Nghiên cứu xác định chỉ thị phân tử SSRs liên kết với locus kiểm soát chất lượng xơ ở cây bông

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

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

Hà Nội - 2016


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:

62420121

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. Nguyễn Thị Thanh Thủy
2. PGS. TS. Trịnh Đình Đạt

Hà Nội - 2016


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận án
là do tôi thực hiện. Các số liệu và kết quả nghiên cứu đã nêu trong luận án là
trung thực và chƣa đƣợc công bố trong bất kỳ một công trình nghiên cứu của
tác giả nào khác.
Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ đã đƣợc cám ơn, các tài liệu trích dẫn
nêu trong luận án đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, tháng 10 năm 2016
Tác giả luận án

Nguyễn Thị Minh Nguyệt


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.
TS. Trịnh Đình Đạt, TS. Nguyễn Thị Thanh Thủy, những thầy cô đã tận tình
dẫn dắt, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho NCS trong suốt quá
trình nghiên cứu khoa học và hoàn thành luận án.
Nghiên cứu sinh xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của những
Thầy Cô giáo trong Bộ môn Di truyền học, các Thầy Cô trong Khoa Sinh học
cũng nhƣ các Thầy Cô công tác tại Phòng Đào tạo Sau Đại học, Trƣờng Đại
học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội trong suốt quá trình học

tập tại đây.
Nghiên cứu sinh xin trân trọng cảm ơn TS. Trịnh Minh Hợp, các cán bộ
nghiên cứu trong Phòng Nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Ban Lãnh Đạo
Viện nghiên cứu Bông và PTNN Nha Hố đã chia sẻ kinh nghiệm, nguồn vật
liệu, tạo mọi điều kiện giúp đỡ, động viên NCS trong suốt quá trình thực hiện
luận án.
Trong quá trình thực hiện luận án, Nghiên cứu sinh luôn nhận đƣợc sự
chia sẻ, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi của các cán bộ, bạn bè đồng
nghiệp công tác tại Bộ môn Sinh học Phân tử, Viện Di truyền Nông nghiệp và
Ban Lãnh Đạo Viện, Nghiên cứu sinh xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến sự quan
tâm tận tình đó.
Công trình nghiên cứu của Nghiên cứu sinh nằm trong Đề tài “Nghiên
cứu áp dụng chỉ thị phân tử để chọn tạo giống bông có chất lƣợng xơ tốt”
thuộc Chƣơng trình Công nghệ Sinh học Nông nghiệp cấp Nhà nƣớc giai
đoạn 2010- 2015 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn.
Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới Gia đình và bạn bè, những ngƣời luôn
đồng hành và dành mọi quan tâm, khích lệ Nghiên cứu sinh trong suốt quá
trình học tập và hoàn thành luận án.
Hà Nội, tháng 10 năm 2016
Tác giả luận án

Nguyễn Thị Minh Nguyệt


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................... 5
DANH MỤC BẢNG ......................................................................................... 7
DANH MỤC HÌNH .......................................................................................... 9
MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 11
1. Tính cấp thiết của đề tài luận án ............................................................. 11

2. Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................. 12
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án ............................................. 12
4. Những đóng góp mới của luận án ............................................................ 13
5. Phạm vi giới hạn của luận án ................................................................... 13
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................... 14
1.1. PHÂN LOẠI HỌC VÀ QUÁ TRÌNH TIẾN HÓA CỦA CHI BÔNG
GOSSYPIUM .............................................................................................. 14
1.1.1. Phân loại học cây bông ....................................................................... 14
1.1.2. Quá trình tiến hóa chất xơ và những đặc tính chất lƣợng xơ chính
của cây bông ................................................................................................... 15
1.2. ĐÁNH GIÁ NGUỒN TÀI NGUYÊN DI TRUYỀN VÀ PHÂN TÍCH
ĐA DẠNG DI TRUYỀN TRONG CHI BÔNG ......................................... 18
1.2.1. Sự đa dạng các chỉ tiêu hình thái và nông học của cây bông .......... 18
1.2.2. Đa dạng di truyền phân tử trong nguồn gen bông trồng trọt ......... 19
1.2.2.1. Nguồn gen bông lưỡng bội ................................................................. 19
1.2.2.2. Nguồn gen bông tứ bội ....................................................................... 20
1.3. MỘT SỐ KỸ THUẬT CHỈ THỊ PHÂN TỬ VÀ NHỮNG ỨNG
DỤNG TRÊN CÂY BÔNG ........................................................................ 22
1.3.1. Một số kỹ thuật chỉ thị phân tử chính trên cây bông ...................... 22
1.3.2. Sự phát triển của chỉ thị SSR và các cơ sở dữ liệu về chỉ thị phân tử
của cây bông ................................................................................................... 24
1.4. NGHIÊN CỨU LẬP BẢN ĐỒ LIÊN KẾT DI TRUYỀN VÀ BẢN ĐỒ
CÁC LOCUS QUY ĐỊNH CHẤT LƢỢNG XƠ Ở CÂY BÔNG .............. 27
1.4.1. Những nghiên cứu lập bản đồ liên kết di truyền ở cây bông trên thế
giới................................................................................................................... 27
1


1.4.2. QTL và những nghiên cứu lập bản đồ QTL chất lƣợng xơ ở cây
bông trên thế giới .......................................................................................... 31

