BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT CHƯƠNG TRÌNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC NÔNG NGHIỆP BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI: TẠO GIỐNG LÚA THƠM BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Cây lương thực Cây thực phẩm Chủ nhiệm đề tài: TS Phạm Quang Duy ThS Dương Xuân Tú 8388 Hải Dương, tháng 11 năm 2011 BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT CHƯƠNG TRÌNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC NÔNG NGHIỆP BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI TẠO GIỐNG LÚA THƠM BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì đề tài ThS Dương Xuân Tú Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Khoa học Công nghệ Hải Dương, tháng năm 2011 Mục lục Mục Trang I Mở đầu 13 II Mục tiêu đề tài 19 III Cách tiếp cận 19 IV Vật liệu phương pháp 19 V Kết thảo luận 26 Xây dựng tập đoàn giống lúa bố mẹ cho lai tạo đánh giá độ thơm, suất, chất lượng, khả chống chịu Sử dụng thị phân tử liên kết với gen thơm nhằm đánh giá nguồn gen di truyền liên quan tới mùi thơm giống lúa xác định thị phân tử cho đa hình cặp bố mẹ Nghiên cứu lai tạo nguồn gen thu thập để tạo tổ hợp lai F1 sử dụng nuôi cấy bao phấn, hạt phấn Ứng dụng công nghệ đơn bội để tạo hàng loạt dòng khác với kết hợp đa đạng đặc tính di truyền Nghiên cứu quy trình sử dụng thị phân tử phục vụ cho chọn cá thể dòng mang gen thơm Nghiên cứu sử dụng thị phân tử lai quy tụ gen thông qua back-cross Sử dụng thị phân tử liên kết với gen thơm để chọn cá thể dòng đơn bội kép mang gen thơm Xây dựng vườn tập đoàn dòng quy mô lớn để chọn dòng theo mục tiêu; Sử phương pháp chọn giống đánh giá thông thường kết hợp với thị phân tử để chọn dòng lúa thơm mang đặc tính nông học tốt So sánh, khảo nghiệm dòng lúa thơm triển vọng 26 Kết luận đề nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục Phụ lục 1: Qui trình ứng dụng chọn tạo giống lúa thơm thị phân tử công nghệ đơn bội Phụ lục 2: Các bảng biểu Phụ lục 3: Hình ảnh dòng lúa thơm triển vọng 77 VI VII VIII 29 34 35 36 46 49 54 64 80 83 87 113 12 BẢNG GIẢI THÍCH CHỮ VIẾT TẮT 2-AP 2-acetyl-1-pyrroline ADN/DNA Acid Deribo-nucleic ARN Acid Ribo-Nucleic BADH Betaine Aldehyd Dehydrogenase Bộ môn SLSH - CLNS Bộ môn Sinh lý - sinh hóa Chất lượng nông sản Bộ NN&PTNT Bộ Nông nghiệp PTNT IRRI Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế KL.1000 hạt Khối lượng 1000 hạt NSLT Năng suất lý thuyết NSTT Năng suất thực thu PCR Polimer Chain Reaction RCBD Random complete Block Design Viện CLT - CTP Viện Cây lương thực Cây thực phẩm 13 I ĐẶT VẤN ĐỀ Tính cấp thiết đề tài Một mục tiêu quan trọng ngành sản xuất lúa gạo Việt Nam đến năm 2020 phủ đặt là: nâng cao chất lượng tính cạnh tranh, phục vụ tốt nhu cầu tiêu dùng xuất Chính vậy, nghiên cứu chọn tạo phát triển giống lúa chất lượng cao phục vụ cho sản xuất yêu cầu cấp thiết tổ chức nghiên cứu chọn tạo giống lúa Việt Nam Ở nước ta nhu cầu sử dụng lúa gạo chất lượng cao ngày tăng Do sản xuất nước không đáp ứng đủ nhu cầu nên công ty lương thực phải nhập gạo chất lượng cao từ nước Thái Lan, Căm-Pu-Chia… Dự báo tương lai, không phát triển giống lúa có chất lượng cao Việt Nam xuất loại gạo có chất lượng thấp, lại phải nhập loại gạo chất lượng cao từ nước ngoài, giá trị hiệu sản xuất lúa gạo ta thấp Chính vậy, tăng diện tích giống lúa chất lượng cao hướng tất yếu sản xuất lúa gạo ta tương lai Vấn đề khó khăn việc mở rộng diện tích giống lúa chất lượng cao Việt Nam giống Bộ giống lúa chất lượng cao cho sản xuất vùng miền ta đơn điệu, khả thích ứng kém, chất lượng chưa hẳn cao, suất thấp đặc biệt khả chống chịu với số sâu bệnh hại rầy nâu, bệnh đạo ôn, bạc vi khuẩn…do nên sản xuất mang tính rủi ro cao, hiệu thấp Hiện