khóa luận Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá của một số mẫu giống nếp cẩm địa phương vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm- Hà Nội

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và thực hiện đề tài, ngoài sự nỗ lực của bản thân,
tôi đã nhận được sự giúp đỡ quý báu của rất nhiều thầy, cô giáo, người thân
trong gia đình và bạn bè.
Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới cô giáo hướng dẫn
Th.S Ngô Thị Hồng Tươi, người đã tận tình chỉ bảo tôi trong suốt quá trình thực
hiện khóa luận.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Bộ môn Di truyền và
Chọn giống cây trồng, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện thuận
lợi và tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tất cả bạn bè và gia đình,
những người đã hết lòng giúp đỡ cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài tốt
nghiệp này.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 15 tháng 1 năm 2015
Học viên
i
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC ĐỒ THỊ
Phần I. MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
1.2 Mục đích, yêu cầu
1.2.1 Mục đích của đề tài
1.2.2 Yêu cầu của đề tài
Phần II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Tổng quan về lúa Nếp Cẩm
2.1.1 Nguồn gốc, phân loại và một số đặc điểm của nếp cẩm
2.2.2 Đặc điểm hình thái

2.2 Vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa
2.2.1 Phân loại
2.2.2 Đặc điểm hình thái
2.2.3 Triệu chứng bệnh
2.3 Các chủng vi khuẩn
2.4 Mối quan hệ kí sinh – kí chủ, thuyết “gen đối gen”
2.5 Di truyền tính kháng bệnh bạc lá
2.6 Tình hình nghiên cứu về bệnh bạc lá lúa
2.6.1 Những nghiên cứu về bệnh bạc lá ở Việt Nam
2.6.2 Các gen kháng bệnh bạc lá lúa
2.6.3 Tình hình chọn tạo và sử dụng giống kháng bệnh bạc lá ở các nước
PHẦN III: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu
3.1.1 Vật liệu nghiên cứu
3.1.2 Địa điểm nghiên cứu
3.1.3 Thời gian nghiên cứu
3.2 Nội dung nghiên cứu
3.3 Phương pháp nghiên cứu
3.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm
ii
3.3.2 Phương pháp đánh giá một số đặc điểm nông sinh học cơ bản
3.3.3 Phương pháp đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá lúa bằng phương pháp
lây nhiễm nhân tạo.
3.3.4 Các công thức sử dụng
3.3.5 Phương pháp xử lí số liệu
PHẦN IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.1 Đặc điểm giai đoạn mạ của các mẫu giống lúa nếp cẩm vụ Mùa 2014
4.2 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của các mẫu giống lúa nếp cẩm vụ
Mùa 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội
4.3 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các mẫu giống lúa nếp cẩm vụ Mùa

2014 tại Gia Lâm – Hà Nội
4.4 Động thái tăng trưởng số nhánh của các mẫu giống lúa nếp cẩm
4.5 Động thái ra lá của các mẫu giống lúa nếp cẩm
4.6 Một số đặc điểm hình thái của các mẫu giống lúa nếp cẩm
4.7 Một số tính trạng số lượng của các mẫu giống lúa nếp cẩm
4.8 Một số chỉ tiêu về chất lượng gạo của các mẫu giống lúa nếp cẩm.
4.9 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống lúa nếp cẩm
4.10 Đánh giá chất lượng xay xát của một số mẫu giống lúa lúa nếp cẩm.
4.11 Đánh giá mức độ nhiễm một số sâu bệnh hại chính đồng ruộng của các
mẫu giống lúa nếp cẩm
4.12 Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá của các mẫu giống lúa nếp cẩm vụ mùa
2014 tại Gia Lâm – Hà Nội
4.13 Ảnh hưởng của bệnh bạc lá đến một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất
4.14 Giới thiệu một số mẫu giống triển vọng
Phân V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
5.1 Kết luận
5.2 Đề nghị
PHẦN VI TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

iii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Cách dự đoán tính kháng nhiễm của cây ký chủ
Bảng 3.1 Danh sách các isolate sử dụng trong lây nhiễm
Bảng 3.2 Đánh giá khả năng kháng/nhiễm dựa theo chiều dài vết bệnh
Bảng 4.1 Đặc điểm giai đoạn mạ của các mẫu giống nếp cẩm vụ Mùa 2014 tại
Gia Lâm - Hà Nội
Bảng 4.2 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của các mẫu
giống nếp cẩm vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội
Bảng 4.3 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các mẫu giống nếp cẩm vụ

Mùa 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội
Bảng 4.4 Động thái đẻ nhánh của các mẫu giống nếp cẩm vụ Mùa 2014 tại Gia
Lâm – Hà Nội
Bảng 4.5 Động thái ra lá của các mẫu giống nếp cẩm vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm
– Hà Nội
Bảng 4.6 Một số đặc điểm hình thái của các mẫu giống nếp cẩm vụ Mùa 2014
Bảng 4.7 Một số đặc điểm hình thái hạt thóc của các mẫu giống lúa nếp cẩm vụ Mùa
2014 tại Gia Lâm – Hà Nội
Bảng 4.8: Một số tính trạng số lượng của các mẫu giống nếp cẩm vụ Mùa 2014
tại Gia Lâm – Hà Nội
Bảng 4.9 Chiều dài, chiều rộng hạt thóc các mẫu giống nếp cẩm vụ Mùa 2014
Bảng 4.10: Hàm lượng anthocyanin trong các mẫu giống nếp cẩm nghiên cứu
Bảng 4.11 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống nếp
cẩm vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội
Bảng 4.12. Chất lượng xay xát của một số mẫu giống lúa nếp cẩm vụ Mùa 2014
tại Gia Lâm – Hà Nội.
Bảng 4.13 Tình hình nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các mẫu giống nếp cẩm
Bảng 4.14 Chiều dài vết bệnh và mức phản ứng của các mẫu giống nếp cẩm với
3 chủng vi khuẩn lây nhiễm
Bảng 4.15 Ảnh hưởng của bệnh bạc lá tới một số yếu tố cấu thành năng suất và
năng suất của một số mẫu giống nếp cẩm vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội
iv
Bảng 4.16 Đặc điểm của một số mẫu giống nếp cẩm triển vọng
v
DANH MỤC ĐỒ THỊ.
Đồ thị 4.1 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các mẫu giống nếp cẩm
Đồ thị 4.2 Động thái tăng trưởng số nhánh của các mẫu giống nếp cẩm
Đồ thị 4.3 Động thái tăng trưởng số lá của các mẫu giống nếp cẩm
Đồ thị 4.4 Năng suất cá thể của các mẫu giống nếp cẩm thí nghiệm
vi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AND: Axit dezoxyribonucleic
bp: base pair (cặp nucleotide)
BVTV: Bảo vệ thực vật
cM: centimorgan (đơn vị chiều dài bản đồ di truyền)
FAO: Food And Agriculture Organization of the United Nations (Tổ chức Nông
lương của liên hợp quốc)
IRRI: International Rice Research Institute (Viện nghiên cứu lúa Quốc tế)
NST: Nhiễm sắc thể
NILs: Nearly Isogenic Lines (Những dòng đẳng gen)
RFLP: Restriction Fragment Length Polymorphismn (Đa hình chiều dài mảnh
phân cắt giới hạn)
RAPD: Randomly Amplified Polymorphic DNAs (Đa hình các đoạn AND
khuyếch đại ngẫu nhiên)
SSR: Simple Sequence Repeats (Chỉ thị vi vệ tinh)
STS: Sequence Tagged Site (Vị trí được đánh dấu bởi trình tự)
TGST: Thời gian sinh trưởng
Xoo: Xanthomonas oryzae pv. oryzea (Vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa)

