PHÂN TÍCH TÍNH ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA 11 GIỐNG MÈ (Sesamum indicum L.) THU THẬP TẠI MỘT SỐ TỈNH KHU VỰC BẮC VÀ TRUNG BỘ SỬ DỤNG ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI VÀ CHỈ THỊ SSR

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH

PHẠM HỮU HOÀNG

PHÂN TÍCH TÍNH ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA 11 GIỐNG
MÈ (Sesamum indicum L.) THU THẬP TẠI MỘT SỐ TỈNH
KHU VỰC BẮC VÀ TRUNG BỘ SỬ DỤNG ĐẶC ĐIỂM
HÌNH THÁI VÀ CHỈ THỊ SSR

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 03/2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
**********************

PHẠM HỮU HOÀNG

PHÂN TÍCH TÍNH ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA 11 GIỐNG
MÈ (Sesamum indicum L.) THU THẬP TẠI MỘT SỐ TỈNH
KHU VỰC BẮC VÀ TRUNG BỘ SỬ DỤNG ĐẶC ĐIỂM
HÌNH THÁI VÀ CHỈ THỊ SSR

Chuyên ngành: Kỹ thuật trồng trọt
Mã số

: 60 62 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP
Hướng dẫn khoa học:
TS. BÙI MINH TRÍ

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 03/2012


PHÂN TÍCH TÍNH ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA 11 GIỐNG
MÈ (Sesamum indicum L.) THU THẬP TẠI MỘT SỐ TỈNH
KHU VỰC BẮC VÀ TRUNG BỘ SỬ DỤNG ĐẶC ĐIỂM
HÌNH THÁI VÀ CHỈ THỊ SSR

PHẠM HỮU HOÀNG

Hội đồng chấm luận văn:
1. Chủ tịch: TS. Võ Thái Dân
Trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM
2. Phản biện 1: GS.TS. Nguyễn Thị Lang
Viện lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long
3. Phản biện 2: TS. Nguyễn Hữu Hổ
Viện Sinh Học Nhiệt đới
4. Thư ký: TS. Phạm Đức Toàn
Trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM
5. Ủy viên: TS. Bùi Minh Trí
Trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
HIỆU TRƯỞNG

i1


LÝ LỊCH CÁ NHÂN

Tôi tên là Phạm Hữu Hoàng, sinh ngày 05 tháng 08 năm 1982, tại xã Phước
Hòa, Phú Giáo, tỉnh Bình Dương. Con của ông Phạm Văn Thơi và bà Lê Thị Thu.
Tốt nghiệp Tú tài tại Trường Trung học Phổ thông Tân Bình, huyện Tân
Uyên, tỉnh Bình Dương.
Tốt nghiệp Đại học ngành Nông học, hệ tại chức tại Đại học Nông Lâm TP.
Hồ Chí Minh. Sau đó làm việc tại Công ty Cổ phần Cao su Phước Hòa, huyện Phú
Giáo, tỉnh Bình Dương.
Tháng 9 năm 2008 theo học Cao học ngành Trồng trọt tại Đại học Nông Lâm
TP. Hồ Chí Minh.
Tình trạng gia đình:
Năm kết hôn: 2008
Vợ: Cao Minh Thủy Nguyên
Địa chỉ liên lạc: Ấp 1A xã Phước Hòa, huyện Phú Giáo, tỉnh Bình Dương
Điện thoại cá nhân: 0985661981
Email:

ii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu độc lập của tôi. Các số liệu, kết
quả được nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được bất cứ ai công bố
trong bất kỳ công trình nào khác.
Người cam đoan

Phạm Hữu Hoàng

iii


LỜI CẢM TẠ
Tôi xin chân thành cảm ơn:
Ban Giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh.
Các Thầy Cô trong Khoa Nông học cùng các Thầy Cô đã trực tiếp giảng dạy
trong suốt 2 năm Cao học vừa qua, cám ơn các Thầy Cô đã hỗ trợ và tạo điều kiện
tốt cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến:
TS. Bùi Minh Trí đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và truyền đạt những kinh
nghiệm quý báu cũng như tạo điều kiện tốt nhất cho việc thực hiện và hoàn tất đề tài
tốt nghiệp.
ThS. Võ Thị Thúy Huệ đã hết lòng chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong suốt quá
trình thực hiện đề tài tốt nghiệp.
Các anh chị trong Trung tâm Phân tích Hóa sinh đã tạo điều kiện và giúp đỡ
tôi trong thời gian thực hiện đề tài.
Chương trình hợp tác nghiên cứu Việt Nam – Thụy Điển (SIDA/SAREC) đã
hỗ trợ tài chính thực hiện đề tài này.
Gia đình, các bạn lớp Cao học 2008 đã chia sẻ, góp ý và động viên tôi trong
suốt quá trình học tập và nghiên cứu.

