Xác định các gen alen đặc thù liên quan đến sự phát triển bộ rễ của các giống lúa việt nam tt

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

PHÙNG THỊ PHƢƠNG NHUNG

XÁC ĐỊNH CÁC GEN - ALEN ĐẶC THÙ LIÊN QUAN
ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN BỘ RỄ CỦA CÁC GIỐNG LÚA VIỆT NAM

Chuyên ngành:
Mã số:

Di truyền và chọn giống cây trồng
9.62.01.11

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2019


Công trình hoàn thành tại:
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Ngƣời hƣớng dẫn: 1. GS.TS. ĐỖ NĂNG VỊNH
2. GS.TS. PASCAL GANTET

Phản biện 1: GS. TS. Ngô Xuân Bình
Bộ Khoa học và Công nghệ

Phản biện 2: TS. Lê Thị Thu Hiền
Viện nghiên cứu Hệ gen

Phản biện 3: TS. Lê Quỳnh Mai

Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên

Luận án sẽ đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện họp tại:
Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Vào hồi

giờ, ngày

tháng

năm 2019

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
- Trung tâm Thông tin - Thư viện Lương Định Của, Học viện Nông nghiệp
Việt Nam

2


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Việc tạo ra những giống lúa có kiểu hình bộ rễ phù hợp, giúp cây lúa tăng khả
năng chống chịu với các stress phi sinh học nhằm đáp ứng với biến đổi khí hậu là
trọng tâm của nhiều chương trình nghiên cứu cải tiến giống lúa hiện nay. Hạn chế về
khả năng quan sát trực tiếp bộ rễ là khó khăn lớn nhất khiến những kết quả liên quan
đến chọn tạo giống lúa có bộ rễ thích nghi tốt vẫn ít được công bố. Phát triển các công
cụ hỗ trợ, phục vụ cho phương pháp chọn lọc phân tử để ứng dụng vào các chương
trình chọn tạo giống cải tiến bộ rễ lúa hiện nay là rất cần thiết. Đặc biệt, những hiểu
biết về các yếu tố di truyền có liên quan đến các đặc điểm phát triển và thích nghi của

bộ rễ lúa là chìa khóa quan trọng trong hướng nghiên cứu này.
Nhiều phương pháp khác nhau đã được sử dụng để khám phá các yếu tố di truyền
liên quan đến bộ rễ trong đó phương pháp xác định các QTLs là một phương pháp có
tiềm năng và hiệu quả. Sự xuất hiện của phương pháp GWAS (Genome–wide
Association Mapping) (Nordborg and Weigel, 2008) và thành công của phương pháp
này ở thực vật (Atwell et al., 2010), đặc biệt là ở lúa (Clark et al., 2013; Courtois et
al., 2013) cho thấy GWAS là một công cụ mới hữu hiệu trong nghiên cứu xác định
QTLs ở lúa và ở thực vật nói chung. Độ phân giải cao của các QTLs khi áp dụng
phương pháp GWAS giúp rút ngắn thời gian nghiên cứu và có thể trực tiếp xác định
được các gen ứng viên liên quan đến tính trạng quan tâm (Zhu et al., 2008). Các
nghiên cứu GWAS hiện nay mới chỉ khai thác được một phần rất nhỏ nguồn gen lúa
trên thế giới và các tính trạng quan tâm.
Việt Nam nằm ở trung tâm phát sinh cây lúa của vùng Đông Nam Á. Cây lúa
được trồng từ Bắc vào Nam với nhiều điều kiện sinh thái và chế độ thủy văn khác
nhau. Do dó, sự đa dạng của các giống lúa Việt Nam là nguồn tài nguyên quý để phát
triển các nghiên cứu nhằm phát hiện các yếu tố di truyền kiểm soát các tính trạng phát
triển bộ rễ và khả năng chống chịu với các stress phi sinh học của cây lúa. Sử dụng
phương pháp GWAS để xác định các QTLs/gen ứng viên liên quan đến sự phát triển
bộ rễ của các giống lúa Việt Nam là một hướng đi nhiều triển vọng và có ý nghĩa khoa
học cũng như thực tiễn.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
- Lựa chọn các mẫu giống phù hợp để phát triển bộ dữ liệu kiểu gen và dữ liệu
kiểu hình phục vụ cho các nghiên cứu GWAS thông qua hhảo sát sự đa dạng về đặc
điểm nông sinh học cơ bản và di truyền của một tập đoàn các mẫu giống lúa Việt Nam.
- Xây dựng bộ dữ liệu kiểu gen (haplotype) của tập đoàn mẫu giống được chọn,
làm cơ sở dữ liệu để phát triển các nghiên cứu GWAS với các tính trạng quan tâm.
- Xây dựng bộ dữ liệu kiểu hình của một số tính trạng chính liên quan đến sự phát
triển bộ rễ của các mẫu giống lúa được chọn, làm cơ sở cho nghiên cứu GWAS để xác
định các QTLs/gen ứng viên liên quan đến sự phát triển bộ rễ của lúa Việt Nam.
- Sử dụng phương pháp GWAS để lập bản đồ liên kết toàn hệ gen, từ đó xác định

các QTLs và gen ứng viên liên quan đến sự phát triển bộ rễ của các giống lúa Việt
Nam.
1


1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu được thực hiện trên cơ sở một tập đoàn gồm 214 mẫu giống lúa được
thu thập từ nhiều vùng của Việt Nam, 33 mẫu giống lúa đối chứng đại diện cho đa
dạng của Oryza sativa trên thế giới do CIRAD cung cấp và 23 mẫu giống khác được
cung cấp bởi Viện Di truyền Nông nghiệp. Các mẫu giống đã được đánh giá về các
đặc điểm nông sinh học cơ bản và đa dạng di truyền bằng chỉ thị DArT. Kết quả này là
cơ sở để lựa chọn các mẫu giống cho thiết lập dữ liệu kiểu gen và kiểu hình để phục vụ
phát triển các nghiên cứu GWAS.
Một tập đoàn gồm 200 mẫu giống lúa được chọn đã được phân tích kiểu gen
bằng 50000 chỉ thị SNPs, sử dụng phương pháp phân tích kiểu gen thông qua giải trình
tự GBS, và được đánh giá biểu hiện của 18 tính trạng chính liên quan đến sự phát triển
bộ rễ.
Phân tích GWAS được tiến hành đồng thời trên 3 ma trận dữ liệu cho tất cả tập
đoàn (185 mẫu giống x 21623 marker), nhóm giống indica (115 mẫu giống x 13842
marker), nhóm giống japonica (64 mẫu giống x 8821 marker).
Kết quả nghiên cứu giới hạn ở mức xác định được các QTLs/gen ứng viên liên
quan đến sự phát triển bộ rễ của các mẫu giống lúa Việt Nam trong tập đoàn nghiên
cứu.
1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI
Đã khảo sát và đánh giá một cách có hệ thống các đặc điểm nông sinh học cơ bản
của tập đoàn 270 giống lúa, trong đó có 214 giống lúa Việt Nam.
Đã xác định được mức độ đa dạng di truyền và cây phân loại của một tập hợp
nguồn gen lúa Việt Nam bằng một lượng lớn chỉ thị hiện đại như DArT và SNPs
marker.
Sử dụng phương pháp GBS xây dựng được bộ dữ liệu kiểu gen với 25971 SNPs

