NGHIÊN cứu xác ĐỊNH CHỈ THỊ PHÂN tử SSRs LIÊN kết với LOCUS KIỂM SOÁT CHẤT LưỢNG xơ ở cây BÔNG

MỞ ĐẦU

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------------------

NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHỈ THỊ PHÂN TỬ
SSRs LIÊN KẾT VỚI LOCUS KIỂM SOÁT
CHẤT LƢỢNG XƠ Ở CÂY BÔNG

Chuyên ngành: Di truyền học
Mã số:
62 42 01 21

DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

Hà Nội - 2016
1


Công trình đƣợc hoàn thành tại:
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học
1. TS. Nguyễn Thị Thanh Thủy
2. PGS. TS. Trịnh Đình Đạt

Phản biện 1: ……………………………………………………
Phản biện 2: ……………………………………………………
Phản biện 3: ……………………………………………………
Luận án sẽ đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ
họp tại ……………………………………
Vào hồi…..... giờ ……… ngày ……. tháng ……. năm ……..

Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thƣ viện Quốc gia Việt Nam
- Trung tâm Thông tin - Thƣ viện, Đại học Quốc gia Hà Nội

2


1. Tính cấp thiết của đề tài
Đƣợc trồng rộng rãi ở hơn 80 nƣớc trên thế giới, cây bông (Gossypium spp.) là cây trồng
lấy sợi quan trọng nhất cung cấp sợi tự nhiên cho ngành công nghiệp dệt. Cải tiến các đặc tính
di truyền về năng suất và chất lƣợng xơ luôn là những mục tiêu đầu tiên của các chƣơng trình
chọn giống bông trên toàn thế giới. Tuy nhiên, việc cải tiến chất lƣợng sợi bông đang gặp phải
những thách thức do cơ sở di truyền hẹp của những giống bông hiện đại và mối tƣơng quan di
truyền nghịch giữa chất lƣợng sợi và năng suất [Iqbal, 2001; Rungis, 2005].
Dệt may là mặt hàng xuất h u d n đầu của Việt Nam, tuy nhiên nguồn nguyên liệu sợi
bông cung cấp cho ngành dệt v n chủ yếu đƣợc nhập h u từ nƣớc ngoài, còn nguyên liệu nội
địa chỉ đáp ứng đƣợc phần rất nhỏ (dƣới 2%) nhu cầu. Công tác chọn tạo giống bông trong
nƣớc hiện nay đa phần sử dụng phƣơng pháp chọn giống truyền thống, do vậy hông thể tránh
hỏi những hó hăn mà các nhà chọn giống trên thế giới đã gặp phải. Nghiên cứu lập bản đồ
các locus iểm soát các tính trạng liên quan đến chất lƣợng xơ ở cây bông nhằm phục vụ cho
mục đích chọn giống luôn đƣợc các nhà hoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu, tuy nhiên
cho đến nay chƣa có một công trình nào đƣợc tiến hành và công bố tại Việt Nam. Do vậy, việc
hai thác, sử dụng những thông tin hữu ích đã đƣợc công bố trên thế giới để đầu tƣ nghiên cứu

phục vụ cho thực tế Việt Nam là cách tiếp cận tối ƣu, giúp cho việc nghiên cứu ứng dụng công
nghệ sinh học trong chọn tạo giống bông trong nƣớc đạt hiệu quả cao, tiết iệm inh phí và thời
gian nghiên cứu.
2. Mục tiêu của đề tài
Đề tài: “Nghiên cứu xác định chỉ thị phân tử SSRs liên kết với locus kiểm soát chất
lượng xơ ở cây bông” đƣợc thực hiện với mục đích xác định đƣợc các chỉ thị phân tử SSR liên
ết gần với các QTL (Quantitative trait locus) chất lƣợng xơ và định hƣớng ứng dụng trong
chọn giống bông ở Việt Nam. Những mục tiêu cụ thể của đề tài nhƣ sau:
- Xác định đƣợc đa dạng di truyền ở mức độ hình thái và phân tử của các nguồn gen bông
tại Việt Nam.
- Xây dựng đƣợc bản đồ liên ết di truyền các locus SSR của giống bông tứ bội ở Việt
Nam.
- Xây dựng đƣợc bản đồ QTL iểm soát chất lƣợng xơ và xác định các chỉ thị SSR liên
ết.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tƣợng nghiên cứu gồm các dòng/ giống bông chọn lọc từ tập đoàn giống của Viện
Nghiên cứu Bông và Phát triển Nông nghiệp Nha Hố có nguồn gốc địa lý và các đặc điểm nông
sinh học, hả năng chống chịu hác nhau.
- Các thí nghiệm của đề tài đƣợc tiến hành từ tháng 6 năm 2010 đến tháng 6 năm 2014 tại
phòng thí nghiệm, hệ thống nhà lƣới, nhà ính, ruộng thí nghiệm của Viện Di truyền Nông

3


nghiệp, Hà Nội và Viện nghiên cứu Bông và PTNN Nha Hố, Ninh Thuận.
4. Nội dung nghiên cứu
Đề tài đƣợc thực hiện với những nội dung sau:
- Thu thập, đánh giá nguồn vật liệu.
- Lai tạo quần thể và phân tích chất lƣợng xơ của quần thể lập bản đồ.
- Xây dựng bản đồ liên ết di truyền các locus SSR của cây bông tứ bội.

- Phân tích các QTL iểm soát các tính trạng chất lƣợng xơ.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa hoa học:
- Đây là đề tài đầu tiên tại Việt Nam nghiên cứu về lập bản đồ QTL chất lƣợng xơ trên cây
bông tứ bội sử dụng chỉ thị phân tử SSR.
- Đề tài đã xác định đƣợc 14 QTL liên quan đến các chỉ tiêu độ đều xơ, độ bền xơ, chiều
dài xơ, tỷ lệ xơ, độ giãn xơ và chỉ số xơ ngắn. Các QTL và các chỉ thị liên ết SSR liên ết chặt
với các QTL có thể sử dụng cho công tác chọn giống bông chất lƣợng xơ tốt nhờ trợ giúp của
chỉ thị phân tử. Kết quả nghiên cứu của đề tài là nguồn tài liệu tham hảo bổ ích cho những
nghiên cứu tƣơng tự trên cây bông.
Ý nghĩa thực tiễn:
- Những QTL chất lƣợng xơ của đề tài và các chỉ thị phân tử liên ết là nguồn vật liệu cho
ứng dụng MAS trong chọn tạo giống bông chất lƣợng xơ tốt tại Việt Nam.
- Kết quả của đề tài đã đóng góp nguồn vật liệu cho việc phát triển các dòng/ giống bông
thuần và bông lai phục vụ ngành bông trong nƣớc.
6. Những đóng góp mới của luận án
- Đề tài đã xây dựng đƣợc bản đồ liên ết di truyền các locus SSR của cây bông tứ bội
gồm 26 nhóm liên ết tƣơng ứng với 26 NST của hệ gen cây bông tứ bội.
- Đây là công trình đầu tiên ở Việt Nam xác định đƣợc vị trí các QTL chất lƣợng xơ và
các chỉ thị SSR liên ết định hƣớng ứng dụng trong chọn tạo giống bông chất lƣợng xơ tốt nhờ
sự trợ giúp của chỉ thị phân tử.
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Phân loại học cây bông
Cây bông thuộc Giới thực vật – Plantae; Ngành hạt ín – Magnoliophyta; Lớp hai lá mầm
– Magnoliopsida; Bộ bông – Malvales; Họ bông – Malvaceae; Chi bông – Gossypium. Trong số
50 loài trong chi Gossypium có hoảng 45 loài lƣỡng bội, 5 loài tứ bội. Các loài lƣỡng bội với
2n=26 NST thuộc 8 nhóm hệ gen ý hiệu từ A-G và K. Các loài tứ bội với 2n=4X=52 NST
thuộc nhóm hệ gen AD [Wendel, 2003]. Trong số những loài bông đƣợc thuần hóa có bốn loài
bông trồng trọt phổ biến là: hai loài bông Cỏ lƣỡng bội G. arboreum L. và G. herbaceum L. hệ
gen AA; hai loài bông dị tứ bội G. hirsutum L. (bông Luồi) và G. barbadense L. (bông Hải

