Quan hệ di truyền giữa các giống lúa nghiên cứu đƣợc phân tích bằng phần mềm NTSYS 2.1, từ đó xác định đƣợc hệ số tƣơng đồng di truyền và sơ đồ hình cây về mối quan hệ di truyền giữa các giống lúa (Hình 3.9). Hệ số tƣơng đồng di truyền của các giống lúa dao động từ 0,056 đến 0,77, hai giống có hệ số tƣơng đồng di truyền thấp nhất (0,056) là Jamin 85 (DS28) có nguồn gốc từ Philippin và LC93 – 1 (DS50) là giống của Việt Nam chọn tạo từ giống lúa cạn CT7739-2-M-3-3-2. Hai giống có hệ số tƣơng đồng di truyền cao nhất (0,77) là Q5ĐB (DS42) với KDĐB (DS43), cả hai giống này đều là giống đột biến từ Q5, Khang Dân 18 có nguồn gốc xuất xứ từ Trung Quốc.
Ở mức độ tƣơng đồng di truyền 21% tập đoàn giống nghiên cứu chia làm năm nhóm chính. Nhóm 1 chỉ có duy nhất một giống là LC93-1 (DS50), chứng tỏ giống này có quan hệ di truyền khác xa so với các giống còn lại.
Nhóm 2 bao gồm 13 giống với hệ số tƣơng đồng di truyền dao động từ 0,19 đến 0,61; hai giống có hệ số tƣơng đồng di truyền thấp nhất (0,19) là Nếp hoa vàng 2 (DS16) và Khẩu tan hay (DS21), hai giống có hệ số tƣơng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
đồng di truyền cao nhất (0,61) là Nếp 415 (DS9) và Nếp BM9603 (DS10). Các giống thuộc nhóm 2 đều là các giống lúa đặc sản của Việt Nam.
Nhóm 3 bao gồm 3 giống là Tám thơm ấp bẹ (DS24), Tám xuân đài (DS25), Tám cao cây (DS26) với hệ số tƣơng đồng di truyền dao động từ 0,44 đến 0,61. Cả ba giống tám trên đều là giống lúa chất lƣợng của Việt Nam.
Nhóm 4 gồm 6 giống lúa nếp đặc sản là Nếp bò hóng Hải Dƣơng (DS1), Nếp IRi352 (DS7), Khẩu lao (DS3), Nếp Hải Phòng (DS6), Nếp bò (DS13), Nếp nõn tre (DS15), trong đó giống Nếp bò (DS13) có hệ số tƣơng đồng di truyền thấp nhất (0,23) so với 5 giống còn lại và nằm ở một nhánh riêng rẽ. Hệ số tƣơng đồng di truyền trong nhóm này dao động từ 0,23 đến 0,39, với hệ số tƣơng đồng di truyền nhƣ vậy chứng tỏ các giống lúa đặc sản trong nhóm này có quan hệ di truyền khá xa nhau, có thể sử dụng làm nguồn nguyên liệu tạo chọn giống cây trồng mới.
Nhóm 5 bao gồm 38 giống còn lại, với mức tƣơng đồng di truyền khoảng 23% nhóm 5 chia thành hai nhóm phụ. Nhóm phụ 5.1 gồm 8 giống với hệ số tƣơng đồng di truyền dao động từ 0,24 đến 0,57; hai giống có hệ số tƣơng đồng di truyền thấp nhất (0,24) là Khẩu pe (DS22) và Tám đứng Hải Dƣơng (DS23). Hai giống có hệ số tƣơng đồng di truyền cao nhất (0,57) là Hƣơng thơm số 1 và Hƣơng cốm. Nhóm phụ 5.2 gồm 30 giống còn lại, với hệ số tƣơng đồng di truyền dao động từ 0,27 đến 0,77. Trong đó, giống Basmati 370 (DS34) có nguồn gốc từ Ấn Độ nằm riêng một nhánh, điều đó chứng tỏ giống này có quan hệ di truyền khá xa so với 37 giống còn lại. Đa số các giống trong nhóm đều là giống lúa chất lƣợng và có nguồn gốc khác nhau.
