2
BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI
Tên đề tài:
CHỌN TẠO GIỐNG LÚA LAI HAI DÒNG KHÁNG BỆNH BẠC LÁ
BẰNG KẾT HỢP PHƯƠNG PHÁP CÔNG NGHỆ SINH HỌC (CÔNG
NGHỆ ĐƠN BỘI, CHỈ THỊ PHÂN TỬ) VỚI PHƯƠNG PHÁP
TRUYỀN THỐNG
MỞ ĐẦU
Hiện nay, lúa lai đã trở nên không thể thiếu được trong cơ cấu giống
cây trồng ở Việt Nam, lúa lai đã đóng góp không nhỏ
vào gia tăng sản lượng
lương thực Quốc gia bảo đảm an ninh lương thực. Diện tích lúa lai trong
những năm gần đây không tăng mà còn có phần giảm, nguyên nhân hạn chế
chủ yếu là lúa lai hiện nay chưa kháng được bệnh bạc lá.
Ở Việt Nam, bệnh bạc lá thật sự gây tác hại, nó làm giảm năng suất từ 30-
60% [15], Trường Đại học NN1,[14] Viện Bảo vệ Thực vât, Viện DTNN, đã
thu thậ
p, phân lập được nhiều nòi bạc lá khác nhau từ nước ngoài và các nòi
mới được phân lập trong nước. Kết quả đánh giá thử nghiệm của các viện,
trường, cho thấy có 3 gen kháng được phần lớn các nòi miền Bắc Việt Nam là
xa5, Xa7 và Xa21, tuy nhiên hiện nay một số gen như Xa21 vẫn kháng được
nhiều nòi bạc lá khác nhau nhưng mức độ kháng đã giảm đáng kể, vì vậy
muốn tăng cường khả
năng kháng bệnh bền vững cần phải quy tụ nhiều gen
kháng vào một giống lúa.
Bằng phương pháp lây nhiễm nhân tạo, chỉ có thể có kết luận, cá thể này
kháng bệnh bạc lá, cá thể khác không kháng hoặc kháng nhiều, kháng ít, khó
có thể biết được các thể nào mang 1 gen kháng, cá thể khác mang hai hay
nhiều gen là những gen nào. Nhờ chỉ thị phân tử, không những có thể xác
định nhanh chóng, chính xác những cá thể mang một hay nhiều gen mà là
n. Dòng mẹ PA64S mang gen tương hợp rộng S
5
n liên kết với chỉ thị
phân tử RM225 và RM253 đồng thời mang gen bất dục đực mẫn cảm với
nhiệt độ có thể sử dụng làm vật liệu cho chọn tạo dòng bố mẹ mang gen
tương hợp rộng.
Phương pháp nuôi cấy bao phấn là một phương pháp đã được sử dụng
rộng rãi ở nhiều nước tiên tiến trên thế giới và là một phương pháp rất tiện l
ợi
4
giúp nhanh chóng tạo dòng đơn bội kép. Đặc biệt, sử dụng phương pháp này
rút ngắn thời gian chọn dòng TGMS từ 5-6 năm ở điều kiện thường xuống chỉ
còn 1-2 năm và không phải phụ thuộc nhiều vào điều kiện ngoại cảnh. Muốn
mở rộng diện tích lúa lai cần chọn tạo lúa lai hai dòng kháng bệnh bạc lá và
trước hết phải chọn tạo dòng bố, mẹ kháng bệnh bạ
c lá vì vậy chúng tôi chọn
hướng nghiên cứu “Chọn tạo lúa lai hai dòng kháng bệnh bạc lá bằng CNSH
(nuôi cấy đơn bội, chỉ thị phân tử) kết hợp với phương pháp thông thường” là
khoa học và có ý nghĩa thực tiễn cao.
Mục tiêu của đề tài
- Làm chủ được công nghệ tạo dòng bố, mẹ mang gen tương hợp rộng và
gen kháng bệnh bạc lá.
- Tạo được 2-3 dòng bố, 1-2 dòng mẹ ngắ
n ngày mang gen tương hợp
rộng và gen kháng bệnh bạc lá.