đảo) hệ gen AADD [Cronn, 2004].
1.2. Đa dạng di truyền trong nguồn gen bông trồng trọt

4


Những nghiên cứu về đa dạng di truyền các nguồn gen bông trồng trọt sử dụng chỉ thị
phân tử cho thấy sự đa dạng di truyền ở nguồn gen bông lƣỡng bội A rộng hơn so với nguồn
gen bông tứ bội AD. Các kết quả nghiên cứu sử dụng chỉ thị phân tử nhƣ isozyme, RAPDs,
RFLPs, AFLPs và SSRs nhìn chung đều cho thấy mức độ đa dạng di truyền thấp trong các
nguồn gen tứ bội [Abdalla, 2001][ Abdurakhmonov 2007, 2008].
1.3. Chỉ thị phân tử SSR trên cây bông
Các chỉ thị SSR có ƣu điểm là há phong phú, phân bố trên toàn hệ gen, di truyền đồng
trội, đa alen, nhân bản dễ dàng, độ phân giải cao và dễ dàng thao tác dựa trên ỹ thuật PCR.
Trên đối tƣợng chi bông Gossypium, hệ thống chỉ thị SSR liên tục đƣợc phát triển và đã bao
phủ rộng trên hệ gen cây bông. Cơ sở dữ liệu chỉ thị cây bông (Cotton Mar er Database- CMD)
cung cấp thông tin của 17.448 SSRs và 312 trình tự RFLP có chứa SSR đã đƣợc lập bản đồ. Hệ
thống các mồi SSR trên cây bông đƣợc đặt tên tƣơng ứng từ những dự án phát triển chúng:
BNL, CIR, CM, DOW, DPL, HAU, JESPR, MGHES, MON, MUSB, MUSS/MUCS, NAU,
NBRI, PGML, STV, TMB.
1.4. Nghiên cứu lập bản đồ liên kết di truyền ở cây bông trên thế giới
Bản đồ liên ết di truyền dựa vào các chỉ thị phân tử đã trở thành công cụ quan trọng
trong phân tích hệ gen, phát hiện các QTL liên quan đến các tính trạng quan trọng, lập bản đồ
vật lý, chọn dòng dựa vào bản đồ và chọn lọc dựa vào chỉ thị (MAS) trên nhiều đối tƣợng thực
vật hác nhau. Bản đồ liên ết di truyền đầu tiên dựa vào chỉ thị RFLP trên đối tƣợng cây bông
đƣợc Reinisch & cs. công bố năm 1994, tiếp theo là các bản đồ dựa trên các chỉ thị RFLP,
RAPD, SSR và AFLP của các tác giả Lacape, 2003; Nguyen, 2004; Rong, 2004; Guo; 2006,
Yu, 2007; Lacape, 2009... Các bản đồ liên ết di truyền đƣợc xây dựng gần đây có xu hƣớng
tăng về số lƣợng chỉ thị, ví dụ nhƣ bản đồ liên ết mật độ cao của Yu & cs. (2007) với 1.097 chỉ
thị, trải dài 4.536,7 cM. Những bản đồ liên ết mật độ cao này chính là nguồn tài liệu cần thiết

cho các nghiên cứu lập bản đồ QTL và chọn giống phân tử ở cây bông.
1.5. QTL và những nghiên cứu lập bản đồ QTL chất lƣợng xơ ở cây bông trên thế
giới
Cải tiến chất lƣợng xơ luôn là một hƣớng trọng tâm trong nghiên cứu di truyền và chọn
giống cây bông trên toàn thế giới. Chất lƣợng xơ là tính trạng số lƣợng, điều hiển bởi đa gen.
Nhận biết những QTL chất lƣợng xơ quan trọng và ổn định sẽ hỗ trợ hiệu quả cho những dự án
chọn giống dựa vào chỉ thị phân tử. Những chỉ thị phân tử liên ết chặt với những QTL liên
quan đến những tính trạng chính cấu thành năng suất và chất lƣợng xơ (chiều dài xơ, độ đều xơ,
độ bền xơ, độ giãn xơ, độ mịn xơ...) đã đƣợc áp dụng thành công trong những chƣơng trình
chọn giống bông chất lƣợng xơ tốt trên thế giới [Lacape, 2010; Ra shit, 2010...].
Một số công trình tiêu biểu về nghiên cứu QTL chất lƣợng xơ trên cây bông đã đƣợc công
bố trên thế giới nhƣ công trình của Wang & cs. (2013) đã phát hiện 24 QTL chất lƣợng xơ và tỷ
lệ xơ hi nghiên cứu trên quần thể giữa hai giống bông G. barbadense Luyuan 343 và G.

5


hirsutum Lumianyan 22 năng suất cao. Yang & cs. (2014) đã xây dựng bản đồ liên ết di truyền
với 579 chỉ thị phân bố trên 56 nhóm liên ết, bao phủ 4.168,72cM từ quần thể BC1 giữa hai
giống bông G. hirsutum và G. barbadense (CCRI8 x Pima 90-53). Tổng số 44 QTL đã đƣợc
phát hiện trên 17 NST, quy định từ 7,72- 23,73% biến dị iểu hình. Những QTL này là những
gen tiềm năng có giá trị cho lập bản đồ chi tiết, tách dòng và các dự án quy tụ gen chất lƣợng
xơ.
1.6. Tình hình nghiên cứu và chọn tạo giống bông tại Việt Nam
Cho đến nay, công tác chọn tạo giống bông ở nƣớc ta đã gặt hái đƣợc nhiều ết quả hả
quan, nhiều giống đƣợc công nhận là giống quốc gia và đƣa vào phổ biến trong sản xuất. Tuy
nhiên, nguồn gen bông trong nƣớc v n còn thiếu những giống bông năng suất cao, chất lƣợng
xơ tốt, mang lại giá trị inh tế cho ngƣời trồng bông để có thể huyến hích nông dân quan tâm
và phát triển nghề trồng bông nội địa. Trong những năm gần đây, một số công trình nghiên cứu
ứng dụng công nghệ sinh học trên cây bông tại Việt Nam đã đƣợc tiến hành và mang lại những

thành công bƣớc đầu. Những công trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học trên đối
tƣợng cây bông trong nƣớc gồm một số nghiên cứu theo hƣớng tiếp cận công nghệ chuyển gen,
công nghệ chỉ thị phân tử trong phân tích di truyền tính háng bệnh và đã mang lại những ết
quả rất có triển vọng. Tuy nhiên, so với những cây trồng chính hác, những nghiên cứu trên đối
tƣợng cây bông tại Việt Nam v n còn rất ít, chính vì vậy đã làm hạn chế việc ứng dụng rộng rãi
những thành tựu công nghệ sinh học trên đối tƣợng cây trồng này. Do vậy, việc nghiên cứu ứng
dụng công nghệ sinh học nhằm phát triển những giống bông có năng suất, chất lƣợng cao sẽ
góp phần mở rộng diện tích trồng bông trong nƣớc, đặc biệt ở những vùng chịu ảnh hƣởng của
hạn hán éo dài nhƣ các tỉnh duyên hải Nam Trung Bộ, giúp tăng thu nhập nông dân và đặc biệt
là cung cấp một phần nguyên liệu cho ngành dệt may trong nƣớc đang phụ thuộc hoàn toàn vào
nguồn nguyên liệu từ nƣớc ngoài.
CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu
- 38 giống bông (bao gồm 17 giống bông Cỏ Gossypium arboreum, 11 giống Luồi G.
hirsutum và 10 giống Hải đảo G. barbadense) chọn lọc từ tập đoàn giống của Viện NC Bông &
PTNN Nha Hố.
- 746 cặp mồi SSR thuộc 11 nhóm mồi BNL, CIR, CMS, DPL, JESPR, MGHES, MUCS,
MUSS, NAU, STV, TM đƣợc chọn lọc từ các cơ sở dữ liệu hệ gen cây bông và các bản đồ liên
ết hệ gen cây bông đã công bố.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
Các bƣớc thực hiện đề tài đƣợc sơ đồ hóa ở hình 1.

