Nghiên cứu đa dạng di truyền và cải tiến nguồn gen khoai môn sọ bản địa bằng công nghệ sinh học và đột biến thực nghiệm (tóm tắt) + toàn văn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
ĐẶNG THỊ THANH MAI
NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN VÀ CẢI TIẾN
NGUỒN GEN KHOAI MÔN SỌ BẢN ĐỊA BẰNG CÔNG
NGHỆ SINH HỌC VÀ ĐỘT BIẾN THỰC NGHIỆM
Chuyên ngành: Di truyền học
Mã số: 62 42 70.01
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC
Hà Nội, 2014
Công trình khoa học được hoàn thành tại:
Trường Đại hoc Sư phạm Hà Nội
Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS Nguyễn Xuân Viết
Phản biện 1:
GS.TSKH Trần Duy Quý
Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam
Phản biện 2:
GS.TS. Nguyễn Quang Thạch
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội
Phản biện 3:
PGS.TS Lê Huy Hàm
Viện Di truyền Nông nghiệp
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp
Trường họp tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
Vào hồi … . giờ ngày tháng … năm 2014.
Có thể tìm hiểu luận án tại:
Thư viện Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
Thư viện Quốc gia.
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

Khoai môn sọ (Colocasia esculenta (L.) Schott) là cây trồng lấy
củ thuộc họ Ráy (Araceae) được thuần hóa từ rất sớm và hiện nay nó
vẫn là cây trồng có vai trò quan trọng. Cây khoai môn sọ là một trong
số ít ỏi các cây trồng có khả năng phát triển tốt trên đất đầm lầy hoặc
đất trống đồi trọc, do đó sẽ rất có ý nghĩa trong xóa đói giảm nghèo.
Tuy nhiên, loài cây trồng này cũng đang đối mặt với sự xói mòn di
truyền do những thay đổi về cơ cấu cây trồng, sự thu hẹp diện tích đất
trồng nông nghiệp do đô thị hóa
Đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen hiện có cần được quan
tâm kịp thời để có kế hoạch bảo tồn, khai thác loài cây trồng này. Đặc
biệt, các kỹ thuật phân tử đã được ứng dụng thành công trong nghiên
cứu đánh giá nguồn gen khoai môn sọ ở nhiều nước trên thế giới. Ở
Việt Nam, các nghiên cứu đánh giá đa dạng nguồn gen khoai môn sọ
đã được bắt đầu khá lâu nhưng chủ yếu ở mức hình thái, nông học hoặc
mức sinh hóa và tế bào, nghiên cứu ứng dụng các kỹ thuật ADN mới ở
bước đầu.
Trên thế giới, nghiên cứu cải tiến giống và tạo giống mới bằng
ứng dụng công nghệ sinh học và đột biến thực nghiệm đã được báo cáo
ở loài cây khoai môn sọ (Seetohul, 2007; Sukamto, 2003). Tuy nhiên, ở
Việt vẫn chưa có công trình về nghiên cứu ứng dụng đột biến thực
nghiệm trong chọn giống ở loài cây trồng này. Thử nghiệm ứng dụng
công nghệ sinh học và đột biến thực nghiệm trong cải tiến giống và
chọn tạo giống mới sẽ góp phần định hướng khai thác có hiệu quả
nguồn gen khoai môn sọ của Việt Nam.
Xuất phát từ lí luận và thực tiễn đó, chúng tôi tiến hành đề tài:
“Nghiên cứu đa dạng di truyền và cải tiến nguồn gen khoai môn sọ
bản địa bằng công nghệ sinh học và đột biến thực nghiệm”
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Đề tài được tiến hành nhằm: (1) Xác định được mức độ đa dạng
di truyền nguồn gen khoai môn sọ bản địa ở các tỉnh miền Bắc và Bắc

1
Trung Bộ bằng phân tích hình thái – nông học, chỉ thị RAPD và chỉ thị
SSR; (2) Xác định được quan hệ di truyền tiến hóa trong loài C.
esculenta và với một số loài có quan hệ gần; (3) Xây dựng được quy
trình nhân nhanh in vitro một số giống khoai môn sọ địa phương cho
sản xuất; (4) Xác định được mức độ mẫn cảm với phóng xạ tia gamma
của một số giống khoai môn sọ địa phương và chọn lọc được một số
dòng khoai môn sọ đột biến có triển vọng phục vụ cho nghiên cứu cải
tiến giống.
4. Đóng góp mới của đề tài
Đây là công trình đầu tiên phân tích một cách có hệ thống về sự
đa dạng di truyền nguồn gen khoai môn sọ địa phương cũng như mối
quan hệ di truyền trong loài khoai môn sọ và với các loài có quan hệ
gần gũi với loài cây này dựa trên bộ số liệu phong phú về hình thái và
phân tử ADN.
Mức độ đa dạng di truyền cao trong các mẫu giống khoai môn
sọ nghiên cứu và các chỉ thị phân tử đặc trưng mẫu giống và đặc trưng
vùng sinh thái là những phát hiện mới có ý nghĩa tư liệu hóa nguồn
gen.
Lần đầu tiên một bộ sưu tập hạt nhân (gồm 12 giống khoai môn
sọ) đã được đề xuất dựa trên số liệu phong phú về đa dạng di truyền ở
cả mức hình thái, phân tử ADN và một số thành phần dinh dưỡng của
củ từ 40 mẫu giống khoai môn sọ nghiên cứu
Phát hiện sự gần gũi về mặt di truyền của 2 loài môn hoang dại
(C. lihengeae và C. menglaensis) với các loài ráy thuộc chi Alocasia
đã cung cấp cơ sở phân tử có thể giúp giải quyết khó khăn trong việc
xác định vị trí chủng loại phát sinh của 2 loài khoai môn hoang dại do
chúng mang những đặc điểm hình thái giống cả Colocasia và cả
Alocasia.
Liều chiếu xạ vào giai đoạn chồi in vitro khoai môn sọ có hiệu