TP. HCM, tháng 03 năm 2012

Phạm Hữu Hoàng

iv

TÓM TẮT
Đề tài ” “Phân tích tính đa dạng di truyền của 11 giống mè (Sesamum
indicum L.) thu thập tại một số tỉnh khu vực Bắc và Trung bộ sử dụng đặc điểm
hình thái và chỉ thị SSR” đã được tiến hành tại khu thực nghiệm trường Cao đẳng
Nông nghiệp Nam bộ, tỉnh Tiền Giang và tại phòng thí nghiệm Công nghệ Sinh học
Thực vật - Viện Nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Môi trường – Trường Đại học
Nông Lâm Tp.HCM, từ tháng 03/2010 đến tháng 10/2010.
Bố trí thí nghiệm ngoài đồng cho 11 mẫu giống mè thu thập từ các tỉnh khu
vực Bắc và Trung bộ. Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối đầy đủ ngẫu nhiên một
yếu tố với 11 nghiệm thức, 3 lần lặp lại. Theo dõi và ghi nhận các số liệu về đặc
điểm hình thái, sử dụng phần mềm Microsoft excel, Statgraphics 7.0 phân tích số
liệu và phần mềm Ntsyspc 2.1 xây dựng cây phân nhóm di truyền dựa trên các đặc
điểm hình thái.
Phân tích đa dạng di truyền của 11 giống mè thí nghiệm với 10 cặp mồi SSR.
Sử dụng phần mềm Popgene 1.32 để phân tích các chỉ số đa dạng di truyền. Xây
dựng cây phân nhóm di truyền theo phương pháp UPGMA bằng phần mềm Ntsyspc
2.1 kết hợp phân tích độ tin cậy của sự phân nhóm thông qua hệ số Bootstrap.
Kết quả cho thấy:
Có sự khác biệt rõ rệt về các đặc điểm hình thái giữa 11 mẫu giống mè
(p<0,05), trừ chỉ tiêu về ngày thu hoạch (p>0,05).
Kết quả xây dựng cây phân nhóm di truyền dựa vào các đặc điểm hình thái
đã phân 11 mẫu giống mè thí nghiệm làm 2 nhóm lớn: Nhóm 1 bao gồm 2 giống mè
112TH và 121NB. Nhóm 2 bao gồm các giống mè còn lại.
Sử dụng 10 cặp mồi phát hiện các marker SSR, kết quả thu được 54 băng,
đều là các băng đa hình.
Kết quả phân tích cho thấy chỉ số đa hình (PIC) của các mồi dao động trong
khoảng từ 0,16 đến 0,85, trung bình 0,57. Trong đó, mồi Sesame-09 cho PIC cao

v

nhất (0,85), còn mồi GBssr-sa-33 cho PIC thấp nhất (0,16). Chỉ số Nm dao động
trong khoảng từ 0,0 – 0,46, trung bình 0,13. Chỉ số dị hợp tử HE nằm trong khoảng
0,17 – 0,86, trung bình 0,59.
Trắc nghiệm AMOVA phân tích sự biến động di truyền cho thấy phần trăm
biến động di truyền giữa 11 giống mè thí nghiệm khá cao (65,77%), biến động di
truyền trong mỗi mẫu giống mè khá thấp (34,23%).
Cây phân nhóm di truyền dựa vào chỉ thị SSR chia 11 giống mè làm 2
nhóm: Nhóm 1 gồm giống 66NL, 162ND, 112TH, 121NB, 119HD, 143TB. Nhóm
2 bao gồm 5 giống còn lại.

vi


SUMMARY
The study "Analysis of genetic diversity of eleven sesame accessions
(Sesamum indicum L.) collected from Northern and Central Viet Nam using
morphological and SSR markers" was carried out at the reseach station of Southern
Agricultural College in Tien Giang and at Plant Biotechnology Department,
Reseach Insitute of Biotechnology and Environment, Nong Lam University in Ho
Chi Minh City. Experiments were carried out from March 2010 to October 2010.
Eleven sesame accessions used in this study were collected from various
regions in Northern and Central Viet Nam. The trial layout was based on
Randomized Completely Block Design with three replications. The data were
calculated using Microsoft Excel, Statgraphics 7.0 and Ntsyspc 2.1 sofware while
phylogenetic relationship between accessions were estimated using group average
cluster analysis.
Ten SSR markers were used to estimated genetic diversity of the 11 sesame
accessions. Genetics variation and genetic structure were computed with the Popgen

sofware version 1.32. UPGMA dendrogram was built by using Ntsyspc 2.1 sofware.
Results indicated that:
The ontained results indicated that among eleven sesame accessions, there
were significant differences between the accessions for almost characters (p< 0.05),
except the harvest date (p > 0.05).
Cluster analysis for phylogenetic relationship between accessions showed
that sesame accessions grouped into two main clusters: the first group consisted
112TH and 121NB, while the second group included all of the remaining
accessions.
SSR analysis with ten primers gave 54 amplicons, rate of polymorphics was
100%. The polymorphism informaton contents (PIC) of markers varied from 0.16 to
0.85 with an average of 0.57. The marker Sesame-09 revealed a highest PIC of 0.85,