marker, bao phủ toàn hệ gen với mật độ cao, là cơ sở để phát triển nghiên cứu GWAS
với các mục tiêu khác nhau (năng suất, cấu trúc bông, khả năng chống chịu với sâu
bệnh và điều kiện bất lợi) trên tập đoàn lúa nghiên cứu.
Luận án đã cung cấp một bộ dữ liệu gồm các thông số, thông tin của các tính
trạng chính liên quan đến sự phát triển bộ của hơn 190 mẫu giống lúa Việt Nam.
Kết quả lập bản đồ liên kết toàn hệ gen (GWAS) cung cấp một danh sách gồm 88
QTLs liên kết với 18 tính trạng theo dõi, trong đó có 33 QTLs nằm trong vùng mã hóa
gen chức năng, 1 vùng QTLs liên kết chặt với tính trạng số lượng rễ (NCR) ở NST số
11 và 1 vùng QTLs liên kết chặt với tính trạng độ dày rễ (THK) ở NST số 2. Xác định
được 889 gen ứng viên, trong đó có 407 gen đã được xác định và phân nhóm chức
năng giả định, 24 gen trong đó đã có những công bố chứng minh chức năng hóa sinh
và sinh học liên quan đến sự phát triển bộ rễ.
1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Những đóng góp về đặc điểm nông sinh học cơ bản, đặc điểm phát triển bộ rễ, đa
dạng di truyền của các giống lúa trong luận án sẽ mở rộng và nâng cao những hiểu biết
về sự đa dạng của nguồn gen lúa Việt Nam cũng như thế giới. Là cơ sở để lựa chọn vật
liệu cho các chương trình chọn tạo giống lúa.
Bộ dữ liệu kiểu gen gồm hơn 25000 SNPs marker được đăng tải trên trang
TropGenDB là nguồn dữ liệu mở, có thể được cung cấp cho các nhà khoa học khác để
tiếp tục phát triển các nghiên cứu GWAS trên tập đoàn nghiên cứu với nhiều mục tiêu
2


khác như: xác định các QTLs liên quan đến khả năng chống chịu, năng suất, chất
lượng, cấu trúc bông,…vv.
Dữ liệu thông tin về đặc điểm bộ rễ có ý nghĩa tham khảo và là cơ sở lựa chọn
vật liệu cho các chương trình lai tạo giống cải tiến tính trạng bộ rễ ở lúa.
Kết quả của luận án cung cấp một danh sách các QTLs/ gen ứng viên có liên
quan đến sự phát triển bộ rễ ở các giống lúa Việt Nam, bổ sung thêm thông tin hữu ích
và chi tiết giúp các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu di truyền bộ rễ lúa ở Việt Nam

và trên thế giới có hiểu biết toàn diện, chính xác và đầy đủ hơn về mạng lưới các gen
liên quan. Đặc biệt, những đặc điểm riêng biệt của các giống lúa Việt Nam có thể
mang đến những phát hiện mới, đặc trưng, mà các nghiên cứu sử dụng các nguồn vật
liệu lúa khác trên thế giới không thể tìm thấy.
Nhìn chung, luận án cung cấp một mô hình áp dụng những công nghệ, kỹ thuật
hiện đại trong phân tích genome để đưa vào khai thác đa dạng nguồn gen lúa Việt Nam,
làm rõ mối quan hệ giữa kiểu gen và kiểu hình, nhằm khai thác các gen/alen đặc thù ẩn
trong nguồn gen đó. Kết quả của luận án mở ra con đường triển vọng trong khai thác
genome để ứng dụng vào các chương trình chọn giống phân tử tạo ra các giống lúa có
bộ rễ thích hợp làm tăng khả năng thích ứng với các điều kiện ngoại cảnh bất lợi.
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. VAI TRÕ VÀ ĐẶC ĐIỂM BỘ RỄ Ở LÖA
- Vai trò của bộ rễ ở cây lúa;
- Đặc điểm phát triển của bộ rễ lúa.
2.2. QTLs VÀ GEN LIÊN QUAN ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN BỘ RỄ LÖA
- Các QTLs liên quan đến sự phát triển bộ rễ lúa;
- Các gen liên quan đến sự hình thành và phát triển bộ rễ lúa.
2.3. PHƢƠNG PHÁP GBS
- Phương pháp giải trình tự NGS – nền tảng của GBS;
- Nguyên lý của phương pháp GBS;
- Các ứng dụng của GBS trong chọn giống cây trồng.
2.4. PHƢƠNG PHÁP GWAS
- Nguyên lý;
- Các bước xây dựng một nghiên cứu GWAS;
- Ý nghĩa và tiềm năng của GWAS trong chọn tạo giống lúa.
2.5. NGUỒN GEN LÖA VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU RỄ LÖA Ở VIỆT NAM
- Nguồn gen lúa Việt Nam;
- Tình hình nghiên cứu đặc điểm bộ rễ lúa ở Việt Nam.
PHẦN 3. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

- Vật liệu sử dụng trong thí nghiệm đánh giá đặc điểm nông sinh học cơ bản và
đa dạng di truyền với chỉ thị DArT gồm 270 mẫu giống lúa, trong đó có 214 mẫu
giống lúa Việt Nam được cung cấp bởi Trung tâm Tài nguyên thực vật (Phụ lục 1a),
33 mẫu giống lúa đại diện cho đa dạng lúa thế giới (đối chứng) được cung cấp bởi
Ngân hàng gen của CIRAD – Pháp (Phụ lục 1b), 23 mẫu giống khác được cung cấp
3


bởi Viện Di truyền Nông nghiệp (Phụ lục 1b).
- Vật liệu sử dụng cho phân tích di truyền với GBS và thí nghiệm đánh giá đặc
điểm bộ rễ gồm 200 mẫu giống lúa. Trong đó có 197 mẫu giống lúa Việt Nam, 3 mẫu
giống đối chứng là IR64, Niponbare và Azucena (Phụ lục 3).
- Vật liệu sử dụng trong phân tích lập bản đồ liên kết toàn hệ gen gồm 185 mẫu
giống lúa, trong đó có 182 mẫu giống lúa Việt Nam, 3 mẫu giống đối chứng là IR64,
Niponbare và Azucena. Ngoài ra, khi phân tích GWAS cho từng loài phụ, loài phụ
indica gồm 115 mẫu giống (114 mẫu giống Việt Nam và IR64), loài phụ japonica gồm
64 mẫu giống (62 mẫu Việt Nam cùng với Nippobare và Azucena).
3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Khảo sát sự đa dạng về một số đặc điểm nông sinh học cơ bản và đa dạng di
truyền (với DArT marker) của một bộ giống lúa Việt Nam, từ đó lựa chọn các mẫu
giống phù hợp gia nhập tập đoàn nghiên cứu trong thí nghiệm phân tích kiểu gen GBS
và thí nghiệm đánh giá đặc điểm kiểu hình bộ rễ.
- Xây dựng bộ dữ liệu đa hình kiểu gen (haplotype) của tập đoàn mẫu giống
nghiên cứu sử dụng phương pháp phân tích kiểu gen thông qua giải trình tự (GBS).
- Xây dựng bộ dữ liệu kiểu hình của một số tính trạng chính liên quan đến sự
phát triển bộ rễ ở lúa.
- Trên cơ sở dữ liệu kiểu gen (GBS) và kiểu hình thu được, sử dụng phương
pháp GWAS để lập bản đồ liên kết toàn hệ gen, từ đó xác định các QTLs và gen ứng
viên liên quan đến sự phát triển bộ rễ của các giống lúa Việt Nam.
3.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.3.1. Phƣơng pháp chiết tách ADN tổng số
Sử dụng phương pháp CTAB (Murray and Thompson, 1980). Vật liệu được sử
dụng là lá của cây lúa được 6 tuần tuổi sau cấy.
3.3.2. Phƣơng pháp phân tích di truyền bằng chỉ thị DArT
Để phân tích đa dạng di truyền của tập đoàn giống lúa nghiên cứu chúng tôi sử
dụng chỉ thị phân tử DArT (Diversity Array Technology) được phát triển theo công bố
của Killian et al. (2012). Sử dụng hệ thống máy móc chuyên dụng của phòng nghiên
cứu DArT, thuộc Trung tâm Hợp tác quốc tế Nghiên cứu và Phát triển Nông nghiệp
bền vững (CIRAD) – Pháp. Mảng dữ liệu gồm 6144 DArT marker được xây dựng dựa
trên 25 giống chỉ thị, gồm 10 giống indica, 10 giống japonica ôn đới và 5 giống
japonica nhiệt đới. Phương pháp xây dựng mảng thư viện DArT đã được mô tả bởi
Jaccoud et al. (2001) cùng Risterucci et al. (2009).
3.3.3. Phƣơng pháp phân tích kiểu gen thông qua giải trình tự (GBS)
Chúng tôi sử dụng phương pháp GBS được xây dựng bởi công ty Diversity Arrays
Technology Pty Ltd (Australia) là sự kết hợp giữa DArT và cộng nghệ giải trình tự NGS
được gọi tắt là DArTseqTM, bằng cách sử dụng các enzyme giới hạn PstI/TaqI để làm
giảm sự phức tạp của genome, kết hợp với công nghệ đọc trình tự ngắn Illumina,
phương pháp này cũng được miêu tả trong một công bố của Courtois et al. (2013).
3.3.4. Phƣơng pháp phân tích cấu trúc quần thể
Phần mềm được sử dụng là STRUCTURE được phát triển bởi Pritchard et al. (2000).
3.3.5. Phƣơng pháp tính LD (Linkage Disequilibrium)
Để đánh giá mật độ của các marker sử dụng có đáp ứng yêu cầu của các nghiên
cứu di truyền liên kết hay không, sự mất cân bằng liên kết (Linkage Disequilibrium 4