quả chọn giống nằm trong khoảng 10 – 50 Gy; 3 dòng đột biến có triển
vọng về năng suất và chống chịu hạn, là những tư liệu đầu tiên ở Việt
Nam về ứng dụng đột biến thực nghiệm trong cải tiến giống ở loài cây
trồng lâu đời nhất này.
2
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY KHOAI MÔN SỌ
1.1.1. Nguồn gốc của cây khoai môn sọ
Khoai môn sọ là loài thực vật thuộc họ Ráy, có tên khoa học là
Colocasia esculenta (L.) Schott. Nguồn gốc của khoai môn sọ hiện nay
vẫn chưa có ý kiến thống nhất giữa các nhà khoa học chuyên nghiên
cứu về loài cây này. Có 2 ý kiến khác nhau về nguồn gốc cây khoai
môn sọ. Quan điểm thứ nhất cho rằng cây khoai môn sọ có chung một
nguồn gốc tiến hóa đó là vùng Indo-Malaysia có lẽ ở Tây Ấn Độ và
Bangladesh. Một quan điểm khác dựa trên dữ liệu isozyme và phân tử
ADN lại cho rằng đã có sự tiến hóa song song của hai vốn gen khoai
môn sọ, xuất phát từ hai trung tâm tiến hóa khác nhau (ở vùng Đông
Nam châu Á và vùng Tây Nam Thái Bình Dương).
1.1.2. Phân loại cây khoai môn sọ
Trong hệ thống phân loại thực vật, loài khoai môn sọ có vị trí
phân loại như sau: Giới: Thực vật (Plantae); Ngành: Thực vật hạt kín
(Angiospermatophyta); Lớp: Một lá mầm (Monocotyledonae); Phân
lớp: Cau (Arecidae); Bộ: Ráy (Arales); Họ: Ráy (Araceace); Chi:
Khoai môn (Colocasia); Loài: Colocasia esculenta (L.) Schott.
1.1.3. Giá trị kinh tế và sử dụng của cây khoai môn sọ
Khoai môn sọ là loài cây trồng quan trọng nhất của chi
Colocasia (họ Ráy) cung cấp nguồn thức ăn, dinh dưỡng và đưa lại
nguồn thu nhập cho người nghèo. Các bộ phận của cây là củ cái, củ con,
dọc lá và dải bò đều có thể chế biến thành các món ăn. Khoảng 400 triệu

người sử dụng khoai môn sọ trong các bữa ăn thường ngày. Khoai
môn sọ là loại rau được tiêu thụ đứng hàng thứ 14 và là loài cây có củ
được tiêu thụ nhiều thứ 5 trên thế giới.
3
1.2. PHÂN TÍCH ĐA DẠNG DI TRUYỀN Ở CÂY KHOAI MÔN SỌ
1.2.1. Phân tích đa dạng di truyền khoai môn sọ sử dụng chỉ thị
hình thái và hóa sinh
Ở Việt Nam, 201 mẫu trong tổng số 478 giống đang lưu giữ tại
Trung tâm Tài nguyên Thực vật – Viện Di truyền Nông nghiệp Việt
Nam đã được nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền sử dụng chỉ thị
hình thái hoặc kết hợp chỉ thị hình thái và chỉ thị hóa sinh, tế bào
(Nguyễn Thị Ngọc Huệ và cs (2000, 2003, 2004), Nguyễn Xuân Viết
và cs (2002, 2006, 2007). Trên thế giới, chỉ thị hình thái được sử dụng
kết hợp với chỉ thị sinh hóa và các chỉ thị khác đã thành công trong
việc đánh giá đa dạng di truyền khoai môn sọ, phân loại khoai môn sọ
trồng… và đặc biệt trong xây dựng bộ mẫu hạt nhân khoai môn sọ địa
phương, quốc gia và khu vực cho mục đích bảo tồn và sử dụng hiệu
quả nguồn gen.
1.2.2. Phân tích đa dạng di truyền khoai môn sọ sử dụng chỉ thị
phân tử ADN
Chỉ thị RAPD được Irwin và cs sử dụng đầu tiên trên đối tượng
khoai môn sọ vào năm 1998 (Irwin, 1998), sau đó là các nghiên cứu
của Ochiai và cs (2001), Lakhanpaul và cs (2003). Các kết quả nghiên
cứu chỉ thị RAPD không chỉ hữu ích trong nghiên cứu đa dạng trong
loài khoai môn sọ mà còn là một chỉ thị hữu ích cho nhận dạng các
giống khoai môn sọ, nhận dạng phân tử các loài có quan hệ gần với
khoai môn sọ; phân biệt các dạng khoai môn sọ lưỡng bội và tam
bội… từ các kiểu băng điện di nhân bản đặc trưng.
Những ứng dụng của kỹ thuật AFLP trên khoai môn sọ đã được
báo cáo trong nhiều nghiên cứu. Lebot và cs (2004) đã sử dụng dữ liệu

AFLP kết hợp các dữ liệu về hình thái để thiết lập và quản lý bộ mẫu
hạt nhân của khu vực Đông Nam Á và Thái Bình Dương. Cũng trong
4
nghiên cứu này, hai vốn gen khoai môn sọ khác biệt đã được phát hiện
ở Đông Nam Á và Thái Bình Dương.
Nghiên cứu đầu tiên đánh giá đa dạng di truyền khoai môn sọ
bằng chỉ thị SSR đã được Mace và cs Công bố năm 2002. Theo hướng
này, đã có các báo cáo của Singh & cs (2008), Hu và cs (2009),
Sardos và cs (2012). Các báo cáo đều cho thấy, chỉ thị SSR rất hữu ích
trong đánh giá đa dạng di truyền khoai môn sọ và trong nghiên cứu
bảo tồn và tiến hóa của loài này.
1.3. THU THẬP, BẢO TỒN VÀ SỬ DỤNG NGUỒN GEN
KHOAI MÔN SỌ ĐỊA PHƯƠNG
1.3.1. Thu thập và bảo tồn nguồn gen khoai môn sọ
Từ năm 1998, hai mạng lưới châu Á – Thái Bình Dương nghiên
cứu về khoai môn sọ được thiết lập: Dự án Tài nguyên di truyền khoai
môn sọ - TaroGen (The Taro Genetic Resources: Conservation and
Utilisation network) và TANSAO (Taro Network for Southeast Asia
and Oceania) được thành lập nhằm mục đích nâng cao vị thế cạnh
tranh của khoai môn sọ trong hệ thống mùa vụ và thị trường thương
mại.
Nghiên cứu bảo tồn khoai môn sọ của Việt Nam được thực hiện
theo hai hình thức: bảo tồn ngoại vi và bảo tồn nội vi. Tính đến năm
2012, Trung tâm tài nguyên Thực vật đã thu thập, đánh giá và lưu giữ
được 478 giống khoai môn sọ từ mọi miền đất nước, trong số đó, 152
giống khoai môn sọ được bảo tồn trong ngân hàng gen in vitro và 195
giống khoai môn sọ được bảo tồn nội vi.
1.3.2. Tình hình nghiên cứu khai thác và sử dụng nguồn gen khoai
môn sọ
* Nghiên cứu chọn lọc và phục tráng nguồn gen khoai môn sọ địa

