NGHIÊN CỨU LẬP BẢN ĐỒ GEN CHỊU HẠN Ở LÚA VIỆT NAM
Lã Tuấn Nghĩa, Trần Đức Trung,
Chu Thị Thanh Hà
Summary
Mapping of genes conferring to the drought resistance in Vietnamese rice
Drought resistance is one of the most important agronomic traits of rice. Genetic analysis of
drought resistance in rice is to help in improving the effect of marker assisted breeding. In this
study, we carried out to identifying genes conferring the resistance to drought in Vietnamese using
an F
2
population derived from a cross between the two rice cultivars LC93-1 and Khang dan 18. 12
QTLs associated with the drought resistance were identified on chromosomes: 1, 3, 6, 8, 9 and 10.
These QTLs were named: qDroughtLDS-1-DT, qDroughtLDS-3-DT, qDroughtLDS-8-DT,
qDroughtLDS-9-DT, qDroughtLDS-10-DT relative to the Leaf Drying Score (LDS) and
qDroughtDLR-1-DT, qDroughtDLR-1-DT, qDroughtDLR-3-DT, qDroughtDLR-6-DT, qDroughtDLR-
8-DT, qDroughtDLR-9-DT và qDroughtDLR-10-DT relative to Day To Leaf Rolling (DLR). The
qDroughtLDS-9-DT and qDroughtDLR-9-DT had largest additive effects, the qDroughtLDS-1-DT,
qDroughtLDS-8-DT and qDroughtDLR-8-DT had favorable allele come from LC93-1 cultivar and
others come from Khang dan 18 cultivar.
Keywords: Gene maping; Drought resistance; QTLs.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Chịu hạn là một đặc tính nông học quý
của bất cứ loài cây trồng nào, nhờ có khả
năng chịu hạn tốt mà cây trồng có thể
chống chịu được với điều kiện khô hạn kéo
dài của thời tiết. Đặc tính chịu hạn của lúa
đang được các nhà chọn tạo giống tập trung
khai thác nhằm tạo ra các giống lúa có khả
năng chịu hạn tốt trong các điều kiện khô
hạn. Muốn khai thác tốt được tính chịu hạn
thì cần phải phân tích lập bản đồ gen qui

chịu hạn của các cây F2, bên cạnh đó sử
dụng chỉ thị phân tử SSR để nhận dạng
ADN giữa hai giống lúa bố mẹ để xác định
chỉ thị SSR cho đa hình và sử dụng chỉ thị
cho đa hình giữa hai giống lúa bố mẹ để
nhận dạng ADN ở các cây lúa F2. Dữ liệu
nhận dạng ADN và đánh giá chịu hạn của
các cây F2 được kết hợp để phân tích liên
kết xác định gen/QTL chịu hạn.
Trong quần thể F2 lấy 150 hạt đã
được trồng để kiểm tra tính chịu hạn và
thu mẫu tách để chiết ADN. Các cây lúa
bố, mẹ và F2 được bố trí thí nghiệm để
đánh giá chịu hạn vào vụ đông xuân năm
2006 với 3 lần nhắc lại theo thang điểm
của IRRI từ mức 0 đến 9.

Lá 4 tuần tuổi
của cây lúa bố, mẹ và F2 đã được thu để
tách chiết ADN theo phương pháp sử
dụng CTAB của Murray và Thompson
(1980). Nhận dạng ADN của lúa được tiến
hành theo phương pháp PCR sử dụng mồi
SSR của McCouch và ctv. (2002).
Dữ liệu về kiểu gen và kiểu hình được
sử dụng để xây dựng bản đồ liên kết di
truyền giữa các chỉ thị phân tử sử dụng
chương trình MAPMAKER/EXP ver 3.0.
Chương trình MAPMAKER/QTL ver.1.1
(Lincoln et al., 1993) được sử dụng để xác

