HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ LƯƠNG ĐÁNH GIÁ VÀ PHÁT HIỆN GEN KHÁNG BỆNH BẠC LÁ Xa4, xa5 VÀ Xa7 CỦA TẬP ĐOÀN NGUỒN GEN LÚA ĐỊA PHƯƠNG Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 60.42.02.01 Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Phan Hữu Tôn NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Lương ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp cố gắng thân nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ bạn bè người thân Lời đầu tiên,Tơi xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Phan Hữu Tơn, người định hướng nghiên cứu, tận tình bảo giúp đỡ suốt thời gian học tập thực luận văn tốt nghiệp Tôi xin cám ơn ThS Tống Văn Hải thầy cô Bộ môn Sinh học phân tử CNSH ƯD, thầy cô Khoa Công nghệ sinh học cán nghiên cứu Trung tâm Bảo tồn & Phát triển Nguồn gen Cây trồng nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện để tơi hồn thành tốt luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, người ln bên cạnh động viên tơi q trình học tập thực luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Lương iii MỤC LỤC Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Mục lục iv Danh mục chữ viết tắt vi Danh mục bảng vii Danh mục hình viii Trích yếu luận văn ix Thesis abstract xi Phần Mở đầu 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu đề tài 1.3 Phạm vi nghiên cứu đề tài 1.4 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài Phần Tổng quan tài liệu 2.1 Khái quát bệnh bạc 2.1.1 Nguyên nhân, triệu chứng bệnh bạc 2.1.2 Các chủng vi khuẩn gây bệnh 2.1.3 Phương pháp phân lập lây nhiễm 2.2 Gen kháng nguồn gen kháng bệnh bạc 2.2.1 Gen kháng bệnh bạc thị liên kết với gen kháng 2.2.2 Di truyền tính kháng bệnh bạc 12 2.2.3 Ứng dụng thị phân tử chọn tạo giống lúa kháng bệnh bạc 14 2.3 Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống kháng bệnh bạc 17 2.3.1 Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống lúa kháng bệnh bạc giới 17 2.3.2 Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống lúa kháng bệnh bạc Việt Nam 19 Phần Vật liệu, nội dung phương pháp nghiên cứu 22 3.1 Vật liệu nghiên cứu 22 3.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 25 3.3 Nội dung nghiên cứu 25 3.4 Phương pháp nghiên cứu 25 iv 3.4.1 Sử dụng thị phân tử DNA phát gen kháng bệnh bạc 25 3.4.2 Đánh giá khả kháng bệnh bạc lây nhiễm nhân tạo 27 3.4.3 Phân loại loài phụ, nếp tẻ, đặc điểm nông sinh học suất 27 3.4.4 Xử lý số liệu 30 Phần Kết nghiên cứu 31 4.1 Kết phát gen kháng bệnh bạc thị phân tử DNA 31 4.1.1 Kết phát gen kháng bạc Xa4 31 4.1.2 Kết phát gen kháng bạc Xa7 31 4.1.3 Kết phát gen kháng bạc xa5 32 4.2 Kết đánh giá khả kháng nhiễm bệnh bạc lây nhiễm nhân tạo 35 4.3 Phân loại loài phụ, nếp tẻ, đánh giá đặc điểm nông sinh học, suất, chất lượng mẫu giống nghiên cứu 45 4.3.1 Kết phân loại loài phụ, nếp tẻ 45 4.3.2 Kết đánh giá đặc điểm nông sinh học, suất chất lượng 48 4.3.3 Chiều cao 54 4.3.4 Khả đẻ nhánh, nhánh hữu hiệu kiểu đẻ nhánh 54 4.3.5 Năng suất yếu tố cấu thành suất 55 4.3.6 Kết đánh giá số tiêu chất lượng gạo 62 Phần Kết luận đề nghị 75 5.1 Kết luận 75 5.2 Đề nghị 75 Tài liệu tham khảo 76 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa đầy đủ AFLP : Amplified Fragment length Polymorphism BAD2 : Enzyme betaine aldehyde dehydrogenase DNA : Deoxiribo Nucleic Acid ĐBSCL : Đồng sông Cửu Long IRRI : International Rice Research Institue GBSS : Grainule bound starch synthase enzyme tổng hợp amylose IFAP : Internal fragrant antisense primer mồi nội biên cặp mồi phát gen fgr INSP : Internal non-fragrant sense primermồi nội biên cặp mồi phát gen fgr PCR : Polymerase Chain Reaction QTLs : Quantitative Trait Locus RFLP : Restriction Fragment Length Polymorphism RAPD SRFA : Random Amplified Polymorphic DNA : Selective Restriction Fragment Amplication SSR : Simple Sequence Repeates hay Microsatellite vi DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Danh sách giống lúa