vii


while the marker GBssr-sa-33 had the lowest PIC of 0.16. Gene flow (Nm) was
found of 0.13 on average and ranged from 0.0 – 0.46. Expected heterozygosity (HE)
ranged from 0.17 to 0.86 with a mean of 0.59.
The results from analysis of molecular variance (AMOVA) of 11 sesame
accessions displayed a high percentage of genetic variation among populations
(65.77%) and percentage of genetic variation within population was as low as
34.23%.
Dendrogram based on UPGMA analysis group 11 sesame accessions into
two main groups. Group 1 included 6 accessions (66NL, 162ND, 112TH, 121NB,
119HD, 143TB). Group 2 included all of the remaining accessions.

viii

MỤC LỤC
CHƯƠNG

TRANG

Trang chuẩn y ...................................................................................................... i
Lý lịch cá nhân ...................................................................................................ii
Lời cam đoan .................................................................................................... iii
Lời cảm tạ .......................................................................................................... iv
Tóm tắt ............................................................................................................... v
Mục lục .............................................................................................................. ix
Danh sách các chữ viết tắt .............................................................................. xiii
Danh sách các bảng .......................................................................................... xv
Danh sách các hình ..........................................................................................xvi
Danh sách các biểu đồ ....................................................................................xvii
1. MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
1.1 Đặt vấn đề..................................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu........................................................................................................ 2
1.3 Yêu cầu ......................................................................................................... 2
1.4 Giới hạn khóa luận ....................................................................................... 2
2. TỔNG QUAN ........................................................................................................ 3
2.1 Nguồn gốc và sự phân bố cây mè ................................................................ 3
2.2 Phân loại và đặc điểm thực vật học của cây mè ........................................... 3
2.3 Công dụng và giá trị kinh tế ......................................................................... 4
2.3.1 Công dụng ................................................................................................. 4
2.3.1.1 Hạt mè .................................................................................................... 4
2.3.1.2 Dầu mè ................................................................................................... 4
2.3.2 Giá trị dinh dưỡng ..................................................................................... 4
2.4 Tình hình sản xuất mè trên thế giới và Việt Nam ........................................ 5

ix


2.5 Yêu cầu về điều kiện ngoại cảnh của cây mè ............................................... 7
2.5.1 Điều kiện nhiệt độ ..................................................................................... 7
2.5.2 Điều kiện ánh sáng .................................................................................... 7
2.5.3 Yêu cầu về lượng nước ............................................................................. 7
2.5.4 Cao độ........................................................................................................ 8
2.5.5 Gió ............................................................................................................. 8
2.5.6 Đất đai ....................................................................................................... 8
2.5.7 Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của mè ........................................ 9
2.6 Công tác nghiên cứu giống mè ở Việt Nam và thế giới ............................. 10
2.6.1 Công tác nghiên cứu giống mè ở Việt Nam ............................................ 10
2.6.2 Công tác nghiên cứu giống mè ở thế giới ............................................... 11
2.7 Đa dạng di truyền, một số phương pháp nghiên cứu ................................. 13
2.7.1 Đa dạng di truyền và bảo tồn đa dạng di truyền ..................................... 13
2.7.2 Một số phương pháp nghiên cứu đa dạng di truyền ................................ 14
2.7.2.1 Phương pháp chỉ thị hình thái .............................................................. 14
2.7.2.2 Phương pháp chỉ thị isozyme ............................................................... 14
2.7.2.3 Phương pháp dùng chỉ thị phân tử ....................................................... 15

2.8 Giới thiệu về kỹ thuật PCR ........................................................................ 15
2.8.1 Nguyên tắc của kỹ thuật PCR ................................................................. 15
2.8.2 Các thành phần và việc tối ưu hóa phản ứng PCR .................................. 17
2.8.2.1 DNA mẫu ............................................................................................. 17
2.8.2.2 Taq polmerase ...................................................................................... 17