vii
Phần I MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Trên thế giới cây lúa (Oryza sativa L.) là một trong 3 cây lương thực quan
trọng nhất không thể thiếu được trong đời sống hàng ngày của con người. Đặc
biệt là ở các nước Đông Nam Á, lúa là cây lương thực nuôi sống hơn ½ dân số
trên toàn cầu. Sản xuất lúa không những đáp ứng được nhu cầu lương thực của
người dân trong nước mà còn là mặt hàng xuất khẩu đem lại nguồn thu ngoại tệ
lớn cho ngân sách quốc gia.
Ở Việt Nam, cây lúa được coi là cây lương thực quan trọng nhất trong nền
sản xuất nông nghiệp, diện tích trồng lúa chiếm 61% diện tích trồng trọt của cả

nước và hơn 80% nông dân Việt Nam là người trồng lúa (Bùi Bá Bổng, 2011).
Năm 2012, theo số liệu sơ bộ của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, diện
tích gieo trồng lúa là 7.750.000 ha chiếm trên 90% tổng diện tích đất trồng cây
lương thực có hạt, với sản lượng là 43 triệu tấn được trồng tập trung chủ yếu ở
đồng bằng Bắc Bộ và đồng bằng sông Cửu Long. Hơn nữa, lượng gạo xuất khẩu
năm 2012 đạt 7,75 triệu tấn, kim ngạch xuất khẩu đạt 3,23 tỉ đô la Mỹ, tăng
15,4% về lượng và 21,2% về giá trị so với năm 2011 (theo số liệu của Hiệp hội
Lương thực Việt Nam (VFA) – tháng 10/ 2012).
Trong tất cả các loại lúa thì lúa nếp nói chung và lúa nếp cẩm nói riêng là
một trong những nhóm lúa đặc sản lâu đời của nhân dân Việt Nam và được sử
dụng vào nhiều mục đích khác nhau như: nấu xôi, làm các loại bánh cổ truyền
như bánh chưng, bánh dày, bánh dẻo, làm đồ uống như rượu vang nếp cẩm
Black Queen, rượu nếp cẩm bình gốm, …và nhiều loại đồ ăn khác như cháo nếp
cẩm, sữa chua nếp cẩm , bánh mỳ hấp nếp cẩm vị sữa, kem nếp cẩm dạng cây,
bột gạo nếp cẩm….Đặc biệt lúa nếp cẩm có giá thành cao hơn các giống lúa
khác và các sản phẩm từ chúng đã góp phần làm nên hương vị độc đáo, giàu tính
nhân văn của văn hóa ẩm thực Việt Nam.
Tuy nhiên trong suốt quá trình sinh trưởng và phát triển, cây lúa bị các
loài sâu hại như sâu cuốn lá, sâu đục thân, sâu cắn gié….và nhiều loại bệnh hại
khác như bệnh bạc lá lúa, bệnh khô vằn, bệnh đạo ôn….Trong đó bệnh bạc lá
lúa do vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae gây ra là một trong những bệnh
1
gây hại nặng nhất đối với cây lúa trên toàn thế giới và một số khu vực châu Á
(Mew,1987) trong cả vụ Xuân và vụ Mùa, đặc biệt là vụ Mùa. Theo Mew et al
(1982) thì bệnh có thể làm giảm tới 60% năng suất hạt hàng năm. Tại Ấn Độ
hàng năm có tới hàng triệu ha lúa bị bệnh bạc lá nặng, làm cho năng suốt giảm
tới 60% (Sarivatava,1972). Tại Việt Nam lúa bị bệnh bạc lá hại nặng khoảng
300.000 ha, bệnh đã từng gây hại nặng ở Bắc Giang (1956-1957), Quảng Ninh
(1961) và trở thành dịch bệnh ở Đồng bằng sông Hồng những năm 1968-1975.
Trong những năm gần đây bệnh bạc lá càng nghiêm trọng và có nguy cơ

phát triển cả về diện tích và mức độ gây hại. Cho đến ngày nay biện pháp để
phòng trừ bệnh bạc lá ưu việt hơn cả là chọn giống kháng bệnh vừa cho hiệu quả
kinh tế cao, vừa cho sản phẩm sạch, lại không gây ô nhiễm môi trường. Xu
hướng chọn giống kháng bệnh hiện nay là khai thác tính kháng bệnh bền vững,
hay còn gọi là tính kháng ngang, kháng không hoàn toàn. Một giống lúa có tính
kháng bền vững với bệnh có thể tồn tại lâu hơn, phạm vi tính kháng rộng hơn,
có tính kháng không bị suy giảm đột ngột; khi sử dụng các giống kháng này có
thể hạn chế được rủi ro khi có dịch xảy ra. Như vậy, việc nghiên cứu chọn lọc
nguồn gen cây lúa đặc biệt là gen kháng bạc lá có ý nghĩa quan trọng trong công
tác chọn tạo giống lúa chất lượng cao.
Nhìn chung, quá trình chọn tạo giống thực chất là quá trình tập hợp các
tính trạng có ích vào một cây trồng theo mục đích của nhà chọn tạo giống. Vì
vậy, thành công của công tác chọn tạo giống phụ thuộc nhiều vào số lượng và
chất lượng vật liệu khởi đầu. Vật liệu khởi đầu càng nhiều và chất lượng càng
tốt, cơ hội để tạo ra giống mới càng nhanh. Việt Nam là một trong những trung
tâm khởi nguyên của cây lúa nên quỹ gen hay nguồn gen vô cùng phong phú.
Đặc biệt nước ta cũng tồn tại rất nhiều giống lúa nếp cẩm đặc sản, có những tính
trạng nông sinh học quý, chống chịu tốt với sâu bệnh và là vật liệu rất phong
phú cho công tác chọn tạo giống. Tuy nhiên do không được quan tâm đúng mức,
do sức ép của sự gia tăng dân số cùng với quá trình hội nhập, tập quán canh tác
dần thay đổi …đã làm cho nguồn gen nếp cẩm bị mất dần đi. Do vậy việc thu
thập bảo tồn, đánh giá nguồn gen lúa nếp cẩm là rất cần thiết. Với mục tiêu tập
hợp nguồn gen phong phú phục vụ cho công tác chọn tạo giống lúa cẩm mới.
Dưới sự hướng dẫn của Th.S Ngô Thị Hồng Tươi, chúng tôi tiến hành thực hiện
2
đề tài: “Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá của một số mẫu giống nếp cẩm
địa phương vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm- Hà Nội” nhằm chọn lọc ra một số mẫu
giống có năng suất, chất lượng cao và kháng bệnh bạc lá để làm vật liệu khởi
đầu trong quá trình chọn tạo giống lúa cẩm mới.
1.2 Mục đích, yêu cầu

1.2.1 Mục đích của đề tài
Khảo sát các đặc điểm nông sinh học của tập đoàn mẫu giống lúa nếp cẩm
nghiên cứu.
Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá trong tập đoàn lúa nếp cẩm.
Tuyển chọn một số mẫu giống triển vọng có phẩm chất tốt, khả năng
kháng bạc lá và năng suất cao.
1.2.2Yêu cầu của đề tài
Bố trí thí nghiệm khảo sát, theo dõi các chỉ tiêu nông sinh học của các
mẫu giống nếp cẩm địa phương.
Thu thập xử lý số liệu phục vụ cho kết quả nghiên cứu.
Đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của các mẫu giống lúa nếp
cẩm địa phương.
Xác định mức độ lây nhiễm và đánh giá tác hại của bệnh bạc lá lúa tới
năng suất, phẩm chất của các mẫu giống nếp cẩm nghiên cứu.
Đánh giá năng suất, chất lượng và khả năng kháng bệnh bạc lá của các
mẫu giống lúa nếp cẩm địa phương.

