BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
*******
PHÙNG TÔN QUYỀN NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIèNG LÚA KHÁNG RẦY
NÂU VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA CHỈ THỊ PHÂN TỬ
Chuyên nghành: Di truyền và Chọn giống cây trồng
Mã số: 62.62.01.11
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

…………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Vào hồi giờ ngày tháng năm

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:……………………………………

NHỮNG C«ng tr×nh liªn quan ®Õn luËn ¸n ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ

1 Phùng Tôn Quyền, Nguyễn Thị Lang, Lưu Thị Ngọc Huyền, Vũ Đức
Quang (2010), “Đánh giá tính kháng rầy nâu của một số dòng, giống lúa tại
Đồng bằng Sông Hồng và Sông Cửu Long”, Tạp chí khoa học và công nghệ
nông nghiệp Việt Nam, số 1 (14)/2010, tr. 8-13.
2 Đinh Văn Thành, Lại Tiến Dũng, Phan Thị Bích Thu, Lưu Thị Ngọc
Huyền, Phùng Tôn Quyền (2011), “Kết quả nghiên cứu đánh giá tính kháng rầy
nâu Nilaparvata lugens (Homoptera: Delphacidea)”, Báo cáo tổng kết của Cục
trồng trọt, Nhà xuất bản Nông nghiệp, tr. 256-263.
3 Lưu Thị Ngọc Huyền, Phùng Tôn Quyền, Vũ Đức Quang (2013), “Ứng
dụng công nghệ chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa thuần kháng rầy nâu”,

- Từ năm 2007 đến năm 2013
- Viện Di truyền Nông nghiệp, Viện Bảo vệ Thực vật, Trung tâm
CGCN&KN Thanh Trì - Hà Nội.
- Tỉnh Nam Định, Thái Bình, Hà Nam, Hà Nội.
4. Tính mới và những đóng góp của đề tài:
- Đây là một trong những nghiên cứu chọn giống lúa kháng rầy nâu bằng
chỉ thị phân tử ở Việt Nam, là một phần của đề tài thuộc chương trình CNSHNN
của Bộ Nông nghiệp & PTNT.
2

- Trong đề tài này đã qui tụ được 2 gen kháng rầy nâu vào 1 giống lúa, có
sử dụng chỉ thị phân tử SSR liên kết với gen kháng.
5. Ý nghĩa của đề tài:
- Ý nghĩa khoa học: Sử dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo ra 2 dòng lúa
mang 2 gen kháng rầy nâu.
- Ý nghĩa thực tiễn: Dòng lúa KR8 thu được như kết quả của đề tài là dòng
triển vọng có thể đưa ra sản xuất.
6. Cấu trúc của luận án:
Luận án dày 155 trang được bố cục như sau: Mở đầu 3 trang; Ch¬ng 1:
Tổng quan tài liệu 51 trang; Ch¬ng 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 23
trang; Ch¬ng 3: KÕt quả nghiên cứu và thảo luận 57 trang; Ch¬ng 4: Kết luận
và kiến nghị 01 trang; Những công trình đã được công bố 01 trang; Tài liệu tham
khảo 19 trang. Có 37 hình, 37 bảng số liệu, 167 tài liệu tham khảo, trong đã có 46
tài liệu tiếng Việt và 121 tài liệu tiếng Anh, 03 bài báo và 2 phụ lục.
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Rầy nâu và đặc tính kháng rầy nâu ở lúa
1.1.1. Đặc tính sinh học của rầy nâu
Rầy nâu (Brown planthopper) là một loại côn trùng có tên khoa học là
Nilaparvata lugens Stal.