phương
Ở Việt Nam, các Viện nghiên cứu, các trường Đại học đã phối
hợp với các sở Khoa học Công nghệ các tỉnh áp dụng nuôi cấy mô in
5
vitro trong phục tráng và nhân nhanh đáp ứng nguồn cung cấp giống
một số giống khoai môn sọ quí như khoai Bắc Kạn, khoai sọ Nho
Quan (Ninh Bình)
* Lựa chọn bộ mẫu hạt nhân từ nguồn gen khoai môn sọ địa
phương
Lựa chọn bộ sưu tập mẫu hạt nhân từ bộ mẫu khoai môn sọ ở
vùng, quốc gia, khu vực được thực hiện ở nhiều mức độ khác nhau với
qui mô mẫu cũng khác nhau tùy thuộc vào điều kiện địa phương, quốc
gia, vùng và số lượng mẫu ban đầu TANSAO dựa trên các đặc điểm
hình thái và isozyme đã thiết lập bộ mẫu hạt nhân cho khu vực Châu
Á – Thái Bình Dương, trong đó, Việt Nam đóng góp 16 mẫu giống
khoai môn sọ vào bộ sưu tập hạt nhân khu vực (Lebot, 2004).
* Nghiên cứu cải tiến nguồn gen khoai môn sọ địa phương
Trên thế giới đã có một số nghiên cứu cải tiến nguồn gen khoai
môn sọ thành công. Các nghiên cứu được tiến hành theo các hướng:
nhập nội các giống khoai môn sọ ngoại lai, lai tạo, xử lí đột biến và
chuyển gen. Nghiên cứu chọn tạo giống khoai môn sọ đột biến đã thu
được những thành công nhất định. Các nhà khoa học đã áp dụng
phương pháp nuôi cấy mô in vitro kết hợp chiếu xạ chồi in vitro nhằm
tạo nguồn vật liệu khởi đầu phong phú cho chọn lọc. Các thành công
ban đầu chủ yếu theo hướng chọn lọc các dòng kháng bệnh bạc lá, rút
ngắn thời gian sinh trưởng và duy trì vị ngon của củ như các nghiên
cứu của Seetohul S. và Puchooa D (2007), Sukamto (1998 - 2003).
Ở Việt Nam, các nghiên cứu khai thác nguồn gen khoai môn sọ
mới chủ mới chỉ ở mức tuyển chọn hoặc phục tráng một số giống
khoai quý địa phương, các nghiên cứu cải tiến nguồn gen loài cây này

chưa được tiến hành.
6
CHƯƠNG 2
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. MẪU GIỐNG
Nghiên cứu sử dụng 40 mẫu giống khoai môn sọ (Colocasia
esculenta (L.) Schott) và 11 mẫu giống thuộc 3 chi họ Ráy (chi
Colocasia, chi Alocasia và chi Xanthosoma).
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Kỹ thuật trồng và chăm sóc khoai môn sọ trên đồng ruộng được
tiến hành theo kỹ thuật thâm canh khoai môn sọ của Nguyễn Thị Ngọc
Huệ và Đinh Thế Lộc (2005).
Các đặc điểm hình thái – nông học được mô tả, đánh giá theo
IPGRI và phương pháp của Singh (2008).
Phân tích thành phần dinh dưỡng, độ ngon của củ khoai môn sọ
được tiến hành theo phương pháp đề xuất trên khoai môn sọ của
Aregheore (2003).
ADN tổng số được tách chiết từ các lá non của cây sinh trưởng
và phát triển tốt, không bị bệnh của 51 mẫu giống theo phương pháp
CTAB của Obara-Okeyo & Kako (1998).
Phản ứng PCR - RAPD được tiến hành theo phương pháp của
Williams & cs (1990). Phản ứng PCR - SSR được thực hiện được thực
hiện theo phương pháp của Singh và cs (2008).
Nuôi cấy mô in vitro các giống khoai môn sọ nghiên cứu được
thực hiện theo phương pháp tái sinh trực tiếp từ chồi đỉnh theo phương
pháp của Chand và cs (1999) và Taylor và cs (1999). Cảm ứng tạo củ
khoai môn sọ in vitro được thực hiện theo phương pháp của Zhou và
cs (1999).
Xử lí chiếu xạ tia gamma (nguồn Co
60

) lên chồi khoai môn sọ in
vitro được thực hiện theo phương pháp của Seetohul và cs (2007).
Các số liệu thống kê được xử lí và phân tích bằng chương trình
Excel version 5.0 và phần mềm NTSYSpc version 2.11x (Exeter
Software, New York); Phân tích phương sai – ANOVA (Analysia of
variance) trên máy tính; kiểm định tiêu chuẩn t được xử lí ở độ tin cậy
95%, mức sai số có ý nghĩa α = 0,05.
7
CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN NGUỒN GEN KHOAI
MÔN SỌ
3.1.1. Đa dạng về các đặc điểm hình thái và nông học các giống
khoai môn sọ và một số loài gần
Các mẫu giống nghiên cứu được đánh giá về 20 đặc điểm hình
thái – nông học. Dựa vào các đặc điểm hình thái – nông học có thể
định loại các mẫu giống nghiên cứu thuộc 3 chi (genus) trong họ Ráy
(Araceae): Chi Khoai môn (Colocasia) gồm 43 mẫu giống chia làm 4
loài C. esculenta (40), C. gigantea (01), C. lihengeae (01) và C.
menglaensis (01); (2) Chi Khoai mùng (Xathosoma) gồm 6 mẫu giống
thuộc 2 loài X. violacium (01) và X. sagittifolium (01); (3) Chi Ráy
(Alocasia) gồm 2 mẫu giống thuộc 2 loài A. odora (01) và A.
macrorrhiza (01).
Trong phân loại dưới loài, 40 mẫu giống khoai môn sọ (C.
esculenta (L.) Schott) thể hiện sự đa dạng rất cao về các đặc điểm hình
thái – nông học. 40 mẫu giống khoai môn sọ được phân tích đa dạng
hình thái – nông theo một số các đặc điểm hình thái – nông học miêu
tả sử dụng phần mềm NTSYSpc version 2.11x (Hình 3.1). Kết quả
cho thấy: Sự đa dạng cao trong các mẫu giống khoai môn sọ nghiên
cứu. Với khoảng 75% tương đồng về các đặc điểm hình thái – nông

học nghiên cứu, 40 mẫu giống khoai môn sọ được xếp vào 6 nhóm.
Các mẫu giống có xu hướng tập hợp nhóm theo kiểu củ (Eddoe hay
Dasheen) và chất lượng củ. Vùng Đông Bắc – Bắc Bộ là vùng tập
trung nhiều giống khoai môn sọ quý, là vùng có đa dạng hình thái –
nông học khoai môn sọ cao nhất. Một số giống khoai môn sọ quý, đặc
biệt có thể được nhận dạng nhờ sử dụng các đặc điểm hình thái - nông
học nổi bật.
8