3
Phần II TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Để đảm bảo an ninh lương thực thì việc chọn tạo giống lúa có năng suất
cao là vô cùng quan trọng. Tuy nhiên, chỉ nâng cao năng suất là chưa đủ, nhu
cầu về giống lúa hiện nay phải là những giống hội tụ đủ ba yếu tố năng suất cao,
chất lượng tốt và kháng sâu bệnh hiệu quả. Muốn chọn tạo giống lúa năng suất
cao, chất lượng tốt và kháng sâu bệnh thành công thì việc thu thập nguồn gen
quý là rất cần thiết. Và trong quá trình nghiên cứu chọn tạo giống lúa năng suất,
chất lượng và đặc biệt là khả năng kháng bệnh bạc lá thì nguồn vật liệu khởi đầu
đóng vai trò vô cùng quan trọng. Một trong những nguồn vật liệu phong phú phục
vụ cho công tác chọn tạo giống đó là nguồn gen các giống lúa địa phương có ý
nghĩa to lớn. Trong quần thể các giống lúa địa phương tồn tại rất nhiều gen quý
như: các gen quy định tính kháng sâu bệnh, gen quy định mùi thơm…. Vấn đề đặt

ra là phải thường xuyên tiến hành đánh giá thu thập và bảo quản nguồn gen, dùng
các biện pháp kỹ thuật thích hợp để lai tạo giống mới dựa trên những tính trạng tốt
của các giống lúa địa phương. Vì vậy trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành
khảo sát một số đặc điểm nông sinh học, các yếu tố cấu thành năng suất và khảo sát
khả năng kháng bệnh bạc lá của tập đoàn lúa nếp cẩm địa phương nhằm mục đích
chọc lọc ra những mẫu giống có năng suất phẩm chất tốt và kháng bệnh bạc lá để
làm vật liệu khởi đầu cho quá trình chọn tạo giống.
2.1 Tổng quan về lúa nếp cẩm
2.1.1 Nguồn gốc, phân loại và một số đặc điểm của nếp cẩm
Nếp cẩm là giống lúa cổ truyền của Việt Nam, là giống lúa cảm quang
được trồng chủ yếu ở vùng núi Tây Bắc như: Hoà Bình, Sơn La, rải rác ở các
vùng khác như: Phú Thọ, Ninh Bình và trồng nhiều ở miền Tây Nam Bộ vùng
Đồng bằng sông Cửu Long với hai tỉnh Long An và Cần Thơ… Tuy nhiên,
giống lúa này có năng suất thấp và thường chỉ trồng duy nhất một vụ trong năm
nên chưa đáp ứng được nhu cầu xã hội ngày càng cao hiện nay.
Lúa nếp cẩm có tên khoa học là Oryza sativa L. Glutinosa Tanaka. Về
mặt phân loại thực vật, cây lúa thuôc họ Gramineae (họ hòa thảo), tộc
Oryzeae, chi Oryza. (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
4
Lúa nếp cẩm là loại ngũ cốc có màu tím đen, có hương vị hấp dẫn đặc
biệt, khác hẳn với nhiều loại lúa nếp thường (Bounphanousay et al., 2008).
Trong gạo nếp cẩm có chứa hàm lượng giá trị dinh dưỡng cao như: hàm lượng
protein trong gạo nếp cẩm cao hơn 6,8%, chất béo cao hơn 20% so với gạo
khác, ngoài ra trong gạo nếp cẩm còn chứa carotin, 8 loại axit amin (đặc biệt là
anthocyanin) và các nguyên tố vi lượng (sắt, kẽm) cần thiết cho cơ thể (United
Press International – UPI, 2010) có tác dụng chống oxy hóa, ngăn chặn tác
động nguy hại của các gốc tự do, rất ích lợi cho sức khỏe người sử dụng (Defa
and Meizu, 2006). Vì thế mà nếp cẩm còn có tên gọi khác là bổ huyết mễ. Mầm
lúa được báo cáo là chứa hàm lượng cao các vitamin, khoáng, phytate và xơ có
tác dụng ngừa ung thư đường ruột; tăng các axit amin như lysine gấp 3 lần,

gamma-amino-butyric acid gấp 10 lần; tocotrienol factor (TRF) chống oxi hóa,
bảo vệ các thể lipoprotein-cholesterol trong máu: LDL, HDL… (USDA, 2000).
Hiện nay gạo nếp cẩm còn được dùng trong việc tạo ra các thương hiệu rượu
nổi tiếng, được ví như là một siêu thực phẩm, có tác dụng chống ung thư (Hiệp
hội hóa học quốc gia Mỹ tại Boston,2010) cũng như các bệnh liên quan đến tim
mạch (David Capuzzi,2010).
2.2.2 Đặc điểm hình thái
- Thân: Thân cao
- Chồi: Nở bụi mạnh
- Lá: Lá rộng, xanh nhạt
- Hạt thon dài đẹp
- Hạt hầu như không có đuôi
- Vỏ trấu ít lông và lông ngắn
- Hạt dễ rụng
- Tính cảm quang rất thay đổi
2.2 Vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa
2.2.1 Phân loại
Vi khuẩn bạc lá lúa có tên khoa học là Xanthomonas oryzae pv. Oryzea.
Dựa trên hệ thống phân loại của Bergey (1939) and Gorlenco (1966) thì
Xanthomonas oryzea thuộc chi Xanthomonas, họ Pseusomonadaceae, bộ
Eubacterriales, lớp Schizomycetes ( Eubacteria).
5
Trong những năm gần đây, phân loại vi khuẩn hiện đại dựa trên các nghiên
cứu và phân tích trực tiếp cấu trúc ADN. Các cá thể, các isolate khác nhau
nhưng cùng một loài sẽ có cấu trúc di truyền tương tự nhau. Các nghiên cứu đã
chỉ ra rằng, hàm lượng các nucleotit G+C đặc trưng cho mỗi loài và được sử
dụng làm 1 trong những chỉ tiêu phân loại. Theo đó, các kết quả nghiên cứu
cũng cho thấy hàm lượng G+C của những loài trong chi Erwinia là 50-54%;
Corynebacterium: 54-55%; Pseudomonas: 58-63%; còn ở Xanthomonas là 63-
69% (Vũ Triệu Mân, 2007).

Xanthomonas gồm có 3 loài: Xanthomonas oryzea pv. oryzea,
Xanthomonas axonopodis pv. Citri, Xanthomonas campestis pvv. Campestris.
2.2.2 Đặc điểm hình thái
Vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae có dạng hình gậy, hai đầu hơi
tròn, có một lông roi ở một đầu, kích thước 1-2 x 0,5-0,9 µm. Trên môi trường
nhân tạo, khuẩn lạc của vi khuẩn có dạng hình tròn, màu vàng sáp, rìa nhẵn, bề
mặt khuẩn lạc ướt, háo khí, nhuộm gram âm. Vi khuẩn không có khả năng phân
giải nitrat, không dịch hoá gelatin, không tạo NH3, indol, nhưng tạo H
2
S, tạo khí
nhưng không tạo axit trong môi trường có đường. Nhiệt độ thích hợp cho vi
khuẩn sinh trưởng là từ 26-30
o
C, nhiệt độ tối thiểu 0-5
o
C, nhiệt độ làm vi khuẩn
chết là 53
o
C. Vi khuẩn có thể sống trong phạm vi pH khá rộng từ 5,7-8,5, thích
hợp nhất là pH 6,8-7,2. Vi khuẩn X. oryzea có thể xâm nhập qua thủy khổng, lỗ
khí trên mép lá, đặc biệt qua vết thương xây xát trên lá. Khi tiếp xúc trên bề mặt
lá trong điều kiện độ ẩm lá cao, vi khuẩn dễ dàng di chuyển và xâm nhập vào
bên trong qua các lỗ khí và các vết thương xây xát sau đó nhân lên về số lượng
và theo các bó mạch lan rộng ra (Lê Lương Tề và cs., 2007).
2.2.3 Triệu chứng bệnh
Bệnh bạc lá lúa phát sinh phá hoại suốt thời kỳ mạ đến khi lúa chín,
nhưng có triệu chứng điển hình là thời kỳ lúa cấy trên ruộng từ sau khi đẻ nhánh
- trỗ - chín sữa. Triệu chứng trên mạ không đặc trưng nên dễ nhầm lẫn với các
hiện tượng khô đầu lá do sinh lý. Vi khuẩn hại mạ gây ra triệu chứng ở mép lá,
đầu lá với những vệt có độ dài ngắn khác nhau, ban đầu có màu xanh vàng sau