x

2.8.2.3 Primer ................................................................................................... 18
2.8.2.4 Nhiệt độ bắt cặp.................................................................................... 19
2.8.2.5 Tỉ lệ primer/DNA khuôn mẫu .............................................................. 20
2.8.2.6 Các thành phần khác ............................................................................ 21
2.8.3 Các chỉ thị phân tử đánh giá sự đa dạng di truyền .................................. 22
2.8.3.1 Chỉ thị RFLP ........................................................................................ 22
2.8.3.2 Chỉ thị AFLP ........................................................................................ 23
2.8.3.3 Chỉ thị RAPD ....................................................................................... 24
2.8.3.4 Microsatellite ........................................................................................ 24
3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................... 29
3.1 Thời gian và địa diểm ................................................................................. 29
3.2 Nội dung 1: Khảo sát các đặc điểm hình thái............................................. 29
3.2.1 Vật liệu .................................................................................................... 29
3.2.2 Bố trí thí nghiệm ..................................................................................... 30
3.2.3 Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 31
3.2.3.1 Ghi nhận các đặc điểm hình thái .......................................................... 31
3.2.3.2 Phân tích số liệu ................................................................................... 32
3.3 Nội dung 2: Khảo sát đa dạng di truyền 11 mẫu giống mè trồng thực
nghiệm bằng kỹ thuật SSR ............................................................................ 33
3.3.1 Vật liệu .................................................................................................... 33
3.3.2 Hóa chất và thiết bị dụng cụ dùng trong phản ứng SSR ......................... 33
3.3.2.1 Hóa chất................................................................................................ 33
3.3.2.2 Thiết bị và dụng cụ ............................................................................... 34
3.3.3 Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 35
3.3.3.1 Giai đoạn 1 ........................................................................................... 35
3.3.3.2 Giai đoạn 2 ........................................................................................... 36
3.3.3.3 Giai đoạn 3 ........................................................................................... 36
3.3.4 Quy trình ly trích DNA ........................................................................... 36
3.3.5 Định tính sản phẩm bằng kỹ thuật điện di............................................... 37

xi


3.3.6 Định lượng sản phẩm sử dụng máy quang phổ kế .................................. 37
3.3.7 Quy trình phản ứng microsatellite ........................................................... 38
3.3.7.1 Phản ứng PCR với 1 cặp primer ........................................................... 38
3.3.7.2 Phản ứng multiplex PCR với 3 cặp primer .......................................... 39
3.3.8 Phương pháp phân tích bằng máy giải trình tư DNA.............................. 39
3.3.9 Phân tích đa dạng di truyền ..................................................................... 40
4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................................ 41
4.1 Nội dung 1: Khảo sát đặc điểm hình thái 11 giống mè .............................. 41
4.1.1 Chiều cao cây, độ dài lóng ...................................................................... 42
4.1.2 Sự phát triển số nhánh và số lá ................................................................ 43
4.1.3 Sự hình thành trái .................................................................................... 45
4.1.4 Các tính trạng liên quan đến năng suất các giống mè ............................. 46
4.1.5 Xây dựng cây phân nhóm dựa vào các tính trạng hình thái .................... 48
4.2 Nội dung 2: Khảo sát đa dạng di truyền 11 mẫu giống mè trồng thực
nghiệm bằng kỹ thuật SSR................................................................................ 49
4.2.1 Kết quả điện di trên máy giải trình tự ABI3100 ..................................... 49
4.2.2 Đánh giá mối quan hệ di truyền của 11 mẫu giống mè thí nghiệm ........ 51
4.2.3 Đánh giá sự biến thiên trong quần thể các giống mè .............................. 53
4.2.4 Đánh giá sự đa dạng gen của các giống mè thí nghiệm .......................... 54
5. KẾT QUẢ VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................................... 57
5.1 Kết luận ...................................................................................................... 57
5.2 Đề nghị ....................................................................................................... 58

6. TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................. 59
7. PHỤ LỤC

xii

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AFLP: Amplified Fragment Length Polymorphism (Kỹ thuật đa hình về chiều dài
các đoạn DNA được nhân bản)
ANOVA: analysis of variance (Phân tích biến lượng)
AMOVA: The Analysis of Molecular Variance (phân tích nguồn biến lượng phân
tử)
ASPAC: The Australasian Soil & Plant Analysis Council (Hội đồng phân tích đất
và cây trồng Úc)
Ave-HE: Average Heterozygosity (chỉ số dị hợp tử trung bình)
bp: base pair (cặp bazơ)
dNTP: Deoxyribonucleotide triphosphate
EB: Extraction Buffer (dịch trích)
EDTA: Ethylene Diamine Tetra acetic Acid
FAO: Food and Agriculture Organization (Tổ chức Nông Lương Thế giới)
H: Shannon’s Information index (Chỉ số Shannon)
HE: Expected heterozygosity (Hệ số dị hợp tử mong đợi)
HO: Observed Heterozygosity (Hệ số dị hợp tử quan sát)
Na: Number of Alleles (Số alen)
Ne: Effective Number of Alleles (Số allen thực tế)
Nm: Gene Flow Estimated from Gst (Dòng chảy gen hay Di nhập gen)
NSG: Ngày sau gieo
NTSYS: Numercial Taxonomy System
OD: Optical Density (Mật độ quang)
PCI: Phenol : Chloroform : Isoamylalcohol (25 : 24 : 1)
PCA: Principal Coordinate Analysis
PCR: Polymerase Chain Reaction (Phản ứng nhân bản DNA)