1.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ CHỌN TẠO GIỐNG BÔNG TẠI
VIỆT NAM .................................................................................................. 40
CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
......................................................................................................................... 45
2.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU .................................................................. 45
2.1.1. Các giống bông nghiên cứu ................................................................ 45
2.1.2. Chỉ thị phân tử SSR ............................................................................ 46
2.1.3. Hóa chất và thiết bị thí nghiệm .......................................................... 47
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................. 48
2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................................ 49
2.3.1. Các phƣơng pháp theo dõi, đánh giá các thí nghiệm đồng ruộng.. 49
2.3.1.1. Phương pháp lựa chọn vật liệu .......................................................... 49
2.3.1.2. Phương pháp gieo trồng, chăm sóc, đánh giá nguồn vật liệu ........... 50
2.3.2. Phƣơng pháp phân tích di truyền bằng chỉ thị SSR ........................ 54
2.3.3. Phƣơng pháp lập bản đồ liên kết di truyền cây bông ...................... 56
2.3.4. Phƣơng pháp xác định chỉ thị phân tử SSR liên kết với locus kiểm
soát chất lƣợng xơ ở cây bông ...................................................................... 57
2.3.5. Các phƣơng pháp xử lý số liệu ........................................................... 57
2.3.5.1. Phương pháp xử lý thống kê .............................................................. 57
2.3.5.2. Phương pháp phân tích đa dạng di truyền bằng chỉ thị hình thái và
chỉ thị phân tử ................................................................................................. 57
2.3.5.3. Phương pháp lập bản đồ liên kết di truyền và bản đồ QTL chất lượng
xơ ..................................................................................................................... 59
2.3.5.4. Phương pháp vẽ bản đồ liên kết di truyền ........................................ 60
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 61
3.1. ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN BÔNG LÀM VẬT LIỆU PHỤC VỤ
NGHIÊN CỨU ............................................................................................ 61
3.1.1. Xác định đa dạng các nguồn gen bông bằng các chỉ tiêu hình thái 61
3.1.2. Xác định đa dạng di truyền của các nguồn gen bông bằng chỉ thị
2

SSR.................................................................................................................. 68
3.1.3. Nhận định về tiềm năng đa dạng di truyền của các nguồn gen bông
trong nghiên cứu............................................................................................ 75
3.2. LỰA CHỌN BỐ MẸ VÀ LAI TẠO, ĐÁNH GIÁ, CHỌN LỌC TỔ
HỢP LAI F1 THÍCH HỢP CHO NGHIÊN CỨU ....................................... 77
3.2.1. Chọn lọc nguồn vật liệu bố mẹ cho lai tạo ........................................ 77
3.2.2. Đánh giá khả năng kết hợp và ƣu thế lai của các con lai khác loài
giữa bông Luồi G. hirsutum và bông Hải đảo G. barbadense .................... 79
3.2.2.1. Đánh giá khả năng kết hợp chung và riêng của các giống bông bố mẹ
Luồi G. hirsutum và bông Hải đảo G. barbadense ......................................... 79
3.2.2.2. Mức độ ưu thế lai của các tổ hợp lai về năng suất, các yếu tố cấu
thành năng suất và chất lượng xơ bông .......................................................... 81
3.3. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ LIÊN KẾT DI TRUYỀN TRÊN HỆ GEN
CÂY BÔNG TỨ BỘI BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ.................................... 83
3.3.1. Các đặc điểm nông sinh học, các yếu tố cấu thành năng suất và chất
lƣợng xơ chính của cặp giống bố mẹ ........................................................... 83
3.3.2. Xác định các cặp mồi SSR cho đa hình giữa hai giống bông bố mẹ
L591 và HD138 .............................................................................................. 84
3.3.3. Lai tạo quần thể con lai F2 (L591 x HD 138) và gieo trồng, theo dõi
trên đồng ruộng ............................................................................................. 88
3.3.4. Phân tích phân ly di truyền của quần thể con lai F2 với chỉ thị SSR
......................................................................................................................... 89
3.3.5. Xây dựng bản đồ liên kết di truyền ở cây bông tứ bội sử dụng chỉ
thị phân tử SSR ............................................................................................. 91
3.3.6. So sánh bản đồ liên kết di truyền hệ gen cây bông tứ bội G.
hirsutum x G. barbadense sử dụng chỉ thị phân tử SSR ........................... 95
3.4. XÁC ĐỊNH CÁC QTL CHẤT LƢỢNG XƠ VÀ CÁC CHỈ THỊ SSR
LIÊN KẾT GẦN VỚI CÁC QTL................................................................ 98

3.4.1. Theo dõi, đánh giá một số chỉ tiêu cấu thành năng suất và chất
lƣợng xơ bông của quần thể con lai F2 (L591 x HD138)............................ 98
3.4.2. Xây dựng bản đồ QTL chất lƣợng xơ của quần thể con lai F2 (L591
3


x HD138)....................................................................................................... 102
3.4.3. Xác định các chỉ thị phân tử SSR liên kết gần với các QTL chất
lƣợng xơ ........................................................................................................ 113
3.4.4. Đánh giá tiềm năng ứng dụng các QTL kiểm soát chất lƣợng xơ và
các chỉ thị SSR liên kết QTL trong chọn tạo giống.................................. 115
3.4.5. 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 ..................... 120
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 124
KẾT LUẬN................................................................................................ 124
ĐỀ NGHỊ ................................................................................................... 125
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN
LUẬN ÁN ..................................................................................................... 126
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 127
PHỤ LỤC ...................................................................................................... 142

4


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ADN
ARN
AFLP

Chr.

cM

Acid Deoxyribo Nucleic
Acid Ribonucleic
Amplified Fragment Length
Polymorphism
Backcross Inbred Line
Bulked Segregant Analysis
Base pair
Cleaved Amplified Polymorphic
Sequences
Chromosome
CentiMorgan

CMD

Cotton Marker Database

CIM
CRM
cs.
CTAB
EST
GCA
GBS

Composite Interval Mapping
Comprehensive Reference Map

ISSR

H
HG%
LG
LOD
MAS
MABC

Inter-Simple Sequence Repeat
Observerd Heterogeneity
Rate of heterogeneous
Linkage group
Log of the odds ratio
Marker Assisted Selection
Marker Assisted Backcrossing

