đánh giá nguồn gen phục vụ chọn tạo giống lúa năng suất cao, chất lượng tốt, kháng bệnh bạc lá

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
------------------

TRẦN MINH THU

ðÁNH GIÁ NGUỒN GEN PHỤC VỤ CHỌN TẠO
GIỐNG LÚA NĂNG SUẤT CAO, CHẤT LƯỢNG TỐT,
KHÁNG BỆNH BẠC LÁ

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Di truyền và Chọn giống cây trồng
Mã số: 60.62.05

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. PHAN HỮU TÔN

HÀ NỘI - 2009


LỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là
trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam ñoan mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã
ñược cảm ơn và thông tin trích dẫn ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả luận văn

Trần Minh Thu

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………i

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng
dẫn PGS.TS. Phan Hữu Tôn, người ñã tận tình chỉ bảo tôi trong suốt quá trình
thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Bộ môn Công nghệ sinh
học ứng dụng và các thầy cô giáo Bộ môn Di truyền chọn giống cây trồng,
khoa Nông học, trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tạo ñiều kiện thuận
lợi giúp ñỡ tôi hoàn thành luận văn.
Cuối cùng tôi xin ñược gửi lời cảm ơn ñến gia ñình và bạn bè ñã luôn
ủng hộ, khuyến khích tôi trong suốt quá trình học tập.
Hà nội, ngày

tháng

năm 2009

Tác giả luận văn

Trần Minh Thu

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………II


MỤC LỤC
Lời cam ñoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các chữ tắt và kí hiệu
Danh mục các bảng

Danh mục các hình

i
ii
iii
v
vi
vii

1. Mở ñầu
1.1 ðặt vấn ñề
1.2 Mục ñích và yêu cầu
12.1 Mục ñích
1.2.2 Yêu cầu

1
1
3
3
3

2.Tổng quan tài liệu
2.1 Chọn giống lúa chất lượng cao
2.1.1 Nghiên cứu về chất lượng gạo
2.1.2 Hướng chọn tạo và tình hình chọn tạo giống lúa chất lượng
cao ở nước ta
2.2 Chọn giống lúa kháng bệnh bạc lá
2.2.1 Nghiên cứu về bệnh bạc lá
2.2.2 nghiên cứu về khả năng kháng bệnh bạc lá
2.2.3 Các phương pháp chọn giống lúa kháng bệnh bạc lá

2.2.4 ứng dụng công nghệ sinh học trong nghiên cứu và chọn giống
kháng bệnh bạc lá

4
4
4

3.Nội dung và phương pháp nghiên cứu
3.1 Nội dung nghiên cứu
3.2 Vật liệu nghiên cứu
3.3 Các ñiều kiện phục vụ nghiên cứu
3.3.1 Thời gian và ñịa ñiểm nghiên cứu
3.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm ngoài ñồng ruộng
3.3.3 ðiều kiện thí nghiệm ngoài ñồng ruộng
3.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm ngoài ñồng ruộng
3.3.3 ðiều kiện thí nghiệm ngoài ñồng ruộng
3.4 Thí nghiệm ñánh giá chất lượng
3.4.1. ðánh giá mùi thơm và kiểm tra gen mùi thơm

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………III

13
18
18
19
21
23
26
26
26

26
26
27
27
27
27
27
27


3.4.2. ðánh giá hàm lượng amylose và kiểm tra gen quy ñịnh hàm
amylose thấp
3.4.3 ðánh giá một số chỉ tiêu chất lượng thương trường
3.4.4 ðánh giá chất lượng xay xát
3.4.5 ðánh giá chất lượng nấu nướng
3.5 ðánh giá khả năng kháng và kiểm tra khả năng mang gen kháng
3.5.1 Lây nhiễm nhân tạo
3.5.2 Kiểm tra gen kháng bệnh bạc lá bằng phương pháp PCR
3.6 ðánh giá một số ñặc ñiểm nông sinh học cơ bản
3.7 Xử lý số liệu nhằm chọn lọc mẫu giống

29
30
31
31
33
35
35

4. Kết quả và thảo luận

4.1 Kết quả ñánh giá chất lượng
4.1.1 Kết quả ñánh giá mùi thơm và khả năng mang gen mùi thơm
4.1.2 Kết quả ñánh giá hàm lượng amylose và kiểm tra gen quy
lượng amylose
4.1.3 Kết quả ñánh giá một số tính trạng chất lượng gạo
4.1.4 ðánh giá tương quan của các tính trạng chất lượng gạo
4.2 Kết quả ñánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá
4.2.1 Kết quả lây nhiễm nhân tạo
4.2.2 Kết quả PCR kiểm tra gen kháng bạc lá
4.2.3 So sánh kết quả PCR với kết quả lây nhiễm nhân tạo
4.3 Kết quả ñánh giá các tính trạng nông sinh học
4.3.1 Thời gian sinh trưởng
4.3.2 Chiều cao cây, chiều dài bông
4.3.3 Khả năng ñẻ nhánh, tỉ lệ nhánh hữu hiệu và góc ñộ ñẻ nhánh
4.3.4 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất
4.3.5 Các ñặc trưng hình thái khác
4.4 Kết quả chọn lọc nguồn vật liệu
4.4.1 Kết quả chọn lọc nguồn vật liệu chất lượng tốt
4.2.2 Kết quả chọn lọc nguồn vật liệu kháng bệnh bạc lá

36
36
37

5. Kết luận và ñề nghị
5.1 Kết luận
4.2 ðề nghị
Tài liệu tham khảo
Phụ lục

84
84
85
86
93

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………IV

39
45
54
55
55
59
61
64
64
67
68
72
76
80
80
82


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU
- BAC: Bacterial Artificial Chromosome - nhiễm sắc thể nhân tạo của vi
khuẩn.
- BAD2: Enzyme betaine aldehyde dehydrogenase 2.