địa phương sử dụng nghiên cứu 22 Bảng 3.2 Danh sách 10 chủng vi khuẩn gây bệnh bạc 24 Bảng 3.3 Thành phần dung dịch chiết tách DNA 25 Bảng 3.4 Thành phần dung dịch TE để bảo quản DNA 25 Bảng 3.5 Chỉ thị phát gen kháng bệnh bạc Xa4, xa5, Xa7 24 Bảng 4.1 Kết sử dụng thị phân tử phát gen kháng bạc Xa4, xa5, Xa7 33 Bảng 4.2 Phản ứng giống lúa 10 chủng vi khuẩn lây nhiễm nhân tạo 38 Bảng 4.3 Phân loại nguồn gen nghiên cứu 45 Bảng 4.4a Đặc điểm nông sinh học mẫu giống lúa nếp 49 Bảng 4.4 b Đặc điểm nông sinh học mẫu giống lúa tẻ 52 Bảng 4.5a Các yếu tố cấu thành suất giống lúa thuộc nhóm nếp 56 Bảng 4.5b Các yếu tố cấu thành suất giống lúa thuộc nhóm tẻ 59 Bảng 4.6a Kết đánh giá tính trạng chất lượng gạo nếp 63 Bảng 4.6b Kết đánh giá tính trạng chất lượng gạo tẻ 66 Bảng 4.7a Kết đánh giá mùi thơm giống lúa nếp 68 Bảng 4.7b Kết đánh giá mùi thơm giống lúa tẻ 70 Bảng 4.8a Hàm lượng amylose mẫu giống lúa nếp 71 Bảng 4.8b Hàm lượng amylose mẫu giống lúa tẻ 73 Bảng 4.9 Đặc điểm 20 mẫu giống tốt lựa chọn 74 vii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Một số hình ảnh điển hình biểu triệu chứng bệnh bạc lúa Hình 2.2 Bản đồ phân bố chủng bạc tỉnh miền Bắc Hình 2.3 Một số gen kháng bệnh bạc định vị NST 10 Hình 2.4 Gen kháng Xa4 NST11 với thị Npb181 11 Hình 2.5 Gen kháng xa5 NST với thị liên kết RG556, RM122 11 Hình 2.6 Gen kháng Xa7 NST số 12 Hình 4.1 Kết điện di sản phẩm PCR phát gen kháng Xa4 31 Hình 4.2 Kết điện di sản phẩm PCR phát gen kháng Xa7 32 Hình 4.3 Điện di phát gen kháng bệnh bạc xa5 33 Hình 4.4a Phản ứng IR24 với 10 chủng vi khuẩn 36 Hình 4.4b Phản ứng IRBB4 với 10 chủng vi khuẩn 36 Hình 4.4c Phản ứng IRBB5 với 10 chủng vi khuẩn 36 Hình 4.4d Phản ứng IRBB7 với 10 chủng vi khuẩn 36 Hình 4.5 Lây nhiễm nhân tạo mẫu giống lúa nghiên cứu 37 Hình 4.6 Phản ứng phenol 48 Hình 4.7 Phân loại nhóm nếp/tẻ 48 Hình 4.8 Màu sắc vỏ lụa mẫu giống nếp 63 viii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Nguyễn Thị Lương Tên Luận văn: “Đánh giá phát gen kháng bệnh bạc Xa4, xa5 Xa7 tập đoàn nguồn gen lúa địa phương” Ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 60.42.02.01 Tên sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Đặt vấn đề Bệnh bạc lúa vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv oryzae gây bệnh hại nguy hiểm lúa khu vực châu Á Việt Nam Bệnh làm giảm 10- 80% suất, chí trắng Sử dụng giống kháng bệnh biện pháp hữu hiệu đem lại hiệu cao kinh tế bảo vệ môi trường Để chọn tạo thành công giống lúa kháng bệnh bạc nguồn gen kháng bệnh có vai trò quan trọng Nguồn gen giống lúa Việt Nam đa dạng phong phú Muốn sử dụng nguồn gen chương trình chọn tạo giống lúa cơng việc phải đánh giá nguồn gen Mục đích nghiên cứu Đánh giá đặc điểm nông sinh học, khả kháng chứa gen kháng bệnh bạc hữu hiệu Xa4, xa5 Xa7 nguồn gen lúa phục vụ cho công tác bảo tồn khai thác hiệu nguồn gen lúa Phương pháp nghiên cứu Trong nghiên cứu sử dụng thị phân tử DNA phát gen kháng bệnh bạc hữu hiệu Xa4, xa5 Xa7, đánh giá khả kháng nhiễm 136 mẫu giống lúa địa phương lây nhiễm nhân tạo với 10 chủng vi khuẩn bạc lá, đồng thời đánh giá số đặc điểm nông sinh học, suất chất lượng nhằm chọn lựa mẫu giống lúa suất cao, chất lượng tốt, chứa gen kháng bệnh bạc vụ công tác lai, chọn tạo giống lúa Kết kết luận Áp dụng thị phân tử ADN phát 15 mẫu giống chứa gen kháng Xa4, mẫu giống chứa gen xa5, 25 mẫu chứa gen Xa7 mẫu giống chứa đồng thời gen Xa4 Xa7 Bằng lây nhiễm nhân tạo nhận thấy mẫu giống chứa gen kháng Xa4 kháng 6/10 chủng, mẫu giống chứa gen xa5 kháng 9/10 chủng, mẫu giống ix chứa gen Xa7 kháng 8/10 chủng Qua lây nhiễm nhân tạo xác định chủng bệnh số có độc tính mạnh mà khơng gen kháng kháng Đánh giá số đặc điểm nông sinh học, suất, chất lượng 136 mẫu giống lúa từ chọn 20 mẫu giống suất cao, chất lượng chứa gen kháng bệnh bạc Đây nguồn vật liệu quý cho chương trình chọn tạo giống lúa suất cao, chất lượng tốt kháng bệnh bạc x STT 80 81 82 83 84 85 86 Tên giống Nếp 97 Nếp 87 