MSTĐ
NAM

Nested Association Mapping

BIL
BSA
bp
CAPS

Cetyltrimethylammonium bromide
Expressed Sequence Tag
General Combining Ability
Genotyping by sequencing

5

Axít Deoxyribonucleic
Axít ribonucleic
Đa hình chiều dài phân đoạn
đƣợc khuếch đại
Dòng nội phối lai trở lại
Phân tích phân ly nhóm
Cặp bazơ
Đa hình các phân đoạn nhân
bản đƣợc cắt giới hạn
Nhiễm sắc thể
Đơn vị khoảng cách bản đồ
liên kết di truyền
Cơ sở dữ liệu chỉ thị cây
bông
Lập bản đồ kết hợp
Bản đồ tham khảo
Cộng sự
Đoạn trình tự đƣợc biểu hiện
Khả năng phối hợp chung
Phân tích kiểu gen bằng giải
trình tự
Trình tự xen giữa các SSR
Hệ số dị hợp đƣợc quan sát
Tỷ lệ không đồng nhất
Nhóm liên kết
Chọn lọc nhờ chỉ thị phân tử
Chọn lọc dựa vào chỉ thị
phân tử và lai trở lại

Mã số tập đoàn
Lập bản đồ kết hợp lồng


NST
NSBX
NSLT
PCR
PIC
PTNN
QTL
qFE
qFL
qFS
qFU
qLP
qSF
R2
RAPD
REMAP
RIL
RFLP
RGA
SCA
SRAP
SSR
SNP
TBE
TGST
TRAP

UPGMA

Polymerase Chain Reaction
Polymorphism Information Content
Quantitative Trait Locus
Fiber Elongation QTL
Fiber Length QTL
Fiber Strength QTL
Fiber Uniformity QTL
Lint Percentage QTL
Short Fiber index QTL
Relative importance of a QTL
Randomly Amplified Polymorphic
DNA
Retrotransposon-Microsatellite
Amplified Polymorphism
Recombinant Inbred Line
Restriction Fragment Length
Polymorphism
Resistance Gene Analog
Specific Combining Ability
Sequence-Related Amplified
Polymorphism
Simple Sequence Repeat
Single Nucleotide Polymorphism
Tris-borate-EDTA
Target RegionAmplification
Polymorphism
Unweighted Pair- Group Method
with Arithmetical averages

6

Nhiễm sắc thể
Năng suất bông xơ
Năng suất lý thuyết
Phản ứng chuỗi tr ng hợp
Hệ số thông tin đa hình
Phát triển Nông nghiệp
Locus tính trạng số lƣợng
QTL độ giãn xơ
QTL chiều dài xơ
QTL độ bền xơ
QTL độ đều xơ
QTL tỷ lệ xơ
QTL chỉ số xơ ngắn
Tầm quan trọng tƣơng đối
của một QTL
Đa hình ADN đƣợc khuếch
đại ngẫu nhiên
Đa hình khuếch đại các vi
vệ tinh- yếu tố nhảy ngƣợc
Dòng nội phối tái tổ hợp
Đa hình chiều dài phân đoạn
giới hạn
Yếu tố tƣơng tự gen kháng
Khả năng phối hợp riêng
Đa hình khuếch đại các trình
tự liên quan
Trình tự lặp lại đơn giản
Đa hình nucleotid đơn

Thời gian sinh trƣởng
Đa hình khuếch đại các
v ng đích
Phƣơng pháp phân nhóm
với trung bình số học


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Tình hình sản xuất bông vải tại Việt Nam qua các năm và so với thế
giới ........................................................................................................ 41
Bảng 2.1. Danh sách các mẫu giống bông sử dụng trong nghiên cứu ............ 45
Bảng 2.2. Danh sách nhóm mồi SSR sử dụng trong nghiên cứu .................... 47
Bảng 2.3. Tiêu chuẩn phân cấp xơ bông theo các chỉ tiêu chất lƣợng xơ chính
............................................................................................................... 54
Bảng 2.4. Thành phần đệm chiết ..................................................................... 55
Bảng 2.5. Thành phần đệm rửa ....................................................................... 55
Bảng 3.1. Các đặc điểm nông sinh học, yếu tố cấu thành năng suất và chất
lƣợng xơ của các giống bông nghiên cứu ............................................. 62
Bảng 3.2. Thống kê mô tả các tính trạng nông sinh học, yếu tố cấu thành năng
suất và năng suất của 32 giống bông trong nghiên cứu ........................ 64
Bảng 3.3. Thống kê mô tả các tính trạng chất lƣợng xơ của 32 giống bông
trong nghiên cứu ................................................................................... 66
Bảng 3.4. Các chỉ tiêu về alen và hệ số thông tin đa hình PIC của các locus
SSR nhận biết trong 32 giống bông nghiên cứu ................................... 69
Bảng 3.5. Ma trận tƣơng đồng di truyền của các giống thuộc hai nhóm bông
Luồi G. hirsutum và bông Hải đảo G. barbadense khi sử dụng chỉ thị
phân tử SSR........................................................................................... 74
Bảng 3.6. Kết quả phân tích đa dạng di truyền 32 giống bông nghiên cứu bằng
chỉ tiêu hình thái và chỉ thị phân tử....................................................... 75
Bảng 3.7. Một số kết quả nghiên cứu về đa dạng di truyền trên nguồn gen cây

bông sử dụng chỉ thị ADN .................................................................... 76
Bảng 3.8. Danh sách các tổ hợp lai F1 ............................................................ 78
Bảng 3.9. Khả năng kết hợp chung trên một số tính trạng của các giống bông
bố mẹ ..................................................................................................... 80
Bảng 3.10. Khả năng kết hợp riêng của các tổ hợp lai ................................... 81
Bảng 3.11. Ƣu thế lai của các tổ hợp lai về năng suất và các yếu tố cấu thành