Nhìn chung, sơ đồ quan hệ di truyền của 60 giống lúa chia ra rất nhiều nhánh nhỏ khác nhau, đa số các giống nghiên cứu có mức tƣơng đồng di truyền khá thấp, chỉ có một số giống có quan hệ di truyền gần nhau nhƣng cũng dừng lại ở mức tƣơng đồng di truyền cao nhất khoảng 77 %. Kết quả cũng cho thấy đa số các giống lúa đặc sản có xu hƣớng xếp thành một nhóm, các giống lúa chất lƣợng cũng xếp thành một nhóm riêng rẽ với mức độ tƣơng đồng di truyền khá xa nhau. Điều này cho thấy nguồn vật liệu hết sức phong
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
phú cho việc nghiên cứu và phát triển các giống lúa đặc sản và chất lƣợng mới ở Việt Nam.
Hình 3.9. Sơ đồ quan hệ di truyền của 60 giống lúa dựa trên số liệu phân tích DNA với 33 chỉ thị phân tử SSR 1 2 3 4 5 5.1 5.2
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận
Trong số 40 chỉ thị SSR sử dụng trong nghiên cứu đa dạng di truyền của 60 giống lúa đặc sản và chất lƣợng đƣợc trồng phổ biến ở Việt Nam thì có 33 chỉ thị cho các băng DNA đa hình tại 33 locus, thu đƣợc 180 alen khác nhau, số alen dao động từ 2 đến 10 alen/locus, số alen trung bình đạt 5,45 alen/locus.
Hệ số PIC của 33 cặp mồi nằm trong khoảng 0,06 đến 0,83. Hệ số PIC trung bình là 0,6. Trong số 33 locus đa hình xuất hiện tổng cộng 61 alen hiếm. Chỉ thị RM287 cho số lƣợng alen hiếm cao nhất với 5 alen hiếm.
Trong số các locus đa hình nghiên cứu có 11 locus cho 14 alen đặc trƣng giúp nhận dạng 12 giống lúa nghiên cứu.
Tỉ lệ khuyết số liệu trung bình của 60 giống là 0,91; không có giống nào có tỉ lệ khuyết số liệu lớn hơn 10 %, tỉ lệ dị hợp tử (H) cao nhất (12,12) ở giống lúa lƣỡng quảng 164 (DS47). Năm mƣơi giống còn lại có tỉ lệ dị hợp tử 0 % (đồng hợp ở cả 22 locus nghiên cứu).
Hệ số tƣơng đồng di truyền của 60 giống lúa nghiên cứu dao động từ 0,056 đến 0,77, hai giống có hệ số tƣơng đồng di truyền thấp nhất là Jamin 85 (DS28) và LC93 –1. Hai giống có hệ số tƣơng đồng di truyền cao nhất là Q5ĐB (DS42) và KDĐB (DS43). Các giống lúa đặc sản và chất lƣợng có xu hƣớng xếp thành các nhóm riêng rẽ.
Các số liệu thu đƣợc trong nghiên cứu này cung cấp những thông tin quan trọng cho việc nghiên cứu chọn tạo các giống lúa đặc sản và chất lƣợng bằng phƣơng pháp truyền thống và phƣơng pháp phân tử.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Kiến nghị
Tiếp tục nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền của 60 giống lúa bằng nhiều chỉ thị SSR hơn nhằm xác định các giống lúa có nguồn gen phong phú để phục vụ cho công tác bảo tồn và khai thác nguồn gen sau này.
Thiết lập bộ chỉ thị tham chiếu giúp nhận dạng nhanh, chính xác các giống lúa nghiên cứu.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Phan Thị Bảy, Nguyễn Công Hƣơng, Lê Thị Muội, Nguyễn Đức Thành (2008) Đặc điểm các microsatellite của gen tổng hợp tinh bột ở một số giống lúa Việt Nam. Tạp chí Công nghệ sinh học 6(3): 311 - 320.