Rathu Heenati Bph17 -
O. australiensis
O. rufipogon Griff
Bph18
bph18(t)
-
-
AS20-1 bph19 -
O. minuta
O. minuta
Bph20, Bph21
Bph20(t) và Bph21(t)
-
-
O. rufipogon Griff bph22(t) và bph23(t) -
O. eichingeri,
Bph25
Bph25(t)
-
-
O. latifolia
O. officinalis
Bph 26
Bph26(t)
-
-
Oryza rufipogon Griff

Oryza sativa L
Bph27

1.3.2. Chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu tại Việt nam
Trong những năm gần đây, giống lúa kháng CR203, CR84-1 đã trở nên
kháng trung bình và đã có lúc bị cháy rầy. Dòng cho gen (chồng 2 gen)
F
1

F
2

F
3

F
n

BC
1
F
1

BC
2
F
1

BC
3


- Giống chuẩn kháng rầy nâu : Ptb33;
- Giống chuẩn nhiễm rầy nâu : TN1
- Giống đối chứng nông sinh học : KD18
Nguồn gốc các dòng/giống lúa và vật liệu nghiên cứu:
Dòng/giống lúa cho gen kháng rầy nâu (donor)
Dòng IS1.2, IS2.3 và RS là các dòng lúa đã được qui tụ hai gen kháng rầy
nâu Bph3 và
BphZ(t)

Trên cơ sở bản đồ gen Bph3 trên NST số 6 và
BphZ(t)
trên NST số 4, tiến
hành lựa chọn các chỉ thị phân tử liên kết gen kháng rầy nâu.
(Lưu Thị Ngọc Huyền và ctv,2003; 2010)
Giống nhận gen (recipient): Giống lúa IR64
Hình 2.1. Bản đồ phân tử chi tiết
gen kháng rầy nâu Bph3

đồng ruộng.
2.2.5. Một số kỹ thuật dùng trong phòng thí nghiệm
- Tách chiết ADN và tinh sạch theo phương pháp CTAB
- Kỹ thuật PCR:
2.2.6. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng
Theo phương pháp của Phạm Chí Thành (1986);
2.3. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu
Chương trình IRRISTART 5.0, Excel 2010
và các phương pháp phân tích
thống kê khác.

7

Chương 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Nghiên cứu đánh giá nguồn vật liệu và tập đoàn dòng/giống lúa kháng
rầy nâu
3.1.1.
Đánh giá phản ứng của một số dòng/giống, năm 2008
Bảng 3.1. Phản ứng của một số dòng giống vật liệu nghiên cứu với quần thể
rầy nâu ở đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long
TT Dòng/ giống Gen kháng
Thử nghiệm
rầy ĐBSH
Thử nghiệm
rầy ĐBSCL
1 CR203 1
NV NN


KC KC
Đối chứng
14
TN1 chuẩn nhiễm
NN
NN
15
Ptb33 chuẩn kháng
KC KC Ghi chó: Kháng cao
(KC);
Nhiễm nhÑ (NV); Nhiễm (N); Nhiễm nÆng (NN).
Tất cả các dòng IS và RS cho gen đều kháng rầy với điểm kháng cao đối với
quần thể rầy nâu ở đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long.
8

3.1.2.
Đánh giá phản ứng của các dòng/giống với quần thể rầy nâu trong nhà
lưới, tại Long An và Hà Nội,
năm 2011.

- Độc tính của rầy nâu tại các tỉnh phía Bắc đang có chiều hướng tăng lên
so với các năm trước.
- Trong tổng số 144 dòng, giống lúa đánh giá có 45 giống có phản ứng
kháng với rầy nâu tại miền Bắc chiếm 29,58% tổng số giống đánh giá. Có 9
giống có phản ứng kháng với rầy nâu tại Mộc hoá- Long an (chiếm 4,2% ).
3.1.3. Kết quả thiết lập các tổ hợp lai trong chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu
Sơ đồ chọn tạo giống lúa KR8 bằng chỉ thị phân tử