ở mức độ cuốn lá từ 6 đến 7 (Hình 2A). Số
cây F2 cuốn lá hoàn toàn sau khi tạo hạn
như sau: 9 cây cuốn lá hoàn toàn sau 8,33
đến 10 ngày; 14 cây sau 10 đến 12 ngày; 7
cây sau 12 đến 14 ngày; 38 cây sau 14 đến
16 ngày; 28 cây sau 16 đến 18 ngày; 19 cây
sau 18 đến 20 ngày và 13 cây sau 20 đến
21,67 ngày (Hình 2B). Như vậy với tần số
của các cây F2 ở cả hai trường hợp độ cuốn
lá (Hình 2A) và thời gian lá cuốn hoàn toàn
(Hình 2B) sau khi tạo khô hạn, cả hai đồ thị
trên đều có dạng phân bố hình chuông. Như
vậy kết quả thí nghiệm cho thấy khả năng
chịu hạn với cả hai chỉ số độ cuốn lá và thời
gian cuốn lá hoàn toàn là các tính trạng
định lượng do đa gen qui định.

Sau 14 ngày gây khô hạn Sau 21 ngày gây khô hạn
Hình 1. Hình ảnh cây lúa F2 sau khi bị gây khô hạn. A: Độ cuốn của lá sau 7 ngày tạo khô hạn B: Thời gian (ngày) lá cuốn hoàn toàn
sau khi tạo khô hạn
Hình 2. Khả năng chịu hạn về chỉ số độ cuốn lá của các cây lúa F2
2. Xây dựng bản đồ liên kết
183 chỉ thị phân tử SSR phân bố trên 12
nhiễm sắc thể của lúa đã được sử dụng để

lượng chỉ thị là 9, với khoảng cách là
67,7cM; số 10 có số lượng chỉ thị là 8, với
khoảng cách là 65,9cM; số 11 có số lượng
chỉ thị là 7, với khoảng cách là 76,5cM và
số 12 có số lượng chỉ thị là 5, với khoảng
cách là 37,9cM. Liên kết và trật tự sắp
xếp của các chỉ thị phân tử SSR được thể
hiện chi tiết trong bản đồ liên kết (Hình 4).
Số cây F2
Số cây F2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Hình 3. hận dạng AD của giống lúa
Dự chiêm và CR203 bằng các cặp mồi SSR
khác nhau. Các cột 1, 3, 5, 7, 9, 11 là
giống Khang dân; các cột 2, 4, 6, 8, 10 và
12 là giống LC93-1.
Hình 4. hận dạng AD của những cây lúa
bố mẹ và F2 với mồi SSR cho đa hình giữa
hai giống lúa bố mẹ. Cột 1 là giống lúa
LC93-1, cột 2 là giống lúa Khang dân, các
cột còn lại từ 1 đến 13 là những cây lúa F2.

3. Phân tích xác định QTL
Kết quả phân tích đã xác định được 12
QTL liên quan đến độ cuốn lá và thời gian
lá cuốn hoàn toàn (Bảng 1 & 2, Hình 4). 5

có 2 QTL nằm trên nhiễm sắc thể số 1, các
QTL còn lại nằm trên nhiễm săc thể số 3, 6,
8, 9 và 10. Chỉ có qDroughtDLR-8-DT có
giá trị AE là dương, như vậy allen tăng
thêm khả năng chịu hạn đến từ giống
LC93-1, các QTL còn lại đều có giá trị âm
và allen đến từ giống lúa Khang dân; như
vậy mặc dù có khả năng chịu hạn kém hơn
giống LC93-1 nhưng trong quần thể F2 có
sự tương tác allen thì các allen đến từ
giống Khang dân đã làm tăng khả năng
chịu hạn. qDroughtDLR-10-DT được phát
hiện trên nhiễm sắc thể số 9 có các chỉ số
gồm: AE, LOD và Var. exp. lớn nhất
tương ứng là: - 0,058; 6,13 và 17,4; đây là
QTL chính liên quan đến thời gian chịu
hạn (DLR).
Bảng 1. Các QTL được phát hiện liên quan đến độ cuốn lá (LDS)
QTL Chỉ thị SSR biên Nhiễm sắc thể AE
a
LOD Var. exp. (%)
b

qDroughtLDS-1-DT RM01201 - RM08148 1 0,008 3,36 10,1
qDroughtLDS-3-DT RM03441 - RM05140 3 - 0,017 3,41 11,9
qDroughtLDS-8-DT RM04955 - RM07013 8 0,030 3,59 11,0
qDroughtLDS-9-DT RM01896 - RM05657 9 - 0,154 4,14 12,9
qDroughtLDS-10-DT RM05352 - RM03123 10 - 0,087 4,35 12,7
a
Hiệu quả di truyền tăng thêm do sự tương tác giữa 2 allen của LC93-1 và Khang dân.

