Đánh giá Gen tương hợp rộng của một số vật liệu giống ở cây lúa pdf

ĐáNH GIá GEN TƯƠNG HợP RộNG CủA MộT Số VậT LIệU GIốNG ở
CÂY LúA
Varietal screening of wide compatibility gene in Rice
Nguyễn Văn Hoan1, Vũ Hồng Quảng2
Summary
Two TGMS lines (103
s
and Pei'ai 64
s
) and Japonica variety Norin PL9 were crossed with 15
varieties belong three subspecies of genus Oryza (Sub indica, Sub. Javanica and Sub. Japonica).
The results showed that: TGMS Pei'ai 64
s
and variety Norin PL9 carried WCG when TGMS 103
s

is lack of WCG. WCG participation to form F1 generation making them restoration enough both
of polen and seed fertility.
Key words: WCG (wide compatibility gene), TGMS, restoration, fertility.



1. ĐặT VấN Đề
Để đạt đợc u thế lai cao thì bố mẹ phải có sự khác biệt về di truyền. Phép lai xa giữa hai
loài phụ của chi Oryza đạt đợc mục tiêu về sự khác biệt di truyền lớn giữa hai bố mẹ song lại
gặp một khó khăn khác là con lai F1 bất dục hoặc bán bất dục. Chính hạn chế này đã làm cho
năng suất của tổ hợp lai không đạt yêu cầu. Các kết quả nghiên cứu cho thấy gen tơng hợp rộng
(Wide Compatibility Gene) WCG sẽ khắc phục đợc hiện tợng bất dục ở con lai F1, WCG có
chức năng bắc cầu nối trong quá trình hoà hợp giữa hai bộ gen Indica, Japonica, đạt tỷ lệ hạt
phấn hữu dục cao và tỷ lệ đậu hạt tốt (Ikehashi H., 1991; Yuan L.P., 1995 ). Khi dòng mẹ có
chứa WCG thì có khả năng phối hợp rất rộng với các dòng, giống bố ở nhiều vùng sinh thái khác

nhau, sẽ tạo đợc nhiều tổ hợp có u thế lai cao, phổ thích ứng rộng. Chính vì vậy những kết quả
nghiên cứu về gen tơng hợp rộng có vai trò quan trọng khi sử dụng trong nghiên cứu hệ lúa lai
hai dòng.
2. VậT LIệU Và PHƯƠNG PHáP NGHIÊN CứU
2.1. Vật liệu nghiên cứu
+ Các giống thuộc loài phụ Japonica: Norin PL9, Taichung 65, Assominori, Niponbare và IR -
NP5. Các giống thuộc loài phụ Javanica: Javanica 14, Dinalaga, Shinaba và Canabongbong. Các
giống thuộc loài phụ Indica: IR 24, IRBB1/5 do Trờng Đại học Kyushu - Nhật Bản cung cấp.
Các giống Javanica lá trơn và giống Indica: R307, R308, R310 có nguồn gốc từ tập đoàn công
tác Bộ môn Di truyền- Giống cây trồng.
+ Dòng mẹ kiểu TGMS 103
s
nguồn gốc từ Trờng Đại học Nông nghiệp I. Dòng mẹ Pei'ai 64
s

nguồn gốc nhập nội từ Trung Quốc, giống lúa thuần Norin PL9 nguồn gốc từ Nhật Bản.
+ Các giống đợc công bố có gen tơng hợp rộng là Norin PL9 (Ikehashi H., 1991) và Pei'ai 64
s

(Yuan L.P., 1995). Dùng giống Bồi tạp Sơn thanh (BTST) giống lúa lai hai dòng đợc gieo cấy
rộng rãi làm đối chứng.
2.3. Phơng pháp nghiên cứu
Phơng pháp lai kiểm tra gen tơng hợp rộng
Dùng phơng pháp lai kiểm tra gen tơng hợp rộng của Trung tâm nghiên cứu Hồ Nam (sơ
đồ 1)(Yuan Long Ping và cs, 1995). Mỗi tổ hợp lai thu đợc ít nhất 30 hạt. Các dòng bất dục
kiểu TGMS đợc lai theo phơng pháp cách ly cá thể với giống Norin PL9 lai theo phơng pháp
khử đực bằng cắt chéo vỏ trấu.
Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm đợc bố trí theo phơng pháp khảo sát con lai tuần tự không lặp lại. Sau khi cấy
5-6 tổ hợp thì cấy mẹ tơng ứng và cứ 10 12 con lai F1 thì cấy các dòng bố tơng ứng, giống

đối chứng là Bồi tạp Sơn thanh.
Địa điểm thí nghiệm: Bố trí thí nghiệm tại cách đồng A2 Khoa Nông học và khu nhà lới Bộ
môn Di truyền - Giống cây trồng.
Sơ đồ 1. Sơ đồ lai kiểm tra
Dòng mẹ
Dòng bố
103s Peiai 64 Norin PL9
Japonica:
1- Norin PL9
2- Tai chung 65
3- Assominori
4- Niponbare
5- IR-NP5

