BÁO CÁO KHOA HỌC: "NGHIÊN CỨU BẢN CHẤT DI TRUYỀN CỦA TÍNH TRẠNG MÙI THƠM Ở MỘT SỐ GIỐNG LÚA" potx

NGHIÊN CỨU BẢN CHẤT DI TRUYỀN CỦA TÍNH
TRẠNG MÙI THƠM Ở MỘT SỐ GIỐNG LÚA*

Lâm Quang Dụ, Đào Thị Thanh Bằng, Nguyễn Hữu
Đống, Tô Anh Tuấn, Lê Thị Liễu và cộng sự
Viện Di truyền Nông nghiệp

ĐẶT VẤN ĐỀ

Lúa là loại cây lương thực quan trọng nhất đối với vấn đề
an ninh lương thực ở nước ta. Trong những năm gần đây,
Việt nam là một trong số các nước xuất khẩu gạo hàng đầu
thế giới. Tuy nhiên, giá gạo xuất khẩu của nước ta trên thị
trường thế giới thường thấp hơn so với gạo xuất từ các
nước khác như Mĩ, Thái lan, Ấn độ…Một trong những
nguyên nhân cơ bản là chất lượng gạo của nước ta chưa tốt.
Đặc tính mùi thơm ở lúa được người tiêu dùng đánh giá rất
cao. Nó được tạo thành bởi hàng trăm loại chất thơm dễ
bay hơi như hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones,
acides, phenols, pyridine, 2-acetyl-1-prroline (Lorrieux et
al, 1996). Ở nước ta, các loại lúa đặc sản như lúa Tám, Nếp
cái hoa vàng, Dự hương, Chợ đào có đặc điểm là hạt cơm
dẻo, mềm, vị đậm và ngon, giá trị dinh dưỡng cao, dễ hấp
thụ, khi nấu toả mùi thơm. Hơn nữa, nhìn chung, các giống
lúa thơm có ưu điểm là tính trạng mùi thơm thường liên kết
với tính trạng chất lượng nấu nướng tốt và tỉ lệ xay sát cao
(Nagaraju et all, 1979). Bên cạnh những ưu điểm đó, thì
những giống lúa đặc sản chất lượng cao nêu trên cũng
mang một số nhược điểm như thời gian sinh trưởng dài,
mẫn cảm quang chu kì ngày ngắn, năng suất thấp, chống
chịu sâu bệnh yếu, rễ rụng hạt và hay bị đổ. Việc chọn tạo

những giống lúa mới có mùi thơm khắc phục những nhược
điểm nêu và cho năng suất cao, chất lượng tốt, chín sớm,
trồng được cả 2 vụ trong năm, cứng cây và chống chịu sâu
bệnh là một chiến lược trong nông nghiệp. Để góp phần
thực hiện mục tiêu chiến lược này, chúng tôi thực hiện đề
tài nghiên cứu “Nghiên cứu bản chất di truyền của tính
trạng mùi thơm ở một số giống lúa”.

VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

3 dòng lúa thơm trong nước: DT122, CM6 và DT21 (từ
viện Di truyền Nông nghiệp); 2 dòng lúa thơm có nguồn
gốc từ nước ngoài: Jasmine 85 (Thai lan) và Dragon
Eyeball 100 (Trung quốc); và Các giống lúa không có mùi
thơm CR203, Khangdan, AS-996, OM-2665, (trong đó AS-
996, OM-2665 (Viện Lúa Đồng bằng sông Cửu long).

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Để đánh giá mùi thơm ở lúa, người ta có thể áp dụng
phương pháp của Sood and Siddiq, 1978. Xác định quy luật
di truyền của các gen kiểm soát tính trạng mùi thơm ở lúa
nhờ việc phân tích và kiểm định 
2
sự phân li của kiểu gen
và kiểu hình qua các thế hệ con cháu nhận được từ các
phép lai giữa các bố mẹ mang các tính trạng tương phản
(thơm và không thơm). Lai tạo các giống lúa địa phương có
mùi thơm của nước ta với nhau và với các giống lúa có mùi
thơm ngoại nhập, sau đó phân tích sự có mặt của tính trạng

mùi thơm ở các con lai ở thế hệ F1 nhằm xác định mối
quan hệ alen của các gen kiểm soát tính trạng mùi thơm ở
các giống lúa đó.

*Cảm ơn sự tài trợ và giúp đỡ của Tổ chức Năng lượng
Nguyên tử Quốc tế IAEA thông qua dự án VIE/5/014 và
Hợp đồng Hợp tác Nghiên cứu 12237/Regular Budget Fund

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Đánh giá vật liệu khởi đầu

Các mô của các cơ quan sinh dưỡng (thân, lá, rễ) và cơ
quan sinh sản (hạt), chúng được lấy mẫu để phân tích mùi
thơm và xác định sự phân bố của các hợp chất thơm ở các
cơ quan khác nhau của cây (bảng 1).
Bảng 1: Sự phân bố các hợp chất mùi thơm ở các cơ quan
khác nhau của cây



Số liệu được ghi ở bảng trên cho thấy rằng mùi thơm không
được phát hiện thấy ở bất kì bộ phận nào của cây gồm thân,
lá, hạt và rễ đối với các giống lúa AS-996, OM-2665, KD
và CR203. Đối với các giống DT122, CM6, D21, Jasmine
85 và Dragon Eyeball 100 thì mùi thơm chỉ được phát hiện
thấy ở các bộ phận thân, lá và hạt trừ rễ.

Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy rằng các giống lúa
DT21, DT122, CM6, Jasmine 85 và Eyeball 100 biểu hiện

mùi thơm ở các mức độ khác nhau. Trong đó, các giống
CM6, Dragon Eyeball 100 và Jasmine 85 thể hiện mức độ
thơm đậm hơn cả so với các giống lúa DT21 và DT122
(bảng 2).
Bảng 2: Đánh giá mức độ thơm ở các giống lúa*



Phân tích bản chất di truyền của tính trạng mùi ở các
giống lúa:

Để xác định đặc tính di truyền của tính trạng kiểm soát mùi
thơm ở các giống lúa, chúng tôi đã tiến hành lai tạo và phân
tích sự biểu hiện mùi thơm ở các con lai qua các thế hệ
khác nhau. Kết quả đánh giá được chỉ ra ở bảng 3.
Bảng 3: Đánh giá mùi thơm của các con lai F1



Số liệu ở bảng trên cho thấy rằng toàn bộ các con lai F1
đều biểu hiện không thơm. Như vậy, ở các giống lúa
DT122, CM6, DT21, Dragon Eyeball 100 và Jasmine 85,
tính trạng mùi thơm được kiểm soát bởi gen lặn.

Chúng tôi tiếp tục cho các cây F1 tự thụ phấn để tạo quần
thể F2. Kết quả kiểm định sự phân li kiểu hình về tính trạng
thơm và không thơm ở quần thể cây F2 theo phương pháp
Khi bình phương từ quan sát kết hợp với phân li lí thuyết
theo trường hợp 1 cặp gen lặn hoặc 2 cặp gen lặn cho kết
quả sau đây (bảng 4).

Bảng 4: Kết quả kiểm định 
2
về tính phù hơp đối với giả
thiết tính trạng mùi thơm được kiểm soát bởi 1 hoặc 2 gen
lặn ở quần thể F2



Chúng tôi giả thiết tính trạng mùi thơm của các giống lúa
nghiên cứu được kiểm soát bởi 1 cặp gen lặn kí hiệu là aa
hoặc bởi 2 cặp gen lặn kí hiệu là a1a1 và a2a2. Kết quả cho
thấy rằng mùi thơm của D122 và DT21 là do 1 cặp gen lặn
kiểm soát. Trong khi mùi thơm của CM6 và Dragon
Eyeball 100 là do 2 cặp gen lặn kiểm soát, chúng di truyền
theo quy luật Mendel.

Kết hợp với việc đánh gía mức độ thơm khác nhau của các
giống lúa như ở bảng 2, có thể cho rằng có mối liên quan
giữa mức độ thơm với số lượng gen kiểm soát mùi thơm
của chúng thông qua sự tương quan thuận giữa số lượng
gen kiểm soát mùi thơm với mức độ thơm. Ở CM6 và
Dragon Eyeball 100, mùi thơm được kiểm soát bởi 2 cặp
gen lặn dẫn đến mùi thơm của chúng đậm hơn, trong khi
mùi thơm ở DT122 và DT21 do 1 cặp gen lặn kiểm soát
dẫn đến mùi thơm của chúng nhẹ hơn. Như vậy, các gen
kiểm soát mùi thơm ở các giống lúa nói trên hoạt động theo
kiểu cộng tính.

Mối quan hệ alen của các gen kiểm soát mùi thơm ở một
số giống lúa thơm

Để xác định mối quan hệ alen của các gen kiểm soát mùi
thơm ở các giống lúa thơm, chúng tôi đã tiến hành lai giữa
các giống lúa có mùi thơm với nhau. Các con lai F1 được
phân tích và đánh giá về sự biểu hiện mùi thơm của chúng.
Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng một trong 2 gen lặn kiểm
soát mùi thơm ở CM6 và Dragon Eyeball 100 là alen với
gen lặn kiểm soát mùi thơm ở DT122 và DT21(bảng 5).
Bảng 5: Quan hệ alen của những gen kiểm soát mùi thơm ở
một số giống lúa thơm



KẾT LUẬN

- Tính trạng mùi thơm ở D122 và DT21 được kiểm soát
bởi 1 cặp gen lặn. Trong khi, mùi thơm của CM6 và
Dragon Eyeball 100 được kiểm soát bởi 2 cặp gen lặn. Các
gen này nằm trong nhân tế bào, di truyền độc lập theo quy
luật Mendel.