đó chuyển nâu bạc rồi khô xác. Trên lúa cấy, triệu chứng bệnh thể hiện rõ rệt
hơn, tuy nhiên có thể biến đổi ít nhiều tuỳ theo giống và điều kiện ngoại cảnh.
6
Vết bệnh từ mép lá, đầu lá lan dần vào trong phiến lá hoặc kéo dài theo gân
chính; nhưng cũng có vết bệnh từ ngay giữa phiến lá lan rộng ra. Vết bệnh lan
rộng theo đường gợn sóng màu vàng; mô bệnh ban đầu xanh tái, vàng lục, nâu
bạc rồi khô xác.
Theo kết quả nghiên cứu của Bộ môn Bệnh cây [2010] , Học viện Nông
nghiệp Việt Nam, có hai loại hình triệu chứng của bệnh bạc lá lúa là: bạc lá gợn
vàng và bạc lá tái xanh. Loại hình bạc lá gợn vàng phổ biến trên hầu hết các
giống và các mùa vụ; còn loại hình bạc lá tái xanh thường chỉ thấy xuất hiện trên
một số giống lúa, đặc biệt đối với các giống lúa ngắn ngày, chịu phân, phiến lá
to, thế lá đứng, ví dụ như giống T1, X1, NN27… Ngoài ra, theo kết quả nghiên
cứu của Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, khi vi khuẩn xâm nhập vào cây
lúa qua rễ và gốc, cây có thể biểu hiện ngay triệu trứng Kresek: lá và toàn bộ cây
lúa bị héo. Đôi khi lá bệnh của giống lúa dễ nhiễm bệnh có màu nhạt. Lá già có
vẻ bình thường và có màu xanh, lá non có màu vàng trắng đồng đều hoặc vàng
hoặc sọc vàng pha xanh (Viện Khoa Học Nông Nghiệp Việt Nam, 2010).
2.3 Các chủng vi khuẩn
Vi khuẩn bạc lá rất phong phú và đa dạng về thành phần nòi. Các nghiên
cứu để phân chia các nòi thành các chủng sinh lý đều dựa trên độc tính gây bệnh
của chúng trên các giống lúa khác nhau. Tuy nhiên, mỗi quốc gia lại gieo trồng
các giống khác nhau vì thế để phân nhóm và so sánh các chủng sinh lý giữa các
quốc gia, các nhà khoa học của Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) và Nhật
Bản xây dựng nên hệ thống các dòng lúa phục vụ cho mục đích này. Hệ thống
này bao gồm các dòng đẳng gen (NIL) được tạo ra dựa vào việc lai chuyển các
gen kháng bạc lá vào nền gen của 3 giống IR24, Toyonishiki và Milyang 23
(NIAS, 2010) . Các dòng NIL này còn được gọi là differential và được dùng để
phân nhóm các chủng vi khuẩn bạc lá. Ngoài ra, các dòng NIL còn là nguồn
donor gen kháng nữa. Hiện nay các nhà khoa học trên thế giới công bố có 30

chủng vi khuẩn Xoo gây bệnh trên lúa (Liu et al., 2006; Xia et al., 2012).
Ở Nhật Bản, nghiên cứu nòi vi khuẩn bạc lá được tiến hành từ năm 1957,
khi phát hiện thấy giống Aisacase chống bệnh trở nên nhiễm bệnh. Họ đã xác
định được ở Nhật Bản có 12 chủng vi khuẩn. Phillipin đã xác định được 6 nhóm
nòi, Ấn Độ xá định được 9 chủng và ở Indonexia có 9 chủng (Swamy et al.,
7
2006). Còn ở Việt Nam dựa trên 11 dòng chỉ thị mang gen kháng Xa1, Xa2,
Xa3, Xa4, xa5, Xa7, Xa10, Xa11, Xa12, Xa14, Xa21 trước kia đã xác định 10
nhóm nòi vi khuẩn (Tạ Minh Sơn, 1987) . Gần đây, thành phần nòi được xác
định đã lên đến con số 12 nhóm nòi (Bùi Trọng Thuỷ và cs., 2007), hoặc theo
kết quả nghiên cứu về sự đa dạng di truyền của một số chủng vi khuẩn gây bệnh
ở miền bắc bằng cặp mồi XOR đặc hiệu cho thấy 47 chủng phân lập được phân
thành 13 nhóm nòi (Cục BVTV, 2010). Điều đó chứng tỏ thành phần các chủng
nòi sinh thái ở miền Bắc Việt Nam rất đa dạng và phong phú.
2.4 Mối quan hệ ký sinh – ký chủ, thuyết “gen đối gen”
Vào khoảng những năm 40 của thể kỉ XX, Flor đã tiến hành một thí
nghiệm nhằm tìm hiểu cách thức kháng bệnh ở cây trồng. Ông cho lây nhiễm
nhân tạo rất nhiều các chủng nấm gây bệnh gỉ sắt trên số lượng lớn các giống
lanh khác nhau rồi đánh giá phản ứng của cây trồng với bệnh theo các mức:
miễn dịch, kháng, kháng trung bình và nhiễm. Sau đó ông tiếp tục cho lai các
giống lanh với nhau và lai các chủng nấm với nhau, rồi tiến hành lây nhiễm để
tìm hiểu sự tương tác giữa ký sinh và ký chủ. Qua thu thập, xử lý kết quả Flor đã
kết luận rằng cả tính kháng ở cây trồng cũng như tính gây bệnh ở ký sinh đều có
tính di truyền. Ông cũng phát biểu rằng, cho dù cây trồng có chứa tác nhân
kháng thì nó cũng chỉ kháng được nếu tác nhân gây bệnh tấn công vào chúng có
tác nhân đặc biệt (nay gọi là gen không độc). Flor cũng nhận định rằng, trong
hầu hết trường hợp ông quan sát, gen kháng ở trạng thái trội sẽ không bị nhiễm
bệnh và gen độc ở trạng thái trội sẽ không độc (Flor sử dụng thuật ngữ “factor”
thay vì “gene”) (Flor, 1955; Flor, 1971).
Dựa trên các kết quả của Flor, các nhà khoa học sau này đã đưa ra thuyết

“gen đối gen” được phát biểu như sau: cứ mỗi một gen R quy định tính kháng ở
giống cây ký chủ thì có một gen a quy định tính độc ở nòi ký sinh, không trước
thì sau gen độc a tương ứng này sẽ vượt qua được gen kháng R dẫn đến tình
trạng nhiễm bệnh. Đồng thời, cứ mỗi một gen kháng R ở giống cây ký chủ cũng
sẽ có một gen A tương ứng ở ký sinh để kích hoạt cây ký chủ hình thành các
phản ứng tự vệ chống lại gen A đó dẫn đến tình trạng không nhiễm bệnh.
Từ kiểu gen của cây ký chủ và kiểu gen của ký sinh ta có thể dự đoán được
tính kháng nhiễm của cây ký chủ như sau:
8
Bảng 2.1: Cách dự đoán tính kháng nhiễm của cây ký chủ
Kiểu gen kí chủ
Kiểu gen kí sinh
RR Rr Rr
AA Kháng Kháng Nhiễm
Aa Kháng Kháng Nhiễm
Aa Nhiễm Nhiễm Nhiềm