7


năng suất................................................................................................ 82
Bảng 3.12. Ƣu thế lai của các tổ hợp lai ở một số tính trạng chất lƣợng xơ . 82
Bảng 3.13. Các đặc điểm nông sinh học, năng suất, chất lƣợng xơ và đa dạng
di truyền của hai giống bông bố mẹ ...................................................... 84
Bảng 3.14. Kết quả phân tích đa hình hai giống bông bố mẹ với các chỉ thị
SSR ........................................................................................................ 87
Bảng 3.15. Phân bố số lƣợng locus SSR đa hình giữa hai giống bông L591 và
HD138 trên các nhiễm sắc thể của hệ gen cây bông ............................ 88
Bảng 3.16. Đặc điểm các nhóm liên kết trong bản đồ liên kết di truyền của
quần thể con lai F2 (L591 x HD138) ..................................................... 93
Bảng 3.17. Số lƣợng chỉ thị SSR tƣơng đồng trên hai bản đồ liên kết di truyền
xây dựng từ các quần thể F2 (G. hirsutum x G. barbadense) ............... 97
Bảng 3.18. Kết quả phân tích một số đặc điểm nông sinh học, yếu tố cấu
thành năng suất và chất lƣợng xơ của các cá thể F 2 (L591 xHD138) có
xơ bông siêu dài (*) ................................................................................ 99
Bảng 3.19. Các QTL liên quan đến chất lƣợng xơ đƣợc phát hiện bằng phần
mềm WinQTLCart 2.5 ........................................................................ 109
Bảng 3.20. Các chỉ thị phân tử SSR liên kết và khoảng cách tới QTL chất
lƣợng xơ trong nghiên cứu .................................................................. 114
Bảng 3.21. Kết quả đánh giá và chọn lọc các dòng bông mang QTL độ bền xơ

qFS-3 ................................................................................................... 122
Bảng 3.22. Kết quả đánh giá và chọn lọc một số dòng bông xơ rất dài và năng
suất cao ................................................................................................ 123

8


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Tiến hóa và mối quan hệ phát sinh chủng loại trong chi Gossypium
............................................................................................................... 15
Hình 1.2. Cây phát sinh chủng loại của hai loài bông thƣơng phẩm G.
hirsutum và G. barbadense ................................................................... 16
Hình 1.3. Sự đa dạng giữa chất lƣợng xơ của các loài Gossypium trong quá
trình chọn lọc tự nhiên và nhân tạo ....................................................... 17
Hình 1.4. Đa dạng các chỉ tiêu hình thái trong chi bông Gossypium spp. ..... 19
Hình 2.1. Sơ đồ các bƣớc triển khai thực hiện luận án ................................... 49
Hình 2.2. Sơ đồ các bƣớc lập bản đồ liên kết di truyền ở cây bông tứ bội bằng
chỉ thị phân tử SSR ............................................................................... 56
Hình 2.3. Sơ đồ các bƣớc xác định vị trí QTL chất lƣợng xơ và các chỉ thị
SSR liên kết gần với các QTL quan tâm............................................... 57
Hình 3.1. Ruộng gieo trồng, đánh giá các tính trạng nông sinh học của các
giống bông nghiên cứu .......................................................................... 61
Hình 3.2. Kết quả điện di sản phẩm PCR của các giống bông nghiên cứu với
chỉ thị BNL119 (a), BNL3992 (b) và NAU1201 (c) trên gel agarose
SFR 3,5% .............................................................................................. 68
Hình 3.3. Sự biến động về kích thƣớc alen của các locus SSR nghiên cứu ... 71
Hình 3.4. Sự phân bố của hệ số thông tin đa hình PIC với 38 chỉ thị SSR .... 71
Hình 3.5. Sự phân bố của hệ số tƣơng đồng di truyền Dice giữa 32 giống
bông nghiên cứu .................................................................................... 72
Hình 3.6. Ruộng gieo trồng đánh giá các chỉ tiêu nông sinh học và chất lƣợng

xơ của các con lai F1 (G. hirsutum x G. barbadense) ........................... 79
Hình 3.7. Ảnh điện di sản phẩm PCRcủa hai giống bông bố mẹ với các chỉ thị
SSR trên gel agarose SFR 3,5%............................................................ 86
Hình 3.8. Ruộng gieo trồng đánh giá các chỉ tiêu nông sinh học và chất lƣợng
xơ của thế hệ con lai F2 ......................................................................... 89
Hình 3.9. Kết quả phân tích sản phẩm PCR các cá thể con lai F2 (L591 x
HD138) với một số chỉ thị SSR trên gel agarose SFR 3,5% ................ 90
Hình 3.10a. Bản đồ liên kết di truyền cây bông tứ bội xây dựng từ quần thể

9


con lai F2 (L591 x HD138) với các chỉ thị SSR .................................... 92
Hình 3.10b. 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 .................................... 93
Hình 3.11. So sánh vị trí chỉ thị SSR trên NST số 6 và số 12 giữa hai bản đồ
liên kết di truyền cây bông tứ bội (F2: G. hirsutum x G. barbadense) . 96
Hình 3.12. Biểu đồ phân tích năng suất và các chỉ tiêu xơ bông chính của
quần thể con lai F2 (L591 x HD138) ................................................... 101
Hình 3.13. Các QTL liên quan đến chiều dài xơ đƣợc phát hiện bằng phần
mềm WinQTLCart 2.5_011 ................................................................ 104
Hình 3.14. Các QTL liên quan đến độ bền xơ đƣợc phát hiện bằng phần mềm
WinQTLCart 2.5_011 ......................................................................... 105
Hình 3.15. Các QTL liên quan đến độ đều xơ đƣợc phát hiện bằng phần mềm
WinQTLCart 2.5_011 ......................................................................... 106
Hình 3.16. Các QTL liên quan đến độ giãn xơ đƣợc phát hiện bằng phần mềm
WinQTLCart 2.5_011 ......................................................................... 107
Hình 3.17. Các QTL liên quan đến tỷ lệ xơ và chỉ số xơ ngắn đƣợc phát hiện
bằng phần mềm WinQTLCart 2.5_011 .............................................. 108
Hình 3.18a. 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) ................................. 111
Hình 3.18b. 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) ................................. 112
Hình 3.19. 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)
............................................................................................................. 118
Hình 3.20. Vị trí QTL kiểm soát độ bền xơ trên NST số 3 của hai bản đồ QTL
chất lƣợng xơ ở cây bông tứ bội (G. hirsutum x G. barbadense) ....... 119
Hình 3.21. Vị trí QTL kiểm soát độ đều xơ trên NST số 5 của hai bản đồ QTL
chất lƣợng xơ ở cây bông tứ bội (G. hirsutum x G. barbadense) ....... 119
Hình 3.22. Ruộng gieo trồng đánh giá các chỉ tiêu nông sinh học và chất
lƣợng xơ của các thế hệ con lai BC4F2................................................ 121
Hình 3.23. Kết quả phân tích sản phẩm PCR của các dòng BC4F2 với chỉ thị
BNL3989 trên gel agarose SFR3,5% .................................................. 121
10


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài luận án
Cây bông (Gossypium spp.) là loài cây lấy sợi đƣợc trồng rộng rãi ở
hơn 80 nƣớc trên thế giới. Với những đặc điểm nổi trội so với sợi nhân tạo là
thoáng khí, có khả năng thấm/ hút nƣớc cao, giữ ấm tốt, không gây kích ứng
da, sợi bông đã trở thành nguyên liệu quan trọng nhất cho ngành công nghiệp
dệt hiện đại. Hàng năm, tổng diện tích trồng bông trên thế giới vào khoảng
30- 35 triệu ha, tạo ra 120 triệu kiện bông xơ và đóng góp vào nền kinh tế thế
giới khoảng 500 tỉ USD [23][110]. Cải tiến năng suất và nâng cao chất lƣợng
xơ luôn là mục tiêu đầu tiên của các chƣơng trình chọn giống bông. Việc khắc
phục khó khăn do cơ sở di truyền hẹp của nguồn gen bông trồng trọt và mối
tƣơng quan di truyền nghịch giữa chất lƣợng xơ và năng suất cũng đƣợc các
nhà khoa học quan tâm nghiên cứu [39][73].

Mặc d cây bông đƣợc phát triển mạnh mẽ tại nhiều quốc gia trên thế
giới, song ở Việt Nam, diện tích trồng bông lại giảm sút. Một trong những
nguyên nhân dẫn đến thực trạng này là do các giống bông tại Việt Nam có
năng suất chƣa cao, chất lƣợng xơ bông thấp, dẫn đến việc ngay tại những
vùng sinh thái phù hợp nhất với cây bông nhƣ Ninh Thuận, ngƣời nông dân
cũng thay thế diện tích trồng bông để canh tác những loại cây trồng khác
mang lại giá trị kinh tế cao hơn nhƣ cây nho, các loại cây họ đậu... [111].
Chính vì vậy, mặc dù dệt may là một trong những ngành xuất khẩu dẫn đầu
của nƣớc ta, song nguồn nguyên liệu sợi bông cung cấp cho ngành dệt may
hiện nay đang phụ thuộc hoàn toàn vào nhập khẩu, nguyên liệu nội địa chỉ
đáp ứng đƣợc phần rất nhỏ (dƣới 2%) nhu cầu...
Trong thời gian gần đây, Nhà nƣớc đã ra nhiều chính sách ƣu tiên thúc
đẩy nghiên cứu, ứng dụng công nghệ sinh học trong cải tiến giống cây trồng.
Tuy nhiên, so với những cây trồng chính khác, những nghiên cứu trên đối

11


tƣợng cây bông tại Việt Nam vẫn còn rất ít, điều này đã làm hạn chế việc ứng
dụng rộng rãi những thành tựu khoa học tiên tiến trong cải tiến năng suất, chất
lƣợng cây bông. Chính vì những thực tế nêu trên, việc nghiên cứu sử dụng chỉ
thị phân tử SSR để xác định các QTL kiểm soát các tính trạng chất lƣợng xơ ở
cây bông phục vụ công tác chọn tạo giống bông chất lƣợng xơ tốt trên nền các
giống bông có năng suất cao sẽ mang lại hiệu quả ứng dụng tại Việt Nam.
2. Mục tiêu nghiên cứu
2.1. Mục tiêu chung:
Xác định đƣợc các chỉ thị phân tử SSR liên kết gần với các QTL
(Quantitative trait locus) chất lƣợng xơ và định hƣớng ứng dụng trong chọn
giống bông chất lƣợng xơ tốt và năng suất cao ở Việt Nam.
2.2. Mục tiêu cụ thể:

- 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 kết di truyền các locus SSR của giống
bông tứ bội ở Việt Nam.
- Xây dựng đƣợc bản đồ QTL kiểm soát chất lƣợng xơ và xác định các
chỉ thị SSR liên kết, trên cơ sở đó định hƣớng chọn những dòng bông tứ bội,
chất lƣợng xơ tốt, năng suất cao cho Việt Nam.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
Ý nghĩa khoa học:
Luận án 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 SSR liên kết 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. Đây chính là nguồn
tài liệu tham khảo bổ ích cho những nghiên cứu tƣơng tự trên cây bông.
Ý nghĩa thực tiễn:
12


- Những QTL chất lƣợng xơ và các chỉ thị phân tử liên kết là nguồn vật
liệu cho ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống bông chất lƣợng xơ tốt
tại Việt Nam.
- Kết quả nghiên cứu của luận án đã đóng góp nguồn vật liệu cho việc
phát triển các dòng/ giống bông thuần và bông lai phục vụ ngành bông trong
nƣớc.
4. Những đóng góp mới của luận án
- Luận án đã xây dựng đƣợc bản đồ liên kết di truyền các locus SSR
của cây bông tứ bội gồm 26 nhóm liên kết của cây bông tứ bội hệ gen AD.
- 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 kết nhằm ứng dụng trong chọn tạo
giống bông chất lƣợng xơ tốt nhờ sự trợ giúp của chỉ thị phân tử.

5. Phạm vi giới hạn của luận án
- Các thí nghiệm của luận án đƣợc tiến hành từ năm 2010 đến năm
2014 tại phòng thí nghiệm, hệ thống nhà lƣới, nhà kính, ruộng thí nghiệm của
Viện Di truyền Nông nghiệp, Hà Nội và Viện Nghiên cứu Bông và PTNN
Nha Hố, Ninh Thuận.
- Với điều kiện thời gian có giới hạn dành cho nghiên cứu sinh, bản đồ
liên kết di truyền và bản đồ QTL qui định các tính trạng chất lƣợng xơ bông
đƣợc xây dựng trên quần thể F2 và các chỉ thị SSR liên kết chặt với các QTL
chất lƣợng xơ đƣợc sử dụng khảo sát thế hệ BC4F2 nhằm phát hiện những cá
thể mang QTL chất lƣợng xơ tƣơng ứng phục vụ chọn giống bông chất lƣợng
xơ tốt trên nền giống năng suất cao.

13


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. PHÂN LOẠI HỌC VÀ QUÁ TRÌNH TIẾN HÓA CỦA CHI BÔNG
GOSSYPIUM
1.1.1. Phân loại học cây bông
Chi bông (Gossypium) bao gồm khoảng 50 loài phân bố ở những khu
vực khô cằn đến bán khô cằn thuộc vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Trong số
đó có 4 loài đƣợc thuần hóa để lấy sợi, hai loài từ lục địa Á- Phi và hai loài từ
Châu Mỹ. Các loài bông Gossypium có nhiều hình thái khác nhau và rất đa
dạng trong cách thức sinh sản và các đặc điểm thực vật học.
Nghiên cứu về hệ thống phân loại học của bông đƣợc Linnaeus (1953)
mô tả đầu tiên với tên Gossypium [45].
Theo cơ sở dữ liệu ITIS [Integrated Taxonomic Information System],
cây bông đƣợc phân loại nhƣ sau: Giới thực vật – Plantae; Ngành hạt kín –
Magnoliophyta; Lớp hai lá mầm – Magnoliopsida; Bộ bông – Malvales; Họ
bông – Malvaceae; Chi bông – Gossypium [114]

Trong số 50 loài đƣợc nhận dạng trong chi hai lá mầm Gossypium của
họ bông Malvaceae có khoảng 45 loài lƣỡng bội, 5 loài còn lại là dạng dị tứ
bội (hay còn gọi là đa bội khác loài- allopolyploid) [25]. Các loài lƣỡng bội
với 2n= 26 NST thuộc 8 nhóm hệ gen ký hiệu từ A- G và K. Các loài tứ bội
với 2n= 4X= 52 NST thuộc nhóm hệ gen AD [93]. 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.
Các nghiên cứu về hệ thống phát sinh cho rằng dạng dị tứ bội AD sơ
khai từ sự kiện đa bội hóa xảy ra ở thời điểm 1-2 triệu năm trƣớc có liên quan
đến 5 loài dị tứ bội hiện nay. Mối liên quan về hệ gen trong phân loại ở chi
Gossypium đƣợc mô tả ở Hình 1.1.

14


Tổ tiên dạng lƣỡng bội
(6-11 triệu năm trƣớc)
AA

DD

Cựu Thế giới
n=13
(các NST lớn)

X

Tân Thế giới

n=13
(các NST nhỏ)

Đa bội hóa
(1-2 triệu năm trƣớc)
AADD
Dạng tứ bội Tân Thế giới
n=26
(13 NST lớn + 13 NST nhỏ)

Hình 1.1. Tiến hóa và mối quan hệ phát sinh chủng loại trong chi
Gossypium
[93]
1.1.2. Quá trình tiến hóa chất xơ và những đặc tính chất lƣợng xơ chính
của cây bông
Quá trình thuần hoá cây bông đã dẫn đến những biến đổi rõ rệt về hình
thái: giảm tầm vóc cây, mất tính nhạy cảm quang chu kỳ, mất trạng thái ngủ
của hạt giống, đặc biệt là cải thiện đáng kể sự thích nghi, chiều dài và chất
lƣợng sợi. Hiện nay, các giống bông G. hirsutum chiếm hơn 90% bông trồng
trên toàn thế giới đã lan rộng từ ngôi nhà tổ tiên của mình ở Trung Mỹ tới hơn
80 quốc gia trên cả hai bán cầu.
Quá trình phát triển chất xơ của hầu hết các loài bông hoang dại đều
tƣơng tự nhau, với độ giãn xơ chấm dứt vào khoảng 2 tuần sau khi nở quả.
Kéo dài thời kỳ giãn xơ chính là sự kiện tiến hóa quan trọng xảy ra ở tổ tiên
15


chung của hai nhóm bông lƣỡng bội giúp hình thành bông có sợi dài. Cây
phát sinh chủng loại của hai loài bông thƣơng phẩm cho thấy thời kỳ giãn xơ
đƣợc kéo dài thêm trong quá trình thuần hóa ở bông đa bội khác loài (Hình

1.2) [92].
Sự thay đổi về hình thái hạt trichome (chất xơ) ở chi Gossypium thể
hiện sự khác biệt khá rõ giữa 50 loài hoang dại và trồng trọt. Hình 1.3 minh
họa hình thái chất xơ ở giai đoạn trƣởng thành của các loài hoang dại và trồng
trọt ở cả dạng lƣỡng bội và dạng đa bội khác loài. Trong giai đoạn đầu, sợi
tƣơng tự nhau ở tất cả các loài, nhƣng sự thay đổi diễn ra trong suốt quá trình
sơ cấp và thứ cấp đã dẫn đến hình thái sợi trƣởng thành khác nhau [92].