6


Hình 1. Sơ đồ các bƣớc triển khai thực hiện đề tài
2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm:
Các thí nghiệm đánh giá con lai F1, F2 đƣợc bố trí tuần tự hông nhắc lại có èm đối
chứng. Các biện pháp ỹ thuật canh tác đƣợc thực hiện theo tiêu chu n 10TCN 910:2006 và
10TCN 911: 2006 của bộ NN & PTNT. Chất lƣợng xơ bông đƣợc đánh giá theo Tiêu chu n

phân cấp xơ bông Việt Nam (TCCS- 2006).
2.2.2. Phương pháp lai tạo quần thể: Quần thể F1 đƣợc lai tạo bằng phƣơng pháp lai
truyền thống và tự thụ các cá thể F1 để tạo quần thể F2.
2.2.3. Phương pháp phân tích di truyền bằng chỉ thị SSR
* Tách chiết ADN: Theo phƣơng pháp CTAB của Doyle (1987).
* PCR: Điều iện phản ứng: 950C - 7 phút; 40 chu ỳ (940C - 15 giây, 550C - 30 giây,
720C - 2 phút); giữ m u ở 40C. Sản ph m PCR đƣợc iểm tra trên gel agarose SFR 3,5%.
* Phương pháp lập bản đồ liên kết di truyền và xác định locus kiểm soát chất lượng xơ
ở cây bông:
- Khảo sát đa hình giữa hai giống bông bố mẹ để xác định những chỉ thị SSR cho đa hình.
- Phân tích iểu gen của quần thể con lai F2 với các chỉ thị SSR.
- Phân tích chất lƣợng xơ của quần thể con lai F2.
- Sử dụng các phần mềm chuyên dụng để xây dựng bản đồ liên ết di truyền và bản đồ

7


QTL chất lƣợng xơ.
* Các phương pháp xử lý số liệu:
- Xử lý thống ê bằng phần mềm IRRISTAT v. 4.0 [IRRI, 1998].
- Phân tích đa dạng di truyền bằng phần mềm NTSYS pc 2.1 [Rohlf, 2000].
- Xây dựng bản đồ liên ết di truyền bằng phần mềm Mapma er/Exp version 3.0b
[Whitehead Institute, 1992].
- Xây dựng bản đồ QTL chất lƣợng xơ bằng phần mềm Windows QTL Cartographer
Version 2.5_011 [North Carolina State Uni., USA, 2012].
* Phương pháp vẽ bản đồ liên kết di truyền: Bản đồ liên kết di truyền đƣợc vẽ tự động
bằng phần mềm MapChart version 2.2.
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN BÔNG LÀM VẬT LIỆU PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU
3.1.1. Phân tích đa dạng di truyền các giống bông nghiên cứu

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã sử dụng hai hệ thống chỉ thị là 24 chỉ thị hình thái và
38 chỉ thị phân tử để phân tích đa dạng di truyền tập đoàn 38 giống bông Gossypium spp. Kết
quả phân tích cho thấy bông Cỏ G. arboreum có năng suất và chất lƣợng xơ thấp nhất, bông
Luồi G. hirsutum có ƣu thế về năng suất và bông Hải đảo G. barbadense vƣợt trội hơn hẳn hai
nhóm bông còn lại về chất lƣợng xơ.
Đa dạng di truyền của 38 giống bông đã đƣợc phân tích với 38 chỉ thị SSR (hình 2). Số
lƣợng alen/locus dao động từ 2 alen đến 6 alen, với giá trị trung bình 3,53 alen/locus. Hệ số đa
dạng PIC dao động từ 0,36 (BNL0119) đến 0,82 (BNL3431), với giá trị trung bình là 0,61.

Hình 2. Kết quả điện di sản phẩm PCR của các giống bông nghiên cứu với chỉ thị
BNL3992 trên gel agarose SFR 3,5%
(M: Thang ADN chuẩn 100bp; Từ 1-38: các giống bông nghiên cứu)
Kết quả phân tích đa dạng di truyền đƣợc thể hiện qua các hệ số hoảng cách di truyền
Euclid thu đƣợc thông qua dữ liệu hình thái và hệ số tƣơng đồng di truyền DICE thu đƣợc
thông qua dữ liệu chỉ thị ADN. Kết quả phân tích cho thấy tiềm năng đa dạng di truyền cao
trong 38 giống bông nghiên cứu cũng nhƣ giữa các giống bông Cỏ G. arboreum và giữa các
giống bông tứ bội hác loài. Tuy nhiên, cơ sở di truyền hẹp trong nhóm bông tứ bội cùng loài
cũng đã đƣợc ghi nhận ở hai nhóm bông Luồi G. hirsutum và bông Hải đảo G. barbadense trên
cả hai hệ thống chỉ thị đƣợc áp dụng. (Bảng 1)

8


Bảng 1. Kết quả phân tích đa dạng di truyền 38 giống bông nghiên cứu bằng chỉ thị
hình thái và chỉ thị phân tử
Đối tƣợng phân tích
Hệ số di truyền
(1)
Euclid
DICE(2)

38 giống bông (Gossypium spp.)
1,0 - 18,06
0,20 - 0,99
Nhóm bông Cỏ (G. arboreum)
1,0 - 12,81
0,44 - 0,86
Nhóm bông Luồi (G. hirsutum)
2,24 - 5,92
0,57 - 0,96
Nhóm bông Hải đảo (G. barbadense)
2,00 - 6,48
0,74 - 0,99
Bông tứ bội (Luồi và Hải đảo)
6,86 - 9,85
0,23 - 0,99
(1)
Chú thích: Hệ số khoảng cách di truyền Euclid thu được khi phân tích 24 chỉ thị hình thái; (2)
Hệ số tương đồng di truyền DICE thu được khi phân tích 38 chỉ thị phân tử SSR
Trên thế giới, việc đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen bông đƣợc nghiên cứu để phục
vụ cho nhiều mục đích: hảo sát đa dạng di truyền, xác định quan hệ họ hàng, cấu trúc quần thể,
nhận biết chỉ thị phân tử liên quan đến những tính trạng quan tâm... Kết quả phân tích đa dạng
di truyền của một số công trình trên thế giới và của nghiên cứu này đƣợc tổng hợp trong bảng 2.
Bảng 2. Một số kết quả nghiên cứu về đa dạng di truyền trên nguồn gen cây bông sử
dụng chỉ thị ADN
Nguồn gen