- Chọn được 1-2 tổ hợp lúa lai hai dòng kháng bệnh bạc lá có triển vọng.
Đối tượng nghiên cứu
Kế thừa một số vật liệu của đề tài “nghiên cứu chọn tạo giống lúa thuần
kháng bệnh bạc lá bằng chỉ thị phân tử”. Đối tượng nghiên cứu là những dòng
6
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA
ĐỀ TÀI
1.1 Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai trong nước và trên thế giới
1.1.1 Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới
Lúa (Oryza sativa L.) là cây lương thực quan trọng không chỉ đối với Việt
Nam mà cả trên thế giới, đặc biệt quan trọng hơn đối với những nơi mà dân
nghèo sinh sống. Vì vậy các quốc gia Châu Á hàng năm tiêu thụ tới 90% sản
lượng lúa gạo của th
ế giới. Để đảm bảo được nguồn lương thực, đáp ứng cho
mức độ tăng dân số của thế giới, trong 30 năm tới sản lượng lúa gạo yêu cầu
tăng từ 470 triệu tấn hiện nay, lên 740 triệu tấn. Do diện tích cây trồng nói
chung và cây lúa nói riêng ngày một giảm, sản lượng lương thực buộc phải
tăng mạnh hàng năm mới mong nuôi nổi lượng dân số trên thế
giới đang ngày
một tăng nhanh vì vậy cần phải chọn tạo giống lúa mới năng suất cao, chống
chịu tốt. Việc sử dụng ưu thế lai nhằm tăng năng suất lúa là rất cần thiết,
Trung Quốc là nước đầu tiên trên thế giới thành công đưa ra sản xuất lúa lai
hệ hai dòng dựa trên nền tảng sử dụng dòng bất dục đực mẫn cảm với ánh
sáng ngày ngắn (PGMS), bất dục đực mẫn cảm với nhiệt độ (TGMS) được
quan tâm và hiện thực hơn cả ngoài ra còn có dòng bất dục đực mẫn cảm với
nhiệt độ ngược (Anti-TGMS)
Do sự ưu việt của lúa lai hai dòng hệ TGMS so với lúa lai ba dòng,
đặc
biệt đối với các nước nhiệt đới, biên độ chiếu sáng trong ngày chênh lệch ít
trong đó sự chênh lệch nhiệt độ giữa các tháng trong năm khá lớn và tương
đối ổn định rất thuận tiện cho nghiên cứu và phát triển lúa lai hệ hai dòng, sử
dụng dòng bất dục đực nhân nhậy cảm với nhiệt độ (TGMS). Vì vậy nhiều
nước trên thế giới đầu tư nghiên cứu, chọn tạo dòng bấ
t dục đực TGMS đã
tìm được nhiều dòng có nguồn gốc khác nhau, dòng 5460S của Trung Quốc
có gen tms1 nằm trên nhiễm sắc thể số 8, dòng đột biến từ Norin PL12 có gen
tms2 nằm trên nhiễm sắc thể số 7, dòng đột biến từ IR32364 của IRRI có gen
tms3 nằm trên nhiếm sắc thể số 6,
dòng TGMS-VN-1 của Việt Nam,[23] đột
biến từ giống Chiêm Bầu có gen tms4 nằm trên nhiễm sắc thể số 2, dòng SA2
của Ấn Độ có gen tms5 nằm trên nhiễm sắc thể số 9, Dòng TGMS-VN-6 thu
8
được từ đột biến D84-1 của Việt Nam có gen tms6 nằm trên nhiễm sắc thể số
4, dòng Anti-TGMS có gen rtms1 nằm trên nhiễm sắc thể số 10 của lúa.
Hàng năm Trung Quốc có hàng trăm tổ hợp lúa lai mới và đang xuất khẩu
sang các nước khác mang lại nguồn ngoại tệ đáng kể và tạo them công việc
nâng cao thu nhập cho nông dân.
