Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT
o0o
NGUYỄN VĂN TRỮ NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO DÒNG MÍA HÀM
LƢỢNG ĐƢỜNG CAO BẰNG CHỈ THỊ SSR LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC
Hà Nội, 2012

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT
o0o
Bên cạnh đó, tôi cũng đã nhận được sự ủng hộ nhiệt tình và các ý kiến đóng
góp của các anh chị, các bạn đồng nghiệp của phòng Di truyền Tế bào Thực vật.
Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và người thân đã luôn
ở bên cạnh chia sẻ, động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi học tập,
nghiên cứu và hoàn thành luận văn của mình.

Hà nội, ngày 20 tháng 12 năm 2012
Học viên
Nguyễn Văn Trữ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn
toàn trung thực. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và
các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.

Nguyễn Văn Trữ
Ở Việt Nam, mía được coi là cây trồng chủ đạo trong ngành công nghiệp
đường của cả nước. Bên cạnh đó, cây mía cũng góp phần xóa đói giảm nghèo ở
nhiều vùng trung du, miền núi nước ta (Nguyễn Đức Quang và công sự. 2005).
Hiện nay, nước ta có tới trên 60% các giống mía là những giống cũ như: ROC1,
ROC10, F156, F127… hoặc các dạng cây lai ghép nội chi phức tạp (Nguyễn Thị
Bạch Mai và công sự. 2005), mặc dù các giống này có đặc điểm dễ canh tác, thích
nghi rộng với nhiều vùng sinh thái của Việt Nam, nhưng trữ lượng đường rất thấp,
đang đứng trước nguy cơ suy thoái nguồn gen và giống cây trồng. Đối với các
giống mía nhập nội tuy có trữ lượng đường cao nhưng không phù hợp với khí hậu
Việt Nam, dễ bị nhiễm bệnh. Để làm giảm đến mức tối thiểu những hậu quả xấu của
S. Spontaneum và duy trì khả năng cho sucrose cao của S. officinarum. Một loạt
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

phép lai ngược đã được thực hiện giữa con lai triể n vọ ng vớ i loà i S . officinarum.
Điề u nà y bướ c đầ u man g lạ i nhữ ng thà nh công trong việ c cả i thiệ n hà m lượ ng
đườ ng, kháng bệnh và khả năng mọc chồi cao . Tuy nhiên, về sau do gầ n nhau v ề
mặt di truyền nên nhữ ng tiế n bộ trong việ c lai mí a tạ o hầ u như không đượ c cả i thiệ n
(Sreenivasan et al., 1987; Lima et al., 2002; Pan et al., 2004). Thêm và o đó , việ c cá c
giố ng có nguồ n gố c di truyề n gầ n nhau khi bị nhiễ m tá c nhân gây bệ nh mớ i khả
năng bù ng phá t th ành dịch trên diện tích r ộng và nhanh chóng là rất cao , điề u này
gây thiệ t hạ i lớ n (Đỗ Ngọc Diệp và cộng sự. 2005). Do vậ y, yêu cầ u cấ p thiế t lú c
này với ngành mí a đườ ng là nghiên cứ u đa dạ ng di truyề n cá c giố ng mí a , để làm
nguồn vật liệu cho lai tạo. Mặc dù vậy, việc chọ n lọ c cá c cá thể c ó mức độ đa d ạng
di truyền cao dựa trên nguồn gốc địa lý, các tính trạng nông học, theo dõ i ph ả hệ
cho kết quả không chính xác, tiêu tốn nhiều thời gian và sức lực. Đánh giá đa dạng
di truyền dựa trên các đặc điểm hình thái thường không chính xác do ảnh hưởng bởi
môi trường. Vì vậy, việc chọn lựa kỹ thuật để xác định được mối quan hệ di truyền
và chọn lọc được các tính trạng mong muốn, mà không ảnh hưởng bởi bất kỳ yếu tố
môi trường là hết sức cần thiết cho việc nghiên cứ u đa dạ ng di truyề n.
Trong những năm gần đây, nhiều loại chỉ thị ADN đã được sử dụng trong các
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