F1(223)
224
225
226
227

F1(277)
278
279
280
281

F1(295)
296
297
298

299

Javanica:
1- Javanica 14
2- Javanica lá trơn
3- Dinalaga
4- Shinaba
5- Canabong .b

229
230
231
232
233

283
284
285
286
287

303
304
305
306
chết

Indica:
1- IRBB1/5
2- IR 24

3- R307
4- R308
5- R310

240
235
236
237
238

294
289
290
291
292

319
314
315
316
317
Tổng số tổ hợp 45 15 15 15

3. KếT QUả Và THảO LUậN
Qua bảng 1 chúng ta nhận thấy dòng mẹ 103
S
khi lai trong cùng một loài phụ Indica, toàn
bộ con lai F1 đều hữu dục hạt phấn và tỷ lệ đậu hạt cao trên 90%. Trong 5 tổ hợp lai với loài phụ
Javanica cũng đều đạt tỷ lệ hạt chắc cao chỉ riêng tổ hợp lai với Javanica 14 đạt thấp hơn so sánh
với các quan điểm hiện hành (Ikehashi H.,1984 1987; Yuan L.P., 1995) là 71- 75% tỷ lệ hạt

chắc. Kết quả này cho thấy dòng mẹ 103
s
khi lai xa với loài phụ Javanica cho con lai F1tỷ lệ đậu
hạt là 65%, nguyên nhân là do khi trỗ gặp điều kiện không thuận lợi, thực tế con lai F1 hữu dục
bình thờng. Hiện tợng bán bất dục khi lai xa càng đợc thể hiện rõ khi 103
s
lai xa với loài phụ
Japonica. Trong 5 tổ hợp đem khảo sát có 4 tổ hợp tạo ra con lai F1 bán bất dục, chỉ có duy nhất
1 tổ hợp lai với Norin PL9 là đạt cao hơn định mức của các nhà khoa học đặt ra (85,6% hạt
chắc). Điều này chứng tỏ gen tơng hợp rộng trong giống Norin PL9 đã khắc phục đợc hiện
tợng bán bất dục khi lai xa với loài phụ Japonica. Trong khi đó 4 bố còn lại không chứa WCG
khi lai với 103
s
đều cho F1 bán bất dục về tỷ lệ đậu hạt. Nh vậy dòng TGMS 103
s
không có
WCG.
Dòng mẹ Pei'ai 64
s
có chứa WCG lai xa với các giống thuộc loài phụ Javanica và Japonica
đợc thể hiện thông qua bảng 2. Các con lai tạo ra đều đạt tỷ lệ hạt chắc cao. Chứng tỏ dòng mẹ
Pei'ai 64
s
có chứa WCG. Kết quả này cho thấy có thể tạo ra nhiều con lai xa mà vẫn đạt đợc tỷ
lệ hữu dục cao. Do đó chúng ta có thể sử dụng nhiều giống bố khác nhau để phối hợp với một
dòng mẹ có WCG và xác suất tìm tổ hợp lai là cao hơn so với các dòng mẹ không chứa WCG.
Khi lai giống thuần Norin PL9 thuộc loài phụ Japonica có chứa WCG với 5 giống Indica,
con lai F1 tạo ra đều hữu dục phấn hoàn toàn và đa số đều có tỷ lệ hạt chắc cao (bảng 3). WCG
trong Norin PL9 cũng giống nh WCG trong dòng mẹ Pei'ai 64
s

đã khắc phục đợc hiện tợng
bán bất dục ở con lai F1 khi lai xa giữa hai loài phụ Indica và Japonica. Do vậy nếu chuyển đợc
WCG vào dòng bố, đặc biệt là vào dòng mẹ khi đó phép lai xa sẽ có F1 đạt tỷ lệ đậu hạt cao.
Đây là một hớng sử dụng nhằm nâng cao năng suất và mở rộng khả năng tìm bố cũng nh tạo
ra con lai F1 có phổ thích nghi rộng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau. Riêng trờng hợp 2 dòng
bố Dinalaga và Shinaba do trỗ vào những ngày có ma to nên tỷ lệ đậu hạt thấp song về mặt bản
chất thì đây là những dạng lúa Javanica có độ hữu dục bình thờng.


Bảng 1. Tỷ lệ hạt phấn hữu dục, tỷ lệ hạt chắc của bố và con lai F1 với 103
s
Loài phụ Indica Loài phụ Javanica Loài phụ Japonica
Bố F1 Bố F1 Bố F1
Dòng bố
và đối
chứng
Hd
(%)
Hạt
chắc
(%)
Hd
(%)
Hạt
chắc
(%)
Dòng bố
Hd
(%)
Hạt

chắc
(%)
Hd
(%)
Hạt
chắc
(%)
Dòng bố
Hd
(%)
Hạt
chắc
(%)
Hd
(%)
Hạt
chắc
(%)
IRBB1/5 94,3 93,3 94,3 97,8 Java.14 88,8 88.5 82,3 65,0 No.PL9 98,0 93,8 92,5 85,6
IR24 93,6 92,8 95,1 96,1
Java. Lá
trơn
87,0 82,6 81,0 90,4
Tai
chung 65
98,0 91,0 60,6 51,1
R307 98,2 95,3 90,0 98,4 Dinalaga 94,3 58,9 74,7 89,2 Assominori 98,4 92,4 65,1 49,3
R308 92,1 91,9 93,1 98,0 Shinaba 75,3 61,6 72,0 94,8 Niponbare 96,6 90,3 64,2 42,3
R310 93,5 98,3 92,0 98,6
Canabong