tại, tỉnh phía Nam, người dân phải gieo trồng giống lúa chất lượng có nguồn gốc từ Thái Khaodatmali, Jasmin giống lúa chưa thực phù hợp với điều kiện sinh thái Việt Nam Tại tỉnh phía Bắc, giống lúa chất lượng cao trồng chủ yếu giống cổ truyền Tám thơm, Dự…, giống dài ngày, chống chịu sâu bệnh suất thấp; giống lúa nhập nội từ Trung Quốc Bắc thơm số 7, Hương thơm số , giống lúa ngắn ngày, trồng vụ suất không cao, khả chống chịu sâu bệnh đặc biệt bệnh bạc vi khuẩn Chính vậy, giống lúa có suất cao, chất lượng thấp trung bình KD, Q5, Xi23…vẫn chiếm ưu sản xuất Việc chọn tạo giống lúa với tiêu chất lượng mùi thơm, nhiệt hoá hồ, hàm lượng amylose thường khó tiêu yếu tố cấu thành suất Một tiêu chí quan trọng chất lượng lúa gạo mùi thơm Cho đến việc chọn tạo giống lúa thơm, chất lượng thường chủ yếu dựa vào phương pháp lai tạo phân tích thông thường Tuy nhiên mùi thơm thường bị tác động điều kiện môi trường nên việc phân tích thưòng phải tiến hành nhiều vụ cho dòng giống muốn lựa chọn Việc làm tốn tiền bạc mà thời gian Hơn nữa, hầu hết việc đánh giá đặc tính chất lượng phương pháp phân tích thông thường tiến hành thu hoạch lúa cần tới vài gam hạt Đây trở ngại cho công tác chọn giống mà cá thể hay dòng đánh giá, phân tích cho số lượng hạt cần phải gieo cấy vụ 14 “Chương trình trọng điểm phát triển ứng dụng công nghệ sinh học lĩnh vực nông nghiệp Phát triển nông thôn đến năm 2020” Chính phủ giao cho Bộ NN&PTNT chủ trì thực theo Quyết định số 97/2007/QĐ-TTg ngày 29 tháng năm 2007 chìa khoá để mở hướng nghiên cứu, có việc ứng dụng công nghệ cao nghiên cứu chọn tạo giống trồng nói chung giống lúa chất lượng nói riêng Nằm khuôn khổ chương trình này, Viện Cây lương thực Cây thực phẩm Bộ NN&PTNT giao cho chủ trì thực đề tài: “Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơm thị phân tử công nghệ đơn bội” giai đoạn 2007 2010 Những nghiên cứu nước liên quan đến đề tài: Những nghiên cứu nước Chọn tạo giống lúa có chất lượng gạo cao ưu tiên hàng đầu hầu sản xuất lúa gạo giới, đặc biệt kinh tế phát triển, số lượng gạo đầu người giảm dần, người tiêu dùng có đòi hỏi ngày cao mặt chất lượng Tại Nhật, bốn thập kỷ gần lượng gạo đầu người giảm từ 120 kg xuống 60 kg Tuy nhiên lượng gạo chất lượng cao tiêu thụ lại tăng lên cách rõ rệt Để thoả mãn nhu cầu người tiêu dùng, việc nghiên cứu giống lúa chất lượng cao đặt lên hàng đầu hầu hết giống lúa sản xuất giống có hàm lượng amylose thấp (từ 16-20%), cơm mềm, dẻo, ngon Xu chung xảy nước sử dụng lúa gạo lương thực Đài Loan, Hàn Quốc (Ito, S 2004) Tại Trung Quốc, giống lúa dạng Japonica cho cơm mềm, dẻo ngon phát triển mạnh (Chiên, H 2004) Để tăng cường tính cạnh tranh thị trường lúa gạo giới Thái Lan có chương trình nghiên cứu lớn, hàng năm đầu tư hàng triệu đô la Mỹ cho việc phát triển giống lúa thơm, có chất lượng cao (Vanavichit cộng sự, 2004) Trong đặc tính lý hoá liên quan tới chất lượng gạo mùi thơm đặc tính quan trọng Đã có nhiều nghiên cứu mùi thơm chất tạo mùi thơm lúa gạo Chất thơm lúa có tới trăm hợp chất dễ bay hydrocarbons, alcohol, aldehydes, ketones, acid, esters, phenols, pyridines, pyrazines hợp chất khác (Yajima cộng 1978) Trong chất 2-acetyl-1-pyrroline (2AP) xem hợp chất quan trọng tạo mùi thơm tất giống lúa, giống Basmati Jasmine (Buttery cộng sự, 1982; 1983) Theo số liệu thống kê, hàm lượng 2AP giống lúa thơm đạt tới 0.09 mg/kg, cao gấp 10 lần so với các giống lúa không thơm (0.006-0.008 mg/kg) (Buttery cộng sự., 1983) Chất tạo mùi 2AP tìm thấy hầu hết phận cây, trừ phần rễ (Lorieux cộng 1996) Đã có nhiều phương pháp giúp xác định mùi thơm lúa bao gồm định tính định lượng Các phương pháp định tính nếm hạt giúp người nếm cảm nhận mùi thơm hạt gạo nhai, phương pháp ngửi mùi mẫu hạt gạo ngâm dung dịch KOH 