PHẦN I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Phân loại, đặc điểm hình thái và sinh trƣởng của mía
Mía (Saccharum L.) thuộc chi mía (Saccharum), họ hòa thảo (Poaceae), bộ
lúa (Poal.,es), lớp một lá mầm (Monocotyledoneae). Chúng là những cây có thân to,
mập, chia đốt cao từ 2 - 6 m. Các loại thực vật trong chi này đa số là các loại cỏ
sống lâu năm bao gồm khoảng 6 - 37 loài tùy theo hệ thống phân loại, sống chủ yếu
ở khu vực nhiệt đới và ôn đới trên thế giới. Mía được trồng để thu hoạch với mục
đích sản xuất đường. Trên cây mía, thông thường phần ngọn sẽ nhạt hơn phần gốc
(trong chiết nước mía). Đó là đặc điểm chung của thực vật: chất dinh dưỡng (hàm
lượng đường) được tập trung nhiều ở phần gốc (vừa để nuôi dưỡng cây vừa để dự
trữ). Đồng thời, do sự bốc hơi nước của lá mía, nên phần ngọn cây lúc nào cũng
phải được cung cấp nước đầy đủ cho lá. Tỷ lệ nước ở phần ngọn nhiều hơn phần
gốc làm cho ngọn cây mía nhạt hơn.
Mía là loại cây nhiệt đới nên đòi hỏi điều kiện độ ẩm rất cao. Nhiệt độ bình
quân thích hợp cho sự sinh trưởng của cây mía là 15-26
0
C. Giống mía nhiệt đới
sinh trưởng chậm khi nhiệt độ dưới 21
0
C và ngừng sinh trưởng khi nhiệt độ 13

cao mạnh nhất khi bt đầu vào mùa hè có độ dài ngày tăng lên. Chính vì vậy, nó là
nhân tố quan trọng quyết định năng suất và sản lượng mía.
Mía là cây cần nhiều nước nhưng lại sợ úng nước. Mía có thể phát triển tốt
ở những vùng có lượng mưa từ 1500 mm/năm. Giai đoạn sinh trưởng mía yêu cầu
lượng mưa từ 100-170 mm/tháng. Khi chín cần khô ráo, mía thu hoạch sau một thời
gian khô ráo khoảng 2 tháng sẽ cho tỉ lệ đường cao. Bởi vậy các nước nằm trong
vùng khô hạn nhưng vẫn trồng mía tốt còn những nơi mưa nhiều và phân bố đều
trong năm thì việc trồng mía không hiệu quả. Gió bão làm cây đổ dẫn đến làm giảm
năng suất, giảm phẩm chất của cây. Chính vì vậy gió cũng là dấu hiệu quan trọng
trong công tác dự báo lên kế hoạch và chế biến làm sao tốn ít chi phí mà giá trị sản
xuất cũng như phẩm chất của mía nguyên liệu vẫn cao.
1.2. Diện tích và năng suất trồng mía ở Việt Nam và trên thế giới
Hiện nay có khoảng 200 quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới trồng và
sản xuất mía đường, sản lượng trung bình đạt khoảng 13.246 triệu tấn (gấp 6 lần so
với củ cải đường). Năng suất trung bình của mía trên thế giới năm 2009 khoảng
70,3 tấn trên một hecta. Trong đó, khu vực có năng suất mía tốt nhất là các nông trại
mía ở Peru với năng suất trung bình khoảng 125,5 tấn trên một hecta. Brazil là quốc
gia trồng mía lớn nhất thế giới, với sản lượng hàng năm khoảng 672.000.000 tấn
một năm, năng suất trung bình khoảng 87 tấn trên hecta (Food And Agricultural
Organization of United Nations. 2009).
Bảng 1: Sản lượng mía của 10 nước đứng đầu thế giới năm 2009
Tên quốc gia
Sản lượng
(tấn)
Brazil
672,157,000
india
285,029,000
Thái lan
66,816,400

trồng mía ít, phân tán năng suất thấp. Về chất lượng mía, Theo báo cáo của các đơn
vị chế biến đường: chữ đường cao nhất ở Công ty CP mía đường Sông Con là 11,8
CCS và thấp nhất ở Công ty CP NIVL là 8,0 CCS còn lại hầu hết dao động trong
khoảng từ 8,5 đến 10 CCS. Trên cơ sở kết quả lượng mía đưa vào chế biến và lượng
đường thu được thì trữ lượng đường bình quân khi chế biến đạt khoảng 9,6 CCS
giảm hơn năm 2011(Báo cáo hiện trạng và giải pháp phát triển ổn định ngành Mía
đường 2012).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Bảng 2: Diện tích và sản lượng mía ở các vùng sinh thái trong cả nước năm 2012
Vùng sinh thái
Diện tích
(ha)
Năng suất
bình quân
(tấn/ha)
Sản lượng mía
(tấn)
Miền bc
80,677
55,7
4,490,812
Duyên hải Nam Trung bộ
51,961
53,8
3,349,103
Tây Nguyên