2. Phan Thị Bảy, Quách Thị Liên, Đào Thị Hạnh, Phạm Việt Hùng, Lê Thị Muội,
Nguyễn Đức Thành (2003)Sử dụng chỉ thị phân tử STS trong đánh giá tính kháng
bệnh đạo ôn và chất lƣợng gạo của một số dòng lúa lai và một số dòng từ nuôi cấy bao phấn cây F1, Hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc: 740 - 744.
3. Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang (2003) Xác định gen fgh điều khiển tính trạng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
mùi thơm bằng phƣơng pháp Fine Mapping với microsatellites. Hội nghị sinh học toàn quốc: 740 - 744.
4. Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang (1999) Ứng dụng ADN marker trong đánh giá quỹ gen cây lúa. Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc: 1216 - 1225.
5. Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang (2004) Nghiên cứu di truyền gen kháng mặn trên quần thể trồng dồn của cây lúa. Tạp chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn 6: 824 - 826.
6. Nguyễn Minh Công, Đỗ Hữu Ất, Bùi Huy Thủy (1999) Nghiên cứu chọn tạo giống lúa tám thơm đột biến. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn 1(1): 43 - 46.
7. Nguyễn Minh Công, Lã Tuấn Nghĩa (2006) Nghiên cứu sự khác nhau giữa các giống lúa tài nguyên đột biến và tép hành đột biến với giống gốc của chúng ở mức phân tử. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn 1(1): 43 - 46.
8. Lê Việt Dũng, Yoshio Sano (1999) Đa dạng di truyền của gen Waxy trên cây lúa
(Oryza sativar L.), Báo cáo khoa học - Hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc: 1274-1279.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
10. Lê Xuân Đắc (2008) Nghiên cứu ứng dụng biện pháp công nghệ sinh học nhằm khắc phục nhƣợc điểm sinh lý cao cây và cảm quang của giống lúa tám. Luận án tiến sĩ, Viện công nghệ sinh học.
11 n, n Văn Hoan (1999) c.
12. Vũ Thị Bích Huyền, Lê Thị Bích Thủy, Nguyễn Anh Dũng, Hoàng Bá Tiến,
Nguyễn Đức Thành (2013) Đánh giá đa dạng di truyền một số giống lúa bằng kỹ thuật SSR phục vụ cho chọn cặp lai tạo giống chịu hạn. Tạp chí sinh học 35(1): 80 - 91.
13. m (1998) . p Hà Nội.
14. Đinh Văn Lữ (1998) Giáo trình cây lúa. Nxb Nông nghiệp Hà Nội.
15. Trƣơng Trọng Ngôn, Nguyễn Tri Yến Chi (2013) Đánh giá đa dạng di truyền
của 16 giống ớt (Capsicum annuum spp.) nhập nội dựa vào hình thái và chỉ thị phân
tử SSR. Hội nghị khoa học Công nghệ sinh học toàn quốc 2: 157 -162.
16. Nguyễn Đức Toản, Hoàng Quang Minh (2006) Hiệu quả của tác động phống xạ gama trong công tác chọn tạo giống lúa cao sản và chất lƣợng. Báo cáo hội nghị khoa học và công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ VI, NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội: 300 - 305.
17. Lê Xuân Thám , Hồ Quang Cua, Nguyễn Thị Thu Huyền, Nguyễn Ngọc Ngân, Nguyễn Thị Ngọc Tú, Lê Trần Bình, Lê Xuân Đắc (2003) Các dòng đột biến phóng
xạ thuần giống lúa Tám Thơm (Oryza Sativa L. SUBSP. Japonica). Hội nghị
CNSH toàn quốc: 962 - 966.
18. 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 phân tử ở lúa. Hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc: 1205 - 1215.