Theo nghiên cứu của Flor, trong hệ gen của các giống cây trồng thường
chứa những gen có chức năng mã hóa tạo ra những phân tử tiếp nhận giúp cho
ký chủ nhận biết được ký sinh tấn công vào, từ đó phát động các phản ứng tự vệ
khác nhau để chống lại ký sinh. Giống cây trồng đó được gọi là có gen kháng
(R). Đối với ký sinh, chủng ký sinh nào có thể gây hại được trên một giống cây
ký chủ có gen kháng R thì trong hệ genom của chủng đó phải có ít nhất một gen
độc a có thể vượt qua được gen R, khi đó gen độc a được coi là gen độc tương
ứng với gen kháng R ( Flor, 1971). Theo mô hình của Flor, các gen kháng đều
có tính trội. Tuy nhiên, mô hình này chưa giải thích được trường hợp gen kháng
là gen lặn.
Sau Flor có một số nhà khoa học nghiên cứu về vấn đề này trên một số
đối tượng khác và thấy rằng thuyết “gen đối gen” đúng trong nhiều trường hợp.
Từ đó giúp đưa ra một số nhận định về mối quan hệ ký sinh-ký chủ:

Cứ mỗi gen kháng dọc ở cây ký chủ (có một gen kháng) thì có một gen
độc tương ứng ở ký sinh có khả năng vượt gen kháng đó để lây nhiễm.
Chủng ký sinh nào chỉ có thể nhiễm trên cây ký chủ không có gen kháng
là chủng ký sinh không có gen độc. Ngược lại giống nào nhiễm bởi bất kỳ chủng
nào trong quần thể ký sinh đó là giống không có gen kháng (hay là giống chuẩn
nhiễm).
Chủng ký sinh nào có thể nhiễm trên tất cả các loài cây ký chủ thì nó là
chủng có tất cả các gen độc của loài ký sinh đó và là chủng độc nhất tại thời
điểm đó. Giống ký chủ nào bị nhiễm bởi một chủng ký sinh duy nhất trong quần
thể ký sinh sẽ là giống có đầy đủ các gen kháng hiện có mặt cũng tại thời điểm
đó.
9
Trong cuộc đấu tranh đồng tiến hóa này, cây trồng luôn tìm cách chống
lại sự xâm nhập của ký sinh, còn ký sinh thì luôn biến đổi vượt qua hàng rào bảo
vệ để có thể gây bệnh. Trong quá trinh biến đổi, thích ứng trong mối quan hệ ký
sinh-ký chủ luôn diễn ra trong tự nhiên và không bao giờ ngừng nghỉ (David,
2006).
2.5 Di truyền tính kháng bệnh bạc lá
Vào những năm 80, IRRI đã xác định bản chất di truyền tính kháng bệnh
bạc lá là do gen quy định. Cơ chế chống bệnh bạc lá là cơ chế chủ động.
Cũng như các loài vi sinh vật khác, vi khuẩn Xanthomonas oryzea cũng
tồn tại nhiều nòi sinh lý khác nhau ở một vùng sinh thái. Trong số các chủng vi
khuẩn ở mỗi vùng sinh thái thì có chủng gây bệnh phổ biến, có chủng ít phổ
biến. Nếu giống đưa vào sản xuất chỉ chứa gen chống vi khuẩn phổ biến (đơn
gen) mà không chống được các chủng ít phổ biến thì các chủng ít phổ biến sẽ có
cơ hội sinh sôi và phát triển mạnh. Điều này cho thấy một giống chứa đa gen sẽ
kháng bệnh bền vững hơn những giống chứa đơn gen. Vì vậy trong công tác
chọn tạo giống chứa đa gen kháng, giống có tính kháng ngang hơn là giống có
tính kháng dọc.
Kháng dọc có tác dụng làm giảm nguồn bệnh ban đầu và trì hoãn sự bùng

nổ của dịch bệnh. Thời gian tồn tại của kháng dọc phụ thuộc và sự đa dạng di
truyền của quẩn thể kí sinh. Kháng ngang không làm giảm bớt nguồn bệnh ban
đầu nhưng lại làm giảm tốc độ phát triển của dịch bệnh. Do đó tính kháng ngang
có tính bền vững hơn tính kháng dọc.
2.6 Tình hình nghiên cứu về bệnh bạc lá lúa
2.6.1 Những nghiên cứu về bệnh bạc lá ở Việt Nam
Ở Việt Nam, bệnh bạc lá lúa đã thực sự gây tác hại từ lâu trên các giống
lúa mùa cũ, nhưng đặc biệt từ những năm 1965-1966 trở lại đây, bệnh thường
xuyên phá hoại nghiêm trọng trên các giống lúa mới nhập nội 34 có năng suất
cao ở vụ xuân, nhất là vụ mùa.
Mức độ tác hại của bệnh phụ thuộc vào giống, thời kỳ cây bị bệnh sớm
hay muộn và mức độ bị bệnh nặng hay nhẹ. Năm 1970 trên diện tích lúa mùa cũ
cấy giống nông nghiệp 8 bị bệnh ở mức độ 60 - 100%, giảm năng suất từ 30 -
60%. Theo báo cáo của phòng bệnh cây thì tác hại của bệnh càng lớn khi mức
10
độ của bệnh càng nặng (Lê Lương Tề, 1986). Điều cần chú ý là mức độ tác hại
của bệnh phụ thuộc vào thời kỳ bị bệnh, nếu cây lúa bị bệnh ngay từ khi đẻ
nhánh thì mức độ của bệnh về sau thường rất nặng, ảnh hưởng rõ rệt hơn tới
năng suất, có thể giảm tới 41% năng suất trở lên (Lê Lương Tề, 1987) . Còn
theo Phan Đình Phụng (1987), bệnh bạc lá làm giảm khả năng quang hợp của
cây, làm cây mềm yếu kéo dài thời gian trỗ, bông bé làm tăng tỷ lệ lép cao, gạo
nát và làm tăng cường độ hô hấp. Tác hại chủ yếu của bệnh là làm cho lá lúa,
đặc biệt là lá đòng chóng tàn, nhanh chóng khô chết, bộ lá xơ xác, ảnh hưởng
đến hiệu suất quang hợp, tỷ lệ hạt lép cao và năng suất giảm sút rõ rệt.
Về phân nhóm các nòi vi khuẩn bạc lá ở Việt Nam, theo tác giả Lê Lương
Tề thì ở Đồng bằng sông Hồng có ít nhất 3 chủng bạc lá (Lê Lương Tề, 1987).
Tác giả Tạ Minh Sơn sử dụng tổng hợp bộ giống chỉ thị nòi của Nhật Bản và
IRRI (dựa trên 8 dòng chỉ thị mang các gen kháng Xa2, Xa3, Xa4, xa5, Xa7,
Xa10, Xa11, Xa14) đã xác định ở Việt Nam có 10 nhóm nòi vi khuẩn đặt tên từ
1 đến 10. Tác giả còn cho biết các nhóm nòi ở Việt Nam có đặc tính khác hẳn ở