- EAP: External antisense primer - mồi ngoại biên của cặp mồi phát hiện gen
fgr.
- ESP: External sense primer- mồi ngoại biên của cặp mồi phát hiện gen fgr.
- GBSS: Grainule bound starch synthase - enzyme tổng hợp amylose
- IFAP: Internal fragrant antisense primer - mồi nội biên của cặp mồi phát
hiện gen fgr.
- INSP: Internal non-fragrant sense primer- mồi nội biên của cặp mồi phát
hiện gen fgr.
- IRRI: International Rice Research Institute - Viện nghiên cứu lúa quốc tế
- KDML: Giống lúa Khao Dawk Mali
- NST: Nhiễm sắc thế.
- PCR: Polymerase chain reaction - phản ứng chuỗi trùng hợp, kĩ thuật chỉ thị
phân tử nhằm nhân một ñoạn DNA ñã biết trước trình tự.
- RFLP: Restriction fragment length polymorphism - sự ña hình về chiều dài
của những ñoạn cắt giới hạn.
- SNPs: Single nucleotide polymorphisms - hiện tượng ña hình ñơn
nucleotide.
- SS: Starch synthase - enzyme tổng hợp tinh bột
- SSRs: simple sequence repeats - kỹ thuật chỉ thị phân tử nhằm nhân hoặc lai
các ñoạn lặp DNA lặp ñi lặp lại trong genome.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………V


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số bảng
4.1

Tên bảng

Trang

So sánh kết quả ñánh giá mùi thơm bằng phương pháp sử dụng
KOH 1,7% và kết quả kiểm tra gen fgr bằng phương pháp PCR.

39

4.2

So sánh hàm lượng amylose với kiểu gen của các mẫu giống

44

4.3

Kết quả ñánh giá các tính trạng chất lượng gạo.

48

4.4

Tương quan giữa các tính trạng chất lượng.

54

4.5

Phản ứng của các dòng ñẳng gen với các chủng vi khuẩn

56

4.6

So sánh kết quả xác ñịnh gen kháng bằng PCR và kết quả lây

4.7
4.8

nhiễm nhân tạo của các mẫu giống

62

Thời gian sinh trưởng của các mẫu giống

66

Chiều cao cây tối ña, chiều dài bông và các tính trạng liên
quan ñến nhánh.

69

4.9

Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất.

73

4.10

Các ñặc ñiểm hình thái của lá

77

4.11a

Tiêu chuẩn chọn lọc của mẫu giống chất lượng tốt

81

4.11b

ðặc ñiểm của 5 mẫu giống chất lượng tốt ñược chọn

82

4.12a

Tiêu chuẩn chọn lọc của các mẫu giống kháng bạc lá

83

4.12b

ðặc ñiểm của 6 mẫu giống kháng bạc lá ñược chọn

83

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………VI

DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hình
2.1

Tên hình

Trang

Hoạt ñộng của bộ 4 mồi ñược mô tả trong nghiên cứu của
Bradburry và cộng sự (2005).

9

4.1

ðiện di sản phẩm PCR xác ñịnh mẫu giống mang gen fgr

38

4.2

ðiện di sản phẩm PCR –Wx, trước khi cắt bằng enzyme AccI

42

4.3

ðiện di sản phẩm PCR Wx ñã cắt bằng enzyme AccI

42

4.4

Thí nghiệm xác ñịnh hàm lượng amylose (các mẫu giống).

52

4.5

Thí nghiệm xác ñịnh hàm lượng amylose (các ñối chứng nồng ñộ)

52

4.6

Thí nghiệm xác ñịnh nhiệt ñộ hóa hồ (ñộ phá hủy kiềm)

53

4.7

Thí nghiệm xác ñịnh ñộ bền gel

53

4.8

Kết quả lây nhiễm nhân tạo trên ñối chứng IR24

57

4.9

Kết quả lây nhiễm nhân tạo trên ñối chứng IRBB4

57

4.10

Kết quả lây nhiễm nhân tạo trên ñối chứng IRBB5

58

4.11

58

4.12

Kết quả lây nhiễm nhân tạo trên ñối chứng IRBB7
ðiện di sản phẩm PCR gen xa5 sử dụng cặp mồi RG556

4.13

ðiện di sản phẩm PCR gen Xa7, sử dụng cặp mồi P3

60

4.14

ðiện di sản phẩm PCR gen Xa4, sử dụng cặp mồi MP2

61

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………7

60


Phần thứ nhất
MỞ ðẦU
1.1. ðặt vấn ñề
Lúa là cây lương thực quan trọng nhất ñối với người dân Châu Á nói
chung và người dân Việt Nam nói riêng. Cây lúa chiếm trên 80% tổng sản
lượng lương thực hàng năm, cung cấp 80% nhu cầu tinh bột và 40% nhu cầu
ñạm trung bình cho người dân Việt Nam. Vì vậy, sản xuất lúa ñã, ñang và vẫn
còn là một ngành quan trọng nhất trong lĩnh vực nông nghiệp và phát triển
nông thôn nước ta.
Hàng năm, năng suất lúa liên tục tăng nhưng vẫn không ñáp ứng ñủ nhu
cầu do dân số gia tăng nhanh. ðể ñảm bảo an ninh lương thực có hai con
ñường ñể tăng sản lượng lương thực: thứ nhất là tăng diện tích ñất canh tác
nông nghiệp và thứ hai là tăng năng suất cây trồng. Mặt khác, diện tích ñất
nông nghiệp ngày một thu hẹp, vì vậy hướng tăng sản lượng trong những năm
sắp tới chủ yếu sẽ là tăng năng suất bằng cách sử dụng giống có năng suất
cao.
Tuy nhiên, chỉ nâng cao năng suất là chưa ñủ, nhu cầu về giống lúa hiện
nay phải là những giống hội ñủ 3 yếu tố năng suất cao, chất lượng tốt và
kháng sâu bệnh hiệu quả. Trong ñó, nhu cầu về giống lúa có chất lượng tốt
ngày càng cao. Chính vì vậy, vấn ñề nâng cao chất lượng gạo rất ñược chú
trọng trong công tác chọn tạo giống. Nâng cao chất lượng gạo không chỉ

nhằm phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước mà còn nhằm xây dựng thương
hiệu gạo xuất khẩu Việt Nam cạnh tranh ñược trên thị trường quốc tế.
Mặt khác, nước ta có khí hậu nhiệt ñới là ñiều kiện thuận lợi cho nhiều
loại sâu bệnh hại phát triển. Trong ñó, bệnh bạc lá là một bệnh ñặc biệt nguy
hiểm ñối với lúa trồng do có khả năng gây giảm năng suất nghiêm trọng. Cho

