Đánh giá một số dòng lúa có nguồn gốc từ mô sẹo chịu lạnh giống xuân châu hương

Số hóa bởi trung tâm học liệu
1

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC




SẦM THỊ THANH HUYỀN



ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ DÕNG LÖA
CÓ NGUỒN GỐC TỪ MÔ SẸO CHỊU LẠNH
GIỐNG XUÂN CHÂU HƢƠNG



LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC






Thái Nguyên - 2013

Số hóa bởi trung tâm học liệu
2

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC



SẦM THỊ THANH HUYỀN


ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ DÕNG LÖA
CÓ NGUỒN GỐC TỪ MÔ SẸO CHỊU LẠNH
GIỐNG XUÂN CHÂU HƢƠNG


Chuyên ngành Công nghệ Sinh học
Mã số: 60.42.02.01



LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC


Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Thị Tâm




Thái Nguyên – Năm 2013

Số hóa bởi trung tâm học liệu
3
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả
nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố.
Tác giả



Sầm Thị Thanh Huyền

Số hóa bởi trung tâm học liệu
4
LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Thị Tâm đã tận
tình hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành công trình
nghiên cứu này.
Tôi xin cảm ơn KTV Trần Thị Hồng (phòng thí nghiệm Công nghệ tế bào
và vi sinh), KTV Đào Thu Thủy (phòng thí nghiệm Di truyền - Sinh học hiện
đại, Khoa Sinh-KTNN, Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên), KTV Lê Đức
Huấn (phòng thí nghiệm Sinh học - Trường Đại học Khoa học - Đại học Thái
Nguyên) đã giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Khoa Khoa học sự sống - Trường
Đại học Khoa Học đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn
thành luận văn này.

Tác giả

Sầm Thị Thanh Huyền

Số hóa bởi trung tâm học liệu
i
NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT
2,4D
2,4D – Axit dichlorphenoxyacetic
ADN
Axit deoxyribonucleic
cs
Cộng sự
cADN
Complementary ADN
ĐC
Đối chứng
TN
Thí nghiệm
XCH
Xuân Châu Hương
EDTA
Ethylen diamin tetra acetic acid
kb
Kilobase
MS
Môi trường Murashige và Skoog
mARN
Messenger ARN
PCR

Polymerase Chain Reaction
RAPD
Random Amplified Polimorphic ADN
R3

Thế hệ thứ ba của cây tái sinh
R4

Thế hệ thứ tư của cây tái sinh
TAE
Tris acetate EDTA
TTC
2,3,5, Trichloterazolium- chlorid
FAO
Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc
IRRI
Viện Nghiên cứu lúa gạo quốc tế

Số hóa bởi trung tâm học liệu
ii
MỤC LỤC
Trang
Danh mục các chữ viết tắt i
Mục lục ii
Danh mục các bảng iv
Danh mục các hình v
MỞ ĐẦU 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Giới thiệu về cây lúa 3
1.1.1. Nguồn gốc và phân loại cây lúa 3

1.1.2. Vị trí và tầm quan trọng của cây lúa 4
1.1.3. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và Việt Nam 5
1.1.4. Đặc điểm nông sinh học của cây lúa 7
1.2. Lạnh và cơ chế chịu lạnh ở thực vật 8
1.2.1. Tác động của lạnh lên thực vật 8
1.2.2. Cơ chế chịu lạnh của thực vật và khả năng khắc phục 10
1.2.3. Tác động của lạnh và tính chịu lạnh của cây lúa 11
1.3. Ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử trong phân tích hệ gen thực vật 12
1.3.1. Phản ứng chuỗi polymerase (Polymerase Chain Reaction - PCR) 12
1.3.2. Kỹ thuật RAPD (Random Amplified Polimorphic ADN) 14
Chƣơng 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16
2.1. Vật liệu nghiên cứu 16
2.1.1. Vật liệu thực vật 16
2.1.2. Hóa chất và thiết bị 16
2.1.3. Địa điểm nghiên cứu 16
2.2. Phương pháp nghiên cứu 17
2.2.1. Phương pháp trồng và theo dõi ngoài đồng ruộng 17
2.2.2. Phương pháp nuôi cấy mô – tế bào thực vật 17
2.2.3. Phương pháp phân tích hóa sinh 18

Số hóa bởi trung tâm học liệu
iii
2.2.4. Phương pháp phân tích sinh lý 20
2.2.5. Phương pháp sinh học phân tử 22
2.2.6. Xử lí kết quả và tính toán số liệu 24
Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 25
3.1. Đặc điểm nông học của các dòng lúa chọn lọc thế hệ R3 có nguồn gốc từ mô
sẹo chịu lạnh 25
3.2. Đánh giá khả năng chịu lạnh của các dòng chọn lọc thế hệ R4 30
3.2.1. Đánh giá khả năng chịu lạnh của các dòng chọn lọc thế hệ R4 ở giai đoạn cây

mạ 30
3.2.2. Đánh giá khả năng chịu lạnh của các dòng chọn lọc thế hệ R4 ở mức độ mô
sẹo 34
3.3. Đánh giá chất lượng hạt của các dòng chọn lọc thế hệ R4 thông qua một số chỉ
tiêu hóa sinh 36
3.4. Kết quả phân tích đa hình ADN của các dòng và giống gốc bằng kỹ thuật
RAPD 38
3.4.1. Kết quả tách chiết ADN tổng số từ lá lúa của các dòng và giống gốc 38
3.4.2. Phân tích đa hình bằng kỹ thuật RAPD 39
3.4.3. Mối quan hệ di truyền giữa các dòng và giống gốc 47
3.4.4. Nhận xét tính đa hình ADN hệ gen của 6 dòng thế hệ R4 có nguồn gốc từ
giống XCH bằng kỹ thuật RAPD 50
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO 52