F
2

F
2

BC
3
F
5

BC
3
F
6

BC
3
F
7

-
Ở
Ởt
t
h
h

ợ
ợ
c
cm
m
ộ
ộ
t
ts
s
ố
ốc
c
â
â
y
yc
c
s
s
i
i
n
n
h
hh
h
ọ
ọ
c
cư
ư
u
ut
t
ú
ú

á
á
n
n
g
gr
r
ầ
ầ
y
yn
n
â
â
u
u(
(
c
c
h
h

a
ac
c
h
h
ỉ
ỉt
t
h
h
ị
ịp
p
h
h
â
â
n
nl
l
a
a
i
ih
h
ồ
ồ
i
ig
g
i
i
a
a
o
og
g

t
t
r
r
ê
ê
n
nv
v
ớ
ớ
i
iI
I
R
R
6
6
4
4(
(

t
t
)
)

*
*C
C
h
h
ọ
ọ
n
ng
g
i
i
ố
ố
n
n

i
ih
h
ồ
ồ
i
ig
g
i
i
a
a
o
ox
x
e
e
n
n
u
u
a
ac
c
á
á
c
ct
t
h
h
ế
ếh
h
ệ
ệt
t

F
F
5
5

*
*T
T
i
i
ế
ế
p
pt
t
ụ
ụ
c
cc
c
h

3
F
F
7
79

3.2. Kiểm tra gen kháng rầy nâu bằng chỉ thị phân tử
3.2.1. Kết quả tách chiết và tinh sạch ADN tổng số

Hình 3.1. Kiểm tra nồng độ và chất lượng ADN của dòng KR8, trên gel
agarose 0,8%
Kết quả cho thấy ADN có chất lượng tốt, không bị đứt gãy, nồng độ trong
khoảng từ 200 – 300ng/l . Dùng cho các nội dung các thí nghiệm tiếp theo.
3.2.2. Kiểm tra kết quả sản phẩm PCR trên gel agarose 1%

Hình 3.2. Kết quả điện di sản phẩm phản ứng PCR trên gel agarose 1% với
thang chuẩn 1kb ladder.
Sản phẩm PCR chỉ có một băng, các băng gọn rõ nét, cho thấy phản ứng
PCR thực hiện tốt.
3.2.3. Xác định CTPT trợ giúp trong chọn giống lúa kháng rầy
3.2.3.1. Xác định chỉ thị trợ giúp cho đa hình giữa cây bố mẹ đối với gen Bph3

Giống 1: Q5; 2: KD18; 3: Swa; 4: IR64; 5: IS1.2; 6: SL6; 7: E1; 8: TN1
Hình 3.3. Kết quả xác định chỉ thị phân tử cho đa hình giữa cây bố mẹ
(Chỉ thị RM588 liên kết gen Bph3)
10


7. IS1.2; 8. IR64; 9. IR72; 10. Q5
Hình 3.9. Kết quả xác định chỉ thị phân tử cho đa hình giữa cây bố mẹ
(Chỉ thị RM 3735 liên kết gen BphZ(t))

Giống 1. TN1; 2. SW; 3. BB; 4. KDđb; 5. HL01; 6. HL02;
7. IS1.2;8. IR64; 9. IR72; 10. Q5
Hình 3.10. Kết quả xác định chỉ thị phân tử cho đa hình giữa cây bố mẹ
(Chỉ thị RM5714 liên kết gen BphZ(t))

Giống 1. TN1; 2. SW; 3. BB; 4. KDđb; 5. HL01; 6. HL02;
7. IS1.2; 8. IR64; 9. IR72; 10. Q5
Hình 3.11. Kết quả xác định chỉ thị phân tử cho đa hình giữa cây bố mẹ
(Chỉ thị RM5757 liên kết gen BphZ(t))
12

3.2.4. Phân tích xác định sự có mặt của gen kháng rầy nâu trong các con lai:
3.2.4.1. Phân tích xác định sự có mặt của gen kháng rầy nâu Bph3 trong các dòng
BC
* Phân tích sự có mặt của gen Bph3 con lai BC
1
F
1Hình 3.12. Ảnh kết quả sử dụng chỉ thị phân tử SSR (RM588) liên kết gen Bph3
xác định con lai BC
1
F
1
mang gen kháng

Hình 3.15. Kết quả xác định cá thể BC
3
F
3
mang chỉ thị RM588 liên kết gen Bph3
của tổ hợp IR64/IS1.2
3.2.4.2. Phân tích xác định sự có mặt của gen kháng rầy nâu BphZ trong các dòng BC
* Phân tích xác định sự có mặt của chỉ thị liên kết gen BphZ(t) trong các con
lai BC
1
F
1Hình 3.16. Kết quả sử dụng chỉ thị phân tử SSR (RM5757) liên kết với gen
BphZ(t) xác định con lai BC
1
F
1
mang gen kháng
Giếng số 1: IS1.2 mang gen kháng rầy nâu BphZ(t)
Giếng số 2: Giống nhận gen IR64
Các giếng 3, 6, 7, 9, 13, 16, 17, 19, 21, 22, 24, 26: Là các cá thể mang gen kháng, xuất
hiện băng của cả IS1.2 và IR64
Các giếng 4, 5, 8, 10, 11, 12, 14, 15, 18, 20, 23, 25: Là các cá thể không mang gen
kháng, chỉ mang băng của IR64
* Phân tích xác định sự có mặt của chỉ thị liên kết gen BphZ(t) trong các con
lai BC
14


3.3. Khảo sát một số dòng triển vọng ngoài đồng ruộng
3.3.1. Các dòng triển vọng
Vụ mùa năm 2010 đã chọn lọc được 27 dòng lúa kháng rầy nâu triển vọng
cho đồng bằng sông Hồng, được thể hiện trên bảng 3.2
Bảng 3.2. Các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng triển vọng
vụ mùa 2010 (mật độ 50 khóm/m
2
) TT

Dòng/giống
Số
bông/
khóm
Số
hạt/bông
Tỉ lệ hạt
chắc
(%)
P1000

hạt (g)

NSTT
(tÊn
/ha)
16



30 IS1.2 6,6 121 73,2 19,5 5,61
31 IS2.3 6,8 120 72,2 18,5 5,60
CV% 5,5 2,1 1,5 0,9 8.90
LSD0,05 0,53 5.42 2.06 0.04 0.03
Nh vy trong iu kin thc t sn xut ti cỏc tnh thuc khu vc vựng sinh
thỏi phớa Bc nc ta đã lựa chọn đợc 3 dòng u tú là : DTR64, KR8-1(KR8) và
KR8-2.
3.3.2. Khảo sát đặc tính nông sinh học của 3 dòng u tú
3.3.2.1. Khảo sát đặc tính nông sinh học của 3 dòng u tú trong nhà lới
Bng 3.3. Kt qu ỏnh giỏ tớnh khỏng/nhim ry nõu nm 2011

TT

Dũng/
ging

im khỏng ti cỏc ngun ry
H
Ni
Nam
nh
Ngh
An
ng
Thỏp
Cn
Th
1 KR8-1 3 1 3 3 3
1 KR8-2 3 3 3 3 3


Kim tra 2 nm 2011 v 2012: 3 dũng KR8, KR8-2 v DTR64 cú mc
khỏng cao t khỏng im 1 n 3. Trong khi ú IR64 b nhim va n nhim
nng t im 7 n im 9.
18

3.3.2.2. §¸nh gi¸ mét sè ®Æc tÝnh n«ng sinh häc
- Kết quả khảo nghiệm vụ xuân năm 2011, 2012 tại Hà Nội và Hà Nam
Bảng 3.5. Độ thuần đồng ruộng và các chỉ tiêu cấu thành năng suất của các dòng/giống, vụ xuân năm 2011, 2012
tại Hà Nội (mật độ 50 khóm/m2)
T
T
Dòng/
giống

Độ thuần
đồng ruộng
Số bông hữu
hiệu/khóm
Số hạt/ bông
Tỉ lệ hạt chắc
(%)
P1000
hạt(g)