Hình 1.2. Cây phát sinh chủng loại của hai loài bông thƣơng phẩm G.
hirsutum và G. barbadense
[92]
16


Hình 1.3. Sự đa dạng giữa chất lƣợng xơ của các loài Gossypium trong
quá trình chọn lọc tự nhiên và nhân tạo
(Chú thích: Cult.: loài trồng trọt, Wild: loài hoang dại) [92]

Các tính trạng quan trọng làm nên chất lƣợng sợi bông bao gồm chiều
dài xơ, độ bền xơ, độ mịn xơ, độ đều xơ và độ giãn xơ. Di truyền của các tính
trạng chất lƣợng xơ cây bông có thể đƣợc quy định bởi đơn gen với ảnh
hƣởng rõ rệt của một gen riêng biệt và đa gen với ảnh hƣởng cộng gộp của
các gen. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh di truyền các tính trạng xơ bông
đƣợc quy định chủ yếu bởi đa gen và đều chịu ảnh hƣởng bởi tƣơng tác cộng
gộp gen với một số gen chiếm ƣu thế. Các nghiên cứu cũng cho thấy mối liên
quan giữa các tính trạng chất lƣợng xơ với nhau. Chiều dài xơ là tính trạng xơ
quan trọng nhất giúp sợi có thể chồng tiếp lên nhau dẫn đến độ bền sợi tốt
hơn. Độ mịn xơ cũng là tính trạng quan trọng ảnh hƣởng đến độ bền xơ. Độ
mịn của bông tốt thì mặt cắt ngang có nhiều sợi hơn dẫn đến độ bền xơ cao
hơn. Tăng chiều dài xơ để cải thiện độ bền xơ cũng đã đƣợc chứng minh vì

sợi dài sẽ tạo ra lực cản ma sát lớn hơn với lực từ bên ngoài giúp kiểm soát độ
bền sợi [15].
17


Các chỉ số quan trọng của chất lƣợng xơ bông đƣợc đánh giá thông qua
hiệu suất kéo sợi. Trong các tính trạng chất lƣợng xơ thì chiều dài, độ bền và
độ mịn đóng góp nhiều nhất tới giá trị bông. Chiều dài xơ là chỉ tiêu cơ bản
để đánh giá chất lƣợng bông trong thƣơng mại và ngành công nghiệp dệt may
cao cấp. Độ bền xơ là yếu tố quan trọng thứ hai và quyết định độ bền sợi
bông. Sự phát triển nhanh chóng của công nghiệp sợi hiện đại đòi hỏi chất
lƣợng xơ bông ngày càng tốt hơn. Chính vì vậy, cải tiến năng suất và chất
lƣợng sợi luôn là những mục tiêu đầu tiên của các chƣơng trình chọn giống
bông trên toàn thế giới. Việc phát triển các giống bông xơ dài và độ bền cao là
rất cần thiết để phù hợp với tiêu chuẩn máy kéo sợi hiện đại hiện nay. Ngoài
ra, độ mịn xơ, độ đều xơ và độ giãn xơ cũng là những tính trạng đƣợc quan
tâm trong nỗ lực cải tiến chất lƣợng xơ bông: độ mịn xơ là thƣớc đo tƣơng đối
về kích thƣớc, đƣờng kính, độ nhỏ của sợi vàđộ mịn của sợi; độ đều xơ biểu
thị độ đồng nhất của xơ bông; độ giãn xơ là sự kéo dài của bó sợi [15].
1.2. ĐÁNH GIÁ NGUỒN TÀI NGUYÊN DI TRUYỀN VÀ PHÂN TÍCH
ĐA DẠNG DI TRUYỀN TRONG CHI BÔNG
1.2.1. Sự đa dạng các chỉ tiêu hình thái và nông học của cây bông
Cây bông (Gossypium spp) có đa dạng di truyền rất rộng về các chỉ tiêu
hình thái, sinh lý và nông học. Đa dạng di truyền trong chi Gossypium rất
phong phú với nhiều đặc tính quan trọng đƣợc áp dụng trong chọn giống nhƣ
cấu trúc thực vật, lông tơ và màu sắc thân, dạng phiến lá, màu sắc hoa, màu
phấn hoa, hình dạng hạt, chất lƣợng xơ, tiềm năng năng suất, tính chín sớm,
ảnh hƣởng quang chu kỳ và chống chịu với những điều kiện bất lợi của môi
trƣờng (Hình 1.4). Sự đa dạng kiểu hình rộng cho thấy tính mềm dẻo của cây
bông và tiềm năng sử dụng rộng rãi nhƣ vật liệu khởi đầu trong các chƣơng

trình chọn giống [10].