Số hóa bởi trung tâm học liệu
iv
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của lúa gạo so với 3 loại hạt ngũ cốc 5
Bảng 2.1. Đặc điểm của giống Xuân Châu Hương 16
Bảng 2.2. Trình tự các nucleotide của 10 mồi RAPD sử dụng trong nghiên cứu 24
Bảng 3.1. Đặc điểm nông học và mức độ biến dị của các dòng chọn lọc thế hệ R3.
28
Bảng 3.2. Tỷ lệ chết và tỷ lệ thiệt hại khi xử lý lạnh ở 4
0
C± 0,5
0
C trong 32 giờ ở

giai đoạn cây mạ 3 lá của các dòng chọn lọc thế hệ R4 31
Bảng 3.3. Hàm lượng diệp lục trong lá lúa sau khi xử lý lạnh ở 12
0
C ± 0,5
0
C ở giai
đoạn mạ 3 lá của các dòng chọn lọc thế hệ R4 32
Bảng 3.4. Khả năng tạo mô sẹo và tỷ lệ sống sót của mô sẹo sau khi xử lý lạnh ở
5
0
C ± 0,5
0
C và nuôi phục hồi 3 tuần 35
Bảng 3.5. Giá trị OD 485 nm của mô sẹo các dòng lúa nghiên cứu 36
Bảng 3.6. Hàm lượng protein, lipit và đường khử trong hạt của các dòng chọn lọc
và giống gốc 37
Bảng 3.7. Tổng số băng ADN được nhân bản của 7 mẫu lúa khi phân tích với 10
mồi ngẫu nhiên 39
Bảng 3.8. Phân tích đa hình về băng ADN được nhân bản 40
Bảng 3.9. Thống kê các băng ADN được nhân bản trong phản ứng RAPD với 6 mồi
ngẫu nhiên 47
Bảng 3.10. Hệ số đồng dạng di truyền của các dòng lúa thế hệ R4 và giống gốc
XCH 48

Số hóa bởi trung tâm học liệu
v
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 3.1. Các dòng chọn lọc R3 có nguồn gốc từ giống XCH 25
Hình 3.2. Tỷ lệ chết và tỷ lệ thiệt hại khi xử lý lạnh 4

0
C± 0,5
0
C ở giai đoạn cây mạ
3 lá của các dòng nghiên cứu 31
Hình 3.3. Hàm lượng diệp lục của các dòng sau khi xử lý lạnh ở 12
0
C±0,5
0
C 33
Hình 3.4. Ảnh điện di ADN tổng số tách từ 7 mẫu lúa 38
Hình 3.5. Kết quả điện di sản phẩm RAPD của 7 mẫu lúa với mồi M1 41
Hình 3.6. Kết quả điện di sản phẩm RAPD của 7 mẫu lúa với mồi M2 42
Hình 3.7. Kết quả điện di sản phẩm RAPD của 7 mẫu lúa với mồi M4 43
Hình 3.8. Kết quả điện di sản phẩm RAPD của 7 mẫu lúa với mồi M7 44
Hình 3.9. Kết quả điện di sản phẩm RAPD của 7 mẫu lúa với mồi M14 45
Hình 3.10. Kết quả điện di sản phẩm RAPD của 7 mẫu lúa với mồi M18 46
Hình 3.11. Sơ đồ so sánh các dòng thế hệ R4 và giống gốc XCH ở mức độ phân tử 49



Số hóa bởi trung tâm học liệu
1
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Lúa là một trong những cây lương thực chính của hơn một nửa dân số trên
thế giới. Sản xuất lúa gạo chủ yếu tập trung ở các nước Châu Á. Với điều kiện khí
hậu nhiệt đới, Việt Nam là một trong những cái nôi của nền văn minh lúa nước. Đã
từ lâu, cây lúa trở thành cây lương thực chủ yếu có ý nghĩa quan trọng trong nền
kinh tế và xã hội nước ta. Theo thống kê năm 2010, xuất khẩu gạo được đánh giá

đạt kỷ lục cả về khối lượng và giá trị [36]. Lượng gạo xuất khẩu cả năm 2010 ước
đạt 6,88 triệu tấn, kim ngạch là 3,23 tỷ USD, so cùng kỳ năm trước tăng 15,4% về
lượng và tăng tới 21,2% về giá trị. Bình quân giá gạo xuất khẩu đạt 468 USD/tấn,
tăng 5,02% so với năm trước. Tuy nhiên, việc mở rộng các khu đô thị, khu công
nghiệp, xây dựng giao thông… làm cho diện tích đất nông nghiệp, đặc biệt là đất
trồng lúa ngày càng bị thu hẹp. Năm 2007 diện tích trồng lúa ở nước ta là 7201,0
nghìn ha giảm so với năm 2000 là 7666,3 nghìn ha (theo niên giám thống kê 2007),
từ đó dẫn đến giảm sản lượng lúa. Đến năm 2008 diện tích trồng lúa của cả nước là
khoảng 8542,0 ha với diện tích này năng suất lúa có tăng lên và đến năm 2009 sản
lượng lúa đạt 38,7 triệu tấn [36].
Để tạo được những giống cây trồng có năng suất cao, phẩm chất tốt, có khả
năng chống chịu cao với điều kiện môi trường, các nhà khoa học đã sử dụng nhiều
phương pháp khác nhau, trong đó có phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật.
Trong những năm gần đây, khí hậu thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng
đang có những biến đổi bất thường. Theo dự báo, Việt Nam là một trong 5 nước chịu
ảnh hưởng nặng nề nhất của biến đổi khí hậu, các hiện tượng thời tiết bất thường xảy
ra liên tục (nóng, lạnh, hạn hán, bão lụt ). Ở nước ta, đặc biệt khu vực miền núi phía
Bắc, đồng bằng sông Hồng và Bắc Trung Bộ, về mùa đông do ảnh hưởng của những
đợt gió mùa đông bắc, nhiệt độ xuống thấp và có những đợt rét đậm, rét hại kéo dài
đã gây ra tác hại rất lớn cho cây lúa, đặc biệt là giai đoạn cây mạ và lúa mới cấy của
vụ Đông xuân. Đây chính là nguyên nhân làm giảm năng suất lúa của vùng [1][4].


Số hóa bởi trung tâm học liệu
2
Để mở rộng diện tích và nâng cao năng suất lúa, đặc biệt lúa vụ Đông xuân
cần có những giống có khả năng chịu lạnh cao. Việc chọn tạo các dòng lúa có khả
năng chịu lạnh phù hợp với các tỉnh thuộc khu vực miền núi phía Bắc là một đòi hỏi
của thực tiễn. Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Đánh giá một số dòng lúa có nguồn gốc từ mô sẹo chịu lạnh giống Xuân Châu

Hương”
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Tuyển chọn được dòng lúa ưu việt về đặc điểm nông học, chất lượng hạt và
khả năng chịu lạnh.