1.7% I2-KI theo Sood CS 1978 Các phương pháp định lượng xây dựng dựa việc xác định thành phần mùi thơm Theo Buttery CS 1983 2-acetyl-1-proline chất bay thành phần tạo nên mùi thơm lúa Đã có nhiều phương pháp xác định hàm lượng 2AP khác nhau, N.L.Hien 15 CS 2006 xác định hàm lượng 2AP giống lúa thơm cho thấy giống Jasmine 85 có 212,0 ppb, Khao Dawk Mali có 322,2ppb, Nàng thơm chợ đào có 83,6ppb Ngoài Nadaf CS 2006 tìm chất 2,4-dinitrophenol hydrazyine giúp nhận biết có mặt 2AP, chất phản ứng với 2AP tạo chất màu đỏ cam 2-acetyl-phenyl hydrazone 2AP có cấu tạo gồm vòng pyroline nhóm methyl-keton Trên lúa, 2AP tạo thành điều kiện nhiệt độ bình thường tạo tất phận phía mặt đất Cấu tạo 2-acetyl-1-pyrroline (Current science, 1534 Vol.91, No.11, 10 December 2006) Yoshihashi cộng (2002) phát nguồn cung cấp nitơ cho sinh tổng hợp 2AP L-proline nguồn carbon (nhóm acetyl) từ L-proline Như chất tiền thân 2AP, proline tham gia vào trình điều hoà thẩm thấu Sự tích luỹ proline điều kiện khô hạn tỷ lệ thuận với hình thành 2AP lý giống lúa thơm Thái lan “Khao Dawk Mali 105 có mùi thơm điều kiện khô hạn vùng Tung Kula Rong Hai (Yoshihashi cộng sự, 2002) Sơ đồ mối quan hệ BAD2 tổng hợp 2AP (Yoshihashi cộng sự, 2002) 16 Di truyền tính trạng thơm lúa nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Khi nghiên cứu tỉ lệ phân ly cá thể thơm không thơm quần thể F2 nhiều tổ hợp lai, nhà nghiên cứu cho có số gen khác (trội lặn) liên quan tới tính trạng thơm (Kadam Patanknar, 1938; Ghose Butany, 1952; Nagaraju cộng 1975; Berner Hoff 1986) Tuy nhiên, nghiên cứu khẳng định hầu hết giống lúa thơm, gen đơn lặn (fgr) nằm nhiễm sắc số chịu trách nhiệm sinh tổng hợp hợp chất 2AP hợp chất mùi thơm (Ahn cộng 1992) Gen có khoảng cách di truyền với RFLP marker RG28 4.5 cM Bằng việc sử dụng số SSR markers khác L02 (với cặp mồi xác định 5’-CATCGGATAGTTCTCGGCAA-3’ (forward) 5’-GATACGTCGGTGTCGGT CAA-3’ (rerverse) L06 (với cặp mồi đặc hiệu 5’- GCAAGTGACGGAGTAC GCCT-3’ (forward) 5’- GCTAACTTCCGCTCACGCAA-3’ (reverse) , độ dài vị trí gen fgr xác định xác (Bradbury cộng 2005) Gen fgr xác định nhiễm sắc thể số 8, có độ dài khoảng 69 kb (Chen cộng sự, 2006) Vanavichit cộng (2004) xa việc xác định gen qui định mùi thơm Nhóm nhà nghiên cứu phát đoạn nhiễm sắc thể khoảng 27,6 kb đặt tên Os2AP chứa 15 exon nằm nhiễm sắc thể số điều khiển tính trạng không thơm lúa Sự đoạn bp exon thứ kìm hãm hoạt động đồng hoá chất proline thành hợp chất không thơm đoạn gen cung cấp nguồn proline chất trung gian khác để tạo chất thơm acetyl-1 pyroline Đoạn bp sử dụng để tạo thị phân tử Aromarker sủ dụng cách hữu hiệu chọn tạo giống lúa thơm Thái Lan Ngoài ra, sau phân tích trình tự frg region xác định gene mã hoá cho carbonic anhydrase, 3-methylcrotonyl-CoA carboxylase betaine aldehyde dehydrogenase (BADH2) BAD2 xác định tương tự gen fgr tham gia trình sinh tổng hợp 2AP (Bradbury cộng sự, 2005) Thú vị gen BAD2 tìm thấy giống hoa hồng có mùi thơm (Guterman cộng sự, 2002) Gen BAD2 khuyếch đại chuỗi PCR với cặp mồi đặc hiệu ESP (forward, với trình tự 5’-TTGTTTGGAGCTTGCTGATG-3’) IFAP (reverse, với trình tự 5’- CATAGGAGCAGCTGAAATATATACC-3’) (Bradbury cộng sự, 2005b) 17 Gen fgr qui định tổng hợp chất 2-AP tạo mùi thơm lúa gạo mapping nhiễm sắc thể số với thị phân tử RFLP, thị gần RG28 với khoảng cách liên kết 4,5 cM (Garland cộng sự, 2000; Cordeiro cộng sự, 2002; Jine cộng sự, 2003) Louis M T Bradbury cộng (2005) có nghiên cứu gen qui định tính trạng mùi thơm giống lúa basmati jasmine Kết cho thấy, mùi thơm giống lúa có mặt chất 2AP, gen lặn fgr nhiễm sắc thể số liên kết chặt với tính trạng Gen fgr trạng thái đồng hợp tử qui định tổng hợp enzyme betaine aldehyde dehydrogenase (BAD) xúc tác chu trình tổng hợp chất 2AP