1.1.2 Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai trong nước
Ở Việt Nam, sản lượng lúa chiếm gầ
n 90% tổng sản lượng các cây lương
thực. Ngoài ra, trong khẩu phần dinh dưỡng của người Việt Nam, cơm cung
ứng nhu cầu của sản xuất. Đây là một việc khó mà đến nay nhiều đơn vị
nghiên cứu, sản xuất lúa lai trong nước phải chấp nhận.
9
Qua nhiều năm thử nghiệm, đến nay các nhà khoa học Việt Nam đã khẳng
định, lúa lai hai dòng hệ TGMS rất tiện lợi cho việc chọn và nhân dòng mẹ,
sản xuất hạt lai ở nước ta.[3] Nhiều dòng bất dục đực nhân mẫn cảm với nhiệt
độ TGMS đã được tạo ra ở Việt Nam, dòng TGMS-VN1 đột biến từ giống lúa
Chiêm Bầu của Việt Nam, mang gen tms4 nằm trên nhiễm sắc thể số 2 c
ủa
lúa, TGMS-VN-6 có gen tms6 nằm trên nhiễm sắc thể số 4 của lúa.
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội là nơi có đội ngũ nghiên cứu lúa lai
rất mạnh đã tạo được các dòng T1S-96, 103S, T4S, T7S đang được đưa ra
sản xuất đại trà. Các dòng TGMS của Việt Nam [23] đã có đủ những đặc tính
tốt của dòng mẹ, thấp cây, ngắn ngày, tỷ lệ thò vòi nhuỵ ra ngoài sau khi nở
hoa cao, khả năng nhận hạt phấ
n từ bên ngoài tốt, độ bất dục đực ở nhiệt độ
cao ổn định có khả năng kêt hợp cao.[3], [7] Một số tổ hợp lúa lai của Việt
Nam ngắn ngày, năng suất cao, nhiều tổ hợp có chất lượng tốt như VL 20, VL
24, TH3-1, TH3-3, TH3-4, TH5-1, TH5-4, TH7-2 đã được sản xuất chấp
nhận và ngày càng chiếm được niềm tin cuả nông dân, các đơn vị sản xuất và
cung ứng giống lúa lai trong nước. (S
ơ kết sản xuất lúa lai vụ Đông-Xuân
2007-2008 và vụ Mùa 2008 và vụ Đông-Xuân 2008-2009 các tỉnh Phía Bắc
của cục Trồng trọt ngày 9-7-2008)
Trung tâm Nghiên cứu Lúa lai- Viện CLT và CTP đã tạo được nhiều
dòng TGMS khác nhau như AMS30S, AMS31S, AMS32S, AMS33S…và
nhiều tổ hợp lúa lai HYT83, HYT100, HYT 103, HYT 106, HYT 107…
Công nghệ sản xuất hạt lai đã được nhà nước ta quan tâm từ năm 1991,
đến nay không những nhà khoa học mà cả nông dân cũng có thể sản xuất
dục đực thu thập từ IRRI cũng vậy, mặc dù khả năng kháng sâu, bệnh và chất
lượng gạo khá hơn nhưng tỷ lệ thò vòi nhuỵ kém, khó sản xuất h
ạt lai.
1.2 Bệnh bạc lá và những nghiên cứu bệnh bạc lá
Bệnh bạc lá lúa được phát hiện đầu tiên ở Nhật Bản vào năm 1884 –
1885, sau đó Takasi (1908) và Bokusa (1911) đã nghiên cứu và phân lập
thành công vi khuẩn, rồi tiến hành lây nhiễm bệnh nhân tạo bằng vi khuẩn
vừa phân lập được. Tiếp sau Nhật Bản, một loạt các nước đã thông báo về
bệnh bạc lá lúa ở nước mình. Năm 1970, bệnh xuất hiệ
n ở hầu hết ở các nước
Châu Á (trừ Tây Á), ở các nước Châu ÂU vào năm 1973 và ở Châu Mỹ La
Tinh vào năm 1975. Vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa (vi khuẩn bạc lá lúa) được
nhiều nhà khoa học nghiên cứu, phân lập nên nó được gọi với nhiều tên khác
nhau như: năm 1927, theo khái niệm đặt tên của EF. Smit vi khuẩn này được
gọi là Bacterium Oride (Uyed et ishitama) Nakata, sau đó được đặt tên là
Xanthomonas Oryzae (Uyed et ishitama) Dowson, đến năm 1982, vi khuẩn
này được đặt tên là X. Campestri pv. Oryzea (Uyed et ishitama) Dowson
1.2.1 Đặc đi
ểm, triệu chứng bệnh bạc lá lúa.
