Báo cáo kết quả đề tài nghiên cứu nghiên cứu chọn giống và phát triển mạng lưới nhân giống lúa tỉnh hậu giang 2004 2006

BÁO CÁO KẾT QUẢ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu chọn giống và phát triển mạng lưới nhân
giống lúa tỉnh Hậu Giang 2004-2006
Mục Lục
I.

MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1

II. TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI
NƯỚC................................................................................................................... 3
1.
2.
3.

Cây lúa trong chiến lược an toàn lương thực của thế giới và Việt Nam ................3
Lúa Lai................................................................................................................3
Phẩm chất dinh dưỡng........................................................................................4

4.

Cải tiến phẩm chất hạt ........................................................................................5
4.1. Phẩm chất xay chà .........................................................................................6

4.2. Phẩm chất cơm...............................................................................................8
5. Hương vị của gạo .............................................................................................15
5.1. Nghiên cứu gen mùi thơm (fragrance gene) ................................................15
5.2. Các phương pháp đánh giá mùi thơm ..........................................................16
6. Cải tiến giống kháng bệnh................................................................................16
7. Cây lúa chuyển gen và vấn đề an toàn sinh học:..............................................18
8.

Chỉ thị phân tử ..................................................................................................20

III. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................. 23
1.
2.
3.

Vật Liệu:...........................................................................................................23
Địa điểm ...........................................................................................................24
Phương pháp.....................................................................................................25

IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................. 31
1.

Công nghệ hạt giống.........................................................................................31
1.1. Chọn dòng mới với tên gọi giống Hậu Giang (HG) ....................................31
1.2. Phân tích sức khỏe hạt giống .......................................................................33
2.2. Sự ổn định năng suất....................................................................................37
2.2.1 Khảo nghiệm diện rộng các giống có triển vọng vụ Hè Thu 2004..............37
2.2.2 Khảo nghiệm năng suất trên vụ Đông Xuân 2005.......................................40
2.2.3 Khảo nghiệm năng suất các giống vụ Hè Thu 2005 ....................................44
2.2.4 Khảo nghiệm năng suất vụ Đông Xuân 2006 ..............................................46

3.

Phẩm chất của các giống lúa ............................................................................50
1

3.1. Phẩm chất Vụ Hè Thu 2004.........................................................................50
3.2. Phân tích phẩm chất vụ Đông Xuân 2004-2005 ..........................................52
3.3. Đánh giá phẩm chất cơm .............................................................................55
4.
5.

Trình diễn mô hình năng suất...........................................................................58
Tình hình sâu bệnh trên các giống khảo nghiệm..............................................60
5.1. Đánh giá kiểu hình .......................................................................................60

5.2. Đánh gía bệnh bạc lá bằng phân tử ..............................................................63
6. Đánh giá mức độ phân bón trên các giống .......................................................65
6.1. Phân bón trong vụ Hè Thu ...........................................................................65
6.2. Đánh giá phân bón trong vụ Đông Xuân .....................................................66
7. So sánh kết quả khảo nghiệm các tỉnh so với Hậu Giang ................................66
8. Cung cấp các dòng trong những năm vừa qua và những năm tới 2006.............67
9. Diện tích các giống lúa được áp dụng rộng......................................................69
10. Xây dựng mạng lưới nông dân .........................................................................70
11. Đánh giá hiệu quả của đề tài ............................................................................82

V.

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ....................................................................... 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 90
PHỤ LỤC .........................................................................................................pl-1

2

BÁO CÁO KẾT QUẢ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu chọn giống và phát triển mạng lưới nhân
giống lúa tỉnh Hậu Giang 2004-2006
Nguyễn Thị Lang (1), Bùi Thị Dương Khuyều (1), Phạm Hoài An (2), Lê Hoàng
Ấu (3), Huỳnh Thành Hữu (4), Trần Văn Tuấn (5), Bùi Chí Bửu (1)
1. Viện Lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long
2. Trung Tâm Khuyến Nông Tỉnh
3. Trạm Khuyến Nông Huyện Phụng Hiệp
4. Trạm khuyến nông huyện Long Mỹ
5. Trạm khuyến nông huyện Châu Thành A

I. MỞ ĐẦU
Tỉnh Hậu Giang có diện tích tự nhiên 160.720ha, đất nông nghiệp chiếm 92%
diện tích tự nhiên (Nguyễn Văn Đồng, 2004). Giá trị sản xuất toàn ngành tăng bình
quân 9,42% năm. Trong đó giá trị nông nghiệp tăng 8,55%. Tỉnh Hậu Giang đã hình
thành được vùng lúa chất lượng cao, đặc sản 70.000 ha, với lợi thế tự nhiên của vùng
phù sa sông Hậu đã góp phần bồi tụ cho tỉnh Hậu Giang có chất lượng gạo ngon, đậm
đà của vùng phù sa sông Hậu. Việc lai tạo ra giống lúa mới trên cơ sở kết hợp phương
pháp truyền thống và công nghệ sinh học, kháng sâu bệnh hại chính, chống chịu khô
hạn, mặn, phèn, phẩm chất gạo tốt, hoặc có hương vị đặc sản (thơm ngon), là mục tiêu
chính của đề tài. Bên cạnh mục tiêu chính, còn mục tiêu phụ là xây dựng nguồn lực để
tạo ra hạt giống tốt đó là việc làm cần thiết và nhiều hiệu quả. Chúng tôi mong muốn
đây là một trong các biện pháp tổng hợp để sản xuất nông nghiệp của Hậu Giang đạt
mục tiêu chung trong quá trình tiến đến phát triển nông nghiệp bền vững, lợi tức của
nông dân không ngừng gia tăng. Do đó, đề tài đã được sự quan tâm hợp tác của nhiều
đơn vị từ tỉnh đến huyện, nông dân trong mạng lưới khảo nghiệm đánh giá giống lúa
của tỉnh. Bên cạnh đó, sự phát triển của cơ sở vật chất khá tốt của hệ thống sản xuất
giống của Tỉnh Hậu Giang còn không ít khó khăn đã tạo rất nhiều điều kiện thuận lợi
cho đề tài trong quá trình triển khai.

Chúng tôi hi vọng rằng, kết quả của đề tài này sẽ góp phần cải tiến hiện trạng
sản xuất lúa gạo của Tỉnh trong công cuộc xây dựng của tỉnh nhà.

1


MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Xây dựng vùng sản xuất hạt giống lúa cấp xác nhận với những nông dân được
lựa chọn.
Cung cấp hạt giống tác giả, giống lúa nguyên chủng cho 5 điểm khảo nghiệm
(một điểm 1000m2) và 3 điểm trình diễn bao gồm 20 ha.
Tập huấn nông dân và cán bộ khuyến nông trong mạng lưới sản xuất giống đưa
năng suất tăng 5% trong vùng mục tiêu (trung bình 5 tấn/ha).
NỘI DUNG
Nội dung 1: Công nghệ hạt giống: cung cấp đủ cho 20 ha giống gốc và giống
nguyên chủng Jasmine 85 và OM4495.
Nội dung 2: Khảo nghiệm và chọn lọc các giống có phẩm chất tốt, năng suất cao
phù hợp cho từng vùng sinh thái.
Nội dung 4: Xây dựng trình diễn 20ha.
Nội dung 5: Tập huấn nâng cao kiến thức cán bộ giới thiệu các phương pháp
mới trong công nghệ.
Nội dung 6: Cung cấp giống lúa tác giả (100 kg) cho tỉnh.

2


II. TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ
NGOÀI NƯỚC
1. Cây lúa trong chiến lược an toàn lương thực của thế giới và Việt Nam
Lúa là cây lương thực rất quan trọng nuôi sống khoảng 40 % dân số thế giới,

có khoảng 3 tỷ trên tổng số 5,5 tỷ người sống nhờ vào lúa gạo. Sản lượng lúa tăng gấp
đôi từ năm 1966-1990 nhờ các giống tạo được bằng phương pháp lai truyền thống.
Cần tăng ít nhất gấp đôi sản lượng lương thực, đặc biệt là lúa gạo để đáp ứng nhu cầu
dân số đến năm 2050. Các điều kiện bất lợi của môi trường như hạn, mặn, ngập, độc
tố, thiếu dinh dưỡng, khoáng…và cỏ dại, dịch sâu bệnh đã gây thiệt hại chiếm tỷ lệ lớn
đối với khoảng 5 tỷ tấn lương thực sản xuất hàng năm, thí dụ dịch sâu bệnh gây giảm
sản lượng ít nhất 1/3 trong tổng sản lượng, chưa kể 32 tỷ đô-la hàng năm chi phí cho
việc sử dụng thuốc hoá học phòng trừ sâu bệnh (James, 1997). Hiện nay, người ta thấy
rằng chỉ bản thân công nghệ truyền thống sẽ không thể bảo đảm sản lượng lương thực
gấp đôi trong tương lai và công nghệ sinh học sẽ là một thành phần quan trọng trong
chiến lược an toàn lương thực toàn cầu. Bên cạnh việc giáo dục đề ra các chính sách
nhằm làm giảm tỷ lệ tăng dân số, việc ứng dụng công nghệ sinh học hiện đại nhằm
tăng sản lượng lúa là điều rất cần thiết. Dự báo công nghệ sinh học hiện đại ứng dụng
ở cây lúa sẽ làm tăng sản lượng lúa ở châu Á từ 10-25 % trong vòng 10 năm tới
(Kendall, 1997).
Ở Việt Nam, cây lúa cũng là lương thực chủ yếu đóng góp một phần đáng kể
nền kinh tế quốc dân. Sản lượng lúa là điều rất cần thiết. Tuy nhiên, trong quá trình
sản xuất lúa có lúc có nơi sự thiệt hại năng suất là khá lớn do dịch sâu bệnh, rầy. Sâu
thường phát sinh mạnh vào đầu tháng 9 và tháng 11, gây thiệt hại nặng vào cuối tháng
12. Sâu đã gây hại nặng các trà lúa mùa địa phương với tỷ lệ chết đọt có khi lên đến
40%, có năm đã làm mất trắng khoảng 3.000-5.000 ha, năng suất thất thu gần 30% tại
các vùng bị nhiễm sâu nặng. Sâu đục thân và sâu cuốn lá cũng gây hại nặng trên một
số giống lúa ngắn ngày như OM2301, ĐS20, VNĐ95-20 (Lương Minh Châu, 2002).
Viện Nghiên Cứu Lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long đã thực hiện một số nghiên cứu về
sự phát sinh và phát triển của sâu, sự thiệt hại năng suất do sâu trên các vùng lúa mùa
và biện pháp phòng trừ. Vì vậy, để duy trì và tăng sản lượng lúa hơn nữa, công tác
giống kháng sâu là một trong những yêu cầu cần được quan tâm.

2. Lúa Lai
Ngoại trừ Trung Quốc, diện tích lúa lai hiện phát triển 1,5 triệu ha. Người ta

dự kiến nó sẽ tăng lên 4 triệu ha vào năm 2010. Năng suất lúa lai hiện vượt cao hơn
năng suất lúa thuần 15-20%. Năng suất hạt lai đạt trung bình 1 tấn/ha, biến động 0,54,0 tấn/ha. Cho đến nay, nguồn bất dục đực tế bào chất chủ yếu là WA và các nguồn
3


cung cấp TGMS. Hạn chế chính của lúa lai là phẩm chất gạo kém, năng suất hạt lai
thấp, giá thành hạt giống còn cao. Các báo cáo khoa học tập trung cải tiến phẩm chất
hạt, kháng sâu bệnh và chống chịu stress phi sinh học. Nhiều báo cáo đề cập đến ứng
dụng công nghệ sinh học như nuôi cấy túi phấn, sử dụng marker phân tử, phân tích
QTL kiểm soát hiện tượng “gene blocks” (gen bị khóa, không thể hiện) đối với ưu thế
lai, tỉ lệ thụ phấn chéo. Bên cạnh đó, còn có những nghiên cứu về định tính các DNA
trong ty thể bộ có liên quan đến đa dạng di truyền tế bào chất. Một số báo cáo về
chuyển gen Xa-21, có phổ kháng rộng đối với bệnh bạc lá, gen BT kiểm soát sâu đục
thân, gen chitinase kiểm soát bệnh đốm vằn. Công nghệ di truyền: tổng hợp
“apomictic behavior” trong con lai dị hợp tử cũng được đề cập, mặc dù việc tìm kiếm
hiện tượng “apomixis” không thành công trên cây lúa. Họ tập trung dòng hóa các gen
điều khiển tính trạng này trên các loài khác, sử dụng biện pháp chuyển nạp gen để đưa
nó vào lúa lai.
Ở Ấn Độ, hiện có 23 giống lúa lai chủ lực được thương mại hóa (Viraktamath,
DRR, Hyderabad). Diện tích lúa lai phát triển 750.000 ha. Nguyên nhân thành công của
lúa lai Ấn Độ phải kể đến sự đóng góp của 20 công ty tư nhân, với 6.000 ha nhân giống,
cung cấp 12.100 tấn hạt F1, lợi nhuận mang lại đạt 600-1000 USD/ha. Họ thông báo hiện
nay, 95% hạt giống do công ty tư nhân sản xuất, với hơn 8.000 ruộng trình diễn.
Ở Philippines, diện tích lúa lai phát triển được 200.000 ha. Họ tổ chức 20 hợp
tác xã sản xuất hạt giống đáp ứng 60% nhu cầu của cả nước. Bên cạnh đó, có những
công ty rất lớn như Monsanto, HyRice cũng vào cuộc. Nhóm khoa học gia thảo luận
trong tiểu ban này đồng thống nhất quan điểm: nếu không sản xuất thành công hạt
giống lai (tư nhân hóa, xã hội hóa) thì việc phát triển lúa lai sẽ bị trở ngại rất lớn.

3. Phẩm chất dinh dưỡng

Xu thế chung của các nước trồng lúa cho chiến lược sắp tới là giải quyết dinh
dưỡng cho người sử dụng lúa gạo là nguồn năng lượng cung cấp chính thức hàng ngày.
Công trình nghiên cứu của Apichai Vanavichit và ctv., ĐH Kasetsart, Thái
Lan và JIRCAS, Nhật, về dòng hóa gen Os2AP, điều khiển tính trạng mùi thơm (2acetyl-1-pyrroloine và gamma aminobutyric acid) trong cây lúa. Đây là gen có 15
exon, mã hóa 503 amino acid, tương đồng rất cao với betaine-aldehyde
dehydrogenase.
Melissa Fitzgerald, IRRI, đề xuất nhiều phương án để tối đa hóa mức độ an
toàn về dinh dưỡng cho người ăn cơm là nguồn lương thực chính. Tinh bột có 3 tiêu
chuẩn: tiêu hóa nhanh, hoặc tiêu hóa chậm, hoặc không tiêu hóa. Di truyền của những
tính trạng như vậy phải được nghiên cứu nhiều hơn.
“Lúa vàng - Một thế hệ mới” là tựa đề do Rhian Howells và ctv. thuộc tổ chức
Syngenta trình bày. Chiến lược “biofortification” phải được xem xét một cách đầy đủ
4


về trách nhiệm của chính phủ ở các nước đang phát triển. Có 100-200 triệu trẻ em hiện
đang bị thiếu vitamin A. Giống lúa giàu beta-caroten đã được tạo ra thành công ở Việt
Nam, Thái Lan, Philippines, Ấn Độ, Trung Quốc,... thông qua phương pháp chuyển
nạp gen mục tiêu của một loài vi sinh vật. Đó là một tiềm năng rất lớn vẫn còn đang
chờ các quyết định của chính phủ. Hội nghị dự kiến đến cuối 2006 sẽ phát triển ở
Trung Quốc và các nước còn lại trong dự án. Cùng thời gian tổ chức hội nghị di
truyền, tiểu bang “HarvesPlus Rice Crop” và “Humanitarian Board” đã họp mặt tại
IRRI, nhằm kiểm điểm công việc đang triển khai và hoạch định chương trình cho năm
sau, tập trung nội dung lúa vàng và lúa giàu sắt, giàu dinh dưỡng vi lượng. Viện Lúa
ĐBSCL là một thành viên.
Jianmin Wan và ctv., CAAS, Trung Quốc, công bố kết quả nghiên cứu phẩm
chất hạt thông qua việc thiết lập bản đồ QTL. Có tất cả 143 QTL ảnh hưởng đến 19
tính trạng phẩm chất hạt. Trong đó có những tính trạng quan trọng như amylose, độ
bạc bụng, hàm lượng protein, độ mềm cơm khi nấu chín.
Lúa lai cũng được nghiên cứu rất chi tiết về cải tiến phẩm chất hạt. Sam Sun,

đại học Hồng Kông, nghiên cứu LRP, protein giàu leucine của đậu rồng, dòng hóa gen
này và chuyển vào lúa lai, bên cạnh việc cải tiến hàm lượng amylose. Tác giả đã dòng
hóa phân tử mRNA và thiết lập bộ sưu tập EST cho hạt lúa lai và thực hiện “profiling”
biểu thị sự thể hiện của 44 gen điều khiển tính trạng tinh bột, protein, tổng hợp và biến
dưỡng lysine trong qúa trình hình thành hạt thóc của cây lúa.
KK Rasmussen và ctv., đại học Nông Nghiệp Hoàng Gia, Đan Mạch, đã
nghiên cứu ở mức độ “proteomic” về tính trạng phytic acid của hạt thóc. Tính trạng
này đã làm cho 34% phụ nữ ở Việt Nam ở tuổi sinh sản mắc hội chứng anemia do
thiếu sắt. Một đột biến gen LPA của Trung Quốc trên giống lúa trồng, điều khiển hàm
lượng phytic acid thấp là sự kiện khoa học rất quan trọng trong vài năm gần đây. Tổng
số 86 protein của hạt lúa được phân lập có kích thước đại phân tử: 6 kD–103 kD. 80%
trong số đó được xác định bởi ít nhất 2 “tryptic peptide hits”. 56% protein có 4 hoặc
lớn hơn 4 “hits”. Protein OsTIP3 và LEA3 và nhiều enzyme có tính chất “proteolytic”
+ thể ức chế đều có mặt trong giai đoạn PSV, nhưng không có enzyme phân hủy
phytate hiện diện trong tinh thể globoid của tinh bột.
Viện Lúa ĐBSCL tham gia hội nghị với công trình phát triển giống lúa giàu
dinh dưỡng các nguyên tố vi lượng cần thiết thông qua chuyển gen và thông qua
phương pháp truyền thống.

4. Cải tiến phẩm chất hạt
Chất lượng hạt gạo bao gồm: chất lượng xay chà, chất lượng cơm và chất
lượng dinh dưỡng. Thị hiếu của người tiêu dùng thường chú ý đến chất lượng cơm sau
khi nấu. Chất lượng cơm bao gồm hàm lượng amylose, độ trở hồ, độ bền thể gel; hàm
5


lượng dinh dưỡng bao gồm lượng protein, vitamin, khoáng vi lượng. Các đặc tính
phẩm chất hạt do yếu tố di truyền và môi trường quyết định, tuỳ theo tính trạng, sự thể
hiện có thể do yếu tố di truyền, yếu tố kỹ thuật trước và sau thu hoạch hay do tương
tác kiểu gen x môi trường quyết định, điều khó khăn cho phân tích là phần lớn những

tính trạng phẩm chất hạt có tương tác kiểu gen x môi trường không tuyến tính, khó giải
thích trong những phân tích đơn giản (Bửu và ctv, 1996). Chiều dài hạt gạo là tính
trạng ổn định nhất, ít bị ảnh hưởng bởi môi trường, được điều khiển bởi đa gen
(Somrith, 1974). Thứ tự mức độ tính trội được ghi nhận như sau: hạt dài > hạt trung
bình > hạt ngắn > hạt rất ngắn. Thị hiếu người tiêu dùng về dạng hạt rất thay đổi, có
nơi thích dạng hạt tròn, có nơi thích dạng hạt gạo dài trung bình, nhưng dạng hạt gạo
thon dài là đựơc tiêu thụ nhiều nhất trên thị trường quốc tế (Khush và ctv, 1979).

4.1. Phẩm chất xay chà
Tỉ lệ vỏ trấu trung bình từ 20-22%, có thể thay đổi từ 18-26%. Cám và phôi
hạt chiếm 8-10%, do đó tỉ lệ gạo trắng thường ở vào khoảng 70% (Khush và ctv,
1979).
Tỉ lệ gạo trắng và tỉ lệ gạo lức ít biến động và nó cũng phụ thuộc vào môi
trường (Bùi Chí Bửu và ctv, 1997). Tỉ lệ gạo nguyên biến động rất lớn và chịu ảnh
hưởng rất mạnh mẽ của môi trường, đặc biệt là nhiệt độ và ẩm độ trong suốt thời gian
chín, kéo dài đến lúc sau thu hoạch, đặc biệt là điều kiện phơi sấy, bảo quản. Sự rạn
nứt hạt thường do nắng, sự thay đổi nhanh của ẩm độ không khí, những điều kiện
không thuận lợi của môi trường trong suốt quá trình chín của hạt, thu hoạch chậm
trong mùa khô cũng làm hạt có độ ẩm thấp. những nghiên cứu của (Bùi Chí Bửu và ctv
1996, 1999) cho thấy tỉ lệ gạo nguyên cao nhất khi thu hoạch vào lúc lúa chín 28-30
ngày và thu sớm sau khi lúa trổ 20 ngày, còn thu muộn sau 35 ngày thì tỉ lệ gạo
nguyên thấp. Ngoài ra, khi gặt xong không tuốt hạt ngay hoặc để hạt ở nhiệt độ cao, do
hô hấp của vi sinh vật sẽ làm tăng tỉ lệ hạt ẩm vàng, giảm tỉ lệ gạo nguyên tỉ lệ gạo
nguyên được ghi nhận thường rất thấp trong vụ động xuân so với vụ hè thu, có lẽ do
tập quán phơi mớ của nông dân (Bùi Chí Bửu và ctv,1996, Juliano, 1990). Dạng hạt
ảnh hường rất lớn đến chất lượng xay chà, hạt mảnh, dài và độ bạc bụng càng cao thì tỉ
lệ gạo nguyên càng thấp. Những hạt đã khô nếu bị hút ẩm đột ngột cũng có thể tạo ra
các vết rạn trong hạt và gây ra các mảnh vỡ nhỏ khi xay.
Kích thước hạt do gen đa gen tương tác cộng tính điều khiển (Takeda và ctv,
1980). Chiều dài và hình dạng hạt di truyền theo số lượng. Hạt F1 thường có kích

thước trung gian giữa bố và mẹ. F2 cũng thường có sự phân ly vượt trội cho cả hạt dài
và hạt tròn, dù di truyền độ dài hạt khá phức tạp nhưng thường ổn định rất sớm trong
các thế hệ phân ly. Nếu kiểu hạt mong muốn không xuất hiện ở F2 thì khó có thể tìm
thấy dạng hạt tốt hơn ở F3, nhưng nếu nó đã có ở F2 rồi thì thường ít khi phân ly ở thế
6


hệ kế tiếp. Chiều dài và hình tính hạt di truyền độc lập nhau và có thể kết hợp được với
các tính trạng phẩm chất như hàm lượng amylose, hay với kiểu cây, thời gian sinh
trưởng… (Jenning và ctv, 1979).
Độ trong suốt của hạt gạo phụ thuộc vào tính chất của phôi nhũ, vết đục xuất
hiện ở lưng, bụng hoặc trung tâm hạt gạo. Hạt tinh bột ở vùng bạc bụng sắp xếp rời
rạc, có cấu trúc kém chặt chẽ hơn vùng trong suốt, tạo khe hở chứa không khí giữa các
hạt tinh bột hình thành vết đục (Del Rosario và ctv, 1968). Chính vì cấu trúc như thế
nên hạt gạo dễ bị gãy tại điểm có vết đục khi xay chà làm giảm giá trị thương phẩm
của hạt gạo, mặt khác người tiêu dùng cũng thích hạt gạo có nội nhũ trong hơn. Những
nghiên cứu về di truyền độ bạc bụng của gạo tại Ấn Độ và Hoa Kỳ cho thấy độ bạc
trắng ở trung tâm hạt do gen wc điều khiển, còn độ bạc trắng ở bụng hạt do gen wb.
Đây là tính trạng bị ảnh hưởng bởi tương tác đa gen và môi trường (Nakata và
Jackson, 1973). Mức độ bạc bụng có tần suất liên kết với tính trạng hạt tròn hơn là hạt
dài (Somrith, 1974) và chịu tác động của môi trường. nhiệt độ thấp sau khi trổ làm
giảm hoặc mất độ bạc bụng (Bùi Chí Bửu và ctv, 1996). Độ bạc bụng ảnh hưởng rất
sớm lên các thế hệ phân ly nên cũng cần phải đánh giá và chọn lọc sớm (F2,F3) trong
chọn giống. Tính trạng này di truyền độc lập với các đặc tính nông học khác (Somrith,
1974). Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tích luỹ chất khô của hạt trong giai đoạn
vào chắc, mẩy hạt thì cũng ảnh hưởng đến cấu trúc của hạt tinh bột và gây ra bạc bụng.
Nghiên cứu của Bùi Chí Bửu và ctv (1996) cho thấy, khi phơi lúa làm giảm độ ẩm từ
từ, hạt gạo sẽ trong hơn là giảm ẩm độ đột ngột.
Phẩm chất xay chà bao gồm tỉ lệ gạo nguyên, gạo lứt và gạo trắng. Mùa vụ có
ảnh hưởng rất lớn đến tỉ lệ xay chà. Thí dụ vụ Đông Xuân, tỉ lệ xay chà tốt và cao hơn

vụ Hè Thu, ngoài ra tỉ lệ nầy liên quan đến công nghệ sau thu hoạch.

Dạng hạt
Dạng hạt dài, hạt thon dài, hay hạt bầu tùy thuộc nhóm giống lúa. Nhóm
indica có dạng hạt dài, thon dài, như giống Khao dawk mali. Có khi hạt ngắn như Sóc
Nâu, Trắng Chùm. Nhóm japonica thường có dạng hạt tròn (hạt bầu, ngắn) như gíống
Nihoppare của Nhật.

Tỉ lệ bạc bụng
Bạc bụng của gạo tẻ thay đổi từ 5% đến 50%, tùy theo cấp hạt bạc bụng được
xếp từ 1 đến 9. Thông thường Viện Lúa ÐBSCL sử dụng phần trăm độ bạc bụng cấp 9
để đánh giá tỉ lệ bạc bụng. Bạc bụng tạo vết đục trong phôi nhủ của hạt. Không ảnh
hưởng đến phẩm chất ngon cơm, vì ngon cơm liên quan tới hàm lượng amylose. Đối
với gạo tẻ tỉ lệ bạc bụng cao sẽ ảnh hưởng đến tỉ lệ gãy của hạt (hay gạo tấm) cao
trong chất lượng xay chà. Bạc bụng của gạo tẻ thay đổi từ 5-50%, tuỳ theo cấp bạc
bụng được xếp từ cấp 1 đến cấp 9. Một vài giống lúa có tỉ lệ bạc bụng rất thấp như
7


IR64 biến động từ 7-15%. Tuy nhiên đối với IR50404 tỉ lệ bạc bụng cấp 9 biến động
từ 20-50%.

4.2. Phẩm chất cơm
Trong các tính trạng về phẩm chất cơm, amylose được xem là tính trạng có ý
nghĩa quyết định đến sự mềm cơm hoặc ngược lại. Hàm lượng amylose cao có tính trội
không hoàn toàn so với hàm lượng amylose thấp, nó do một gen điều khiển kèm theo
một số modifiers (gen phụ có tính chất cải tiến) (Seetharaman 1959, Kahlon 1965,
Ghost và Govindaswamy 1972, Heu và Park 1976). Các thể đột biến về amylose cũng
được nghiên cứu trên giống lúa japonica với hai dạng hình 2064 và EM16 tương tác
theo kiểu “allelic”. Các mutants nầy có thể được chuyển sang giống lúa indica nhờ lai

lui với IR36 hai lần. Do đó gen điều khiển sự co dãn hàm lượng amylose (amylose
extender) được xác định trên nhiễm thể số 2 (Kaushik và Khush 1991). Sử dụng
marker vi vệ tinh (microsatellite), người ta đã phân loại các nhóm amylose (gen Wx)
trong qũy gen cây lúa (Ayres và ctv. 1997). Thành tựu có ý nghĩa trong nghiên cứu di
truyền phân tử về phẩm chất cơm có thể được ghi nhận qua công trình: bản đồ liên kết
gen hệ enzyme III của tinh bột trong hạt gạo của Harrington và ctv (1997) trên nhiễm
thể số 2, với hai marker kế cận CDO 718 và RG157.

4.2.1

Hàm lượng amylose

Amylose là một trong hai thành phần cấu thành tinh bột, có dạng chuỗi không
phân nhánh, dài khoảng 300-1000 gốc glucose nối với nhau bằng liên kết α-1,4
glucosit. Chuỗi này xoắn theo kiểu lò xo, mỗi xoắn có 6 gốc glucose. Amylose thường
được phân bố bên trong hạt tinh bột. Dung dịch amylose có độ nhớt thấp hơn
amylopectin.
Amylopectin là một trong hai thành phần cấu thành tinh bột có dạng chuỗi
phân nhánh. Điểm phân nhánh là liên kết α-1,6 glucosit. Cấu trúc phân tử gồm một
nhánh trung tâm (chứa α-1,4 glucosit), từ đó phát ra các nhánh phụ có chiều dài
khoảng vài chục gốc glucose. Khối lượng phân tử khoảng vài nghìn đến một triệu.
Amylopectin phân bố ở mặt ngoài hạt tinh bột. Dung dịch amylopectin có độ nhớt cao.
Ở cây lúa, tinh bột chiếm tỷ lệ 90% trong hạt gạo, và được hình thành do hai
đại phân tử: amylose (mạch thẳng 20-30%) và amylopectin (chuỗi phân nhánh 7080%).
Amylose là thành phần phân tử quan trọng bao gồm α-1,4 liên kết α-1,4 D
glucopyranosyl (α-D Glcp). Amylopectin là sợi nhánh thành phần phân tử của chuỗi
amylose và nhánh liên kết với α-1,6 glucosidic.

8

Cấu trúc phân tử amylose và amylopectin
Đặc tính di truyền:
Gen “Waxy” còn gọi là gen điều khiển hàm lượng amylose. Hàm lượng
amylose có trong phôi nhũ của hạt. Hàm lượng amylose là yếu tố rất quan trọng trong
đánh giá chất lượng giống lúa. Dựa vào hàm lượng amylose trong hạt gạo, các giống
lúa được phân ra thành 2 nhóm waxy (1-2%) và nowaxy >2%. Đối với nowaxy chia ra
thành 3 nhóm: hàm lượng amylose thấp (AC = 10-20%), hàm lượng amylose trung
bình (AC = 20-25%), hàm lượng amylose cao (AC > 25%). Hàm lượng amylose chịu
ảnh hưởng trong thời kỳ chín hạt. Từ 2-10% là rất thấp, cơm dẻo và hơi ướt. Từ 1120% là thấp, cơm dẻo. Từ 21-25% là trung bình: cơm mềm, trên 25% là cao, cơm
cứng. Hàm lượng amylose cũng bị ảnh hưởng rất nhiều của thời kỳ chín hạt.
Tinh bột được dự trữ trong các tổ chức “amyloplats”, được chia ra thành nhiều
proplast định vị ở chung quanh hạt tinh bột. Số hạt tinh bột trong các giống cây khác
nhau, riêng lúa thì các hạt này nhiều hơn.
Tinh bột không những dự trữ carbohydrat mà còn có đường polymer. Hàm
lượng amylose có trong phôi nhũ của hạt, phôi nhũ chứa hai kiểu tinh bột là: GBSS

9


(granule-bound starch synthase) và SSS (soluble starch synthase). Hai hợp chất này
được tác động chặt chẽ bởi enzyme quan trọng trong tổng hợp amylose và Wx loci.
Cơ chế tổng hợp hàm lượng amylose là quá trình xúc tác của các hạt tinh bột
bao chung quanh GBSS protein (granule- bound starch synthase). GBSS được biết
thông qua locus waxy (Wx). Một báo cáo khoa học đã ghi nhận sự tích lũy tinh bột
amylose tự do trong waxy đột biến tạo một gen đặc biệt trong cây bắp, lúa mì, và lúa.
Nghiên cứu di truyền phân tử, gen điều khiển hàm lượng amylose của lúa mạch nằm
trên đoạn ngắn của NST số 1. Trên cây lúa Oryza sativa, vị trí gen amylopectin nằm
trên NST số 6.
Chiến lược nghiên cứu antisense RNA có kết quả trên lúa indica sự điều hòa

của gen trong quá trình điều hòa tổng hợp tinh bột chứa và dự trữ trong các tổ chức
của cây Waxy protein, một waxy gen sản xuất bao chung quanh tinh bột gọi là GBSS
(granule- bound starch synthase I) giúp cho tổng hợp amylose trong các mô dự trữ
trong thực vật. Trong lúa mì lục bội thể có ba gen wx, Wx A1, B1và D. Enzyme tổng
hợp tinh bột là SS (starch synthase) và BE (branch enzyme) được tìm thấy trong mô
dự trữ.
Nhiều enzyme được tìm thấy trong các hạt tinh bột. Trong thời gian tổng hợp
tinh bột, những enzyme này xuất hiện trong các lớp dung dịch gọi là stroma và
crystalline granule, phần lớn các enzyme tác động ảnh hưởng trong stroma. Enzyme
GBSSI (granule-bound starch synthase I) tìm thấy trong quá trình kết gắn các hạt tinh
bột. Sự hiện diện GBSSI quyết định sự tổng hợp amylose.
Những thí dụ khác cho thấy quan hệ của hạt tinh bột bao gồm sự tổng hợp của
tinh bột khác hơn là GBSSI (Cao và ctv, 1999).
Cải tiến nhanh hàm lượng amylose với promoter CaMV35S được đưa vào cây
chuyển gen (Shimada và ctv, 1993). Tuy nhiên, cải tiến giống lúa với sự giảm hàm
lượng amylose xảy ra rất chậm. Yao và ctv báo cáo rằng promoter Wx từ lúa indica
cho kết quả thể hiện gen rất mạnh, đặc biệt là trong phôi. Tereda và ctv (2000) cũng
chứng minh hàm lượng amylose trên giống thuộc loại hình japonica giảm hàm lượng
amylose nhờ antisen của gen Wx (được thiết kế) rồi chuyển nó vào cả hai loại hình
japonica và indica giảm hàm lượng amylose trên phôi lúa bằng antisen RNA. Cấu trúc
này chứa 756bp gen Waxy và gusA được đưa vào cây lúa thông qua chuyển gen nhờ
vi khuẩn Agrobacterium. Hơn 200 cây chuyển gen được kiểm chứng bằng Southern
blot và Northern blot với mẫu trích từ phôi mRNA lúc chín. Người ta ghi nhận mRNA
ở giai đoạn chín làm giảm tổng hợp amylose. Liu và ctv (2003) ghi nhận hàm lượng
amylose ổn định 9 thế hệ liên tục trong cây chuyển gen.
Sử dụng microsatellite marker, người ta đã phân loại các nhóm amylose (gen
Wx) trong quỹ gen cây lúa. Áp dụng microsatellite đã xác định 3 gen “wx gene
10

granule”, “bound starch synthase I”, và “SSE”- gen mã hóa men tổng hợp tinh bột I có
trong 56 giống lúa.
Các thể đột biến về amylose cũng được nghiên cứu trên giống lúa japonica với
hai dạng hình 2064 và EM16 tương tác theo kiểu “alleic”. Các đột biến này có thể
được chuyển sang giống lúa indica nhờ lai trở lại với IR36 hai lần. Do đó gen điều
khiển sự co giãn hàm lượng amylose ae (amylose extender) được xác định trên nhiễm
sắc thể số 2 (Kaushik và Khush, 1991). Xu và ctv (1995) cho rằng hàm lượng amylose
có thể liên quan ảnh hưởng chính bởi tam bội thể của phôi nhũ. Người ta tạo ra quần
thể F2 và thiết lập bản đồ QTL kiểm soát chất lượng gạo (He và ctv, 1997). Năm 1999
He và ctv đã tìm thấy AC được kiểm soát bởi gen chính định vị trên nhiễm sắc thể số 5
và số 6 với gen wx và các alen chính giải thích biến thiên di truyền 91,1%. Đó là 2
marker RG573-C624 định vị trên nhiễm sắc thể số 5 và wx trên nhiễm sắc thể số 6.
Yanagisawa và ctv (2003) đã dùng kỹ thuật SNP (single nucleotide
polymorphism) và dCAPS (derived cleaved amplified polymorphic sequence marker)
đối với gen Wx – D1. Đây là tính trạng waxy trong lúa mì. Nó thể hiện wx – D1
protein theo kết quả phân tích “immunoblot”. Điều này có thể giúp chúng ta chọn lựa
marker để tìm thấy các alen đột biến trong dòng phân ly. Hơn nữa điểm đột biến trong
gen có thể làm cho thay đổi dạng hình. Phương pháp SNP mở ra triển vọng mới, giúp
cho nhà chọn giống nghiên cứu nhanh các alen.
Hàm lượng amylose trong lúa được kiểm soát trực tiếp bởi ảnh hưởng cộng
(A) và ảnh hưởng tương tác không alen tính cộng x tính cộng (AE). Ảnh hưởng tương
tác AmE cũng rất quan trọng đến hàm lượng amylose. Do đó, người ta khuyến cáo có
thể cải tiến hàm lượng amylose trong thế hệ những thế hệ phân ly đầu tiên trong chọn
giống.
Tế bào chất có ảnh hưởng một ít đến hàm lượng amylose. Tính chất trội (D) và
Dm ảnh hưởng do tương tác với môi trường rất có ý nghĩa. Vai trò quan trọng của tính
cộng và trội quyết định biến động di truyền trên hàm lượng amylose và ảnh hưởng
epistassis đều cần được xem xét trong từng trường hợp cụ thể.
Di truyền tính trạng hàm lượng amylose rất phức tạp vì mô hình 3 alen (3n
trong nội nhũ) của nó. Hàm lượng amylose cao được kiểm soát bởi hai cặp gen bổ

sung. Một vài nghiên cứu cho rằng hàm lượng amylose là đa gen. Trong phân tích hệ
di truyền, hàm lượng amylose do ảnh hưởng của cả 2 nhóm alen cộng tính và alen
không cộng tính. Somint và ctv kết luận rằng hàm lượng amylose chịu ảnh hưởng của
tương tác tính cộng x tính cộng, tương tác epistatic và tương tác trội x trội.
Sử dụng marker vi vệ tinh (microsatellite), người ta đã phân loại các nhóm
amylose (gen Wx) trong quỹ gen cây lúa. Thành tựu có ý nghĩa trong nghiên cứu di
truyền phân tử về phẩm chất cơm có thể được ghi nhận qua công trình bản đồ liên kết
11


gen hệ enzym III của tinh bột trong hạt gạo của Harrington và ctv (1997) trên NST số
2, với 2 marker kế cận CDO 718 và RG 157.
Trong các tính trạng về phẩm chất cơm, amylose được xem là tính trạng có ý
nghĩa quyết định đến sự mềm cơm và ngược lại. Hàm lượng amylose trong phôi nhũ
của gạo là chìa khóa quyết định chất lượng gạo. Khi phân tích hàm lượng amylose
trong hạt gạo giữa hai vụ Hè Thu và Đông Xuân, chỉ số được ghi nhận và sự biến động
rất thấp (Lang và ctv, 2005).
Nghiên cứu chất lượng của lúa gạo là tính trạng rất phức tạp với nhiều thành
phần khác nhau như chất lượng dinh dưỡng, chất lượng cơm, chất lượng mùi vị khi ăn
cơm. Mỗi thành phần có giá trị quyết định bởi tính trạng về vật lý và tính chất hoá học
thông qua lịch sử điều kiện canh tác cũng như thị hiếu tiêu thụ của mỗi người. Chất
lượng cơm của các giống lúa liên quan với ba tính trạng trên và ba tính trạng này có
tính chất hoá lý của giống lúa liên quan với tinh bột trong phôi nhũ. Một số nghiên cứu
di truyền trên hàm lượng amylose trên phôi nhũ, nếu hàm lượng amylose cao sẽ cứng
cơm và ngược lại hàm lượng thấp thì sẽ mềm cơm.

4.2.2

Độ bền gel (Gel consistency)

Phương pháp đo GC dựa trên cơ sở 4,5% bột gạo được đun sôi trong alkali và
để lạnh trong phòng. Độ bền gel được thử nghiệm nhằm cung cấp thông tin tốt nhất
trong chỉ số nấu nướng. Xay chà bột gạo và đun xôi bột gạo với dung dịch alkali,
người ta giữ mẫu nguội trong điều khiện nhiệt độ trong phòng. Một phương pháp khác,
người ta dùng 100mg bột trong 2ml của 0.2N KOH. Hàm lượng được đo bằng chiều
dài 13x100mm trên ống nghiệm để nhiệt độ lạnh trong 30-60 phút. Độ bền thể gel có
thể được chia ra các nhóm: cứng 36-40 mm, trung bình 41-60mm, thấp 60-100 mm.
Mặc dầu hàm lượng amylose là yếu tố quyết định đến chất lượng nấu nướng, nhưng sự
khác nhau của độ bền thể gel cũng góp phần tham gia đến phẩm chất cơm.

Phân tích di truyền
Qua kết quả nghiên cứu, người ta kết luận rằng F2 góp phần đến sự khác nhau
trên vài tổ hợp với ảnh hưởng gen chính. Phân tích từng hạt đơn cho thấy GC được
kiểm soát bởi nhiều gen. Ảnh hưởng tính cộng có ý nghĩa rất lớn. Bên cạnh đó, ảnh
hưởng tính trội cũng có ý nghĩa. Tang và cộng tác viên (1991) ghi nhận GC được kiểm
soát bởi đơn gen với nhiều allel như geca điều khiển GC trung bình, gecb điều khiển
GC mềm. Chang và Li (1981) nghiên cứu quần thể F1, F2, F3, BC1 và BC2, cho thấy độ
bền gel được kiểm soát bởi đơn gen trội. Có sự liên hệ trực tiếp giữa độ bền thể gel,
hàm lượng amylose và một số tính trạng khác.

4.2.3

Các yếu tố ảnh hưởng đến giá trị GC

GC mềm hay tinh bột gạo kéo dài ra nếu nhiệt độ cao trong thời gian gạo tích
luỹ và chín hạt. Nhiệt độ cũng có ý nghĩa với hàm lượng waxy, hàm lượng amylose
12


trung bình hay cao cũng ghi nhận do ảnh hưởng nhiệt độ (Cruz, 1977). Một yếu tố

chính quyết định ảnh hưởng giá trị chất béo chứa trong mẫu gạo được xay chà, bởi vì
chất cám bám dính vào hạt gạo cũng làm GC mềm hơn.

4.2.4

Kéo dài của hạt gạo

Hạt gạo kéo dài cũng là tính chất quan trọng cho giống lúa có chất lượng cao.
Giống lúa Basmati của Pakistan và Ấn Độ, Bahra của Afghanistan, Domsia của Iran và
D25-4 của Burma thể hiện cơm nhoè sau khi ngâm. Một số nghiên cứu về vị trí các
locus theo phân tích QTL liên hệ đến hiện tượng kéo dài của cơm trong quần thể F3
thông qua trắc nghiệm 170 clones và phân tích biến đổi chiều dài của hạt cơm với hai
markers RZ323 và RZ562 trên nhiễm sắc thế số 8.

4.2.5

Độ trở hồ (GT)

GT là một tính chất vật lý thể hiện sự biến đổi của tinh bột từ trạng thái này
sang trạng thái khác, và không hoàn nguyên khi nhiệt độ gia tăng ở ngưỡng xác định.
Mức độ của độ trỡ hồ từ 550C tới 790C, lúc ấy gạo biến thành cơm và không hoàn
nguyên, GT thường liên quan với tỉ lệ hạt gạo lứt nhiều hơn. GT được kiểm soát bởi
đơn gen, nhưng một vài tác giả đã công bố nó được kiểm soát bởi đa gen.
Cấu trúc hạt tinh bột do sự sắp xếp không gian của các sợi amylose và
amylopectin hình thành. Khi có tác động của nhiệt độ hoặc hoá chất thì cấu trúc này bị
phá vỡ và làm biến dạng hạt tinh bột, quá trình này được gọi là sự hoá hồgelatinization, nhiệt cần thiết cho quá trình này diễn ra gọi là nhiệt độ trở hồ
(Gelatinization temperature–GT). Theo Jennings và ctv (1979) thì: nhiệt độ trở hồ là
nhiệt độ nấu mà khi lên đến đó nước được hấp thụ và hạt tinh bột phồng lên không
hoàn nguyên, đồng thời dạng tinh thể biến mất. Nhiệt trở hồ thường 55-790C được chia
thành 3 nhóm chính:

Thấp:

dưới 700C

Trung bình:

từ 700C đến 740C

Cao:
hơn 740C
Đặc tính vật lý của cơm liên quan nhiều tới nhiệt độ trở hồ hơn là hàm lượng
amylose của tinh bột. Gạo có nhiệt độ trở hồ cao ít nở, cần nhiều nước và thời gian nấu
chín nhiều hơn do vậy nó làm cho hạt cơm đổ lông khi nấu đồng thời nó còn phản ánh
độ cứng của hạt tinh bột và phôi nhũ cho nên có thể ít bị thiệt hại do côn trùng và
khuẩn tấn công.
Nhiệt độ trở hồ liên hệ một phần với lượng amylose của tinh bột, là yếu tố chính
quyết định phẩm chất gạo khi nấu. Trong một số trường hợp, các nhà chọn tạo giống có
thể dựa vào cách thử nhiệt độ trở hồ đơn giản để ước lượng hàm lượng amylose. Việc
chọn giống căn cứ trên tiêu chuẩn hàm lượng amylose là chính, thị hiếu của người tiêu
13


dùng có thể quyết định tiêu chuẩn chọn tạo giống có hàm lượng amylose cao hay thấp.
Hàm lượng amylose ảnh hưởng đến độ mềm, màu sắc và độ bóng của cơm. Hàm lượng
amylose trong gạo xếp thành 4 nhóm (tiêu chuẩn IRRI, 1996):
0% - 2%: Nếp
2% - 20%: Thấp (Gạo dẻo)
20% -25%: Trung bình (mềm cơm)
> 25%: Cao (cứng cơm)
Gạo có hàm lượng amylose thấp thường ít hút nước, ít nở trong lúc nấu và

cơm có độ bóng cao. Sau đây là một số kiểu tổ hợp giữa nhiệt độ đông hồ và hàm
lượng amylose đã quan sát được
Việc xác định hàm lượng amylose đòi hỏi thiết bị phức tạp và khó thực hiện,
trong khi xác định nhiệt độ đông hồ thì đơn giản và nhanh chóng nên ta có thể áp dụng
tiêu chuẩn này để ước lượng nhanh về hàm lượng amylose của giống lúa. Tuy nhiên sự
ước lượng này chỉ có thể sử dụng cho giống lúa có hàm lượng amylose thấp vì nó liên
hệ với rõ rệt với nhiệt độ trở hồ cao, còn việc chọn giống có hàm lượng amylose trung
bình và cao thì đòi hỏi nhà chọn giống phải phân tích đặc tính hàm lượng amylose.
Nhiệt độ trở hồ được đánh giá qua mức độ lan rộng và trong suốt của hạt gạo
khi xử lý với dung dịch KOH 1,7% ở 300C sau 24 giờ, gạo có nhiệt độ trở hồ thấp sẽ
hoà tan hoàn toàn và trong suốt; loại có nhiệt độ trở hồ trung bình sẽ rã một phần còn
loại có nhiệt độ trở hồ cao hầu như không phản ứng với kiềm. Độ trở hồ của gạo biến
thiên từ cấp 1 đến cấp 7 (tiêu chuẩn hệ thống đánh giá của IRRI, 1996). Theo Lang và
ctv (2004) tiêu chuẩn đánh giá của Viện lúa ĐBSCL, độ trở hồ từ cấp 1 đến cấp 9 như
sau:
Cấp 1: hạt gạo còn nguyên
Cấp 2: hạt gạo phồng lên
Cấp 3: hạt gạo phồng lên, viền còn nguyên, nở ít
Cấp 4: hạt phồng lên, viền còn nguyên, nở rộng
Cấp 5: hạt nứt hoặc rã, viền hoàn toàn nở rộng
Cấp 6: hạt tan ra hoà với viền, tâm đục.
Cấp 7: hạt tan hoàn toàn và hoà lẫn với viền trong suốt, tâm đục mờ
Cấp 8: hạt tan hoàn toàn, tâm mờ, viền trong suốt nở rộng.
Cấp 9: hạt tan hoàn toàn, trong suốt, không phân biệt được viền.

14


Hệ di truyền của độ trở hồ được kiểm soát bởi 2 gen qASS-6 và gen akl, cả hai
đều nằm trên nhiễm sắc thể số 6. (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang 2000) độ trở hồ bị

ảnh hưởng rất lớn của tương tác kiểu gen-môi trường, Pooni và ctv (1992) đã đề nghị
một mô hình phân tích trực tiếp hạt và tính chất của phôi nhũ. Mo (1995) thiết kế phân
tích thống kê nghiên cứu ảnh hưởng của kiểu gen đối với phôi nhũ và độ trở hồ.
Hệ số di truyền thấp trên tính trạng độ bền gel, độ trở hồ, tỉ lệ xay chà biểu
hiện sự đóng góp quan trọng của tương tác kiểu gen x mùa vụ và kiểu gen x môi
trường. Điều này cho thấy môi trường rất quan trọng khi chọn giống (Lang và ctv,
2003). He và ctv (1999) thiết lập quần thể tế bào double haploid để nghiên cứu hệ di
truyền của độ trở hồ và tìm thấy ở độ trở hồ cả gen chính và gen phụ đều nằm trên
nhiễm sắc thể số 6, marker CT201-RZ450 trên gen qASS-6 và gen alk marker CT506C235.

5. Hương vị của gạo
5.1. Nghiên cứu gen mùi thơm (fragrance gene)
Mùi thơm được tách từ resine, dầu và baldams xem như thành phần của mùi
thơm được đánh dấu bằng một chỉ thị là mùi. Mùi thơm hay còn gọi là bột thơm khi
nấu cơm mùi vị bốc hơi cho thấy một hợp chất chính của formaldehydes, ammonia và
hydrogen sulfide. Một số nhà nghiên cứu cho rằng có sự gia tăng chất propanol,
pentanal, và hexanal trong thời gian dự trữ. Hơn 100 thành phần chất bột như
carbohydrate, alcohols, aldehydes, ketones, acids, esters, phenols, pyridines, pyrazines,
và thành phân khác khi nấu cơm.
Người ta đã chứng minh chất 2-acetyl-1-pyrroline có trong giống Basmati 370
và Jamine quyết định sự thể hiện mùi thơm. Emmanual (1993) đã báo cáo thông qua
đánh HPLC thông qua cách đánh giá của gạo IR64, Azucena, và Basmati, chứng minh
pentanol, hexanol, benzaldehyde, and 2-acetyl-1 pyrroline, trong đó 2-acetyl-1
pyrroline là thành phần chính trong mùi thơm của gạo.
Nghiên cứu di truyền của mùi thơm trên lúa cho thấy rằng gen mùi thơm được
kiểm chứng bởi một gen lặn (Berner and Hoff 1986, Ali et lat 1993). Ahn và ctv. 1992
báo cáo rằng DNA marker liên kết với gen mùi thơm fgr nằm trên đoạn nhiễm sắc thể
của giống lúa Della (donor) thông qua kỹ thuật RFLP, được nghiên cứu trên quần thể
dòng gần như đẳng gen (NILs). Phân tích bản đồ RFLP cho thấy sự liên kết đơn gen
lặn fgr với RG 28 trên nhiễm sắc thể số 8, có khoảng cách di truyền 4,5cM. Marker

phân tử liên kết rất chặt với gen điều khiển mùi thơm fgr và từ đó người ta có thể phát
hiện đồng hợp tử và dị hợp tử trong thế hệ phân ly ban đầu, rút ngắn thời gian cải tiến
trong chọn giống. Nghiên cứu ứng dụng microsatellite (Lang và ctv 2002) đã thiết kế
bản đồ mùi thơm trên nhiễm sắc thể và kết luận RM223 liên kết với fgr khá chặt, giá
trị khoảng cách di truyền 1,6 cM.
15


5.2. Các phương pháp đánh giá mùi thơm
Di truyền về mùi thơm được phân tích thông qua đánh giá về kiểu hình rất
khó. Tuy nhiên, người ta đã cố gắng bổ sung nhiều phương pháp để tạo sự hoàn hảo
trong phương pháp xét nghiệm.
- Nhai: nhai hạt gạo thông qua đánh giá cảm quan (Chewing a half single seed)
theo Berner và Haff (1986), nhai một vài hạt theo Dhulappanavar (1976)
-

Đun nóng cây lúa trong nước: lấy một phân cây bao gồm hạt, lá và thân ở giai
đoạn để chồi và đun vào nước nóng và đánh giá khi mùi thơm bốc ra (Nagaraj
và ctv. 1975). Phương pháp nầy cũng không thật sự ổn định vì chất chlorophyll
có mùi thơm rất mạnh sẽ ảnh hưởng khi kết luận giống thơm hoặc không thơm.

-

Xét nghiệm alkali: dùng 2 gram bột lá xanh đặt trong dĩa petri nhỏ có nấp đậy,
sau đó đỗ 10 ml của dung dịch 1.7%KOH. Sau 10 phút sẽ đánh giá mùi thơm
thông qua các chuyên gia ngửi. Tất cả các thành phần của cây: lá thân, bông,
hạt đều áp dụng phương pháp nầy. Đây cũng là phương pháp cảm quan.

-

Phương pháp xét nghiệm alkali cải tiến: phương pháp Berner và Hoff (1986),
phương pháp này được cải biên bởi Sood và Siddque (1978). Lấy hai lá từ một
cây (2.5cm chiều dài cho tương đương 1 gram), để trong ống nghiệm 20 ml, giữ
chúng trong nhiệt độ lạnh. Sau đó lấy ra đánh giá bởi 10 người cho điểm từ 1
tới 10. Điểm 1-9 xem như không mùi và cấp 10 xem như có mùi thơm.

-

Phân tích số lượng: Số lượng được bao gồm chọn lọc và phát triển, đánh giá
các tính trạng mùi thơm. Một vài lá có mùi gọi là pandan (Buttery 1985). Vai
trò chính của thành phần lá cây pandan do sự tổng hợp của 2-acetyl-1- pyrroline
được phân tích số lượng theo phương pháp Buttery.

- Phân tích thông qua hóa học: phương pháp Linkers và Nikerson (1964) với
thuật ngữ “steam distillation process”. Thành phần được tách thông qua sắc ký
khí. Chất mùi của mỗi thành phần được đánh giá bởi ảnh hưởng phá vỡ cân
bằng của hạt.

6. Cải tiến giống kháng bệnh
Tính kháng bền vững, phổ kháng rộng đối với bệnh hại là nội dung quan trọng
được thảo luận trong hội nghị. Công trình của Jan E. Leach và ctv. thuộc đại học
Colorado, Mỹ, đề cập đến tính kháng số lượng có tiềm năng và đóng góp của tính
kháng này vào nội dung kháng bền vững, phổ rộng. Tuy nhiên, cho đến nay cơ chế
tính kháng và lộ trình hoạt động của gen số lượng vẫn chưa được biết rõ. Thông
thường, đó là những gen đáp ứng lại cơ chế tự bảo vệ của cây, thí dụ như oxalate
oxidase, chitinase, PR1.... Còn lại những gen khác vẫn chưa được biết rõ chức năng
của chúng.

16

Đối với bệnh đạo ôn, Ralph A. Dean, đại học North Carolina State, nghiên cứu
toàn bộ genome của vi nấm Magnaporthe grisea, gen và bệnh lý học, hiện tượng
synteny (gen tương đồng với gen của genome khác). Độ lớn của genome vi nấm này là
40Mb, có 7 nhiễm sắc thể. Năm 1998, người ta thành lập một consortium quốc tế với
tên gọi là “International Rice Blast Genome” (IRBGC) để hợp tác nghiên cứu bệnh
đạo ôn trên các vùng trồng lúa toàn thế giới. Số lượng gen có trong genome của vi nấm
là 11.109 gen, phân bố theo tỉ lệ 1/3,5 kb, bao gồm 45% số gen có mã di truyền được
xác định. Phân tích Signalp-2.0 (PSORT) cho thấy, số protein chưa được biết gắn với
khu vực chitin là 1.258. Các DNA có tính chất lập lại không phân bố ngẫu nhiên trong
genome mà phân bố theo nhóm, không có hiện tượng synteny. Theo kết qủa hợp tác
quốc tế của consortium, người ta đã thiết lập được microarray chất lượng cao, có tính
khả thi về mặt thương mại. Những phân tích “knockout” và thể hiện gen đối với gen
mục tiêu đã cung cấp cho chúng ta nhiểu kiến thức về biến dưỡng protein, sự điều
chỉnh nitrogen của vi nấm trong quá trình phát sinh bệnh trên lúa.
Đối với côn trùng hại lúa, rầy nâu là đối tượng được nghiên cứu nhiều nhất, kế
đến là sâu năn (muỗi gây lá hành), rầy xanh đuôi đen. Viện lúa ĐBSCL sử dụng STS
và SSR marker đánh dấu gen Bph-10 định vị trên nhiễm sắc thể 12, điều khiển tính
kháng rầy nâu (BPH 2+3) và dòng hóa gen này trong hai vectơ BAC, trên vùng có độ
dài mục tiêu là 105 kb, theo phương pháp “chromosome walking”. Đây là gen quan
trọng được nhiều nhà khoa học của các nước ở Châu Á tập trung nghiên cứu. Nó có
nguồn gốc từ quần thể lúa hoang Oryza australiensis.
Li-Rong Zeng và ctv.2005 đã công bố chức năng của protein SPL11 ngăn cản
sự chết của tế bào và kích hoạt phản ứng tự bản vệ của cây lúa khi bị tấn công bởi sâu
bệnh hại.
Zhongchao Yin và ctv 2005 công bố gen Xa-27 và lộ trình tương tác gen đối
gen của cây lúa và vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa, theo cơ chế NLS (nuclear localization
signal motif).
Shiping Wang, Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia, Wuhan, Trung Quốc,
nghiên cứu gen lặn xa-13 theo phương pháp dòng hóa gen trên bản đồ (map-based

cloning). Alen trội Xa-13 cho thể hiện thông qua chiến lược nghiên cứu RNAi. Tiến
hành chuyển nạp gen được dòng hóa vào cây lúa bình thường. Tất cả cây lúa biến đổi
gen đều có hiện tượng ức chế thể hiện alen trội Xa-13 và nó thể hiện tính kháng bệnh
bạc lá. Các tác giả cũng ức chế gen lặn xa-13 bằng RNAi, cây chuyển gen kháng bệnh
hơn cây bình thường. Phân tích so sánh chuỗi trình tự gen cho thấy có sự khác biệt rất
lớn giữa xa-13 và Xa-13 tại vùng “promoter”. Kết quả khẳng định rằng Xa-13 là một
regulator âm tính của tính kháng bệnh bạc lá.

17


Junhong Ma và ctv., đại học Nông nghiệp miền Nam Trung Quốc, công bố
bản đồ di truyền gen Pi-15, Pi-36, và Pi-37 định vị trên nhiễm sắc thể số 9, 8 và 1,
theo thứ tự, điều khiển tính kháng bệnh đạo ôn.
Laurence Albar và ctv., INRA, Pháp, lập bản đồ QTL gen kháng bệnh siêu vi
RYMV và dòng hóa các gen kháng. Dòng “elF4G” được thiết kế ở trên vùng 1,7Mb,
chứa đựng QTL điều khiển tính kháng bệnh, định vị trên nhiễm sắc thể 12.

7. Cây lúa chuyển gen và vấn đề an toàn sinh học:
Thuốc trừ sâu sinh học Bt (bào tử + tinh thể độc tố) được xem là loại thuốc trừ
sâu rất an toàn. Sự hiệu quả và an toàn của loại thuốc này khiến các nhà khoa học đã
nghiên cứu sử dụng gen tạo protein độc tố (δ-endotoxin) trong nghiên cứu tạo cây lúa
chuyển gen kháng sâu. Có hai điểm khác nhau giữa dang độc tố ở cây chuyển gen và
dạng độc tố ở chế phẩm Bt. Thứ nhất, độc tố ở chế phẩm Bt ở dạng tinh thể và cần
được phân giải ở bộ máy tiêu hoá (sâu) để trở nên độc, còn độc tố ở cây chuyển gen đã
sẵn sàng ở trạng thái hoà tan. Thứ hai, trước khi được chuyển vào cây, các gen Bt được
cải tiến để tăng sự biểu hiện ở tế bào cây. Do sự khác nhau này, một số nước như Mỹ
đã tiến hành một số thử nghiệm nghiên cứu bổ sung về tính an toàn. Kết quả cho thấy
cây chuyển gen không gây độc hại hoặc dị ứng đối với một số động vật như: chuột,
chim và một số côn trùng có ích như ong mật và côn trùng bọ cánh cứng (IRRI, 1997).

Nhóm sâu hại lúa mẫn cảm đối với độc tố của Bt
Việc sản xuất cây chuyển nạp gen biểu hiện những độc tố trừ sâu được tạo ra
những chủng khác nhau của vi khuẩn Bacillus thuringiensis (BT) trong đất đã được
đánh giá và xem xét (Koziel và ctv., Peferoen, 1997).
Những bào tử của B.thuringiensis có chứa một loại protein tiền độc dạng tinh
thể mã hóa bởi gen (cry) được mang trong một plasmid trong vi khuẩn. Khi côn trùng
nuốt vi khuẩn những bào tử này, thì những hạt tinh thể được hòa tan và chất tiền độc
sẽ được tách ra bởi các enzym tiêu hóa proteinase trong ruột của côn trùng để sinh ra
những phân tử độc tố BT đã hoạt hóa (Choma và ctv., 1990). Phân tử đã hoạt hóa sẽ
dính vào một thụ quan glycoprotein đặc thù nằm ở màng tế bào của thành ruột giữa
của côn trùng, và sau đó nó tự xen vào màng tế bào của thành ruột (Liang và ctv.,
1995). Độc tố đã dính rồi thì tương tác với màng tế bào, phần đã xen vào màng tế bào
của phân tử sẽ hình thành một dòng chảy ở trong màng tế bào và cho phép sự chuyển
động tự do của các ion (Knowles và Dow, 1993). Những dòng chảy do độc tố tạo nên
phá hủy sự mất cân bằng về nồng độ ion và xảy ra ở vùng liên màng tế bào này (điều
đó có thể được xem là rất quan trọng, vì nhiều sâu non thuộc bộ cánh vảy có pH trong
ruột khoảng 10,5-11), dẫn tới sự chết và sự tiêu tan những tế bào ở thành ruột
(Manthavan và ctv., 1989). Sự chết của côn trùng diễn ra nhanh chóng và xác chết đã

18


tạo thành nền móng cho sự sinh trưởng của B. thuringiensis từ những bào tử. Vi khuẩn
tiếp tục sinh bào tử và phóng những bào tử mới vào trong đất để lập lại chu trình mới.
Những độc tố BT hình thành một phổ khá rộng đối với sâu hại. Những chủng
BT khác nhau có chứa những plasmid mã hóa những độc tố với những chuỗi mã
protein khác nhau, và có những hoạt tính khác nhau đối với côn trùng. Nói chung, một
độc tố đặc thù sẽ biểu hiện mức chuyên hoá cao và chỉ hữu hiệu đối với một phạm vi
giới hạn của những loài có quan hệ khác nhau. Những độc tố BT trong tự nhiên đã

được phân loại thành những nhóm gọi là: Cry1, Cry2…, dựa trên cơ sở phổ tác dụng
rộng và tính tương đồng của các chuỗi protein, và từng nhóm này lại được tiếp tục
phân loại tiếp thành những nhóm độc tố được gọi là Cry1A, Cry1B,… và những chuỗi
độc tố riêng biệt được gọi là Cry1Ab, CryAb1,…Những nghiên cứu vẫn đang tiếp tục
để phân lập các loại độc tố BT thêm nữa để làm tăng tác dụng của các độc tố này đối
với côn trùng. Đại thể, những độc tố: Cry1, Cry2 và Cry9 rất hữu hiệu đối với côn
trùng bộ cánh vảy (Lepidoptera), Cry3, Cry7, Cry8 thì lại rất hữu hiệu đối với côn
trùng bộ cánh cứng (Coleoptera), và Cry 4, Cry10, Cry11 thì rất hữu hiệu đối với côn
trùng bộ hai cánh (Diptera). Những độc tố Cry1 là loại phổ biến nhất. Cho tới nay thì
chưa xác định được loai độc tố BT nào có độ độc cao đối với côn trùng thuộc bộ cánh
đều (Homoptera).
BT đã được sử dụng trong nhiều năm như là thuốc trừ sâu hữu cơ để phun vào
các tế bào cây (Peferoen, 1997). Tuy nhiên, sử dụng thuốc trừ sâu BT theo tập quán cũ
là rất hạn chế bởi tính không ổn định của protein khi tiếp xúc với ánh sáng của mặt trời
và đặc biệt là trong mùa mưa, sự duy trì của nó trên bề mặt cây trồng lại rất kém. Mức
độ độc cao của protein mang độc tố BT và sự dễ dàng phân lập gen mã hoá của nó từ
các plasmid vi khuẩn, đã làm cho nó trở thành một sự lựa chọn hiển nhiên cho những
thí nghiệm sơ khởi để tạo ra những cây trông chuyển nạp gen kháng sâu hại.
Qua nhiều nghiên cứu thử tính chống chịu tự nhiên của sâu lúa đối với protein
Bt dùng môi trường nhân tạo, nhận thấy sâu hại lúa chủ yếu là sâu Cánh phấn rất mẫn
cảm đối với độc tố Bt. Do vậy, các nghiên cứu tập trung sử dụng một số gen như cryIA
(b), cryIA (c), cryIIA để chuyển vào cây lúa. Thực tế nghiên cứu chuyển gen cho thấy,
cây mang gen Bt đã tỏ ra kháng cao đối với sâu hại cánh phấn. Một số nhóm sâu hại
lúa mẫn cảm với protein như:
- Loài sâu thuộc Pyralidae: Chilo suppressalis (sâu đục thân sọc), Chilo
polychrysus, Scirpophaga incertulas (sâu đục thân vàng), Scirpophaga
innotata (sâu đục thân trắng), Cnaphalocrocis medinalis (sâu cuốn lá),
Herpitogramma licarisalis
- Loài sâu thuộc Notuidae: Sesamia inferens (sâu đục thân hồng), Naranga
anescens

19


- Loài sâu thuộc Stayridae: Mycalesis gotama
- Loài sâu thuộc Hesperiidae: Parnara guttata

8. Chỉ thị phân tử
DNA marker là những marker phân tử được tạo ra nhờ kỹ thuật phân cắt DNA
bằng những “restriction endonuclease” (enzyme nội sinh, phân cắt hạn chế). Khi sáng
tạo ra những đoạn DNA mới, người ta đã cố gắng tìm kiếm một sự liên kết giữa
marker và gen định vị trên nhiễm sắc thể nào đó. Điều này hoàn toàn có thể thực hiện
được nhờ công trình có tính lịch sử của Morgan về liên kết gen và khoảng cách di
truyền (tính bằng centi Morgan, viết tắt là cM). Bản đồ di truyền đơn giản của ruồi
giấm đã được phát hiện rất sớm vào năm 1925. Những tính trạng có biểu hiện giống
nhau về di truyền được xếp vào cùng một nhóm liên kết gen, trên cùng một nhiễm sắc
thể. Những tính trạng này được xác định trên nhiễm sắc thể tùy thuộc mức độ liên kết
của nó. Sự sắp xếp một cách độc lập các nhiễm sắc thể giúp cho việc định vị của loci
trong các nhóm liên kết gen. Sự xuất hiện của hiện tượng quấn chéo (crossing over)
trong gián phân giãm nhiễm giúp cho việc xác định thứ tự của các loci trong nhiễm sắc
thể. Khoảng cách di truyền trên bản đồ được đo bằng tần suất tái tổ hợp gen
(recombination). Gen thể hiện bản chất di truyền sẽ được liên kết với một tính trạng
hình thái nào đó mà người ta có thể đo đếm được - gen đó có thể xem như là marker
gen. Thí dụ liên kết gen giữa lá mầm có màu tím và tính kháng rầy nâu của một vài
giống lúa ở Đông Bắc Ấn Độ. Khi giống kháng có lá mầm màu tím được lai với giống
nhiễm có lá mầm màu xanh, sẽ có 90% cơ hội để con lai F2 có màu tím, thể hiện tính
kháng rầy nâu. Như vậy lá mầm màu tím được xem như marker đối với tính kháng rầy
nâu.
Việc lập bản đồ gen và chọn lọc nhờ marker hình thái như vậy sẽ rất chậm. Số
marker quá ít và chỉ có ở qui mô hình thái (cơ quan).
Việc áp dụng isozyme marker đã làm thay đổi theo chiều hướng tốt hơn,

nhưng số marker cũng qúa ít, không thoả mãn cho nhu cầu nghiên cứu.
DNA marker đã được chứng minh có tầm quan trọng hơn về lâu dài, do số
lượng của nó lớn hơn rất nhiều lần “isozyme marker” (Tanksley và ctv., 1980). Việc
áp dụng DNA marker dễ dàng hơn và tương lai sẽ rẻ tiền hơn nhờ sự cải tiến không
ngừng của các nhà khoa học.

Microsatellite marker
Những marker vi vệ tinh (microsatellite) đã được ứng dụng khá thành công từ
1995 đến nay. Nó được dùng để phát hiện các bệnh ung thư thường gặp trên người. Nó
cũng được dùng để phát hiện các gen có ích trong thực vật, sự liên hệ về huyết thống.
Microsatellite là một PCR-based marker khám phá sự khác biệt các “vệ tinh”
(microsatellite) bằng cách nhân bản các chuỗi mã đơn giản lặp lại phân tán trong
20


genome sinh vật nhờ phản ứng PCR. Các đoạn ADN này sau đó được tách ra trên gel
polyacryramide hoặc agarose và hiển thị nhờ phản ứng nhuộm Bạc (Ag) hoặc
Ethydium Bromide rồi chụp hình bằng tia UV. Chiều dài các đoạn ADN trên điện di
thường khoảng 100-200 bp. Các đoạn mồi (primer) được thiết kế cho phản ứng PCR
dựa trên chuỗi mã ở hai đầu của các “vệ tinh”. Thể đa hình chiều dài các chuỗi mã đơn
giản lặp lại (SSLPs) được xác định dựa trên sự khác biệt về số lượng các đơn vị lặp lại
tại locus mà marker đó định vị (Jacob và ctv, 1991; Litt và Luty, 1989; Weber và May,
1989; Zheng K và ctv, 1995) và nó cung cấp một nguồn đánh dấu sự khác biệt ngay
trên vật chất di truyền.
SSR rất phong phú và phân bố rộng trong genome cây lúa vì thế chúng được
sử dụng để phân tích đa dạng di truyền giữa các giống lúa (McCouch và ctv, 1997).
Bản đồ di truyền SSR trên genome cây lúa được thiết kế với các SSR markers được
viết tắt là RM (Rice Microsatellite) ở Mỹ và OSR ở Nhật. Sự phong phú về số lượng
các marker SSR với các motif lặp lại phát triển trên những phần mã hóa và không mã
hóa của genome cây lúa (Wu và Tanksley, 1993; Panaud và ctv, 1995,1996; Akagi và

ctv, 1996; Chen và ctv, 1997; Temnykh và ctv, 2000) giúp cho việc khảo sát sự hiện
diện và khác biệt các chuỗi mã đơn giản lặp lại trên toàn bộ genome ngày càng hoàn
hảo. So sánh 323 SSR markers (194 markers từ kho lưu trữ genomic của cây lúa và
129 markers từ kho lưu trữ thiết lập từ protein (isozyme marker) thể hiện các tính trạng
rice-expressed sequence tags - ESTs), Cho và ctv (2000) xác định tỷ lệ đa hình tìm
thấy nhờ các marker từ genome cao hơn rất nhiều các marker từ ESTs (83,8% so với
54,0%). Về các motif lặp lại, mức độ đa dạng di truyền cao nhất tìm thấy ở marker
khuếch đại chuỗi mã GA trong khi hầu hết các marker khuếch đại chuỗi mã CCG hoặc
CAG không tìm thấy sự khác biệt. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng cần phải cải tiến
để có những marker cung cấp ở mức độ cao hơn tính đa dạng allel, dùng trong thẩm
định quỹ gen.
SSR là marker có giá trị cao bởi vì chúng thường là dạng di truyền codominant
và dễ dàng phân tích bằng PCR. Trên lúa có khoảng 5700–10.000 SSR có trình tự
khác nhau 2, 3, hoặc 4 đơn vị lập lại. Với số lượng lớn SSR sẽ rất thuận lợi cho việc
ứng dụng lập bản đồ gen. Một bản đồ gen của cây lúa được Chen và ctv (1997) thiết
lập trên 121 SSR marker. Một bản đồ có mật độ phân tử cao cũng đã được công bố
năm 1998. Bản đồ này được thiết lập với 2275 marker bao phủ 1521,6 cM dựa trên
quần thể gồm 186 cá thể con lai F2 từ tổ hợp lai giữa Nipponbare (Japonica) và
Kasalath (Indica) (Harushima và ctv, 1998). Một bản đồ khác đã được thực hiện bằng
312 SSR marker phủ đầy genome với mức độ bao phủ trung bình của một marker là 6
cM (Temnykh và ctv, 2000). Ngoài ra McCouch và cộng tác viên (2002) cũng đã phát
triển và thiết lập bản đồ trên cây lúa với 2240 SSR marker mới.
21


Nguyễn Thị Lang (2001) đã thiết lập bản đồ di truyền cho gen kháng mặn trên
cây lúa bằng SSR marker trên các quần thể con lai BC2F2 của nhiều tổ hợp lai khác
nhau. Đối với quần thể con lai giữa IR64/Chenghui bản đồ được thiết lập với 34 SSR
marker có tổng chiều dài là 148,6 cM phủ trên 3 nhiễm sắc thể số 1, 8, 9. Quần thể con
lai giữa IR64/OM1706 có 35 SSR marker được sử dụng để xây dựng bản đồ, có tổng

chiều dài 50,5 cM phủ trên nhiễm sắc thể số 1 với 8 marker. Có 47 marker được sử
dụng trong phân tích quần thể con lai của tổ hợp IR64/FR13A, các marker này có tổng
chiều dài 191,6 cM phủ trên nhiễm sắc thể số 1 và 109,3 cM phủ trên nhiễm sắc thể số
11. Quần thể con lai của tổ hợp Tequing/OM1706 sử dụng 28 SSR marker với tổng
chiều dài 95,4 cM phủ trên nhiễm sắc thể số 6. Tác giả cũng đã sử dụng 40 SSR
marker để thiết lập bản đồ di truyền trên quần thể con lai giữa IR68552-55-32/Chenghui448 với tổng chiểu dài 253,1cM được phủ trên nhiễm sắc thể số 1 và số 9.
Bản đồ di truyền cho gen kháng mặn được nghiên cứu trên quần thể IR28 lai với Đốc
phụng (Lang và ctv., 2001).
Các tổ hợp lai giữa lúa trồng và lúa hoang đã được phân nhóm di truyền thông
qua STS marker trên gen kháng rầy nâu Bph-10 và SSR marker để phát hiện gen mục
tiêu du nhập từ lúa hoang vào lúa thường các tính trạng chống chịu độ độc nhôm,
chống chịu sâu bệnh chính, năng suất cao… (Lang và Bửu, 2002). Marker STS và SSR
khẳng định gene kháng bạc lá xa-13 cũng được thiết lập trên quần thể BC2F2 giữa lúa
mùa và lúa cải tiến (Nguyễn Thị Pha, 2003), đặc tính di truyền kháng bệnh bạc lá cũng
được phân tích và thiết kế các cặp mồi tương ứng trên cơ sở chuỗi ký tự của primer
RG140 để phát hiện các gen kháng Xa-21, xa-13, xa-5 (Lang và Bửu, 2002).
Cũng với kỹ thuật microsatellite marker, bản đồ gen mùi thơm được xây dựng
nhờ marker RG28F-R liên kết trên nhiễm sắc thể số 8 thông qua phân tích BC1F1, F1,
F2, BC1F2 các tổ hợp lai IR64/Jasmine, IR64/DS20 (Lang và ctv 2002, 2004).

22


III. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.

Vật Liệu:
Nhóm lúa thực hiện qua hai vụ: Hè Thu và Đông Xuân, như sau:
Bảng 1: Các giống thí nghiệm khảo nghiệm cho tỉnh Hậu Giang

Giống

Nguồn gốc

Tính trạng

OM2717

OM1738/TN128

Năng suất cao, chống chịu mặn

OM2492

OM1706/OM1723

Chồi cao, bong dài, năng suất cao, thời gian ngắn

OM3235

CK96/IR64

Năng suất cao, chống chịu mặn

OM5239

IR64/OM2395 marker

Năng suất cao, chất lượng ngon cơm

phân tử
OM5930

Nuôi cấy mô

Dạng gọn, đứng cây, năng suất cao, chất lượng
ngon cơm

OM3536

TD8/OM1738

Năng suất cao, ngon cơm

OM3242

IR64/Khao26

Năngsuất cao

OM2718

OM1738/MRC-B

Năng suất cao, hạt sáng

OM4495

Tequing/OM1706

Năng suất cao, Kháng phèn, chịu khô hạn

Marker
OM4498

IR64/CS2000marker

Năng suất cao, phẩm chất tốt, kháng phèn

OM5929

Nuôi cấy mô (tế bào

Năng suất cao, phẩm chất tốt

soma)
OM2008

Nếp Hoa Vàng/NN6A

Nếp, năng suất cao

OM2395

Viện lúa

Năng suất cao, cứng cây

23