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………1


ñến nay, biện pháp sử dụng giống kháng bệnh ñược coi là hướng có hiệu quả
về cả mặt kinh tế và 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 ñột ngột; khi sử dụng các giống kháng này có thể hạn chế ñược rủi ro
khi có dịch xảy ra.
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 ñích của người chọn tạo. Vì vậy,
thành công của công tác chọn tạo giống phụ thuộc nhiều vào số lượng và chất
lượng vật liệu khởi ñầu. Với mục tiêu tập hợp nguồn gen phong phú phục vụ
cho công tác chọn tạo giống, thời gian vừa qua, Bộ môn Công nghệ sinh học
ứng dụng ñã tiến hành thu thập bảo tồn ñược hơn 1200 mẫu giống lúa.
Trong quá trình khai thác sử dụng nguồn gen cho chương trình chọn tạo
giống lúa, ñánh giá nguồn gen là rất quan trọng. Việc ñánh giá không những
giúp người chọn giống hiểu rõ nguồn gen mà còn có thể phát hiện ñược
những biến dị nhiều khi rất nhỏ, khó phát hiện. Chính những biến dị này
thông qua bồi dưỡng và chọn lọc liên tục có thể trở thành những giống mới.
Vì vậy, ñánh giá khách quan, chính xác và chi tiết các ñặc ñiểm của nguồn
gen là việc làm rất cần thiết, từ ñó nhà chọn giống có hướng ñể chọn tạo
giống mới thành công sau này.

Chính vì vậy chúng tôi tiến hành ñề tài:
“ðánh giá nguồn gen phục vụ chọn tạo giống lúa năng suất cao, chất
lượng tốt, kháng bệnh bạc lá”

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………2


1.2. Mục ñích và yêu cầu
1.2.1. Mục ñích
- Cung cấp thông tin về các ñặc ñiểm chất lượng, khả năng kháng bệnh
bạc lá và tiềm năng năng suất của các mẫu giống nhằm xây dựng cơ sở dữ
liệu về nguồn gen phục vụ công tác chọn tạo giống mới.
- Tuyển chọn một số mẫu giống có phẩm chất tốt, khả năng kháng bạc lá
và năng suất cao.
1.2.2. Yêu cầu
- ðánh giá các chỉ tiêu chất lượng.
- ðánh giá khả năng kháng và khả năng mang gen kháng bệnh bạc lá.
- ðánh giá các ñặc ñiểm nông sinh học quan trọng và năng suất.
- Tuyển chọn một số mẫu giống phẩm chất tốt, khả năng kháng bạc lá và
có tiềm năng năng suất cao.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………3


Phần thứ hai
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Chọn giống lúa chất lượng cao
2.1.1 Nghiên cứu về chất lượng gạo
Hiện nay, yêu cầu về chất lượng gạo của thị trường ngày càng tăng cùng
với sự phát triển của kinh tế. Chọn giống lúa chất lượng cao ñã trở thành mục

tiêu quan trọng hàng ñầu của các nhà chọn giống. Chất lượng gạo là tập hợp
của nhiều tính trạng phức tạp như hàm lượng amylose (amylose content-AC),
nhiệt ñộ hóa hồ (gelatinization temperature-GT), ñộ bền gel (gel consistencyGC), hàm lượng protein (protein content-PC), chiều dài hạt (L), chiều rộng
hạt gạo (B), tỷ lệ dài /rộng ( L/B)... Ngoài ra, chất lượng gạo ngon còn liên
quan ñến ñộ dẻo, ñộ bóng và mùi vị của cơm…Hiểu biết ñầy ñủ về các tính
trạng chất lượng là vô cùng quan trọng ñể xây dựng một chiến lược ñúng ñắn
trong chọn giống nâng cao chất lượng gạo.
2.1.1.1 Mùi thơm
a. Bản chất hóa học của mùi thơm
Mùi thơm của lúa là kết quả tạo thành bởi một loạt các hợp chất hóa học
khác nhau(Widjaja và cộng sự, 1996). Năm 1977 Bullard và Holguin ñã sử
dụng phương pháp sắc ký khí ñể xác ñịnh thành phần hóa học tạo nên mùi
thơm. Họ thu ñược 70 chất và xác ñịnh chính xác ñược 30 chất trong số ñó,
nhưng theo quan ñiểm của họ thì không có một thành phần rõ ràng nào quy
ñịnh tính thơm của gạo [20].
Năm 1983, Buttery và cộng sự ñã chỉ ra rằng 2-acetyl-1- pyrroline (2AP), một chất dễ bay hơi, chính là thành phần chính tạo nên mùi thơm của
lúa. 2-AP xuất hiện trên tất cả các bộ phận của cây (thân, lá và hạt) ngoại trừ
phần rễ (Buttery và cộng sự, 1983; Lorieux và cộng sự, 1996; Yoshihashi và

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………4


cộng sự, 2002). 2-AP không hình thành trong quá trình thu hoạch và nấu chín
mà hình thành trong quá trình sinh trưởng của cây. Chính vì vậy mà mùi thơm
của lúa có thể ñược xác ñịnh trên cả hạt và mô lá (Yoshiyashi và cộng sự,
2002)[35]. Kỹ thuật thu hoạch và bảo quản cũng ảnh hưởng ñến lượng 2acetyl-pyroline, từ ñó ảnh hưởng ñến mùi thơm của gạo (Goodwin và cộng
sự,1994).
b. Di truyền của tính trạng mùi thơm
Cho ñến nay, rất nhiều quan ñiểm khác nhau về di truyền tính trạng mùi
thơm ñã ñược ñưa ra, như là: Jodon (1944) cho rằng tính trạng mùi thơm do 1