Bệnh bạc lá lúa do vi khuẩn Xanthomonas Campestris p.v.oryzae
Dowson gây ra, bệnh này phổ biến ở các nước trồng lúa trên thế giới. Tác hại
chủ yếu của bệnh là làm cho lá lúa đặc biệt là lá đòng sớm tàn, nhanh chóng
bị khô, chết, bộ lá khô ảnh hưởng tới khả năng quang hợp và tạo ra các chất
sống cho hạt. Từ đó, những ruộng lúa bị bạc lá có tỉ lệ lép rất cao, làm n
ăng
suất giảm lớn.
11
Bệnh bạc lá lúa gây hại trong suốt quá trình sinh trưởng và phát triển của
cây lúa, vết bệnh điển hình thời kỳ cấy trên đồng ruộng, sau đó khi đẻ nhánh -
Hình 1.2. Ruộng lúa bị cháy do bệnh bạc lá
1.2.2 Nguyên nhân gây bệnh bạc lá.
Vi khuẩn bạc lá lúa trước đây có tên là Pseudomonas oryzae, hoặc
Phytomonas oryzase, về sau Dowson đặt tên Xanthomonas Campestris
p.v.oryzae Dowson xâm nhập vào cây có tính chất thụ động. Nó có thể xâm
nhiễm qua thủy khổng, qua các lỗ khí trên mút lá, mép lá, đặc biệt là qua vết
thương xây xát trên lá. Khi tiếp xúc với bề mặt lá có màng nước, vi khuẩn dễ
dàng di động, xâm nhập vào bên trong qua các lỗ khí, qua vết thương. Sau đó
sinh sản và nhân lên nhanh chóng về mặt số lượng, theo các bó m
ạch dẫn lan
rộng đến các xị trí khác của lá. Trong điều kiện mưa ẩm thuận lợi cho việc
phát triển của vi khuẩn, trên bề mặt lá tiết ra các giọt dịch vi khuẩn. Thông
qua sự va chạm giữa các lá lúa, nhờ gió, mưa truyền bệnh sang các lá khác để
tiến hành xâm nhiễm nhiều lặp lại lần trong thời kỳ sinh trưởng của cây lúa,
cho nên bệnh bạc lá tuy có phạm vi lan truyền rộng nhưng còn phụ thu
ộc rất
nhiều vào điều kiện thời tiết như mưa, bão
1.2.3 Thành phần nòi vi khuẩn gây bệnh bạc lá.
Viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRI đã khẳng định tính chuyên hóa kí
sinh của vi khuẩn gây bệnh trên bộ giống chỉ thị nòi. Người ta chỉ ra rằng
phản ứng khác biệt giữa các giống chỉ thị với các nòi vi khuẩn đã chứng minh
một cách đúng đắn về sự tồ
n tại của các nòi vi khuẩn bạc lá lúa. Các nhà khoa
13
học đã dựa vào sự khác nhau về khả năng lây nhiễm của vi khuẩn và khả năng
chống nhiễm của các bộ chỉ thị nòi với các nòi vi khuẩn để chia vi khuẩn
thành các nòi sinh lý. Ở Nhật Bản nghiên cứu nòi được tiến hành từ năm 1957
khi phát hiện thấy giống Aisacase chống bệnh trở nên nhiễm bệnh, họ đã xác
Cho đến nay, có 35 gen điều khiển tính trạng kháng bệnh bạc lá lúa đã
được tìm ra từ các giống lúa hoang dại, [31] lúa trồng hoặc được tạo ra từ sự