Sự tích lũy 2AP kiểu gen thơm giải thích đột biến chức gen fgr Gen fgr tương đương với gen mã hóa BAD2 lúa, gen BAD1 mã hóa gen nằm NST số Ngoài ra, BAD có liên quan đến khả chống chịu với điều kiện bất thuận trồng Gần nhất, Pauchauri Vinita cộng thuộc Viện nghiên cứu Nông nghiệp Ấn Độ nghiên cứu chất tạo mùi thơm lúa chọn giống lúa thơm sử dụng thị phân tử Kết nghiên cứu thấy chất 2-AP chất tạo mùi thơm giống lúa thơm nghiên cứu Đồng thời tác giả nghiên cứu xây dựng đồ di truyền QTL (quantitative trait loci) điều khiển tính trạng mùi thơm lúa Kết nghiên cứu nhóm tác giả đưa tương đồng với nghiên cứu tác giả trước: Có vị trí QTL xác định liên quan đến tính trạng mùi thơm, qaro8.1 nằm NST số có ý nghĩa chủ yếu đóng vai trò allen không chức gen BADH2 qui định tổng hợp enzyme betaine aldehyde dehydrogennase (BADH), allen chức gen BADH2 không thơm; Tương tự, allen gen BADH1 phạm vi QTL qaro4.1 nằm NST số liên quan đến mùi thơm lúa; Gen nằm QTL qaro3.1 NST số chưa giải mã Nhóm tác giả phát triển thị phân tử liên kết với QTL qaro8.1 nằm NST số ứng dụng chọn tạo giống lúa thơm (Pauchauri Vinita cộng sự, 2010) Hàm lượng amylose tiêu quan trọng đánh giá độ dẻo chất lượng ăn nếm gạo Do thị hiếu chung người tiêu dùng mà gạo chất lượng thường loại có hàm lượng amylose từ thấp tới trung bình Những nghiên cứu hàm lượng amylose lúa thường gắn liền với nghiên cứu gen quy định tính dẻo (wx gen) Người ta chứng minh hàm lượng amylose điều khiển gen wx gene nằm nhiễm sắc thể số vài gen phụ trợ khác (Kumar cộng sự, 1987; Li cộng sự, 2003) Các kết nghiên cứu cho thấy giống lúa Indica mang Wxa gen với hàm lượng amylose cao giống Japonica mang Wxb có hàm lượng amylose thấp (Lanceras cộng sự, 2000) Nhiệt độ hoá hồ đặc tính quan trọng ảnh hưởng tới chất lượng ăn nếm gạo Gạo có nhiệt độ hoá hồ thấp thường bị nát nấu, ngược lại loại gạo có nhiệt độ hoá hồ cao thường lâu chín nấu cho cơm khô Người ta xác định tính trạng nhiệt hoá hồ điều khiển gen đơn alk nằm nhiễm sắc thể số (Li cộng sự, 2003; He cộng sự, 1999) Ngoài độ bền thể gel (gel consistancy) tiêu quan trọng quy định độ dẻo mềm gạo nấu Lanceras cộng (2002) cho thấy độ bền thể gel điều khiển gen vài gen bổ trợ 18 khác Cho đến việc chọn tạo giống lúa thơm, chất lượng thường chủ yếu dựa vào phương pháp lai tạo phân tích thông thường Tuy nhiên mùi thơm thường bị tác động điều kiện môi trường nên việc phân tích thưòng phải tiến hành nhiều vụ cho dòng giống muốn lựa chọn Việc làm tốn tiền bạc mà thời gian Hơn nữa, hầu hết việc đánh giá đặc tính chất lượng phương pháp phân tích thông thường tiến hành thu hoạch lúa cần tới vài gam hạt Đây trở ngại cho công tác chọn giống mà cá thể hay dòng đánh giá, phân tích cho số lượng hạt cần phải gieo cấy vụ Do nhược điểm công tác chọn giống ứng dụng phương pháp chọn tạo truyền thống, phân tích thông thường, nhà chọn giống tìm kiếm phương pháp để chọn tạo giống lúa nói chung lúa thơm, chất lượng nói riêng cách hiệu thông qua việc tạo nhanh dòng công nghệ đơn bội (nuôi cấy bao phấn, hạt phấn) sử dụng thị phân tủ xác định gen quy định tính trạng chất lượng gạo Tại Trung Quốc, công nghệ đơn bội sử dụng để tạo giống cách có định hướng Hàng nghìn phòng nuôi cấy mô tế bào xây dựng từ năm 1970 Những phòng nghiên cứu ứng dụng công nghệ đơn bội tạo 100 giống lúa nhiều dòng giống bố mẹ cho tổ hợp lúa lai Các dòng giống lúa tạo từ công nghệ đơn bội gieo cấy với diện tích hàng triệu Kỹ thuật nuôi cấy bao phấn tạo 40 giống lúa Hàn Quốc (Jain cộng 1997) Việc ứng dụng công nghệ nuôi cấy bao phấn, hạt phấn tạo giống lúa thành công IRRI, Nhật Bản, ấn Độ, Thái Lan nhiều nước khác Sử dụng thị phân tử (molecular markers) để xác định gen cần thiết chọn tạo giống lúa mở triển vọng lớn cho việc cải tiến giống