- Xác định sự sai khác hệ gen của các dòng chọn lọc so với giống gốc.
3. Nội dung nghiên cứu
- Phân tích đặc điểm nông học của các dòng thế hệ R3 có nguồn gốc từ mô
sẹo chịu lạnh giống Xuân Châu Hương.
- Đánh giá khả năng chịu lạnh của các dòng chọn lọc ở mức độ mô sẹo và cây
mạ.
- Đánh giá chất lượng hạt thông qua phân tích một số chỉ tiêu hoá sinh:
protein, đường khử, lipit.
- Xác định đa dạng di truyền của một số dòng chịu lạnh bằng kỹ thuật
RAPD.


Số hóa bởi trung tâm học liệu
3
Chƣơng 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu về cây lúa
1.1.1. Nguồn gốc và phân loại cây lúa
Tổ tiên của chi lúa Oryza là một loài cây hoang dại cách đây ít nhất 130 triệu
năm và phát tán rộng khắp các châu lục trong quá trình trôi dạt lục địa. Hiện nay có
khoảng 21 loài cây hoang dại thuộc chi này và 2 loài lúa được đã thuần hoá là lúa
châu Á (Oryza sativa) và lúa châu Phi (Oryza glaberrima) [8].
Lúa châu Phi đã được gieo trồng trong khoảng 3500 năm. Trong khoảng thời
gian từ 1500 trước Công Nguyên đến 800 trước Công Nguyên thì Oryza glaberrima
đã lan rộng từ trung tâm xuất phát của nó là lưu vực châu thổ sông Niger. Tuy

nhiên, nó không được mở rộng thậm chí còn suy giảm do các giống châu Á [8].
Tổ tiên của lúa châu Á (Oryza sativa) là các dạng lúa hoang dại Oryza fatua,
Oryza off Cinalis, Oryza minuta phổ biến có nguồn gốc tại khu vực xung quanh
vùng Đông Nam Á. Hiện nay đây là giống lúa chính được gieo trồng làm cây lương
thực trên khắp thế giới. Vùng Đông Nam Á là quê hương của loại cây lương thực
này, là nơi khai sinh nền nông nghiệp đa dạng rất sớm của thế giới [8].
Lúa là cây họ Hòa thảo hay họ Lúa (Poaceae hay dưới danh pháp khác là
Gramineae), chi Oryza. Có nhiều ý kiến khác nhau về phân loại lúa, có tác giả chia
làm 23 loài, có tác giả chia làm 18 – 19 loài phân bố ở nhiều nơi trên thế giới.
Hiện nay, các giống lúa trồng phổ biến trên thế giới là 2 loài phụ: Loài Oryza
sativa được thuần dưỡng ở Châu Á, nên được gọi là lúa trồng Châu Á. Cây lúa Oryza
glaberrima được thuần dưỡng ở Châu Phi nên được gọi là lúa trồng Châu Phi.
Dựa trên cơ sở phân bố địa lý, hình thái cây và hạt, đặc điểm sinh học, loài
lúa Oryza sativa được chia làm ba loài phụ: Loài phụ Indica bao gồm các giống lúa
từ SriLanka, Trung Quốc, Ấn Độ, Philippin, Việt Nam và nhiều nước khác ở vùng
nhiệt đới. Loài phụ Japonica bao gồm các giống lúa từ miền Bắc Trung Quốc, Nhật
Bản và Triều Tiên, tập trung ở vùng á nhiệt đới và ôn đới. Loài phụ Javanica được
trồng ở một vài nơi thuộc Indonesia [8].

Số hóa bởi trung tâm học liệu
4
Dựa vào điều kiện môi trường canh tác, đặc biệt là nước có thường xuyên
ngập ruộng hay không, người ta phân biệt nhóm lúa rẫy (upland rice) hoặc lúa nước
(lowland rice). Tùy theo đặc tính thích nghi với môi trường, người ta có lúa chịu
phèn, lúa chịu úng, lúa chịu hạn, lúa chịu mặn. Tuỳ theo chế độ nhiệt khác nhau,
người ta cũng phân biệt lúa chịu lạnh (các giống japonica), lúa chịu nhiệt (các giống
indica) [8].
1.1.2. Vị trí và tầm quan trọng của cây lúa
Gạo chứa rất nhiều dinh dưỡng, so với lúa mì, gạo có thành phần tinh bột và
protein hơi thấp hơn, nhưng năng lượng tạo ra cao hơn do chứa nhiều chất béo hơn.

Ngoài ra, nếu tính trên đơn vị 1 hecta, gạo cung cấp nhiều calo hơn lúa mì do năng
suất lúa cao hơn nhiều so với lúa mì.
Về mặt dinh dưỡng, lúa gạo là loại cây lương thực giàu tinh bột, các axit
amin đặc biệt là các axit amin không thay thế như Lyzin, Triptophan, Threonine ,
nhiều loại vitamin như B1, B6, B12 [8].
Về mặt sử dụng, lúa gạo là cây cung cấp lương thực chính cho các bữa ăn
hàng ngày của người Việt Nam. Ngoài ra gạo còn dùng để chế biến nhiều loại bánh,
làm môi trường để nuôi cấy niêm khuẩn, men, cơm mẻ,…
Cám gạo do chứa nhiều protein, chất béo, chất khoáng, vitamin, nhất là
vitamin nhóm B, nên được dùng làm bột dinh dưỡng trẻ em và điều trị người bị
bệnh phù nề. Cám là thành phần cơ bản trong thức ăn gia súc, gia cầm…
Trấu ngoài công dụng làm chất đốt, chất độn chuồng còn dùng làm ván ép,
vật liệu cách nhiệt, cách âm, chế tạo carbon và silic….[8].
Nước ta đang trú trọng vào trồng lúa nước vì không những đảm bảo lương
thực mà còn là sản phẩm xuất khẩu mang lại hiệu quả kinh tế cao (đứng thứ hai trên
thế giới về xuất khẩu gạo) sản xuất được 5,6 triệu tấn gạo mang lại 2 tỷ 266 triệu
USD. Sản xuất lúa gạo mang lại hiệu quả cao cho nông dân, tăng thu nhập, tăng
GDP…[8].