LD) trong toàn bộ tập đoàn nghiên cứu được tính toán bằng chỉ số r2 giữa các cặp SNP
marker khác nhau, sự dụng phần mền Tassel 5.0 trên dữ liệu của từng nhiễm sắc thể
(Bradbury et al., 2007).
3.3.6. Phƣơng pháp đánh giá đặc điểm nông sinh học cơ bản
Đánh giá theo phương pháp chuẩn của IRRI (2002).

3.3.7. Phƣơng pháp đánh giá kiểu hình bộ rễ
3.3.7.1. Bố trí thí nghiệm
Sử dụng phương pháp ống rễ cải tiến, thí nghiệm được bố trí kiểu Alpha- lattice
với 3 lần nhắc lại.
3.3.7.2. Các chỉ tiêu theo dõi
11 tính trạng được đo trực tiếp từ mẫu và 7 tính trạng thứ cấp được tính toán dựa
trên các chỉ tiêu đã đo. Các chỉ tiêu theo dõi cụ thể là: 1) LLGTH: Chiều dài thân; 2)
MRL: Chiều dài rễ tối đa; 3) TIL: Số nhánh; 4) SDW: Khối lượng khô phần thân; 5)
DEPTH: Độ ăn sâu của rễ; 6) NCR: Số lượng rễ bất định; 7) THK: Độ dày của rễ; 8)
DW0020: Khối lượng khô của phần rễ từ 0 đến 20 cm tính từ gốc; 9) DW2040: Khối
lượng khô của phần rễ từ 20 đến 40 cm tính từ gốc; 10) DW4060: Khối lượng khô của
phần rễ từ 40 đến 60 cm tính từ gốc; 11) DWB60: Khối lượng khô của phần rễ dài hơn
60 cm tính từ gốc; 12) RDW: Khối lượng khô của toàn bộ rễ lúa; 13) DRW: Khối
lượng khô của phần rễ ăn sâu hơn 40 cm tính từ gốc; 14) PDW: Khối lượng khô của cả
cây lúa (cả thân và rễ); 15) SRP: Phần trăm khối lượng khô của phần rễ ăn nông; 16)
DRP: Phần trăm khối lượng khô của phần rễ ăn sâu; 17) R_S: Tỷ lệ khối lượng khô
giữa phần rễ và phần thân cây ; 18) NR_T: Số rễ bất định trung bình trên 1 nhánh.
3.3.7.3. Phương pháp phân tích số liệu kiểu hình
Các số liệu được phân tích phương sai (ANOVA) để xem xét ảnh hưởng của đa
dạng di truyền, số lần lặp và các block đến kết quả thí nghiệm, sử dụng phần mềm SAS
9.2 (SAS Institute, Cary NC, USA). Các số liệu liên quan đến đặc điểm thân và bộ rễ
của mỗi giống lúa được khái quát bằng hình ảnh sử dụng phần mềm RASTA (được phát
triển bởi Jeremy Lavarence – Sinh viên trường Đại học Montpellier II – Pháp).
3.3.8. Phƣơng pháp lập bản đồ liên kết
Phân tích liên kết được thực hiện cho cả tập đoàn mẫu giống nghiên cứu, với
tổng 182 mẫu giống Việt Nam và 3 mẫu đối chứng và 21623 marker; cho nhóm các
giống loài phụ indica với 115 mẫu giống và 13814 marker; và nhóm giống thuộc loài
phụ japonica với 64 mẫu giống và 8821 marker. Sử dụng phần mềm TASSEL v3
(Bradbury et al., 2007). Sử dụng mô hình hỗn hợp (MLM2), sử dụng cấu trúc quần thể
(PCA– Q) và quan hệ họ hàng (Kinship – K) để hạn chế tỷ lệ dương tính giả có thể xảy

ra. Trong quá trình phân tích sử dụng tùy chọn không nén (no compression) và đánh giá
lại thành phần phương sai cho mỗi điểm đánh dấu (re-evaluation). Các QQ-plots được
vẽ bởi TASSEL là căn cứ để đánh giá số lượng các dương tính giả có thể có so với mô
hình chuẩn. Ngưỡng P-value được chọn để xác định sự kiện liên kết xảy ra đáng tin cậy
là P-value ≤ 1e-04. Sau đó, giá trị q tương ứng với từng giá trị P-value được tính toán để
kiểm tra mức độ tin cậy của các P-value, sử dụng gói phần mềm R Q V1.0 (Gao, 2011).
Đồ thị Mannhantan Plots biểu diễn giá trị P-value của tất cả các điểm đánh dấu trên từng
nhiễm sắc thể khác nhau được vẽ bằng công cụ hỗ trợ có sẵn trong TASSEL.
3.3.9. Phƣơng pháp xác định các gen ứng cử viên
Các gen ứng cử viên quan tâm là các gen nằm trong vùng tin cậy của QTLs đã
5


được xác định. Căn cứ vào kết quả phân tích LD, các gen nằm trong khoảng tin cậy
tính từ vị trí đánh dấu (hoặc đoạn QTLs) được xác định dựa trên bộ dữ liệu giải trình
tự
genome
lúa
đã
được
công
bố
trên
Orygenes
DB
(( Các gen tìm được sẽ được đối chiếu với một
danh sách gồm khoảng 200 gen trong bộ dữ liệu các gen liên quan đến sự phát triển bộ rễ
của
dự
án

EURoot,
được
công
bố
trên
trang
web
(:8080/euroot/JSP/authentication.jsp) để so sánh với chức năng gen
đã được chứng minh, đây cũng là minh chứng cho triển vọng và hiệu quả của đề tài.

PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA BỘ SƢU TẬP GIỐNG LÖA
4.1.1. Đặc điểm thu đƣợc qua thông tin hồ sơ mẫu giống
Theo thông tin nguồn gen được lập khi thu thập mẫu giống của Trung tâm tài
nguyên thực vật, 214 giống lúa được lựa chọn có nguồn gốc từ 36 tỉnh thành trong cả
nước, trải dài từ Bắc vào Nam, từ Hà Giang đến Cà Mau. Các giống này đã được gieo
trồng ở nhiều vùng có điều kiện tự nhiên, đất đai, khí hậu khác nhau ở Việt Nam, tạm
chia thành 8 vùng là: 1) vùng đồng bằng Sông Hồng, 2) Vùng đồng bằng sông Cửu
Long, 3) vùng Duyên Hải Bắc Trung Bộ, 4) vùng duyên hải Nam Trung Bộ, 5) vùng
Đông Nam Bộ, 6) vùng Đông Bắc Bộ, 7) vùng Tây Bắc Bộ, 8) Vùng Tây Nguyên. Các
điều kiện canh tác chủ yếu của các giống trong tập đoàn theo thứ tự tăng dần là: 1)
điều kiện ngập mặn ven biển (5 mẫu giống), 2) canh tác chủ động tưới tiêu (44 mẫu
giống), 3) canh tác bằng nước trời trên đất thấp (51 mẫu giống), 4) canh tác nương rẫy
chiếm nhiều nhất (70 mẫu giống) chiếm khoảng 33%, các giống còn lại không có dữ
liệu thông tin (u) (Phụ lục 1). Trong 214 giống có tới 203 giống được cho là các giống
bản địa của Việt Nam (traditional – T), chỉ có 10 giống thuộc nhóm giống cải tiến
(improvement –I), và 1 giống không có thông tin ghi chú về điều này (Phụ lục 1).
4.1.2. Đặc điểm nông sinh học cơ bản
4.1.2.1. Thời gian sinh trưởng
Kết quả đánh giá thời gian sinh trưởng của 270 mẫu giống lúa cho thấy: thời gian

sinh trưởng của các giống lúa biến động trong khoảng từ 94 đến 186 ngày trong vụ thí
nghiệm. Theo thang đánh giá chuẩn của IRRI, 270 mẫu giống lúa này được chia làm 5
nhóm TGST khác nhau. Kết quả được trình bày ở Bảng 4.1.
Bảng 4.1. Phân nhóm mẫu giống theo thời gian sinh trƣởng
Phân nhóm

Tiêu chuẩn

Nhóm cực ngắn ngày
Nhóm ngắn ngày
Nhóm trung ngày
Nhóm dài ngày
Nhóm cực dài ngày

≤ 105
105 - 115
116 - 135
136-165
>165

Tổng

6

Số mẫu giống

Tỷ lệ (%)

22
87

86
40
35

8,15
32,22
31,85
14,82
12,96

270

100,00


4.1.2.2. Khả năng đẻ nhánh và số nhánh hữu hiệu
Khả năng đẻ nhánh của các giống lúa đã được chúng tôi đánh giá và ghi nhận ở
Bảng 4.2 theo thang đánh giá chuẩn của IRRI, trong đó trên 70% các giống nghiên cứu
có khả năng đẻ nhánh ở mức Trung bình (10-19 nhánh) và Cao (20-25 nhánh).
Bảng 4.2. Phân nhóm mẫu giống theo số nhánh hữu hiệu
Số nhánh
hữu hiệu/khóm
<5
5-10
11-15
16 - 20
21- 25
26 - 30
31 - 35
36 - 40

Tổng

Đánh giá theo thang chuẩn
của IRRI
Rất thấp
Thấp
Trung bình
Trung bình
Tốt
Rất tốt
Rất tốt
Rất tốt

Số mẫu

Tỷ lệ (%)

0
46
110
62
7
1
1
1
228

0,00
20,18
48,25

27,19
3,07
0,44
0,44
0,44
100

4.1.2.3. Chiều cao cây
Các mẫu giống nghiên cứu có phổ chiều cao cây biến động rất lớn, giống thấp
nhất cho chiều cao cây chỉ là 63 cm tới giống có chiều cao cây cao nhất đạt 216 cm.
Chiều cao cây trung bình của cả tập đoàn là khoảng 160,7 cm, các mẫu giống có chiều
cao cây trung bình từ 150 cm có tần số xuất hiện cao (0,72), đặc biệt mẫu giống có
chiều cao cây trên 2,0 m (tần số 0,2).
4.1.2.4. Đặc điểm về hạt của các mẫu giống
Tiến hành thí nghiệm quan sát đặc điểm hình dạng và tính chất nội nhũ của hạt thu
được từ các giống lúa Việt Nam, có thể thấy phần lớn các giống lúa được chọn là lúa tẻ,
chiếm 60,28%. Số lượng lúa nếp ít hơn, chỉ bằng một nửa số lúa tẻ (33,18%). Ngoài ra còn
có một số mẫu giống chưa thể xác định được tính chất nội nhũ (chiếm 6,54%).
Về hình dạng hạt, sau khi đo và tính toán tỷ lệ chiều dài hạt/ chiều rộng hạt chúng tôi
thu được kết quả trình bày ở Bảng 4.3.
Bảng 4.3. Đặc điểm hình dạng hạt của các mẫu giống lúa Việt Nam trong bộ sƣu
tập giống nghiên cứu
STT

Nhóm

Tiêu chuẩn

Số lƣợng

Tỷ lệ (%)

1
2
3
4

A
B
C
na
Tổng

L/W > 3,0
2,5 < L/W ≤ 3,0
L/W ≤ 2,5
Thiếu dữ liệu

60
85
64
5
214

28,04
39,72
29,90
2,33
100

Trong đó: L/W là tỷ lệ chiều dài hạt/ Chiều rộng hạt
Theo kết quả trình bày trong Bảng 4.3, trong bộ sưu tập 214 giống lúa Việt Nam được
cung cấp bởi Trung tâm tài nguyên thực vật, số mẫu giống có dạng hạt bầu chiếm 39,72%,
nhiều nhất trong các nhóm, tiếp đến là các giống thuộc nhóm C có dạng hạt khá tròn, chiếm
29,90%. Nhóm hạt dài (A) chiếm tỷ lệ ít hơn (28,04%).
7


4.2. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ĐA DẠNG DI TRUYỀN VỚI CHỈ THỊ DART
4.2.1. Kết quả phân tích đa hình và cấu trúc di truyền
Phân tích kết quả lai giữa ADN của các giống nghiên cứu với 6144 DArT marker, kết
quả thu được có 619 marker cho đa hình trong tập đoàn lúa nghiên cứu, chiếm khoảng 9.6%
tổng số marker sử dụng. Sau khi phân tích và lựa chọn, chúng tôi thu được 241 marker có
chất lượng tốt và không bị trùng lặp, hàm lượng thông tin đa hình (PIC) của các marker này
dao động từ 5% đến 50%, trung bình là 40%. Các DArT marker này phân bố đều trong toàn
bộ genome, số lượng marker trên mỗi nhiễm sắc thể tỷ lệ thuận với kích thước tương đối
của chúng tính bằng bp (hệ số tương quan r = 0,78).
Một ma trận dữ liệu được tạo thành từ 241 DArT marker và 270 mẫu giống lúa đã
được đưa vào phân tích cấu trúc di truyền sử dụng phần mềm STRUCTURE v2.3.1
(Prichard et al., 2000). Kết quả cho thấy có 168 giống lúa có nền di truyền giống với giống
đối chứng indica từ 80 đến 100%, nghĩa là giống đó thuộc loài phụ indica; 88 giống có nền
di truyền giống với đối chứng japonica từ 80 đến 100%, được xếp vào nhóm loài phụ
japonica; còn lại là các giống có nền di truyền trung gian. Một biểu đồ đã được thiết lập dựa
vào tỷ lệ phần trăm tương đồng về nền di truyền với đối chứng của 2 loài phụ indica và
japonica của mỗi giống nghiên cứu, kết quả được trình bày ở Hình 4.1.