Nếp 352 Nếp nhung Nếp lang liêu Nếp cau Nếp vải Tỷ lệ gạo lật (%) 80,5 81,9 79,3 79,3 64,4 69,7 79,0 Tỷ lệ gạo xát (%) 67,5 68,3 65,6 70,4 52,0 60,5 70,1 Chiều dài hạt (mm) 6,1 7,1 5,4 7,2 6,7 7,1 5,9 Chiều rộng hạt (mm) 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,2 2,8 Hình dạng hạt Màu sắc vỏ lụa Trung bình Trung bình Trung bình Trung bình Trung bình Thon Trung bình Trắng Trắng Trắng Trắng Trắng Trắng Ánh nâu Bảng 4.6b Kết đánh giá tính trạng chất lượng gạo tẻ Chanh Sơn Tây 80,9 Tỷ lệ gạo xát (%) 67,2 Chanh Phú Thọ 57,3 46,5 7,02 2,71 Trung bình Nâu Chiêm Phú Xuyên 75,5 65,6 6,32 2,15 Trung bình Nâu Nha trang 77,1 63,7 7,22 2,48 Trung bình Nâu Bầu 78,6 68,3 7,2 3,3 Trung bình Ánh nâu bầu hương 83,3 70,0 5,9 3,2 Hơi tròn Hơi nâu Re quan Chiêm 79,9 71,9 6,6 3,2 Trung bình Nâu Sai Duong 81,0 70,0 6,8 Trung bình Nâu 10 Ven Nghệ An 80,7 72,0 5,9 2,8 Trung bình Nâu 11 Dâu Thanh Hà 80,5 69,5 7,2 3,1 Trung bình Nâu 12 Lúa Ngoi 81,5 73,5 6,2 3,3 Hơi tròn Nâu 13 Chiêm mộc 82,6 70,5 6,7 3,2 Trung bình Ánh nâu 14 Nàng soi 76,7 63,0 6,9 2,9 Trung bình Nâu 15 Lúa ba 79,4 69,5 6,5 3,2 Hơi tròn Nâu 16 Lúa râu 67,7 54,8 5,3 2,3 Trung bình Đỏ 17 Lúa cát 81,7 63,3 5,9 2,8 Trung bình Nâu 18 Ngơ Gia 69,6 61,7 6,2 Trung bình Nâu 19 Blau Dang 78,3 61,2 6,5 2,6 Trung bình Nâu 20 Chiêm bầu 79,2 66,2 7,2 3,1 Trung bình Nâu STT Tên giống Tỷ lệ gạo lật (%) Chiều dài hạt (mm) 5,75 Chiều rộng hạt (mm) 2,08 Hình dạng hạt Màu sắc vỏ lụa Trung bình Nâu Phản ứng ánh sáng 66 21 Lúa nung 80,6 Tỷ lệ gạo xát (%) 70,1 22 Lúa cáy 77,4 65,8 6,6 23 Lúa lau 76,5 66,1 24 Bao thai 75,2 25 Vũ di 26 STT Tên giống Tỷ lệ gạo lật (%) Chiều dài hạt (mm) 6,4 Chiều rộng hạt (mm) 3,2 Hình dạng hạt Màu sắc vỏ lụa Hơi tròn Nâu 3,1 Trung bình Nâu 7,4 2,9 Trung bình Nâu 66,3 6,1 2,8 Trung bình Nâu đỏ 74,1 70,7 6,3 3,1 Hơi tròn Nâu Khẩu dao 79,3 64,6 6,7 3,3 Hơi tròn Nâu 27 Pude 75,1 70,5 2,2 Thon Hơi nâu 28 Lúa rồng 67,5 60,0 7,9 2,2 Thon Nâu 29 Dàng chiêm 73,0 63,2 7,1 2,5 Trung bình Hơi nâu 30 Ngọ pây 81,0 71,3 7,4 1,8 Thon Ánh nâu 31 Ngọ viềng 78,3 61,5 6,4 2,2 Trung bình Hơi nâu 32 ba xuyên 70,0 61,7 6,8 2,2 Thon Ánh nâu 33 Tẻ thái 77,7 68,0 6,7 2,2 Trung bình Hơi nâu 34 Tẻ trắng 77,7 66,1 7,3 3,8 Trung bình Trắng 35 Pê xá 69,2 59,5 7,4 3,4 Trung bình Ánh nâu 36 Sóc đỏ 70,8 60,3 6,1 3,4 Trung bình Nâu 37 Pe lao 79,4 71,6 6,6 2,9 Trung bình Nâu 38 Pe lòn 80,9 71,5 7,3 3,4 Trung bình Ánh nâu 39 Sóc nâu 80,6 61,2 7,2 3,2 Trung bình Ánh nâu 40 Hau ùn 77,5 71,0 7,4 3,5 Trung bình Nâu 41 Chiêm thả sú 73,6 63,4 6,4 2,9 Trung bình Ánh nâu 42 P ka 78,6 70,4 6,9 3,8 Hơi tròn Nâu 43 Nàng tây 73,0 64,9 6,4 2,7 Trung bình Nâu 44 Nàng thau 45 Nàng 71,1 63,9 6,3 3,3 Hơi tròn 46 Nàng chon 73,2 64,7 6,2 2,8 Trung bình Nâu 47 Nàng pét 80,5 70,5 6,1 3,1 Trung bình Hơi nâu 48 Lúa đoi 77, 65,7 7,1 3,4 Trung bình Đỏ 49 Lúa gon 80,9 70,2 6,8 2,5 Trung bình Nâu 50 Lùa lùn trắng 78,2 74,5 6,4 3,2 Hơi tròn Nâu Phản ứng ánh sáng 67 Hơi nâu - Đánh giá mùi thơm Mùi thơm tính trạng chất lượng quan trọng Rất nhiều giống lúa chất lượng cao ưa chuộng Châu Á có mùi thơm, ví dụ như: Basmati Ấn Độ, Pakistan, Khao Dawk Mali Thái Lan, Azucena Philippines Nàng Thơm, Hương Cốm, Nếp hoa vàng Việt Nam Trên thị trường, gạo có mùi thơm thường người tiêu dùng ưa thích có giá cao gạo khơng có mùi thơm Trong nghiên cứu này, sử dụng phương pháp kiểm tra với KOH 1,7% hạt Kết đánh giá phương pháp ngửi mẫu mẫu bột gạo với KOH1,7% mẫu giống nghiên cứu thể qua bảng 4.7a 4.7b cho thấy: Trong 86 mẫu giống lúa nếp có 16 mẫu giống lúa mùi thơm thơm (điểm 3), 34 mẫu giống có mùi thơm (điểm 2) 33 mẫu giống khơng có mùi thơm (điểm 1) Bảng 4.7a Kết đánh giá mùi thơm giống lúa nếp Thơm Thơm Thơm Thơm gạo gạo Nếp Vằn Nếp pelạnh (2) 2 Nếp hoa vàng 3 Lúa nếp bơng tròn 3 Bơng tranh 2 Nếp, Khẩu bơng tròn 3 Lúa Thủa 2 Nếp Cẩm (suối thìn) 1 Lúa đỏ 1 Nếp Cẩm(Chiềng pa) 1 Lúa ré đỏ 1 Nếp Sớm(Khẩu Váng) 3 Lúa sẻ 1 Nếp Cẩm (tà luông) 1 Nam vàng 2 Nếp thơm hạt to 2 Nếp cá rô 