Số hóa bởi trung tâm học liệu
5
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của lúa gạo so với 3 loại hạt ngũ cốc [8]
Chỉ tiêu
(Tính trên trọng lượng khô)
Lúa mì
Bắp
Cao
lương

Gạo
Protein
(Nx6.25) (%)
12,3
11,4
9,6
8,5
Chất béo
(%)
2,2
5,7
4,5
2,6
Chất đường bột
(%)
81,1
74,0
67,4
74,8
Chất xơ
(%)
1,2
2,3
4,8
0,9
Tro
(%)
1,6
1,6
3,0

1,6
Năng lượng
(cal/100g)
436
461
447
447
Thiamin (B1)
(mg/100g)
0,52
0,37
0,38
0,34
Riboflavin (B2)
(mg/100g)
0,12
0,12
0,15
0,05
Niacin (B3)
(mg/100g)
4,3
2,2
3,9
4,7
Fe
(mg/100g)
5
4
10

3
Zn
(mg/100g)
3
3
2
2
Lysine
(g/16gN)
2,3
2,5
2,7
3,6
Threonine
(g/16gN)
2,8
3,2
3,3
3,6
Methionine + Cystine
(g/16gN)
3,6
3,9
2,8
3,9
Tryptophan
(g/16gN)
1,0
0,6
1,0

1,1

1.1.3. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và Việt Nam
1.1.3.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới
Trên thế giới, lúa chiếm một vị trí quan trọng, đặc biệt ở vùng Châu Á.
Thống kê của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (FAO, 2008)
cho thấy, có 114 nước trồng lúa, trong đó 18 nước có diện tích trồng lúa trên
1.000.000 ha tập trung ở Châu Á, 31 nước có diện tích trồng lúa trong khoảng
100.000 ha - 1.000.000 ha. Trong đó có 27 nước có năng suất trên 5 tấn/ha, đứng
đầu là Ai Cập (9.7 tấn/ha), Úc (9.5 tấn/ha), El Salvador (7.9 tấn/ha) [37].
Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (FAO), năm 2011
sản lượng lúa đạt đến 721 triệu tấn hay 481 triệu tấn gạo, tăng 3% hay 24 triệu tấn so

Số hóa bởi trung tâm học liệu
6
với 2010. Trong đó, châu Á sản xuất 651 triệu tấn lúa (435

mức độ thấp hơn từ Bangladesh, Hàn Quốc, Nhật Bản, Pakistan và Việt Nam.
(17 triệu tấn gạo), cao hơn 3% năm 2010.
Theo tổ chức FAO, sản xuất lúa gạo thế giới năm 2012 tăng khoảng 2,4% đạt đến
738 triệu tấn lúa, nhưng giao dịch gạo thế giới sẽ giảm bớt 1% ở mức 33,8 triệu tấn
gạo, do Thái Lan giảm số lượng xuất khẩu 20% và một số nước khác cùng có khuynh
hướng này [35].
1.1.3.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam
Ở Việt Nam, cây lúa là cây lương thực chủ yếu, có ý nghĩa quan trọng trong
nền kinh tế quốc dân. Cây lúa là cây lương thực có diện tích, năng suất và sản lượng
lớn nhất so với các cây lương thực khác.
Theo thống kê của FAO năm 2008, Việt Nam có diện tích lúa khoảng 7,4
triệu ha, đứng thứ 7 sau các nước có diện tích lúa trồng nhiều ở Châu Á theo thứ tự
Ấn Độ (xấp xỉ 44,0 triệu ha), Trung Quốc (xấp xỉ 29,5 triệu ha), Indonesia (xấp xỉ

12,3 triệu ha), Bangladesh (xấp xỉ 11,7 triệu ha), Thái Lan (xấp xỉ 10,2 triệu ha),
Myanmar (xấp xỉ 8,2 triệu ha). Việt Nam có năng suất 5,2 tấn/ha đứng thứ 24 trên
thế giới sau Ai Cập (9,7 tấn/ha) Úc (9,5 tấn/ha) El Salvador (7,9 tấn/ha), đứng đầu
khu vực Đông Nam Á và đứng thứ 4 trong khu vực châu Á sau Hàn Quốc (7,4
tấn/ha), Trung Quốc (6,6 tấn/ha), Nhật (6,5 tấn/ha) [37].
Sản lượng gạo Việt Nam xuất khẩu khá ổn định trên 4,5 triệu tấn từ năm
2005-2008 và có bước đột phá vào năm 2009. Cụ thể, mùa vụ 2010-2011, Việt Nam
xuất khẩu 7 triệu tấn gạo trong tổng sản lượng 26,37 triệu tấn so với 6,73 triệu tấn
trong mùa vụ 2009-2010 và vươn lên đứng thứ 2 thế giới về xuất khẩu gạo, sau Thái
Lan. Theo Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA), mùa vụ 2011-2012 Việt Nam vẫn duy
trì mức xuất khẩu gạo khoảng 7 triệu tấn. Nếu như mùa vụ 2009-2010 xuất khẩu
gạo Việt Nam đạt mức kỷ lục thì đến mùa vụ 2011-2012 sản lượng xuất khẩu đã
vượt mức kỷ lục này và đạt trên 7 triệu tấn và nâng kim ngạch xuất khẩu gạo lên
hơn 3,5 tỷ USD, tăng 20% so với cùng kỳ vụ 2009-2010 [38].

Số hóa bởi trung tâm học liệu
7
Thị trường xuất khẩu chính của Việt Nam mùa vụ 2010-2011 chủ yếu là các
quốc gia châu Á chiếm khoảng 67,6% như Trung Quốc, Philippines, Malaysia,
Indonesia, Đứng thứ 2 là thị trường châu Phi với 22,6%. Theo Hiệp hội lương
thực Việt Nam (VFA), năm 2012, châu Á vẫn là thị trường xuất khẩu chính của
Việt Nam chiếm trên 67,5% tổng lượng gạo xuất khẩu, tiếp đến là châu Phi
(24,7%), châu Mỹ (4,7%), Nếu gạo của Việt Nam có chất lượng tốt đáp ứng nhu
cầu của những quốc gia đòi hỏi chất lượng cao thì có thể chinh phục các thị trường
như Nhật Bản, Hàn Quốc. Tuy nhiên, năm 2013, xuất khẩu gạo sẽ gặp nhiều khó
khăn hơn. Vì vậy, theo VFA xuất khẩu gạo của Việt Nam sẽ đẩy mạnh sang một số
quốc gia đặc biệt là các quốc gia châu Phi, Trung Quốc, là những quốc gia nhập
khẩu hàng đầu của Việt Nam trong năm 2012 [38].
1.1.4. Đặc điểm nông sinh học của cây lúa
Cây lúa thuộc họ Hòa thảo, chi Oryza, họ một lá mầm. Lúa là cây thân thảo