thay đổi di truyền. Các gen kháng bệnh bạc lá đã được xác định nằm trên 8/12
nhiễm sắc thể của lúa và được kí hiệu theo thứ t
ự lần lượt từ Xa1 đến
Xa31,[27] xa32,[45], xa33, Xa35 [31]. 22 gen trội (dominant) (Xa), 13 trong
số đó là gen lặn bao gồm: xa5, xa5 (t), xa8, xa13, xa15, xa19, xa20, xa24,
xa28, xa31 và xa32, ba gen khác là xa15, xa19, xa20 được tạo ra bởi sự thay
đổi di truyền. Các gen kháng bạc lá có thể bị kiểm tra một gen đơn trội (Xa1,
Xa2, Xa3, Xa7,…), một gen đơn lặn (xa5, xa8, xa13,…) hoặc do hai gen liên
kết với nhau như Xa1/Xa4, Xa1/Xa7, Xa1/Xa10…. Vì vậy mức độ chống bệnh
theo đó cũ
ng khác nhau. Một số gen kháng bệnh có cấu trúc protein tương đối
giống nhau, các nhà khoa học kết luận là do chúng liên kết chặt chẽ hoặc do
chúng allen với nhau như Xa26 có protein giống Xa21, Xa22(t), Xa23. [41],
[43], [ 44], [45]
Một số gen kháng bạc lá và các chỉ thị phân tử liên kết gần với các gen
này đã được định vị trên bản đồ nhờ sử dụng phương pháp RFLP, RAPD,
STS, SSR [41]. Các gen này nằm trên các nhiễm sắc thể (NST) khác nhau
như: gen Xa29t, xa32 nằm trên NST 1[45]; xa24 nằm trên tay dài c
ủa NST số
2 [43]; gen Xa1, Xa2, Xa12, Xa14, xa31 cùng nằm trên NST số 4 [27] ; gen
Xa7, Xa27 (t) nằm trên NST số 6[30], chỉ thị phân tử liên kết gần với gen Xa7
là L263, R276, G329, R11; gen xa8 trên NST số 7, gen lặn xa13 liên kết với
marker RG136 trên NST số 8[33]; gen Xa3, Xa4, Xa21, Xa22t, Xa23, Xa26t,
xa32t định vị trên NST 11,[45], gen Xa21 liên kết với marker RG 103 (Ronal
và ctv, 1992). Gen Xa25t, xa32 định vị trên NST số 12 [31]. Hiện nay trên
NST 3, 9, 10 chưa phát hiện gen kháng bạc lá.
15
Xa23
Oryza rufipogon -
Xa10
CAS 209 11
xa24(t)
DV86 -
Xa11
IR8 -
xa25
Nep Bha Bong To -
Xa12
Kogyoku 4
Xa26
Arai Raj -
xa13
BJ1 8
xa27
Lota Sail -
Xa14
TN1 -
Xa29(t)
O. barthii 1
xa15
XM41 -
Xa33(t)
Ba7
Xa16
Te-tep -
Xa35(t)
Oryza minuta
ngành sản xuất lúa. Những nghhieen cứu cho thấy nếu quy tụ nhiều gen
kháng hữu hiệu vào cùng một giống lúa thì khả năng kháng sẽ cao và phổ sẽ
rộng hơn [33],[46].
Ở Philippin, các nhà khoa học đã quy tụ thành công 3 gen kháng trội vào
dòng mẹ bất dục đực phản ứng với nhiệt độ TGMS [38].
Ở Ấn Độ các nhà khoa học đã quy tụ kết hợp 2 gen Xa4, Xa21 vào cùng
mộ
t giống lúa (Davierwala et al, 2001). Sing et al (2001), đã sử dụng MAS để
quy tụ 3 gen kháng xa5, xa13, Xa21 vào giống lúa trồng PR106.