Chú thích: Trục tung biểu diễn tỷ lệ nền di truyền giữa hai loài phụ indica và japonica, trục hoành biểu diễn số thứ tự
của các mẫu giống lúa. Màu xanh lá cây đại diện cho nền di truyền thuộc nhóm loài phụ indica; màu đỏ đại diện cho
nền di truyền thuộc nhóm loài phụ japonica; các mẫu giống có chữ “m” là dạng trung gian giữa hai loài phụ này. Vị trí
1 và 159 là đối chứng của IR64 (135), vị trí 2 là đối chứng của APO (132), vị trí 3 là đối chứng của Azucena (153), vị

trí 148 là đối chứng của Nipponbare (168), vị trí 155 là đối chứng của DOM SOFID (150), đối chứng được sử dụng là
ADN được chiết tách từ các mẫu giống lúa tương ứng nhưng được trồng và bảo quản tại Ngân hàng gen của CIRAD.
Vị trí số 170 là giống GC14 thuộc Oryza glaberrima.

Hình 4.1. Thành phần genome của các mẫu giống nghiên cứu
8


4.2.2. Xây dựng cây phân loại cho các mẫu giống lúa nghiên cứu
Sử dụng DarWin5 để phân tích kết quả đa hình thu được từ DarTsoft 7.4, (241
marker x 270 mẫu giống lúa, trong đó có giống lúa CG14 là đối chứng thuộc loài lúa
trồng Châu Phi – Oryza glaberrima) chúng tôi đã xây dựng được cây phân loại cho các
mẫu giống trong tập đoàn nghiên cứu (Neighbor Joining Tree). Kết quả được thể hiện
ở Hình 4.2.

Trong hình chấm màu đen biểu diễn các giống lúa Việt Nam được cung cấp bởi Trung tâm tài nguyên thực vật
và các giống khác cung cấp bởi Viện Di truyền. Chấm màu đỏ biểu diễn cho các giống đối chứng thuộc nhóm
indica. Chấm màu xanh lục biểu diễn cho các giống đối chứng thuộc nhóm japonica. Chấm màu xanh lá cây
biểu diễn cho các giống đối chứng thuộc nhóm Sadri/Basmati. Chấm màu cam biểu diễn cho các giống đối
chứng thuộc nhóm Aus/Bro. Chấm màu hồng biểu diễn vị trí của giống CG14 thuộc loài Oryza glaberrima, một
giống lúa trồng Châu Phi.

Hình 4.2. Cây phân loại của 270 mẫu giống lúa với 241 DArT marker
9


Hình 4.2 thể hiện một cây phân loại có cấu trúc lưỡng cực với hai nhóm chính,
nhóm chính thứ nhất có các mẫu giống chỉ thị màu đỏ là nhóm I – nhóm indica; nhóm
chính thứ hai có mẫu giống chỉ thị màu xanh lục là nhóm VI – nhóm japonica theo
phân loại isozyme của Glasmanz et al. (1987). Giữa hai nhóm này có hai nhóm nhỏ

tương ứng với nhóm II và nhóm V theo phân loại isozyme của Glasmanz et al. (1987),
trong kết quả phân tích cấu trúc di truyền với chỉ thị DArT bằng phần mềm
STRUCTURE đây là các mẫu giống có thành phần genome dạng trung gian (m).
Nhóm có các mẫu giống chỉ thị màu xanh lá cây là Sadri/Basmati (nhóm V) có nền di
truyền gần với nhóm japonica hơn trong khi các mẫu giống thuộc nhóm nhỏ màu da
cam là Aus/Boro (nhóm II) lại có khoảng cách gần hơn với các mẫu giống thuộc nhóm
indica.
Căn cứ vào kết quả này, chúng tôi đã loại bỏ các mẫu giống có quan hệ quá gần
gũi, hoặc các mẫu giống có cùng nền di truyền nhưng khác tên. Kết quả chọn được
một tập đoàn gồm 200 giống lúa gồm 197 giống lúa Việt Nam và 3 giống lúa đối
chứng (Niponbare đại diện cho lúa japonica ôn đới; Azucena đại diện cho lúa japonica
nhiệt đới; và IR64 đại diện cho lúa indica). Thí nghiệm đánh giá kiểu hình bộ rễ và
phân tích kiểu gen thông qua giải trình tự GBS (Genotyping By Scequencing) được
thực hiện với 200 mẫu giống lúa được chọn.
4.3. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH KIỂU GEN THÔNG QUA GIẢI TRÌNH TỰ (GBS
–GENOTYPING BY SEQUENCING)
4.3.1. Kết quả phân tích đa hình và cấu trúc di truyền với SNPs marker
Với tổng số 50000 chỉ thị GBS đã được sử dụng với 200 mẫu giống lúa, sau khi
phân tích kết quả thô, các giống lúa xuất hiện quá nhiều điểm khuyết dữ liệu kiểu gen
sẽ bị loại bỏ. Kết quả, một ma trận haplotype đã được thành lập bởi 185 giống lúa,
trong đó có 182 giống lúa Việt Nam và 3 giống lúa đối chứng (IR64, Niponbare,
Azucena) 25971 marker, cho chỉ số đa hình (PIC) biến động từ 1% đến 50%, chỉ số đa
hình trung bình là 32,0%.
Để chuẩn bị dữ liệu cho GWAS, các marker có tần số alen thấp (< 5%) sẽ bị loại
bỏ. Các dữ liệu bị khuyết sẽ được quy đổi căn cứ vào các dữ liệu đối chứng. Cuối
cùng, một ma trận haplotype được được xây dựng bởi 185 giống lúa, trong đó có 3
giống đối chứng (IR64, Niponbare, Azucena) và 21623 SNPs marker. Các maker được
phân bố đều trong genome với khoảng cách trung bình là 17,1 kb. Để so sánh và tìm
kiếm các vùng QTLs đặc trưng cho từng nhóm giống, 2 ma trận dữ liệu haplotype
khác cũng đồng thời được xây dựng cho 115 mẫu giống lúa thuộc nhóm indica (114

mẫu giống Việt Nam và IR64) và 64 mẫu giống lúa thuộc nhóm japonica (62 mẫu
giống Việt Nam và Niponbare, Azucena). Số lượng marker trong hai ma trận này lần
lượt là 13814 và 8821 tương ứng cho nhóm giống indica và japonica.
Sự đa hình alen của quần thể được hình ảnh hóa thông qua cấu trúc di truyền.
10


Một phân tích cấu trúc di truyền quần thể được thực hiện trên 1275 SNP marker, kết
quả cho thấy tập đoàn 182 giống lúa Việt Nam chia thành hai nhóm rõ rệt gồm 114
mẫu giống thuộc loài phụ indica, 62 mẫu giống thuộc loài phụ japonica, còn lại là mẫu
giống thuộc dạng trung gian giữa hai loài phụ trên. Phân nhóm của các giống trong tập
đoàn nghiên cứu gần như trùng khớp với kết quả trong lần phân tích với các chỉ thị
DArT ban đầu.
Tiến hành phân tích mối quan hệ giữa 114 mẫu giống thuộc loài phụ indica, sử dụng
840 SNP marker đã xác định được có 6 nhóm phụ, được ký hiệu lần lượt từ I1 đến I6, kết
quả này một lần nữa được xác định bằng phương pháp phân tích thành phần chính
(DACP) (Jombary et al., 2010); 6 nhóm phụ này được biểu diễn ở Hình 4.3.