19. Lê Thị Bích Thủy, Nguyễn Thị Kim Liên, Nguyễn Đức Thành (2005) Nghiên cứu đa dạng di truyền một số giống lúa nhằm chọn cặp lai cho việc định vị locut của một số tính trạng chất lƣợng. Hội nghị khoa học toàn quốc về công nghệ sinh học: 132 - 135.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
20. Đỗ Khắc Thịnh, Phạm Đức Tuấn, Trƣơng Thị Hoài Nam, Nguyễn Thị Cúc, Nguyễn Đức Nhƣ, Nguyễn Hƣơng (2003) Kết quả chọn lọc và phát triển dòng thuần giống lúa nàng thơm chợ Đào. Tạp chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn 8: 1002 - 1003.
21. Khuất Hữu Trung, Nguyễn Thị Phƣơng Đoài (2010) Nghiên cứu đa dạng di truyền và nhận dạng một số giống trong tập đoàn lúa Tám đặc sản của Việt Nam bằng chỉ thị phân tử SSR (microsatellite). Tạp chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn 149: 3 - 8.
22. Trần Danh Sửu, Lƣu Ngọc Trình (2001) Sử dụng chỉ thị ADN để nghiên cứu quan hệ di truyền, tiến hóa của lúa địa phƣơng các vùng tây Bắc và Tây nam nƣớc ta. Thông tin CNSH và ứng dụng 1: 25 - 29.
23. Trần Danh Sửu, Lƣu Ngọc Trình, Bùi Bá Bổng (2006) Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa Tám bằng chỉ thị microsallite. Tạp chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn 2 (6): 15 - 18.
24. Trần Danh Sửu (2008) Đánh giá đa dạng di truyền tài nguyên lúa Tám đặc sản
miền Bắc Việt Nam. Luận án Tiến sỹ, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
25. Nghiêm Nhƣ Vân, Lê Trần Bình, Lê Thị Muội (2003) Dòng lúa thơm chất lƣợng VH1 tạo chọn đƣợc bằng chọn giống đơn bội - nuôi cấy bao phấn. Hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc: 837 - 839.
Tiếng Anh
26. Ahn SN, Bollich CN, Tanksley SD (1992) RFLP tagging of a gene for aroma in rice. Theor 87: 27 - 32.
27. Ayres SW, Bollich CN, Tanksley SD (1992) RFLP tagging of a gence for aroma in rice. Theor Appl Genet 87: 27 - 32.
28. Ashfaq M, Khan AS (2012) Genetic diversity in basmati rice (Oryza sativa L.)
germplasm as revealed by microsatellite (SSR) markers. Genetika 48(1): 62 -7. 29. Bao S, Corke H, Sun M (2002) Microsatellites in starch-synthesizing genes in
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Appl Genet 105(7): 898 - 905.
30. Bao S, Corke H, Sun M (2006) Microsatellites singe nucleotide polymorphisms and sequence tagged in starch – synthesizing genes in relation to starch
physicochemical properties in nonwaxy rice (Oryza sativa L.). Theor Appl Genet
113: 1185 - 1196.
31. Bounphanousay C, Jaisil P, McNally KL, Sanitchon J, SackvillemHamilton NR (2008) Variation of microsatellite markers in a collection of Lao’s black glutinous
rice (Oryza sativa L.). Asian J Plant Sci. 7(2): 140 - 148.
32. Berman CJ, Delgado JT, McClung AM, Fjellstrom RG (2001) An improved method for using a microsatellite in the rice waxy gene to determine amylose class. Cereal Chem 78: 257 - 260.
33. Berner DK, Hoff BJ (1986) Inheritance of scent in American long grain rice. Crop Science 26: 876 - 878.
34. Borba TCO, Brondani R P, Rangel PH, Brondani C (2009) Microsatellite marker-mediated analysis of the EMBRAPA rice core collection genetic diversity. Genetica 137(3): 293 - 304.
35. Brown SM, and Kresovich S (1996) Molecular characterization for plant genetic resources conservation. In Genome mapping in plant: 85 - 93.
36. He P, Li SG, Quian Q, Ma YQ, Li JZ, Wang WM, Chen Y, Zhu LH ( 1999) Genetic anamysis of rice grain quality. Theor Appl Gennet 98: 502 – 508
37. Ghneim T, Posso D, Perez I, Torrealba G, Pieters AJ, Martinez CP, Tohme JM (2008) Assessment of genetic diversity in Venezuelan rice cultivars using simple sequence repeats markers. Electron J Biotechn. 11(5): 1 - 14.