3.1.2. Kết quả phân tích đa dạng di truyền khoai môn sọ và một số
loài gần sử dụng chỉ thị phân tử ADN
3.1.2.1. Kết quả tách chiết ADN tổng số
ADN tổng số sau khi tách chiết được điện di trên gel agarose
0,8%. Kết quả điện di được trình bày ở hình 3.2.
Hình 3.2. ADN tổng số tách chiết từ mô lá
9
Hình 3.1. Mối quan hệ giữa các mẫu giống khoai môn sọ dựa trên
20 đặc điểm hình thái – nông học.
I
II
III
IV
V
VI
Ce1 Ce2 Ce3 Ce4 Ce5 Ce8 Ce13 Ce9 Ce21 Ce28 A2 Ce34 Ce6 Xa1 Cg Cm A1
3.1.2.2. Kết quả phân tích đa hình PCR-RAPD
Phản ứng PCR-RAPD với 28 mồi ngẫu nhiên đã được nhân
thành công. 14 mồi cho đa hình đã được sử dụng cho phân tích và ước
lượng quan hệ di truyền. Kích thước các băng ghi được từ 200 đến
4000 bp. Tổng số 5635 băng điện di được ghi cho 14 mồi. Trong số 14

mồi phân tích, có 8 mồi cho thấy 100% đa hình.
Số liệu đa hình RAPD được sử dụng để phân nhóm quan hệ di
truyền giữa các mẫu giống thuộc các loài sử dụng phần mềm
NTSYSpc version 2.11x. Ở mức tương đồng di truyền 75%, 51 mẫu
giống nghiên cứu đã được phân trong 3 nhóm. Tất cả 40 mẫu giống
khoai môn sọ trồng (C. esculenta) và 1 mẫu dọc mùng (C. gigantea)
hình thành nhóm lớn I, nhưng 2 loài môn hoang dại (C. lihengeae và
C. menglaensis) lại được ghép trong nhóm III cùng các mẫu Ráy
(Alocasia). 6 mẫu khoai Mùng (Xanthosoma) được xếp trong cùng
nhóm (nhóm II) gồm 2 nhóm phụ tương ứng với 2 loài: X. violacium
có thân và thịt củ màu tím sẫm (Xa1 - khoai Mán Lạng Sơn) và X.
Sagittifolium có bẹ lá và cuống lá xanh, thịt củ trắng hay tím nhạt (5
mẫu giống còn lại).
Có tổng số 48 băng ADN được nhân thành công từ 14 mồi
RAPD đặc trưng phân tử các loài, chi nghiên cứu thuộc họ Ráy. Các
vị trí băng đặc trưng này có thể rất hữu ích trong việc nhận dạng các
mẫu loài nghiên cứu.
Với mức tương đồng di truyền 77%, 40 mẫu giống khoai môn
sọ được phân trong 3 nhóm (I, II và III) (Hình 3.5). Kết quả phân tích
sự phân nhóm khoai môn sọ dựa trên số liệu RAPD cho thấy: (1)
Những giống khoai môn sọ có hình dạng củ kiểu khoai sọ và chất
lượng củ trung bình được xếp trong cùng 1 nhóm (nhóm I) cũng được
phát hiện trong nhóm I dựa trên đặc điểm hình thái – nông học. Hầu
hết các mẫu giống được phân trong nhóm phụ II.2 là những mẫu giống
10
có chất lượng củ cao. Các mẫu giống này cũng được phát hiện trong
nhóm II, IV và nhóm V dựa trên đặc điểm hình thái - nông học. (2)
Một số giống khoai môn sọ có đặc điểm hình thái giống nhau thì cũng
có hệ số tương đồng di truyền cao. Ví dụ các nhóm mẫu giống: Ce4,
Ce11 và Ce12 có mức tương đồng di truyền 92%; Ce3 và Ce6, với

mức tương đồng di truyền 96%.



Có đến 30 kiểu băng (các vị trí băng 850 bp ở mồi UBC 706 chỉ
xuất hiện ở giống Ce15 – khoai sọ đồi (Yên Bái); 430 bp ở mồi OPN7
chỉ xuất hiện ở giống Ce32 – Sáp vàng (Thanh Hóa) ) đặc trưng đối
với một số mẫu giống khoai môn sọ. Các băng ADN này có thể có ý
nghĩa nhận dạng giống, đặc biệt ở những giống có hình thái tương tự
nhau.
Thống kê so sánh các băng ADN được nhân bản của các mẫu ở
các vùng sinh thái khác nhau đã phát hiện tổng số 33 băng ADN đặc
trưng riêng cho vùng sinh thái. Các mẫu giống vùng Đông Bắc – Bắc
11
Hình 3.5. Quan hệ di truyền giữa 40 mẫu giống khoai môn sọ
dựa trên số liệu đa hình RAPD
A B C D E
Colocasia
Alocasia và 2 loài
C. lihengeae và C.
menglaensis
C. gigentea
A. odora
A. macrorrhiza
C. menglaensis
C. lihengeae
I
II
III
Bộ có số băng ADN được nhân lên từ 14 mồi ngẫu nhiên nhiều nhất

(208 băng) và số băng ADN đặc trưng vùng cũng lớn nhất (15 băng),
tiếp theo là các mẫu từ vùng Tây Bắc và Bắc Trung Bộ. Các mẫu
giống từ vùng Đồng bằng sông Hồng không biểu hiện băng ADN đặc
trưng riêng cho vùng thu mẫu. Kết quả này cho thấy tính đa hình và
tính đặc trưng vùng cao của các mẫu giống vùng miền núi và trung du
Bắc Bộ. Vùng đồng bằng sông Hồng có thể chỉ là nơi “hội tụ”, nơi
phát triển của các giống khoai môn sọ quí từ các địa phương miền núi
và trung du Bắc Bộ.
3.1.2.3. Kết quả phân tích đa dạng di truyền nguồn gen khoai môn
sọ sử dụng chỉ thị SSR
Mười hai cặp mồi SSR đã được dùng để phân tích SSR của 29
mẫu giống (24 mẫu giống C. esculenta, 01 mẫu giống C. gigantea, 01
mẫu giống C. lihengeae, 01 mẫu giống C. menglaensis, 01 mẫu giống
Alocasia odora và 01 mẫu giống Alocasia macrorrhiza). Các mẫu
giống khoai môn sọ được lựa chọn để phân tích SSR dựa trên tính đại
diện nhóm trong phân nhóm dựa trên số liệu hình thái và chỉ thị
RAPD; tính đặc trưng vùng sinh thái và có chú ý đến đặc tính về chất
lượng tốt của củ ở một số giống.
Sản phẩm PCR-SSR với 12 cặp mồi đã được nhân thành công. 9
cặp mồi thể hiện sự đa hình cao được sử dụng cho phân tích phân tích
đa dạng di truyền các mẫu giống nghiên cứu. Tổng số 97 alen tại 9
locus được nhân bản từ 29 mẫu nghiên cứu. Số alen tại mỗi locus dao
động từ 3 (ở locus HK31) đến 19 (ở locus HK22). Giá trị PIC (hàm
lượng thông tin đa hình) của các chỉ thị dao động trong khoảng từ 0,33
đến 0,93, giá trị trung bình 0,75.
Sơ đồ hình cây nhận được từ phân tích UPGMA dựa trên hệ số
tương đồng di truyền giữa 29 mẫu giống nghiên cứu cho thấy: ở mức
tương đồng di truyền 72%, 29 mẫu giống nghiên cứu đã được phân
12
trong 2 nhóm. Tất cả 24 mẫu giống khoai môn sọ (C. esculenta) và 1

mẫu dọc mùng (C. gigantea) đã được ghép trong cùng 1 nhóm. Trong
khi 2 mẫu giống thuộc 2 loài khoai môn dại (C. lihengeae và
C.menglaensis) hình thành một nhóm phụ cùng hai loài ráy Alocasia.