gen trội quy ñịnh, nhưng trước ñó Kandam và Paatanka (1938) lại cho rằng
tính trạng này do 2 gen quy ñịnh. Năm 1975, Nagaraju ñưa ra quan ñiểm là có
3 gen tham gia quy ñịnh tính trạng mùi thơm. Dhulappanavar (1976) kết luận
rằng tính trạng mùi thơm do 4 gen quy ñịnh, trong ñó có 1 gen liên kết với
gen quy ñịnh màu ñỏ của mỏ hạt. Tripathi và Rao (1979) kết luận mùi thơm
do 2 gen trội quy ñịnh, SK1 và SK2, ngoài ra chúng còn liên kết với các gen
khác quy ñịnh màu tai lá, màu bẹ lá,...Nagaraju và cộng sự (1975) phát hiện ra
mùi thơm chịu sự ñiều khiển ñồng thời của 3 gen và họ ñưa ra gợi ý rằng
nghiên cứu trên lá chính là phương pháp hữu hiệu và ñơn giản nhất ñể nghiên
cứu mùi thơm.
Tuy nhiên, phần lớn các nghiên cứu ñều kết luận rằng tính trạng mùi
thơm của lúa do 1 gen quy ñịnh (Sood và Siddiq,1980; Shekhar và Reddy,
1981; Berner và Hoff, 1986; Bollich và cộng sự, 1992; Ali và cộng sự, 1993;
và cộng sự, 1996; Li và Gu, 1997; Sadhukhan và cộng sự, 1997). Berner và
Hoff (1986) kết luận rằng 1 gen trội quy ñịnh tính trạng mùi thơm của lúa và
gợi ý phương pháp xác ñịnh mùi thơm của hạt bằng cách nếm thử một nửa hạt
gạo ñồng thời giữ lại một nửa hạt có chứa phôi. Li và Gu (1997) nghiên cứu
về di truyền và vị trí của gen quy ñịnh mùi thơm trên giống lúa Shenxiangjing
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………5


và phát hiện ra mùi thơm ñược ñiều khiển bởi 1 gen lặn. Ngoài ra, từ kết quả
lai thuận nghịch giữa các giống lúa thơm, họ cũng ñi ñến kết luận rằng gen
quy ñịnh mùi thơm di truyền ña allen. Tiến hành lai chéo WX (một giống lúa
thơm) với các dòng tam bội có nguồn gốc từ IR36 và WJ (cũng là một giống
lúa thơm), Li và Gu kết luận gen quy ñịnh mùi thơm nằm trên nhiễm sắc thể
số 8. Trước ñó, sử dụng kỹ thuật RFLP, Ahn và cộng sự (1992) cũng ñã ñịnh
vị ñược gen này trên nhiễm sắc thể số 8 [41].
Năm 1996, Kato và Itani tiến hành nghiên cứu về sự liên quan di truyền
của mùi thơm và các tính trạng nông sinh học khác bằng cách nghiên cứu trên

các tổ hợp của thế hệ F8 bằng phương pháp chọn lọc một hạt của tổ hợp lai
giữa BGT x Koshihiraki. Sau khi so sánh sự khác biệt của các cặp tính trạng
giữa nhóm có mùi thơm và nhóm không có mùi thơm, họ ñưa ra kết luận gen
quy ñịnh mùi thơm di truyền hoàn toàn ñộc lập.
Năm 1998, Khush và Dela Cruz ñã nhấn mạnh trong các nghiên cứu
của họ là tính trạng mùi thơm của lúa là một tính trạng số lượng với một dẫy
biến dị rộng.
Năm 2005, L. Bradbury và cộng sự ñã công bố một nghiên cứu về vị trí,
cấu trúc và cơ chế của gen fgr quy ñịnh tính trạng mùi thơm của lúa. Trong
nghiên cứu này, Bradburry và cộng sự ñã phát hiện 8 ñột biến mất ñoạn và 3
SNPs trên exon của gene mã hóa tổng hợp betaine aldehyde dehydrogenase 2
(BAD2) chính là nguyên nhân hình thành tính thơm trên các giống luá thơm
Basmati [31]. Các giống lúa không thơm sẽ có bản gen mã hóa BAD2 ñầy ñủ,
trong khi các giống lúa thơm sẽ có bản gen mã hóa BAD2 chứa ñột biến mất
ñoạn và các SNPs. Hậu quả của sự thay ñổi cấu trúc này sinh ra một mã dừng
làm mất tác dụng của enzyme BAD2. Ngoài ra, các tác giả ñã sử dụng các
Bacterial Artificial Chromosome (nhiễm sắc thể nhân tạo của vi khuẩn) ñể

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………6


kiểm tra vị trí của gen fgr và ñã phát hiện ñược vị trí chính xác của gen này
trên NST 8.
Kết quả của nghiên cứu này ñã ñược công nhận rộng rãi và ñược sử
dụng trong rất nhiều nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật phân tử trong chọn tạo các
giống lúa thơm.
c. Ứng dụng công nghệ sinh học trong nghiên cứu mùi thơm của gạo
ðến nay, nhiều chỉ thị phân tử như SNPs (single nucleotide
polymorphisms) hay SSRs (simple sequence repeats) có liên kết với tính thơm
ñã ñược áp dụng trong chọn lọc giống lúa thơm [19].

Năm 1992, Ahn và cộng sự ñưa ra một chỉ thị phân tử kí hiệu là RG28
nằm trên nhiễm sắc thể số 8 có liên kết gần với gen thơm (fgr). Họ cũng gợi ý
rằng chỉ thị phân tử này có thể áp dụng ñể dự ñoán sớm sự có mặt của mùi
thơm trên một giống lúa, ñồng thời có thể phân biệt ñược tình trạng ñồng hợp
hay dị hợp thể của gen thơm và chỉ thị này rất hữu dụng trong việc phát hiện
nhanh tính trạng thơm trong các dòng lai [14]. Sau ñó, ñã có rất nhiều nghiên
cứu khác nhau với mục ñích nghiên cứu sâu hơn về hoặc ứng dụng chỉ thị này
trong công tác chọn tạo giống lúa thơm. Nghiên cứu của Li và cộng sự (1996)
với kết luận tính trạng mùi thơm do 1 gen lặn nằm trên NST số 8 ñã củng cố
thêm quan ñiểm RG28 là một chỉ thị ñặc hiệu cho gen thơm. Pandey và cộng
sự (1994, 1995) nghiên cứu về liên kết giữa RG28 và thơm bằng cách nghiên
cứu tổ hợp lai chéo giữa Pusa 751 (có mùi thơm) X IR72 (không thơm) ñã
ñưa ra kết luận RG28 có khoảng cách là 10cM với gen thơm thay vì 4,5cM
như kết luận của Ahn [37][38].
Các cặp mồi thiết kế từ RG28 ñã ñược ứng dụng rộng rãi trong việc phát
hiện nhanh lúa thơm (Lang và Buu, 2002; Cordeido và cộng sự, 2002; Jin và
cộng sự, 2003) [30][24]. Tuy nhiên nhược ñiểm lớn nhất của các mồi này là

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………7


chúng chỉ liên kết với gen thơm ở một mức ñộ nào ñó nên không thể chính
xác ñến 100% (Garland và cộng sự, 2000; Hien và cộng sự, 2005).[31]
Năm 2005, nghiên cứu của L. Bradbury và cộng sự về cấu trúc và cơ chế
hình thành của gen thơm chính là cơ sở ñể thiết kế một loại mồi thật sự hoàn
hảo cho việc xác ñịnh mùi thơm trên lúa. Dựa trên cấu trúc phân tử của gen
quy ñịnh tính trạng mùi thơm, một bộ mồi ñã ñược thiết kế, gồm 2 cặp mồi
cùng nhân lên trên 1 vùng của DNA mục tiêu, trong ñó 1 cặp mồi này lại
nhân 1 ñoạn nằm trong ñoạn nhân của cặp mồi kia.
Bộ 4 mồi này gồm có: 1 cặp mồi nhân không ñặc hiệu nhân lên ñoạn

nằm ngoài khu vực xuất hiện ñột biến trong cả trường hợp thơm và không
thơm và 1 cặp mồi còn lại phân biệt 2 allen của gen thơm.
Hai mồi ngoại biên ñóng vai trò như một nhân tố kiểm soát dương tính,
nhân lên một ñoạn khoảng 580bp nằm trên cả kiểu gen thơm (577bp) và kiểu
gen không thơm (585bp). Từng chiếc riêng lẻ của cặp mồi nội biên (kí hiệu
ESP và EAP) bắt cặp với các mồi ngoại biên (kí hiệu IFAP và INSP) ñể tạo ra
các sản phẩm ñặc trưng cho kiểu gen.
Với mồi này, phản ứng PCR sẽ tạo ñược 4 ñoạn nhân như sau: 1 ñoạn
580bp sẽ xuất hiện ở cả hai trường hợp thơm và không thơm, 1 ñoạn 355bp
xuất hiện ở trường hợp ñồng hợp thể trội Fgr/Fgr (không thơm), một ñoạn
257bp xuất hiện ở trường hợp ñồng hợp thể lặn fgr/fgr (thơm) và ñối với
trường hợp dị hợp thể Fgr/fgr (không thơm) sẽ xuất hiện ñồng thời cả 2 ñoạn
355bp và 257bp.
Bộ 4 mồi này có tính chính xác tới 100% do chúng ñược thiết kế từ trình
tự của chính gen mã hóa tổng hợp BAD2 [42][52].
Hoạt ñộng của bộ 4 mồi ñược minh họa ở hình dưới:

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………8


Hình 2.1 Hoạt ñộng của bộ 4 mồi ñược mô tả trong nghiên cứu của
Bradburry và cộng sự (2005).
2.1.1.2 Hàm lượng amylose
Hàm lượng amylose ñược ñánh giá là một trong những ñặc tính quan
trọng nhất ảnh hưởng ñến phẩm chất nấu nướng của gạo. Hàm lượng amylose
quyết ñịnh ñến ñộ mềm, ñộ bóng của cơm và mức nước cần ñể nấu. Gạo có
hàm lượng amylose thấp sẽ mềm, dẻo, không nở nhiều và không bị cứng khi
ñể nguội vì vậy gạo có hàm lượng amylose thấp rất ñược ưa chuộng trên thị
trường.
Amylose và Amylopectin là hai thành phần chính của tinh bột trong nội

nhũ (Sodhi và Singh, 2003)[46]. Amylose và amylopectin ñều có cấu tạo là
những chuỗi polymer glucose, nhưng amylose có kích thước phân tử nhỏ hơn,
cấu trúc ít phức tạp hơn so với amylopectin. Cấu trúc phân tử của amylose
gồm một chuỗi dài và một số nhánh liên kết nhất ñịnh. Các amylose trong
tinh bột bao gồm cả loại có mạch thẳng và mạch nhánh (Takeda và cộng sự,
1987). Trong hạt gạo, hai phần ba thành phần amylose là dạng mạch thẳng
(Takeda và cộng sự, 1993).
Cả amylose và amylopectin ñều ñược tổng hợp bởi 1 enzyme gọi là
enzyme tổng hợp tinh bột (starch synthase), enzyme này gắn các phân tử
gluco từ ADPglucose vào phần ñuôi của chuỗi glucan. Starch synthase có thể
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………9


ñược chia thành 4 loại dựa trên cấu trúc của chuỗi amino acid (SSI, SSII,
SSIII và SSI grainule-bound (GBSSI). Các nghiên cứu cho thấy cả 4 loại
enzyme ñều có mặt ở bộ phận dự trữ và ñóng các vai trò riêng biệt trong quá
trình tổng hợp amylose và amylopectin. Tuy nhiên, chỉ duy nhất GBSSI có
vai trò tổng hợp amylose (Kossmann và Lloyd, 2000; Smith và cộng sự,
1999) [26].
Mặt khác, enzyme GBSS ñược mã hóa bởi 1 gen kí hiệu là Wx nằm trên
NST số 6 (Okagaki và Wesssler, 1988). Các nghiên cứu của Cai và cộng sự
ñã chỉ ra rằng hàm lượng amylose cũng như hàm lượng của GBSS có liên
quan tới hiện tượng cắt rời của intron 1 của Wx và một SNP-ñột biến từ G
thành T của nucleotide của bộ 3 ñầu tiên của intron 1 gen Wx (Wang và cộng
sự, 1990; Cai và cộng sự, 1998).
Theo ñó, các giống lúa có kiểu gen Wx-G/Wx-G có chứa base G tại
intron 1 của gen Wx sẽ tạo thành mARN-Wx hoàn chỉnh vì vậy sẽ sinh ra
lượng GBSS lớn và có hàm lượng amylose cao. Ngược lại, các giống lúa có
kiểu gen Wx-T/Wx-T với base T thay thế G thì chỉ có một lượng nhỏ mARNWx ñược tạo thành, vì vậy chúng có hàm lượng amylose trung bình và thấp
(Cai và cộng sự, 1998) [17].