1.3.1. Sự ảnh hưởng của thời gian sinh trưởng và phương pháp thu hoạch đến
sản lượng đường thu nhận được
Đường là sản phẩm dự trữ chủ yếu của cây mía. Do vậy, tùy từng giai đoạn
phát triển mà hàm lượng đường ở cây mía thay đổi. Ở giai đoạn cây non, sản phẩm
của quá trình trao đổi chất chủ yếu phục vụ cho quá trình sinh trưởng và phát triển
nên hàm lượng đường thường rất thấp. Hàm lượng đường tăng dần theo thời gian
sinh trưởng của cây mía. Chúng đạt đỉnh vào giai đoạn mía chín và sau đó giảm
dần. Điều này được giải thích do giảm sự tăng trưởng trong khi tăng nhu cầu dữ trữ
các chất của cây mía. Các giống mía có thời gian sinh trưởng nhanh sẽ đạt trạng thái
chín sớm. Tùy từng giống mía mà có thời gian mía chín khác nhau, thậm chí ngay
cả cùng một giống mía nhưng trồng ở các khu vực địa lý và sinh thái khác nhau
cũng có thời gian chín khác nhau. Thời gian để đạt trạng thái chín của mía ở Ấn Độ
là khoảng 8-10 tháng, 10-11 tháng ở In-đô-nê-xi-a và 12-14 tháng ở Colombia. Ở
Việt Nam thời gian để mía đạt độ chín khoảng 10 – 11 tháng. Các giống mía chín
sớm đem lại nhiều lợi ích cho cả người trồng mía và ngành sản xuất mía đường.
Chúng giúp tiết kiện nguồn nguyên vật liệu cần thiết cho một chu kỳ sinh trưởng
của cây trồng, cho phép bt đầu sớm mùa vụ thu hoạch và tái sản xuất. Trước đây,
để xác định thời điểm mía chín, người nông dân thường dựa và tuổi mía và đặc
điểm sinh trưởng bên ngoài của cây mía. Điều này có thể làm giảm giá trị cây mía
nếu thu hoạch không đúng thời điểm mía chín. Muốn xác định thời điểm đúng thời
điểm mía chín dựa cần dựa trên một số chỉ tiêu: độ Brix, hệ số phân cực Pol và hàm
lượng đường thương mại (content commercial sugar –CCS). Tuy nhiên, hầu hết các
nghiên cứu thường tập trung vào hệ số Pol. Giá trị này được ghi nhận dao động từ
10,49 đến 17,86.
Ngoài sự ảnh hưởng của thời gian sinh trưởng, hàm lượng đường còn phụ
thuộc và hệ thống thu hoạch và phương pháp sản xuất. Các kết quả nghiên cứu cho
thấy việc thu hoạch bằng máy giúp đạt được hàm lượng đường cao hơn so với thu
hoạch bằng tay. Điều này được giải thích bởi năng suất thu hoạch máy nhanh đảm
bảo thu hoạch đúng thời điểm mía chín. Nhằm làm giảm công sức trong quá trình
thu hoạch, người ta thường tiến hành đốt diện tích mía cần thu hoạch để loại bỏ lá

của gen Pyrophosphate: fructose 6-phosphate 1-phosphotransferase (PFP) trong cây
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