lúa Tại úc, nhà nghiên cứu thành công việc xác định ứng dụng thị phân tử R28, RM223, RM42 liên kết chặt với gen quy định tính trạng mùi thơm (fgr gene) việc chọn tạo giống lúa thơm (Stephen Robert, 2001) Tại Thái Lan, thị phân tử Aromarker sử dụng cách hữu hiệu việc tạo dòng, giống lúa thơm (Vanavichit cộng 2004) Ứng dụng công nghệ đơn bội (nuôi cấy bao phấn, hạt phấn) thị phân tử việc chọn tạo giống lúa thơm trở thành công việc thông thường Thái Lan Các nhà chọn giống người Thái thành công việc tạo giống lúa thơm cách quy tụ gen kháng bạc lá, đạo ôn vào giống lúa thơm địa phương Thai Hom Mali, Kao Khor (thuộc nhóm giống lúa Jasmine) thông qua đường lai hồi quy kết hợp sử dụng thị phân tử (Toojinda cộng 2004) Họ thành công việc kết hợp nuôi cấy bao phấn, hạt phấn sử dụng thị phân tử liên kết với gen quy định hàm lượng chất thơm, tính kháng bạc lá, đạo ôn để tạo nhanh giống lúa có mùi thơm có khả chống chịu hữu hiệu với số sâu bệnh hại (Yeetoo cộng 2004) 19 32 33 34 35 LT3/BB7 ST/AC5 N91/AC5 N91/BT Tổng F3 F3 F3 F3 12 13 0 360 Bảng 13 Kết chọn lọc vườn dòng vụ Xuân 2009 STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 Tổ hợp lai C70/CR203//KN1///KD BT/P6 CL8/AC5 CL9/AC4 CL9/AC5 Q5/75-6//AC4 AC5/Q5//AC4 AC5/Q5//C70 Jasmin/AC15 Jasmin/KD CL8/P6 CL8/Q5 HC/ĐB6 HTS1/ĐB5 N19/BT ST/AC5 BT/BB5 AC15/AC5 Q5/76-5 Ac5/BL10 AC5/BB7 BT/BB7 BT/CH133 BT/IR64 BT/CH133 LT3//BB7 Perai/P6 KD/IR64 Perai/BT/P6 Perai/BT BT/ĐB1 BT/Q5 BT/§B6 BT/§B5 AC15/§B1 AC15/ĐB5 AC5/ĐB6 AC15/P6 HTS1/Q5 T/hệ F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 Số dòng gieo 10 11 5 10 3 4 5 10 11 13 12 16 14 22 Số dòng chọn 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 2 Số cá thể chọn 0 11 0 0 0 0 0 2 0 13 24 13 14 28 119 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 AC15/Q5 LC93-1/LT nhật CH133/AC5 AC5/BL1//AC5/BL1 AC5/BB21//AC5 DT28/P6 Q5/75-6//P6 Jasmin/C70 HTS1/§B1 P6/Okini AC5/BB21 Perai/AC5 Perai/BB5 BT/BB4 BT/BB21 AC5/ĐB5 AC5/ĐB1 HC/Q5 HC/ĐB1 HC/ĐB5 Perai/Jasmin Perai/P6//HTS1 Perai/BT IR1561ĐB Perai64S ĐB Perai64S ĐB Perai64S ĐB Perai64S ĐB Tổng F5 F5 F5 F5 F5 F5 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 DH2 DH2 F6 F6 F6 F6 F6 18 3 10 15 11 5 5 10 415 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 50 15 2 0 10 1 11 14 4 20 0 0 0 260 Bảng 14 kết chọn lọc vườn dòng lúa thơm vụ Mùa 2009 TT Tổ hợp lai 10 11 12 13 14 C70/CR203//KN1///KD IR1561ĐB Q5/76-5 Jasmin/AC15 AC5/Q5//AC4 CL8/AC5 BT/CH133 CL8/AC15 LT3/BB7 KD/IR64 AC15/ĐB1 CL9/AC4 Q5/76-5//AC4 AC5/Q5//C70 Thế hệ F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 Số dòng gieo 1 13 12 Số dòng chọn 1 0 1 0 1 Số cá thể chọn 0 0 0 120 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 CL9/AC5 AC5/Q5/AC4 C18/P6 BT/CH133 AC15/AC5 CL18/Q5 Peai/P6 BT/IR64 AC15/ĐB5 AC15/ĐB6 AC15/P6 AC15/N91 HTS1/Q5 Peai/BT/P6 LC93-1/LTNhật AC5/BL1//AC5/BL21 AC5/BB21/AC5 AC5/BL6 AC15/Q5 CH133/AC5 BT/ĐB6 BT/ĐB5 Q5/76-5//P6 Jasmin/C70 HTS1/ĐB1 P6/OKini AC5/BB21 Perai/AC5 Perai/BB5 BT/BB4 BT/BB21 AC5/ĐB5 AC5/ĐB1 HC/Q5 HC/ĐB1 HC/ĐB5 Perai/Jasmin AC5/LT2 AC5/BB1-4 2TGMS/26UILT AC15/ST BT/AC5 BT/LT2 BT/ST PC5/LT2 CL8/LT2 CL8/ST F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 1 3 16 30 12 16 15 25 11 8 12 15 4 20 15 18 12 15 18 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 8 1 0 16 0 0 0 0 11 0 0 0 6 121 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 Jasmin/AC5 CL9/ST CL9/LT2 CL8/ST Jasmin/ST Jasmin/NH ST/NH BB1-10/LT2 BB1-10/ST BB1-10/NH AC5/N19 AC15/CH133 HC/LT2 HTS1/AC5 LT3/AC5 LT3/BB7 ST/AC5 NH/AC5 PC5/AC15 LT2/AC5 CL8/PC5 Perai/P6//HTS1 Perai/BT AC5/BB1-4 C18/ST HC/ST NH/AC5 ST3/AC5 P6/BT BB1/AC5 BB1-10/PC5 BB1-10/NH BB1-10/BT AC15/N91 LT3/AC5 P6/LT2 Tổng F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 