xiii

PIC: Polymorphism Information Content (Chỉ số đa hình)
RAPD: Random Amplified Polymorphic DNA (Đa hình DNA các đoạn DNA được
nhân bản ngẫu nhiên)
RCBD: Randomized Complete Block Design (Kiểu bố trí thí nghiệm khối hoàn
toàn ngẫu nhiên)
RFLP: Restriction Fragment Length Polymorphism (Đa hình chiều dài các đoạn
DNA cắt giới hạn)
SDS : Sodium Dodecyl Sulfat
SSCP: Single Strand Conformation Polymophism (Đa hình trong mạch đơn của
DNA)
SSRs: Simple Sequence Repeats (Đoạn trình tự lặp lại đơn giản)
Ta: Annealing temperature (Nhiệt độ bắt cặp)
Taq-polymerase: Thermus aquaticus polymerase
TBE: Tris – borate – EDTA
TE: Tris – EDTA
Tm: Melting temperature (Nhiệt độ nóng chảy)
UPGMA: Unweighted Pair Group Method with Arithmetic (Phương pháp tính
khoảng cách trung bình với giá trị số đại số)
WWF: World Wildlife Fund (Quỹ quốc tế bảo vệ thiên nhiên)

xiv


DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG

TRANG

Bảng 2.1 Diện tích, sản lượng và năng suất mè................................................. 6
Bảng 2.1 Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây mè .......................... 9
Bảng 3.1: Danh sách các mẫu giống mè sử dụng trong thí nghiệm ................ 30
Bảng 3.2: Các chỉ tiêu theo dõi và cách thu thập số liệu ngoài đồng .............. 31
Bảng 3.3: Các primer microsatellite dùng trong thí nghiệm ........................... 35
Bảng 3.4: Thành phần hóa chất thực hiện phản ứng PCR với 1 primer ......... 38
Bảng 3.5: Chu trình nhiệt của kỹ thuật PCR .................................................. 38
Bảng 3.6: Thành phần phản ứng trên máy giải trình tự DNA ......................... 39
Bảng 4.1: Kết quả thống kê về chiều cao cây, số nhánh và độ dài lóng của
11 mẫu giống mè............................................................................................... 42
Bảng 4.2 Sự phân nhánh và lá của của 11 giống mè ....................................... 43
Bảng 4.3: Sự phát triển của hoa và trái của 11 giống mè ................................ 45
Bảng 4.4 Các chỉ tiêu liên quan đến năng suất ................................................ 47
Bảng 4.5: Sản phẩm khuyếch đại của 10 primer ............................................. 50
Bảng 4.6: Hệ số tương đồng di truyền của các giống mè nghiên cứu ............. 51
Bảng 4.7: Kết quả phân tích biến động di truyền (AMOVA) của 11 giống mè53

Bảng 4.8: Kết quả phân tích bằng phần mềm POPGENE 1.32....................... 55
Bảng 4.9 Khoảng cách di truyền và đồng dạng di truyền các giống mè ......... 55

xv


DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH

TRANG

Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm .................................................................... 30
Hình 4.1: Thử tỷ lệ nảy mầm trong đĩa petri và trong bầu đất ........................ 41

Hình 4.2 Đất được cải tạo và xử lý thuốc diệt cỏ trước khi bố trí thí nghiệm 42
Hình 4.3: Sự phân nhánh ít (A, B) phân nhánh nhiều (C, D) của các giống mè
.......................................................................................................................... 44
Hình 4.4: Phân nhóm 11 giống mè dựa trên các chỉ tiêu hình thái ................. 49
Hình 4.5: Phân nhóm 11 mẫu giống mè dựa trên các chỉ thị SSR .................. 52
Hình 4.6: Phân nhóm 3D 11 mẫu giống mè dựa trên các chỉ thị SSR ............ 53
……………..

xvi


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Cây mè (Sesamum indicum L.) hay còn gọi là cây vừng, là một loại cây trồng
có dầu quan trọng ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, có nguồn gốc từ châu Phi, là
loại cây có dầu được trồng vào khoảng 2000 năm trước công nguyên. Mè sớm phát
triển ở vùng phía Tây châu Á, đến Ấn Độ, Trung Quốc và Nhật Bản. Những nơi này
được xem như là trung tâm phân bố của cây mè.
Hiện nay cây mè đã được trồng rộng rãi khắp nơi, chúng có nhiều công dụng
trong chế biến thực phẩm, đem lại nhiều lợi ít cho người canh tác. Ngoài ra mè còn
được ứng dụng trong dược phẩm, mỹ phẩm và kỹ nghệ. Những lợi ích của cây mè
đối với sức khỏe con người đang được quan tâm và đánh giá lại. Do đó việc gia tăng
diện tích canh tác cũng như nâng cao kỹ thuật trồng mè ngày càng được phát triển ở
Việt Nam.
Tuy nhiên, do hình thức canh tác hiện nay chủ yếu là quảng canh, đầu tư cho
nghiên cứu và ứng dụng tiến bộ kỹ thuật trong sản xuất mè còn chưa đúng mức, nên
năng suất mè nước ta vẫn còn thấp chưa đạt hiệu quả kinh tế cao. Thêm vào đó
thông tin về tài nguyên di truyền cây mè ở nước ta còn giới hạn, chỉ có một vài
nghiên cứu về đa dạng kiểu hình. Do đó việc xác định đa dạng di truyền ở phạm vi

rộng các giống mè có ý nghĩa cho các chương trình nghiên cứu và quản lý nguồn
gen đối với cây mè.
Các kỹ thuật được sử dụng để đánh giá di truyền chủ yếu là các chỉ thị phân
tử và sử dụng phổ biến nhất là các kỹ thuật dựa vào kỹ thuật PCR như: RAPD,
AFLP, RFLP, SSRs. Những kỹ thuật này đều có ưu, khuyết điểm riêng, nhưng