.b
90,2 92,0 79,6 92,5 IRR-NP5 96,0 88,1 80,9 63,3
BTST 89,6 95,3
ĐC
(BTST)
89,6 95,3
ĐC
(BTST)
89,6 95,3
Ghi chú Hd: hạt phấn hữu dục

Bảng 2. Tỷ lệ hạt phấn hữu dục, tỷ lệ hạt chắc của bố và con lai F1 với Pei'ai 64
s
Loài phụ Indica Loài phụ Javanica Loài phụ Japonica
Bố F1 Bố F1 Bố F1
Dòng bố

Hd
(%)
Hạt
chắc
(%)
Hd
(%)
Hạt
chắc
(%)
Giống thử
Hd
(%)

Hạt
chắc
(%)
Hd
(%)
Hạt
chắc
(%)
Giống thử
Hd
(%)
Hạt
chắc
(%)
Hd
(%)
Hạt
chắ
c
(%)
IRBB1/5 94,3 93,3 86,6 88,6 Java.14 88,8 88.5 91,7 92,5 No.PL9 98,0 93,8 88,3 96,7
IR24 93,6 92,8 86,7 94,8
Java. Lá
trơn
87,0 82,6 - -
Tai
chung65
98,0 91,0 87,9 90,2
R307 98,2 95,3 84,6 97,2 Dinalaga 94,3 58,9 89,3 96,2 Assominori 98,4 92,4 89,1 90,1
R308 92,1 91,9 93,2 97,8 Shinaba 75,3 61,6 83,5 - Niponbare 96,6 90,3 83,2 85,3

R310 93,5 98,3 86,7 94,8
Canabong.
b
90,2 92,0 82,4 84,3 IR-NP5 96,0 88,1 86,1 72,8
ĐC
(BTST)
89,6 95,3
ĐC
(BTST)
89,6 95,3
ĐC
(BTST)
89,6 95,3
Ghi chú Hd: hạt phấn hữu dục

Bảng 3. Tỷ lệ hạt phấn hữu dục, tỷ lệ hạt chắc của các bố và con lai F1 với Norin PL9
Loài phụ Indica Loài phụ Javanica Loài phụ Japonica
Bố F1 Bố F1 Bố F1
Dòng bố

Hd
(%)
Hạt
chắc
(%)
Hd
(%)
Hạt
chắc
(%)

Dòng bố
Hd
(%)
Hạt
chắc
(%)
Hd
(%)
Hạt
chắc
(%)
Dòng bố
Hd
(%)
Hạt
chắc
(%)
Hd
(%)
Hạt
chắc
(%)
IRBB1/5 94,4 93,3 88,1 84,2 Java.14 88,8 88.5 97,0 95,1 No.PL9 98,0 93,8 - -
IR24 93,6 92,8 79,3 83,5
Java. Lá
trơn
87,0 82,6 84,2 98,5
Tai
chung65

98,0 91,0
91,
9
95,8
R307 98,2 95,3 71,5 90,4 Dinalaga 94,3 58,9 89,1 99,0 Assominori 98,4 92,4
93,
4
88,0
R308 92,1 91,9 90,4 92,7 Shinaba 75,3 61,6 85,3 97,7 Niponbare 96,6 90,3
88,
7
83,0
R310 93,5 98,3 71,5 84,3
Canabong.
b
90,2 92,0 - - IR-NP5 96,0 88,1
90,
6
94,8
ĐC
(BTST)
89,6 95,3
ĐC
(BTST)
89,6 95,3
ĐC
(BTST)

89,
6

95,3


4. KếT LUậN
+ Dòng Pei'ai 64
s
và giống thuần Norin PL9 có chứa gen tơng hợp rộng trong khi dòng TGMS
103
s
không có gen tơng hợp rộng.
+ Gen tơng hợp rộng (WCG) đã góp phần nâng cao đáng kể tỷ lệ hạt phấn hữu dục ở con lai F1
khi lai xa giữa 2 loài phụ và nâng cao tỷ lệ đậu hạt của con lai xa.
Tài liệu tham khảo
Hrirosi Ikehashi and Hitoshi Araki (1984), Varietial screening of compatibility, type reveated in
F1 fertility of distant crosses in rice, Japan, p.304-313.
Hrirosi Ikehashi, Hitoshi Araki (1987), Screening and genetic analysis of wide compatibility in
F1 hybrid of distant Crosses in Rice, Oryza sativa. L, Japan, p.3- 54
Ikehashi H (1991), Genetic of hybrid sterility in wide hybridzation in rice (O. sativa.L), Japan, p.
113-124
Yuan Long Ping, Xi Qin Fu (1995), Technlogy of hybrid rice production, FAO, p.5-75