DH3 DH3 DH1 DH1 DH1 DH1 DH1 DH1 DH1 DH1 DH1 DH1 DH1 DH1 DH1 9 14 17 21 14 14 18 13 14 12 13 11 3 4 3 14 719 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 30 20 0 0 0 0 0 0 0 0 240 Bảng 15 Kết chọn cá thể tổ hợp lai hệ F4 vụ Xuân 2010 STT Tổ hợp lai T/hệ Số cá thể chọn AC5/BB1-4 F4 AC5/BB3 F4 AC5/BB1 F4 AC5/BB24 F4 122 P6/Sóc trăng F4 6 P6/LT2 F4 7 HC/AC5 F4 N91/BBT F4 LT2/AC5 F4 10 BT7/N91 F4 11 BT7/PC5 F4 12 BT/LT2 F4 13 BT7/BB4-1 F4 14 BT7/N19 F4 15 CL8/PC5 F4 16 HT1/AC5 F4 17 BB1-10/BT F4 18 BB1-10/AC5 F4 19 BB1-10/P6 F4 20 HC/NH F4 21 HC/Sóc trăng F4 22 HC/Sóc trăng F4 23 HTS1/NH F4 24 Jasmin/ST F4 25 Jasmin/NH F4 26 Sóc trăng/NH F4 27 Sóc trăng/AC15 F4 28 BB5-7/Nàng hương F4 29 N19/BT7 F4 30 N19/Nàng hương F4 31 LT2/CH133 F4 32 LT2/BT7 F4 33 LT3/KD18 F4 34 LT3/N19 F4 35 P6/KD F4 123 36 P6/N19 F4 37 PC5/CH133 F4 38 AC5/KD F4 39 AC5/N91 F4 40 AC5/N19 F4 10 41 N46/ ĐB6 F4 42 HT1/P6 F4 43 HT1/P6 F4 44 HT1/N91 F4 45 HT1/N19 F4 46 HT1/N19 F4 11 47 Nàng hương/BL22 F4 15 48 Nàng hương/BL22 F4 49 Nàng hương/N91 F4 10 50 Nàng hương/N46 F4 51 P6/N19 F4 52 ĐB6/HT1 F4 53 VTD1/HT1 F4 54 VTD1/AC5 F4 55 VTD1/AC5 F4 56 AC5/N91//AC5 F4 57 AC5/LT2//AC5 F4 58 AC5/BB1-4//AC5 F4 59 AC15/ST//ST F4 60 BT7/AC5//AC5 F4 61 BT7/LT2//BT7 F4 62 BT/Sóc trăng//Sóc trăng F4 63 CL8/ST//Sóc trăng F4 64 HC/Sóc trăng//Sóc trăng F4 65 HC/Sóc trăng//HC F4 66 J asmin/Sóc trăng//Sóc trăng F4 124 67 BB1-10/Sóc trăng//Sóc trăng F4 68 BB1-10/Sóc trăng//Sóc trăng F4 69 BB1-10/NH//NH F4 70 BB1-10/BT7//BT7 F4 71 P6/BT7//P6 F4 72 P6/BT7//BT7 F4 73 P6/CH133//P6 F4 74 AC5/CH133//AC5 F4 75 AC5/N19//N19 F4 76 HC/LT2//HC F4 77 HT1/AC5//HT1 F4 78 HT1/AC5//HT1 F4 79 LT2/AC5//AC5 F4 80 LT3/AC5//AC5 F4 81 P6/ST//P6 F4 82 Sóc trăng/AC5//BT7 F4 83 Sóc trăng/AC5//BT7 F4 84 Sóc trăng/AC5//AC5 F4 85 Sóc trăng/AC5//AC5 F4 86 Sóc trăng/AC5//N91 F4 87 HC/AC5//AC5 F4 88 BT7/ĐB5 F4 89 LT2/1RD F4 90 72F1/13F1 F4 91 AC5/1RD F4 92 HT1/1RD F4 93 BB122/N91 F4 Tổng 561 125 Bảng 16 Kết chọn lọc vườn dòng đồng ruộng vụ Xuân 2010 STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Tổ hợp lai AC10 AC15 AC5/ĐB5 AC5/Q5//AC4 CL8/P6 KD/I64 Peải/P6//HT1 AC5/Q5//AC5 AC5/Q5//C70 2TGMS/26UILT HTS1/Q5 IR64 ĐB KD/I64 BT7/ĐB5 AC5/Q5//C70 AC5/Q5//AC4 BT7/CH133 AC15/Q5 CL8/AC5 BB1-10/PC5 CL8/AC5 Peải/BT7 CL8/AC15 CL8/AC5 CL8/P6 Peải/P6 P6/Okini Q5/76-5 AC15/N19 BT7/IR64 BB24/AC5 LT3/BB7 ST/AC5//AC5 Jasmin/Sóc trăng//Sóc trăng AC5/CH133//AC5 N91/AC5 HT1/AC5//HT1 HT1/LT2 Nàng hương/N91 N91/AC15 T/hệ F7 F7 F7 F7 DH4 F7 F7 F7 F7 F7 F7 F7 F7 F7 DH4 F7 F7 DH3 F7 DH4 F7 F7 F7 F7 F7 F7 DH3 F7 DH2 DH2 DH2 DH2 DH2 DH2 DH2 DH2 DH2 DH2 Số dòng gieo 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 2 1 1 12 1 1 1 Số dòng chọn 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 0 Số cá thể chọn 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 126 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 CL8/Sóc trăng AC15/ĐB5 AC15/P6 LC93-1/Lúa thơmnhật AC15/Q5 BT7/BĐ6 Q5/76-5//P6 BT7/ĐB5 HC/Q5 AC15/ĐB1 AC5/ĐB6 AC15/ĐB5 AC15/ĐB6 AC15/Q5 AC5/LT2 AC5/BB1-4 AC15/Sóc trăng BT7/AC5 BT7/LT2 BT7/Sóc trăng CL8/LT2 CL8/Sóc trăng Jasmin/AC5 CL9/Sóc trăng CL9/LT2 CL8/Sóc trăng Jasmin/Sóc trăng Sóc trăng/Nàng hương BB1-10/LT2 BB1-10/Sóc trăng BB1-10/NH AC5/N91 AC5/CH133 HC/LT2 HT1/AC5 Sóc trăng/AC5 NH/AC5 LT2/AC5 CL8/AC5 Tổng DH2 F7 F7 F7 F7 F7 F7 F7 F7 F7 F7 F7 F7 F7 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 1 1 10 13 2 18 15 20 8 6 284 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 63 0 1 13 10 6 12 0 0 10 0 11 143 127 Bảng 17 Kết chọn cá thể tổ hợp lai hệ F4 vụ Mùa 2010 STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Nguồn gốc (IR24/NH)//(N91/Nàng hương) HT1/(C70/CR203//KN1/KD) (AC5/N19)/(BB1-10/AC5) KD/AC5 