SL
SL
Số
Trung bình

GD
GS
Nguồn
giống chỉ thị
alen Số alen PIC
tài liệu
G. hirsutum
97
56 SSR
325 5,0
0.31 Liu, 2000
G. hirsutum
11
60 SSR
139 2,0
0,06-0,34 Gutiéreez, 2002
G. hirsutum
50
42EST-SSR 91
2,4
0,11-0,83 Wang, 2004
G. arboreum 53
31SSR
66
2,13
0,40 0,0-0,41 Bertini, 2006
G. arboreum 39
74SSR
165
0,58-0,87 Liu, 2006

G. arboreum 47
201 SSR
1128 5,61
0,55 Lacape, 2007
G. arboreum 30
45 RAPD
0,47-0,99 Rahman, 2008
G. barbadense 56
98 SSR
211 2,33
0,00-0,66 Kantartzi, 2009
G. hirsutum
56
218 SSR
361 1,66
0,32 Wang, 2011
G. hirsutum
59
40 SSR
255 5,08
0,8 0,53-0,99 Zhang, 2011
G. hirsutum+ 30
11 SSR
44
2,53
0,29 Kalivas, 2011
hybrids
Gossypium
38
38 SSR

134 3,53
0,61 0,20-0,99 Nghiên cứu này
spp.
Ghi chú: GD: khoảng cách di truyền (genetic distance); GS: độ tương đồng di truyền (genetic
similarity)
Các nghiên cứu đều cho thấy tiềm năng hai thác đa dạng di truyền từ nguồn gen bông Cỏ
G. arboreum còn há lớn. Trong hi đó, đa dạng di truyền hẹp đƣợc ghi nhận trong các nguồn
gen bông trồng trọt cùng loài hệ gen tứ bội, đặc biệt là nguồn gen bông Hải đảo G. barbadense.
Tuy nhiên, việc phát hiện đa dạng di truyền há cao giữa các giống bông tứ bội hác loài G.
hirsutum và G. barbadense trong nghiên cứu của chúng tôi sẽ giúp cho việc hai thác đa dạng
di truyền giữa hai nhóm bông này và mang lại những tổ hợp lai có hiệu quả trong chọn tạo
giống.
3.1.2. Chọn lọc nguồn vật liệu bố mẹ cho lai tạo

9


Với mục đích chính của nghiên cứu là lập bản đồ liên ết di truyền và xác định QTL chất
lƣợng xơ trên cây bông, từ đó có định hƣớng ứng dụng trong chọn tạo giống bông năng suất
cao, chất lƣợng xơ tốt tại Việt Nam, chúng tôi đã chọn lọc cặp giống bố mẹ là các giống bông
Luồi cho năng suất cao và các giống bông Hải đảo có chất lƣợng xơ tốt. Do cặp giống bố mẹ là
hai giống bông hác loài nên thế hệ con lai sẽ cho ƣu thế lai cao, tuy nhiên để hắc phục những
hó hăn do lai hác loài nhƣ: hả năng tạo hạt lai hông ổn định giữa các tổ hợp, tỷ lệ rụng
quả cao, quả lai nhiều dị dạng, hông có hợp chất polyphenol gossypol..., chúng tôi đã tiến hành
lai tạo nhiều cặp lai để có thể chọn tổ hợp lai tốt nhất. Tổng số mƣời lăm tổ hợp đã đƣợc lai tạo
và thu đƣợc hạt lai F1, trong đó tổ hợp L591 x HD138 cho hối lƣợng hạt lai F1 lớn nhất là
280g, đồng thời hai giống bố mẹ có hoảng cách di truyền hông quá xa, do vậy tổ hợp lai này
đƣợc tiếp tục sử dụng để tạo quần thể con lai F2 phục vụ cho việc xây dựng bản đồ liên ết di
truyền cây bông.
3.2. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ LIÊN KẾT DI TRUYỀN TRÊN HỆ GEN CÂY BÔNG TỨ

BỘI BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ
3.2.1. Xác định các cặp mồi SSR cho đa hình giữa hai giống bông bố mẹ L591 và
HD138
Để xác định các cặp mồi SSR cho đa hình giữa hai giống bông bố mẹ L591 và HD138,
chúng tôi đã sàng lọc tổng số 746 cặp mồi SSR và thu đƣợc 221 cặp mồi cho đa hình, chiếm tỷ
lệ 29,62% (hình 3, bảng 3).

Hình 3. Ảnh điện di sản phẩm PCR của hai giống bông bố mẹ với các chỉ thị SSR trên gel
agarose SFR 3,5%
Từ trái qua phải: thang ADN chuẩn 50bp, tiếp theo là cặp P1, P2 với các chỉ thị SSR. Những chỉ
thị cho đa hình được đánh dấu với vòng elip.
Kết quả phân tích đa hình ADN hai giống bông L591 và HD138 đã cho thấy trong số 10
nhóm mồi SSR, 3 nhóm mồi đƣợc sử dụng nhiều nhất là nhóm mồi BNL cho tỷ lệ đa hình
47,76%, tiếp theo là hai nhóm mồi NAU và CIR cho tỷ lệ đa hình tƣơng ứng là 36,16% và 20%
(bảng 3).
T
T
1
2

Bảng 3. Kết quả phân tích đa hình hai giống bông bố mẹ với các chỉ thị SSR
Nhóm
Nguồn gốc
Số cặp mồi
Tỷ lệ đa hình (%)
mồi
Sàng lọc
Đa hình
G.h/G.b(1)
G.a/G.a(2)

BNL
Brookhaven National Laboratory,
245
117
47,76
26,77
2007
CIR
CIRAD, 2007
120
24
20,00
10,45

10


3
4
5

CMS
JESPR
MGHES

6
7
8

MUCS

MUSS
NAU

9
10

Texas A&M University, 1998
Texas A&M University, 2007
Mississippi State University,
2007
Park & Mauricio Ulloa, 2005
Park & Mauricio Ulloa, 2005
Nanjing Agricultural University,
2007
Taliercio E, Scheffler J. 2006
John Yu, 2002