Ở Trung Quốc phương pháp MAS cũng được các nhà khoa học sử dụng
trong chọn tạo giống lúa. Họ đã quy tụ được một số gen kháng chủ yếu như
xa5, xa7, Xa21… vào cùng một giống lúa. Dòng phục hồi Shuhui207 được
quy tụ 2 gen trội kháng bạc lá Xa4, Xa21, qua kiểm tra thấy khả năng kháng
cao hơn và có phổ kháng rộng hơn so v
ới dòng chưa được quy tụ gen kháng
ban đầu Minghui725 [46]. Chuyển gen Xa21 vào dòng phục hồi Minghui63,
tạo thành dòng Minghui (Xa21) khi lai với Zhenshan97A tạo con Shanyou63
17
(Xa21) kháng được bệnh bạc lá, cho trọng lượng hạt và năng suất cao hơn
dòng đối chứng Shanyou63 [46].
Ở Thái Lan phương pháp MAS được sử dụng để tạo ra nhiều giống mới
vừa có năng suất cao, chất lượng tốt, đặc biệt kháng được bệnh bạc lá, rầy
nâu… hơn hẳn giống Khoa Dok Mali truyền thống. Họ đã sử dụng thành công
phương pháp MAS và phương pháp nuôi cấy bao phấn lúa để
quy tụ gen
kháng bạc lá Xa21 và gen chịu úng (SUB trên NST số 9) vào giống lúa
KDML 105 (Khoa Dok Mali). MAS cũng được sử dụng kết hợp với nuôi cấy
bao phấn để quy tụ gen kháng bạc lá ở giống lúa chất lượng cao Jao Hom Nin
và gen chịu hạn ở giống lúa DN15 bằng cách lai giữa giống lúa JHN Và
Viện Nghiên cứu Lúa, trường ĐH Nông Nghiệp Hà Nội đã thành công
trong việc chuyển gen kháng bệnh bạc lá vào giống lúa Bắc thơm 7 và giống
lúa lai Bắc Ưu 253. Tác giả Nguyễn Văn Hoan và cộng sự đã chuyển giao
thành công công nghệ sản xu
ất hạt giống cho tỉnh Hải Dương. Các mô hình
sản xuất của hai giống lúa trên ở Hải Dương đã cho năng suất cao, an toàn
trong sản xuất do đã kháng được bệnh bạc lá, nhất là khi canh tác trên các
vùng đất trũng, có nguồn bệnh bạc lá. [7]
Tuy đã có nhiều nghiên cứu về bệnh bạc lá và cũng có nhiều giống lúa
kháng bệnh bạc lá được chọn tạo ở Việt Nam nhưng các giống lúa này chủ
yế
u chỉ mang gen đơn nên tồn tại trong sản xuất không lâu vì tính kháng bệnh
không bền vững và nhanh chóng bị phá vỡ trong vài năm. Chính vì vậy chọn
tạo giống lúa mang từ 2 gen kháng bệnh hữu hiệu trở lên là cần thiết hiện nay.
1.6 Thành công của phương pháp nuôi cấy bao phấn trong chọn tạo
giống lúa.
1.6.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Trong phần lớn các chương trình chọn giống, việc tạo giống mới cải tiến
bao g
ồm việc gieo trồng quần thể F2 lớn và chọn lọc các dòng mong muốn
trong các thế hệ phân ly từ F2 đến F7 để cuối cùng tạo ra các dòng đồng hợp
tử. Nuôi cấy bao phấn hay hạt phấn là một kỹ thuật hữu hiệu để tạo ra các
19
dòng đồng hợp tử ngay từ thế hệ đầu tiên (dòng đơn bội kép), do đó tiết kiệm
nguồn lực và rút ngắn thời gian cần thiết để tạo ra giống mới [32].
Theo Miah và cộng sự (2000), khả năng hình thành callus bằng nuôi
cấy bao phấn lúa có tính di truyền. Các tác giả nghiên cứu sử dụng kỹ thuật
luân giao, các bao phấn chứa tiểu bào tử đơn nhân của hai giống japonica
(Minehikari và Taipei 309), hai giống indica (Mingolo và Suweon 290), và 12
Tinh lọc và chọn nhanh dòng bố, mẹ trong lúa lai hai dòng:
- Rút ngắn quá trình chọn tạo dòng bố
- Rút ngắn quy trình chọn tạo dòng mẹ TGMS
- Tách ra được những dòng thuần có năng suất cao từ cây lai dị hợp tử.
Các bao phấn dùng để nuôi c
ấy thường được lấy từ các cây lúa của quần
thể F1 hoặc F2 nhằm tạo ra sự di truyền tối đa trong quần thể [5], [8], [10].
Nhiều nước trên thế giới đã sử dụng rất thành công phương pháp nuôi
cấy bao phấn lúa trong chọn tạo giống mới. Ở Trung Quốc, một lượng lớn các
giống lúa mới được tạo ra nhờ kỹ thuật nuôi cấy bao phấn lúa và được trồng
trên di
ện tích hàng nghìn ha (Chen 1986). Năm 2002, Zeng và công sự đã
nuôi cấy 2600 bao phấn của dòng phục hồi Minghui 81 đã được chuyển gen
cry1Ac trên môi trường SK3. Các tác giả đã thu được 83 cây xanh tái sinh,
trong đó có 43 cây đơn bội kép và 40 cây đơn bội. Kết quả chạy PCR cho
thấy có 55/83 dòng mang gen chuyển cry1Ac (tỷ lệ 2:1). Các tác giả đã khẳng
định: Nuôi cấy bao phấn lúa có giá trị rất lớn trong chọn giống lúa phân tử
[24], [25].
Ở Hàn Quốc, chọn giống nhờ công nghệ đơn b
ội được đưa vào chương
trình chọn giống quốc gia năm 1977, chỉ trong 7 năm 4 giống lúa đã được tạo
ra (Chung 1992). [43] Các nhà khoa học Philippin đã sử dụng phương pháp
nuôi cấy bao phấn để cải tạo và tạo ra rất nhiều giống lúa cho năng suất cao,
chất lượng gạo tốt và mang các gen kháng như: Kháng bệnh bạc lá, đạo ôn,
rầy nâu [38]. Victoria và cộng sự đã nuôi cấy bao phấn tổ hợp lai F1-506
(con lai giữa C4044-2B-2-2 và IR13540-56-3-2-1, tác gi
ả đã thu được 10
dòng đơn bội kép.
21
22
Tác giả Đào Hải Lý và cộng sự đã tiến hành thí nghiệm nuôi cấy bao
phấn 3 tổ hợp lai F1 5B, 6B, 7B, xử lý lạnh 2, 4, 6 ngày. Tác giả nhận xét
thấy bao phấn được sử lý lạnh 2-4 ngày cho phản ứng tốt hơn với môi trường
nuôi cấy. Tác giả cũng đưa ra kết luận rằng: Nguồn gen khác nhau sẽ cho
phản ứng khac nhau với môi trường nuôi cấy bao phấn. [10]
Từ năm 1994 đến nay, nhiều công trình nghiên cứu về
nuôi cấy bao phấn
lúa để chọn tạo giống lúa mới. Bằng phương pháp lai tích luỹ kết hợp với
nuôi cấy bao phấn người ta đã có thể cùng một lúc chọn được nhiều tính trạng
khác nhau như: dòng chất lượng cao, chịu mặn, chịu hạn, chịu rét [8] để tạo
nguồn vật liệu mới sử dụng trong chọn tạo giống.
Tác giả Nguyễn Thị Lang và cộng sự tạ
i Viện lúa Đồng bằng Sông Cửu
Long đã tiến hành nuôi cấy 3 tổ hợp lai: C53/Pokkali, C53/đốc Phụng,
C53/C51 trên môi trường N6. Tác giả thu được 72 dòng lúa đơn bội kép. Qua
đánh giá khả năng chịu mặn và đánh giá bằng chỉ thị phân tử SSR (RM 223),
tác giả đã chọn được 11 dòng triển vọng cho năng suất cá thể cao và có đặc
tính nông sinh học tốt đặc biệt là có khả năng chịu mặn [8]
Năm 2004, Trần Đình Giỏ
i và Vương Đình Tuấn đã lai giống lúa IR64
với các giống lúa mới (new plant type), IR69146-15, IR69146-25, IR68530,
IR70441. Tổ hợp lai IR64/IR69146-25 cho tỷ lệ callus cao nhất (8,85%). Tác
giả khẳng định môi trường N6 có bổ xung 2mg/l BAP + 0,5mg/l NAA cho tỷ
lệ cây tái sinh cao nhất (5,29%).