1


chúng đều có tiềm năng xác định đa hình dựa vào sự khác biệt của sản phẩm DNA
được khuyếch đại và có thể sử dụng ở bất cứ giai đoạn phát triển nào của cây trồng.
SSR là một công cụ đắc lực để giải quyết vấn đề như định danh, phát hiện
những cây bị mất lai lịch và đánh giá mức độ đa dạng di truyền của cây. Do đó tìm
hiểu thông tin về khoảng cách di truyền của tài nguyên giống là một chỉ tiêu quan
trọng trong quá trình chọn tạo giống vì khi các cặp cha mẹ có độ đồng nhất di
truyền cao sẽ làm hạn chế tính ưu thế lai.
Trên cở sở đó, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu và thực hiện đề tài: “Phân
tích tính đa dạng di truyền của 11 giống mè (Sesamum indicum L.) thu thập tại
một số tỉnh khu vực Bắc và Trung bộ sử dụng đặc điểm hình thái và chỉ thị
SSR”.
1.2 Mục tiêu
Đánh giá mức độ đa dạng hình thái dựa trên kiểu hình thu thập được qua quá
trình gieo trồng.
Đánh giá mức độ đa dạng di truyền các giống mè thuộc khu vực phía Bắc và
Trung bộ Việt Nam sử dụng chỉ thị phân tử SSR.
1.3 Yêu cầu
Ly trích DNA từ mẫu lá với độ tinh khiết cao.
Xây dựng quy trình PCR ổn định đối với 10 primers.
Đánh giá được mức độ đa dạng di truyền giữa các giống mè khảo sát qua
hình thái và phân tích microsatellite bằng máy giải trình tự.

Mô tả được quan hệ di truyền gần hoặc xa giữa các giống mè khảo sát.
1.4 Giới hạn khóa luận
Chỉ nghiên cứu giới hạn ở 11 giống mè, nên kết quả phân tích đa dạng di
truyền còn ở phạm vi hẹp.

2


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Nguồn gốc và sự phân bố cây mè
Cây mè có tên khoa học là Sesamum indicum L, có nguồn gốc từ châu Phi, là
loại cây có dầu được trồng rất lâu đời. Mè sớm phát triển ở vùng phía Tây châu Á,
đến Ấn Độ, Trung Quốc và Nhật Bản. Những nơi này được xem như là trung tâm
phân bố của cây mè.
Hiện nay, mè đã được gieo trồng phổ biến ở vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và
thông qua việc chọn tạo giống thì một số giống có thể trồng thích hợp ở một số
nước ôn đới (Tạ Quốc Tuấn và Trần Văn Lợt, 2006).
2.2 Phân loại và đặc điểm thực vật học của cây mè
Cây mè thuộc bộ Tubiflorae, họ Pedaliacea, trong đó có 16 chi và khoảng 60
loài. Trên thế giới giống Sesamum gồm hơn 20 loài, mè được trồng là Sesamum
indicum L. có số lượng nhiễm sắc thể 2n = 26, ngoài ra còn có S. capennsen, S.
alanum, S. chenkii, S. laniniatum có 2n = 46 (Bedigian, 1985).
Mè có nhiều giống và giống khác nhau về thời gian sinh trưởng, màu sắc
của hạt và dạng cây. Hiện nay phân loại giống mè dựa vào những đặc tính thực vật
như sau (Tạ Quốc Tuấn và Trần Văn Lợt, 2006):
Dựa vào thời gian sinh trưởng phân loại giống có thời gian sinh trưởng dài
ngày hoặc giống sinh trưởng ngắn ngày. Cách phân loại này quan trọng khi chọn
giống để luân canh với cây trồng khác như lúa, bắp, đậu, khoai.
Dựa vào số khía trên trái mè phân loại các giống mè bốn khía, sáu khía,

tám khía, phân loại này cho phép chọn cỡ hạt.
Dựa vào trái bị nứt khi thu hoạch hay không bị nứt, phân loại này giúp dự
trù cho công tác thu hoạch có đồng loạt hay không.
3