11
30
43

0
3
6

0
10,00
13,95

7,69

0
4,44

42
43
177

0
0
64

0
0
36,16

8,33
0
14,28

STV
13
3
23,08
7,69
TM
22
4
18,18
13,64
Tổng số

746
221
29,62
15,45
(1)
Kết quả của nghiên cứu này: G.h/G.b: bông Luồi/ bông Hải đảo (L591 x HD138)
(2)
Kết quả nghiên cứu của N.T.L Hoa, 2010: G.a/G.a: bông Cỏ/bông Cỏ (BC75 x KXL002)
Khi so sánh ết quả thu đƣợc với công bố của N.T.L. Hoa và cs. (2010) chúng tôi nhận
thấy với cùng một nhóm mồi sử dụng, cặp giống bông Luồi/bông Hải đảo (L591/ HD138) trong
nghiên cứu này cho đa hình ADN cao hơn hẳn so với cặp giống bông Cỏ (BC75 x KXL002). Sự
sai hác trên có thể giải thích là do nghiên cứu của chúng tôi đã sử dụng cặp giống bố mẹ là hai
giống bông tứ bội hác loài (G. hirsutum/ G. barbadense), trong hi tác giả N.T.L. Hoa phân
tích trên cặp giống bông lƣỡng bội cùng loài G. arboreum. Các công trình công bố trên thế giới
đã cho thấy đa hình ADN giữa hai giống bông cùng loài há thấp [Lin & cs., 2005], do vậy sử
dụng cặp lai giữa hai giống bông hác loài đã thu đƣợc nhiều chỉ thị đa hình giữa hai giống bố
mẹ, tạo điều iện thuận lợi cho việc phân tích di truyền quần thể phân ly F2.
3.2.2. Lai tạo quần thể, phân tích chất lƣợng xơ và phân tích phân li di truyền quần
thể F2
Trong nghiên cứu này, bản đồ liên ết di truyền đƣợc xây dựng dựa trên sự phân ly di
truyền của quần thể con lai F2 với các chỉ thị SSR. Kết hợp số liệu phân tích iểu gen với số liệu
phân tích chất lƣợng xơ của quần thể con lai F2 sẽ xây dựng đƣợc bản đồ QTL chất lƣợng xơ và
xác định đƣợc các chỉ thị SSR liên ết. Thí nghiệm lai tạo quần thể con lai F 2 đƣợc tiến hành tại
Viện Nghiên cứu Bông và PTNN Nha Hố. Quần thể con lai F2 (L591 x HD138) gồm 295 cá thể
đƣợc gieo trồng, theo dõi các đặc tính nông sinh học và chất lƣợng xơ theo Tiêu chu n phân cấp
xơ bông Việt Nam (10TCN 911: 2006). Trong tổng số 295 cây F2 đƣợc thu m u lá để tách chiết
ADN, có 171 cây có quả để phân tích các chỉ tiêu chất lƣợng xơ. Tuy nhiên, một số cây rất ít
quả hông đủ để phân tích tất cả các chỉ tiêu, do vậy chỉ có 133 cá thể có số liệu đầy đủ với các
chỉ tiêu chất lƣợng xơ chính mới đƣợc sử dụng trong nội dung phân tích QTL chất lƣợng xơ.
Tổng số 221 chỉ thị SSR cho đa hình đã đƣợc sử dụng để phân tích phân ly di truyền của

quần thể con lai F2 (L591 x HD138) (hình 4).

11


Hình 4. Kết quả phân tích sản phẩm PCR quần thể con lai F2 (L591 x HD138) với chỉ thị
BNL3992 trên gel agarose SFR 3,5%
Từ trái qua phải: 50bp ladder, P1: L591; P2: HD138; Các cá thể F2
Phân tích ết quả chúng tôi nhận thấy đa số các chỉ thị SSR xuất hiện ở trạng thái một cặp
alen đặc trƣng và đồng trội. Theo nguyên tắc lập bản đồ ở F2, các cá thể mang iểu gen giống
mẹ đƣợc cho điểm 1, giống bố đƣợc cho điểm 3, cá thể dị hợp tử đƣợc cho điểm 2. Một số ít chỉ
thị SSR xuất hiện ở trạng thái nhiều alen và đồng trội (BNL686, BNL3255, BNL3992...), trong
trƣờng hợp này chúng tôi chỉ xét đến alen cho đa hình giữa bố và mẹ và cho điểm tƣơng tự nhƣ
trên. Số liệu phân tích phân li di truyền quần thể F2 (L591 x HD138) đƣợc xử lý bằng phần mềm
MAPMAKER/EXP version 3.0b và xây dựng đƣợc bản đồ gồm 26 nhóm liên ết với tổng số
214 chỉ thị. 26 nhóm liên ết đƣợc đặt tên từ LG1 đến LG26, tƣơng ứng với 26 NST của hệ gen
AD (hình 5).

12


Hình 5. Bản đồ liên kết di truyền cây bông tứ
bội xây dựng từ quần thể con lai F2 (L591 x
HD138) với các chỉ thị SSR
Chú thích: Bản đồ liên kết di truyền được xây dựng bằng phần
mềm MAPMAKER/EXP version 3.0b gồm 214 chỉ thị phân bố trên
26 nhóm liên kết, tương ứng với 26 NST cây bông tứ bội. Tổng
chiều dài bản đồ là 3.083,8cM, khoảng cách trung bình giữa hai
chỉ thị ~ 14,4cM. LG: Nhóm liên kết. Đơn vị bản đồ: cM

13


Chiều dài bản đồ đƣợc lập đối với từng nhóm liên ết dao động há lớn, từ 24cM ở LG22
đến 300,8cM ở LG5. Tổng chiều dài bản đồ liên ết đƣợc lập là 3.083,8cM, hoảng cách trung
bình giữa hai chỉ thị là 14,4cM. Khoảng cách gần nhất giữa hai chỉ thị liền ề là 2,6cM
(BNL3594 và NAU0905) trên LG25. Khoảng cách xa nhất giữa hai chỉ thị là 46,8cM
(BNL3580 và CIR009-2) trên LG1.
Bản đồ liên kết di truyền hệ gen cây bông tứ bội (G. hirsutum x G. barbadense) thu đƣợc
trong nghiên cứu này là bản đồ đầu tiên đƣợc lập tại Việt Nam. Trƣớc đó, tác giả N.T.L. Hoa
(2013) đã công bố bản đồ liên kết di truyền trên cây bông lƣỡng bội (G. arboreum x G.
arboreum) với chiều dài 1.294,5 cM với 99 chỉ thị SSR.
3.2.3. So sánh các bản đồ di truyền liên kết hệ gen cây bông tứ bội G. hirsutum xG.
barbadense sử dụng chỉ thị phân tử SSR
Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng hai bản đồ liên ết di truyền xây dựng từ các
quần thể F2 giữa G. hirsutum x G. barbadense để so sánh sự phân bố của các chỉ thị SSR. Bản
đồ của He & cs. (2007) nghiên cứu trên quần thể F2 (Handan208 x Pima90) gồm 26 nhóm liên
ết, tổng số 1.029 locus với 834 SSRs, bao phủ 5.472,3 cM, hoảng cách trung bình giữa hai
locus là 5,32 cM. Bản đồ của Yu & cs. (2007) xây dựng từ quần thể F2 (CRI36 x Hai7124) gồm
1.252 locus với 697 SSRs, bao phủ 4.536,7 cM, hoảng cách trung bình giữa hai chỉ thị là 4,1
cM. Phân tích so sánh cho thấy có 39 trong tổng số 214 chỉ thị của nghiên cứu này thể hiện sự
tƣơng đồng về NST với bản đồ của He (2007), tƣơng ứng 18,2% số chỉ thị phân tích. Trong đó,
nhóm liên ết LG1 có sự tƣơng đồng cao nhất với NST 1 trên bản đồ của He với 5 chỉ thị tƣơng
đồng. 59 chỉ thị (27,6%) tƣơng đồng về vị trí trên NST giữa bản đồ của nghiên cứu này với bản
đồ của Yu (2007), trong đó 3 nhóm liên ết LG12, LG6 và LG26 có số chỉ thị tƣơng đồng nhiều
nhất, tƣơng ứng với 7, 5 và 5 chỉ thị (hình 6).