18


Hình 1.4. Đa dạng các chỉ tiêu hình thái trong chi bông Gossypium spp.
[10]
(A)- màu sắc phấn hoa, màu sắc cánh hoa, đốm hoa và dạng lá; (B)- quả chín ở các loài
lƣỡng bội và (C)- quả chín ở các loài tứ bội

1.2.2. Đa dạng di truyền phân tử trong nguồn gen bông trồng trọt
1.2.2.1. Nguồn gen bông lưỡng bội
Đa dạng di truyền nguồn gen bông lƣỡng bội hệ gen A đã đƣợc nhiều
tác giả nghiên cứu sử dụng chỉ thị phân tử [33][42][43][57][67]. Khoảng cách
di truyền giữa 39 giống bông G. arboreum khi phân tích với các chỉ thị SSR
dao động từ 0,13- 0,42 cho thấy sự tồn tại đa dạng di truyền ở nguồn gen
bông lƣỡng bội A rộng hơn so với nguồn gen trồng trọt G. hirsutum [57].
Kebede và cs. (2007) đã công bố mức độ đa dạng khi nghiên cứu trên bông hệ
19


gen A, dao động từ 0,03- 0,20 trong nhóm bông G. herbaceum và từ 0,020,18 trong nhóm bông G. arboreum [43]. Trên thực tế, G. arboreum phát sinh
từ một dạng G. herbaceum ở Ấn Độ và có một sự chuyển vị trí NST tƣơng hỗ
trong hệ gen G. arboreum so với G. herbaceum [33]. Đa dạng di truyền phát
hiện bởi chỉ thị SSR ở các giống G. arboreum cao hơn so với các giống G.
herbaceum, chỉ ra sự khác nhau trong hệ gen của hai loài gần gũi.
Rahman và cs. (2008) khi nghiên cứu 32 mẫu giống G. arboreum của
Pakistan với chỉ thị RAPD đã xác định đa dạng di truyền giữa các mẫu giống
nghiên cứu là khoảng 53% và nhận biết đa dạng di truyền hẹp giữa các giống
G. arboreum trồng trọt so với những giống hoang dại [67]. Kết quả tƣơng tự

cũng đƣợc ghi nhận trong công bố của Kantartzi và cs. (2009) khi phân tích
96 mẫu giống G. arboreum với các chỉ thị SSR và thu đƣợc khoảng cách di
truyền lên đến 51% giữa những mẫu giống có cách biệt địa lý [42].
1.2.2.2. Nguồn gen bông tứ bội
(1) Nguồn gen bông Luồi G. hirsutum
Kết quả của những nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử hiện đại nhƣ
isozyme, RAPDs, RFLPs, AFLPs và SSRs nhìn chung đều cho thấy mức độ
đa dạng di truyền thấp trong các giống bông Luồi. Khoảng cách di truyền
đƣợc báo cáo giữa các giống bông Luồi nằm trong khoảng 0,01- 0,28 [12].
Gần đây, một số lƣợng lớn các giống G. hirsutum và những mẫu giống
ngoại lai từ bộ sƣu tập nguồn gen bông Uzbek đã đƣợc phân tích với các chỉ
thị SSR một lần nữa đã khẳng định cơ sở di truyền hẹp của bông Luồi (với
khoảng cách di truyền (GD) khoảng 0,005-0,26) và cung cấp chứng cứ bổ
sung cho sự xuất hiện của một “nút cổ chai” di truyền trong các sự kiện thuần
hóa giống bông Luồi ở mức độ phân tử [12][13][39].
Tuy nhiên, một số nghiên cứu trên nguồn gen bản địa G. hirsutum đã
thu đƣợc đa dạng di truyền khá cao khi phân tích bằng chỉ thị SSR và RAPD
20


[14][48][58][76]. Điều này cho thấy vẫn tồn tại đa dạng di truyền có lợi trong
các nguồn tài nguyên bông Luồi trồng trọt và ngoại lai. Đánh giá mức độ đa
dạng di truyền phân tử và khai thác hiệu quả trong chƣơng trình chọn giống sẽ
giải quyết mối quan tâm hiện nay về cơ sở di truyền hẹp của những giống
bông Luồi đang đƣợc trồng rộng rãi [38].
(2) Nguồn gen bông Hải đảo G. barbadense
Đa dạng di truyền phân tử trong các mẫu giống G. barbadense cũng đã
đƣợc nghiên cứu sử dụng chỉ thị phân tử nhƣ allozymes và AFLPs
[9][91][94]. Kết quả phân tích cũng cho thấy cơ sở di truyền hẹp trong các
mẫu giống G. barbadense, với khoảng cách di truyền 7- 11%, gần với kết quả

nghiên cứu trong các nguồn tài nguyên bông Luồi [9][94]. Tuy nhiên, nghiên
cứu của Boopathi và cs. (2008) đã xác định đƣợc một cặp mẫu giống G.
barbadense rất đa dạng khi phân tích với chỉ thị SSR, đây là nguồn gen hữu
ích cho chọn giống bông Pima chất lƣợng cao [20]. Gần đây, De Almeida và
cs. (2009) đã nhận biết đa dạng di truyền khá cao giữa các quần thể G.
barbadense đang bảo tồn in situ ở hai bang của Braxin. Điều này cho thấy đa
dạng di truyền đƣợc bảo tồn in situ cần đƣợc tiếp tục duy trì ex situ để đảm
bảo lƣu giữ lâu dài bộ sƣu tập giống [26]. Nhiều đa dạng di truyền hữu ích
trong các bộ sƣu tập nguồn gen G. barbadense hiện vẫn đƣợc bảo tồn ex situ
trên toàn thế giới (Uzbekistan, Nga, Trung Quốc, Hoa Kỳ và Ai Cập) [96].
Đa dạng di truyền của 61 giống bông màu (40 giống bông màu nâu và
21 giống bông màu xanh) đã đƣợc Sun và cs. (2009) phân tích với các chỉ tiêu
nông học và chỉ thị SSR. Tổng số 244 alen từ 66 locus SSR đa hình đã đƣợc
phát hiện giữa các giống bông nghiên cứu. Số lƣợng các alen/ locus SSR thu
đƣợc dao động từ 2- 12, với trung bình là 5,21. Chỉ số PIC là 0,36- 0,89, với
trung bình là 0,72. Tác giả cũng nhận thấy nền di truyền hẹp trong những
giống bông có màu ở những tính trạng tiềm năng [82].
He và cs. (2010) đã sử dụng 132 chỉ thị SSR trải đều trên hệ gen
bôngđể phân tích kiểu gen quần thể tự nhiên bao gồm 92 mẫu bông đã ghi
21