TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Tập 75A, Số 6, (2012), 83-90

83
XÁC ĐỊNH SỰ HIỆN DIỆN CỦA GEN KHÁNG RẦY NÂU (NILARPAVATA
LUGENS STAL) Ở MỘT SỐ GIỐNG LÚA (ORYZA SATIVA L.)
Phạm Thị Thanh Mai
2
, Nguyễn Thị Như Ý
1
, Hoàng Thi Kim Hồng
1

1
Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế
2
Bộ môn Công nghệ sinh học, Trường Cao đẳng Lương thực thực phẩm Đà Nẵng

Tóm tắt. Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng chỉ thị phân tử STS BpE18-3 liên kết
với gen bph1, chỉ thị KAM4 liên kết với gen bph2 và chỉ thị RG457 liên kết với gen bph10
để xác định sự hiện diện của 3 gen bph1, bph2 và bph10 trong các giống lúa IRRI 352, BG
367-2,

Sài Đường Kiến An, Lốc Nước. Đây là những giống lúa có khả năng kháng rầy nâu,
đã được Trung tâm Tài nguyên Thực vật, viện Khoa học Nông Nghiệp, Hà Nội, đánh giá và
xếp loại về khả năng kháng rầy. Các giống lúa này được đưa về trồng ở Thừa Thiên Huế
vào vụ Hè Thu năm 2010, thông qua việc theo dõi khả năng sinh trưởng, phát triển và đánh
giá một số chỉ tiêu liên quan đến năng suất và phẩm chất, chúng tôi tiến hành thăm dò sự
hiện diện của các gen kháng rầy. Kết quả nghiên cứu cho thấy, các giống IRRI 352, BG

mang gen kháng sâu bệnh đã được nhận diện bằng phương pháp chỉ thị phân tử (Huang
và cộng sự, 1997), (Zheng và cộng sự, 1995)
Ishii và đồng tác giả (1994) đã thiết lập bản đồ RFLP và xác định gen bph10
kháng biotype 2 và 3, định vị trên nhiễm sắc thể 12 liên kết với RG457. Cặp primer
được thiết kế từ RG457 (chỉ thị STS) đã phát hiện được gen kháng rầy nâu bph10 với
khoảng cách di truyền 1,7cM trên quần thể lúa hoang Oryza australiensis và các dòng
con lai (Lang và cộng sự, 1999).
Nhóm nghiên cứu Kim và đồng tác giả (2005) đã sử dụng các dòng lúa kháng
rầy nâu để xác định chỉ thị phân tử đối với gen kháng rầy nâu biotype 1. Dựa trên 520
primer RAPD, các tác giả đã thiết kế được chỉ thị STS BpE 18-3 liên kết với gen kháng
rầy nâu bph1, khoảng cách di truyền là 3.9 cM (Kim và cộng sự, 2005). Dựa trên các
chỉ thị AFLP, Murai và đồng tác giả (2001) đã thiết kế marker STS KAM4 liên kết chặt
với gen bph2. Kết quả nghiên cứu này hứa hẹn khả năng ứng dụng của chỉ thị STS trong
phương thức chọn giống nhờ marker phân tử.
2. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1. Nguyên liệu nghiên cứu
Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng bốn giống lúa được đánh giá khả năng
kháng rầy dựa vào kiểu hình, bao gồm: IRRI 352, BG 367-2,