38. Gupta PK, Balyan HS, Sharma PC, Ramesh B (1996) Microsatellites in plants: A new class of molecular markers. Curr sci 70(1): 45 - 53.
39. Graland SH, Lewin L, Abedinia M, Henry R & Blakeney A (1999) The use of microsatellite polymorphism for the identification of Australian breeding lines of
rice (Oryza sativa L.). Euphytica 108: 53 - 63.
40. Hossain MM, Islam MM, Hossain H, Ali MS, Teixeira da Silva JA, Komamine A, Prodhan SH (2012) Genetic diversity analysis of aromatic landraces of rice
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
(Oryza sativa L.) by microsatellite markers. Genes, Genomes and Genomics 6(1): 42 - 47.
41. Hwang YS, Karrer EE, Thomas BR, Chen L, Rodriguez RL (1998) Three cis - elements required for rice α-amylase Amy3D expression during sugar starvation. Plant Mol Biol 36: 331 - 341.
42. Kibria K, Nur F, Begum SN, Islam MM, Paul SK, Rahman KS, 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. 43. Jain S, Jain R K, McCouch SR (2004) Genetic analysis of Indian aromatic and
quality rice (Oryza sativa L.) germplasm using panels of fluorescently-labeled
microsatellite markers. Theor Appl Genet 109(5): 965 - 977.
44. Jin L, Lu Y, Xiao P, Sun M, Corke H, Bao J (2010) Genetic diversity and population structure of a diverse set of rice germplasm for association mapping. Theor Appl Genet 121(3): 475 - 487. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
45. Juliano, B.O (1979) The chemical basis of rice grain quality. Proceedings of the workshop on Chemical aspects of rice grain quality, IRRI: 69 - 90.
46. Lanceras JC, Huang ZL, Naivikul O, Vanavichit A, Ruanjaichon V, Tragoonrung S (2000) Mapping of genes for cooking and eating qualities in Thai jasmine rice (KDML 105). DNA Res 7(2): 93 - 101.
47. Lang NT and Bui BC (2002) Identification and fine mapping of SSR marker linked to fgr gene of rice. OMonRice 10: 16 - 22.
48. Lapita CV, Darshan S, Toshinori A, Redona DE (2007) Assessment of genetic diversity of Philippine rice cultivars carrying good quanlity traits using SSR markers. Breed Sci 57: 263 - 270.
49. Li Z (1999) DNA marker and QTL mapping in rice. In Genetic improvement of rice for water - limited environments IRRI: 157 - 172.
50. Ma H, Yin Y, Guo ZF, Cheng LJ, Zhang L, Zhong M, Shao GJ (2011) Establishment of DNA fingerprinting of Liaojing series of japonica rice. MEJSR 8(2): 384 - 392.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
51. McCouch SR, Chen X, Panaud O, Temnykh S, Xu Y, Cho YG, Huang N, Ishii T, Blair M (1997) Microsatellite maker development, mapping and applications in rice genetics and breeding. Plant Mol Biol 35: 89 - 99.
52. Peng ST, Zhuang JY, Yan QC, Zheng KL (2003) SSR markers selection and purity detection of major hybrid rice combinations and their parents in China. Chin J Rice Sci 17(1): 1 - 5.
53. Powel W, Morgante M, Andre C, Hanafey M, Vogel J, Tingey S, Rafalski A (1996) Comparison of RFLP, RAPD, AFLP and SSR markers for germplasm analysis. Mol Breed 2(3): 225 - 238.
54. Tabkhkar N, Rabiei B and Sabouri A (2012) Genetic diversity of rice cultivars by microsatellite markers tightly linked to cooking and eating quality. AJCS 6(6): 980 - 985.
55. Tan YF, Li SB, Yu SB, Xing YZ, Xu CG, Zhang Q (1999) The three important trait for cooking and cating quanlity of rice grains are controlled by a single locus in