mía chuyển gen cho thấy, hàm lượng đường của cây mía đã được cải thiện đáng kể
ở cả giai đoạn cây non và trưởng thành (Groenewald và Botha, 2008).
1.4. Sử dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống mía có hàm lƣợng đƣờng
cao
Chỉ thị phân tử (molecular markers) hay còn gọi với các tên khác như dấu
phân tử, dấu chuẩn phân tử là một đoạn ADN liên kết với một vị trí nào đó trong hệ
genome. Chỉ thị phân tử được sử dụng trong sinh học phân tử và công nghệ sinh
học để nhận biết một trình tự ADN chưa biết. Ngày nay, chúng được sử dụng rộng
rãi trong chọn giống nhờ các đặc tính ưu việt và hiệu quả của chúng mang lại.
1.4.1. Cơ sở khoa học của ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn giống
(Marker Assisted Selection –MAS)
Chọn lọc nhờ sự trợ giúp của chỉ thị phân tử sử dụng trong chọn giống là
phương pháp chọn lọc các tính trạng mong muốn một cách gián tiếp. Nếu một gen
điều khiển tính trạng quan tâm đã được xác định vị trí trên bản đồ nhờ các chỉ thị
phân tử đã biết, tức là các đoạn ADN lân cận (dùng để đánh dấu) thì có thể tiến
hành chọn lọc nhờ sự trợ giúp của chỉ thị phân tử . Chọn lọc nhờ sự trợ giúp của chỉ
thị phân tử dựa trên sự có mặt hay vng mặt của trình tự hay băng chỉ thị đặc trưng
nằm ở trong hoặc gần gen kiểm soát tính trạng quan tâm. Dựa vào các băng đặc
trưng của chỉ thị sẽ biết được sự có mặt hay vng mặt của gen quan tâm hoặc đoạn
nhiễm sc thể mang allen mong muốn. Từ kết quả đó, chọn lọc được những cá thể
mang tính trạng mong muốn một cách nhanh chóng, chính xác và ổn định qua thế
hệ. Cụ thể, chỉ thị M có 2 allen M1 và M2 được xác định qua phân tích ADN là
nằm trên nhiễm sc thể ở vị trí gần với gen quan tâm Q (với biển đổi Q1 là tăng
năng suất và Q2 là là giảm năng suất). Nếu cá thể trong quần thể có allen M1, Q1
nằm trên một nhiễm sc thể và M2, Q2 nằm trên nhiễm sc thể khác thì ở bất cứ thế
hệ nào, các cá thể mang allen M1 sẽ có khả năng lớn cũng mang biến đổi Q1 (khả
năng này tùy thuộc vào M và Q gần nhau như ở mức độ nào trên nhiễm sc thể) nhờ

các ổn định, không giống như các chỉ thị hình thái có thể nhìn thấy được cũng như
chỉ thị hóa học là các protein sản phẩm của gen.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Một cơ sở quan trọng khác cho việc ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn
giống là sự phát triển mạnh mẽ về loại cũng như số lượng chỉ thị phân tử. Các loại
và số lượng chỉ thị phân tử rất phong phú và đa dạng. Chỉ thị phân tử phân bố khp
nơi trong hệ gen, với các đặc tính riêng cho từng cá thể cũng như từng quần thể.
1.4.2. Tiêu chuẩn của chỉ thị phân tử sử dụng trong chọn giống
Trong thực tế có rất nhiều loại chỉ thị, ngay trong một loại chỉ thị cũng có
một số lượng rất lớn các chỉ thị. Tuy nhiên, để một chỉ thị phân tử được sử dụng
trong chọn lọc nó phải đảm bảo rất nhiều tiêu chí: cho lượng thông tin cao, mức độ
tin cậy, hiệu quả về thời gian và giá thành, kỹ thuật đơn giản… Tiêu chuẩn quan
trọng bậc nhất để chỉ thị đó được sử dụng trong chọn lọc đó là có vị trí xác định trên
bản đồ di truyền và có sự liên kết chặt chẽ với gen quan tâm. Khoảng cách giữa chỉ
thị sử dụng và gen quan tâm cần được xác định. Tuy nhiên, khoảng cách này không
thể xác định được một cách trực tiếp, mà phải thông qua các giá trị đo đếm được
như chiều cao cây, màu sc, và tính chống chịu. Những giá trị đó chính là dữ liệu
kiểu hình, dữ liệu này được kết hợp với dữ liệu kiểu gen qua sử dụng chỉ thị phân
tử. Từ đó, khoảng cách giữa chỉ thị và gen quan tâm được xác định, đơn vị tính của
khoảng cách này là centimorgan (cM). Một chỉ thị sẽ được sử dụng trong chọn lọc
khi khoảng cách tới gen đích < 5 cM.
1.5. Chỉ thị SSR
Trong những năm gần đây, chỉ thị phân tử đã được ứng dụng rãi trong chọn
giống cây trồng nhờ những đặc điểm ưu việt và hiệu quả mà chúng mang lại. Chỉ thị
phân tử được sử dụng trong nhiều lĩnh vực: nghiên cứu đa dạng di truyền, lập bản
đồ liên kết tính trạng, chọn lọc phân tử, nghiên cứu di truyền quần thể. Có nhiều
loại chỉ thị khác nhau: RAPD, RFLP, SSR… Trong tất cả các loại chỉ thị, SSR được
sử dụng phổ biến và đem lại những thành tựu đáng kể. SSR được ứng dụng rộng rãi
nhờ những đặc trưng riêng biệt: khả năng biến đổi cao, bản chất đa allen, di truyền