Chú thích: Các giống có màu giống nhau thì cùng thuộc một phân nhóm; giống không không xác định được phân
nhóm được biểu diễn bằng màu đen; IR64 (giống đối chứng đại diện cho nhóm indica) nằm trong phân nhóm
được biểu diễn bằng màu hồng (I2); Các đặc điểm đặc trưng của các phân nhóm được ghi cùng màu với phân
nhóm đó, trong đó: 1) Đặc điểm vùng khí hậu nơi giống được thu thập: MRD = Vùng đồng bằng sông Cửu
Long; SE = Vùng Đông Nam Bộ; CH = Vùng Tây Nguyên; SCC = Vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ; NCC =
Vùng Duyên Hải Bắc Trung Bộ; RRD = Vùng Đồng Bằng Sông Hồng; NW = vùng Tây Bắc Bộ; NE = Vùng
Đông Bắc Bộ. 2) Sinh thái: IR = Chủ động tưới tiêu; RL = Canh tác nước trời ở vùng đất thấp; UP = canh tác
nương rẫy; MX = được canh tác trong nhiều hệ sinh thái khác nhau. 3) Thời gian sinh trưởng: E = Ngắn; M =
Trung ngày; L = Dài ngày; VL = Rất dài ngày. 4) Tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng hạt thóc (L/W): A = L/W >
3,0; B = 2,5 ≤ L/W ≤ 3,0; C = L/W ≤ 2,5. 5) Đặc điểm nội nhũ: G = gạo nếp; NG = gạo tẻ.

Hình 4.3. Các phân nhóm trong nhóm giống thuộc loài phụ indica

Tương tự, một phân tích cấu trúc quần thể cũng được thực hiện với 62 giống lúa
japonica Việt Nam, sử dụng 780 SNPs marker. Kết quả xác định được 4 nhóm phụ và
một nhóm trung gian. Sơ đồ cây phân lại được vẽ bởi phần mềm DARwin và được
trình bày ở Hình 4.4.
11


Chú thích: Các giống có màu giống nhau thì cùng thuộc một phân nhóm; giống không không xác định được phân
nhóm được biểu diễn bằng màu đen; Niponbare và Azucena (giống đối chứng đại diện cho nhóm japonica) được
biểu diễn bằng màu hồng; Các đặc điểm đặc trưng của các phân nhóm được ghi cùng màu với phân nhóm đó,
trong đó: 1) Đặc điểm vùng khí hậu nơi giống được thu thập: MRD = Vùng đồng bằng sông Cửu Long; SE =
Vùng Đông Nam Bộ; CH = Vùng Tây Nguyên; SCC = Vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ; NCC = Vùng Duyên
Hải Bắc Trung Bộ; RRD = Vùng Đồng Bằng Sông Hồng; NW = vùng Tây Bắc Bộ; NE = Vùng Đông Bắc Bộ. 2)
Sinh thái: IR = Chủ động tưới tiêu; RL = Canh tác nước trời ở vùng đất thấp; UP = canh tác nương rẫy; MX =
được canh tác trong nhiều hệ sinh thái khác nhau. 3) Thời gian sinh trưởng: E = Ngắn; M = Trung ngày; L = Dài
ngày; VL = Rất dài ngày. 4) Tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng hạt thóc (L/W): A = L/W > 3,0; B = 2,5 ≤ L/W ≤
3,0; C = L/W ≤ 2,5. 5) Đặc điểm nội nhũ: G = gạo nếp; NG = gạo tẻ.

Hình 4.4. Các phân nhóm trong nhóm giống thuộc loài phụ japonica
Sự khác biệt giữa các nhóm phụ được đo bằng chỉ số FST giữa từng cặp nhóm
phụ ở cả hai nhóm indica và japonica, được trình bày ở Bảng 4.4.
Bảng 4.4. Chỉ số FST giữa các nhóm phụ và mức ý nghĩa P-value
indica

I1

I1

I2

I3

I4

I5

I6

0,001

0,003

0,001

0,001

0,001

0,001

0,001

0,001

0,001

0,001

0,001

0,001

0,001

0,001

I2

0,303

I3

0,406

0,453

I4

0,327

0,301

0,498

I5

0,374

0,405

0,555

0,381

I6

0,264

0,270

0,375

0,269

japonica

J1

J1

J2
0,001

J2

0,528

J3

0,428

0,692

J4

0,461

0,542

J3

0,001
0,347
J4

0,003

0,001

0,001

0,001
0,001

0,676

Trong đó: Giá trị FST được ghi dưới đường chéo, giá trị P-value được ghi phía trên đường chéo tương ứng

12

Qua Bảng 4.4 cho thấy các giá trị FST điều có mức ý nghĩa cao, dao động từ
0,001 đến 0,003. Giá trị FST trong các nhóm japonica là từ 0,428 đến 0,692, cao hơn
chỉ số này giữa các nhóm phụ trong nhóm indica (0,264 đến 0,555). Số liệu này cũng
được minh chứng qua hình ảnh cây phân loại của hai nhóm, nhóm indica cây phân loại
có cấu trúc gần giống cấu trúc tỏa tròn, cho thấy mối quan hệ khá gần gũi và khoảng
cách di truyền khác đồng đều giữa các nhóm phụ, trong khi nhóm japonica chúng ta
thấy rõ nhóm phụ J3 và nhóm phụ J2 gần như tạo thành hai cực đối xứng và cách nhau
khá xa.
4.3.2. Kết quả phân tích Linkage Disequilibrium (LD)
Sự phân dã của LD theo khoảng cách vật lý giữa các cặp marker, trên từng
nhiễm sắc thể đã được tính cho cả hai nhóm loài phụ indica (114 giống) và japonica
(62 giống), kết quả được trình bày ở Bảng 4.5.
Bảng 4.5. Sự phân rã của LD trên 12 nhiễm sắc thể trong nhóm giống indica và
japonica
Chr

indica

japonica

r2=0,1

r2=0,2

r2=0,1

r2=0,2

1

321

83

2125

180

2

198

60

1614

358

3

370

81

1890

747

4

324

94

1961

261

5

788

306

1065

464

6

378

114

1955

677

7

349

101

1949

452

8

315

70

3314

614

9

264

88

1931

362

10

285

68

1297

390

11

145

35

953

217

12

381

107

1340

375

Trung bình

343

101

1783

425

Theo đó, nhóm loài phụ indica có r2 ở mức tối đa (0,52) khi khoảng cách giữa 2
điểm đánh dấu là từ 0 đến 25 kb. Tại giá trị r2 = 0,2 và r2 = 0,1 khoảng cách vật lý
trung bình tương ứng là 101 kb và 343 kb. Sự phân rã của LD diễn ra gần như tương tự
ở các nhiễm sắc thể, trừ nhiễm sắc thể số 11 có tốc độ phân rã nhanh hơn.
Ở nhóm loài phụ japonica, với khoảng cách từ 0 đến 25 kb, r2 ở mức tối đa cao
13


hơn ở nhóm indica (0,71). Sự phân rã của LD theo khoảng cách vật lý cũng chậm hơn
nhiều, tại r2 = 0,2 và r2 = 0,1, thì khoảng cách trung bình giữa các điểm đánh dấu trung
bình lần lượt là 425 kb và 1783 kb. Với khoảng cách trung bình của các điểm đánh dấu
trong toàn hệ gen là 17,1 kb, cao hơn phân rã của r2, do đó kết quả này là phù hợp để
phát triển nghiên cứu GWAS trong bước tiếp theo.
4.4. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ KIỂU HÌNH CÁC TÍNH TRẠNG LIÊN QUAN ĐẾN
SỰ PHÁT TRIỂN BỘ RỄ Ở CÁC MẪU GIỐNG NGHIÊN CỨU
4.4.1. Kết quả phân tích phƣơng sai và các thống kê cơ bản
Kết quả phân tích phương sai (ANOVA) được thể hiện ở Bảng 4.6 cho thấy yếu
tố giống có ảnh hưởng mạnh mẽ đến kết quả thu được của các chỉ tiêu nghiên cứu. Hệ
số di truyền theo nghĩa rộng của các tính trạng dao động từ 0,65 đến 0,90 (ở mức trung
bình đến cao), trừ hai tính trạng độ ăn sâu của rễ (DEPTH) và chiều dài rễ tối đa
(MRL) có hệ số di truyền tương ứng là 0,35 và 0,46. Các giá trị thống kê cơ bản như:

giá trị trung bình (mean), độ lệch chuẩn (SD), giá trị lớn nhất (max), giá trị nhỏ nhất
(min) và độ biến động (CV%), của mỗi tính trạng trong cả tập đoàn 194 giống được
thống kê ở Bảng 4.7.
Sử dụng phần mền RASTA, các số liệu liên quan đến phần thân và rễ của các
giống lúa trong tập đoàn đã được khái quát thành hình ảnh, được trình bày ở Hình 4.5.
Kết quả ở Bảng 4.7 cho thấy có 13 chỉ tiêu theo dõi có những biến động khá lớn
(từ 20% đến 62,6%) trừ các tính trạng chiều dài thân (13,3%), độ ăn sâu của rễ (5,8%),
chiều dài rễ tối đa (6,8%), độ dày rễ (13,7%), tỷ lệ phần trăm khối lượng rễ ăn nông
(12,1%). Tính trạng có CV% biến động mạnh mẽ nhất là DWB60, là khối lượng khô
của phần rễ dài hơn 60 cm, CV% lên tới 62,6%. Nguyên nhân của những biến động
này chủ yếu xuất phát từ sự đa dạng của các giống lúa trong tập đoàn nghiên cứu. Độ
ăn sâu của rễ (DEPTH) có giá trị CV% nhỏ nhất, chỉ 5,8% vì các giống đều được gieo
giống nhau trên một ống cát có độ dài 80 cm, đây có thể là một nguyên nhân hạn chế
khiến biểu hiện mức độ đa dạng về độ ăn sâu của rễ ở các giống lúa khác nhau. Bảng
4.7 cũng cho thấy có sự khác biệt rất lớn về số lượng rễ bất định ở các giống lúa khác
nhau trong tập đoàn nghiên cứu, giống có số lượng rễ trung bình nhỏ nhất là 32,5
rễ/cây, nhất là 176,8 rễ/cây, hệ số biến động CV% là 32,8%. Chiều hướng biến động
của CV% ở cả tập đoàn nghiên cứu cũng tương tự như khi tách các số liệu và xử lý
cho từng nhóm giống thuộc loài phụ indica và japonica.
14


Bảng 4.6. Kết quả phân tích ANOVA và hệ số di truyền theo nghĩa rộng của các
tính trạng nghiên cứu
Tính trạng

Nhắc lại

Block

Giống

H2

LLGHT

< 0,001

< 0,001

< 0,001

0,90

TIL

< 0,001

0,0009

< 0,001

0,80

SDW

0,0043

< 0,0001

< 0,0001

0,73

DEPTH

0,0254

0,0003

0,0002

0,35

MRL

0,1428

0,0277

0,0001

0,46

NCR

0,2270

< 0,0001

< 0,0001

0,84

NR_T

<0,001

0,3450

< 0,0001

0,72

THK
DW0020

0,0071
0,0546

0,0017
< 0,0001

< 0,0001
< 0,0001

0,84
0,74

DW2040

0,1605

< 0,0001

< 0,0001

0,68

DW4060

0,4307

< 0,001

< 0,0001

0,69

DWB60
DRW

0,0260
0,0863

0,0047
0,0004

< 0,0001
< 0,0001

0,70
0,75

RDW

0,0650

< 0,0001

< 0,0001

0,75

PDW

0,0364

< 0,0001

< 0,0001

0,73

SRP
DRP

0,0207
0,0179

0,0002
0,0045

< 0,0001
< 0,0001

0,72
0,65

R_S

< 0,0001

< 0,0001

< 0,0001

0,75

Trong đó: H2 là hệ số di truyền theo nghĩa rộng; LLGTH: Chiều dài thân; MRL: chiều dài rễ tối đa; TIL: Số
nhánh; SDW: Khối lượng khô phần thân; DEPTH: Độ ăn sâu của rễ; NCR: Số lượng rễ bất định; THK : Độ dày
của rễ; DW0020: Khối lượng khô của phần rễ từ 0 đến 20 cm tính từ gốc; DW2040: Khối lượng khô của phần rễ
từ 20 đến 40 cm tính từ gốc; DW4060: Khối lượng khô của phần rễ từ 40 đến 60 cm tính từ gốc; DWB60: Khối
lượng khô của phần rễ dài hơn 60 cm tính từ gốc; RDW: Khối lượng khô của toàn bộ rễ lúa; DRW: Khối lượng
khô của phần rễ ăn sâu hơn 40 cm tính từ gốc; PDW: Khối lượng khô của cây lúa (cả thân và rễ); SRP: Phần
trăm khối lượng khô của phần rễ ăn nông; DRP: Phần trăm khối lượng khô của phần rễ ăn sâu; R_S : Tỷ lệ khối
lượng khô giữa phần rễ và phần thân cây. NR_T: Số rễ bất định trung bình trên 1 nhánh.

Kết quả phân tích thống kê cơ bản của các tính trạng nghiên cứu chia theo các
nhóm loài phụ cho thấy ở phần lớn các tính trạng giá trị kiểu hình giữa nhóm indica và

japonica có sự khác biệt ở mức ý nghĩa khá cao. So sánh giữa các phân nhóm cho
thấy, phân nhóm I3 và I6 trong nhóm loài phụ indica và phân nhóm J1 và J3 trong
nhóm loài phụ japonica có bộ rễ ăn sâu nhất, đường kính rễ dày nhất, trong khi nhóm
con I1 và I5 của nhóm indica cũng như phân nhóm J2 và J4 của nhóm japonica thì
hoàn toàn ngược lại. Những khác biệt này dường như chủ yếu liên quan đến hệ sinh
thái mà các giống đã được thuần hóa và thích nghi trong một thời gian dài, hoặc do
hạn hán, điều này cũng từng được chỉ ta bởi Lafitte et al. (2001) khi nghiên cứu đặc
điểm hình thái bộ rễ trong các nhóm phụ isozyme ở một tập đoàn mẫu giống lúa Châu
Á. Các phân nhóm J2 và J4 có rễ mỏng và nông, lại chủ yếu là các giống lúa được thu
thập từ vùng sinh thái tưới tiêu đầy đủ hoặc ngập mặn. Hai phân nhóm có bộ rễ phát
triển tốt nhất là I3 và I6, trong đo I3 chủ yếu là các giống lúa nương, còn phân nhóm
I6 gồm các giống lúa nương và lúa canh tác nước trời trên đất thấp.
15


Chú thích: Hình ảnh một cây được biểu diễn bởi hai hình đa giác ngược chiều nhau. Phần màu xanh ở trên là
phần thân cây, trong đó chiều cao của đa giác tỷ lệ thuận với chiều cao thực tế của cây (LLGHT), độ rộng của
đáy đa giác tỷ lệ thuận với khối lượng thân (SDW), cường độ màu xanh tỷ lệ thuận với số nhánh/cây. Phần màu
đen ở dưới là phần rễ, trong đó: Chiều cao của đa giác tỷ lệ với chiều dài rễ (MRL), độ rộng của đáy đa giác tỷ lệ
với khối lượng của 4 phần rễ (DW0020, DW2040, DW4060 và DWB60), cường độ màu đen tỷ lệ thuận với số
lượng rễ bất định của từng giống.