HT6/ĐB5 BM9603/CH133 BT7/N19//BT7 LT3/BB7//LT3///BT7 LT3/BB7//LT3/BT7 BT7/N91//BT7 PC6/N91//AC5 AC5/N91//AC5/CH133 ĐB6/BM9603//VTD3 HT1/BL21//HT1 N91/HT6 LT2/ĐB6 (C70/CR203//KN1///KD)/HT9 AC15/N91//AC15 AC15/N91//AC15 (C70/CR203//KN1///KD)/HT6 C70/CR203//KN1///KD)/HT6 LT3/(C70/CR203//KN1///KD) VTD2/PC6 PC6/N19//AC5 Tổng T/hệ F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 F4 Số cá thể chọn 6 5 6 7 6 6 6 128 Bảng 18 Kết chọn lọc vườn dòng vụ Mùa 2010 STT 10 11 12 13 14 Nguồn gốc IR64ĐB 29VLX10 BB24/AC5 HT1/AC5//HT1 NH/N91 AC15/P6 AC15/Q5 BT/ĐB6 AC15/ĐB6 AC15/Q5 BT/ST CL8/Sóc trăng CL8/LT2 Tasmin/Sóc trăng Thế hệ F8 F8 DH3 DH3 DH3 F8 F8 F8 F8 F8 F6 F6 F6 F6 Số dòng gieo 1 1 1 1 Số dòng chọn 0 1 1 1 1 1 Số cá thể chọn 10 0 0 0 0 0 0 128 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 AC5/N91 AC5/CH133 AC10 HC/LT2 LT3/BB7 ST/AC5//AC5 Tasmin/Sóc trăng//Sóc trăng HT1/LT2 BB24/AC5 AC5/BB1-4 N91/AC15 AC15/ĐB5 BT/ĐB6 BT/ĐB5 HC/Q5 AC5/ĐB6 AC15/ĐB1 AC15/Q5 AC5/LT2 AC5/BB1-4 AC15/Sóc trăng BT7/LT2 BT7/Sóc trăng CL8/LT2 CL8/Sóc trăng Tasmin/AC5 CL9/Sóc trăng BB1-10/LT2 BB1-10/NH AC5/N91 AC5/CH133 HC/LT2 NH/AC5 ST/AC5 CL8/AC5 AC5/BB1-4 AC5/BB3 AC5/BB1 P6/Sóc trăng P6/LT2 HC/AC5 N91/BT LT2/AC5 BT7/PC5 BT7/LT2 AC5/BB24 BT7/BB1-4 F6 F6 F6 DH3 DH3 DH3 DH3 DH3 F6 DH3 F8 F8 F8 F8 F8 F8 F8 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F6 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 10 11 1 13 8 12 11 5 7 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 2 16 8 5 6 0 2 129 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 BT7/N91 CL8/PC5 HT1/AC5 BB1-10/BT7 BB1-10/AC5 LT2/AC5 BT7/N91 AC5/BB1 AC5/BB24 HC/Nàng hương HC/Sóc trăng HT1/nàng hương Jasmin/Sóc trăng P6/N19 PC5/CH133 AC5/KD AC5/N91 Sóc trăng/Nàng hương Sóc trăng/AC5 BB5-7/Nàng hương N19/BT7 N19/Nàng hương LT2/CH133 LT3/KD18 LT3/N19 P6/KD18 AC5/N19 N46/ĐB6 HT1/P6 HT1/N91 HT1/N19 NH/BL22 NH/N91 NH/N46 P6/N19 ĐB6/HT1 AC5/N91//AC5 AC5/LT2//AC5 AC5/BB1-4//AC5 BT7/AC5//AC5 BT7/LT2//BT7 CL8/Sóc trăng//Sóc trăng HC/Sóc trăng//Sóc trăng Tasmin/Sóc trăng//Sóc trăng BB1-10/Sóc trăng//Sóc trăng BB1-10/Nàng hương//Nàng hương P6/BT7//P6 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 F5 6 6 5 5 11 5 5 10 14 12 8 7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 5 5 15 11 10 13 11 130 109 110 111 112 113 114 115 116 117 P6/BT7//BT7 P6/CH133//CH133 AC5/CH133//AC5 HT1/AC5/HT1 ST/AC5//N91 Cl9/LT2 CL8/Sóc trăng Tasmin/Sóc trăng BB1-10/LT2 Tổng F5 F5 F5 F5 F5 F6 F6 F6 F6 6 6 2 591 0 0 0 0 27 6 2 438 131 Phụ lục HÌNH ẢNH MỘT SỐ DÒNG LÚA THƠM TRIỂN VỌNG HDT2 Mùa 2010 BT7 132 133 [...]... nhẹ Thơm Thơm K thơm K thơm K thơm K thơm K thơm K thơm K thơm K thơm 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Giống Gen thơm (fgr) DT28 CL9 + T10 + Sóc trăng + ĐSĐL HC + Tám + HT6 + HT9 + D17 IR64 PC5 + PC10 CH207 P376 P13 D100 OM4325 IR70445 + Basmati + Đánh giá K thơm Thơm nhẹ Thơm Thơm K thơm Thơm Thơm Thơm Thơm K thơm K thơm Thơm nhẹ K thơm K thơm K thơm K thơm K thơm K thơm Thơm... CỦA ĐỀ TÀI 1 Mục tiêu chung: Chọn tạo ra các dòng, giống lúa thơm bằng chỉ thị phân tử và công nghệ đơn bội phục vụ nội tiêu và xuất khẩu 2 Mục tiêu cụ thể: - Tạo được 2-3 giống lúa thơm khảo nghiệm quốc gia - Quy trình sử dụng chỉ thị phân tử và công nghệ đơn bội trong chọn tạo giống lúa thơm III CÁCH TIẾP CẬN Từ kết quả nghiên cứu nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước về chất tạo mùi thơm. .. tập đoàn bố mẹ Kết quả sử dụng chỉ thị phân tử BADH2 để đánh giá nguồn gen thơm trong tập đoàn bố mẹ gồm 40 giống được trình bày trong Bảng 4 Kết quả cho thấy: tất các giống lúa có mùi thơm đều mang gen thơm fgr đồng hợp tử Điều đó cho thấy chỉ thị phân tử trên có độ tin cậy và chính xác rất cao trong việc phân biệt các giống lúa mang gen thơm (lúa thơm) và không mang gen thơm (lúa không thơm) trong tập... 7-8: Nhiễm nặng (NN) 2 Sử dụng chỉ thị phân tử liên kết với gen thơm nhằm đánh giá nguồn gen di truyền liên quan tới mùi thơm ở các giống lúa và xác định chỉ thị phân tử cho đa hình đối với các cặp bố mẹ 2.1 Kết quả xác định chỉ thị phân tử sử dụng cho xác định gen thơm trong lúa Dựa trên kết quả nghiên cứu đã đưa ra trước đây, chúng tôi đã sử dụng một số chỉ thị phân tử điều tra: RM342, RG28, L05 và... 15,8 18,0 30,4 17,5 23,9 18,7 18,7 17,5 ít thơm Không thơm Thơm Thơm ít thơm Thơm ít thơm Không thơm Không thơm Không thơm Không thơm Không thơm ít thơm ít thơm Không thơm Thơm Không thơm ít thơm ít thơm Thơm ít thơm ít thơm Bảng 2 Khả năng kháng sâu bệnh của các giống lúa bố mẹ trong vụ Xuân và vụ Mùa 2007 - 2008 tại Viện CLT - CTP TT Mức độ nhiễm sâu bệnh Tên giống Đạo ôn Bạc lá Rầy nâu Điểm Đánh giá... này cho thấy sử dụng chỉ thị RG28 và RM342 chưa phân biệt được các giống lúa thơm và không thơm trong vật liệu chọn tạo của chúng tôi 32 2.1.2 Đánh giá đa hình sản phẩm điện di PCR phân tử ADN của các giống lúa thơm và không thơm sử dụng chỉ thị L05 và BADH2 Kết quả thí nghiệm sử dụng chỉ thị phân tử L05 và BADH2 để phân biệt các giống thơm và không thơm được trình bày ở Hình 2 BADH2: EAP, ESP, IFAP,... công tác chọn tạo giống lúa thơm cũng đã được tiến hành ở Việt Nam Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí Bửu (2004) đã công bố việc sử dụng chỉ thị phân tử R28 và RM223 để phát hiện gen quy định tính trạng mùi thơm (fgr) Việc tìm ra các chỉ thị phân tử này đã góp phần nâng cao hiệu quả của công tác chọn tạo giống lúa thơm và bước đầu đã tạo ra một số dòng lúa tẻ thơm triển vọng tại vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long... INSP và EAP để xác định chỉ thị phân tử liên kết với gen thơm Kết quả cho thấy: chỉ thị L05 cho độ tin cậy khác cao ở mức độ trên 75%; BADH2 cho đa hình cao và xác định được chính xác 100% giữa lúa thơm và không thơm, xác định được kiểu gen thơm đồng hợp tử và dị hợp tử 31 2.1.1 Đánh giá đa hình sản phẩm điện di PCR phân tử ADN của các giống lúa thơm và không thơm sử dụng chỉ thị RG28 và RM342 Hình... chất tạo mùi thơm trong cây lúa, gen qui định tính trạng mùi thơm này, các chỉ thị phân tử ADN liên kết với gen này Trên cơ sở đó chúng tôi điều tra, lựa chọn các chỉ thị phân tử ADN cho đa hình cao, liên kết chặt với gen mùi thơm để sử dụng trong đánh giá vật liệu lai tạo và trong chọn lọc cá thể và dòng lúa thơm mới lai tạo Các phương pháp, kỹ thuật chỉ thị phân tử, công nghệ đơn bội được điều tra,... 300 bp và các giống còn lại (trong đó có 3 giống lúa thơm là AC5, Bắc thơm, Hương thơm số 1 và 1 giống lúa không thơm KD) cho sản phẩm điện di ở khoảng 250 bp Như vậy sử dụng chỉ thị L05 đã phân biệt được giữa các giống lúa mang gen thơm fgr với một số giống lúa không mang gen thơm nhưng ở mức độ chính xác không cao Đối với chỉ thị BADH2, hình ảnh điện di sản phẩm PCR phân tử DNA của các giống khác nhau ... KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT CHƯƠNG TRÌNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC NÔNG NGHIỆP BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI TẠO GIỐNG LÚA THƠM BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ Chủ nhiệm đề. .. 17,5 thơm Không thơm Thơm Thơm thơm Thơm thơm Không thơm Không thơm Không thơm Không thơm Không thơm thơm thơm Không thơm Thơm Không thơm thơm thơm Thơm thơm thơm Bảng Khả kháng sâu bệnh giống lúa. .. giá K thơm Thơm nhẹ Thơm Thơm K thơm Thơm Thơm Thơm Thơm K thơm K thơm Thơm nhẹ K thơm K thơm K thơm K thơm K thơm K thơm Thơm Thơm Ghi chú: -: Không chứa gen thơm; +: Chứa gen thơm; K thơm;