nên tính đa hình của các SSR, thì Retrotransposition cũng là một tác nhân gây nên
tính đa hình của các chỉ thị SSR. Retrotransposition là các đoạn ADN lặp lại được
tạo ra bởi quá trình phiên mã ngược từ phân tử ARN bất kỳ, chúng có thể chèn vào
vị trí bất kỳ nhiễm sc thể. Sự phát sinh các SSR nhờ sự kiện retrotransposition đã
được chứng minh khi phân tích hệ genome của lúa (Temnykh et al., 2001; Parida et
al., 2009) có tới 23,1% các microsatellite có chứa các trình tự tương đồng đáng kể
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

với các retrotransposon. Kết quả này mở ra tiềm năng ứng dụng các retrotransposon
liên quan đến trình tự motif SSR để phát triển các chỉ thị di truyền đa hình trong
nghiên cứu. Việc thêm các retrotransposon vào giữa các gen có thể giữ vai trò chủ
yếu trong việc tăng kích thước của hệ genome sinh vật.

1.5.2. Phân bố SSR trong gen và ảnh hưởng của chúng.
Có nhiều bằng chứng đã chứng minh các SSR chiếm một phần lớn các
DNA không mã hóa. Tuy nhiên, gần đây nhiều kết quả nghiên cứu đã xác minh một
số lượng SSR nằm trong vùng mã hóa bộ gen. Mặc dù, số lần lặp lại của các SSR
trong vùng này tương đối thấp (Morgante et al., 2002; Li et al., 2004). Ví dụ, trong
ngũ cốc (ngô, lúa mì, lúa mạch, lúa miến và lúa), chỉ có 1,5-7,5% SSRs nằm trong
vùng EST (Kantety et al., 2002;. Thiel et al., 2003). Kiểu lặp lại 2 nucleotide là phổ
biến nhất trong nhiều loài, nhưng tần số xuất hiện vùng mã hóa thấp hơn so với các
vùng không mã hóa (Li et al., 2002). Ở nhiều loài, trong vùng mã hóa kiểu lặp lại
SSR ba nucleotide nhiều hơn so với kiểu lặp đi lặp lại khác (Morgante et al., 2002;
Li et al., 2004). Sự phổ biến của kiểu lặp lại 3 nucleotide được giải thích bởi mã quy
định là mã bộ ba. Các kiểu lặp lại khác trong vùng mã hóa làm thay đổi các mã bộ
ba khác trong khung đọc. Ở thực vật, kiểu lặp lại 3 nucleotide phổ biến nhất là AAG
(Li et al., 2004). Mặc dù, trong các loại cây trồng lại là CCG (Cordeiro et al., 2001;
Varshney et al., 2002; Thiel et al., 2003). Các phổ biến của kiểu lặp lại CCG là một
đặc trưng riêng biệt của cây một lá mầm. Điều này có thể là do tỷ lệ GC cao trong
hệ gen hoặc tỷ lệ cao của một amino acid (Morgante et al., 2002). Đối với thực vật

nhiên, sự phát triển của chúng mới chỉ tập trung vào một số loại cây trồng. Nguyên
nhân của sự hạn chế này là do việc xây dựng và phát triển chỉ thị này trên một đối
tượng mới gặp nhiều khó khăn. Theo phương pháp truyền thống, để xây dựng được
một chỉ thị SSR cho một loài mới cần có một thư viện genome của loài đó. Chỉ thị
SSR sẽ được phát hiện khi lai hàng nghìn colony với đầu dò (probe) có trình tự lặp
lại. Tuy nhiên, phương pháp này không hiệu quả đối với các microsatellite có tần số
thấp. Đặc biệt ở thực vật, khi kiểu lặp lại phổ biển là AT, chúng có thể đảo đầu xuôi
ngược gây khó khăn trong phân lập từ thư viện genome. Do vậy, đã có một vài
phương pháp thay thế cho phương pháp truyền thống như: dựa trên các băng nhân
lên từ phản ứng RAPD, sàng lọc trên dữ liệu trình tự EST, hay chuyển đặc hiệu các
chỉ thị của các loài liên quan. Tang và cộng sự (2008) đã xác định được một lớn chỉ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