1 Nếp Thơm hạt nhỏ 2 Nếp cô pa 2 Nếp Vàng 3 Nếp đỏ 1 Nếp Nati 1 Nếp mo 3 Nếp ve Nếp mui 3 Pe cổn lăm (lúa nếp) 2 Nếp mường 3 Pe lón (lúa nếp) 2 Nếp non tre 3 Nếp Plệnh cẩu 1 Nếp quan 1 Plệnh lăm 1 Nếp ruồi 2 Plạnh mèo 2 Tên giống Tên giống 68 Thơm Thơm Thơm Thơm gạo gạo Nếp sáp 2 Plệnh đỏ 1 Nếp sớm 3 Lúa lốc nếp cẩm 1 Nếp thấp 2 Nếp cẩm (Phù Yên) 1 Nếp trắng 2 Pàu cẩm 2 Nếp ốc 2 Kháu cẩm 1 Nếp xấp 3 Kháu cẩm pị 2 Nếp Hải Dương 2 Lọ cẩm 2 Nếp Đen 1 Nếp cẩm nương 2 Nếp hom 3 Kháu cẩm pạnh 1 Nếp nứt 2 Nếp cẩm đen 2 Lúa ngoi 2 Nếp cẩm (bán cẩm) 1 Nếp Cẩm tím 1 Nếp cẩm (ruột tím) 1 Nếp hoa trắng 3 Nếp cẩm (vỏ tím) 2 Đèo đàng 2 Nếp cẩm (Vỏ trắng) 1 Nếp râu 2 Kháu cẩm pưng 2 Nếp lốc nương 1 Bèo tà cẩm 3 Nếp hạt mây 2 Nếp nương (Sơn La) 3 Khẩu tan pỏm 2 Nếp 44 1 Khẩu tan hang 2 Nếp TK90 1 Khẩu tan nương 2 Nếp 97 1 Nếp rằn 1 Nếp 87 Dàng chiêm 2 Nếp 352 2 Lúa ma 1 Nếp nhung Nếp chín sớm 1 Nếp lang liêu Lúa nếp Tăng Sản 1 Nếp cau 3 Lúa nếp, Pelệnh 2 Nếp vải 2 Tên giống Tên giống Chú thích: Mùi thơm mùi thơm bột gạo 3: thơm, 2: i thơm, 1: không thơm; Đối với mẫu giống lúa tẻ, có mẫu giống thơm ( điểm 3), 13 mẫu giống thơm (điểm 2) 26 mẫu giống khơng có mùi thơm 69 Bảng 4.7b Kết đánh giá mùi thơm giống lúa tẻ Thơm Thơm Thơm Thơm gạo gạo Chanh Sơn Tây 1 Khẩu dao 2 Chánh Phú Thọ 1 Pude 2 Chiêm Phú Xuyên 1 Lúa rồng 2 Nha trang 3 Dàng chiêm 3 Bầu 2 Ngọ pây 1 Bầu hương 3 Ngọ viềng 1 Re quan - - Ba xuyên 1 Chiêm 1 Tẻ thái 3 Sai Duong 1 Tẻ trắng 2 Ven Nghệ An Pê xá 1 Dâu Thanh Hà Sóc đỏ 1 Lúa Ngoi 2 Pe lao 1 Chiêm mộc 1 Pe lón 1 Nàng soi 1 Sóc nâu 1 Lúa ba 1 Hau ùn 1 Lúa râu 1 Chiêm thả sú 2 Lúa cát 1 P ka 1 Ngô Gia 1 Nàng tây 3 Blau Dang 2 Nàng thau - - Chiêm bầu Nàng thuất 1 Lúa nung 3 Nàng chon 3 Lúa cáy Nàng pét 3 Lúa lau 1 Lúa đoi 1 Bao thai 1 Lúa gon 2 Vũ di 1 Lùa lùn trắng 2 Tên giống Tên giống Chú thich: Mùi thơm mùi thơm bột gạo 3: thơm, 2: thơm 1: không thơm; - Đánh giá hàm lượng amylose Hàm lượng amylose gạo đánh giá đặc tính quan trọng định đến chất lượng nấu nướng gạo Hàm lượng amylose định độ mềm, độ bóng cơm Gạo có hàm lượng amylose thấp mềm, dẻo, không nở 70 nhiều không bị cứng để nguội gạo có hàm lượng amylose thấp ưa chuộng thị trường Chúng tiến hành đánh giá hàm lượng amylose phương pháp phân tích định lượng Gạo mẫu giống đánh giá hàm lượng amylose theo phương pháp Juliano Kết tổng hợp bảng 4.8a 4.8b cho thấy mẫu giống nếp có hàm lượng amylose thấp mẫu giống tẻ Hàm lượng amylose mẫu giống lúa nếp dao động khoảng 1,4 - 6,7% Có 5/83 mẫu giống có hàm lượng amylose thấp (5,1-12%) Đối với mẫu giống lúa tẻ nhận thấy có khác hàm lượng amylose chia làm nhóm: có 1/48 mẫu giống có hàm lượng amylose thấp (5,1-12%), có 9/48 mẫu giống có hàm lượng amylose thấp (12,1-20%), 25/48 mẫu giống có hàm lượng amylose trung bình (20,1-25%) 14/48 mẫu giống có hàm lượng amylose cao (>25%) Bảng 4.8a Hàm lượng amylose mẫu giống lúa nếp Tên giống Amylose (%) Xếp loại Tên giống Amylose (%) Xếp loại Nếp Vằn 3,4 Nếp Nếp pelạnh (2) 2,6 Nếp Nếp hoa vàng 2,5 Nếp Lúa nếp bơng tròn 3,1 Nếp Bơng tranh 3,1 Nếp Khẩu bơng tròn 1,4 Nếp Lúa Thủa 2,3 Nếp Nếp Cẩm (suối thìn) 3,9 Nếp Lúa đỏ 4,1 Nếp N Cẩm(Chiềng pa) 4,2 Nếp Lúa ré đỏ 2,7 Nếp N.Sớm(Khẩu Váng) 4,5 Nếp Lúa sẻ 3,7 Nếp Nếp Cẩm (tà luông) 3,2 Nếp Nam vàng 3,1 Nếp Nếp thơm hạt to 3,1 Nếp Nếp cá rô 5,1 Rất thấp Nếp Thơm hạt nhỏ 2,3 Nếp Nếp cô pa 2,4 Nếp Nếp Vàng 3,5 Nếp Nếp đỏ 5,1 Rất thấp Nếp Nati 2,1 Nếp Nếp mo 2,2 Nếp Nếp ve 2,9 Nếp Nếp mui 2,7 Nếp Pe cổn lăm (lúa Nếp mường 4,1 Nếp Pe lón (lúa nếp) 3,9 Nếp Nếp non tre 2,4 Nếp Nếp Plệnh cẩu 1,9 Nếp Nếp quan 4,9 Nếp Plệnh lăm 2,1 Nếp Nếp ruồi 2,8 Nếp Plạnh mèo 3,9 Nếp Nếp sáp 3,2 Nếp Plệnh đỏ 3,1 Nếp nếp) 71 3,5 Nếp Tên giống Amylose (%) Xếp loại Tên giống Amylose (%) Xếp loại Nếp sớm 1,9 Nếp Lúa lốc nếp cẩm 3,6 Nếp Nếp thấp 3,3 Nếp Nếp cẩm (Phù Yên) 2,6 Nếp Nếp trắng 1,9 Nếp Pàu cẩm 1,7 Nếp Nếp ốc 1,6 Nếp Kháu cẩm 3,2 Nếp Nếp xấp 2,6 Nếp Kháu cẩm pị 2,6 Nếp Nếp Hải Dương 2,9 Nếp Lọ cẩm 2,9 Nếp