Nhật Bản và Philippin (Tạ Minh Sơn, 1987).
Gần đây, các nghiên cứu của các nhà khoa học Học viện Nông nghiệp
Việt Nam về thành phần nhóm nòi vi khuẩn bạc lá của tác giả Nguyễn Văn Viết
và cs. (2002), Bùi Trọng Thuỷ và cs. (2007). Dựa trên 11 dòng chỉ thị mang các
gen kháng Xa1, Xa2, Xa3, Xa4, xa5, Xa7, Xa10, Xa11, Xa12, Xa14, Xa21, các
tác giả đã nhóm các nòi bạc lá phân lập trong giai đoạn 2001-2005 thành 12 race
(Bùi Trọng Thuỷ và cs., 2007). Trong giai đoạn 2007-2008, tác giả Bùi Trọng
Thuỷ và 35 cộng sự đã phát hiện thêm 3 race mới vi khuẩn bạc lá ở Nam Định,
Bắc Ninh và Hà Nội, nâng tổng số các race vi khuẩn bạc lá lên con số 15 (Bùi
Trọng Thuỷ và cs., 2008). Theo kết quả nghiên cứu của Cục Bảo vệ Thực vật về
sự đa dạng di truyền một số chủng vi khuẩn gây bệnh ở miền Bắc bằng cặp mồi
XOR đặc hiệu cho thấy 47 chủng phân lập vi khuẩn bạc lá được phân chia thành
13 nhóm nòi (Cục BVTV, 2010). Điều đó chứng tỏ thành phần các chủng, nòi
sinh thái ở miền Bắc Việt Nam rất đa dạng và phong phú.
Khác với các tác giả khác phân nhóm vi khuẩn bạc lá trên cơ sở phản ứng
kháng nhiễm của các dòng chỉ thị (tester - các dòng NIL mang các gen kháng
khác nhau) đối với các nòi vi khuẩn, tác giả Nguyễn Văn Viết và cộng sự đã sử
11
dụng một kỹ thuật mới - đó là kỹ thuật nghiên cứu đa dạng di truyền trên cơ sở
đa hình 2 gen 16S- và 13S- rDNA đặc thù cho vi khuẩn bạc lá. Các dữ liệu về
đồng dạng di truyền của 60 chủng vi khuẩn bạc lá phân lập ở miền Bắc Việt
Nam được xử lý trên chương trình NTSYS cho thấy các chủng bạc lá được phân
thành 13 nhóm, trong đó nhóm 2 và 3 có tần xuất lớn nhất - chiếm tới 14,89%
(Nguyễn Văn Viết và cs. (2008a). Về các gen kháng và giống lúa kháng bệnh
bạc lá. Trong những năm 70-80 của thế kỷ 20, nước ta sử dụng nhiều giống lúa
mang gen Xa4 có nguồn gốc từ IRRI như các giống lúa: IR20, IR22, IR26, IR30,
IR32, NN2A, NN3A, NN4A, NN8A, TN73-2, CN2 (Khush et al., 1989).
Trong những năm cuối thế kỷ 20 - đầu thế kỷ 21, nước ta nhập nội nhiều giống
lúa lai, lúa thuần từ Trung Quốc. Phần lớn những giống lúa này mang gen kháng
bạc lá Xa4. Ngoài ra, theo Taura and Yoshimura, Đại học Kuyshu, Nhật Bản về

phân bố của 5 gen kháng bệnh trên thế giới (Xa3, Xa4, xa5, Xa10 và Xa14) cho
thấy ở Trung Quốc và Malaixia phần lớn các giống lúa đều chứa gen Xa14, một
gen theo kết quả nghiên cứu của Phan Hữu Tôn và cs. (2005) bị nhiễm bởi hầu
hết các chủng bạc lá ở miền Bắc. Điều này có thể giải thích tại sao các giống lúa
nhập nội từ Trung Quốc vào trồng ở miền Bắc Việt Nam đều bị nhiễm rất nặng
bệnh bạc lá.
Theo kết quả nghiên cứu của Phan Hữu Tôn (2005), áp dụng kỹ thuật chỉ
thị phân tử đã xác định được trong 145 giống địa phương nghiên cứu có 12
giống chứa gen xa5, không có giống nào chứa gen xa13 và Xa21. Bốn gen Xa3,
Xa4, xa5 và Xa10 đều có mặt trong các giống lúa địa phương của Việt Nam với
tần suất khá ngang nhau, trong đó chỉ có xa5 là kháng được hầu hết các nòi phân
lập hiện tại (Phan Hữu Tôn, 2005). Các tác giả của Học viện Nông nghiệp Việt
Nam đã điều tra sự hiện diện của gen Xa7 trong 120 giống lúa địa phương thu từ
các tỉnh vùng núi phía Bắc, kết quả phát hiện có 8 giống chứa gen Xa7 (Phan
Hữu Tôn và cs., 2005). Tác giả Nguyễn Văn Viết và cộng sự đã tiến hành đánh
giá đặc tính kháng bệnh bạc lá, cũng như sàng lọc (bằng chỉ thị phân tử) các gen
kháng bạc lá ở 89 giống lúa địa phương. Kết quả cho thấy có 18 giống mang gen
Xa4, có 1 giống mang gen xa5, có 4 giống mang gen Xa7, không có giống lúa
nào mang gen Xa21 (Nguyễn Văn Viết và cs., 2008b).
Về tính kháng của các gen kháng bệnh bạc lá, những nghiên cứu ở Việt
12
Nam trước kia đã cho thấy rằng tổ hợp 2-3 gen trong số các gen xa5, Xa7, Xa21
có thể chống chịu được hầu hết các nòi bạc lá ở đồng bằng Bắc Bộ. Các gen này
đều đã được lập bản đồ phân tử và các chỉ thị phân tử liên kết chặt với các gen
này được sử dụng trong việc quy tụ gen kháng bạc lá vào lúa (Trần Bích Lan và
cs., 2001). Các tác giả ở Học viện Nông nghiệp Việt Nam, khi nghiên cứu khả
năng kháng bệnh bạc lá của các dòng chỉ thị (tester) chứa đơn gen kháng (Xa1,
Xa2, Xa3, Xa4, xa5, Xa7, Xa10, Xa11, Xa14, Xa21) đối với 7 chủng vi khuẩn
bạc lá ở miền Bắc, cho thấy gen Xa4 kháng được với 5/7 chủng, các gen xa5,
Xa7 và Xa21 kháng tốt hoặc kháng cao với tất cả 7/7 chủng. Các gen còn lại

kháng rất kém hoặc không kháng với 7 chủng bạc lá trên ( Phan Hữu Tôn và Bùi
Trọng Thuỷ., 2003). Các nghiên cứu tiếp theo về khả năng kháng của tổ hợp 2-3
gen kháng (tổng số 37 có 9 gen kháng Xa1, Xa2, Xa3, Xa4, xa5, Xa7, Xa10,
Xa11, Xa14 được thử nghiệm) đã được tiến hành. Nếu trong tổ hợp 2-3 gen có
chứa gen xa5 hoặc Xa7, tổ hợp đó kháng cao đối với các chủng bạc lá. Các tổ
hợp với các gen khác ngoài xa5 hoặc Xa7 đều kháng rất kém đối với các chủng
bạc lá (Bùi Trọng Thuỷ và Phan Hữu Tôn, 2004).
Ở Đồng bằng sông Cửu Long, các cán bộ nghiên cứu đã sử dụng 10 race
bạc lá lây nhiễm cho 166 mẫu lúa và 25 dòng bố mẹ lúa lai. Kết quả cho thấy có
5 giống lúa địa phương phản ứng tương tự dòng NIL mang gen Xa21, 3 giống -
tương tự xa5 và 58 giống - tương tự xa13 (Nguyen Thi Pha and Nguyen Thi
Lang, 2004). Các nghiên cứu sâu hơn về phản ứng của các dòng NIL đối với vi
khuẩn bạc lá lây nhiễm tự nhiên ngoài đồng ở Cần Thơ cho thấy một bức tranh
khác hẳn các nòi vi khuẩn bạc lá ở miền Bắc: các dòng NIL mang gen xa13 và
Xa14 đều bị nhiễm bệnh; các gen xa5 và Xa7: nhiễm nhẹ; các gen Xa1, Xa3,
Xa4, Xa10, Xa11, Xa21: kháng vừa. Ngoài ra, không có gen đơn nào kháng cao
với bệnh bạc lá, chỉ có tổ hợp nhiều gen kháng Xa4+xa5+xa13+Xa21 (trong
IRBB60), Xa4+Xa7+Xa21 (trong IRBB62) và xa5+Xa7+xa13 (trong IRBB63)
là kháng khá cao với vi khuẩn bạc lá (Le Cam Loan et al., 2006).
Như vậy hiệu lực của các gen kháng bạc lá đối với các nòi vi khuẩn bạc lá
phân lập ở các vùng khác nhau là không giống nhau - một gen có thể kháng với
nòi bạc lá ở vùng này nhưng lại nhiễm với nòi ở vùng khác. Để tạo ra giống lúa
kháng bền vững với bệnh bạc lá, cần thiết phải quy tụ vài gen kháng hiệu quả
13
vào 1 giống lúa.
2.6.2 Các gen kháng bệnh bạc lá lúa
Những nghiên cứu có tính chất hệ thống về gen kháng bệnh bạc lá lúa
được thực hiện tại Nhật Bản vào đầu thập kỷ 60 (Wu et al., 2008). Cho đến
những năm 80 của thế kỷ XX, Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế đã xác định bản
chất di truyền tính kháng bệnh là do gen quy định (Mew, 1987). Điều này được