sinh sống hàng năm. Cây lúa nước có bộ nhiễm sắc thể là 2n = 24. Cây lúa bao gồm
các bộ phận chính là: rễ, thân, lá, bông và hạt. Thời gian sinh trưởng của các giống
dài ngắn khác nhau khoảng 60-250 ngày tùy theo giống ngắn ngày hay dài ngày, vụ
lúa chiêm hay lúa mùa, cấy sớm hay cấy muộn. Chu kỳ sinh trưởng, phát triển của
lúa bắt đầu từ hạt lúa và kết thúc một chu kỳ của nó khi tạo ra hạt mới. Đời sống
cây lúa bắt đầu từ lúc hạt nảy mầm cho đến khi lúa chín. Có thể chia làm 3 giai
đoạn chính: giai đoạn tăng trưởng (sinh trưởng sinh dưỡng), giai đoạn sinh sản (sinh
dục) và giai đoạn chín [8].
Cây lúa thích nghi rất rộng với nhiều điều kiện sinh thái khác nhau từ vĩ độ
35
0
Nam – 53
0
Bắc. Điều kiện sinh thái có ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống cây lúa,
nó quyết định loại hình cây lúa, giống lúa, thời vụ …
Nhiệt độ có tác dụng quyết định đến tốc độ sinh trưởng của cây lúa nhanh
hay chậm, tốt hay xấu. Trong phạm vi giới hạn (20 – 30
0
C), nhiệt độ càng tăng cây
lúa phát triển càng mạnh. Nhiệt độ thích hợp nhất cho cây lúa là 26 – 28
0
C. Nhiệt
độ trên 40
0
C hoặc dưới 17
0
C cây lúa tăng trưởng chậm lại. Dưới 13
0
C cây lúa
ngừng sinh trưởng, nếu kéo dài 1 tuần lễ cây lúa sẽ chết. Nhiệt độ thấp làm giảm

Số hóa bởi trung tâm học liệu
8
hoặc ngưng hẳn sự nảy mầm của hạt, làm mạ chậm phát triển, cây mạ ốm yếu, lá bị
mất màu, trổ trễ, bông bị nghẹn, phần chót bông bị thoái hóa, sự thụ phấn bị đình
trệ, khả năng bất thụ cao, hạt lép nhiều và chín kéo dài bất thường. Ở nhiệt độ cao
chót lá bị khô trắng, trên lá có những dãy và đốm bị mất màu, nở bụi kém, chiều cao
giảm, số hạt trên bông giảm, bông lúa bị trắng, hạt thoái hóa nhiều, hạt bất thụ cao,
hạt chắc giảm [8].
Ánh sáng ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng, phát triển và phát dục của cây
lúa thông qua 2 phương diện: cường độ ánh sáng và độ dài chiếu sáng trong ngày.
Cường độ ánh sáng ảnh hưởng trực tiếp đến sự quang hợp của cây lúa, thể hiện chủ
yếu bằng năng lượng ánh sáng mặt trời chiếu trên đơn vị diện tích đất (lượng bức
xạ). Lượng bức xạ trung bình từ 250 – 300 cal/cm
2
/ngày thì cây lúa sinh trưởng tốt
và quá trình quang hợp diễn ra mạnh.
Nước có vai trò cực kỳ quan trọng đối với đời sống của cây lúa. Nước là điều
kiện để thực hiện các quá trình sinh lý trong cây lúa, vận chuyển dưỡng chất đến
các bộ phận khác nhau của cây lúa. Nếu thiếu nước thì cây lúa bị khô, lá lúa bị cuộn
lại không phát triển. Lượng mưa cần thiết cho cây lúa trung bình là 6 – 7 mm/ngày
và 8 – 9 mm/ngày trong mùa khô [8].
1.2. Lạnh và cơ chế chịu lạnh ở thực vật
Thực vật chỉ có thể sống được trong một ranh giới xác định của các điều kiện
sinh thái như: nóng, lạnh, khô hạn, phèn mặn ở ngoài ranh giới này các yếu tố đó
trở thành bất lợi và có khả năng gây ra tác hại cho thực vật. Tuỳ theo loài và giống
mà mức độ thiệt hại có khác nhau: một số bị chết, một số khác bị tổn thương, nhưng
một số hoàn toàn không bị ảnh hưởng gì. Khả năng của thực vật ngăn ngừa thương
tổn khi bị thương tổn gọi là tính chống chịu [1][26].
1.2.1. Tác động của lạnh lên thực vật

Lạnh tác động lên thực vật và gây tổn thương tuỳ theo mức độ và thời gian.
Dựa trên mức độ tổn thương do lạnh gây ra, người ta phân biệt ba loại thực vật [3]:
- Thực vật chịu băng giá là những thực vật có khả năng chịu nhiệt độ thấp
dưới 0
0
C.

Số hóa bởi trung tâm học liệu
9
- Thực vật chịu lạnh là những thực vật có khả năng chống chịu nhiệt độ
dương thấp.
- Thực vật nhạy cảm với lạnh là những thực vật bị tổn thương, thậm chí bị
chết ở nhiệt độ dương thấp.
Cơ chế chịu băng giá tìm thấy ở nhiều loài thực vật bao gồm giống cây trồng
ôn đới và hàn đới, chủ yếu là tăng cường áp suất thẩm thấu và hạn chế khả năng
sinh tinh thể nước đá khi gặp lạnh, đồng thời tăng cường sức bền của nguyên sinh
chất kể cả khi nguyên sinh chất bị đóng băng.
Những thực vật không có khả năng chống chịu lạnh (nhiệt độ dưới 10
0
C) khi
nhiệt độ thấp lá cây bị héo mặc dù môi trường vẫn đủ nước do nhiệt độ thấp ức chế
sự hút nước của rễ và sự vận chuyển nước của hệ mạch. Nhiệt độ thấp cũng gây ức
chế quang hợp của lá làm giảm hô hấp, ức chế các quá trình tổng hợp nhất là tổng
hợp protein do các enzyme hoạt động yếu. Ở nhiệt độ thấp màng nguyên sinh chất
bị tổn hại làm tăng tính ngoại thấm nên thất thoát chất dinh dưỡng của tế bào. Ngoài
ra, nhiệt độ thấp còn ảnh hưởng đến cấu trúc và chức năng của bộ rễ. Sự hút nước
và chất khoáng bị giảm mạnh làm cho cây thiếu nước và chất dinh dưỡng [2].
Khi gặp lạnh độ nhớt chất nguyên sinh tăng mạnh làm cản trở các hoạt động
sống trong tế bào. Hệ thống màng sinh học trong chất nguyên sinh bị thương tổn.
Đây có thể xem là biến đổi quan trọng nhất có thể gây ra sự chết cho cây. Đối với

thực vật kém chịu lạnh thì nhiệt độ hạ thấp làm thay đổi trạng thái của màng từ
trạng thái lỏng, rất linh động, hoạt động sống mạnh, chuyển sang trạng thái đông
đặc lại kém linh động và không duy trì hoạt động bình thường. Màng các bào quan
như lục lạp, ty thể từ đó ảnh hưởng sâu sắc đến các quá trình sinh lý của cây như
quang hợp, hô hấp. Ở các cây không chịu lạnh các lipit của màng có tỷ lệ chuỗi axit
béo bão hòa cao hơn cây chịu lạnh, do đó gặp lạnh màng có khuynh hướng đổi
thành trạng thái bán tinh thể. Khi tính lỏng của màng kém, các protein của màng
không hoạt động bình thường dẫn đến hậu quả xấu cho sự vận chuyển các chất, sự
biến đổi năng lượng và hoạt động enzyme [1] [4].