Nếp Đen 2,6 Nếp Nếp cẩm nương 2,6 Nếp Nếp hom 2,4 Nếp Kháu cẩm pạnh 1,9 Nếp Nếp nứt 3,3 Nếp Nếp cẩm đen 2,6 Nếp Lúa ngoi 2,9 Nếp Nếp cẩm (bán cẩm) 2,8 Nếp Nếp Cẩm tím 3,2 Nếp Nếp cẩm (ruột tím) 3,6 Nếp Nếp hoa trắng 3,9 Nếp Nếp cẩm (vỏ tím) 2,7 Nếp Đèo đàng 2,8 Nếp Nếp cẩm (Vỏ trắng) 3,7 Nếp Nếp râu 2,6 Nếp Kháu cẩm pưng 3,1 Nếp Nếp lốc nương 3,2 Nếp Bèo tà cẩm 1,5 Nếp Nếp hạt mây 3,1 Nếp Nếp Khẩu tan pỏm 3,8 Nếp Nếp 44 6,7 Rất thấp Khẩu tan hang 3,2 Nếp Nếp TK90 2,2 Nếp Khẩu tan nương 1,8 Nếp Nếp 97 5,4 Rất thấp Nếp rằn 2,6 Nếp Nếp 87 2,7 Nếp Dàng chiêm 2,9 Nếp Nếp 352 2,4 Nếp Lúa ma 5,2 Rất thấp Nếp nhung 4,3 Nếp Nếp chín sớm 4,6 Nếp Nếp lang liêu 2,8 Nếp Lúa nếp Tăng Sản 3,2 Nếp Nếp cau 3,2 Nếp Lúa nếp, Pelệnh 2,5 Nếp Nếp vải 2,6 Nếp nương(Sơn La) 72 2,4 Nếp Bảng 4.8b Hàm lượng amylose mẫu giống lúa tẻ Tên giống Amylose (%) Xếp loại Chanh Sơn Tây 13,3 Thấp Chanh Phú Thọ 11,9 Rất thấp Chiêm Phú Xuyên 21,6 Trung bình Nha trang 25,3 Bầu Tên giống Amylose (%) Xếp loại Khẩu dao 24,0 Trung bình Pude 23,2 Trung bình Lúa rồng 29,0 Cao Cao Dàng chiêm 32,0 Cao 31,5 Cao Ngọ pây 30,4 Cao bầu hương 27,2 Cao Ngọ viềng 20,0 Trung bình Re quan 30,6 Cao Ba xuyên 26,5 Cao Chiêm 31,1 Cao Tẻ thái 32,0 Cao Sai Duong 15,6 Thấp Tẻ trắng 31,0 Cao Ven Nghệ An 24,0 Trung bình Pê xá 30,5 Cao Dâu Thanh Hà 21,3 Trung bình Sóc đỏ 32,0 Cao Lúa Ngoi 22,2 Trung bình Pe lao 18,1 Thấp Chiêm mộc 24,4 Trung bình Pe lón 26,0 Cao Nàng soi 21,8 Trung bình Sóc nâu 29,0 Cao Lúa ba 24,6 Trung bình Hau ùn 36,0 Cao Lúa râu 30,5 Cao Chiêm thả sú 16,5 Thấp Lúa cát 28,0 Cao P ka 30,2 Cao Ngơ Gia 30,6 Cao Nàng tây 25,0 Trung bình Blau Dang 19,3 Trung bình Nàng thau 16,3 Thấp Chiêm bầu 16,7 Thấp Nàng thuất 27,2 Cao Lúa nung 19,0 Thấp Nàng chon 33,0 Cao Lúa cáy 16,0 Thấp Nàng pét 31,2 Cao Lúa lau 26,4 Cao Lúa đoi 15,0 Thấp Bao thai 29,0 Cao Lúa gon 24,0 Trung bình Vũ di 26,3 Cao Lùa lùn trắng 21,0 Trung bình Từ kết nghiên cứu lựa chọn 20 mẫu giống triển vọng vừa mang gen kháng bệnh bạc hữu hiệu, suất lý thuyết cao, chất lượng gạo tốt (thơm, dẻo) tổng hợp bảng 4.9 73 Bảng 4.9 Đặc điểm 20 mẫu giống tốt lựa chọn TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Tên giống Bông tranh Lúa sẻ Nếp xấp Nếp đen Nếp Cẩm tím Đèo đàng Nếp hạt mây Khẩu tan pỏm Khẩu tan nương Nếp thơm hạt nhỏ Nếp vàng Nếp ve Cổn lăm Pe lón Plệnh cẩu Lọ cẩm Nàng tây Nàng pét Lúa gon Lúa lùn trắng Thuộc nhóm TGST (ngày) Chiều cao (cm) Nếp Nếp Nếp Nếp Nếp Nếp Nếp Nếp Nếp Nếp Nếp Nếp Nếp Nếp Nếp Nếp Tẻ Tẻ Tẻ Tẻ 138 133 132 133 146 146 144 143 132 137 134 132 132 142 146 134 133 136 138 138 140,5 102,1 138,8 99,4 143,5 143,5 156,4 144,2 133,6 155,8 140,2 143,5 132,5 143,9 136,2 146,1 115,8 99,2 135,8 136,8 Số bơng hữu hiệu/ khóm (bơng) 5,0 4,2 6,2 6,4 5,8 4,4 5,4 4,8 5,6 6,4 7,0 5,4 4,0 7,6 5,4 6,2 5,4 6,0 7,2 6,4 74 Số hạt (hạt) Khối lượng 100 hạt (g) Năng suất lý thuyết (tạ/ha) Mùi thơm (điểm) Hàm lượng amylose (%) Chứa gen 139,8 137,6 148,2 116,6 184,8 172,4 187,2 159,4 178,0 132,6 166,4 186,4 201,0 127,2 144,4 209,6 211,2 232,1 179,0 199,3 28,0 28,5 32,5 28,0 28,0 28,0 24,3 21,6 20,6 24,5 20,8 27,9 29,5 32,5 28,7 28,1 24,0 26,6 27,0 25,6 60,2 50,7 83,4 55,1 78,9 57,4 62,1 47,9 75,2 61,0 97,6 82,7 70,9 85,7 67,9 82,7 78,2 115,4 103,4 103,8 1 2 2 3 2 3 2 3,1 3,7 2,6 2,6 3,2 2,8 3,1 3,8 1,8 2,3 3,5 2,9 3,5 3,9 1,9 2,9 25,0 31,2 24,0 21,0 Xa4 Xa7 Xa7 xa5 Xa4 Xa4 Xa7 Xa4 Xa7 Xa7 Xa7 Xa4 Xa4 Xa7 Xa7 Xa7 Xa7 Xa7 xa5 Xa4 PHẦN KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Sử dụng thị phân tử DNA phát gen kháng bệnh bạc Xa4, xa5, Xa7 136 mẫu giống lúa Kết phát 15 mẫu giống chứa gen Xa4, mẫu giống chứa gen xa5, 25 mẫu giống chứa gen Xa7 mẫu giống chứa đồng thời gen Xa4 Xa7 Đánh giá khả kháng nhiễm 136 mẫu giống lúa với 10 chủng vi khuẩn gây bệnh bạc kết cho thấy mẫu giống chứa gen kháng Xa4 kháng 6/10 chủng, mẫu giống chứa gen xa5 kháng 9/10 chủng, mẫu giống chứa gen Xa7 kháng 8/10 chủng Phân loại đánh giá đặc điểm nông sinh học 136 mẫu