14

Hình 6. So sánh vị trí chỉ thị SSR trên NST số 1 và số 12 giữa các bản đồ liên kết hệ gen
cây bông tứ bội (F2: G. hirsutumx G. barbadense)
Cây bông là cây trồng có hệ gen phức tạp, sự biến động về vị trí các chỉ thị SSR trên hệ
gen cây bông có thể lý giải là do hiện tƣợng nhân đôi hệ gen trong quá trình tiến hóa gặp điển
hình ở một số thực vật trong đó có Gosypium spp. [Flagel, 2008, 2010]. Đó là một trong những
nguyên nhân gây ra hiện tƣợng một chỉ thị có thể đƣợc định vị tại các vị trí hác nhau trong hệ
gen tứ bội AADD. Các chỉ thị có thể xuất hiện ở trạng thái nhân đôi trên cùng NST và/hoặc
nhân đôi ở các NST khác nhau. Bản đồ của He (2007) cho thấy rõ điều đó, trong khi bản đồ của
chúng tôi và của Yu (2007) hông phát hiện đƣợc hiện tƣợng trên.
Những phân tích trên đã củng cố thêm nhận định của các nhà hoa học cho rằng sự biến
động vị trí, trật tự của các chỉ thị SSR trên hệ gen cây bông là há phổ biến, đòi hỏi những
nghiên cứu sâu hơn nữa về hệ gen phức tạp của chi Gossypium spp. [Blenda, 2012]. Điều này
cũng gây ra hó hăn cho những nghiên cứu về QTL/gen liên ết với những tính trạng có lợi ở
cây bông và hả năng ứng dụng chúng trong công tác chọn giống.
3.3. XÁC ĐỊNH CÁC QTL CHẤT LƢỢNG XƠ VÀ CÁC CHỈ THỊ SSR LIÊN KẾT
GẦN VỚI CÁC QTL
3.3.1. Xây dựng bản đồ QTL chất lƣợng xơ
Đề tài đã xác định đƣợc vị trí 14 QTL liên quan đến các tính trạng chất lƣợng xơ chính,
các QTL đƣợc đặt tên dựa trên tên viết tắt của tính trạng và nhóm liên ết mà QTL định vị, bao
gồm: 3 QTL chiều dài xơ qFL-2, qFL-12 và qFL-26 nằm trên các nhóm liên ết số 2, 12 và 26;
ba QTL độ bền xơ qFS-3, qFS-19a và qFS19-b nằm trên các nhóm liên ết số 3 và số 19; hai
QTL độ đều xơ qFU-5 và qFU-8 nằm trên các nhóm liên ết số 5 và số 8; ba QTL độ giãn xơ
qFE-1, qFE-2 và qFE-23 nằm trên các nhóm liên ết số 1, số 2 và số 23; 2 QTL tỉ lệ xơ qLP19, qLP-20 và QTL chỉ số xơ ngắn qSF-2 nằm trên các nhóm liên ết số 19, số 20 và số 2. (hình
7, bảng 4)

15


Hình 7. Một số QTL quy định chất lƣợng xơ đƣợc phát hiện khi phân tích quần thể F2
(L591 x HD138) bằng phần mềm Windows QTL Cartographer

Giá trị LOD của các QTL dao động từ 2,31 (QTL độ bền xơ qFS-19a) đến 3,31 (QTL
chiều dài xơ qFL-26), trong đó có 5 trong số 14 QTL có giá trị LOD >3; 8 QTL có giá trị LOD
nằm trong hoảng từ 2,5 đến 3,0; duy nhất QTL qFS-19a có giá trị LOD dƣới 2,5.
Kết quả phân tích cũng cho thấy tỷ lệ % các QTL này quy định biến dị iểu hình (giá trị
2
R %) dao động trong hoảng từ 5,98% (ở QTL độ bền xơ qFS-19b và QTL chỉ số xơ ngắn qSF2) đến 22,40% (ở QTL chiều dài xơ qFL-12), trong đó có bảy QTL có tỷ lệ R2>10% (bảng 4).
Tám trong số 14 QTL có nguồn gốc từ giống HD138, 6 QTL còn lại có nguồn gốc từ giống
bông L591.
Mƣời bốn QTL đƣợc định vị trên 10 nhóm liên ết, trong đó 2 nhóm liên ết LG2 và
LG19 có 3 QTL đƣợc định vị (hình 8). Đặc biệt, trên nhóm liên ết số 2, tại hai vị trí 86,2 và
87,7cM phát hiện đƣợc 2 QTL qFL-2 và qFS-2 cùng đƣợc nhận biết bằng hai chỉ thị phân tử
liền ề BNL3971-NAU1250.

16


Hình 8. Vị trí các QTL liên quan đến chất lƣợng xơ trên bản đồ liên kết di truyền của
quần thể con lai F2 (L591 x HD138)
Chú thích: Tổng số 14 QTL chất lượng xơ được định vị trên bản đồ liên kết di truyền. Giá
trị LOD của các QTL dao động từ 2,31 - 3,31; tỷ lệ % các QTL quy định biến dị kiểu hình (giá
trị R2%) dao động trong khoảng từ 5,98% - 22,40%.
Bảng 4. Các QTL liên quan đến chất lƣợng xơ đƣợc phát hiện bằng phần mềm QTL
Cartographer 2.5

Tính
trạng

Chiều
dài xơ

QTL

qFL-2

Vị trí
Nhó QTL
m
trên
liên bản
kết
đồ
liên
kết
(cM)

Chỉ thị liền kề

Vị trí chỉ thị LOD Additiv R2(%) Nguồn
a
c
eb
liền kề
gốc
(cM)

LG2

86,2 BNL3971NAU1250

86,1-92,4

2,55

1,438

13,23 L591

qFL-12 LG1
2

87,5 BNL2768BNL3816

87,4- 116,7

3,18

1,416

22,40 L591

qFL-26 LG2
6

44,2 BNL341BNL840

38,6- 49,5

3,31

-1,303

10,53 HD13
8

42,5 BNL3989NAU2571

39,8- 47,0

2,75

-0,457

8,71 HD13
8

qFS-19a LG1
9

9,6 BNL285BNL852

0,0- 13,9

2,31

-1,151

7,92 HD13
8

qFS-19b LG1

9

64,0 BNL2656CIR212-2

49,5-74,1

2,85

-0,829

5,98 HD13
8

Độ bền qFS-3
xơ

LG3

Độ đều qFU-5
xơ

LG5

7,7 BNL3992BNL542

0,0- 22,2

2,64

-1,352

9,46 HD13
8

qFU-8

LG8

85,2 NAU1037-

80,2- 87,0

3,21

-0,651

12,65 HD13

17


Tính
trạng

QTL

Vị trí
Nhó QTL
m
trên

liên bản
kết
đồ
liên
kết
(cM)

Chỉ thị liền kề

Vị trí chỉ thị LOD Additiv R2(%) Nguồn
a
c
eb
liền kề
gốc
(cM)

BNL3257
Độ
giãn
xơ

Tỷ lệ
xơ

Chỉ số
xơ
ngắn

8

qFE-1

LG1

37,1 BNL3090BNL3580

29,8- 49,9

2,68

-1,809

8,07 HD13
8

qFE-2

LG2

67,0 NAU1072NAU1193

61,4- 67,2

2,50

-0,804

13,74 HD13
8

qFE-23 LG2
3

20,5 BNL1414BNL2690

18,4- 26,5

2,96

5,816

14,22 L591

qLP-19 LG1
9

142,2 BNL3535BNL3348

139,5147,4

3,26

3,081

11,59 L591

qLP-20 LG2
0

128,2 CIR166BNL3482

117,9142,7

2,92

6,008

7,37 L591

86,1- 92,4

3,02

2,341

5,98 L591

qSF-2

LG2

87,7 BNL3971NAU1250

Chú thích:
a
LOD: logarithm of odds score, cho biết khả năng có mặt QTL tại vị trí nghiên cứu (LOD
> 2,0);
b
Additive effect: Hiệu quả cộng thêm của QTL, giá trị (+) có nghĩa là hiệu quả cộng thêm

đến từ giống mẹ L591, giá trị (-) có nghĩa là hiệu quả cộng thêm đến từ giống bố HD138;
c 2
R %: tỷ lệ phần trăm biến dị kiểu hình của tính trạng do QTL kiểm soát.