Sài Đường Kiến An, Lốc
Nước. Đây là những giống lúa lai tạo từ các nguồn khác nhau do Trung tâm Tài nguyên
Thực vật, Viện Khoa học Nông Nghiệp, Hà Nội cung cấp. Điểm kháng rầy ở bảng 1 đã
được đánh giá và phân cấp dựa trên tiêu chuẩn IRRI (IRRI, 1996).
Bảng 1. Các giống lúa dùng làm nguyên liệu nghiên cứu
Kí hiệu Tên giống Nguồn nhập Điểm kháng rầy
L1 IRRI 352 Nghĩa Hưng, Nam Định 1
L3 BG 367-2 IRRI 1
L25 Sài Đường Kiến An IRRI 3
L27 Lốc Nước IRRI 3
2.2. Phương pháp nghiên cứu

nâu bph2 ở các giống lúa nghiên cứu (Murai và cộng sự, 2001).
Sử dụng cặp mồi RG 457FL/RL (F: 5'-GCAGTGGCAGATGGGATCGT-3’, R:
5'-GCTCCGAAATCCCAAGCGAT- 3'), để xác định sự hiện diện của gen kháng rầy
nâu bph10 ở các giống lúa nghiên cứu (Lang và cộng sự, 1999).
PCR được thực hiện trong tổng số 50 µL dung dịch phản ứng gồm 250 ng - 300
ng DNA tổng số, 10 pmol mỗi loại mồi (mồi xuôi, mồi ngược), 2  Master mix
(GoTaq® Green Master Mix 2, Promega). Phản ứng khuếch đại DNA được tiến hành
trong máy luân nhiệt (iCyler, BioRad) theo quy trình sau: 95
o
C-5 phút; 30 chu kỳ:
95
o
C-1 phút, 55
o
C đến 60
o
C-1 phút và 72
o
C-1 phút; 72
o
C-10 phút
Sản phẩm PCR được kiểm tra bằng điện di trên agarose gel 1,5% ở 80V trong
đệm 1TAE. Nhuộm agarose gel 15 phút trong dung dịch Ethidium bromide (EtBr; 0,5
µg/mL) và quan sát hình ảnh điện di dưới ánh sáng tử ngoại bằng hệ thống Gel
Documentation (BioRad).
2.2.3. Phản ứng cắt bằng enzyme HinfI
Thành phần phản ứng cắt bao gồm: 3,2 µl nước cất; 1,5 µl buffer (10X); 0,3 µl
enzyme HinfI (10U/µl); 10 µl sản phẩm PCR.
86 Xác định sự hiện diện của gen kháng rầy nâu…
Hỗn hợp trên được ủ ở 37

500 bp
PHẠM THỊ THANH MAI, NGUYỄN THỊ NHƯ Ý, HOÀNG THI KIM HỒNG 87
Kết quả PCR với cặp mồi BpE18-3 được trình bày ở hình 2, từ kết quả này cho
thấy tất cả các giống lúa nghiên cứu đều có băng DNA khuếch đại với kích thước
khoảng 523 bp. Các băng DNA khá rõ chứng tỏ tính đặc hiệu cao của mồi. Theo báo
cáo của Kim và cộng sự (2005), giống Samgangbyeo là giống lúa kháng rầy có mang
gen kháng rầy nâu biotype 1, sản phẩm PCR với cặp mồi đặc hiệu BpE18-3 cho băng ở
kích thước 523bp. Nagdongbyeo giống nhiễm rầy nâu, không có băng ở vị trí đó. Bước
đầu chúng tôi có thể kết luận ở 4 giống lúa nghiên cứu là IRRI 352, BG 367-2, Sài
Đường Kiến An, Lốc Nước đều có sự hiện diện của gen bph1.
3.3. Xác định sự hiện diện của gen bph2 Hình 3. Kết quả điện di sản phẩm PCR với cặp mồi KAM4
SM: Chuẩn kích thước DNA (1kb DNA Ladder),
L1: IRRI 352, L3: BG 367-2, L25: Sài Đường Kiến An, L27: Lốc Nước
Kết quả PCR với cặp mồi KAM4 trình bày ở hình 3 cho thấy giống Sài Đường
Kiến An không có đoạn DNA được khuếch đại. Ba giống lúa còn lại xuất hiện băng
DNA ở kích thước khoảng 300bp, theo nghiên cứu của Murai và cộng sự (2001) thì chỉ
thị KAM4 liên kết chặt chẽ với gen bph2, băng đa hình được khuếch đại bởi cặp primer
KAM4 sẽ cho kích thước 300bp, một số tác giả khác cũng đã sử dụng chỉ thị này trong
việc xác định các giống lúa mang gen kháng rầy nâu (Sharma và cộng sự, 2004). Do
vậy có thể kết luận ở 3 giống lúa nghiên cứu là IRRI 352, BG 367-2, Lốc Nước đều có
sự hiện diện của gen bph2.
3.4. Xác định sự hiện diện của gen bph10
Cặp mồi RG457L/L được thiết kế từ chỉ thị RFLP RG457, được chúng tôi sử
dụng để khuếch đại đoạn chỉ thị liên kết với gen bph10 trong các giống lúa nghiên cứu.
Sau khi điện di kết quả PCR với cặp mồi RG457FL/RL và kết quả cắt sản phẩm
PCR bằng enzyme HinfI, chúng tôi thu được kết quả như hình 4 và hình 5. Ở hình 4,
bốn giống lúa đều có sản phẩm PCR với kích thước xấp xỉ nhau khoảng gần 750bp. Tuy