giống nghiên cứu Kết lựa chọn 20 mẫu giống cho suất cao, chất lượng, chứa gen kháng làm nguồn vật liệu cho chọn tạo giống lúa kháng bệnh bạc 5.2 ĐỀ NGHỊ Sử dụng giống chứa gen kháng bệnh bạc Xa4, xa5, Xa7 làm nguồn vật liệu chọn tạo giống kháng bạc Kết chọn 20 mẫu giống tổng hòa tính trạng q Đề nghị đưa sử dụng 20 mẫu giống làm vật liệu khởi đầu quan trọng công tác chọn tạo giống lúa suất cao, chất lượng tốt (thơm, dẻo) kháng bệnh bạc Cần đánh giá đặc điểm nông sinh học, suất, chất lượng mẫu giống lúa điều kiện vụ mùa để đưa kết luận có sở khoa học phục vụ đắc lực công tác chọn tạo giống lúa suất, chất lượng kháng bệnh bạc 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Bùi chí Bửu Nguyễn Thị Lang (2004), Áp dụng thị phân tử để chọn tạo giống lúa kháng bệnh bạc Hội nghị quốc gia chọn tạo giống lúa (1) tr 183- 191 Lã Vĩnh Hoa, Phan Hữu Tôn, Trần Minh Thu Li yang (2010) Khảo sát nguồn gen lúa mang gen kháng bệnh bạc thị phân tử, Tạp chí khoa học phát triển, Trường Đại học Nông nghiệp (8) tr 9-16 Vũ Triệu Mân, Lê Lương Tề (1998), Bệnh nông nghiệp, NXB nông nghiệp, Hà Nội, tr 183-187 Phan Hữu Tôn, Bùi Trọng Thủy (2003), “Nghiên cứu khả kháng chủng bạc Việt Nam tập đồn dòng thị “tester” chứa gen chống bệnh khác nhau”, Khoa học kỹ thuật nông nghiệp, 1(4) tr 284-288 Phan Hữu Tôn, Bùi Trọng Thủy (2004), “ Phân bố đặc điểm gây bệnh chủng vi khuẩn bạc lúa miền Bắc Việt Nam, Nông nghiệp phát triển nông thôn (6) tr 832-835 Phan Hữu Tôn (2013) Công nghệ sinh học chọn tạo giống trồng, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Tiếng nước ngoài: Bharani, M.P., Nagarajan, R., Saraswathi, R., Balasubramanian, P And Ramalingam, J (2010) Bacterial leaf blight resistance genes (Xa21, xa13, xa5) pyramiding through molecular marker assisted selection into rice cultivars Archives of Phytopathology and Plant Protection,43 (10) pp 1032- 1043 Blair, M.V and Couch, S.R (2003) High resolution genetic mapping and cadidate gene identification at the xa5 locus for bacterial blight resistance in rice (Oryzae sativa L.), Theor Appl Genet 107 pp 62-63 Botsein , D., White, R.L., Skolnick, M And Davis, R.W (1980) Construction of a genentic linkage map in man using restriction fragment length polymorphisms, Am J Hum Genet, 32 (3) pp 14:33 10 Cai, X.L., Q.Q Liu, S.Z Tan, M.H Gu, and Z.Y Wang.(2002) Development of a molecular marker for screening the rice cultivars with intermediate amylose content in Oryza sativa subsp Indica J Plant Physiol and Mol Biol No.28, pp137–144 (in Chinese with English abstract) 76 11 Cai, X.L., Z.Y Wang, Y.Y Xing, J.L Zhang, M.M Hong (1998) Aberrant splicing of intron leads to the heterogeneous 5‘UTR and decreased expression of waxy gene in rice cultivars of intermediateamylose content Plant J No 14, pp459–465 12 Cordeiro, G.M., Christopher, M.J., Henry, R.J and Reinke, R.F (2002) Indentification of microsatellite markers for fragrance in rice by analysis of the rice genome sequence Molecular Breeding No 9, pp 245 – 250 13 Chang T,T, 1976, The origin, evolution, cultivation, dissemination, and divergence of Asian and African rices, Euphytica 25 pp 425-45 14 Chun, X., Chen, H And Zhu, X (2012) Identiication, Mapping, Isolation of the genes Resisting to Bacterial Blight and Application in Rice, Molecular Plant breeding, (121) pp 121-131 15 Darrell J Weber, Rashmi Rohilla, U.S Singh (2000) Chemistry and Biochemistry of Aroma in Scented Rice Aromatic Rice Oxford and IBH Publishing Co Pvt Ltd, New Delhi, India, pp 29-46 16 Furuya N., Taura, S., S., Goto, T and Bui T.T (2002) Isolation and preservation of Xanthomonas oryzae pv Oryzae from Viet nam in 2001- 2002, Kyushu Uni Institue of tropical Agriculture, Bul., 25 pp 43-50 17 Gnanamanickam, S S., brindha, P.V., narayanan, N, N, Vasudevan,P And Kavitha S (1999) An overview of bacterial blight disease of rice and strategies for its management , Curr Sci., 77 pp 1435 – 1443 18 Hama, H And Kakunaga, T (1982) Potential