khẳng định chắc chắn nhờ vào những nghiên cứu của các nhà khoa học cùng
những kỹ thuật hiện đại. Những gen kháng chủ lực từ nhiều nguồn tài nguyên di
truyền đã được xác định. Cho đến nay (tính đến năm 2012), có 36 gen (từ Xa1
đến Xa36) điều khiển tính kháng bệnh bạc lá ở lúa được công bố (Lin et al.,
1996; Nagato and Yoshimura, 1998; Zhang et al., 1998; Khush and Angeles,
1999; Chen et al., 2002; Lee et al., 2003; Yang et al. 2003; Nino-Lui et al.,
2006; Singh et al., 2007; Wu et al., 2008; Wang et al., 2009; Korinsak et al.,
2009); Chun Xia et al., 2012). Trong số 36 gen kháng bạc lá có 25 gen trội và 10
gen lặn. Các gen lặn bao gồm xa5, xa8, xa13, xa15, xa19, xa20, xa24, xa28,
xa31 và xa33). Phần lớn các gen này đã được phát hiện từ loài phụ Indica, hoặc
từ lúa hoang dại O. longistaminata, O. rufipogon, O. minuta và O. officinalis,
chỉ có một số ít được phát hiện từ loài phụ Japonica (Brar and Khush, 1997; Lee
et al., 2003). Riêng ba gen lặn xa15, xa19 và xa20 được tạo ra bởi đột biến cảm
ứng (Ogawa, 1996; Lee et al., 2003).
Tất cả 36 gen kháng bạc lá đều đã được định vị trên nhiễm sắc thể lúa và
lập bản đồ với các chỉ thị phân tử liên kết. NST số 1 có 2 gen: Xa29 và xa34
(Chen et al., 2011; Tan et al., 2004); NST số 2 có 1 gen là xa24 (Wu et al.,
2008); NST số 3 có chứa một gen là xa11; NST số 4 chứa 7 gen kháng bạc lá,
trong đó có các gen Xa1, Xa2, Xa12, Xa14,Xa 25, Xa30, Xa31( Xa25, Xa30, Xa
31 đã được định vị trên NST nhưng chưa được khẳng định chắc chắn) (Gu et
al ., 2004; Wu et al ., 2008; Yshimura et al., 1998; Chun Xia et al., 2012). NST
số 5 có chứa 1 gen xa5 (Guo et al., 2010); NST số 6 chứa 3 gen kháng: Xa7,
Xa27 và xa33(t) (Gu et al., 2004; Wu et al., 2008; Yshimura et al., 1998; Chun
Xia et al., 2012). NST số 7 có 1 gen là xa8 và NST số 8 có 1 gen là xa13 (China
Papers 69035, 2010; Chu et al., 2004). NST số 11 chứa tới 10 gen kháng:
Xa3/Xa26, Xa4, Xa10, Xa22(t), Xa23, Xa26, Xa30 (t), Xa32(t), Xa35(t) và
14
Xa36(t) (Arif et al., 2008; Wang et al., 2003; Jiang et al., 2006). NST số 12 có 1
gen Xa32 (Chen et al., 2000). Trong 36 gen kháng bạc lá đã có 28 gen và các chỉ
thị phân tử liên kết gần với các gen này đã được định vị trên bản đồ di truyền

gen nhờ sử dụng các phương pháp RFLP, RAPD, STS, SSR…. (Sengsai et al.,
2007).
Cho đến nay đã có 6 gen kháng bạc lá được lập bản đồ vật lý (physical
mapping) đồng thời được phân lập, tách dòng trên cơ sở bản đồ (map-based
cloning) và xác định rõ chức năng gen. Đó là các gen (liệt kê theo thứ tự thời
gian) Xa21, Xa1, Xa26, xa5, Xa27 và xa13 (Song et al., 1995; Yoshimura et al.,
1998; Sun et al., 2004; Iyer and McCouch, 2004; Gu et al., 2005; Chu et al.,
2006).
(Ghi chú: t-tentative: Đã được định vị trên NST nhưng chưa được khẳng định chắc chắn)
Qua rất nhiều nghiên cứu các nhà khoa học đã kết luận rằng: các gen xa5,
Xa7, Xa21 là các gen kháng hữu hiệu có thể kháng được nhiều chủng bạc lá
khác nhau trên thế giới tại thời điểm hiện tại (Lang et al., 2008).
Một trong những gen được nhiều nơi sử dụng làm nguồn cho (donor) gen
kháng bạc lá đó là Xa7. Gen Xa7 được phát hiện từ giống lúa DV85 của Viện
lúa Quốc tế IRRI và được định vị trên nhiễm sắc thể số 6, sau đó được lập bản
đồ trên cơ sở tổ hợp lai IR24xIRBB7 thông qua kỹ thuật AFLP. Tiếp theo, các
chỉ thị phân tử M1, M3 và M4 được xác định có liên kết gần với gen Xa7, trong
đó M3 và M4 nằm cách gen Xa7 với khoảng cách tương ứng là 0,5 và 1,8 cM
(Porter et al., 2003). Một số tác giả Trung Quốc tiến hành lập bản đồ vật lý cho
1 gen ở giống lúa Zhenhui 084 cùng alen với Xa7 (Zhang et al., 2009). Gen Xa7
biểu hiện tính kháng rộng đối với nhiều chủng vi khuẩn bạc lá (Cruz et al.,
2000). Giống lúa mang gen kháng Xa7 được thử nghiệm tính kháng bạc lá trong
11 năm (22 vụ) liên tiếp với 1 chủng vi khuẩn bạc lá. Sau 22 vụ liên tiếp, thành
phần quần thể vi khuẩn thay đổi, trong đó nhóm gây độc tăng lên. Mặc dù vậy,
gen Xa7 vẫn tỏ ra kháng khá hiệu quả đối với vi khuẩn bạc lá, nhất là khi nhiệt
độ môi trường tương đối cao, trong khi các gen kháng khác dường như không
chịu sự ảnh hưởng của nhiệt độ, hoặc giảm tính kháng ở nhiệt độ cao (Webb et
al., 2010).
15
Gen kháng xa13 là một gen lặn, được định vị trên nhiễm sắc thể số 8,