Dựa vào màu hạt đây là cách phân loại phổ biến nhất. Phân biệt hai loại mè:
mè đen (Sesamum indicum L.) và mè trắng (Sesamum orientale L.) (Phạm Đức
Toàn, 2008).
Ngoài các cách phân loại trên, người ta còn phân loại mè theo thời vụ trồng,
số hoa ở nách lá, sự phân cành trên thân.
2.3 Công dụng và giá trị kinh tế
2.3.1 Công dụng
2.3.1.1 Hạt mè
Hạt mè được sử dụng rất phổ biến để chế biến nhiều dạng thức ăn (kẹo
mè, chè mè). Trong dân gian, hạt mè còn dùng mè để nấu cháo (nếp với mè) cho
người mẹ cho con bú rất tốt.
2.3.1.2 Dầu mè
Dầu mè tiêu thụ nhiều nhất, có chất lượng tốt, khác với các loại dầu khác
là ít bị oxy hóa nên không chuyển thành mùi khó chịu. Vì trong dầu mè có chứa
chất sesamol, ngăn cản quá trình oxy-hóa.
Trong kỹ nghệ, dầu mè sử dụng để bôi trơn máy móc cao cấp: máy bay,
máy dùng trong khoa học kỹ thuật, dầu dùng để pha sơn, pha vecni rất tốt vì có màu
láng bóng.
Trong y học, dùng để làm thuốc viên con nhộng. Dầu mè còn dùng trong
mỹ phẩm, ở Ấn Độ, người ta còn dùng dầu mè để bôi vào tóc cho bóng mượt.
2.3.2 Giá trị dinh dưỡng
Mè có giá trị dinh dưỡng cao, trong hạt mè có chứa: 45 - 55% dầu, 19 - 20%
protein, 8 - 11% đường, 5% nước, 4 - 6% chất tro. Thành phần axit hữu cơ chủ yếu
của dầu mè là 2 loại acid béo chưa no sau (Ashri, 1989):

Axit oleic (C18 H34 O2): 45,3 - 49,4%
Axit linoleic (C18 H32 O2): 37,7 - 41,2%
Nếu so sánh hàm lượng acid amin có trong bột mè và trong thịt, ta thấy các
acid amin có trong bột mè gần tương đương với acid amin có trong thịt.

4


2.4 Tình hình sản xuất mè trên thế giới và Việt Nam
Trước thế chiến thứ hai, diện tích trồng mè trên thế giới từ 5 triệu ha vào
năm 1939, đạt sản lượng 1,5 tấn, trong đó Ấn Độ là quốc gia trồng nhiều nhất với
diện tích 2,5 triệu ha, kế đó là Trung Quốc 1,5 triệu ha, Miến Điện 700.000 ha,
Mehico 200.000 ha. Năm 2008, diện tích cây mè 7,5 triệu ha, năng suất bình quân
0,47 tấn/ha. Trong đó Ethiopia 1,85 triệu ha, Ấn Độ có diện tích 1,75 triệu ha,
Myanmar 1,58 triệu ha. (FAO, 2008)
Ở nước ta mè được trồng nhiều ở các tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long. Miền
Đông Nam Bộ và Trung Bộ (riêng tỉnh An Giang, diện tích trồng mè hiện nay tăng
lên đến 16.000 ha). Mè được trồng lâu đời nhất là ở Miền Bắc, nhưng diện tích
không mở rộng được vì điều kiện khí hậu và đất đai không thích hợp cho cây trồng
phát triển.
Theo Tổng cục thống kê (2004), diện tích trồng mè cả nước khoảng 40.800
ha, trong đó các tỉnh phía Nam 25.600 ha, phía Bắc 15.200 ha, vùng trồng nhiều
nhất là Bắc Trung Bộ (13.500 ha). Tổng sản lượng trung bình cả nước gần 21.000
tấn, năng suất trung bình cả nước khoảng 0,5 tấn/ha nhiều nhất ở các tỉnh đồng
bằng sông Cửu Long 0,9 tấn/ha (Nguyễn Mạnh Chinh và Nguyễn Đăng Nghĩa,
2007). Tại vùng Châu Phú - An Giang, năng suất đạt từ 400 - 600kg/ha. Nếu áp
dụng biện pháp thích hợp, năng suất mè có thể đạt 1 tấn/ha. Các tỉnh đang trồng mè
nhiều ở Đồng Bằng Sông Cửu Long là: Cần Thơ (4.700 ha), Đồng Tháp (1.200 ha),
An Giang (600 ha), Long An (400 ha) (Tạ Quốc Tuấn và Trần Văn Lợt, 2006).
Hiện nay, tuy với diện tích không nhiều, mè đã được trồng khắp các châu lục

trên thế giới. Sản lượng mè hàng năm trên thế giới theo công bố của FAO (2006) là
hơn 3 triệu tấn.Trong đó chủ yếu là châu Á chiếm gần 60%, còn lại là châu Mỹ,
châu Phi. Các nước trồng mè nhiều là Ấn Độ, Trung Quốc, Sudan, Mexico, sau đó
là Myanmar, Thái Lan, Nigeria, Colombia. Năng suất trung bình trên thế giới
khoảng 0,3 - 0,4 tấn/ha. Ở Mỹ năng suất mè vùng Texas lên tới 2 tấn. Trung Quốc 1
tấn/ha. Ở Trung Quốc, Thái Lan mè là cây có giá trị xuất khẩu cao (Nguyễn Mạnh
Chinh và Nguyễn Đăng Nghĩa, 2007).