Z- DNA sequence are highly dispersed in the human genome, Nature 298 pp 6-398 19 He, Q., Li., Tan, M., Zhang, D And Lin, X (2006) Fine mapping of Xa2, a bacterial blight resistance gene in rice, Molecular Breeding, 17 pp 1-6 20 Hien, N.L., Re, D.T., Sarhadi, W.A and Hirata (2005).Characterization of Vietnamese aromatic rice (Oryza sativa L.) Breed Res No (Suppl 1·2) pp 302 21 Hirabayashi, H And Ogawa, T (1995) RFLP mapping of Bph-1 (brown planthopper resistance gene) in rice, Breed, Sci., 45 pp 369-371 22 Hittalmani, S., Foolad, M.R., Mew, T , Rodriguez, R L And Huang, N (1995) Development of PCR-based marker to identify rice blast resistance gene, Pi-2(t) in a segregating polulation, Theor Appl Genet., 91 pp 9-14 77 23 Huang, N, Mc Couch, S, R, Mew T, Parco,A, and Guiderni, E (1994), Development of an RFLP map from a doubled haploid population in rice, Rice genet, Newsl,11 pp 134- 137 24 Huang B, Xu,J, Hou,M, Ali,J, Mou,T, (2012), Introgression of bacterial blight resistance gene Xa7, Xa21, Xa22 and Xa23 into hybrid rice restorer lines by molecular marker- assisted selection, Euphytica, 187 (3),4499-459, 25 Jelong, S K., Jae, G G., Ki, H P And Chang, K.S (2009) Evaluation of Bacterial Blight Resistance Using SNP and STS Marker – assisted Selection in Aromatic Rice Germplasm, Plant pathol J., 25 (4) pp 408 – 416 26 Jin, Q.S., Waters, D.L.E., Cordeiro, G.M., Henry, R.J and Reinke, R.F (2003).A single nucleotide polymorphism (SNP) marker linked to the fragrance gene in rice (Oryza sativa) Plant Sci No.165 : 27 Lagercrantz, U., Ellengren, H And Andersson, L (1993) The abundance of various polymorphic microsatellite motifs differs between plants and vertebbrates, Nucleic acids Res., 21 pp 1111-1115 28 Le C L, Nguyen D.T and Pham V.D (2006) Response of rice with different gene resistance to bacterial leaf blight (Xanthomonas oryzae), The 2nd conference of Viet nam Molecular plant pathology Society and the 5th national conference on plant pathology and molecular biology, HA, pp 87-88 29 Lin, S Y., Nagamura, Y., Yano, M., Minobe, Y And Sasaki, T.(1994) DNA markers tightly linked to genes, Ph, alk and Rc, Rice genet Newsl., 11 pp 108-109 30 Lin, W., Anuratha, C., Datta, K., Potrykus, I., Muthukrishnan, S and Datta, S K(1995) Genetic engineering of rice for resistance to sheath blight, Biol, Tech., 53 pp 363-376 31 Luo Y, Yan J, Guimaraes C,T,, Taba S, Hao Z, Gao S, Chen S, Li J, Zhang S, Vivek B,S,, Magorokosho C, Mugo S, Makumbi D, Parentoni S,N, Shah T, Xu Y (2009) Molecular characterization of global maize breeding gerplasm based on genome – wide single nucleotide polymorphisms Theor Appl Genet, 12 pp 93-115, 32 Mew, T,W,Alvarez, A,M, Leach,J,E,and Swins, J, (1993), Focus on bacterial blight of rice, Plant Dis,, 77 pp 5-12 33 Morgante, M And Olivieri, A.M.(1993) PCR- amplified microsatellites as markers in plant genetics, Plant Journal,3 pp 175-182 78 34 Noda T, Horio O, Ohuchi A (1987), A survay of geographical distribution of pathogenic race Xanthomonas oryzae pv,oryzae from Japan, Proc, Assoc, Plant Prot, 1,35,pp 7-13, 35 Noda T, Horio O, Ohuchi A (1989, A new pathogenic race Xanthomonas oryzae pv,oryzae DNA inheritance of resistance of differental rice variety, Tetep to it, Ann, Phytopathol, Soc, Jan, , 55, pp 201-207 36 Ogawa, T., Yamamoto, T., Khush, G.S., and Mew T.W (1986) The Xa3 gee for resistance to Philippine races of bacterial blight of rice, Rice genet Newslett., pp.7-84 37 Ogawa T (1993) , Pathogenic specialization in bacterial blight group I DNA III of Xanthomonas oryzae pv,oryzae in Japan, Ann, Phytopathol, Soc, Jan, , 49(1), pp 69-72, 38 Olson, M., Hood, L., Cantor, C.and Botstein, D.