Ở mức tương đồng khoảng 86%, 24 mẫu khoai môn sọ được
xếp vào 6 nhóm (I, II, III, IV, V và VI) (Hình 3.7). Các mẫu giống
khoai môn sọ nghiên cứu có xu hướng tập hợp theo kiểu củ (nhóm I,
có đến 11/18 mẫu giống có củ kiểu khoai sọ, các nhóm còn lại là tập
hợp của các mẫu giống có kiểu củ khoai môn). Có 15 alen SSR xuất
hiện là đặc trưng duy nhất ở một số giống. Những alen này sẽ rất có ý
nghĩa trong việc đặc trưng phân tử và có ý nghĩa nhận dạng giống làm
cơ sở có thể tư liệu hóa nguồn gen khoai môn sọ (Bảng 3.10, Hình
3.9 ).
13
A B C D E
Colocasia
Alocasia và 2 loài
C. lihengeae và C.
menglaensis
C. gigentea
A. odora
A. macrorrhiza
C. menglaensis
C. lihengeae
Hình 3.7. Quan hệ di truyền giữa các mẫu giống khoai môn sọ
và một số loài gần dựa trên chỉ thị SSR
I
II
III
IV

V
VI

Hình 3.9. Sản phẩm PCR-SSR với mồi HK7 trên gel điện di
và các vị trí alen đặc trưng giống khoai môn sọ
Bảng 3.10. Đặc trưng phân tử có ý nghĩa tư liệu hóa
một số nguồn gen khoai môn sọ địa phương
Số
TT
Tên giống Alen đặc trưng
có ý nghĩa nhận dạng
1 Ce3 – Khoai sọ (Lạng Sơn) HK7-160 bp
2 Ce5 – Khoai sọ nương (Quảng Ninh) HK29-230 bp
3 Ce9 – Khoai mán (Bắc Giang) Xuqtem73-160 bp, HK7-145 bp,
HK7-175bp, HK29-250 bp, HK29-
300bp, HK22-400 bp.
4 Ce13 – Hậu Đành (Tuyên Quang) AC3-120 bp
5 Ce15 – Khoai sọ đồi (Yên Bái) HK7-190 bp, HK38 – 130 bp,
Xuqtem55 – 30 bp.
6 Ce18 – Khoai sọ trắng (Hòa Bình) HK7-140 bp
7 Ce32 – Sáp vàng (Thanh Hóa) HK22-195 bp
8 Ce35 – Khoai sọ (Hà Tĩnh) HK29-50 bp
9 Ce36 – Môn đỏ (Quảng Trị) HK7-120 bp, HK7-200 bp.
Kết quả thống kê cũng cho thấy tổng số alen SSR cao nhất quan
sát thấy ở khoai môn sọ vùng Đông Bắc - Bắc Bộ (54 alen) và vùng
Bắc Trung Bộ (34 alen) trong tổng số 66 alen đã được nhân bản thành
công từ các mồi. Tỉ lệ alen đặc trưng tương ứng cho 2 vùng là 31,48%
và 20,59%. Hai vùng này cũng là nơi xuất sứ của nhiều giống khoai
môn sọ nổi tiếng thơm ngon như khoai Môn thơm (Lạng sơn), khoai
Chợ Đồn (Bắc Kạn), Khoai Chũ (Bắc Giang, khoai Sáp vàng (Thanh

Hóa) Trái ngược với mong đợi, Đồng bằng sông Hồng - vùng canh
tác nông nghiệp lớn của miền Bắc nhưng đa dạng nguồn gen khoai
môn sọ không cao và không quan sát thấy alen đặc trưng.
14
300 bp
200 bp
100 bp
M Ce36 Ce35 Ce34 Ce30 Ce28 Ce24 Ce21 Ce26 Ce15 Ce13 Ce9 Ce8 M Ce1 Ce3 Ce4 Ce5 Ce18 Ce19 Ce22 Ce32
Thiết lập bộ mẫu hạt nhân từ bộ sưu tập mẫu giống nghiên cứu
được tiến hành. Hai mươi bốn mẫu giống khoai môn sọ đại diện các
nhóm trong kết quả phân nhóm dựa trên số liệu hình thái và chỉ thị
RAPD được lựa chọn cho phân tích SSR. Trong số đó, 12 mẫu giống
(chiếm 30% tổng số mẫu) có mức tương đồng di truyền từ 0,78 đến
0,92, có khả năng đặc trưng phân tử dựa trên các alen đặc trưng duy
nhất hoặc mang alen đặc trưng vùng đã được lựa chọn xây dựng bộ
mẫu hạt nhân từ bộ sưu tập 40 mẫu giống khoai môn sọ trong nghiên
cứu này. Bộ mẫu hạt nhân khoai môn sọ gồm 12 mẫu giống sau: Ce3 -
Khoai sọ (Bắc Lệ - Lang Son), Ce4 - Môn thơm (Lạng Sơn), Ce5 -
Khoai sọ nương (Quảng Ninh), Ce8 - Khoai tím thơm (Bắc Giang),
Ce9 - Khoai mán (Bắc Giang), Ce13 – Hậu Đành (Tuyê Quang),
Ce15 – Khoai sọ đồi (Yên Bái), Ce18 – Khoai sọ trắng (Hòa Bình),
Ce19 - Cụ Cang (Sơn La), Ce32 - Sáp vàng (Thanh Hóa), Ce35 –
Khoai sọ (Hà Tĩnh) và Ce36 – Môn đỏ (Quảng Trị).
3.1.4. Kết quả phân tích hàm lượng chất khô, thành phần dinh
dưỡng và vị ngon của củ của 12 giống khoai môn sọ hạt nhân
Phân tích thành phần dinh dưỡng và hàm lượng chất khô được
thực hiện trên 12 giống khoai môn sọ trong bộ sưu tập hạt nhân.
Hàm lượng chất khô của các mẫu củ phân tích đạt trung bình
88,22 ± 0,51% và sai khác nhau không đáng kể (p > 0,05).
Hàm lượng protein thô chứa trong các mẫu củ phân tích đạt