được lập bản đồ tính (fine map) thông qua kỹ thuật map-based cloning trên 291
đoạn ADN dài 14,8 kb. Phân tích trình tự ADN cho thấy có 2 gen dự tuyển có
mặt trong vùng này. Đó là gen tương tự extensin và gen tương đồng với nodulin
MtN13 (Chu et al., 2006). Tiếp theo, gen xa13 được phân lập từ 1 đoạn ADN
dài 9,2 kb (chứa 1gen dự tuyển) trên 1 BAC clone. Cuối cùng, bằng các kỹ thuật
biến nạp gen và kỹ thuật RNAi đã chứng minh được gen dự tuyển này chính là
gen kháng (lặn) xa13 (China Papers 69035, 2010).
Gen Xa21 nằm trên nhiễm sắc thể số 11 và là gen kháng bạc lá đầu tiên
được phân lập và xác định chức năng gen. Gen Xa21 là một thành viên của một
họ đa gen, mã hoá cho 1 protein tương tự kinaza thụ cảm (Song et al., 1995;
Song et al., 1997). Gen Xa21 là gen kháng hiệu quả với nhiều chủng vi khuẩn
bạc lá và được nhiều nơi sử dụng làm nguồn cho gen kháng trong chương trình
chọn tạo giống lúa kháng bạc lá. Gen Xa21 cũng là gen kháng bạc lá đầu tiên
được thiết kế vectơ để biến nạp vào cây lúa. Đến nay, rất nhiều phòng thí
nghiệm trên thế giới đã thu được cây lúa chuyển gen kháng bạc lá Xa21.
Gen Xa25 được lập bản đồ trên giống lúa Minghui 63, được xác định nằm
gần vùng tâm động của nhiễm sắc thể số 12, kẹp giữa chuỗi NBS1109 và chỉ thị
G1314 với khoảng cách tương ứng là 2,5 và 7,3 cM (Chen et al.,2002). Ở bên
cạnh gen kháng bạc lá Xa25 còn có các gen kháng đạo ôn Pi-ta và Pi-ta2 nữa.
Gen Xa26 đã được lập bản đồ di truyền từ giống lúa Minghui 63. Nó được
xác định là đồng phân ly với chỉ thị phân tử R1506 và nằm kẹp giữa 2chỉ thị
phân tử RM224 và Y6855RA với khoảng cách tương ứng là 0,21 và1,47 cM.
Gen Xa26 còn liên kết chặt với các gen Xa3, Xa4 và Xa22 trên nhiễm sắc thể số
11, qua đó hình thành 1 chuỗi đa gen. Ngoài ra còn có 2 gen kháng đạo ôn Pi-1
và Pi-44(t) nằm ngay bên cạnh chuỗi gen kháng bạc lá này nữa (Yang et al.,
2003). Năm 2004, gen Xa26 đã được phân lập thông qua kỹ thuật map-based
cloning và nghiên cứu chức năng. Một đoạn ADN dài 67,2 kb trên cùng 1 BAC
contig chứa 4 thành viên gen dự tuyển RKa, RKb, RKc và RKd thuộc 1 họ đa
gen (multi-gen family) đã được phân lập. Thông qua kỹ thuật chuyển gen đã xác
định RKb chính là gen Xa26. Gen Xa26 mã hoá cho 1 protein giống như protein

16
của gen Xa21, và sự biểu hiện gen diễn ra liên tục. Đó là protein tương tự kinaza
thụ cảm giàu lơxin lặp lại (LRR receptor kinase-like protein) (Sun et al., 2004).
Gen Xa30 được phát hiện từ lúa hoang dại O. nivara bởi các nhà khoa học
Ấn Độ. Gen Xa30 nằm trên nhiễm sắc thể số 4, kẹp giữa 2 chỉ thị STS ở 2 vị trí
LOC_Os04g53060 và LOC_Os04g53120 nằm cách nhau 38,4 kb (Cheema et
al., 2008).
Gen Xa31 được các nhà khoa học Trung Quốc định vị gần đầu mút của
vai dài nhiễm sắc thể số 4, cách 0,2 cM đối với chỉ thị G235 và cách 0,2 cM đối
với chỉ thị C600 nằm ở 2 phía của gen. Các tác giả còn lập bản đồ vật lý và xác
định gen Xa31 nằm trên 1 BAC clone có kích thước xấp xỉ 100 kb (Wang et al.,
2009).
Gen kháng Xa32 được phát hiện từ lúa hoang dại O. australiensis (Zheng
et al., 2009). Các tác giả Trung Quốc đã lập bản đồ gen này trên nhiễm sắc thể
số 11, xác định gen Xa32 nằm cách chỉ thị ZCK24 khoảng 0,5 cM (về phía cuối
vai dài) và cách chỉ thị RM6293 khoảng 1,5 cM (về phía tâm động).
Gen xa33 là gen kháng bạc lá được phát hiện vào năm 2010. Gen này
được lập bản đồ bởi các tác giả Thái Lan trên cơ sở tổ hợp lai giữa giống lúa
Ba7 (mang gen kháng) và Pin Kaset.
Gen xa33 là gen lặn không hoàn toàn, nghĩa là ở trạng thái dị hợp tử nó
biểu hiện trạng thái trung gian giữa kháng và nhiễm. Chỉ thị phân tử RM20590 ở
gần đầu mút vai dài của nhiễm sắc thể số 6 liên kết chặt với gen này (Korinsak
et al., 2009). Ngoài ra, gen Xa7 nằm ngay sát gen xa33, còn gen Xa27 nằm ở
khoảng giữa vai dài của nhiễm sắc thể số 6, cách gen xa33 hơn 40 cM.
Các gen kháng Xa30, Xa31, Xa32, xa33, xa 34 là những gen kháng mới
được phát hiện gần đây (Korinsak et al., 2003), (Zeng et al., 2009).
Gen Xa35 là gen kháng vi khuẩn bạc lá được phát hiện bởi các nhà khoa
học Trung Quốc trên loài lúa hoang dại Oryza minuta, được lập bản đồ cách chỉ
thị RM6293 0,7cM và cách chỉ thị RM7654 1,1 cM trên NST số 11. Xa35 được
xác định là có tính kháng cao với các chủng bạc lá của Trung Quốc (Guo et al.,

2010).
Như vậy 36 gen kháng bạc lá nói trên đã được nghiên cứu và định vị trên
các nhiễm sắc thể. Hầu hết đã được lập bản đồ ở mức độ phân tử. Những kết quả
17
nghiên cứu này là các công cụ hữu hiệu cho chương trình chọn giống nhờ chỉ thị
phân tử, tạo điều kiện đáng kể cho việc khai thác và sử dụng gen kháng một
cách có hiệu quả trong việc chọn tạo giống lúa mới kháng bệnh bạc lá.
2.6.3 Tình hình chọn tạo và sử dụng giống kháng bệnh bạc lá ở các nước
Chọn tạo và sử dụng giống kháng bệnh bạc lá đã được nhiều nước trên thế
giới quan tâm và nghiên cứu.
Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) đã thành công chuyển gen quý vào
các giống lúa trồng bằng phương pháp lai trở lại và chọn lọc nhờ MAS. Kết quả
đã tạo ra các giống lúa năng suất cao và có khả năng chống chịu với những điều
kiện bất thuận. Cũng nhờ phương pháp này mà các nhà khoa học của IRRI đã
quy tụ được nhiều gen kháng bạc lá vào một số dòng như IRBB64 (chứa gen
Xa4, xa5, Xa7 và Xa21), dòng IRBB63 chứa các gen xa5, Xa7 và Xa13 (Chen et
al ., 2011).
Ở Philippines, đã quy tụ thành công 3 gen kháng trội vào dòng mẹ TGMS1
(Loida et al ., 2008).
Ở Ấn Độ, quy tụ 2 gen Xa4 và Xa21 vào cùng một giống, chuyển gen pi5
và Xa21 vào giống IR50, quy tụ gen Xa21 và xa13 vào giống Basmati 1. Theo
Sing et al., (2007), sử dụng MAS để quy tụ 3 gen xa5, xa13 và Xa21 vào giống
PR106.
Các nhà khoa học Trung Quốc đã sử dụng MAS trong chọn tạo giống lúa và
đã quy tụ được các gen chủ yếu như xa5, Xa7 và Xa21 vào cùng một giống
lúa. Như dòng phục hồi Shuhui đã quy tụ được 2 gen Xa4 và Xa21 (Wang et al .,
2009).
Ở Thái Lan, cũng đã thành công trong việc quy tụ các gen kháng bệnh bạc
lá, đạo ôn vào các giống lúa thơm của địa phương như: Thai Hom Mali, Kao
Khor 6 thông qua con đường lai hồi quy và kết hợp chỉ thị phân tử (Jairin et al.,

2009).
Japonica có phổ kháng rộng đối với các chủng bạc lá. Các nhà khoa học
Hàn Quốc còn sử dụng các chỉ thị phân tử STS và SNP liên kết với các gen
kháng Xa1, Xa4, xa5, xa13 và Xa21 trong chọn tạo giống lúa thơm kháng bạc lá
(Kim et al., 2009).
18