Các dòng TGMS đơn bội kép được tạo ra có độ di truyền rất ổn định như
dòng TGMS-NC1, TGMS-NC3 [17]. Bằng phương pháp nuôi cấy bao phấn
các tổ hợp lai F1, các nhà khoa học Việt Nam đã tạo ra nhiều dòng đơn bội
kép cho năng su
24
CHƯƠNG 2
VẬT LIỆU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu.
- Vật liệu gồn 9 dòng mẹ ngắn ngày, có đặc tính nông sinh học tốt và 35
dòng bố trong đó có dòng Japonica và các dòng NILS. Một số dòng sử dụng
chính trong thí nghiệm được tập hợp vào bảng 2.1.
Bảng 2.1: Xuất sứ của một số dòng vật liệu chính sử dụng trong nghiên cứu.
STT Dòng bố, mẹ Xuất sứ Mang gen kháng
1 IR24 IRRI
-0-
2 IRBB4 IRRI
Xa4
3 IRBB7 IRRI
Xa7
4 IRBB21 IRRI
Xa21
5 IRBB60 IRRI Xa4+xa5+xa13+Xa21
6 IRBB61 IRRI Xa4+xa5+Xa7
7 IRBB62 IRRI
Xa4,Xa7,Xa21
8 R25
Trung tâm KKN GCT &PBQG
Chưa rõ
cagcaattcactggagtagtggtt 3
’
R5
’
catcacggtcaccgccatatcgga 3
’
pTA248 Xa21
F: 5’agacgcggaagggtggttcccgga3’
R: 5’agacgcggtaatcgaaagatgaaa3’
MP1-MP2 Xa4
F: 5’ atcgatcgatcttcacgagg3’
R: 5’gtgctataaaaggcattcggg3’
RM225 S
5
n
F: 5’tgcccatatggtctggatg3’
R: 5’gaagtggatcaggaaggc3’
RM253 S
5
n
F: 5’tccttcaagagtgcaaaacc3’
R: 5’gcattgtcatgtcgaagc3’
2.2. Nội dung nghiên cứu.
Nội dung 1: Thu thập và đánh giá vật liệu bằng phương pháp thông thường
và bằng chỉ thị phân tử, sàng lọc chỉ thị phân tử liên kết với các gen kháng
bạc lá và gen tương hợp rộng.
Nội dung 2: Chọn tạo dòng bố, mẹ (TGMS) lúa lai hai dòng mang gen kháng
bệnh bạc lá và gen tương hợp rộng.
- Thời gian sinh trưởng: Tính từ khi gieo đến khi có 85% số hạt chín trên các
khóm.
- Chiều cao cây: Đo từ mặt đất đến đỉnh bông cao nhất không kể râu
- Chiều dài bông
- Chiều dài cổ bông
- Chiều dài lá đòng
- Dảnh hữu hiệu: Đếm tất cả các bông trong một khóm.
- Tỷ lệ hạt chắc, hạt lép trên bông
- Chiều dài, chiều rộng hạt
- Khối lượng 1000 hạt(g): Phơi khô hạt đạt độ
ẩm 13%.
Số liệu thô của các đặc tính nông sinh học trên được xử lí bằng phần
mềm.
- Màu lá, cách sắp xếp lá
- Khả năng kháng bệnh bạc lá
- Năng suất lý thuyết = Mật độ × Số bông hữu hiệu/khóm × Số hạt chắc/bông
× khối lượng 1000 hạt (g) × 1/100
Copyright: Tài liệu đại học ©