Xác định sự hiện diện của gen kháng rầy nâu (Nilarpavata Lugens Stal) ở một số giống lúa (Oryza Sativa L.)

Việc sử dụng các chỉ thị phân tử liên kết chặt chẽ với các gen kháng rầy nâu dựa vào phản ứng PCR, nhằm gián tiếp xác định các giống lúa mang gen kháng rầy là phương pháp nhanh chóng và hiệu quả. Dựa vào 3 cặp mồi đặc hiệu cho các chỉ thị STS là BpE18-3, KAM4, RG457L/L tác giả đã xác định được giống lúa mang gen kháng rầy nâu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xác định sự hiện diện của gen kháng rầy nâu (Nilarpavata Lugens Stal) ở một số giống lúa (Oryza Sativa L.)TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Tập 75A, Số 6, (2012), 83-90XÁC ĐỊNH SỰ HIỆN DIỆN CỦA GEN KHÁNG RẦY NÂU (NILARPAVATALUGENS STAL) Ở MỘT SỐ GIỐNG LÚA (ORYZA SATIVA L.)Phạm Thị Thanh Mai2, Nguyễn Thị Như Ý1, Hoàng Thi Kim Hồng112Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học, Đại học HuếBộ môn Công nghệ sinh học, Trường Cao đẳng Lương thực thực phẩm Đà NẵngTóm tắt. Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng chỉ thị phân tử STS BpE18-3 liên kếtvới gen bph1, chỉ thị KAM4 liên kết với gen bph2 và chỉ thị RG457 liên kết với gen bph10để xác định sự hiện diện của 3 gen bph1, bph2 và bph10 trong các giống lúa IRRI 352, BG367-2, Sài Đường Kiến An, Lốc Nước. Đây là những giống lúa có khả năng kháng rầy nâu,đã được Trung tâm Tài nguyên Thực vật, viện Khoa học Nông Nghiệp, Hà Nội, đánh giá vàxếp loại về khả năng kháng rầy. Các giống lúa này được đưa về trồng ở Thừa Thiên Huếvào vụ Hè Thu năm 2010, thông qua việc theo dõi khả năng sinh trưởng, phát triển và đánhgiá một số chỉ tiêu liên quan đến năng suất và phẩm chất, chúng tôi tiến hành thăm dò sựhiện diện của các gen kháng rầy. Kết quả nghiên cứu cho thấy, các giống IRRI 352, BG367-2, Sài Đường Kiến An, Lốc Nước đều có sự diện diện của gen bph1. Ba giống IRRI352, BG 367-2, Lốc Nước có sự hiện diện của gen bph2. Giống BG 367-2 có sự hiện diệncủa gen bph 10. Bốn giống lúa này là nguồn vật liệu quan trọng trong việc phát triển và laitạo các giống lúa kháng rầy nâu, có năng suất cao ở Thừa Thiên Huế.Từ khóa: chỉ thị phân tử, gen kháng rầy nâu, lúa kháng rầy, quần thể rầy nâu.1. Mở đầuTrong số các loại côn trùng hại lúa thì rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) là loạisâu hại nguy hiểm nhất (Murai và cộng sự, 2003), (Jena và cộng sự, 2010). Miền TrungViệt Nam nói chung, Thừa Thiên Huế nói riêng trong những năm gần đây, diện tíchtrồng lúa đã bị thu hẹp lại, trong khi đó dịch bệnh hại lúa, nhất là dịch rầy bùng phátlàm giảm đáng kể năng suất lúa thu hoạch, gây thiệt hại nhiều cho người nông dân. Dovậy, việc chọn tạo được các giống lúa mang gen kháng rầy và có khả năng kháng bềnvững với quần thể rầy nâu là một trong những hướng nghiên cứu hiện nay rất được quantâm. Phương pháp chọn giống lúa kháng rầy nâu thông qua chỉ thị phân tử liên kết vớigen kháng rầy là một kỹ thuật được ứng dụng rộng rãi, vô cùng thuận lợi cho các nhàchọn giống (Nguyễn Thị Lang, 2005) .Chỉ thị phân tử liên kết chặt chẽ với các gen sẽ được sử dụng để chọn lọc cá thểngay ở giai đoạn sớm mà không phải phụ thuộc vào điều kiện môi trường. Chọn giốngdưới sự hỗ trợ của MAS (chọn giống nhờ marker phân tử) rất có hiệu quả trong tạo83Xác định sự hiện diện của gen kháng rầy nâu…84giống lúa kháng bệnh bạc lá và kháng rầy nâu, cà chua chịu bệnh nấm sương, đậu tươngkháng được sâu đục quả… Kỹ thuật chỉ thị phân tử đảm bảo cho các nhà chọn tạo giốngnhận diện chính xác các gen liên quan ở bất cứ bộ phận nào của cây ở giai đoạn sớm màkhông bị chi phối bởi điều kiện môi trường và thời gian tạo giống rút ngắn xuống 2-3năm (Lê Thị Muội, Đinh Thị Phòng, 2004). Hiện nay, có nhiều giống cây trồng mới cómang gen kháng sâu bệnh đã được nhận diện bằng phương pháp chỉ thị phân tử (Huangvà cộng sự, 1997), (Zheng và cộng sự, 1995)Ishii và đồng tác giả (1994) đã thiết lập bản đồ RFLP và xác định gen bph10kháng biotype 2 và 3, định vị trên nhiễm sắc thể 12 liên kết với RG457. Cặp primerđược thiết kế từ RG457 (chỉ thị STS) đã phát hiện được gen kháng rầy nâu bph10 vớikhoảng cách di truyền 1,7cM trên quần thể lúa hoang Oryza australiensis và các dòngcon lai (Lang và cộng sự, 1999).Nhóm nghiên cứu Kim và đồng tác giả (2005) đã sử dụng các dòng lúa khángrầy nâu để xác định chỉ thị phân tử đối với gen kháng rầy nâu biotype 1. Dựa trên 520primer RAPD, các tác giả đã thiết kế được chỉ thị STS BpE 18-3 liên kết với gen khángrầy nâu bph1, khoảng cách di truyền là 3.9 cM (Kim và cộng sự, 2005). Dựa trên cácchỉ thị AFLP, Murai và đồng tác giả (2001) đã thiết kế marker STS KAM4 liên kết chặtvới gen bph2. Kết quả nghiên cứu này hứa hẹn khả năng ứng dụng của chỉ thị STS trongphương thức chọn giống nhờ marker phân tử.2. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu2.1. Nguyên liệu nghiên cứuTrong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng bốn giống lúa được đánh giá khả năngkháng rầy dựa vào kiểu hình, bao gồm: IRRI 352, BG 367-2, Sài Đường Kiến An, LốcNước. Đây là những giống lúa lai tạo từ các nguồn khác nhau do Trung tâm Tài nguyênThực vật, Viện Khoa học Nông Nghiệp, Hà Nội cung cấp. Điểm kháng rầy ở bảng 1 đãđược đánh giá và phân cấp dựa trên tiêu chuẩn IRRI (IRRI, 1996).Bảng 1. Các giống lúa dùng làm nguyên liệu nghiên cứuKí hiệuTên giốngNguồn nhậpĐiểm kháng rầyL1IRRI 352Nghĩa Hưng, Nam Định1L3BG 367-2IRRI1L25Sài Đường Kiến AnIRRI3L27Lốc NướcIRRI32.2. Phương pháp nghiên cứu2.2.1. Tách chiết DNA tổng số của lúaTách chiế ...