Lốc
Nước có sự hiện diện của gen bph2. Giống BG 367-2 có sự hiện diện của gen bph 10.
Các giống lúa trên có thể được sử dụng làm nguồn giống kháng rầy nâu. SM L1

L3

L25 L27

750 bp
SM L1 L3 L25 L27
500 bp
PHẠM THỊ THANH MAI, NGUYỄN THỊ NHƯ Ý, HOÀNG THI KIM HỒNG 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Thị Lang, Nghiên cứu sử dụng công nghệ tế bào và kỹ thuật chỉ thị phân tử
phục vụ chọn tạo giống cây trồng, Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam, 2005.
[2]. Lê Thị Muội, Đinh Thị Phòng, Nghiên cứu sử dụng công nghệ tế bào và kỹ thuật chỉ thị
phân tử phục vụ chọn tạo giống cây trồng, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam,
2004.
[3]. Huang N, Angeles ER, Domigo J, Pyramiding of bacterial blight resistance genes in
rice: Marker assisted selection using RFLP and PCR, Theor Appl Genet, 95(3), (1997),
313-320.

SATIVA L.)
Pham Thi Thanh Mai
2
, Nguyen Thi Nhu Y
1
, Hoang Thi Kim Hong
1

1
Biology Department, College of Sciences, Hue University
2
Biotechnology Department, College of Food Industry, Da Nang City, Vietnam

Abstract. In this study, we used the STS markers BpE18-3 (linked to bph1), KAM4 (linked
to bph2) and RG457 (linked to bph10) to determine the presence of bph1, bph2 and bph3
genes in four rice varieties namely IRRI 352, BG 367-2, Sai Duong Kien An and Loc Nuoc.
These rice varieties were the Brown planthopper (BPH) resistant rice varieties and their
BPH resistant capacity were tested and supplied by the Plant Resources Center, Science
Institute of Agronomy, Hanoi. These rice varieties were cultivated and studied in Thua
Thien Hue in the 2010 summer-auturm season. Results showed that bph1 gene was detected
in all four rice varieties of IRRI 352, BG 367-2, Sai Duong Kien An and Loc Nuoc. The
bph2 gene was detected in three rice varieties of IRRI 352, BG 367-2, and Loc Nuoc but it
was not detected in Sai Duong Kien An. Among the tested varieties, two restriction sites for
HinfI enzyme were only present in the PCR product of BG 367-2, giving rise to three bands
(300, 250 and 200bp), so the bph10 gene was detected in BG 367-2. These four rice
varieties are the important materials for growing and regenerating of the BPH resistant rice
varieties with high yield in Thua Thien Hue.
Keywords: brown planthopper (BPH), BPH resistance gene, BPH resistance rice,
molecular marker.