LSD0,05 - - 0,54 0,75 3.57 1.26 0.42 0.38 0.44

0.53 0.40 0.36 0.88 0.39
19

Bảng 3.6. Độ thuần đồng ruộng và các chỉ tiêu cấu thành năng suất của các dòng/giống, vụ xuân năm 2011, 2012
tại Hà Nam (mật độ 50 khóm/m2) Vô xuân năm 2011; 2012 t¹i khu vùc Hµ Néi vµ Hµ Nam, năng suất của dòng KR8 ®Òu cao hơn KD18 từ 0,12
®Õn 0,54 tÊn/ha; dòng KR8-2 cao hơn KD18 từ 0,02 ®Õn 0,37 tÊn /ha. DTR64 thì có năng suất kém hơn so với KD18 từ
0,12 ®Õn 0,9 tÊn/ha. Như vậy ở vụ xuân chỉ chọn được dòng KR8 có khả năng kháng rầy, năng suất cao hơn giống
KD18. đang trồng phổ biến.

TT

Dòng/
giống

Độ thuần
đồng ruộng
Số bông hữu
hiệu/khóm
Số hạt/ bông

Tỉ lệ hạt
chắc (%)
P1000 hạt(g)
NSLT
(tÊn/ha)


TT

Dòng/
giống

Độ thuần
đồng ruộng
Số bông hữu
hiệu/khóm
Số hạt/
bông
Tỉ lệ hạt chắc
(%)
P1000 hạt(g)
NSLT
(tÊn/ha)
NSTT
(tÊn/ha)
2011 2012 2011

2012 2011

2012 2011 2012 2011 2012 2011 2012 2011 2012
1
KR8 1 1 4,8 4,9 168 158 82,8 82,8 23,2 23,2 7,76 7,45 6,20 5,94
2 KR8-2 1 1 5,0 5,0 160 156 81,9 81,9 22,9 22,9 7,51 7,33 6,14 5,82
3
DT64R 5 5 5,0 4,5 139 146 85,9 85,9 22,8 22,8 6,84 6,46 5,29 5,38
4 KD18(đ/c)

chắc (%)
P1000 hạt(g)

NSLT
(tÊn/ha)
NSTT
(tÊn/ha)
2011 2012

2011 2012

2011 2012 2011

2012 2011 2012 2011 2012 2011 2012
1
KR8
1 1 5,2 4,9 168 152 82,8 82,8 23,2 23,2 8,40 7,16 6,30 6,08
2
KR8-2
1 1 5,0 5,0 160 150 81,9 81,9 22,9 22,9 7,51 7,04 6,20 5,96
3
DT64R
5 5 5,3 4,7 139 146 84,9 83,9 22,8 22,8 7,16 6,59 5,49 5,55
4 KD18(đ/c)
1 1 5,2 5,0 178 158 86,7 86,7 19,6 19,6 7,86 6,71 5,89 5,68

CV%
- - 5.2 5.1 0.2 0.4 0.5 0.3 1 1.3 4.9 4.5 0.8 0.3

LSD0,05

Tỷ lệ hạt
lép%
KL1000
hạt
KD18 1 5,2 178 13,3 19,6
KR8 1 4,5 152 10,7 29,1
CV% - 4.4 2.3 0,5 0.3
LSD
0,05
- 0.73 13.1 0,5 0.24
(Nguån: Trung t©m kh¶o kiÓm nghiÖm gièng, s¶n phÈm c©y trång vµ ph©n bãn Quèc gia)
Dòng KR8 có độ thuần đồng ruộng cao. Số hạt trên bông thấp hơn KD18
nhưng tỉ lệ hạt lép thấp và khối lượng nghìn hạt cao hơn KD18.
Dòng/
giống
Sức
sống
mạ
(điểm)

Độ dài
giai
đoạn
trỗ
(điểm)
Độ
thoát cổ