5


Về sản xuất, cây mè có khả năng thích ứng rộng, dễ trồng, thời gian sinh
trưởng ngắn, rất thích hợp trong việc thâm canh tăng vụ, nâng cao thu nhập trên một
đơn vị diện tích đất, nhất là trên đất trồng lúa. Nhu cầu dầu mè trên thế giới ngày
càng tăng cũng tạo điều kiện tốt cho việc mở rộng trồng mè trong thời gian tới
(Nguyễn Mạnh Chinh và Nguyễn Đăng Nghĩa, 2007).
Bảng 2.1 Diện tích, sản lượng và năng suất mè trên thế giới và Việt Nam 2008
(FAOSTAT, 2009)
Quốc gia

Diện tích (ha)

Sản lượng (tấn)

Năng suất (tấn/ha)

Châu Á

4.107.825

2.428.190

0,59

Afghanistan

47.000

32.000

0,68

Bangladesh

32.932

28.461

0,86

Campuchia

35.874

27.286

0,76

Trung Quốc

472.460

586.408

1,24

1.700.000

640.000

0,38

Iran

40.000

28.000

0,70

Iraq

16.300

18.222

1,12

Hàn Quốc

28.794

19.472

0,68

Lào

10.235

8.658

0,85

1.431.000

853.390

0,60

Pakistan

90.639

40.997

0,45

Thái Lan

59.137

44.290

0,75

Turkey

28.589

20.338

0,71

Uzbekistan

29.498

18.518

0,63

Việt Nam

45.000

23.000

0,51

Yemen

22.212

23.895

1,08

Châu Mỹ

258.211

156.182

0,60

Châu Phi

3.040.467

1.241.280

0,41

Thế giới

7.406.757

3.827.112

0,52

Ấn Độ

Myanmar

6


2.5 Yêu cầu về điều kiện ngoại cảnh của cây mè
2.5.1 Điều kiện nhiệt độ
Vì cây mè có nguồn gốc nhiệt đới nên nhiệt độ trung bình thích hợp khoảng
25 – 300C. Nhiệt độ thích hợp cho hạt nảy mầm, sinh trưởng, các bộ phận dinh
dưỡng và sự hình thành hoa khoảng 25 - 270C. Nhiệt độ thích hợp cho sự nở hoa và
sự phát triển quả vào khoảng 28 - 320C. Nếu nhiệt độ dưới 200C kéo dài thời gian
nảy mầm. Nhiệt độ dưới 180C sẽ gây khó khăn cho sự phát triển và nếu nhiệt độ
dưới 100C cây ngừng phát triển và chết. Thời kỳ quả chín gặp nhiệt độ thấp sẽ giảm
tỉ lệ và chất lượng dầu của hạt (Nguyễn Mạnh Chinh và Nguyễn Đăng Nghĩa,
2007).
Nhiệt độ trên 400C vào thời gian ra hoa sẽ cản trở sự thụ phấn, thụ tinh, tăng
tỷ lệ hoa rụng và do đó làm giảm số hoa.
2.5.2 Điều kiện ánh sáng
Mè là cây ngày ngắn. Trong điều kiện thời gian chiếu sáng dưới 10 giờ/ngày
sẽ rút ngắn thời gian sinh trưởng của mè. Mè sẽ ra hoa sớm hơn bình thường 15 - 20
ngày trong điều kiện tự nhiên (12 giờ/ngày).
Cường độ ánh sáng, số giờ nắng trong ngày ảnh hưởng trực tiếp đến năng
suất mè. Trong thời gian sinh trưởng, nhất là sau khi trổ hoa, mè cần khoảng 200 300 giờ nắng/tháng cho đến khi trái chín.
Một số kết quả nghiên cứu cho thấy: cường độ ánh sáng trong thời gian kết
quả đến khi chín vào khoảng 28.000 lux là thích hợp nhất cho quá trình hình thành
dầu. Hàm lượng dầu trong hạt giảm 8% nếu cường độ ánh sáng giảm xuống 7000

lux (Trần Thị Kim Ba, 2003).
2.5.3 Yêu cầu về lượng nước
Nước là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến năng suất mè. Mè tương đối
chịu hạn nhưng cho năng suất thấp khi đất có ẩm độ dưới 70%. Mè ít cần nước
mưa, mè cho năng suất cao ở lượng mưa 500 - 650 mm. Trong điều kiện có tưới
tổng lượng nước cần lên tới 900 - 1000 mm.

7