trung bình 1,51 ± 0,02, sai khác đáng kể giữa các mẫu giống nghiên
cứu (p < 0,05).
Ba chỉ tiêu khoáng đa lượng được phân khác biệt nhau đáng kể
ở các mẫu nghiên cứu (p < 0,05). Hàm lượng canxi trung bình trong
củ là 1,55 ± 0,28 g/kg chất khô, dao động từ 0,71 ± 0,27 g/kg đến 2,52
± 0,27 g/kg. Khoáng magie trung bình 1,18 ± 0,01 g/kg, dao động từ
thấp nhất 0,48 ± 0,00 g/kg và đạt cao nhất 2,25 ± 0,01 g/kg. Hàm
lượng phôtpho trung bình đạt 0,24 ± 0,00 g/kg ở các mẫu nghiên cứu,
dao động từ 0,04 ± 0,00 g/kg đến 0,37 ± 0,00 g/kg.
15
Các khoáng vi lượng đã phân tích gồm Fe và Zn, hàm lượng Fe
và Zn khác nhau ở các mẫu nghiên cứu (p < 0,05), hàm lượng Fe đạt
trung bình 48,92 ± 3,53 mg/kg, biến động trong khoảng từ 7 ± 1,00
mg/kg đến 132 ± 2,65 mg/kg. Tương tự, thành phần khoáng Zn trung
bình 7,42 ± 1,61 mg/kg, biến động trong khoảng từ 5 ± 1,00 mg/kg
đến 15 ± 3,61 mg/kg.
Ngoài giá trị dinh dưỡng về một số thành phần chủ yếu, một số
tính trạng cảm quan (mùi thơm và vị ngon) của củ cũng được đánh
giá. Kết quả phân tích cho thấy, vị ngon, mức độ được ưa thích của củ
ở các mẫu nghiên cứu có sự sai khác đáng kể (p <0,05). Ba mẫu củ có
vị ngon đặc biệt là Ce4 – môn thơm (Lạng Sơn), Ce19 – Cụ Cang
(Sơn La) và Ce32 – Sáp vàng (Thanh Hóa).
So sánh với nghiên cứu đã công bố về hàm lượng dinh dưỡng và
một số chất khoáng của củ khoai môn sọ ở Samoa, thành phần dinh
dưỡng và khoáng chất trong các mẫu giống củ trong nghiên cứu này
biến động nhiều hơn giữa các mẫu giống, hàm lượng protein thô và
khoáng vi lượng thấp hơn nhưng hàm lượng các khoáng đa lượng lại
cao hơn. Trừ hàm lượng chất khô, các chỉ tiêu phân tích còn lại của củ
khoai môn sọ đều có sự khác biệt giữa các mẫu giống trong khi các
giống khoai môn sọ ở Samoa chỉ có hàm lượng khoáng vi lượng có sự

sai khác giữa các giống, còn hàm lượng chất khô, hàm lượng Protein
thô và hàm lượng khoáng đa lượng đều không có sự sai khác có ý
nghĩa ở các mẫu giống nghiên cứu. Kết quả này chỉ ra sự đa dạng cao
về một số chỉ tiêu hóa sinh trong củ của một số giống khoai môn sọ ở
Việt Nam.
3.2. NGHIÊN CỨU KHAI THÁC MỘT SỐ NGUỒN GEN BẰNG ỨNG
DỤNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO KẾT HỢP ĐỘT BIẾN THỰC NGHIỆM
3.2.1. Nghiên cứu nhân nhanh một số giống khoai môn sọ địa phương
bằng nuôi cấy chồi đỉnh in vitro
Căn cứ trên kết quả phân tích đa dạng di truyền các mẫu giống
khoai môn sọ nghiên cứu dựa trên các đặc điểm hình thái - nông học
(mục 3.1.1), chỉ thị RAPD, chỉ thị SSR (mục 3.1.2), kết quả thiết lập
bộ sưu tập hạt nhân (mục 3.1.2) và thành phần dinh dưỡng và vị ngon
16
của củ của các giống khoai môn sọ trong bộ sưu tập hạt nhân (mục
3.1.4) chúng tôi chọn ra 3 giống khoai môn sọ: Ce4 - Môn thơm (Lạng
Sơn), Ce19 - Cụ Cang (Sơn La) và Ce32 - Sáp vàng (Thanh Hóa) cho
các nghiên cứu thử nghiệm khai thác nguồn gen. Đây là 3 giống khoai
môn sọ được lựa chọn trong bộ sưu tập hạt nhân, nổi tiếng thơm ngon
của các địa phương và có một số chỉ tiêu phân tích về thành phần dinh
dưỡng (hàm lượng protein thô, khoáng chất) nổi trội hơn các giống
khác.
Thí nghiệm thăm dò cho thấy khử trùng mẫu khoai môn sọ
bằng HgCl
2
0,1% đem lại hiệu quả khử trùng cao. Thời gian khử
trùng kép HgCl
2
0,1% thích hợp nhất (đạt trên 70% mẫu sạch khuẩn
và sống) cho giống Cụ Cang (Sơn La) là 12 phút; Với giống Môn

thơm (Lạng Sơn) và Sáp vàng (Thanh Hóa) thời gian khử trùng cần
lâu hơn (15 phút). Môi trường MS có bổ sung 5 mg/l BAP cho tỉ lệ
mẫu sống và tái sinh chồi đạt trên 80% ở tất cả 3 giống, mặc dù hệ số
tái sinh chồi không cao nhưng chồi có chất lượng tốt: to mập, lá xanh
đậm. Hệ số nhân chồi ở các giống nghiên cứu đạt cao nhất trên môi
trường MS có bổ sung 0,1 mg/l NAA và từ 2,5mg/l - 3mg/l BAP. Môi
trường MS có bổ sung 0,1 mg/l NAA và 0,5mg/lBAP là thích hợp cho
rễ nhiều và chất lượng rễ tốt hơn. Sau 3 tuần đưa ra vườn ươm, cây
con được đưa ra trồng ngoài đồng ruộng. Kết quả xử lí thống kê cho
thấy không có sự khác biệt về sự sinh trưởng, phát triển ngoài đồng
ruộng và năng suất thu hoạch củ của cây có nguồn gốc in vitro với cây
mọc từ củ giống theo phương pháp truyền thống (p > 0,05).
3.2.2. Nghiên cứu tạo củ in vitro và tiềm năng ứng dụng kỹ thuật
tạo củ in vitro trong sản xuất
Trên cơ sở kết quả nghiên cứu thành công nhân giống in vitro ở
mục 3.2.1, chúng tôi lựa chọn 2 giống cho nghiên cứu tạo củ in vitro
là giống Môn thơm (Lạng Sơn) và giống Sáp vàng (Thanh Hóa). Cây
in vitro của 2 giống môn thơm (Lạng Sơn) và Sáp vàng (Thanh Hóa)
đều không tạo củ in vitro trên môi trường MS không bổ sung BAP
nhưng lại có cảm ứng tạo củ trên môi trường có bổ sung 3% - 8%
đường (saccharose) và 1 – 5 mg/l BAP. Tất cả các chồi in vitro
(100%) của 2 giống khoai sọ nghiên cứu đều tạo củ in vitro khi được
17
nuôi cấy trong môi trường MS cơ bản có bổ sung 1 - 5mg/l BAP, 4% -
6% saccharoza. Môi trường MS bổ sung 4% sucrose và 1mg/l BAP
cho trọng lượng củ tươi lớn hơn. Tỉ lệ nhân chồi lớn nhất khi sử dụng
môi trường MS bổ sung 6% đường và 5mg BAP.
Các củ in vitro có trọng lượng ≥ 0,2g bảo quản ở nhiệt độ 4
0
C

