp (Umemoto và cs., 2002). Phân tắch trình tự DNA của gen mã hóa SSIIa cho thấy một số ựa hình ựơn nucleotit (SNP) trong gen này, hai trong số ựó liên quan ựến phân lớp GT (Waters và cs., 2006). Các giống lúa thuộc lớp có GT cao có G/GC kiểu ựơn trong khi các giống lúa thuộc lớp GT thấp chỉ có A/GC hoặc G/TT ở các vị trắ chủ chốt của SNP.
Tắnh trạng dẻo của gạo ựược quyết ựịnh bởi hàm lượng amyloza có trong nội nhũ hạt, amyloza chiếm khoảng 16-30% trong tinh bột gạo và nó là yếu tố quyết ựịnh của tắnh dẻo, dắnh và trắng bóng của hạt gạo. Gạo có hàm lượng amyloza cao thường cứng và khô cơm, khi nấu hạt gạo rời nhau. Gạo có hàm lượng amyloza thấp thường dẻo, dắnh và bóng cơm. Sự tổng hợp của amyloza là do sự thủy phân của enzym granule-bound starch synthaza (GBSS), enzym này ựược mã hóa bởi gen Wx. Các giống lúa phi sáp (không dẻo) có chứa 2 alen ở locus waxy ựược gọi là Wxa và Wxb. Alen Wxachủ yếu có mặt trong các giống lúa Indica trong khi ựó alen Wxb là trội trong giống lúa Japonica. Qua nghiên cứu của mình, Wang và cộng sự ựã chỉ ra rằng sự khác biệt về cơ sở phân tử của thành phần amyloza trong nội nhũ của hạt là do sự ựiều khiển sau phiên mã của alen Wx. Ở những giống lúa có trình tự AGGTATA ở ựầu nối 5Ỗ của ựoạn intron ựầu tiên thuộc gen Wx cho thấy sự phiên mã ở mức cao, do ựó dẫn ựến hàm lượng cao của amyloza trong nội nhũ hạt. Trong khi ựó, các giống lúa có trình tự AGTTATA ở ựầu nối 5Ỗ cho mức ựộ phiên mã của gen Wx thấp, dẫn ựến hàm lượng amyloza trong nội nhũ thấp. Ở một nghiên cứu khác, Hirano và cộng sự ựã chỉ ra rằng trình tự AGGTATA ở ựầu nối 5Ỗ trùng với sự có mặt của alen
Wxa, trong khi ựó trình tự AGTTATA trùng với sự có mặt của alen Wxb. Tuy nhiên, chỉ với hai alen này không ựủ ựể giải thắch ựược sự khác nhau về hàm
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 28 lượng amyloza của tất cả các giống lúa (Hirano và cs.,1998).
Tại Việt Nam, những nghiên cứu về giống lúa chất lượng bản ựịa mới dùng lại ở mức nghiên cứu sự ựa dạng di truyền giữa các giống lúa. Có rất ắt các nghiên cứu chuyên sâu về sự di truyền liên quan ựến tắnh trạng hương thơm cũng như các tắnh trạng chất lượng khác. Nguyễn Thị Lang và Bùi Chắ Bửu (2002) ựã xác ựịnh và lập bản ựồ gen thơm của các giống lúa bằng cách sử dụng các chỉ thị phân tử RFLP là RG28 và các chỉ thị SSR với quần thể F2 của cặp lai Khao Dak Mali/OM1490. Qua phân tắch ựã nhận thấy hai chỉ thị RG28 và RM232 có liên kết gần gũi với tắnh trạng mùi thơm của lúa. Các thử nghiệm của chỉ thị SSR ở thế hệ F3 ựể kiểm tra tắnh trạng mùi thơm và kết quả cho thấy có ựộ chắnh xác hơn 84%, tương tự như sử dụng chỉ thị RG28. Kết quả của nghiên cứu này có ắch trong việc lựa chọn các dòng bố mẹ trong chương trình chọn giống lúa thơm. Cũng dựa trên các chỉ thị phân tử này các tác giả ựã thiết kế cặp mồi STS của RD28FL-RL ựể chọn lọc các giống lúa thơm từ các dòng lai của C53/Jasmin85 và C51/Jasmine. Nghiên cứu cho thấy, cặp mồi STS cho kết quả ựa hình giữa các giống lúa và ựược sử dụng chọn tạo các giống lúa chất lượng ở thế hệ F2, trong chương trình chọn tạo giống (Nguyen Thi Lang và cs., 2002)
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 29
Phần III. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU