Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơm kháng rầy nâu (nilaparvata lugenes stal) bằng dấu phân tử SSR

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

NGUYỄN TRÍ YẾN CHI

NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA THƠM
(Oryza sativa L.) KHÁNG RẦY NÂU (Nilaparvata
lugens Stal.) BẰNG DẤU PHÂN TỬ SSR

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ
NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC

2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

NGUYỄN TRÍ YẾN CHI

NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA THƠM
(Oryza sativa L.) KHÁNG RẦY NÂU (Nilaparvata
lugens Stal.) BẰNG DẤU PHÂN TỬ SSR

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ
NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
PGs.Ts. TRƯƠNG TRỌNG NGÔN

2018


LỜI CẢM TẠ
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Trương Trọng Ngôn - người hướng dẫn
đề tài, người Thầy đã tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ, cung cấp tài liệu, kiến
thức quý báo và tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi thực hiện đề tài.
Xin gửi lời cám ơn đến Ban Lãnh đạo Viện Nghiên cứu và Phát triển Công
nghệ Sinh học đã cho phép, ủng hộ, tạo cơ hội cho tôi học tập, nghiên cứu và hoàn
thành luận án nghiên cứu sinh này.
Xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Trần Nhân Dũng đã tạo điều kiện và hổ trợ
kinh phí cho quá trình nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn ThS. Hồ Quang Cua đã cung cấp hai giống lúa thơm
ST5 và ST20 cho nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn ThS. Trần Thị Xuân Mai đã giúp đỡ, chia sẽ kinh
nghiệm và cho tôi những góp ý chân thành trong quá trình thực hiện luận án.
Xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Thị Pha, ThS. Đỗ Tấn Khang, CN. Trần
Văn Bé Năm - cán bộ phòng Thí nghiệm Sinh học Phân tử và các anh chị cán ộ của
các ph ng th nghiệm của Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học đã chỉ
dẫn và tạo điều kiện thuận lợi để tôi thực hiện luận án.
Xin chân thành cám ơn các ạn sinh viên các anh chị nghiên cứu sinh làm cùng
phòng Thí nghiệm Sinh học Phân tử đã luôn giúp đỡ, chia sẻ buồn vui trong quá
trình làm thí nghiệm.
Cuối cùng, xin gửi lời biết ơn đến gia đình, con vô cùng iết ơn đến bố mẹ đã
nuôi dạy và luôn ở ên con, động viên, hỗ trợ con trong những lúc khó khăn vất vả.
Cám ơn chồng đã yêu thương, thông cảm, chia sẽ, an ủi, khích lệ tôi trong những
lúc khó khăn khi thực hiện luận án, giúp tôi có thêm động lực để hoàn thành chương
trình học và thực hiện luận án nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn!

Nguyễn Trí Yến Chi

i


TÓM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơm Oryza sativa L. kháng rầy nâu
(Nilaparvata lugenes Stal) bằng dấu phân tử SSR” được thực hiện tại nhà lưới và
phòng thí nhiệm Sinh học Phân tử - Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh
học, Bộ môn Tài Nguyên Cây Trồng – Viện Nghiên cứu Phát triển Đồng bằng sông
Cửu Long – Trường Đại học Cần Thơ, Bộ môn Bảo vệ Thực vật – Viện lúa Đồng
bằng Sông Cửu Long từ tháng 7năm 2013 đến tháng 6 năm 2017.
Đề tài đã ứng dụng phương pháp lai truyền thống là lai hồi giao kết hợp với
dấu phân tử để tạo ra nguồn vật liệu phục vụ công tác chọn tạo giống lúa thơm
(Oryza sativa L) kháng rầy nâu (Nilaparvata lugenes Stal) với mục tiêu chọn lọc
được một hoặc hai dòng lúa có triển vọng để phát triển thành giống lúa thơm mang
gen kháng rầy nâu.
Các thế hệ lai F1 và các dòng lai hồi giao được phát triển từ hai giống mang
gen kháng rầy OM4103 (bph4 và Bph10), OM10043 ( bph4 và Bph18) và ba giống
lúa thơm ST5, ST20 và VD20 bằng phương pháp lai hồi giao. Các giống bố mẹ, các
quần thể lai đã được khảo sát bằng 4 mồi EAP, ESP, IFAP, INSP để xác định sự hiện
diện của gene mùi thơm và sáu cặp mồi RM225, RM586, RM17, RM260, RM7376,
RM3331 để xác định sự hiện diện của gen kháng rầy nâu ở các giống bố mẹ và các
dòng phân ly ở các thế hệ lai hồi giao.
Kết quả nghiên cứu tạo ra 6 tổ hợp lai hồi giao để tạo các dòng mới có mang
gen thơm và kháng rầy nâu dựa vào dấu phân tử. Đã xác định được các dấu phân
tử RM225 và RM586 nhận diện gen kháng bph4, dấu phân tử RM17 và RM260
nhận diện gen kháng Bph10, dấu phân tử RM7376 và RM3331 nhận diện gen kháng
rầy nâu Bph18 có độ tin cây cao. Chọn tạo được12 dòng lai hồi giao BC 3F2 mang
gen thơm và gen kháng rầy nâu, trong đó có 5 dòng mang gen thơm và hai gen

kháng rầy nâu bph4, Bph10; 7 dòng mang gen thơm và hai gen kháng rầy nâu
bph4, Bph18. Kết hợp đánh giá kiểu gen, kiểu hình và các đặc tính nông học đã
chọn ra được 6/12 dòng có một số đặc tính nông sinh học tốt để khảo nghiệm ngoài
đồng. Kết quả khảo nghiệm đã chọn được hai dòng B2-21 và D1-6 đáp ứng với mục
tiêu đề ra, có thời gian sinh trưởng 97 ngày (dòng D1-6.18) và 103 ngày (dòng B221), năng suất đạt 7,16t/ha (dòng B2-21) và 6,48t/ha (dòng D1-6), hàm lượng
amylose thấp hơn 20% (16,42% và 17,39% tương ứng với dòng B2-21 và D1-6), có
phản ứng hơi kháng với rầy nâu.
Từ khóa: dấu phân tử, hồi giao, lúa thơm, kháng rầy nâu.

ii


ABSTRACT

The research entitled “Study and selection aromatic rice verieties with brown
planthopper resistance based on SSR marker” was carried out at (1) the
Biotechnology Research and Development Insitute, (2) Cuu Long Delta Rice
Research Insitute, (3) Mekong Delta Development Research Institute from July
2013 to June 2017.
This study aims to select introgression rice lines for development of aromatic
varieties with resistance to brown planthopper (BPH) by using marker-assisted
backcrossing. F1 and backcross hybrids were derived from 2 paternal (OM4103 and
OM10043) and 3 maternal (ST5, ST20 and VD20) varieties. These rice
varieties/lines were tested for the presence of aromatic gene using 4 primers (EAP,
ESP, IFAP and INSP) and of BPH-resistance gene by using six primer pairs
(RM225, RM586, RM17, RM260, RM7376 and RM3331).
These results of experiment determinated the molecular markers of RM225 and
RM586 linked with the bph4 resistant gene whilts molecular markes of RM17 and
RM260 identified the Bph10 gene, and molecular markers of RM7376 and RM3331
identified the Bph18 gene with the high reliability. The result of genotypic evaluation

had chosen five hybrids carrying the aromatically recessive gene and two BPHresistant genes of bph4 and Bph10, and seven hybrid bringing the two BPH-resistant
genes of bph4 and Bph18. Based on phenotypic and genotypic characterizations, 6 of
the 12 lines showing good agronomic traits were further chosen for field evaluation.
Under field conditions, two lines including B2-21.8 và D1-6.18 performing desirable
characteristics, i.e., maturing in 97–103 days, grain yield of 6.48–7.16 tons/ha,
amylose content of 16,42–17,39% and moderate resistance to BPH.

Keywords: aromatic rice, brown planthopper resistance, backcross, moclecular
marker.

iii


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
---------------LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan công trình “Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơm Oryza
sativa L. kháng rầy nâu (Nilaparvata lugenes Stal) bằng dấu phân tử SSR” được
thực hiện bởi chính bản thân nghiên cứu sinh Nguyễn Trí Yến Chi với sự hướng dẫn
của PGs.Ts. Trương Trọng Ngôn. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung
thực và chưa ai công ố trong bất kỳ công trình nào

Tác giả luận án

Nguyễn Trí Yến Chi

iv


LỜI CẢM TẠ ..............................................................................................................

TÓM TẮT ..................................................................................................................
ABSTRACT ...............................................................................................................
Trang cam kết kết quả ................................................................................................
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................................
DANH SÁCH BẢNG .................................................................................................
DANH SÁCH HÌNH ................................................................................................

CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU.....................................................................................
1.1
T nh cấp thiết của đề tài ....................................
1.2
Mục tiêu ............................................................
1.3
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ..........................
1.3.1
Ý nghĩa khoa học ........................
1.3.2
Ý nghĩa thực tiễn ........................
1.4
Phạm vi nghiên cứu ...........................................
1.5
Những đóng góp mới của luận án .....................
CHƢƠNG 2:TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................
2.1 Nguồn gốc, phân loại và sự tiến hóa của các giống lúa ..................................
2.1.1Nguồn gốc ..................................
2.1.2Phân loại .....................................
2.1.3Sự tiến hóa của các giống lúa .....
2.2 Giới thiệu về các giống lúa thơm ....................................................................
2.3 Chọn tạo giống ằng phương pháp lai hồi giao kết hợp với dấu phân tử ..... 10
2.3.1

Lai hồi giao ............................................................
2.3.2
Phương pháp lai hồi giao có sự hổ trợ của dấu phâ
(Maker-Assisted Backcross Method – MABC) ..................................................
2.3.3
Một số kết quả ứng dụng dấu phân tử trong chọn
kháng ệnh ............................................................................................................
2.4 Tính trạng mùi thơm trên lúa ..........................................................................
2.4.1
Những hợp chất tạo mùi thơm và sự biểu hiện của
các bộ phận của cây lúa .......................................................................................
2.4.2
Gen quy định t nh trạng mùi thơm ở lúa ...............
2.4.3
Di truyền t nh trạng mùi thơm trên lúa ..................
2.4.3.1 Mùi thơm trên lúa do một gen kiểm soát ................................................
2.4.3.2 Mùi thơm trên cây lúa do đa gen kiểm soát ............................................
2.4.3.3 Phương pháp đánh giá mùi thơm từ những phần khác nhau
của cây lúa ...........................................................................................................
a. Định tính ..........................................................................................................
b. Kỹ thuật sinh học phân tử ................................................................................
v


2.5 Nghiên cứu về gen kháng rầy nâu và dấu phân tử liên kết với gen kháng
rầy nâu trên lúa............................................................................................................................. 28
2.5.1 Nguồn gốc và phân loại................................................................................................... 28
2.5.2 Các kiểu sinh học (biotype) của rầy nâu................................................................... 29
2.5.3 Đặc điểm truyền ệnh....................................................................................................... 30
2.5.4 Những nghiên cứu về gen kháng rầy trên lúa......................................................... 30

2.5.5 Những nghiên cứu về giống lúa kháng rầy nâu..................................................... 32
2.6 Năng suất cây lúa.................................................................................................................. 35
2.6.1 Yếu tố cấu thành năng suất lúa..................................................................................... 36
2.6.2 Sự tương quan giữa năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất lúa...........38
2.7 Đặc t nh một số giống lúa làm nguyên liệu................................................................. 39
2.7.1 Giống lúa ST5..................................................................................................................... 39
2.7.1.1 Nguồn gốc......................................................................................................................... 39
2.7.1.2 Những đặc t nh chủ yếu............................................................................................... 39
2.7.2 Giống lúa ST20.................................................................................................................. 40
2.7.2.1 Nguồn gốc......................................................................................................................... 40
2.7.2.2 Những đặc t nh chủ yếu............................................................................................... 40
2.7.3 Giống lúa VD20................................................................................................................. 40
2.7.3.1 Nguồn gốc......................................................................................................................... 40
2.7.3.2 Những đặc t nh chủ yếu............................................................................................... 40
2.7.4 Giống lúa OM4103........................................................................................................... 40
2.7.4.1 Nguồn gốc......................................................................................................................... 40
2.7.4.2 Những đặc t nh chủ yếu............................................................................................... 40
2.7.5 Giống lúa OM10043 ....................................................................................................... 41
2.7.5.1 Nguồn gốc......................................................................................................................... 41
2.7.5.2 Những đặc t nh chủ yếu............................................................................................... 41
CHƢƠNG 3: PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP............................................... 42
3.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu................................................................................... 42
3.1.1 Địa điểm nghiên cứu........................................................................................................ 42
3.1.2 Thời gian nghiên cứu....................................................................................................... 42
3.2 Phương tiện nghiên cứu...................................................................................................... 42
3.2.1 Vật liệu.................................................................................................................................. 42
3.2.2 Dụng cụ................................................................................................................................. 43
3.2.3 Hóa chất................................................................................................................................ 43
3.3 Phương pháp nghiên cứu.................................................................................................... 43
3.3.1 Nội dung 1: Lai các tổ hợp lai tạo d ng lúa mới theo mục tiêu.......................43

3.3.2 Nội dung 2: Sử dụng dấu phân tử để nhận diện gen thơm và kháng rầy
từ các thế hệ phân ly kết hợp với đánh giá kiểu hình để chọn dòng lúa mới
theo mục tiêu.................................................................................................................................. 44
vi


3.3.2.1 Sử dụng dấu phân tử để nhận diện gen thơm và kháng rầy từ các
thế hệ phân ly................................................................................................................................. 45
3.3.2.2 Đánh giá kiểu hình........................................................................................................ 47
3.3.3 Nội dung 3: Khảo nghiệm các d ng lai ưu tú ở điều kiện đồng ruộng...........48
3.3.3.1 Bố trí thí nghiệm............................................................................................................ 49
3.3.3.2 Ghi nhận chỉ tiêu............................................................................................................ 49
3.3.3.3 Đánh giá khả năng kháng rầy nâu trong điều kiện nhân tạo..........................50
3.3.3.4 Xử lý số liệu..................................................................................................................... 51
CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN.............................................................................. 53
4.1 Kết quả lai các tổ hợp lai trong chọn giống lúa thơm kháng rầy nâu................53
4.2 Sử dụng dấu phân tử để nhận diện gen thơm và gen kháng rầy nâu trên các
dòng lai kết hợp với đánh giá kiểu hình............................................................................... 54
4.2.1 Kết quả ly trích ADN tổng số....................................................................................... 54
4.2.2 Xác định sự hiện diện của gen thơm trên các giống bố mẹ và con lai..........55
4.2.3 Xác định sự hiện diện của gen kháng rầy nâu trên các giống bố mẹ và
con lai................................................................................................................................................ 60
4.2.3.1 Nhận diện gen kháng rầy nâu bph4 trên các giống bố mẹ và các dòng
lai hồi giao BC1, BC2 và BC3.................................................................................................. 60
4.2.3.2 Nhận diện gen kháng rầy nâu Bph10 trên các giống bố mẹ và các dòng
lai hồi giao BC1, BC2 và BC3.................................................................................................. 63
4.2.3.3 Nhận diện gen kháng rầy nâu Bph18 trên các giống bố mẹ và các dòng
lai hồi giao BC1, BC2 và BC3.................................................................................................. 66
4.2.4 Kết quả đánh giá kiểu gen và kiểu hình con lai BC3F2 trong chọn lọc
d ng lúa thơm kháng rầy nâu.................................................................................................... 70

4.2.4.1. Đánh giá kiểu hình....................................................................................................... 70
4.2.4.2 Kết quả sử dụng dấu phân tử trong chọn lọc d ng lúa thơm kháng
rầy nâu............................................................................................................................................... 76
4.2.5 Kết quả đánh giá kiểu hình con lai ở quần thể BC3F3......................................... 81
4.3 Khảo nghiệm các d ng lai ưu tú tại Long Phú Sóc Trăng..................................... 85
4.3.1 Đánh giá mùi thơm và khả năng kháng rầy nâu trong điều kiện
nhân tạo............................................................................................................................................. 86
4.3.1.1 Kết quả đánh giá cảm quan mùi thơm trên hạt................................................... 86
4.3.2 Kết quả đánh giá khả năng kháng rầy nâu trong điều kiện nhân tạo.............87
4.3.3 Kết quả đánh giá các chỉ tiêu nông học..................................................................... 88
4.3.3.1 Các đặc t nh sinh trưởng.............................................................................................. 88
4.3.3.2. Các đặc tính nông học................................................................................................. 90
4.3.3.3 Các chỉ tiêu chất lượng................................................................................................ 97
Chƣơng 5:KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT............................................................................... 101
5.1 Kết luận.................................................................................................................................. 101
vii


5.2 Đề xuất.................................................................................................................................... 101
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................................... 102
PHỤ LỤC........................................................................................................................................... 114

viii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

2-AP

2-acetyl-1-pyrroline

ASA

Allele Specific Amplification

cds

Coding sequence

DNA

Deoxyribonucleic acid

ĐBSCL

Đồng Bằng Sông Cửu Long

EAP

External Antisense Primer

ESP

External Sense Primer

GC

Gas chromatography

GLC

Gas liquid chromatography

IFAP

Internal Fragrant Antisense Primer

INSP

Internal Non-fragrant Sense Primer

IRRI

International Rice Research Institute

MABC

Maker-Assisted Backcross

MAS

Marker Assisted Selection

NBCI

National Center for Biotechnology Information

NST

Nhiễm Sắc Thể

PCR

Polymerase Chain Reaction

QTL

Quantitative Trait Loci

RAPD

Random Amplified Polymorphic DNAs

RFLP

Restriction Fragment Length Polymorphisms

SNP

Single Nucleotide Polymorphism

SSR

Simple Sequence Repeats

STS

Sequence Tagged Sites

TGST

Thời gian sinh trưởng

TLC

Thin layer chromatography

USDA

United States Department of Agriculture

ix


DANH SÁCH BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Những hợp chất thơm được xác định từ gạo nấu............................................... 15
Bảng 2.2: Các gen kháng rầy nâu ở lúa đã được lập bản đồ.............................................. 31
Bảng 3.1: Thành phần hóa chất của phản ứng PCR với các mồi kháng rầy................47
Bảng 3.2: Thành phần hóa chất phản ứng PCR với bốn mồi thơm................................. 48
Bảng 3.3: Phân nhóm lúa theo thời gian sinh trưởng............................................................ 49
Bảng 4.1. Danh sách các tổ hợp lai và tỷ lệ thụ tinh của các tổ hợp lai......................... 53
2

Bảng 4.2: Kết quả kiểm định χ tỷ lệ phân ly tính trạng mùi thơm trên
quẩn thể BC1 57
Bảng 4.3: Kết quả kiểm tra gen thơm fgr con lai F1, BC1 và BC2
của các tổ hợp lai 58
Bảng 4.4: Tỷ lệ phân ly kiểu gen kháng bph4 ở thế hệ BC1F1 của sáu tổ hợp lai
được nhận diện bằng hai dấu phân tử RM225 và RM586

62
Bảng 4.5: Kết quả kiểm tra gen kháng rầy nâu bph4 ở con lai BC2 và BC3
của 6 tổ hợp lai với 2 dấu phân tử RM225 và RM586 63
Bảng 4.6: Tỷ lệ phân ly kiểu gen kháng Bph10 ở thế hệ BC1F1 của ba tổ hợp lai
được nhận diện bằng hai dấu phân tử RM17 và RM26065
Bảng 4.7: Kết quả kiểm tra gen kháng rầy nâu Bph10 ở con lai BC2 và BC3
của 3 tổ hợp lai với 2 dấu phân tử RM17 và RM260 66
Bảng 4.8: Tỷ lệ phân ly kiểu gen kháng Bph18 ở thế hệ BC1F1 của ba tổ hợp lai
được nhận diện bằng hai dấu phân tử RM3331 và RM7376 68
Bảng 4.9: Kết quả kiểm tra gen kháng rầy nâu Bph18 ở con lai BC2 và BC3
của 3 tổ hợp lai với 2 dấu phân tử RM7376 và RM3331
68
Bảng 4.10: Kết quả cọn cá thể mang gen mục tiêu trên quần thể BC3F1 của
các tổ hợp lai trong vụ Hè Thu 2015
69
Bảng 4. 11: Phân nhóm chiều cao cây các dòng lai............................................................... 72
Bảng 4.12: Kết quả kiểm đinh T-Test về giá trị trung bình của một số đặc tính
nông học trên các dòng lai 74
Bảng 4.13: Kết quả kiểm tra gen kháng rầy nâu bph4 ở con lai BC3F2 của
6 tổ hợp
77
Bảng 4.14: Kết quả kiểm tra gen kháng rầy nâu Bph10 ở con lai BC3F2 của
3 tổ hợp
79
Bảng 4.15: Kết quả kiểm tra gen kháng rầy nâu Bph18 ở con lai BC3F2 của
3 tổ hợp
80
Bảng 4.16: Kết quả chọn cá thể mang gen mục tiêu trên quần thể BC3F2 của
các tổ hợp lai trong vụ Hè Thu 2015
81

Bảng 4.17: Thời gian sinh trưởng và chiều cao cây của các giống/dòng lúa khảo
nghiệm vụ Đông Xuân 2016 tại Tam Bình – Vĩnh Long
82
x


Bảng 4.18: Kết quả kiểm định T-Test về giá trị trung bình của một số đặc tính
nông học trên các dòng lai 83
Bảng 4.19 : Thông số các dòng lúa lai ở thế hệ BC3F3........................................................ 85
Bảng 4.20 : Kết quả đánh giá mùi thơm của các giống/dòng lúa khảo nghiệm..........86
Bảng 4.21 : Phản ứng và cấp hại của rầy nâu trên các giống/dòng khảo nghiệm......87
Bảng 4.22: Kết quả phân t ch đặc t nh sinh trưởng của các giống/dòng lúa
khảo nghiệm 89
Bảng 4.23: Kết quả phân tích các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của
các giống/dòng lúa khảo nghiệm 91
Bảng 4.24 : Hệ số tương quan giữa số bông, số hạt trên bông, hạt chắc trên bông,
năng suất thực tế, trọng lượng 1000 hạt, chiều cao cây và chiều dài bông
của sáu dòng lai
92
Bảng 4.25: Kết quả phân tích một số chỉ tiêu chất lượng hạt gạo.................................... 97
Bảng 4.26: Thông số các d ng lai được chọn........................................................................ 100

xi


DANH SÁCH HÌNH
Trang
Hình 2.1. Lịch sử tiến hóa của các loài lúa trồng..................................................................... 6
Hình 2.2. Giá trị trung ình của gen phục hồi qua từng thế hệ hồi giao........................ 11
Hình 2.3. Cấu tạo 2-acetyl-1-pyrroline...................................................................................... 16

Hình 2.4 Sơ đồ về mối quan hệ giữa gen BAD2 và sự tổng hợp hợp chất 2AP.........17
Hình 2.5. Sự khác iệt trong đoạn gen tổng hợp BAD2 ở lúa thơm và lúa không
thơm 19
Hình 2.6. Nguyên lý hoạt động của 4 primer EAP, ESP, IFAP, INSP............................28
Hình 2.7. Rầy nâu, Nilaparvata lugens...................................................................................... 29
Hình 3.1: Sơ đồ lai chọn tạo giống lúa thơm kháng rầy nâu.............................................. 45
Hình 3.2. Chu trình nhiệt phản ứng PCR với 4 mồi EAP, ESP, IFAP, INSP................47
Hình 4.1. Kết quả kiểm tra chất lượng ADN sau khi ly trích trên gel
agarose 0,8% 54
Hình 4.2. Kết quả điện di sản phẩm PCR với dấu phân tử BADH2 trên
con lai F1
55
Hình 4.3. Kết quả điện di sản phẩm PCR với 4 mồi ESP, IFAP, INSP và EAP
trên dòng lai BC1F1 của tổ hợp lai ST5/OM10043
57
Hình 4.4. Kết quả điện di sản phẩm PCR với 4 mồi ESP, IFAP, INSP và EAP
trên dòng lai BC2F1. 58
Hình 4.5. Kết quả điện di sản phẩm PCR với mồi RM225 trên cây bố mẹ và
cây lai hồi giao
61
Hình 4.6. Kết quả điện di sản phẩm PCR với mồi RM586 trên cây bố mẹ và
cây lai hồi giao
61
Hình 4.7. Kết quả điện di sản phẩm PCR với mồi RM17 trên cây bố mẹ và
cây lai hồi giao
64
Hình 4.8. Kết quả điện di sản phẩm PCR với mồi RM260 trên cây bố mẹ và
cây lai hồi giao
65
Hình 4.9. Kết quả điện di sản phẩm PCR với mồi RM7376 trên cây bố mẹ và

cây lai hồi giao
66
Hình 4.10. Kết quả điện di sản phẩm PCR với mồi RM3331 trên cây bố mẹ và
cây lai hồi giao
67
Hình 4.11. Kết quả điện di sản phẩm PCR với dấu phân tử RM225 (A),
RM586 (B) trên các dòng BC3F2 78
Hình 4.12. Kết quả điện di sản phẩm PCR với dấu phân tử RM17, RM260 trên
các dòng BC3F2
79
Hình 4.13. Kết quả điện di sản phẩm PCR với dấu phân tử RM3331, RM7376
trên các dòng BC3F280
xii


Hình 4.14. Biểu đồ phân bố một số đặc tính nông học ở quần thể BC 3F4 của dòng
lai A9-22 (ST5 x OM4103)....................................................................................... 94
Hình 4.15. Biểu đồ phân bố một số đặc tính nông học ở quần thể BC3F4 của dòng
lai B2-21 (ST5 x OM10043)
95
Hình 4.16. Biểu đồ phân bố một số đặc tính nông học ở quần thể BC3F4 của dòng
lai C12-14 (ST20 x OM4103)
95
Hình 4.17. Biểu đồ phân bố một số đặc tính nông học ở quần thể BC3F4 của dòng
lai D1-6 (ST20 x OM10043)
96
Hình 4.18. Biểu đồ phân bố một số đặc tính nông học ở quần thể BC3F4 của dòng
lai E4-8 (VD20 x OM4103)
96
Hình 4.19. Biểu đồ phân bố một số đặc tính nông học ở quần thể BC3F4 của dòng

lai F13-13 (VD20 x OM10043) 97

xiii


CHƢƠNG 1
GIỚI THIỆU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam là một nước nông nghiệp, phần lớn diện tích đất canh tác là
trồng lúa và Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) được xem là một trong
những vựa lúa của cả nước. Từ một nước phải nhập khẩu lương thực vào
những năm 1980, đến nay Việt Nam là một trong ba quốc gia xuất khẩu gạo
nhiều nhất thế giới với sản lượng tăng từ 1,99 triệu tấn năm 1995 lên mức 3,48
triệu tấn năm 2000 và 6,55 triệu tấn vào năm 2015 (Hiệp hội Lương thực Việt
Nam, 2015). Mặc dù sản lượng có tăng nhưng thu nhập của người nông dân lại
không tăng, mà kèm theo nguy cơ đất trồng bị suy thoái và ô nhiễm môi
trường. Việc quá chú trọng đến sản lượng dẫn đến chất lượng của lúa gạo Việt
Nam trên thị trường quốc tế thường thấp hơn một số nước khác như Ấn Độ và
Thái Lan, đặc biệt có sự chênh lệch lớn giữa gạo đặc sản và gạo cao cấp. Nhìn
vào thị trường tiêu thụ lúa gạo hiện nay cần phải đầu tư hơn nữa trong việc
nâng cao chất lượng gạo, thông qua nhiều con đường để rút ngắn được thời
gian và cung cấp kịp thời các giống cho sản xuất.
Tuy nhiên, theo nhận định của một số nhà khoa học, gạo càng thơm thì
khả năng nhiễm sâu bệnh càng cao, đặc biệt là rầy nâu, một loài côn trùng gây
hại lớn nhất đối với cây lúa ở nước ta cũng như các nước trồng lúa ở Châu Á.
Chúng chích hút gây bệnh cháy lá lúa và truyền virus gây bệnh vàng lùn và lùn
xoắn lá (Rice ragged stunt virus) làm giảm năng suất đến 70% hoặc làm mất
trắng khi nhiễm rầy nặng và trên diện tích lớn (Lương Minh Châu và ctv.,
2006). Bên cạnh đó, độc tính của quần thể rầy nâu khác biệt nhau ở các khu
vực có sự tách biệt về sinh thái và hiện tại rầy nâu được xác định là đang thay

đổi độc tính. Điều này tiềm ẩn nguy cơ sẽ có nhiều đợt dịch mới xuất hiện, khó
kiểm soát. Cho đến nay, các nhà khoa học đã ghi nhận có bốn loại hình sinh
học rầy nâu đã được công bố, riêng ở Đồng bằng Sông Cửu Long, quần thể rầy
nâu đã được ghi nhận có sự pha trộn giữa loại hình 2 và 3 (Nguyễn Thị Lang
và Bùi Chí Bửu, 2011).
Các biện pháp hiện nay dùng để đối phó với dịch rầy nâu là sử dụng
thuốc diệt rầy, luân canh và bón phân hợp lý. Mặc dù vậy, trong thực tế sử
dụng thuốc diệt rầy đang được nông dân áp dụng nhiều nhất, việc lạm dụng
thuốc trừ sâu hóa học đã làm giảm quần thể côn trùng có ích trên đồng ruộng,
gây mất cân bằng sinh thái và phát triển các nòi rầy nâu kháng thuốc. Vì vậy,
giải pháp cơ bản và lâu dài là sử dụng giống kháng. Việc sử dụng giống kháng,
một mặt làm giảm thiệt hại năng suất, tiết kiệm chi phí phòng trừ, mặt

1


khác hạn chế được việc dùng thuốc hóa học gây ô nhiễm môi trường và ảnh
hưởng trực tiếp đến sức khỏe của người dân. Tính bền vững về khả năng
kháng rầy nâu của các giống lúa kháng cũng được nhiều nhà khoa học quan
tâm nghiên cứu. Gallagher et al. (1994), Xu et al. (2002) đã xác định rằng các
giống mang đa gen kháng có tính bền vững cao hơn các giống đơn gen kháng.
Trước đây, trong quá trình lai tạo, khả năng kháng rầy của các giống lúa
được đánh giá dựa vào sự biểu hiện về kiểu hình và phải tiến hành qua nhiều
vụ khác nhau. Việc làm này không những tốn kém về tiền bạc mà còn cả về
thời gian. Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ sinh học đặc biệt là di
truyền phân tử và kỹ thuật di truyền đã tạo điều kiện cho việc ứng dụng những
phương pháp mới trong chọn giống cây trồng nói chung và giống lúa nói riêng
một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn. Dấu phân tử được sử dụng như là một
công cụ cho lai tạo và chọn lọc. Gen mong muốn ở các cá thể có thể xác định
được từ thế hệ rất sớm, rút ngắn thời gian lai tạo. Dựa vào phân tích kiểu gen

kiểm soát các tính trạng, các nhà chọn giống có thể chọn được giống mang
nhiều tính trạng mong muốn trong cùng thời điểm. Ngoài việc chọn lọc giống
lúa có khả năng kháng rầy nâu thì năng suất và chất lượng gạo cũng là mục
tiêu quan trọng cần được quan tâm hàng đầu trong công tác tuyển chọn. Những
giống lúa có ưu thế về chất lượng gạo như hàm lượng amylose thấp, có mùi
thơm, hạt gạo thon dài… là những giống lúa cần được khai thác. Như vậy, việc
chọn tạo các giống lúa vừa thơm, có chất lượng cao, vừa kháng rầy nâu ở giai
đoạn hiện nay được xem là vấn đề cấp bách và mang ý nghĩa quan trọng về
mặt chiến lược.
Xuất phát từ những lý do nêu trên, đề tài “ Nghiên cứu chọn tạo giống
lúa thơm kháng rầy nâu (Nilaparvata lugenes Stal) bằng dấu phân tử
SSR” được thực hiện.
1.2 Mục tiêu
Lai tạo và chọn lọc được một hoặc hai dòng lúa có triển vọng để phát
triển thành giống lúa thơm mang gen kháng rầy nâu, phục vụ cho sản xuất lúa
ở vùng Đông Bằng Sông Cửu Long.
1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.3.1 Ý nghĩa khoa học
Công nghệ sinh học được coi như là phương tiện hữu hiệu để giải quyết
những vấn đề khó khăn mà công tác chọn giống cổ truyền không thể thực hiện
được. Nhờ sự hỗ trợ của dấu phân tử sẽ góp phần rút ngắn thời gian trong việc

2


chọn lọc các dòng lai mang những gen tốt mong muốn. Kết quả thu được của
đề tài góp phần thúc đẩy ứng dụng dấu phân tử trong lai tạo các giống lúa.
1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn
Ứng dụng dấu phân tử để chọn lọc nhanh và chính xác nguồn gen mong
muốn góp phần làm giảm chi phí và thời gian trong công tác chọn tạo giống mới.

Những dòng lúa lai vừa mang gen thơm vừa có gen kháng rầy sẽ được
dùng làm vật liệu để tiếp tục nghiên cứu tạo ra những giống lúa thơm kháng
rầy nâu, góp phần giải quyết được nhược điểm của những giống lúa thơm là dễ
bị nhiễm rầy nâu, từ đó nâng cao diện tích lúa chất lượng cao. Những dòng lúa
này sẽ bổ sung thêm vật liệu vào bộ giống hiện có tại ĐBSCL.
1.4 Phạm vị nghiên cứu
Các thí nghiệm lai tạo của luận án được thực hiện từ tháng 6 năm 2013 đến
tháng 6 năm 2015 tại nhà lưới Viện Nghiên cứu và phát triển Công nghệ sinh học,
trường Đại học Cần Thơ. Hai giống mang gen kháng rầy nâu OM4103 (bph4 và
Bph10) và OM10043 (bph4 và Bph18) được sử dụng làm vật liệu cho gen kháng.
Đây là hai giống có khả năng kháng vừa với nguồn rầy nâu ở ĐBSCL với cấp
kháng từ cấp 3-5 và được khuyến cáo sử dụng là nguồn vật liệu lai theo kết quả
nghiên cứu của đề tài khoa học và công nghệ cấp bộ về sưu tập, đánh giá và bảo
tồn nguồn gen lúa kháng rầy nâu nhằm phục vụ công tác lai tạo của Trần Nhân
Dũng và ctv. (2012). Ba giống lúa thơm ST5, ST20, VD20 làm vật liệu nhận gen
kháng. Đây là ba giống lúa thơm có chất lượng cao được Hiệp hội Lương thực
Việt Nam (VAF) khuyến cáo đưa vào sản xuất ở ĐBSCL, nhưng lại có nhược
điểm là nhiễm nặng với rầy nâu. Do đó, nghiên cứu đã tiến hành lai tạo để chuyển
gen kháng rầy nâu vào các giống lúa thơm.
Nội dung chính là sử dụng phép lai đơn để lai giữa giống lúa thơm và giống lúa
mang gen kháng rầy nâu tạo con lai F1. Sử dụng phép lai hồi giao để chuyển một
hoặc hai gen kháng rầy nâu bph4, Bph10 và Bph18 vào 3 giống lúa thơm nhằm cải
tạo tính kháng rầy nâu ở các giống lúa thơm. Sử dụng dấu phân tử để nhận diện gen
thơm và gen kháng rầy nâu ở con lai F 1 và các dòng lúa lai hồi giao. Thực hiện các
thí nghiệm đánh giá chọn dòng để chọn ra những dòng lúa lai có năng suất cao, chất
lượng tốt để khảo nghiệm và đánh giá sơ khởi trong điều kiện đồng ruộng. Các thí
nghiệm đánh giá chọn dòng được thực hiện trong 2 vụ Hè Thu 2015, Đông Xuân
2016 tại Tam Bình, Vĩnh Long. Thí nghiệm khảo nghiệm ngoài đồng được thực hiện
trong vụ Đông Xuân 2017 tại Long Phú, Sóc Trăng.

3


1.5 Những đóng góp mới của luận án
Nghiên cứu đã tạo ra được sáu tổ hợp lai hồi giao từ hai giống lúa mang
gen kháng rầy nâu và ba giống lúa thơm.
Chọn tạo được 5 dòng lúa mang gen thơm và gen kháng rầy nâu bph4 +
Bph10, 7 dòng lúa mang gen thơm và gen kháng rầy nâu bph4 + Bph18.
Kết hợp đánh giá kiểu gen, kiểu hình và các đặc tính nông học đã chọn ra
được 6/12 dòng lúa có một số đặc tính nông sinh học tốt để khảo nghiệm ngoài
đồng. Kết quả khảo nghiệm đã chọn được hai dòng lúa đáp ứng với mục tiêu
chọn tạo là có năng suất đạt từ 6 – 7 t/ha, kháng với rầy nâu trong điều kiện
nhà lưới và có hàm lượng amylose thấp hơn 20%. Hai giống này sẽ được tiếp
tục khảo nghiệm ở các địa điểm khác ở ĐBSCL trong thời gian tới.

4


CHƢƠNG 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Nguồn gốc, phân loại và sự tiến hóa của các giống lúa
2.1.1 Nguồn gốc
Trong nghiên cứu nổi tiếng của Vavilov (1926) về sự phân bố đa dạng di
truyền của cây trồng cho rằng lúa trồng được xem như phát triển từ Ấn Độ.
Ting (1949) kết luận rằng có một số lượng lúa hoang được tìm thấy ở miền
Nam Trung Quốc, vì vậy lúa trồng cũng có thể bắt nguồn từ khu vực này và
lan rộng về phía Bắc. Lớp mày gạo tìm thấy ở sông Yangtse trong đất sét nung
đã được phân loại là O. sativa f. spontanea ssp. Keng và có những đặc tính rất
giống với những giống lúa bây giờ được trồng ở miền đông Trung Quốc.

Chang (1975) kết luận rằng lúa lần đầu tiên được thuần hóa trong khu vực giữa
miền bắc Ấn Độ và bờ biển Thái Bình Dương tiếp giáp Việt Nam và Trung
Quốc. Theo nhận định của Grist (1986), cây lúa được trồng từ rất lâu đời
nhưng nguồn gốc của nó luôn là một vấn đề phỏng đoán. Ông cho rằng bằng
chứng về nguồn gốc của lúa được đưa ra từ các nhà thực vật học là dựa vào
môi trường sống của các loài hoang dại.
Mặc dù có rất nhiều ý kiến chưa thống nhất, nhưng căn cứ vào các tài
liệu lịch sử, di tích khảo cổ, đặc điểm sinh thái học của cây lúa trồng và sự
hiện diện rộng rãi của các loài lúa hoang dại trong khu vực, nhiều người đồng
ý rằng cây lúa có nguồn gốc từ vùng đầm lầy Đông Nam Á, rồi từ đó lan dần
đi các nơi. Bên cạnh đó, lịch sử và đời sống của các dân tộc Đông Nam Á lại
gắn liền với cây lúa và nghề trồng lúa đã minh chứng nguồn gốc của lúa trồng
(Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
2.1.2 Phân loại
Theo đặc tính thực vật học cây lúa thuộc họ Gramineae (hòa thảo), tộc
Oryzeae, chi Oryza. Chi Oryza có 25 loài được công nhận, trong đó có 23 loài
hoang dại và 2 loài trồng là O. sativa và O. glaberrima (Morishima, 1984;
Vaughan, 1994; Brar and Khush, 2003). O. sativa là loài thích nghi rộng rãi
nhất của hai loài canh tác. Nó được trồng trên toàn thế giới bao gồm cả châu
Á, Bắc và Nam Mỹ, Liên minh châu Âu, Trung Đông và châu Phi. Ngược lại,
O. glaberrima chỉ được trồng ở một số quốc gia thuộc Tây Phi và hiện đang bị
thay thế dần bởi Oryza sativa.
2.1.3 Sự tiến hóa của các giống lúa
Chang (1976) đã tổng kết nhiều tư liệu nghiên cứu và cho rằng cả 2 loài lúa
trồng đều có chung một tổ tiên, do quá trình tiến hóa và chọn lọc tự nhiên lâu đời,

5


đã phân hóa thành 2 nhóm thích nghi với điều kiện ở 2 vùng địa lý xa rời nhau

là Nam – Đông Nam Châu Á và Châu Phi nhiệt đới. Oryza sativa L. tiêu biểu
nhóm lúa trồng Châu Á có tổ tiên trực tiếp là Oryza nivara, một loài lúa hoang
hằng niên. Oryza glaberrima Steud. cũng tiến hoá từ một loài lúa hoang hằng
niên khác, thường gọi là Oryza breviligulata Chev. et Poehr. hoặc là Oryza
barthii A. Chev.. Hai loài cỏ hằng niên O. spontanea và O. stapfii cũng có thể
lai tạp với các loài lúa hoang tổ tiên để cho ra các loài lúa trồng tương ứng.
Hiện nay, nhiều nhà khoa học tỏ ra đồng ý với quan điểm và giả thuyết này.

Hình 2.1. Lịch sử tiến hóa của các loài lúa trồng (Chang,
1976). 2.2 Giới thiệu về các giống lúa thơm * Lúa thơm Ấn Độ:
Basmati
Basmati là một giống lúa thơm đã có thương hiệu trên thị trường quốc tế
từ lâu, giống này được gieo trồng chủ yếu ở các nước Ấn Độ, Pakistan và
Nepan. Hiện nay năng suất gạo Basmati đạt từ 2,0 – 2,5 t/ha (Rohit, 2012).
Lúa Basmati có thân cao (165-175 cm), yếu và dễ đổ ngã, có thời gian
sinh trưởng dài (145-150 ngày) và rất dễ nhiễm với tất cả các loại sâu bệnh.
Gạo thơm có hạt nhỏ, thon và dài từ 6,8 đến 7,0 mm, tỉ lệ chiều dài và chiều

6


rộng từ 3,5 đến 3,7mm và có hàm lượng amylose trung bình 20-22%. Mùi
thơm của Basmati hiện diện trên tất cả các cơ quan của cây lúa.
* Lúa thơm Thái Lan: Khao Dawk Mali (KĐML)
Khao Dak Mali là một giống lúa thơm nổi tiếng của Thái Lan, đây là một
giống lúa truyền thống được tìm thấy bởi một nông dân ở tỉnh Chon Buri ở
miền Đông Thái Lan vào năm 1945 (Sarkarung et al., 2000). Các dòng lúa này
sau đó được tuyển chọn và khảo nghiệm tại trại thí nghiệm lúa Kok Samrong
thuộc tỉnh Lop Buri. Đến năm 1995 dòng thuần tốt nhất được xác định là Khao
Dawk Mali 4-2-105 và được đặt tên là Khao Dawk Mali 105 và được đưa ra

thị trường (Somrith, 1996).
KĐML 105 có thân mềm yếu, dễ nhiễm nhiều loại sâu bệnh như cháy lá,
cháy bìa lá, đốm vằn, rầy nâu…. Chiều cao dao động từ 140-150 cm, lá hẹp có
màu xanh nhạt. Hạt trong, chiều dài trung bình khoảng 7,5 mm, hàm lượng
amylose thấp hơn 20% nên hạt cơm sau khi nấu hạt còn hơi dính vào nhau và
có mùi thơm vừa. Năng suất bình quân đạt 1,7 t/ha, tuy nhiên nếu được canh
tác tốt năng suất có thể lên đến 4,5-5 t/ha (Anonymous, 1996).
* Một số giống lúa thơm khác trên thế giới

Các giống lúa thơm ở Myanmar được gieo trồng nhiều ở các tỉnh miền
Trung và chủ yếu được tiêu thụ ở trong nước. Một số giống lúa chất lượng
đang được gieo trồng phổ biến ở đây như: Namathalay, Basmati, Paw San Bay
Gyar (Chaudhary and Tran, 2001).
Ở Philippine có giống Milsagrosa và ở Trung Quốc có các giống Bắc

thơm, Quế hương chiêm, Qua dạ hương và Chi ưu hương là các giống lúa chất
lượng nổi tiếng trên thế giới.
Giống lúa Koshihikari là giống lúa cổ truyền của Nhật Bản, thuộc loài phụ
Japonica, có chất lượng cao, hương vị rất được ưa thích trong những bữa ăn chính
của người Nhật. Giống lúa Koshihikari được xem như là lúa Basmati của Nhật với
diện tích gieo trồng chiếm khoảng 30% tổng diện tích trồng lúa ở nước này.

* Lúa thơm ở Việt Nam
Là một quốc gia nông nghiệp, với cái nôi là nền văn minh lúa nước, lúa
gạo Việt Nam từ ngàn xưa đã có những loại nổi tiếng như Tám Thơm, Tám
Xoan, Dự Hương ở Miền Bắc, Nàng Thơm Chợ Đào ở Miền Nam…. và vẫn
được thị trường chấp nhận cho đến ngày nay. Các giống lúa thơm này có
chung đặc điểm là thời gian sinh trưởng dài, chỉ trồng được một vụ trong năm,
dễ nhiễm sâu bệnh và đổ ngã. Giống lúa Tám Hương, Tám Xoan có thời gian
sinh trưởng khoảng 150 ngày, hạt có màu vàng sẫm và dài, hạt gạo trong, đều,

7


cơm mềm dẻo, có mùi thơm đậm (Bùi Huy Đáp, 1999). Giống lúa Nàng Thơm
chợ Đào có thời gian sinh trưởng khoảng 170-185 ngày, cây cao khoảng 160180cm, hạt gạo dài, thẳng. Giống lúa này được trồng chủ yếu ở các huyện ven
biển thuộc phía Nam tỉnh Long An, tập trung tại Cần Đước, Tân Trụ, Thủ Thừa.
Trong những năm gần đây một số giống lúa thơm ngắn ngày được nhập nội
hoặc lai tạo như Jasmine (Mỹ), VD20 (Đài Loan), VNN97-6 (Trung Quốc),
MTL250 (IRRI), ST3 (chọn từ VD20), ST20 (được chọn ra từ 7 tổ hợp lai). Đây
là những giống có năng suất cao, thơm, hàm lượng amylose từ 19-22% và có thể
gieo cấy nhiều vụ trong năm, các giống này làm phong phú thêm nguồn gen cây
lúa ở ĐBSCL, góp phần đáp ứng nhu cầu của sản xuất và xuất khẩu.

Các chương trình lai tạo giống lúa ở phía Nam đã tạo ra nhiều giống lúa
có năng suất cao. Tuy nhiên, chỉ một số ít giống lúa có chất lượng tốt, đáp ứng
yêu cầu xuất khẩu và thỏa mãn thị hiếu người tiêu dùng. Những giống lúa chất
lượng cao sau một thời gian lưu hành trong sản xuất trở nên nhiễm các loại sâu
bệnh chính như rầy nâu, bệnh đạo ôn. Do đó, khi các giống lúa OM4900, Đài
thơm 8, OM7347, OM8017, Nàng hoa 9…với những đặc tính tốt như năng
suất cao, thơm và kháng sâu bệnh, những giống lúa này đã được nhiều nông
dân chấp nhận và lựa chọn để canh tác.
Giống lúa thuần OM 4900 đã được lai tạo chọn lọc bởi PGS.TS. Nguyễn
Thị Lang và GS.TS. Bùi Chí Bửu tại Bộ môn di truyền chọn giống thuộc Viện
Lúa đồng bằng sông Cửu Long từ năm 2002. Giống được tạo ra từ tổ hợp lai
Jasmine 85 và C53 (Lemont). Trong quá trình chọn lọc các đời con lai có áp
dụng kỹ thuật trợ giúp của dấu chuẩn phân tử (MAS). Giống OM 4900 có thời
gian sinh trưởng từ 95-100 ngày, cao
114 cm, thân rạ cứng, khả năng đẻ nhánh khá, số bông trên khóm biến thiên
từ 8 đến 12, số hạt chắc trên bông là 156. Trọng lượng 1.000 hạt là 29,8 gram;

chiều dài hạt gạo từ 7 đến 7,3 mm; độ bạc bụng cấp 0 (đánh cấp từ 0-9); hàm
lượng amylose từ 16- 16,8%; tỷ lê protein đạt 8,4%, có mùi thơm nhẹ, đạt tiêu
chuẩn xuất khẩu. Giống tương đối chịu mặn; chống chịu khá tốt với rầy nâu,
đạo ôn và bạc lá. Giống trồng được trong cả vụ hè thu và đông xuân, phù hợp
cho vùng đồng bằng sông Cửu Long và Đông Nam bộ, năng suất biến thiên từ
5-7 tấn/ha, gia tăng 10-15% so với các giống đối chứng đang được trồng phổ
biến
trong
vùng
( />Giống lúa OM7347 được Bộ môn Di truyền - Chọn giống - Viện Lúa
đồng bằng sông Cửu Long thực hiện chọn tạo từ năm 2005 từ tổ hợp lai
KhaoDawMali/BL//BL, OM7347 kết hợp được các đặc tính quý của cây cha

8


mẹ, thông qua chọn lọc nhờ M B (marker assissted backcross), đây là quá
trình chọn lọc con lai BC2F2 chính xác và rút ngắn thời gian chọn lọc. Sử dụng
3 marker RM42, RM223, RM201 để chọn lọc tính trạng amylose và mùi thơm
trên giống này. Giống OM7347 tiếp tục được chọn lọc ngoài đồng và tiến hành
khảo nghiệm so sánh năng suất từ vụ Đông Xuân 2008 - 2009. Giống này đã
được công nhận là giống quốc gia tại Việt Nam năm 2010. Giống lúa OM7347
có ưu điểm là giống đặc sản, ngắn ngày thuộc nhóm 2 có thời gian sinh trưởng
từ 95-100 ngày. Giống này cứng cây và khả năng đẻ nhánh khoẻ. Chiều cao
cây từ 100-105 cm, trọng lượng 1000 hạt đạt 26-27 gram, có khả năng chống
chịu được bệnh vàng, lùn xoắn lá và bạc lá. Giống có phẩm chất gạo dẻo với
hàm lượng amylose đạt 16,8%, hàm lượng protein khá cao (8,9%), có mùi
thơm biểu hiện ở cấp 1, hạt gạo thon dài. Năng suất trung bình của giống
OM7347 khá cao từ 6 -8,5 tấn/ha, có khả năng kháng trung bình được với
bệnh đạo ôn (cấp 5), kháng đối với rầy nâu (cấp 3) và kháng bạc lá (cấp 3).

Điều kiện canh tác tốt năng suất còn vượt trội. Đây là giống được xếp vào
nhóm lúa xuất khẩu cho Việt Nam.
Năm 2005, Kỹ sư Lê Hùng Lân, Giám đốc Công ty TNHH Hạt giống
Hoa Tiên, đã lai tạo giữa lai tạo giống Jasmine 85 và AS996 cho ra con lai là
“Nàng hoa 9”. Giống được Cục Sở hữu trí tuệ công nhận nhãn hiệu độc quyền
và được Bộ NN&PTNT công nhận giống quốc gia năm 2011. Nàng hoa 9 có
thời gian sinh trưởng ngắn (thuộc nhóm A), nếu sạ chỉ 90-95 ngày cho thu
hoạch, còn gieo mạ cấy từ 95-100 ngày, trồng được cả 3 vụ trong năm. Cây
cao từ 95-100 cm, đẻ nhánh tốt, lá đòng đứng có màu xanh đậm và dày. Nàng
hoa 9 cứng cây nên hạn chế bị đổ ngã trong vụ hè thu thường xảy ra nhiều
mưa bão. Đặc tính của giống lúa Nàng hoa 9 chịu cả đất nhiễm phèn và đất
nhiễm mặn nên trồng được ở vùng Đồng Tháp Mười và các huyện ven biển
thuộc tỉnh Kiên Giang. Lúa có bộ rễ chùm to và khỏe, ăn sâu vào đất nên khả
năng chịu hạn khá tốt. Tuy nhiên, điểm yếu của Nàng hoa 9 hơi nhiễm rầy nâu,
bệnh bạc lá và nhện gié (đều cấp 5), nhưng kháng bệnh đạo ôn tốt (cấp 3).
Bông dài 25-30 cm và số hạt chắc trên bông đạt trên 100 hạt. Năng suất vụ
đông xuân của giống lúa này đạt từ 8-12 tấn/ha, tùy vùng đất và kỹ thuật canh
tác; vụ thu đông (vụ 3) đạt 6-8 tấn và hè thu từ 5-7 tấn/ha. Gạo ít bạc bụng,
cơm thơm mùi lá dứa, mềm nhưng không quá dẻo…
Giống lúa OM 8017 được chọn tạo từ tổ hợp lai OM 5472/Jasmine 85.
Giống có thời gian sinh trưởng 90-95 ngày, chiều cao cây từ 100-110cm, trọng
lượng 1000 hạt 26-27 gr, gạo hạt dài khoảng 7 mm và tỷ lệ bạc bụng thấp.
OM8017 có hàm lượng amylose ở cấp trung bình (22%), độ bền gel 71 mm và
nhiệt trở hồ cấp 5, năng suất 6-9 tấn/ha. Kết quả thử nghiệm trên cho thấy

9


OM8017 hơi nhiễm rầy nâu nhưng kháng tốt và ổn định đối với bệnh đạo ôn.
Giống lúa OM8017 có cấp chống chịu mặn cao ở giai đoạn mạ trong thanh lọc

trong dung dịch chứa muối. Trong điều kiện thanh lọc ở giai đoạn trổ-chín
trong bể OM8017 có tỷ lệ cây sống sót cao hơn giống Pokkali (75% so với
58,33%) ở mức độ mặn 6‰. Giống lúa OM8017 được đưa vào khảo nghiệm
từ vụ Đông Xuân 2011-2012 và được đặc cách công nhận là giống lúa mới
(giống quốc gia) theo quyết định số 201/QĐ-TT-CLT ngày 09/06/2015. Giống
lúa OM8017 được cấp bằng Bảo hộ giống số 22.VN.2015 ngày 16/08/2015.
Công ty cổ phần Giống cây trồng miền Nam và Công ty cổ phần Giống cây
trồng Thái Bình đã đồng mua bản quyền giống lúa OM 8017.
Năm 2012, các nhà khoa học thuộc Trung tâm Nghiên cứu giống cây trồng
miền Nam (Công ty Cổ phần giống cây trồng miền Nam) đã kết hợp giữa giống
mẹ BVN và giống bố OM4900, sau 4 năm, 8 vụ, tập thể tác giả đã chọn tạo thành
công được dòng thuần và đặt tên Đài Thơm 8. Kết quả trồng thử nghiệm tại
Duyên hải Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Đồng bằng sông Cửu Long cho thấy,
giống Đài thơm 8 có thời gian sinh trưởng ngắn (90-95 ngày), cây cao trung bình
2

95-105 cm, cứng cây, đẻ nhánh khỏe, bông hữu hiệu nhiều (392 bông/m ), độ kết
hạt dày, năng suất đạt 7-9 tấn/ha; chống chịu sâu bệnh, phèn và mặn khá tốt. Đặc
biệt, đặc tính cơm gạo của giống Đài thơm 8 đạt tiêu chuẩn xuất khẩu nhờ hạt gạo
thon dài, trong, không bạc bụng, hàm lượng amylose đạt 16,3%, cơm dẻo, ngon,
có mùi thơm nhẹ (để nguội cơm vẫn dẻo). Ngày 11/4/2017, Bộ NN-PTNT đã
công nhận chính thức giống Đài Thơm 8 là giống lúa của Cty CP Giống cây trồng
miền Nam nghiên cứu và độc quyền.

2.3 Chọn tạo giống bằng phương pháp lai hồi giao kết hợp với dấu
phân tử
2.3.1 Lai hồi giao
Lai hồi giao là phương pháp thường được sử dụng phổ biến nhất để
chuyển một gen hoặc một tính trạng nào đó vào một giống để chuyển thành
giống ưu tú. Con lai F1 sau khi được tạo ra sẽ được lai lại nhiều lần với bố

hoặc mẹ được gọi là phép lai hồi giao. Một vài gen được chuyển từ giống cho
sang giống nhận nhưng không làm thay đổi nhiều cấu trúc di truyền của giống
nhận do quá trình lai hồi giao lại nhiều lần với giống nhận, con lai sẽ đạt một
trạng thái cận giao có bộ gen tương tự như giống nhận. Sau mỗi lần lai hồi
giao con lai phải được kiểm tra kiểu hình. Không có con số tuyệt đối cho số
lần lai hồi giao, số lần hồi giao (hai đến năm lần) được thực hiện phụ thuộc
vào mục đích của nhà chọn giống muốn phục hồi hoặc lai tạo. Tuy nhiên theo
lý thuyết sau bốn lần hồi giao thì 96,875% số lượng gen của cha mẹ sẽ được

10