sau 3 hoặc 6 tháng đều nảy mầm thành cây con (đạt 99%) và biểu hiện
sinh trưởng tốt trong điều kiện nhà lưới. Không phát hiện thấy sự khác
biệt có ý nghĩa về sự sinh trưởng chiều cao cây cũng như năng suất
của cây trồng từ củ in vitro và từ củ con theo phương pháp truyền
thống.
Hình 3.16. Củ in vitro được tạo ra
trong môi trường MS bổ sung 1mg/l BAP và 5% đường
3.2.3. Thử nghiệm ứng dụng kết hợp đột biến phóng xạ tia gamma
và nuôi cấy mô in vitro ở khoai môn sọ
Ba giống khoai: Ce19 - Cụ Cang (Sơn La), Ce4 - Môn thơm
(Lạng Sơn) và Ce32 - Sáp vàng (Thanh Hóa) đã được chọn xử lí tia
gamma vào giai đoạn chồi in vitro để nghiên cứu tạo vật liệu khởi đầu
phục vụ cải tiến giống khoai môn sọ địa phương.
3.2.3.1. Ảnh hưởng của tia gamma tới khả năng sống sót của chồi
in vitro và sinh trưởng của cây khoai môn sọ in vitro
Tổng số 300 cây in vitro mỗi giống đa được xử lí tia gamma ở
các liều chiếu khác nhau (10 – 90 Gy). Thí nghiệm được lặp lại 2 lần
độc lập. Tỷ lệ sống sót của chồi sau 1, 2, 3, 4 tuần được theo dõi,
18
Củ in vitro giống Môn thơm (Lạng Sơn)
Củ in vitro giống Sáp vàng (Thanh Hóa)
thống kê. Liều chiếu xạ phù hợp cho chọn giống nằm trong khoảng
10 - 50 Gy.
3.2.3.2. Ảnh hưởng của tia gamma nguồn Co
60
đến một số đặc
điểm nông sinh học của cây khoai môn sọ chiếu xạ
Kết quả phân tích một số đặc điểm nông sinh học các dòng cây
xử lí chiếu xạ trên đồng ruộng thế hệ M1 cho thấy, các chỉ tiêu theo dõi
giữa các dòng xử lí xạ và dòng gốc có hệ số biến thiên (Cv%) và giữa

các dòng xử lí xạ có độ lệch chuẩn (SD) rất lớn. Ngay từ thế hệ thứ
nhất - M1 đã xuất hiện nhiều biến dị, trong đó có 1 số biến dị có tiềm
năng cho chọn giống.
Riêng ở giống Sáp vàng, mặc dù các chỉ số theo dõi có hệ số
biến thiên cao so với dòng gốc nhưng các biến dị thu được chủ yếu
theo hướng không tốt vì vậy chúng tôi không lựa chọn dòng biến dị từ
giống này.
3.2.3.3. Chọn lọc các dòng biến dị có triển vọng ở thế hệ M2
Sau khi thu hoạch củ ở thế hệ M1, chúng tôi lựa chọn 12 – 14 củ
con ở giống môn thơm và 8 củ con ở giống Cụ Cang trồng riêng để
theo dõi kết quả ở thế hệ M2. Từ 16 dòng biến dị ở thế hệ M1 với 200
cá thể, trung bình 12 cá thể/dòng, qua chọn lọc ở thế hệ M2, thu được
3,00% các cá thể mang tính trạng ưu thế hơn với giống gốc.
3.2.3.4. Kết quả chọn lọc một số dòng đột biến thế hệ M3
Tiếp tục thu hoạch củ ở thế hệ M2, chọn lọc các dòng mang các
tính trạng ưu thế nổi trội, chúng tôi đã thu được một số dòng ổn định
tương đối về các tính trạng chọn lọc có các đặc điểm ưu thế hơn giống
gốc (Bảng 3.29). Ở giống Môn thơm (Lạng Sơn), chúng tôi đã thu
được 3 dòng đột biến gồm: LS-03-01, LS-03-02 và LS-03-03. Dòng
đột biến LS-03-01 thu được với nhiều ưu thế hơn so với đối chứng và
các dòng thu được. Số lượng củ/khóm tăng, có những cá thể thu được
với 31 củ con/khóm và có đến 12 củ trọng lượng tươi từ 100 - 200g.
Dòng LS-03-01 cũng xuất hiện những cá thể không hoặc ít bị cháy
nắng, trong khi đối chứng bị nặng trong điều kiện bình thường. Hai
dòng còn lại là LS-03-02 và LS-03-03, đều có chung đặc điểm tỉ lệ đẻ
19
nhánh cao, trọng lượng củ con tăng nhưng dòng LS-03-02 có khả năng
chịu nắng tốt hơn dòng LS-03-03. Xem xét đến dòng CC-03-01 được
tạo ra từ giống đối chứng Cụ Cang (Sơn La). Đây cũng là dòng mang
được nhiều ưu điểm so với đối chứng. Thể hiện rõ nhất là tăng trọng

lượng củ tươi/khóm. Bên cạnh đó dòng CC-03-01 cũng là dòng bị cháy
nắng nhẹ hơn so với đối chứng trong điều kiện bình thường và thời
gian sinh trưởng rút ngắn đến 20 ngày so với đối chứng.
Bảng 3.29. Đặc điểm nông sinh học của một số dòng đột biến thế hệ M3
Số
TT Tên dòng
Chỉ tiêu
Ghi chú
Chiều cao cây
(cm)
Hình dạng
lá
Màu
sắc
ruột
củ
Trọng
lượng củ
tươi/khóm
Số củ con
có trọng
lượng 100-
200g/khóm
Hệ số đẻ
nhánh
(củ/khóm)
Thời
gian
sinh
trưởng