Số hóa bởi trung tâm học liệu
10
Vì vậy, yếu tố nhiệt độ bất lợi có tác động không nhỏ đến quá trình sinh
trưởng và phát triển của cây lúa, ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng gạo, đặc
biệt là ảnh hưởng của lạnh.
1.2.2. Cơ chế chịu lạnh của thực vật và khả năng khắc phục
Các nghiên cứu trước đây đều cho rằng bất cứ một sự giảm nào về độ nhớt
chất nguyên sinh cũng làm tăng tính chống chịu của tế bào với nhiệt độ thấp. Khi
gặp nhiệt độ thấp tế bào phải tạo ra và phân bố lại bên trong nguyên sinh chất, các
chất có khả năng bảo vệ các vị trí nhạy cảm với lạnh và chống lại sự mất nước.
Trong mô của các giống cây chịu lạnh tích tụ nhiều đường hơn các giống kém chịu
lạnh. Khuynh hướng của tế bào trong quá trình thích nghi với lạnh là tích luỹ các
chất làm tăng áp suất thẩm thấu của tế bào và các chất kém linh hoạt làm giảm quá
trình sinh trưởng [2].
Hiện nay có nhiều công trình đi sâu vào nghiên cứu cơ chế chịu lạnh ở mức
độ gen. Nhiệt độ thấp trước hết làm thay đổi hoạt động của một số gen, một số loại
protein nhanh chóng được sinh tổng hợp [30][31]. Lê Trần Bình và cs (1989) đã
phân tích thành phần protein ở các giống lúa khi bị lạnh tác động và thấy rằng: ở
các giống lúa chịu lạnh có một số protein mới xuất hiện, một số khác hàm lượng
giảm xuống, hiện tượng này không thấy ở các giống lúa nhạy cảm với lạnh. Ở mức

độ phân tử, khi gặp lạnh hoạt động của các enzyme cung cấp năng lượng như
ATPase của tonoplas tỏ ra bền vững ở những giống lúa chống chịu [1]. Tính chất
của hệ thống màng nguyên sinh nói chung bị biến đổi dưới tác động của lạnh,
những giống cây trồng chịu lạnh thì những biến động đó không làm cho các hoạt
động trao đổi chất ngưng trệ hoàn toàn.
Nghiên cứu gần đây của Refer và cs, thuộc Trung Tâm nghiên cứu nông
nghiệp quốc gia Nhật tại khu vực Hokkaido Region đã hình thành được bản đồ di
truyền xác định vị trí gen liên quan đến tính chịu lạnh. Đó là gen Ctb mã hóa F-box
protein và ser/thr protein kinase. F-box protein này đã thể hiện trong gié lúa non,
trong khi gen ser/thr protein kinase được tìm thấy trong lá lúa và ở những gié lúa
chưa trưởng thành. Hai gen này được dòng hóa từ giống lúa chịu lạnh lai với giống

Số hóa bởi trung tâm học liệu
11
nhạy cảm với lạnh. Tính chống chịu lạnh của những clones như vậy thể hiện trong
điều kiện nhiệt độ thấp được đo bằng tỉ lệ thụ tinh của hoa lúa [39]. Yun Tian thuộc
Viện Hàn Lâm nông nghiệp Trung Quốc và nhóm nghiêm cứu đã kiểm tra sự thể hiện
của protein TERF2, một thành viên của họ protein ERF, về tính chịu lạnh của cây lúa.
Kết quả cho thấy sự thể hiện TERF2 sẽ có nhiều thuận lợi cho cây lúa. Chính protein
này làm tăng hàm lượng diệp lục và giảm các loại oxid hóa (ROS: reactive oxygen
species) cũng như làm giảm mức độ của MDA (malondialdehyde). Đây là những chỉ
thị của stress thuộc về oxidative gây ra thiệt hại cho cấu trúc tế bào [40].
Như vậy thực vật thích nghi với lạnh là nhờ một số cơ chế như: giảm độ nhớt
chất nguyên sinh khi gặp lạnh, tích luỹ các hợp chất có khả năng bảo vệ tế bào,
giảm sinh trưởng, thay đổi hoạt tính enzyme và thành phần protein. Các biểu hiện
này là kết quả hoạt động của các gen liên quan tới tính chịu lạnh.
1.2.3. Tác động của lạnh và tính chịu lạnh của cây lúa
Nhiệt độ có tác dụng quyết định đến tốc độ sinh trưởng của cây lúa nhanh
hay chậm, tốt hay xấu. Cây lúa thuộc nhóm cây nhạy cảm với lạnh, nhất là đối với
những giống có nguồn gốc nhiệt đới và cận nhiệt đới. Những tổn thương do lạnh

gây ra có thể thấy được ở nhiều giai đoạn tăng trưởng khác nhau của lúa: làm giảm
hoặc ngưng hẳn sự nảy mầm của hạt, làm mạ chậm phát triển, cây mạ ốm yếu, lùn
lại, lá bị mất màu, trổ trễ, bông bị nghẹn, phần chót bông bị thoái hóa, sự thụ phấn
bị đình trệ, khả năng bất thụ cao, hạt lép nhiều và chín kéo dài bất thường [8].
Hiện tượng bất thụ do lạnh được xem như vấn đề nghiêm trọng nhất làm
năng suất lúa giảm rất nhiều. Đối với kiểu gen cây lúa mẫn cảm với tính trạng bất
thụ do lạnh thì giai đoạn tăng trưởng nhạy cảm nhất là giai đoạn làm đòng. Hiện
tượng phình to của tế bào hạt phấn được xem như phản ứng của kiểu gen bất thụ đối
với sự tổn thương do lạnh. Những giống lúa chống chịu lạnh thường sản sinh ra số
lượng hạt phấn nhiều hơn giống nhiễm lạnh. Số lượng hạt phấn là một yếu tố quan
trọng trong cơ chế chống chịu lạnh. Người ta còn ghi nhận số lượng hạt phấn tương
quan thuận với chiều dài túi phấn, và chiều dài túi phấn có tương quan với hiện
tượng chống chịu lạnh [1][4].