18


3.3.2. Xác định các chỉ thị phân tử SSR liên kết gần với các QTL chất lƣợng xơ
Trong số 14 QTL đƣợc định vị trên bản đồ liên ết, chúng tôi xác định đƣợc 11 chỉ thị
SSR liên ết chặt với QTL, với hoảng cách từ chỉ thị tới QTL  5cM. Đây là nguồn chỉ thị
quan trọng cho việc chọn lọc những cá thể mang QTL chất lƣợng xơ tƣơng ứng. Mƣời ba chỉ thị
SSR còn lại thể hiện mối liên ết há lỏng (>5cM) với QTL. Việc sử dụng những cặp chỉ thị
liền ề để xác định sự có mặt của QTL chất lƣợng xơ sẽ hỗ trợ rất nhiều trong quá trình chọn
giống, giúp rút ngắn thời gian, hỗ trợ cho những số liệu đánh giá ngoài đồng ruộng nhằm chọn
lọc những dòng giống triển vọng trong sản xuất. Trong nghiên cứu này, 10 QTL có thể đƣợc
nhận biết chính xác thông qua sự phân tích với các chỉ thị liên ết, các QTL còn lại cần có
những nghiên cứu bổ sung để có thể xác định đƣợc những chỉ thị phân tử liên ết gần phục vụ
cho chọn giống (bảng 5).
Bảng 5. Các chỉ thị phân tử SSR liên kết và khoảng cách tới QTL chất lƣợng xơ
trong nghiên cứu
Chỉ thị
liên kết

QTL

BNL3971 qFL-2
NAU1250
BNL2768 qFL-12
BNL3816
BNL341- qFL-26

BNL840
BNL3989 qFS-3
NAU2571
BNL285- qFS-19a
BNL852
BNL2656- qFS-19b
CIR212-2
BNL3992- qFU-5
BNL542
NAU1037 qFU-8
BNL3257

Khoảng Tính trạng
cách
chỉ thịQTL(cM
)
0,1 Chiều dài xơ
6,2
0,1
>15
5,6
5,3
2,7
4,5

Độ bền xơ

9,6
4,3
14,5

10,1
7,7
14,5
5,0
1,8

Chỉ thị
liên kết

QTL

Khoảng Tính trạng
cách
chỉ thịQTL
(cM)
BNL3090- qFE-1
7,3 Độ giãn xơ
BNL3580
12,8
NAU1072
NAU1193
BNL1414
BNL2690
BNL3535
BNL3348
CIR166BNL3482
BNL3971
NAU1250

qFE-2

5,6
0,2

qFE-23

2,1
6,0

qLP-19

2,7
5,2

qLP-20

10,3
14,5
1,6
4,7

qSF-2

Tỷ lệ xơ

Chỉ số xơ ngắn

Độ đều xơ

3.3.3. Đánh giá tiềm năng ứng dụng các QTL kiểm soát chất lƣợng xơ và các chỉ thị

SSR liên kết QTL trong nghiên cứu chọn tạo giống bông chất lƣợng xơ tốt
Kết quả tổng hợp và phân tích cho thấy đa số các công bố về lập bản đồ QTL chất lƣợng

19


xơ trên thế giới sử dụng quần thể từ hai giống bông Luồi G. hirsutum, hông nhiều nghiên cứu
tiến hành trên quần thể con lai hác loài giữa G. hirsutum và G. barbadense. Trong nghiên cứu
này, chúng tôi đã lai tạo nhiều tổ hợp lai ban đầu và chọn tổ hợp lai ƣu việt nhất để lập bản đồ
QTL chất lƣợng xơ. Các QTL đƣợc xác định tại vị trí LOD > 2,3 và có tỷ lệ R2 dao động từ
5,98% đến 22,40%, trong đó có 7 QTL có tỷ lệ R2> 10%, cho thấy độ tin cậy của các QTL đƣợc
phát hiện trong nghiên cứu này cũng tƣơng đƣơng so với các công bố trên thế giới.
Một trong số ít những nghiên cứu sử dụng quần thể con lai hác loài giữa hai giống bông
Luồi và bông Hải đảo là nghiên cứu của Yang & cs. (2014). Chính vì vậy, chúng tôi đã đối
chiếu ết quả thu đƣợc trong nghiên cứu này với ết quả công bố của Yang & cs. (2014) để tìm
iếm sự tƣơng đồng giữa hai nghiên cứu. Nghiên cứu của Yang & cs. (2014) đã xác định đƣợc
44 QTL chất lƣợng xơ, tỷ lệ R2 % của các QTL dao động từ 7,72% đến 23,73%. Giá trị LOD
dao động từ 2,52 đến 6,44. Khi so sánh ết quả của hai nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy chỉ có 3
QTL tƣơng đồng về NST, bao gồm 1 QTL độ giãn xơ trên NST số 1, 1 QTL độ bền xơ trên
NST số 3 và QTL độ đều xơ trên NST số 5.
Trên bản đồ QTL của quần thể F2 (L591 x HD138), QTL độ giãn xơ qFE-1 đƣợc định vị
trên nhóm liên ết số 1 tại vị trí 37,1 cM, hai chỉ thị liền ề là BNL3090 và BNL3580 cách
QTL 7,3 cM và 12,8 cM (bảng 5). Trên bản đồ QTL của tác giả Yang & cs. (2014), 2 QTL độ
giãn xơ qFE1-1 và qFE1-2 cùng đƣợc định vị trên NST số 1, trong đó QTL qFE1-2 đƣợc định
vị tại vị trí 39,2 cM với hai chỉ thị liền ề là MON_CER0121b và MON_DOW058. Đặc biệt,
trên vùng NST gần QTL qFE1-2, chỉ thị BNL3090 cũng đƣợc lập bản đồ tại vị trí 46,0 cM và
cách QTL qFE1-2 6,8cM. Kết quả này cho thấy chỉ thị BNL3090 trong cả hai nghiên cứu đều
liên ết với QTL quy định tính trạng độ giãn xơ và ở cả hai nghiên cứu, QTL này đều có nguồn
gốc từ giống bông Hải đảo G. barbadense (hình 9).
Đối với các QTL độ bền xơ và độ đều xơ đƣợc phát hiện tƣơng ứng trên NST số 3 và NST

số 5 của cả hai nghiên cứu, do hông có chỉ thị tƣơng đồng liên ết với QTL nên chƣa thể đƣa
ra nhận định về điểm chung của các QTL này giữa hai nghiên cứu.

20


Hình 9. Vị trí QTL kiểm soát độ giãn xơ trên NST số 1 của hai bản đồ QTL chất lƣợng xơ
ở cây bông tứ bội (G. hirsutum x G. barbadense)
Từ trái qua phải: Kết quả nghiên cứu trên quần thể BC1F1: CCRI 8 x Pima 90-53/CCRI8 của Yang
& cs. (2014); Kết quả nghiên cứu trên quần thể F2: L591 x HD138 của nghiên cứu này.
Những phân tích trên đây cho thấy việc so sánh giữa các bản đồ QTL rất hó thực hiện, vì
hai nghiên cứu đƣợc thực hiện trên hai quần thể hác nhau với bộ chỉ thị hác nhau và chƣa có
bản đồ tham hảo để đối chiếu. Bộ chỉ thị đƣợc sử dụng trong nghiên cứu của chúng tôi gồm đa
số là chỉ thị thuộc nhóm BNL (117/221 chỉ thị, chiếm 52,9%), các chỉ thị thuộc nhóm NAU chỉ
chiếm 28,9% (64/221 chỉ thị), trong hi nghiên cứu của Yang & cs. (2014) chủ yếu sử dụng bộ
chỉ thị thuộc nhóm NAU, điều này d n đến việc khó tìm đƣợc những chỉ thị tƣơng đồng của hai
nghiên cứu. Tuy nhiên, ết quả so sánh đã cho thấy chỉ thị NAU3090 cùng liên ết với QTL độ
giãn xơ trong cả hai nghiên cứu, do vậy sự có mặt của QTL độ giãn xơ trên NST số 1 đã đƣợc
hẳng định ở hai quần thể nghiên cứu hác nhau. Đây cũng là ết quả chứng minh cho sự ổn
định của QTL.
Nói tóm lại, sử dụng các QTL phát hiện từ nghiên cứu này có ý nghĩa trong việc cải tiến
chất lƣợng xơ cho các tổ hợp con lai đƣợc tạo lập từ hai giống bông bố mẹ L591 và HD138.
Việc xác nhận giá trị ổn định của các QTL cần phải đƣợc tiếp tục đầu tƣ nghiên cứu trong thời
gian dài, trên các quần thể hác nhau, ở các thế hệ hác nhau.
Những QTL chất lƣợng xơ xác định đƣợc trong nghiên cứu này là những ết quả nghiên
cứu đầu tiên của Việt Nam về lập bản đồ QTL chất lƣợng xơ trên cây bông và những chỉ thị
phân tử liên ết chặt với QTL ( hoảng cách  5 cM) đã đƣợc sử dụng nhằm ứng dụng phƣơng
pháp MAS trong chọn tạo giống bông chất lƣợng xơ tốt tại Việt Nam.
Bộ chỉ thị SSR liên ết với các QTL chất lƣợng xơ đã đƣợc sử dụng để sàng lọc những cá

21


thể mang QTL chất lƣợng xơ trong quần thể lai trở lại BC3F1 của cặp lai L591 x HD138///L591.
Bốn dòng bông triển vọng C32-2-3, C37-2-1, C37-6-1, C27-1-1 của cặp lai L591 x
HD138////L591 đã đƣợc chọn tạo nhờ sự trợ giúp của chỉ thị phân tử ết hợp với chọn lọc và
đánh giá ngoài đồng ruộng. Cả 4 dòng bông đều cho chất lƣợng xơ tốt, đạt tiêu chu n cấp I theo
Tiêu chu n phân cấp bông xơ Việt Nam, đồng thời cho năng suất cao. Bốn dòng bông này đều
có các chỉ tiêu chất lƣợng xơ bông: Chiều dài xơ > 32 mm; chỉ số độ mịn xơ 3,7- 4,0; độ bền >
30 g/tex; chỉ số độ đồng đều > 85%; chỉ số độ chín  0,87; độ đàn hồi 5,9- 6,3%; Năng suất
thực thu > 21 tạ/ha. Đây chính là những nguồn đầu dòng tiềm năng cho phát triển các giống
bông có giá trị inh tế cao, đồng thời bổ sung cho nguồn gen bông của Việt Nam. Viện Nghiên
cứu Bông và PTNN Nha Hố hiện tại v n đang tiếp tục công tác chọn tạo và phát triểnnhững
dòng bông này thành những giống tiềm năng phục vụ cho sản xuất, đồng thời lƣu giữ làm
nguồn vật liệu cho ngân hàng gen bông Việt Nam.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
KẾT LUẬN:
1. Kết quả phân tích cho thấy đa dạng di truyền cao giữa 38 giống bông (Gossypium spp.),
thể hiện ở hệ số hoảng cách di truyền Euclid dựa trên các tính trạng hình thái dao động từ 1,0
đến 18,06 và hệ số tƣơng đồng di truyền DICE dựa trên chỉ thị phân tử dao động từ 0,2 đến
0,99. Cặp giống bố mẹ G. hirsutum L591 và G. barbadense HD138 đƣợc lựa chọn để phát triển
quần thể phục vụ nghiên cứu lập bản đồ liên ết di truyền và bản đồ QTL chất lƣợng xơ.
2. Bản đồ liên ết di truyền cây bông tứ bội đầu tiên đã đƣợc lập tại Việt Nam nhờ phân
tích phân li di truyền quần thể con lai F2 (L591 x HD138). Bản đồ bao gồm 214 chỉ thị SSR, trải
dài 3.083,8 cM trên 26 nhóm liên ết, tƣơng ứng với 26 NST của bông tứ bội hệ gen AD.
3. Bản đồ QTL chất lƣợng xơ đã đƣợc thiết lập với 14 QTL, bao gồm: 3 QTL chiều dài
xơ, 3 QTL độ bền xơ, 2 QTL độ đều xơ, 3 QTL độ giãn xơ, 2 QTL tỷ lệ xơ và 1 QTL chỉ số xơ
ngắn. Các QTL định vị trên các nhóm liên ết số 1, 2, 3, 5, 8, 12, 19, 20, 23 và 26 với giá trị
LOD dao động từ 2,31 đến 3,31. Tỷ lệ % quy định biến dị iểu hình (giá trị R 2 %) của các QTL
dao động từ 5,98% đến 22,40%, trong đó có 7 QTL có tỷ lệ R2> 10%.

4. Mƣời bốn cặp chỉ thị phân tử SSR liên ết với QTL đã đƣợc phát hiện, trong đó có 11
chỉ thị liên ết chặt QTL với hoảng cách  5 cM: BNL3971, BNL2768, BNL3989, NAU2571,
BNL852, NAU1037, BNL3257, NAU1193, BNL1414, BNL3535 và NAU1250. Bộ chỉ thị này
đã đƣợc sử dụng để chọn tạo các dòng bông triển vọng năng suất cao và mang các QTL iểm
soát chất lƣợng xơ tƣơng ứng.
ĐỀ NGHỊ:
- Tiếp tục nghiên cứu để xác nhận sự ổn định của các QTL chất lƣợng xơ trong quần thể.
- Sử dụng những chỉ thị phân tử SSR liên ết chặt với QTL chất lƣợng xơ vào nghiên cứu
chọn giống bông chất lƣợng xơ tốt tại Việt Nam.

22


DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH
ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
1. Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Trịnh Minh Hợp, Nguyễn Thị Thanh Thủy (2012), “Xác định
cặp giống bố mẹ và sàng lọc các chỉ thị SSR cho đa hình phục vụ lập bản đồ locus iểm
soát chất lƣợng xơ ở cây bông (Gossypium spp.)”, Tạp chí Nông nghiệp và PTNT, số 4,
trang 45-49.
2. Nguyễn Thị Nhài, Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Trịnh Minh Hợp, Nguyễn Thị Thanh Thủy
(2013), “Đánh giá hả năng ết hợp và ƣu thế lai về tính trạng năng suất và chất lƣợng xơ
của các con lai hác loài giữa bông Luồi (Gossypium hirsutum L.) và bông Hải đảo
(Gossypium barbadense L.)”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ nông nghiệp Việt Nam, số 2
(41), trang 89-96.
3. Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Nguyễn Thị Nhài, Trịnh Minh Hợp, Nguyễn Thị Thanh Thủy
(2013), “Chọn lọc những nguồn gen triển vọng phục vụ công tác chọn tạo giống bông năng
suất cao, chất lƣợng xơ tốt tại Việt Nam”, Chuyên đề Giống cây trồng, vật nuôi- tập 2, Tạp
chí Nông nghiệp và PTNN, trang 240-247.
4. Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Trịnh Đình Đạt, Nguyễn Thị Thanh Thủy (2015),“ Xây dựng
bản đồ liên ết phân tử cho giống bông tứ bội bằng chỉ thị SSR”, Tạp chí Công nghệ Sinh

học, Tập 13, số 4, trang 1-10.
5. Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Trịnh Đình Đạt, Nguyễn Thị Thanh Thủy (2015),“ Lập bản đồ
QTL qui định chất lƣợng xơ ở cây bông”, Tạp chí Nông nghiệp và PTNT, số 22, trang 3340.

23