Dựa trên kết quả nghiên cứu về cấu trúc của Wx, Cai và cộng sự ñã thiết
kế ra một cặp mồi kí hiệu là Wx-AccI phân biệt ñược base ñầu tiên của intron
1 là G hay T (Cai và cộng sự,2002) [16],[39].
2.1.1.3 Nhiệt ñộ hóa hồ và ñộ phá hủy kiềm
Nhiệt ñộ hóa hồ (rice starch geltinization temperature) là một thành phần
quan trọng của chất lượng gạo do nó có liên quan chặt chẽ ñến thời gian nấu
chín và chất lượng của cơm [32].
Những nghiên cứu về bản chất phân tử của gen ñã xác ñịnh rằng gen
chính quy ñịnh ñộ bền gel và ñộ phá hủy kiềm ñều nằm gần locus Wx trên

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………10


NST6 (Umemotoet và cộng sự, 2002; Gao và cộng sự, 2003). Gen quy ñịnh
ñộ phá hủy kiềm ñược chứng minh là mã hóa enzyme phân hủy tinh bột SSIIa
(starch-soluble synthaseisoform), và một sự khác biệt về 1 cặp base chính là
nguyên nhân của sự khác biệt về ñộ phá hủy kiềm của 2 nhóm Japonica và
Indica (Gao và cộng sự, 2003; Nakamura và cộng sự, 2005). Cho ñến nay,
người ta vẫn chưa xác ñịnh ñược có bao nhiêu alen của gen này tồn tại trên
các giống lúa trồng. Umemoto et al ñã phân biệt ñược 4 alen của gen mã hóa
SSIIa, tuy nhiên các alen này lại không có nhiệt ñộ hóa hồ ñặc trưng.
Trong nghiên cứu về bản chất phân tử của gen quy ñịnh nhiệt ñộ hóa hồ,
Umemoto và cộng sự phát hiện ra sự khác biệt về cấu trúc phân tử của các
giống lúa có nhiệt hóa hồ khác nhau, theo ñó trên exon 8 có 3 ñột biến gồm có
base A thành G (dẫn ñến acid amin methionin-ATG thành valine-GTG), GC
thành TT (dẫn ñến leucine-CTC thành phenylalanine-TTC) và một SNPs
(A/G). Khảo sát trên các mẫu giống lúa trồng, Umenmoto và cộng sự phát
hiện có 4 dạng alen tồn tại là G/G/GC, A/G/GC, A/A/GC và A/G/TT. Tiếp
tục so sánh về nhiệt hóa hồ giữa các dạng, họ ñưa ra kết luận dạng G/GC có
nhiệt hóa hồ cao, 2 dạng A/GC và G/TT có nhiệt hóa hồ thấp [51]. Từ kết quả

nghiên cứu này một số chỉ thị phân tử ñã ñược thiết kế và ứng dụng trong các
chương trình chọn tạo giống chất lượng cao [41].
2.1.1.4 ðộ bạc của hạt
ðộ bạc hay ñộ trong của hạt gạo là một yếu tố chất lượng rất quan trọng.
Gạo hạt trong thường ñược người tiêu dùng ưa chuộng hơn hẳn gạo có vết
ñục. Hiện tượng xuất hiện vết bạc là do cấu trúc của tinh bột, ở gạo tẻ là do
hạt tinh bột không liên kết chặt với protein, còn ở gạo nếp là do cấu trúc tinh
bột không ñồng nhất do không có thành phần amylose. Ngoài ra, ñộ bạc bụng
của gạo còn ảnh hưởng ñến chất lượng xay xát, tỉ lệ gẫy vỡ của gạo khi xay
xát.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………11


ðộ bạc của hạt gạo là tính trạng chịu ảnh hưởng của cả gen và yếu tố
môi trường (Lê Doãn Diên, 1995) [5]. Theo kết quả nghiên cứu của Vũ Quốc
Trung và Bùi Huy Thanh, lượng nước quá nhiều hoặc bị hạn ở thời ñiểm chín,
quá trình phơi sấy gặp nhiệt ñộ cao sẽ làm gia tăng ñộ bạc bụng [11].
Theo Khush (1986), ñộ trong của hạt gạo có liên quan ñến hàm lượng
amylose, các giống lúa có hàm lượng amylose nhỏ hơn 2% nội nhũ ñục hoàn
toàn, còn các giống lúa có hàm lượng amylose từ 2-32% nội nhũ sẽ có nhiều
dạng từ trong ñến ñục hoàn toàn.
Năm 1981, Omura và Saito sử dụng phương pháp gây ñột biến bằng Nmethyl N-ntrosourea (MNU) ñể nghiên cứu về di truyền của ñộ bạc bụng. Sau
khi xử lý ñột biến, kết quả họ thu ñược nhiều mức ñộ bạc khác nhau, từ ñó rút
ra kết luận rằng ñộ bạccủa gạo là do gen quy ñịnh chứ không ñơn thuần là do
ñiều kiện môi trường.
Năm 1981, Kamijima và cộng sự nghiên cứu sự truyền của bạc bụng
bằng cách lai phân tích và ñưa ra kết luận ñộ bạc bụng do gen quy ñịnh và có
liên kết chặt chẽ với kích thước hạt.
Năm 1983, Takeda và Saito tiếp tục sử dụng phương pháp lai phân tích

ñể nghiên cứu di truyền của tính trạng này. Cuối cùng, họ ñưa ra kết luận ñộ
bạc bụng do nhiều gen quy ñịnh, trong ñó có một gen chủ ñạo kí hiệu là Lk-f,
gen này ñồng thời cũng là gen ñiều khiển kích thước hạt.
2.1.1.5 Chiều dài, chiều rộng và tỉ lệ dài/rộng của hạt
Chiều dài, chiều rộng và tỉ lệ dài/rộng của hạt gạo là những ñặc tính
quan trọng nhất là ñối với các giống lúa chất lượng. Gạo ñược phân loại theo
mục ñích thương mại thành dạng hạt ngắn, hạt vừa, hạt dài và hạt thon. Tuy
nhiên, trên thị trường dạng gạo thon dài là ñược ưa chuộng nhất.
Phần lớn các nghiên cứu ñều kết luận rằng chiều dài chiều rộng của hạt
chịu tác ñộng tổng hợp của nhiều gen. Năm 1986, Hsieh và Wang kết luận
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………12


chiều dài của hạt di truyền ña gen, ñược ñiều khiển bởi gen ña allen kí hiệu là
Gl và mức ñộ trội của các alen theo thứ tự Gl1>Gl2>gl, dạng hạt tròn trội so
với dạng hạt dài và hình dạng hạt cũng do gen 3 allen Gs quy ñịnh. Rao và
Sang (1989) ñưa ra kết luận chiều dài và chiều rộng của hạt gạo di truyền
hoàn toàn ñộc lập, chịu sự ñiều khiển của các gen khác nhau [41].
Năm 1984, Takeda nghiên cứu di truyền kích thước hạt trên giống lúa
Fusayoshi của Nhật Bản và cho rằng tính trạng này do ña gen quy ñịnh và có
một gen trội không hoàn toàn kí hiệu là Lk-f là gen chính.
Sau ñó, trong nghiên cứu bằng phương pháp phân tích quần thể phân li
vào năm 1994, Takeda và Saito ñã phát hiện ra chiều dài hạt ñược ñiều khiển
bởi một gen lặn kí hiệu lk-I [8].
2.1.2 Hướng chọn tạo và tình hình chọn tạo giống lúa chất lượng cao ở
nước ta
2.1.2.1 Hướng chọn tạo giống lúa có chất lượng cao
Từ ñầu thập kỉ 60 của thế kỷ trước, cùng với sự xuất hiện của gen lùn,
năng suất của các giống lúa không ngừng ñược nâng cao. Trong suốt cuộc
cách mạng xanh, năng suất trở thành mục tiêu chính yếu vì vậy có rất nhiều

giống lúa thơm, chất lượng cao nhưng năng suất thấp bị biến mất. Một số
giống còn tồn tại thì chỉ ñược người dân trồng với diện tích rất nhỏ.
Ban ñầu, công tác chọn tạo lúa chất lượng cao chủ yếu là cải tiến giống.
Các giống lúa ñịa phương ñược sử dụng làm nguồn vật liệu cho cải tạo giống,
tuy nhiên nỗ lực ñưa gen lùn vào các giống lúa thơm chỉ thu ñược những
thành công rất hạn chế, nguyên nhân là do sự không tương hợp dẫn ñến bất
dục và từ ñó hạn chế sự tái tổ hợp.
Trong việc cải tiến các giống lúa thơm và chất lượng có ba cản trở lớn
ñó là: 1/ Quá nhiều mục tiêu chọn tạo, 2/ Thiếu cơ sở ñể ñánh giá chất lượng
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………13


gạo và 3/ Không có tiêu chuẩn chọn lọc rõ ràng (Khush và Juliano, 1991).
Một vài giống mới có năng suất khá cao, chất lượng tốt ñã ñược chọn tạo
thành công, tuy nhiên những giống lúa này vẫn không bằng những giống lúa
thơm truyền thống như Basmati 370 về mặt chất lượng và hương vị của cơm
[28].
ðến nay, có 3 phương pháp ñể chọn tạo lúa thuần chất lượng cao ñó là:
1/Phục tráng các giống lúa cũ, 2/Chọn giống bằng phương pháp lai và 3/Chọn
giống ñột biến.[40]
Các nhà chọn giống ñã sử dụng ngay các giống lúa ñịa phương chất
lượng cao ñược người nông dân trồng rải rác ở nhiều vùng với nhiều tên gọi
khác nhau ñể phục tráng và ñưa vào sản xuất. Hai trong những ví dụ nổi tiếng
nhất của giống lúa thơm ñược chọn lọc theo phương pháp này là giống
Basmati 370 ñược Late Sardar Mohammad Khan (Pakistan) chọn vào năm
1933 và giống Khao Dawk Mali của Thái Lan ñược chọn bởi những người
nông dân bản ñịa vào năm 1950.
Hướng chọn giống lúa bằng phương pháp lai ñược tiến hành ñầu từ
những năm 1960. Các nhà chọn giống ở nhiều nước ñã sử dụng dạng bán lùn
làm nền ñể chọn tạo ra các giống lúa vừa có chất lượng tốt ñồng thời vừa cho

năng suất cao. Phương pháp pedigree, lai backcross và lai nhiều bậc là những
phương pháp ñược áp dụng phổ biến nhất. Giống lúa Pusa Basmati-1 là giống
lúa ñược chọn tạo theo hướng này. Pusa Basmati-1 ñược thừa hưởng chất
lượng gạo tốt và mùi hương từ giống Basmati 370 và giống lúa ñịa phương
Karnal (Ấn ðộ); ñồng thời có ñược năng suất cao và khả năng kháng bệnh tốt
từ TKM6, IR8, Ratna và IR72 [44].
Hướng chọn giống bằng phương pháp gây ñột biến cũng ñược ứng dụng
chủ yếu nhằm thay ñổi một vài tính trạng nhất ñịnh như là tạo dạng bán lùn

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………14


hay tạo khả năng kháng bệnh cho các giống lúa chất lượng tốt. Giống lúa
RD15 của Thái Lan là một trong những giống lúa ñược chọn tạo theo hướng
này. RD 15 là một dạng ñột biến của KDML 105, có chất lượng tương ñương
KDML nhưng có thời gian chín sinh trưởng ngắn hơn từ 7-10 ngày.
Ngoài ra, còn có 2 hướng mới trong chọn tạo giống lúa chất lượng cao là
chọn giống lúa lai và chọn tạo ứng dụng công nghệ sinh học.
Trung Quốc là nước trồng nhiều lúa lai nhất vì vậy cũng là nước ñầu tiên
phát triển công nghệ chọn tạo lúa lai có mùi thơm và chất lượng cao. Giống
lúa Xiangyou63 ra ñời vào năm 1995 ñược tạo bởi dòng bất dục ñực
Xiangxiang 2A có mùi thơm và dòng mẹ Minghui là giống lúa lai chất lượng
cao ñầu tiên (Kunlu, Zhou and Fuming Liao, 1995) [29]. Tuy nhiên trở ngại
lớn nhất ñối với hướng chọn tạo lúa lai chất lượng cao là người trồng lúa buộc
phải sử dụng hạt F1 do hạt F2 thu từ thế F1 làm giống xuất hiện sự phân li về
những tính trạng chất lượng, vì thế giá thành giống thường khá cao [39].
Công nghệ sinh học cũng mở ra ñi mới cho chọn tạo giống chất lượng.
Hiện nay, bộ gen lúa ñã ñược giả mã và cùng với ñó là rất nhiều chỉ thị phân
tử ñược xác ñịnh và sử dụng trong chọn tạo giống lúa chất lượng.
2.1.2.2 Tình hình chọn tạo giống lúa chất lượng cao ở nước ta

Nước ta nằm trong trung tâm phát sinh cây lúa, cho nên có nhiều giống
lúa thơm truyền thống có chất lượng cao. Các giống lúa thơm truyền thống
của nước ta ñược bảo tồn ngay trên ñồng ruộng như là giống Tám Thơm ở
miền Bắc hay giống Nàng Thơm ở miền Nam.
Các giống lúa chất lượng cao truyền thống ñã và ñang ñược trồng rộng
rãi ở nước ta có thể kể ñến là: Tám Xoan, Tám Ôn ở Tiền Hải (Thái Bình),
Hải Hậu (Nam ðịnh), Phú Xuyên (Hà Nội); Tám Canh ở Hải Hậu; Di Hương
ở An Lão (Hải Phòng), Lâm Thao (Phú Thọ); Nếp Hoa Vàng ở Vĩnh Phúc;

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………15


Nếp Rồng ở Hải Dương; Nếp Bạc ở Hưng Yên; Nàng Thơm Chợ ðào ở Cần
ðược (Long An). Trong ñó, Nàng Thơm Chợ ðào và Tám Xoan là hai giống
ñược trồng rộng rãi nhất.
Ngày nay, các giống lúa thơm truyền thống chỉ ñược trồng rất hạn chế ở
một số vùng nhất ñịnh. Mùi thơm của các giống lúa này thường rất ñặc trưng
cho vùng canh tác ví dụ như giống lúa Nàng Thơm Chợ ðào chỉ có mùi thơm
khi ñược trồng ở vùng Cần ðược, Long An; trong khi giống Tám Xoan chỉ có
mùi thơm khi trồng ở một số vùng thuộc ñồng bằng Bắc bộ, tuy nhiên phần
lớn các giống lúa nếp như Nếp Cái Hoa Vàng luôn thể hiện mùi thơm dù
ñược trồng ở bất cứ vùng nào. Theo các khảo sát ñã ñược tiến hành thì các
giống lúa truyền thống thường không có mùi thơm khi trồng trong ñiều kiện
ñất chua mặn [15].
Ngoài ra, ñã có nhiều giống lúa chất lượng cao ñược nhập nội vào nước
ta. Vào những năm 1980, 2 giống lúa Khao Dawk Mali 105 và Basmati 307
ñã ñược nhập nội và trồng thử nghiệm tại ñồng bằng sông Cửu Long. Song,
trên thực tế giống Basmati không phù hợp với ñiều kiện trồng, không có mùi
thơm và chỉ cho năng suất rất hạn chế. Sau ñó, Basmati ñược sử dụng làm bố
mẹ trong chương trình lai tạo của Viện lúa ðồng bằng sông Cửu Long. Kết

quả lai thử cho thấy 2 tổ hợp lai IR64/Basmati 370 và OM576/Basmati hứa
hẹn cho năng suất cao, chất lượng tốt nhưng không có mùi thơm. Hai tổ hợp
này hiện nay vẫn tiếp tục ñược phát triển tiếp tại Viện lúa ñồng bằng sông
Cửu Long. Ngược lại, kết quả kiểm nghiệm Khao Dawk Mali 105 lại rất tốt,
giống này hiện ñang ñược trồng rộng rãi ở ñồng bằng sông Cửu Long với diện
tích khoảng 3000 ha [15].
Trong công tác chọn tạo giống lúa chất lượng cao, lúa thơm ñã có một
số thành tựu nhất ñịnh. Năm 1995, Thịnh và cộng sự ñã phục tráng thành

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………16


công giống lúa Nàng Hương ở miền Bắc bằng phương pháp chọn dòng thuần,
từ ñó tạo ra một số dòng có cải tiến với những ñặc ñiểm như năng suất cao
hơn từ 23-25%, thời gian sinh trưởng ngắn, chất lượng tôt và chịu ñược ñất
chua mặn [47].
Công nghệ sinh học mà chủ yếu là các phương pháp chỉ thị phân tử ñã
ñược ứng dụng trong chọn tạo và nghiên cứu lúa chất lượng cao ở nước ta.
Năm 2003, Viện lúa ñồng bằng sông Cửu Long ñã sử dụng chỉ thị SSR
kí hiệu RM234 nằm trên NST số 7 ñể tìm ra sự ña hình, phân biệt cá thể có
hàm lượng protein thấp và cá thể có hàm lượng protein cao trong khi ñánh giá
các cá thể F2 của cặp lai IR64/ Khao Dawk Mali.
Viện lúa ñồng bằng sông Cửu Long cũng sử dụng chỉ thị phân tử Wx-FR trên NST số 6 có liên kết với hàm lượng amylose ñể ñánh giá chọn lọc các
tổ hợp lai IR64/Hoa lài, IR64/ Khao Dawk Mali 105, kết quả phát triển giống
lúa OM4495 chất lượng tốt, thích nghi với vùng ñất xám bạc màu.
Năm 2007, Lang và cộng sự 2007 ñã sử dụng cặp mồi RG28 ñược thiết
kế từ RFLP sử dụng ñể ñánh giá mùi thơm, phân biệt sớm ñồng hợp tử, dị
hợp tử ở thế hệ ban ñầu rút ngắn thời gian chọn tạo giống, ước ñoán mức ñộ
chính xác trên quần thể Khao Dawk Mali 105/OM1490 lên tới 84% [2].
Năm 1995, Ho và cộng sự ñã công bố thành công trong việc chuyển gen

vào giống lúa thơm Nàng Hương Chợ ðào. Callus và mô của giống lúa Nàng
Hương Chợ ðào ñược chuyển gen bởi pRQ6 chứa hph mã hóa hygromycin
phosphotransferase và gusA. Cây chuyển gen có khả năng kháng hygromicin
B và biểu hiện của gen gusA, kiểm tra bằng PCR cho thấy sự có mặt của gen
hph trong cây chuyển gen [47].

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………17