Số hóa bởi trung tâm học liệu
12
Phạm vi nhiệt độ mà cây lúa có thể chịu đựng được tùy theo giống lúa, giai
đoạn sinh trưởng, thời gian bị ảnh hưởng là tình trạng sinh lý của cây lúa. Nhiệt độ
dưới 13
0
C cây lúa ngừng sinh trưởng, nếu kéo dài 1 tuần lễ cây lúa sẽ chết. Ở giai đoạn
trổ bông, nếu gặp nhiệt độ dưới 20
0
C thì kết quả thụ phấn sẽ giảm và tỷ lệ hạt lép sẽ
tăng đáng kể. Nhiệt độ dưới 15
0
C ức chế tổng hợp chlorophyll, phân hủy lục lạp, sinh
trưởng kém. Nhiệt độ giảm xuống 10
0
C thì rễ bị tổn thương, cả thân bị héo [2].

Nhìn chung tác động của nhiệt độ thấp lên cây lúa có thể chia theo các mức
sau [4]:
Nhiệt độ từ 15 - 20
0
C: thụ phấn kém, tăng tỷ lệ lép; và mẩy kém, giảm năng
suất.
Nhiệt độ từ 10 - 15
0
C: ức chế khả năng tổng hợp diệp lục, phân hủy lục lạp,
sinh trưởng kém.
Nhiệt độ dưới 10
0
C: chức năng rễ bị tổn thương, lá và cả thân bị héo, cây
chết, mạ nhìn mũi chông, có thể ngừng sinh trưởng hoàn toàn.
1.3. Ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử trong phân tích chống chịu lạnh
1.3.1. Phản ứng chuỗi polymerase (Polymerase Chain Reaction - PCR)
Kỹ thuật PCR, hay còn gọi là phản ứng tổng hợp dây chuyền nhờ polymerase
hoặc phản ứng chuỗi tổng hợp ADN, do Kary Mullis và cộng sự phát minh năm
1985. Kỹ thuật PCR đã cho phép khuếch đại in vitro có chọn lọc bằng tạo dòng in
vitro mà không cần sự hiện diện của tế bào, khắc phục được nhược điểm thao tác
phức tạp và cần thời gian dài của kỹ thuật tạo dòng in vivo. Nhờ phản ứng PCR,
một đoạn ADN ở một vùng bất kỳ trong bộ gen được khuếch đại lên rất nhiều lần
khi trình tự nucleotide ở hai đầu đoạn đó đã biết.
Với độ nhạy rất cao, thao tác đơn giản, PCR được ứng dụng trên nhiều lĩnh
vực quan trọng trong các nghiên cứu phục vụ nhiều mục đích khác nhau [10].
Trong nghiên cứu khoa học, kỹ thuật PCR giúp ích hữu hiệu cho việc xác
định trình tự nucleotid của các đoạn ADN được nhân; có thể sử dụng PCR để tách
dòng những đoạn ADN đặc hiệu; PCR giúp phát hiện đột biến, nghiên cứu mARN

Số hóa bởi trung tâm học liệu

13
hoặc tạo các đột biến gen, cho phép phân tích liên kết gen từ những tế bào riêng lẻ;
giúp nghiên cứu quá trình tiến hóa ở mức phân tử.
Trong y học, PCR có thể chẩn đoán chính xác các bệnh nhiễm trùng từ virut
đến vi khuẩn và các bệnh do nấm, kể cả HIV-AIDS, chẩn đoán sớm và theo dõi
điều trị ung thư …
Trong khoa học hình sự, kỹ thuật PCR là không thể thiếu, nó giúp chẩn đoán
nhanh, chính xác thủ phạm chỉ từ một vết máu khô, một sợi tóc hoặc một sinh phẩm
nào đó mà thủ phạm để lại trên hiện trường. Ngoài ra kỹ thuật này còn cho phép xác
định chính xác quan hệ huyết thống cha-con, ông-cháu v.v… cũng chỉ trong vài giờ.
Trong bảo vệ môi trường, việc xác định mức độ ô nhiễm sinh học có thể thực
hiện rất hiệu quả và nhanh chóng bằng kỹ thuật PCR.
Những ứng dụng thực tiễn đa dạng của phản ứng chuỗi tổng hợp ADN thật
vô tận. Phản ứng chuỗi tổng hợp ADN thật sự đã đưa lại một cuộc cách mạng trong
lĩnh vực ứng dụng thực tế của sinh học phân tử. Ngày nay có thể nói mọi lĩnh vực
nghiên cứu sinh học đều sử dụng kỹ thuật PCR.
Honghong Hu và cs (2004) thông qua điện di kiểm tra sản phẩm PCR đã biểu
hiện thành công gen NAM, ATAF và CUC (viết tắt là NAC) giúp làm tăng tính
chống hạn ở cây lúa Zhonghan số 5 [32]. Benze Xiao và cs (2007) đã nghiên cứu
chuyển gen LEA 3-1 vào giống lúa Zhonghua 11. Kết quả điện di sản phẩm của
phản ứng PCR cho thấy, các dòng lúa chuyển gen có khả năng chịu mặn cao hơn so
với đối chứng [27].
Ở Việt Nam, Nguyễn Thị Tâm (2004) đã phát hiện trực tiếp gen dehydrin
bằng cách tiến hành phản ứng PCR trên khuôn mẫu ADN được tách chiết từ dòng
chọn lọc HR128 chịu nóng và giống gốc CS4, sử dụng cặp mồi TP1 và TP2 [20].
Nguyễn Thị Thúy Hường (2011), thông qua kiểm tra ảnh điện di sản phẩm PCR từ
khuôn cADN tổng hợp từ ARN tổng số, đã phân lập được gen P5CS của 2 giống
đậu tương DT84 và SL5, tạo đột biến ở bộ ba có vị trí thứ 125 của gen P5CS của
giống SL5 loại bỏ ức chế ngược đồng thời chuyển thành công vào cây đậu tương
Việt Nam [11].