thị SSR đa hình bằng cách sử dụng nguồn dữ liệu trình tự EST sẵn có của khoai tây,
cà chua, gạo, arabidopsis và brassica (Tang et al., 2008). Ưu điểm của các chỉ thị
SSR – EST là phát hiện sự thay đổi ngay trong phần gen biểu hiện. Vì vậy, các chỉ
thị này sẽ là các chỉ thị liên kết chặt chẽ với các tính trạng nào đó và được sử dụng
trong chọn lọc. So với các chỉ thị SSR genome, chỉ thị SSR – EST có mưc đa hình ít
hơn Ngoài ra, do đặc tính bảo thủ của đoạn lặp lại. Các chỉ thị này còn có thể sử
dụng cho các loài có quan hệ gần gũi khác (Gupta et al., 2003 Ellis và Burke, 2007;
Varshney et al., 2007). Tuy nhiên, khi sử dụng trên các loài có quan hệ gần gũi, chỉ
thị SSR – EST đem lại hiệu quả cao hơn so với SSR genome. Parida
và cộng sự (2009) đã thử nghiệm khả năng thành công của các chỉ thị SSR genome
mía trên các loài Saccharum khác và với năm loài ngũ cốc. Tỷ lệ thành công với các
loài Saccharum khác 93,2 % và với 5 loài ngũ cốc là 25% (Parida et al., 2009).
1.5.4. Ứng dụng của chỉ thị SSR trong chọn giống cây trồng
Phân tích đa dạng di truyền và xác định mối quan hệ di truyền giữa các
loài thực vật là những thông tin quan trọng cho chiến lược bảo tồn và phát triển các
giống cây trồng (Romero et al., 2009). Hơn nữa, những thông tin này cũng hữu ích
cho việc mô tả nguồn gen và phân loại thực vật. Trong những năm gần đây, chỉ thị

Bản đồ liên kết cũng đề cập đến mối liên kết chặt chẽ giữa chỉ thị phân tử với các
tính trạng kiểu hình. Điều này đặc biệt có ích trong quá trình chọn lọc nhờ sự trợ
giúp của chỉ thị phân tử với các tính trạng số lượng trong các chương trình chọn tạo
giống (Breseghello et al., 2006b).
1.6. Thành tựu nghiên cứu chọn giống mía có hàm lƣợng đƣờng cao nhờ sự
trợ giúp của chỉ thị phân tử
1.6.1. Thành tựu nghiên cứu đa dạng di truyền các giống mía
Hiệu quả của các chương trình lai tạo phụ thuộc nhiều vào mức độ đa dạng
di truyền của bố me. Phương pháp đánh giá mức độ đa dạng di truyền bằng các chỉ
thị phân tử đem lại kết quả chính xác hiệu quả, qua đó sử dụng hiệu quả nguồn vật
liệu trong tương lai. Bao và cộng sự đánh giá đa dạng di truyền của 78 giống mía
trồng phổ biến ở Trung Quốc với 15 cặp mồi AFLP. Kết quả tỷ lệ đa hình trên các
locus trung bình là 82,55%. Hệ số tương đồng di truyền của 78 giống mía khác
nhau từ 0,453 đến 0,892, với hệ số trung bình là 0,682. Trong khi hệ số tương đồng
của các con lai từ các giống nghiên cứu là 0,765. Bảy mươi tám giống chia thành
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

bảy nhóm. Hầu hết các giống có mối quan hệ gần gũi đều nằm cùng một phân nhóm
phụ. Các giống được trồng ở các thời kỳ khác nhau cho thấy sự khác biệt đáng kể
trong hệ số tương đồng đa dạng di truyền, những giống đã phát triển trong những
năm 1980 đã có hệ số tương đồng cao nhất (0,318 5) và thấp nhất trong năm 1970
(0,264). Có sự khác biệt rõ ràng giữa các giống từ các tỉnh khác nhau với hệ số
tương đồng di truyền từ 0,195 đến 0,299. Nhóm có hệ số tương đồng cao nhất trong
nghiên cứu thuộc các giống của tỉnh Quảng Đông và thấp nhất từ Vân Nam (Bao et
al., 2009).
Chỉ thị AFLP được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu đa dạng di truyền
nhờ các đặc tính ưu việt của chúng như: không cần biết trình tự của đối tượng
nghiên cứu, mức độ đa hình của chỉ thị cao, kết quả nghiên cứu chúng được phát
triển thành các chỉ thị đặc trưng liên kết với các tính trạng mong muốn. Sử dụng 16
cặp mồi AFLP nghiên cứu trên 36 giống mía trồng ở Pháp, Perera và cộng sự thu