(ngày)
Khả năng
lá bị cháy
nắng
1 LS-03-01 90,6 ± 1,18 Hình cốc Tím 1,92 ± 0,17 9,67 ± 1,53 29,67 ± 1,53 250 Cháy nắng
nhẹ
Biến dị
giảm trọng
lượng củ cái
nhưng tăng
trọng lượng
củ con
2 LS-03-02 90,56 ± 1,18 Hình cốc Tím 1,87 ± 0,33 8,33 ± 1,53 29,00 ± 1,00 250 Cháy nắng
nhẹ
LS-03-03 90,56 ± 1,18 Hình mũi
mác
Tím 1,88 ± 0,13 8,00 ± 1,00 28,00 ± 1,00 250 Cháy nắng
nặng
Đ/C Môn thơm
(Lạng Sơn)
90,56 ± 1,18 Hình cốc Tím 1,86 ± 0,24 3,00 ± 1,00 16,5 ± 5 270 Cháy nắng
nặng
1 CC-03-01 101,67 ± 1,23 Hình cốc Trắng 1,82 ± 0,30 0,00 9,33 ± 1,53 270 Cháy nắng
nhẹ
Biến dị tăng
trọng lượng
củ cái và số
lượng củ
con
Đ/C Cụ Cang

(Sơn La)
101,67 ± 1,23 Hình cốc Trắng 1,70 ± 0,25 0,00 7,50 ± 2,00 300 Cháy nắng
nặng
Chi chú: ± SD.
3.2.3.6. Đánh giá các dòng đột biến thế hệ M3
a. Phân tích đặc điểm sinh học phân tử một số dòng đột biến thế hệ M3
Chín mồi SSR dùng trong đánh giá đa dạng di truyền khoai môn
sọ (mục 3.1.2) đã được dùng để phân tích đa hình SSR giữa các dòng
đột biến và các giống gốc. Trong tổng số 9 mồi SSR phân tích các
dòng đột biến và giống gốc môn thơm (Lạng Sơn), có 7 mồi cho đa
hình, giá trị PIC dao động từ 0 đến 0,81; Ở dòng đột biến CC-03-01 và
giống gốc Cụ Cang (Sơn La), trong 9 mồi SSR phân tích, có 6 mồi cho
đa hình, giá trị PIC dao động từ 0 ở mồi đến 0,86. Mối quan hệ di
truyền giữa các dòng đột biến và các giống gốc được ước lượng dựa
trên số liệu đa hình SSR thể hiện ở hình 3.23.
20
Kết quả cho thấy có sự khác biệt rõ ràng giữa các dòng khoai
môn sọ đột biến và giống gốc. Sự khác biệt này thể hiện ở điện di sản
phẩm PCR với các mồi SSR đã xuất hiện một số vị trí băng ADN có ở
dòng đột biến mà không quan sát thấy ở giống gốc (Hình 3.24 (B)).
Hình 3.23. Mối quan hệ về di truyền giữa các dòng đột biến và giống gốc
Các alen HK29-180 bp, HK29-220 bp chỉ quan sát ở các dòng
đột biến (LS-03-01, LS-03-02, LS-03-03) nhưng không quan sát thấy
ở Ce4- Môn thơm (Lạng Sơn) gốc. Các alen HK29-180 bp, HK29-220
bp chỉ quan sát thấy ở Ce19 - Cụ Cang (Sơn La) gốc nhưng không
quan sát thấy ở dòng đột biến CC-03-01

Hình 3.24. Kết quả điện di sản phẩm SSR
của 4 dòng khoai môn sọ đột biến và các giống gốc với mồi HK29 (B)
(Ghi chú: M – Maker, 1 – LS-03-01, 2 – LS-03-02, 3 – LS-03-03, 4 – CC-03-01)

Những kết quả thu được trên đây cho thấy các dòng khoai môn
sọ chọn lọc từ chồi in vitro xử lí đột biến bằng tia gamma nguồn Co
60
đã có sự thay đổi ở mức phân tử.
21
Ce4
LS-03-
01

M
100 bp
200 bp
300 bp
Ce19

M
1 2 3 4
300 bp
200 bp
100 bp
Trong 4 dòng đột biến, có 1 dòng đột biến (CC-03-01) được tạo
ra từ xử lí chiếu xạ giống Cụ Cang (Sơn La); 3 dòng (LS-03-01, LS-
03-02, LS-03-03) được tạo ra từ giống khoai Môn thơm (Lạng Sơn).
Cả 3 dòng đột biến LS-03-01, LS-03-02, LS-03-03 đều có sự sai khác
rõ ràng với giống gốc. 2 dòng LS-03-02 và LS-03-03 có một số đặc
điểm nông sinh học chọn lựa khá giống nhau và có hệ số tương đồng di
truyền đến 0,93 nhưng dòng LS-03-02 có một số ưu thế hơn như không
hoặc bị cháy lá nhẹ nên chúng tôi lựa chọn dòng LS-03-02 trong 2
dòng đột biến đó cho các nghiên cứu tiếp theo.
Như vậy, qua chọn lọc in vitro, trồng, theo dõi trên đồng ruộng

và đánh giá đặc điểm sinh học phân tử bằng chỉ thị SSR, chúng tôi đã
lựa chọn đươc 3 dòng đột biến tiềm năng: Dòng LS-03-01, Dòng LS-
03-02 và Dòng CC-03-01.
b. Phân tích thành phần dinh dưỡng, hàm lượng chất khoáng ở các
dòng khoai môn sọ đột biến
Sự sai khác giữa các dòng đột biến với nhau và giữa các dòng
đột biến với giống gốc cũng được phát hiện khi phân tích thành phần
dinh dưỡng của các dòng này. Các số liệu phân tích thành phần dinh
dưỡng của các dòng và giống gốc được xử lí thống kê ANOVA để tìm
sự sai khác, sau đó được xếp thứ tự cao thấp theo tiêu chuẩn kiểm định
t của Student.
Hai dòng khoai đột biến từ giống gốc Ce4 – môn thơm (Lạng
Sơn) đều có nhiều chỉ tiêu phân tích cao hơn so với đối chứng. Ngoại
trừ hàm lượng đa lượng Ca trong củ của dòng LS-03-01 và vi lượng Fe
trong củ dòng LS-03-02 thấp hơn giống gốc, nói chung hàm lượng
protein thô cũng như thành phần khoáng trong củ của 2 dòng đột biến
này đều cao hơn giống gốc.
Dòng đột biến CC-03-01 có hàm lượng protein thô và các thành
phần khoáng vi lượng (Fe và Zn) cao hơn so với giống gốc (Ce19).
Kết quả phân tích ở trên cho thấy ba dòng đột biến nhận được từ
chiếu xạ chồi khoai môn sọ in vitro bằng tia gamma có biểu hiện ưu
thế hơn so với giống gốc về các đặc điểm hình thái - nông học, hàm
lượng protein thô và khoáng. Các dòng này cũng biểu hiện sự đa hình
22
SSR cao so với giống gốc. Đây là những dòng đột biến có triển vọng
cần được theo dõi và chọn lọc để phát triển thành giống có năng suất,
chất lượng cao.
23