(1989) A common language for physical mapping of the human genome, Science, 245:\ pp 1434- 1437 39 Pinta w, Toojinda T, Thummabenjapone P, Sanitchon J, (2013), Pyramiding of blast and bacterial leaf blight resistance genes into rice cultivar RD6 using marker assisted selection, African Journal of Biotechnology , 12 (28) pp 4432-4438 40 Rajpurohit, D,, Kumar, R,, Kumar M, Paul, P, Anjali, A,P, Basha, O, Puri, A, Jhang, T, Singh, K and Singh, H,D,(2010) , Pyramiding of two bacterial blight resistance and a semidwarfing gene in Type Basmati using marker-assisted selestion , Euphytica, Published oneline: DOI 10,1007/s10681-010-0279-8, 41 Saii, R K And Gelfand, D.H (1989) Introducing Amplitaq DNA polymerase, Amplification, pp 4-6 42 Singh, GP,, Srivastava, M,K,, Singh, R,V and Singh, R,M (1977), Variaition in quantilative and qualilative losses caused by bacterial blight rice varieties, Indian phytopathol, 30 pp 180-185 43 Taura S, Sugita Y, Kawahara D, et al (2004), Gene distribution resistance to bacterial blight in northern VietNam rice varieties, Abstract ot the 1st international conference on Bacterial Blightof rice, March 17- 10, 2004, Tsukuba, Japan,42, 44 Ullah, S, Jamil, M,Z, Iqbal, H,L, Shaheen, S, M Hasni, S, Jaben, A, Mehmoodl and M, Akhter (2012), Detection of bacterial blight resistance genes in Bastima rice landraces, Genet, Mol,Res,, (11)3 pp 1960: 1966 45 Vos, P., Hogers, R., Bleeker, M., Reijans, M., Hornes, M., Frijters, A., Pot, J., Peleman, J And Kuiper, m (1995) A new techique for DNA fingerprinting, Nucleic acid res., 23 pp 4407-4414 79 46 Wakimoto S, (1954), The determintion of the presence of Xanthomonas oryzae pv,oryzae by the phage technique, Sci, Bull, Fac, Agric,, 14, pp, 495-498 47 Wakil Ahmad Sarhadi, Nguyen Loc Hien, Mehran Zanjani, Wahida Yosofzai, Tadashi Yoshihashi,Yutaka Hiratai (2008) Comparative Analyses for Aroma and Agronomic Traits of Native Rice Cultivars from Central Asia J Crop Sci Biotech No.11 (1) , pp.17 - 22 48 Williams, J.G., Kubelik, A.R., Livak, K.J., Rafalski, J.A andd Tingey, S.V (1993) Genetic analysis using random amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers Nucl Acids Res., 18 pp 6531;6535 49 Williams, J.G., Hanafey, M.K., Rafalski, J.A andd Tingey, S.V (1993) Genetic analysis using random amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers Nucl Acids Res., 18 pp 6531;6535 50 Yalda, H, Komoju, S , Basavaraj, C,, Arremsetty, S,, Hari, p, gouri, S, Laha, M,I,, Ahmed, P, N,, Kalidindi, S, Madamshetty S,P,, Manish, P, Mugalodi, SR, Chirravuri, N,N,and Sena, M,B, (2013) Plant Breeding , 132(6) pp 586-594, 51 Yer, A.S and Mc Couch, S.R (2004) The Rice bacterial blight resistance gene xa5 encodes and novel from of disease resistance, MPMI, 17(12) pp 148-1354 52 Yoshimura, S Yoshimura, A, Koshimoto N, Kawase M, Yano M, Nakagawa M, Ogawa T, Iwata N (1991) RFLP analysis of introgressed chromosomal segments in three near-isogenic lines of rice bacterial blight resistance gene, Xa1, Xa3, Xa4,1, Jpn,J,Genet, 67 pp 29-37 53 Zhang Qi(2007), Genetics of quality Resistance DNA identification of major resistance genes to rice bacterial blight, genetics DNA iprovement of Resistance to bacterial blight in rice pp 130-177 54 Zheng, K.L., uang, N., Bennett, J., Khush, G.S (2009) Breeding of restoter lines of hybrid rice with bacterial blight resistance gene Xa23 by using marker assisted selection Zhongguuo Shuidao Kexue, Chinese J Rice Sci., 23(4) pp 437-439 55 http://www,riceagi,org,vn/phenotype/upload/article/tieu_chuan_danh_gia_nguon_ge n_lua_theo_irri_1997,pdf 56 http://shigen.nig.ac.jp/shigen/index.jsp 80 ... 2000) 2.2 GEN KHÁNG VÀ NGUỒN GEN KHÁNG BỆNH BẠC LÁ 2.2.1 Gen kháng bệnh bạc thị liên kết với gen kháng Cùng với việc xác định chủng bệnh phân bố của chủng bệnh bạc việc tìm nguồn gen kháng lúa với... Kết phát gen kháng bệnh bạc thị phân tử DNA 31 4.1.1 Kết phát gen kháng bạc Xa4 31 4.1.2 Kết phát gen kháng bạc Xa7 31 4.1.3 Kết phát gen kháng bạc xa5 32 4.2 Kết đánh giá. .. tài Đánh giá phát hien gen kháng bệnh bạc Xa4, xa5, Xa7 tập đoàn nguồn gen lúa địa phương Đề tài thực đáp ứng nhu cầu cấp bách lý luận khoa học thực tiễn sản xuất chọn tạo giống kháng bạc 1.2