cuốn hoàn toàn: qDroughtLDS-1-DT và
qDroughtDLR-1-DT; qDroughtLDS-3-DT
và qDroughtDLR-3-DT; qDroughtLDS-10-DT
và qDroughtDLR-10-DT có cùng các chỉ
thị biên là: RM01201 - RM08148;
RM03441 - RM05140; RM05352 - RM03123,
như vậy các cặp QTL này có thể cùng vị trí tác
động lên khả năng chịu hạn về thời gian cuốn
lá hoàn toàn và độ cuốn lá. Hai QTL nằm trên
nhiễm sắc thể số 9 là: qDroughtLDS-9-DT (độ
cuốn lá) và qDroughtDLR-9-DT (thời gian
cuốn lá) có các chỉ số LOD và Var. exp. lớn
nhất và là hai QTL chính.
R M 6 8 5 3
R M 2 7 7 0
R M 6 0 7 7
R M 3 7 0 3
R M 5 8 6 2
R M 6 8 4 4
R M 2 6 3 4
R M 4 1 8 0
R M 2 4 2 1
R M 3 4 4 1
R M 5 1 4 0
R M 6 9 2 9
R M 5 8 6 4
R M 2 5 9 3
R M 6 0 5 3
R M 6 6 7 6
R M 6 7 8 1
R M 5 4 1 2
R M 5 9 5 3
R M 5 6 8 8
R M 6 3 1 4
R M 7 3 9 6
R M 2 4 3 9
R M 6 0 5 7
R M 1 1 5 3
R M 5 2 2 1
R M 6 2 2 9
R M 1 2 4 8
R M 5 7 9 6
R M 6 5 1 7

RM 4 8 62
RM 5 9 61
RM 1 88 0
RM 6 28 8
RM 7 11 9
RM 2 5 29
RM 5 19 5
RM 1 1 89
RM 5 7 99
RM 5 5 26
RM 1 8 96
RM 5 6 5 7
RM 4 6 92
RM 6 4 60
RM 5 4 03
RM 2 1 44
C7 C8 C9 C10 C11 C12

: Ký hiệu QTL liên quan đến độ cuốn lá (LDS).

: Ký hiệu QTL liên quan đến thời gian lá cuốn hoàn toàn (DLR). :10cM
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
7
IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHN
1. Kết luận
Qua phân tích khả năng chịu hạn với hai chỉ số độ cuốn lá và thời gian lá cuốn hoàn
toàn, phân tích kiểu gen của các giống lúa LC93-1, Khang dân và thế hệ F2 của chúng đã

Theoretical and Applied Genetics 101, 756-766.
3 Bing Yue, Weiya Xue, Lizhong Xiong, Xinqiao Yu, Lijun Luo, Kehui Cui, Deming Jin,
Yongzhong Xing and Qifa Zhang., 2006. Genetic Basis of Drought Resistance at
Reproductive Stage in Rice: Separation of Drought Tolerance From Drought
Avoidance. Genetics, Vol. 172, 1213-1228.
4 Champoux MC, Wang G, Sarkarung S, Mackill DJ, O'Toole JC, Huang , McCouch
SR., 1995. Locating genes associated with root morphology and drought avoidance in
rice via linkage to molecular markers. Theoretical and Applied Genetics 90, 969-981.
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
8
5 Courtois B, McLaren G, Sinha PK, Prasad K, Yadav R, Shen L., 2000. Mapping
QTLs associated with drought avoidance in upland rice. Molecular Breeding 6, 55-66.
6 Lander ES, Green P, Abrahamson J, Barlow A, Daly MJ, Lincoln SE, ewburg L.,
1987. Mapmaker: an interactive computer package for constructing primary genetic
linkage maps of experimental and natural populations. Genomics 1, 174-181.
7 McCouch S.R; Teytelman L, Xu Y, Lobos K.B, 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 Research 9:199 - 207
8 Murray M.G, Thompson WF, 1980. Rapid isolation of high molecular weight plant
DNA. Nucleic Acids Res 8: 4321-4325.
gười phản biện: Lê Huy Hàm