Số hóa bởi trung tâm học liệu
14
Hạn chế lớn nhất của kỹ thuật PCR đòi hỏi phải biết rõ trình tự ADN khuôn
mẫu để từ đó tổng hợp các đoạn mồi. Hiện nay các nhà sinh học phân tử đã cải tiến
kỹ thuật PCR sử dụng đoạn mồi ngẫu nhiên mà không cần biết trước trình tự ADN
[34]. Đó là kỹ thuật RAPD (Random Amplified Polimorphic ADN).
1.3.2. Kỹ thuật RAPD (Random Amplified Polimorphic ADN)
Kỹ thuật RAPD được Welsh, Mc Clelland và Williams được phát hiện năm
1990. Kỹ thuật RAPD dựa trên kỹ thuật PCR, bằng cách sử dụng những mồi ngắn
(khoảng 10 nucleotide) có trình tự biết trước, bắt cặp và nhân bản ngẫu nhiên những
đoạn ADN có trình tự bổ sung với trình tự của các mồi. Theo nguyên tắc, khi 2 cá
thể hoàn toàn giống nhau, sau khi thực hiện phản ứng RAPD ở điều kiện như nhau
sẽ tạo ra số lượng các đoạn ADN bằng nhau và chiều dài các đoạn ADN tương ứng
bằng nhau. Khi có đột biến làm xuất hiện hay mất đi một vị trí bắt cặp ngẫu nhiên
sẽ tạo ra số lượng và chiều dài các đoạn ADN khác nhau giữa các cá thể, vì vậy kỹ
thuật RAPD có thể phát hiện đột biến. Kỹ thuật RAPD giúp nhận diện những chỉ thị
phân tử (marker) trội [5].
Về cơ bản kỹ thuật RAPD được thực hiện theo ba bước:
- Tách chiết ADN tổng số, nhân ADN bằng máy PCR
- Điện di trên gel agarose hoặc gel polyacrylamid
- Xác định tính đa dạng di truyền bằng các phần mềm thông dụng
(NTSYSpc, UPGMA cluster, Gelcompar, lập dendrogram) các số liệu thu được cho
thấy sự gần gũi hoặc cách biệt di truyền của các mẫu nghiên cứu [5].
Từ khi ra đời, kỹ thuật RAPD đã được ứng dụng rộng rãi trong phân tích đa
dạng di truyền cũng như lập các chỉ thị phân tử cho nhiều đối tượng khác nhau như:
đậu tương [15], lúa nước [7], [9], [20], [24], lúa cạn [23]… Ở Việt Nam, nghiên cứu
đa dạng di truyền và mối tương quan giữa kiểu gen RGA và kiểu hình phản ánh
bệnh đạo ôn của một số giống lúa. Ngoài ra kỹ thuật RAPD còn được áp dụng xây
dựng bản đồ gen [13]. Nguyễn Thị Tâm và cs (2008) đã tiến hành phản ứng RAPD

với 10 mồi ngẫu nhiên thì có 6/10 mồi biểu hiện tính đa hình. Qua phân tích các
phân đoạn ADN được nhân bản so với giống gốc, các dòng lạc chọn lọc từ mô sẹo

Số hóa bởi trung tâm học liệu
15
mất nước đã có những thay đổi trong bộ gen và dòng D18 có sự sai khác nhiều nhất
(0,2055) [21]. Năm 2010, Nguyễn Vũ Thanh Thanh và cs cũng tiến hành phản ứng
RAPD với 10 mồi trên 14 giống ngô nếp địa phương. Hệ số tương đồng di truyền
của 14 giống ngô trên dao động từ 0,68 - 0,90 và chia làm hai nhóm: nhóm I gồm
các giống: TL, ÔL, TQ, ĐP, VN, CB, Slo, SL, T26, SLV; nhóm II gồm: LC, SLT,
YB, T4 [22].
Hiện nay, trong chọn giống người ta không chỉ quan tâm đến những tính
trạng hình thái, năng suất và chất lượng, mà còn quan tâm đến bản chất sinh học
phân tử của sự thay đổi các tính trạng. Một số kỹ thuật sinh học phân tử đã
được sử dụng để phân tích hệ gen, trong đó có kỹ thuật RAPD.


Số hóa bởi trung tâm học liệu
16
Chƣơng 2
VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Vật liệu nghiên cứu
2.1.1. Vật liệu thực vật
Hạt của 6 dòng lúa thế hệ R3 có nguồn gốc từ mô sẹo chịu lạnh của giống
Xuân Châu Hương (XCH) được sử dụng làm vật liệu nghiên cứu.
Giống XCH do Sở Nông nghiệp tỉnh Bắc Kạn cung cấp
Các dòng chọn lọc thế hệ R3: R3.06, R3.13, R3.20, R3.24, R3.38, R3.44
Bảng 2.1. Đặc điểm của giống Xuân Châu Hương
Giống

Thời gian sinh
trưởng (ngày)
Chiều cao cây
(cm)
Số hạt
chắc/bông
Khối lượng
1000 hạt (g)
XCH
100
85 – 90
140 – 150 hạt
27 – 29

2.1.2. Hóa chất và thiết bị
- Hóa chất: Các hóa chất sử dụng gồm có: 2,4 axit dichlorphenoxyacetic
(2,4D), K
3
Fe(Cn)
6
, Fe
2
(SO
4
)
3
, H
2
SO
4

, tinh bột chuẩn, gelatin 10%, axit
sunfosalysilic 20%, agar, cồn, các hoá chất tách chiết ADN, hoá chất chạy RAPD,
mồi,
- Thiết bị: Cân điện tử santorius, tủ sấy carbolite, máy quang phổ Uvis Cintra
40, máy li tâm lạnh Hettich, nồi hấp cao áp, box cấy, máy PCR, máy điện di (Biorad),
máy ổn định nhiệt… có nguồn gốc từ Anh, Đức.
2.1.3. Địa điểm nghiên cứu
- Các thí nghiệm đồng ruộng được tiến hành ở vụ mùa năm 2012 tại xã Linh
Sơn, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên.
- Các thí nghiệm nuôi cấy mô - tế bào và phân tích sinh lý, sinh hóa được
tiến hành tại phòng Công nghệ tế bào – Khoa Sinh - KTNN – Trường Đại học Sư
phạm Thái Nguyên.
- Phân tích sinh học phân tử được tiến hành tại phòng thí nghiệm Sinh học -
Khoa Khoa học sự sống - Trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên.