kết quả xây dựng ngân hàng bộ gen cây bông

Phần 1. MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu
Trong các loài cây trồng lấy sợi ở Việt Nam, có thể nói bông là loại cây
có lịch sử trồng trọt lâu đời, trong đó, theo ghi nhận của nhiều tài liệu, bông
có lịch sử gieo trồng hơn 4000 năm (Vũ Công Hậu, 1978).
Trong quá trình phát triển sản xuất, để đáp ứng nhu cầu ngày càng đa
dạng của công tác tạo giống, công tác thu thập bảo quản nguồn gen cây có
sợi ngày càng được chú trọng, đặc biệt là cây bông. Các công việc liên quan
đến quỹ gen bông được bắt đầu từ thời kỳ thuộc Pháp (Vũ Công Hậu, 1978).
Quỹ gen bông Việt Nam hiện đang bảo quản tại Viện Nghiên cứu Bông và
Phát triển nông nghiệp Nha Hố khá phong phú về số lượng và chủng loại với
2179 mẫu hạt giống, thuộc 4 loài. Trong đó, ba loài trồng trọt chính, với
2051 mẫu giống bông Luồi (G. hirsutum L.); 67 mẫu giống bông Hải đảo
(G. barbaceum L.); 59 mẫu giống bông Cỏ (G. arboreum L.) và 2 mẫu giống
bông dại. Hiện tại, phát triển bông Việt Nam cũng nằm trong xu thế chung
của thế giới. Năng suất bông bình quân cả nước thấp (440-460kg xơ/ha) và
tăng chậm. Hơn nữa, chi phí sản xuất cao, ước tính 11 – 12 triệu đồng/ha
(570– 600 USD/ha).
Trung bình chi phí khoảng 1,1USD/1kg xơ, thuộc nhóm nước có chi phí
sản xuất cao nhất (ICAC, 2008) và đang có xu hướng tăng theo giá cả vật tư,
nhân công hiện tại và sắp tới. Chính vì thế, các đơn vị sản xuất khó có thể
dùng biện pháp tăng giá mua để kích thích người trồng, đồng thời, hiệu quả
sản xuất bông thấp, rủi ro cao, cây bông mất ưu thế cạnh tranh so với cây
trồng khác. Hơn nữa, một trong những hạn chế năng suất bông Việt Nam và
làm tăng chi phí đầu vào là sâu hại (sâu đục quả, chích hút) và bệnh hại (như
đốm lá, phấn trắng ) phổ biến ở các vùng.

1


Trước thực tế này, vấn đề được đặt ra là tăng giá trị đầu ra của sản

phẩm bông và giảm chi phí sản xuất đầu vào hợp lý là giải pháp quan trọng
để tăng khả năng cạnh tranh của cây bông nhằm khôi phục và phát triển
bông trong nước. Theo đó, song song với bảo tồn và khai thác nguồn gen
hiện có, cần thu thập bổ sung nguồn gen bông kháng sâu - rầy, chín sớm, bất
dục đực và xơ màu nhằm giảm chi phí vật tư nông nghiệp, công lao động
trong sản xuất bông thương phẩm, giảm chi phí chế biến; nguồn gen năng
suất – tỷ lệ xơ cao, chất lượng xơ tốt và xơ có màu tự nhiên nhằm tăng
năng suất, hiệu quả sản xuất bông thương phẩm, tăng giá trị của sản phẩm
xơ bông [1].
Để có thể thực hiện được các vấn đề nêu trên cần phải xây dựng ngân
hàng bộ gen cây bông. Chúng ta cùng tìm hiểu về bài tiểu luận nhỏ sau đây:
“ Kết quả xây dựng ngân hàng bộ gen cây bông “
2. Tình hình nghiên cứu
2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Nguồn tài nguyên di truyền của cây bông có 104 nghìn mẫu, xếp thứ
13 trong tổng số 100 nghìn loài được quan tâm bảo tồn; tập trung chủ yếu ở
các nước như Australia, Brazil, Trung Quốc, Pháp, Ấn Độ, Nga, Mỹ và
Uzbekistan (IPGRI, 2010).
* Tại Australia:
Các giống bông trồng trọt có mặt tại Úc khoảng cuối thế kỷ 18, tuy
nhiên sản xuất bông tại quốc gia này thật sự phát triển và diện tích tăng lên
nhanh chóng từ những năm 1960 nhờ các dự án phát triển bông có tưới. Đến
năm 1999, sản xuất bông tại Úc đạt cao điểm với 553.000 ha, sản lượng
bông xơ đạt > 3 triệu kiện, năng suất bông hạt đạt 2000kg/ha. Sau đó, do
tình hình hạn hán, diện tích bông tại Úc giảm dần và ổn định ở quy mô diện
tích khoảng175.780 ha (năm 2008); trong đó, tại New South Wales chiếm
2


khoảng 74% sản lượng và tại Queensland khoảng 26% sản lượng bông của

Úc.
Trước những năm 1980, các nhà chọn tạo giống bông tại Úc tự mua và
duy trì bảo tồn nguồn quỹ gen bông. Tuy nhiên, đến đầu những năm 1980,
chính phủ các bang và nhà nước thành lập mạng lưới gồm 08 trung tâm tài
nguyên di truyền để bảo tồn nguồn quỹ gen quốc gia về các loại giống cây
trồng và cây thức ăn gia súc. Trong khoảng 15 năm đầu tiên, các trung tâm
này hầu như làm việc tương đối đốc lập, ít có sự phối hợp. Mãi đến năm
1995, chính phủ ban hành các quy định và thành lập các cơ sở kiểm dịch
giống cây trồng trong toàn quốc, các trung tâm tài nguyên di truyền tại Úc
mới bắt đậu được hệ thống và thành lập hệ thống điều hành chung.
Hiện tại, nguồn quỹ gen cây bông tại Úc được đặt tại 02 địa điểm: i) tại
Tổ chức khối thịnh vượng chung nghiên cứu khoa học công nghệp
(Commonwealth Scientifi c and Industrial Research Organisation - CSIRO
Plant Industry) và ii) tại Trung tâm giống ngũ cốc nhiệt đới (Australian
Tropical Grains Germplasm Centre – ATGGC) (IPGRI, 2010). Trong đó:
- Tại CSIRO: Hầu hết các giống bông lưỡng bội của Úc được khai thác
và phát triển tại CSIRO, tuy nhiên hướng nghiên cứu này tạm ngừng từ
khoảng năm 2000. Chương trình nghiên cứu giống bông tại CSIRO thực sự
bắt đầu từ năm 1972. Theo thời gian, thông qua việc trao đổi vật liệu giữa
các nhà chọn tạo giống, hiện tại số mẫu giống tại đây gồm có 542 mẫu bông
Luồi (G. hirsutum), 63 mẫu giống bông hải đảo (G.barbadense) và 30 chủng
bông dại lưỡng bội. Tập đoàn quỹ gen được bảo quản trong điều kiện nhiệt
độ 70C, ẩm độ tương đối 50%. Ngoài ra, mỗi mẫu giống được đưa đi bảo
quản 02 mẫu dự trữ (mỗi mẫu 10 gram) tại 02 kho lạnh tại CSIRO và tại một
Viện nghiên cứu gần đó. Mỗi lô giống của các nguồn gen được nhân tái tạo
lại sau khoảng 10 năm hoặc có thể sớm hơn. Tại CSIRO, cơ sở dữ liệu
3


nguồn gen cũng đã được xây dựng nhưng chỉ sử dụng để trao đổi thông tin

nội bộ hoặc trao đổi giống giữa các nhà tạo giống.
- Tại ATGGC: Từ năm 1994, ATGGC thường xuyên thực hiện công tác
thu thập các mẫu nguồn gen của các loài họ hàng với các giống cây trồng
và cây thức ăn gia súc cho vùng nhiệt đới. Đến nay, tại ATGGC có khoảng
1080 mẫu giống bông, trong đó có khoảng 90% số mẫu thuộc loài bông
Luồi, số còn lại thuộc các loài bông tứ bội khác và các loài bông lưỡng bội
được thu thập tại 22 quốc gia khác. Tất cả các mẫu giống bông tại
ATGGC đều được bảo quản trong điều kiện kho lạnh dài hạn, trong đó:
ẩm độ hạt được hạ xuống chỉ còn 6% trước khi bảo quản (hạt bông được
đặt trong điều kiện nhiệt độ 15oC, ẩm độ tương đối là 15% cho đến khi ẩm
độ hạt hạ xuống đến mức yêu cầu). Sau đó, các mẫu giống này được đóng
gói trong các túi nhôm và tàng trữ ở điều kiện nhiệt độ -20 oC. Trong điều
kiện như vậy, hạt của hầu hết các loại cây trồng đều có thể tàng trữ
được khoảng 50 năm.
* Tại Braxin:
Tập đoàn giống bông được duy trì bởi Tổng công ty nghiên cứu nông
nghiệp Braxin (The Brazilian Agricultural Research Corporation) tại
Trung tâm quốc gia về tài nguyên di truyền và công nghệ sinh học
(National Center for Genetic Resources and Biotechnology - NCGRB).
Năm 1974, đây cũng là năm Trung tâm tài nguyên nông nghiệp quốc tế
(CGIAR) thành lập Trung tâm tài nguyên di truyền cây trồng quốc tế
(IPGRI), tại Braxin đã thành lập NCGRB. Cho đến nay, tại Braxin có
nguồn quỹ gen cây bông khá lớn với 4361 mẫu giống, trong đó có 39% số
mẫu thuộc loài bông Luồi, 35% số mẫu thuộc bông hải đảo; số còn lại
thuộc 26 loài bông lưỡng bội và 03 loài bông tứ bội khác. Hiện tại, Braxin
có 05 kho bảo quản dài hạn có khả năng tàng trữ lên đến 250.000 mẫu
4


giống, điều kiện nhiệt độ -20oC, ẩm độ kho bảo quản khoảng 5±2%. Hạt

giống được kiểm tra sức sống sau định kỳ khoảng 10 năm 1 lần (phương
pháp lấy mẫu ngẫu nhiên hỗn hợp). Khi tỷ lệ nảy mầm <85% hoặc mẫu
giống với số lượng hạt còn rất ít thì tiến hành nhân tái tạo cho chu kỳ kế
tiếp (IPGRI, 2010).
* Tại Trung Quốc:
Hiện tại, ngân hàng quỹ gen cây bông của Trung Quốc rất lớn, với
8868 mẫu giống thuộc các loài bông trồng trọt (Bông cỏ châu Á - G.
aboreum; Bông cỏ châu Phi - G. herbaceum; Bông Luồi - G. hirsutum và
bông hải đảo - G.barbadense) và 41 mẫu thuộc các loài bông dại. Trong đó,
có 7221 mẫu giống được bảo quản trong kho lạnh dài hạn tại Bắc Kinh
(nhiệt độ kho -18oC, ẩm độ tương đối 57%). Tập đoàn giống công tác tại
Anyang có khoảng 8344 mẫu được bảo quản ở điều kiện nhiệt độ 0oC, ẩm độ
50%. Tại đảo Hải Nam bảo quản ex-sitiu trên đồng ruộng 391 mẫu giống
thuộc các loài bông dại và một số chủng bông Luồi. Đối với tập đoàn giống
công tác, tuỳ thuộc vào yêu cầu khác nhau mà chu kỳ nhân lại có sự thay
đổi giữa các giống. Để hạn chế áp lực thụ phấn cưỡng bức do phải nhân lại
nhiều lần, thường khi tỷ lệ nảy mầm của mẫu giống<65% thì tiến hành nhân
tái tạo hạt (IPGRI, 2010).
* Tại Pháp:
Tại Pháp, tập đoàn quỹ gen giống bông được tổ chức CIRAD quản lý.
Hiện tại, tập đoàn quỹ gen cây bông của Pháp có 3070 mẫu giống thuộc 05
loài tứ bội và 27 loài lưỡng bội. Điều kiện bảo quản dài hạn các mẫu giống
bông tại pháp là trong kho lạnh -18oC, ẩm độ 4%; đối với tập đoàn giống
công tác thì ẩm độ tương đối là 40%. Khoảng chu kỳ từ 12 – 15 năm tiến
hành nhân tái tạo hạt bằng thụ phấn cưỡng bức tại các vùng nhiệt đới và á
nhiệt đới ngoài khu vực châu Âu (IPGRI, 2010).
5


* Tại Ấn Độ:

Tại Ấn Độ, việc thu thập mẫu giống mới và duy trì tập đoàn giống
công tác được Viện nghiên cứu bông trung tâm (CIRC) tại Nagpur và
Coimbatore thực hiện; việc bảo quản dài hạn được tiến hành bởi Văn phòng
quốc gia về tài nguyên di truyền cây trồng (NBPGR) tại New Dehli. Quỹ
hoạt động cho công tác này được cung cấp bởi Hội đồng nghiên cứu nông
nghiệp Ấn Độ (Indian Council for Agricultural Research) – một tổ chức độc
lập thuộc quyền lãnh đạo của Bộ Nông nghiệp Ấn. Đến nay, Ấn Độ có tổng
số 10.227 mẫu giống với đa số thuộc 04 loài bông trồng trọt (Bông cỏ châu
Á - G. arboreum; Bông cỏ châu Phi - G. herbaceum; Bông Luồi - G.
hirsutum và bông hải đảo - G. barbadense), số còn lại thuộc 26 loài bông dại
và 32 dòng lai tổng hợp và các dòng phái sinh. Bảo quản dài hạn được tiến
hành tại NBPGR, điều kiện kho lạnh -40oC. Tập đoàn công tác của tất cả các
mẫu giống bông trồng trọt (ngoại trừ loài bông hải đảo được lưu trữ
tại Coimbatore) được lưu trữ tại Nagpur; với điều kiện kho lạnh 4 oC. Các
loài bông dại và các dòng phái sinh được lưu trữ trên đồng ruộng tại Nagpur
(IPGRI, 2010).
* Tại Nga:
Hiện tại, tập đoàn giống bông của Nga có 6322 mẫu giống thuộc 24
loài lưỡng bội, 03 loài tứ bội và một số mẫu giống lai thuộc loài lưỡng bội
và tứ bội. Công tác bảo tồn quỹ gen bông được thực hiện bởi viện VIR tại
St. Petersburg. Các mẫu giống bông được bảo quản ngắn hạn ở điều kiện
nhiệt độ 4oC, ẩm độ 6%; điều kiện bảo quản dài hạn là -10oC, ẩm độ 3,5%
(IPGRI, 2010).

6


* Tại Mỹ:
Hiện tại, Mỹ có khoảng 10.000 mẫu giống thuộc 45 loài bông khác
nhau. Hằng năm, khoảng 10% số mẫu giống (khoảng 1000 mẫu) được tiến

hành nhân tái tạo, như vậy mỗi mẫu giống có chu kỳ nhân lại khoảng 10
năm. Hầu hết tập đoàn giống bông của Mỹ đều được bảo quản trong kho
lạnh dài hạn (IPGRI, 2010).
* Tại Uzbekistan:
Tập đoàn giống bông tại Uzbekistan được lưu trữ tại 03 địa điểm: i)
Viện chọn tạo giống bông trực thuộc Bộ Nông nghiệp Uzbekistan; ii) Viện
tài nguyên di truyền và thử nghiệm sinh học cây trồng – thuộc Viện khoa
học hàn lâm Uzbekistan và iii) tại Trường đại học quốc gia Uzbekistan tại
Tashkent. Hiện tại, Uzbekistan có khoảng > 20.000 mẫu giống bông các loại
bao gồm cả những dòng đẳng gen (isogenic), các dòng cận giao (inbred), các
dòng cận giao tái tổ hợp (RIL)… Trong đó, có khoảng gần 12.000 mẫu
giống thuộc loài bông Luồi được lưu trữ tại Viện chọn tạo giống bông trực
thuộc Bộ Nông nghiệp Uzbekistan; khoảng 7500 mẫu giống được bảo quản
lại Viện tài nguyên di truyền và thử nghiệm sinh học cây trồng – thuộc Viện
khoa học hàn lâm Uzbekistan với hơn 40 loài thuộc các kiểu genome từ A
đến G và K (có khoảng 4500 mẫu bông Luồi, 971 mẫu giống hải đảo, 857
mẫu giống bông cỏ châu Phi và 547 mẫu giống bông cỏ châu Á, 200 mẫu
giống đột biến phản ứng quang chu kỳ)… Trung bình, từ sau 8 – 10 năm
phải tiến hanh chu kỳ nhân lại cho các mẫu giống (IPGRI, 2010)[1].
2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Công tác thu thập bảo quản nguồn gen cây bông được bắt đầu từ thời
kỳ thuộc Pháp (Vũ Công Hậu, 1978). Công tác này ban đầu được thực hiện
tại Trạm Nghiên cứu Bông Gia Lâm - Hà Nội, sau đó chuyển vào Định
Tường Thanh Hoá.
7


Khi đất nước thống nhất (1975), trạm nghiên cứu Bông Định Tường
Thanh Hoá chuyển vào trạm thí nghiệm Nông nghiệp Nha Hố - Phan Rang
(nay là Viện nghiên cứu Bông và Phát triển nông nghiệp Nha Hố), nguồn

gen cây bông lúc đó chủ yếu là các giống bông cỏ (Gossypium arboreum L.)
và một số giống bông luồi di thực (Gossypium hirsutum L.) Từ năm 1975,
thông qua các chương trình viện trợ phát triển bông của Liên Hiệp Quốc và
mối quan hệ hợp tác với một số Viện/cơ quan Nghiên cứu bông nước ngoài
như Ấn Độ, Trung Quốc, Nga (Viện cây trồng Vavilov- VIR, Liên Xô cũ)
……Công tác bảo tồn nguồn gen cây bông ngày càng được đẩy mạnh và
phát triển liên tục. Hiện tại, Viện Nghiên cứu Bông và Phát triển nông
nghiệp Nha Hố, đang bảo quản 2179 mẫu hạt giống, thuộc 4 loài. Trong
đó, ba loài trồng trọt chính, với 2051 mẫu giống bông Luồi (G. hirsutum L.);
67 mẫu giống bông Hải đảo (G. barbaceum L.); 59 mẫu giống bông Cỏ (G.
arboreum L.) và 2 mẫu giống bông dại.
Công tác bảo tồn và lưu giữ nguồn gen cây bông chủ yếu là bảo quản
trong kho lạnh ngắn hạn và nhân lại theo chu kỳ trên đồng ruộng để tái tạo
hạt cho chu kỳ bảo quản tiếp theo. Công tác đánh giá giống được thực hiện
ba hình thức: đánh giá ban đầu (15 tính trạng/giống), đánh giá chi tiết (35
tính trạng/giống) và đánh giá một số đặc điểm di truyền (9 tính trạng/giống).
Công tác tư liệu hoá chủ yếu là bản mẫu mô tả theo Viện Tài nguyên và Di
truyền Quốc tế và quản lý trong máy tính dưới dạng bảng số liệu trên phần
mềm EXCEL.
Về khai thác sử dụng, bằng việc bình tuyển trực tiếp từ tập đoàn giống
bông, chúng ta đã phóng thích được một số giống tốt như TH1, TH2,
MCU9, LRA, D162…Đặc biệt, những năm gần đây, công tác tạo giống
bông đã có nhiều thành công, trong đó, nổi bật nhất là khai thác và sử dụng
nguồn gen làm vật liệu ban đầu. Kết quả đã lai tạo được một số giống bông
8


lai cho sản xuất như L18, VN20, VN35, VN15, VN01-2, VN02-2, VN04-3,
VN04-4, VN04-5, và nhiều giống có triển vọng mang nhiều tính trạng tốt [1]

9


Phần 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
1. giới thiệu về cây bông
Cây bông thuộc bộ Gossypyeae, họ Malvaceae, chi Gossypium (Hutchinson,
1947; Ximongulian, 1987;…).
Tổ tiên của bông là cây lâu năm, do quá trình phân li tính trạng trong tự
nhiên, do sự thuần hoá của con người khi gieo trồng, một số
loài bông, đặc biệt các loài bông trồng trọt, đã biến đổi thành cây hàng năm.
Gossypium có 5 loài bông trồng trọt, và trên 50 loài bông dại. Trong 5 loài
trồng trọt có 4 loài phổ biến khắp các vùng trồng :
- Bông cỏ Châu Á (Gossypium arboreum L.) có xuất xứ từ Châu Á. Một số
giống thuộc loài này hiện nay vẫn còn trồng ở các vùng núi phía bắc nước ta.
- Bông cỏ Châu Phi (Gossypium herbaceum L.) có nguồn gốc từ Châu Phi,
phân bố chủ yếu trên một số vùng khí hậu khắc nghiệt của Châu Phi và một
số vùng Châu Á.
- Bông luồi (Gossypium hirsutum L.) có nguồn gốc từ Trung Mỹ, chiếm
khoảng 90% diện tích trồng bông trên Thế giới.
Bông Hải Đảo (Gossypium barbadense L.) có nguồn gốc từ Nam Mỹ. Phân
bố chủ yếu ở một số nước Bắc Phi như Ai Cập, Marôc…

- Là cây trồng lấy sợi hết sức quan trọng vì nó cung cấp nguyên riêu tốt nhất
cho cõng nghiệp dệt vải may mặc cho con người
2. Ngân hàng bộ gen
Ngân hàng bộ gen của một sinh vật là một tập hợp các trình tự DNA
cấu thành bộ gen được gắn vào Vector, nó chỉ biểu diễn tổng số của gen.
Ngân hàng này được tạo ra từ một bộ sưu tập DNA tái tổ hợp cả các chuỗi

10

mã hóa lẫn các chuỗi không mã hóa. Khác với ngân hàng cDNA, ngân hàng
bộ gen có thể được thiết lập bất kì loại tế bào nào của sinh vật nghiên cứu.
Ngân hàng này được tạo ra từ một bộ sưu tập DNA tái tổ hợp cả các
chuỗi mã hóa lẫn các chuỗi không mã hóa. Ngân hàng bộ gen có thể được
thiết lập bất kỳ loại tế bào nào của sinh vật nghiên cứu.
Các bước thiết lập ngân hàng gen:
- Tách và làm sạch DNA của sinh vật
- Cắt DNA thành những đoạn có kích thước xác định bằng enzyme
RE loại II ( thông thường, người ta sử dụng EcoRI )
- Tạo vector tái tổ hợp và đóng gói trong vỏ phage (Vector được chọn
để tạo dòng gen thường là cosmid hoặc phage λ cũng được xử lý bởi EcoRI)
- Đưa vector tái tổ hợp vào tế bào chủ và tạo dòng,
- Xác định đặc tính và biểu hiện của dòng vi khuẩn vừa lập
- Tiến hành sàng lọc, nghĩa là phải tách những vector nào có đoạn
DNA ưa chuộng, từ đó xây dựng ngân hàng bộ gen.
*Cơ sở dữ liệu của ngân hàng gen
Mục đích của cơ sở dữ liệu là cho phép các mẫu gen được sử dụng nhanh và
tận dụng tối đa các thông tin đang lưu trữ trong ngân hàng gen.
3. Thời gian và địa điểm
- Đánh giá nguồn gen cây bông: tiến hành trong vụ mưa 2012, bắt
đầu gieo vào tháng 7, tại Nha Hố – Ninh Thuận;
- Đánh giá nguồn gen cây bông cỏ Nghệ An
-Duy trì nguồn gen bông trên đồng: tiến hành trong vụ khô 2011 2012, bắt đầu gieo vào tháng 12 năm 2011;
- Bảo quản nguồn gen bông tại kho lạnh ngắn hạn của Viện.
4. Vật liệu nghiên cứu

11

- Nguồn gen sử dụng đánh giá và tư liệu hóa: 45 mẫu giống bông
thuộc loài bông Luồi (G. hirsutum L.);
- Nguồn gen duy trì, bảo quản:
- Nguồn gen bông: 2179 mẫu giống thuộc ba loài bông trồng trọt là
bông Luồi (G. hirsutum L), bông hải đảo (G. barbaceum L.), bông cỏ
(G. arboreum L.) và các mẫu thuộc loài bông dại; [1].
- Giống bông cỏ Nghệ An kháng bệnh xanh lùn và giống bông cỏ
B10 có nguồn gốc từ Ấn Độ. - Quần thể F2 (B10 ×CNA) gồm 271 cá thể. 770 cặp mồi SSR được chọn lọc từ 8915 cặp mồi đã được lập bản đồ trên hệ
genome cây bông [2].
5. Nội dung nghiên cứu
- Nội dung 1: Điều tra, khảo sát, thu thập nguồn gen mới
- Nội dung 2: Bảo tồn và lưu giữ nguồn gen
+ Duy trì các mẫu nguồn gen cây bông
+ Bảo quản nguồn gen hạt cây bông trong kho lạnh.
- Nội dung 3: Đánh giá (sơ bộ và chi tiết) nguồn gen
+Đánh giá đặc điểm hình thái, nông sinh học và khả năng kháng một
số loại sâu bênh hại chính của các mẫu giống cây bông;
+ Đánh giá chất lượng xơ của các mẫu giống cây bông;
- Nội dung 4: Xây dựng cơ sở dữ liệu cho nguồn gen
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1. Phương pháp bảo quản và duy trì nguồn gen hiện có
- Bảo quản nguồn gen hạt cho các mẫu giống bông: Các mẫu giống
được bảo quản dưới dạng ex-situ nhân hàng gen hạt trong điều kiện kho lạnh
ngắn hạn ở nhiệt độ 17-180C, ẩm độ 60-70%, dưới dạng hạt thô, mỗi mẫu
giống được đựng trong một túi nylon tráng bạc, dán kín.

12

- Duy trì các mẫu giống bông trên đồng ruộng: Các mẫu giống được
gieo tạm thời 01 vụ để tái tạo hạt cho kỳ bảo quản tiếp theo[1].

6.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng
- Thí nghiệm đánh giá các mẫu giống bông mới: Bố trí tuần tự không
lặp lại cứ 10 công thức kèm 1 đối chứng (VN36P.KS).
- Thí nghiệm duy trì các mẫu giống bông trên đồng ruộng: Bố
trí tuần tự không lặp [1].
6.3. Phương pháp thu thập, xử lý số liệu:
Tất cả các chỉ tiêu của các mẫu giống bông được đánh giá sơ bộ và chi
tiết theo quy định của IPGRI và của ngành Bông. Số liệu được xử lý
thống kê trên máy tính, sử dụng phần mềm EXCEL [1].
6.4 Phương pháp tách chiết ADN tổng số:
ADN lá bông được tách chiết và tinh sạch theo phương pháp CTAB
của Doyle et al.(1987) có cải tiến. - Kỹ thuật SSR: Phản ứng PCR được tiến
hành trên máy Veriti 9902. Tổng dung dịch phản ứng là 15 µl bao gồm 50
ng ADN tổng số, 0.15 µM mồi, 0.2 mM dNTPs, 1X dịch đệm PCR, 2.5 mM
MgCl2và 0.5 đơn vị Taq TaKaRa. Điều kiện phản ứng PCR như sau: 7 phút:
950C; 40 chu kỳ của: 15 giây: 940C, 30 giây 550C, 2 phút: 720C và bước
cuối cùng - giữ mẫu ở 4 0C. Sản phẩm PCR được kiểm tra trên gel agarose
SFR 3,5% (Liu et al., 2000). - Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu phân tích
quần thể phân ly F2 với các chỉ thị SSR được nhập vào Excel và được xử lý
chương trình phần mềm Mapmaker/EXP V 3.0 (Whitehead Institute, 1992)
[2].
7. Kết quả

13


7.1. Điều tra, khảo sát và thu thập nguồn gen

Trong năm 2012, thông qua các chuyến tham quan, học tập cũng như
trao đổi vật liệu nghiên cứu với các tổ chức ngoài nước, 45 mẫu giống bông
đã được thu thập, nhập nội. Tất cả các mẫu giống đều thuộc loài bông luồi
(Gossypium hirsutum L.), có nguồn gốc chủ yếu từ 2 nước Úc (14 mẫu) và
Trung Quốc (31 mẫu). Dạng thu thập đều là mẫu hạt thô hoặc bông hạt
(bảng4.1).
Bảng 4.1. Số lượng, và nguồn gốc các mẫu giống bông mới thu thập
trong năm 2012
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21

22
23

TÊN GIỐNG
SC.ĐR1
SC.ĐR2
SC.ĐR3
SC.ĐR4
SC.ĐR6
SC.NM
SC.71
SC.TN1
SC.TN2
SC.TN3
DTP1
DTP2
DTP3
DTP4
C1
C2
C3
C4
C5
HT328
HT329
HT330
HT331

NGUỒN GỐC
Úc

Úc
Úc
Úc
Úc
Úc
Úc
Úc
Úc
Úc
Úc
Úc
Úc
Úc
Trung Quốc
Trung Quốc
Trung Quốc
Trung Quốc
Trung Quốc
Trung Quốc
Trung Quốc
Trung Quốc
Trung Quốc

14

MSTD
1997
1998
1999
2000

2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019


– Tất cả các mẫu giống đều thuộc loài bông Luồi (Gossypium hirsutum
L.)
(*)Kết quả khảo sát đa hình giữa giống B10 và giống CNA bằng 770 chỉ
thị SSR thuộc 11 nhóm mồi khác nhau cho thấy, nhóm mồi BNL cho tỷ lệ đa
hình bố mẹ cao nhất đạt 26,7%. Các nhóm mồi DPL, JESPR và MUSS
không cho đa hình giữa 2 giống bố mẹ. Kết quả khảo sát đa hình ADN giữa
2 giống bông cỏ bố mẹ B10 và CNA bằng 770 chỉ thị SSR thu được 119 chỉ
thị cho đa hình. Đa số các chỉ thị cho kết quả phân tích là đồng trội với một
alen đặc hiệu, một sốít chỉ thị xuất hiện ở trạng thái đồng trội với nhiều alen

hoặc trạng thái trội. Bản đồ liên kết di truyền genome cây bông cỏ (G.
arboreumL.) đã được xây dựng với 99 chỉ thị SSR phân thành 14 nhóm liên
kết. Chiều dài genome được xác định là 1.294,5 cM với khoảng cách trung
bình giữa các chỉ thị là 13,08 cM và giá trị khoảng cách tối đa giữa hai chỉ
thị ngắn hơn 40 cM Kosambi [2].
7.2. Bảo quản nguồn gen hạt trong kho lạnh ngắn hạn
Hiện tại, quỹ gen bông đang được lưu giữ tại Viện tổng cộng có
2179 mẫu giống (bao gồm 2051 mẫu giống bông luồi, 59 bông cỏ, 67 bông
hải đảo và 2 mẫu giống bông dại); trong đó, 2134 mẫu giống hiện có tính
đến tháng 8 năm 2011 và 45 mẫu giống mới nhập sau đó.
Trong điều kiện kho lạnh ngắn hạn tại Viện, các mẫu giống được bảo
quản dưới dạng Ex-situ ngân hàng gen hạt ở nhiệt độ từ 15-170C và ẩm độ từ
60-70%.
Quy cách bảo quản ở dạng hạt thô, đựng trong một túi nylon tráng bạc,
dán kín.
Trước khi nhập kho lưu trữ, các mẫu giống được kiểm tra tỷ lệ nảy
mầm trong phòng. Mẫu đủ tiêu chuẩn lưu trữ phải có tỷ lệ nảy mầm tối thiểu

15


trên 85%. Sau đó, việc tra định kỳ được thực hiện; trong đó, định kỳ kế tiếp
sau lần đầu tối thiểu 6 tháng và tối đa không quá 18 tháng và các định kỳ sau
cách định kỳ trước 6 tháng.
Mỗi chu kỳ kiểm tra thực hiện đều đặn trong 5 – 7 năm; sau đó, các
mẫu có tỷ lệ này mầm dưới 75% được tiến hành cho nhân tái tạo hạt lại trên
đồng ruộng[1].
Việc bảo tồn và sử dụng bền vững nguồn gen được thực hiện trên cơ sở
mạng lưới quỹ gen thống nhất toàn quốc.
7.3. Ý nghĩa của việc xây dựng ngân hàng bộ gen cây bông

Với việc xây dựng ngân hàng bộ gen cây bông đã góp phần tạo nên sự
đa dạng sinh học. Ngân hàng gen lưu giữ, duy trì và tái sinh trở lại các mẫu
sống của giống cây trồng bản địa, giống địa phương, giống cải tiến, cây
hoang dại và họ hàng hoang dại. Nguồn gen trong các ngân hàng gen đảm
bảo củng cố vững chắc nguồn cung cấp lương thực, thực phẩm và nhu cầu
khác cho con người, sản xuất nông nghiệp, nghiên cứu hiện tại và trong
tương lai.

16


Phần 3. KẾT LUẬN
Thông tin thu thập từ ngân hàng bộ gen có thể kết hợp với các bộ sưu
tập tiểu bản cây bông, cũng như các giống cây trồng, các vườn thực vật… sẽ
tối ưu hóa được giá trị sử dụng của các ngân hang gen. Giá trị mang lại của
bảo tồn ngân hang bộ gen có thể so sánh được với các phương thức bảo tồn
khác nếu như chúng được mở rộng trên phạm vi toàn cầu. Các mẫu gen có
thể được thu thập thập dưới dạng các bộ phận của cây và khi có kế hoạch
chia sẻ thì chúng sẽ được tách chiết và trao đổi. Việc thiết lập ngân hàng bộ
gen cây bông trong hệ thống bảo tồn tài nguyên thực vật Việt Nam do trung
tâm Tài nguyên Thực vật quản lí là rất có ý nghĩa. Chúng đem lại giá trị sử
dụng to lớn của các tập đoàn đang lưu giữ trong ngân hàng gen đối với công
tác đánh giá và sử dụng đa dạng sinh học, chọn lọc giống và công nghệ sinh
học.

17


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] />[2] http://Cotton Marker Database: ; Cotton

Genomee Database: ; Các bản đồ liên kết genome cây
bông đã công bố: Reddy et al.(2001); Qureshi et al.(2004), Han et al.(2004,
2006), Park et al.(2005), Wang et al.(2006), Guo et al.(2007), Ma et al.
(2008)].
www.agbiotech.com.vn/vietnam/cay-bong.tag
/>
18


19