chỉ thị đã xác định liên kết rải trên 49 nhóm liên kết. Nghiên cứu bản đồ một cách
chi tiết đã được trình bày trong báo cáo (Alwala et al., 2008; Andru et al., 2011).
Một điều quan trọng người ta tìm thấy là những cây mía có hàm lượng đường cao
đồng thời có một số lượng lớn QTL đối với các yếu tố cấu thành năng suất (Pastina
et al., 2012; Kasetsart et al., 2010). Điều này cho phép sử dụng chỉ thị phân tử trong
chọn tạo giống mía có hàm lượng đường cao. Với việc sử dụng một loạt các chỉ thị
phân tử như AFLP, SRAP, TRAP Alwala và cộng sự (2009) đã phát hiện ra một
số chỉ thị liên kết với một số tính trạng liên quan đến hàm lượng đường ở thời kỳ
sinh trưởng sớm cũng như muộn của mía.
Liên quan đến khả năng tích lũy sucrose trong cây mía chín, Lingle và
Irvine (1994) đã tìm thấy mối liên hệ ở mức độ cao của hoạt tính enzyme tổng hợp
sucrose với việc tăng khả năng tích lũy sucrose trong cây mía chín. Tuy nhiên, kết
quả của các tác giả khác (Zhu et al., 1997; Botha et al., 2000) chỉ ra không có sự
liên quan giữa hoạt tính enzyme tổng hợp sucrose và sự tích lũy sucrose. Các kết
quả trái ngược nhau này có thể do ảnh hưởng giữa các kiểu gen khác nhau, các
giống khác nhau. Allen mã hóa cho một enzyme hoạt động làm giảm hàm lượng
sucrose đã giải thích sự tương quan nghịch đã được tìm thấy giữa chỉ thị pA35 và
giá trị Pol.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Vinayak và cộng sự (2010) sử dụng 10 cặp mồi đặc hiệu để chọn lọc các
dòng có hàm lượng đường cao trong quần thể lai. Trình tự các mồi thiết kế dựa trên
nhận biết mức độ đa dạng của vùng promoter của gen tổng hợp sucrose, trình tự các
gen tổng hợp và chuyển hóa sucrose. Kết hợp quả phân tích với các mồi đặc trưng
và các chỉ tiêu liên quan đến hàm lượng đường, đã chọn lọc được 2 chỉ thị có khả
năng nhận biết các dòng mía có hàm lượng đường cao. Các băng đặc trưng của 2
chỉ thị có kích thước là: 230 và 500 bp. Ngoài ra, còn có một chỉ thị có khả năng
nhận biết dòng có hàm lượng đường thấp, với sự có mặt của băng đặc trương kích
thước khoảng 920 bp.
Một số bản đồ chỉ thị phân tử của cây mía đã được lập (Ming et al., 1998,

1
K95-84
K90-79 x K84-200
Thái Lan
2
Ern08-030
VN08-030
Việt nam
3
RB72-454
Không rõ bố mẹ
Braxin
4
32
Không rõ bố mẹ
Không rõ
5
K88-92
Uthong 1 x PL310
Thái Lan
6
C0414
Không rõ bố mẹ
Ấn Độ
7
Ty70-17
C87-51 x Ja60-5
Trung Quốc
8
KU00-1-61

16
K88-200
Không rõ bố mẹ
Không rõ
17
C1324-74
B45181 x C87-51
Cuba
18
KU60-2
K88-92 X K92-166
Thái Lan
19
K90-54
K83-74 x Uthong 1
Thái Lan
20
QD21
MT76-65 x MN 71-374
Trung Quốc
21
K95-156A
PL310 x Uthong 1
Thái Lan
22
Ku00-1-92
Uthong 1 x K84-200
Thái Lan
23
K95-283