- Dường như các gen lặn kiểm soát mùi thơm ở CM6 và
Dragon Eyeball 100 hoạt động theo kiểu cộng tính.

- Tất cả các giống lúa thơm DT122, CM6, DT21,
Jasmine 85 và Dragon Eyeball 100 đều có 1 gen thơm
chung kiểm soát mùi thơm.

ĐỀ NGHỊ

- Tuyển chọn giống lúa mới có mùi thơm bằng phương
pháp lai tạo kết hợp với chọn lọc dựa vào các phương pháp
và kết quả nêu trên.

- Xác định các marker phân tử liên kết chặt với các gen
kiểm soát tính trạng mùi thơm ở các giống lúa trên nhằm
sàng lọc và thiết kế vector mang gen thơm cho mục đích
chuyển chúng vào các nền di truyền khác nhau bằng các kĩ
thuật sinh học phân tử.

Summary

RESEARCH ON INHERITANCE OF AROMA IN
SOME RICE VARIETIES

Lam Quang Du, Dao Thi Thanh Bang, Nguyen Huu
Dong,
Nghien Thi Nhan, To Anh Tuan, Le Thi Lieu et al
Institute of Agricultural Genetics

Rice is the most important agricultural crops in Vietnam. In
recent years, increasingly rice export of our country is
developing. At the same time, demand for good quality rice
in domestic market is also increasing. In fact, rice exporting
price of Vietnam in the world market was lower than that
of Thailand, India, and the United states of America due to
not good quality of our rice. Aroma of rice is highly
appreciated by consumes. Some our typical rice varieties as
Támthơm, Nếp cái hoa vàng, Dự hương, Chợ đào, etc.
express very good quality, soft, aromatic, and high nutrition

value. However, typical rice varieties express also
disadvantages as long growth duration, photoperiod
sensitive, low grain yield, weak stem, and susceptible to
pests and diseases. Our research result showed that aroma
was not found in stem, leaf, and grain of AS-996, OM-
2665, KD, and CR203. In DT122, CM6, D21, Jasmine 85,
and Dragon Eyeball 100, aroma was found in stem, leaf,
and grain not root. Level of aroma in DT21, DT122, CM6,
Jasmine 85, and Eyeball 100 express different. In which,
level of aroma in CM6, Dragon Eyeball 100, and Jasmine
85 is higher comparing to DT21 and DT122. Aroma in
DT122, DT21is controlled by one pair of recessive gene.
Meanwhile, aroma in CM6 and Dragon Eyeball 100 is
controlled by two pair of recessive genes, which are
suitable to Mendelian law. Perhaps, activity of genes
controlled aroma in CM6 and Dragon Eyeball 100 by
additional efect. Research on allelic relationship pointed
out that one common gene controlled aroma in DT122,
CM6, DT21, Jasmine 85, and Dragon Eyeball 100. In this
research, we acknowledge the financial and technical
support of the International Atomic Energy Agency (IAEA)
via Project VIE/5/014, Research Contract 12237/Regular
Budget Fund (RBF) and Vietnam Atomic Energy
Commission (VAEC). We would also like to acknowledge
the support from Dr. Karin Nichterlein, Dr. Stephan Nielen
Dr. Rayard Kamel from IAEA, and Dr. Brigitte Courtois
from CIRAD-Biotrop, France.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Lê Đình Lương: Di truyền học, Nhà XB KHKT, 1991.
2. Trần Duy Quý: Các phương pháp mới trong chọn tạo
giống cây trồng. Nhà XB Nông nghiệp, Hà nội 1997.
3. Lúa gạo Việt nam trước thiên niên kỉ mới hướng xuất
khẩu. Nguyễn Trung Văn, Nhà xuất bản chính trị Quốc gia,
2001.
4. Identification and fine mapping of SSR marker linked to
fgrgene of rice. Nguyen Thi lang and Bui Chi Buu, Cuu
Long Delta rice research Institute Vietnam (handout in the
training course on marker - assisted selection and
fingerprinting in rice (Nov.2002) in Cuulong, Vietnam.
5. PCR-Based molecular markers for the fragance gene in
rice (Oryza sativa.L.) S.Garland, L.Lewin, A.Blakeney,
R.Reinke, Theor Apprl Genet (200) 101: 364-371.
6. Development of PCR based markers associated with
cooked rice kernel elongation and aroma (từ internet).
Mcclung, Anna, Pinson, Shannon, Fjellstrom, Robert.
7. Inheritance of aroma in six rice cultivars. S.R.M. Pinson
Crop Science Vol.34. No.5 1151-1157, 1994.
8. Aroma in rice: genetic analysis of a quantitative trait.
M.Lorieux, M. Petrov, N.Huang, Guiderdoni,
A.Ghesquoere. Theory Appl Genetic, 19961996 93: 1145-
1151.

Người thẩm định nội dung khoa học: TSKH. Đinh Văn
Luyện.