Hình 4.5. Hình ảnh biểu diễn mối tƣơng quan giữa thân và rễ của các giống lúa
trong tập đoàn sử dụng phần mềm RASTA
Qua các phân tích về đặc điểm bộ rễ tương ứng với từng phân nhóm trong các
loài phụ indica và japonica, chúng tôi nhận thấy nhóm giống indica thuộc phân nhóm
I3, tiêu biểu là các mẫu giống Blề Blậu Chớ (G205), Tẻ nương (G153), hay Khẩu Năm
Rinh (G189), Khẩu Pe Lạnh (G155), có thể trở thành nguồn cho gen quy định tính
trạng rễ sâu và dày trong các nghiên cứu lai tạo cải tiến bộ rễ lúa.
16

Bảng 4.7. Các giá trị thống kê cơ bản của các tính trạng liên quan đến đặc điểm
phát triển bộ rễ ở các mẫu giống nghiên cứu
Tính trạng

Số

Trung

mẫu

Bình

Độ

GT

GT

lệch

nhỏ

lớn

chuẩn

nhất

nhất

CV (%)

LLGHT (cm)

194

94,7

12,6

63,9

125,0

13,3

TIL

194

7,45

3,82

1,61

20,8

51,3

SDW (g)

194

5,661

2,114

1,283 13,670

37,3

DEPTH (cm)

194

69,2

4,0

53,4

76,8

5,8

MRL (cm)

194

85,9

5,9

69,6

99,4

6,8

NCR

194

91,9

30,2

32,5

176,8

32,8

NR_T

194

14,5

4,4

5,5

34,9

30,0

THK (mm)

194

0,769

0,105

0,488

0,999

13,7

DW0020 (g)

194

0,879

0,277

0,313

1,785

31,5

DW2040 (g)

194

0,452

0,170

0,128

1,025

37,5

DW4060 (g)

194

0,208

0,102

0,034

0,549

48,9

DWB60 (g)

194

0,096

0,060

0,005

0,364

62,6

DRW (g)

194

0,303

0,146

0,031

0,780

48,1

RDW (g)

194

1,635

0,549

0,472

3,164

33,6

PDW (g)

194

7,291

2,572

1,936 16,810

35,3

SRP (%)

194

54,8

6,6

37,7

83,1

12,1

DRP (%)

194

17,9

4,5

4,5

29,3

25,3

R_S

194

0,3052

0,0626

0,1697 0,4968

20,5

Chú thích: LLGTH: Chiều dài thân; MRL: Chiều dài rễ tối đa; TIL: Số nhánh; SDW: Khối lượng khô phần thân;
DEPTH: Độ sâu ăn của rễ; NCR: Số lượng rễ bất định; THK : Độ dày của rễ; DW0020: Khối lượng khô của
phần rễ từ 0 đến 20 cm tính từ gốc; DW2040: Khối lượng khô của phần rễ từ 20 đến 40 cm tính từ gốc;
DW4060: Khối lượng khô của phần rễ từ 40 đến 60 cm tính từ gốc; DWB60: Khối lượng khô của phần rễ dài
hơn 60 cm tính từ gốc; RDW: Khối lượng khô của toàn bộ rễ lúa; DRW: Khối lượng khô của phần rễ ăn sâu hơn
40 cm tính từ gốc; PDW: Khối lượng khô của cây lúa (cả thân và rễ); SRP: Phần trăm khối lượng khô của phần
rễ ăn nông; DRP: Phần trăm khối lượng khô của phần rễ ăn sâu; R_S : Tỷ lệ khối lượng khô giữa phần rễ và
phần thân cây; NR_T: Số rễ bất định trung bình trên 1 nhánh

4.5. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH LIÊN KẾT TOÀN HỆ GEN (GWAS)
4.5.1. Các QTLs liên kết với tính trạng liên quan đến sự phát triển bộ rễ
Kết quả thống kê di truyền liên kết chúng tôi xác định được 66 marker cho toàn
bộ tập đoàn nghiên cứu, 20 marker cho nhóm loài phụ indica và 26 marker cho nhóm
loài phụ japonica có sự sai khác ý nghĩa ở mức P-value ≤ 1e-04 được thể hiện ở Bảng
4.8, tương đương với 88 QTLs đã được xác định.
17


Bảng 4.8. Danh sách các QTLs đã xác định đƣợc với P-value < 1E-04 ở cả tập
đoàn và hai nhóm giống indica và japonica

Tính
QTLs trạng

Chr

Vị trí 1

Vị trí 2 Cả tập đoàn

3
6
8

3 555 683
7 841 256
4 413 495

7,81E-05

1
1
1
2
3
3
4
4
7
11
12

409 167
4 404 405
27 325 298
10 505 253
27 657 195
29 793 313
5 029 726
30 302 841
20 825 918
16 929 527
25 142 679

7
8

18 507 925
27 413 965

1
1
1
2
4
6
6
6
7
8
10

10
11
11
11
12

2 231 961
17 715 289
39 102 194
6 217 128
20 517 263
22 826 683
30 176 431
30 995 770
29 468 499
15 504 028
11 712 638
15 307 568
17 843 772
18 101 744
22 579 249
7 681 309

q1
q2
q3

LLGHT
LLGHT
LLGHT

q4
q5
q6
q7
q8
q9
q10
q11
q12
q13
q14

TIL
TIL
TIL
TIL
TIL
TIL
TIL
TIL
TIL
TIL
TIL

q15
q16

SDW
SDW

q17
q18
q19
q20
q21
q22
q23
q24
q25
q26
q27
q28
q29
q30
q31
q32

DEPTH
DEPTH
DEPTH
DEPTH
DEPTH
DEPTH
DEPTH
DEPTH
DEPTH
DEPTH
DEPTH
DEPTH

DEPTH
DEPTH
DEPTH
DEPTH

q33
q34
q35

MRL
MRL
MRL

1
5
6

146 251
18 109 976
19 870 050

q36
q37
q38
q39

NCR
NCR
NCR
NCR

1
1
2
3

28 579 082
35 307 113
31 652 149
14 543 326

Indica

Japonica

9,14E-05

9,02E-05
nP

8 083 414
3,69E-04
439 393
9,97E-05
5,33E-05
1,98E-05
1,04E-05

nP
nP

3,96E-04
1,99E-04

2,28E-07
nP
2,88E-05
nP
nP
nP
3,09E-05
4,35E-05

3,69E-05

1,44E-05
5,17E-05
2 243 573
39 143 941

22 829 858

15 546 812

2,67E-07
2,68E-06
8,54E-05
7,19E-06
4,72E-06
2,00E-05
3,20E-06

2,45E-04
4,07E-05
4,45E-05
7,96E-05
1,43E-05

1,50E-04
nP

3,09E-05
6,82E-05

8,22E-04
3,23E-04

nP
nP

nP

8,50E-04
6,06E-04

nP
nP

4,75E-07
nP
nP
nP

nP
nP
nP

17 858 468

7,13E-05

4,70E-05
6,04E-06
5,64E-06

nP
nP

8,52E-05
9,30E-05
4,35E-05

nP
nP

2,32E-05

nP
nP
4,26E-05

35 377 267

18

nP

2,10E-05
7,92E-04

8,04E-05
2,25E-05
9,02E-05
nP
5,48E-05


Tính
QTLs trạng

Chr

Vị trí 1

Vị trí 2 Cả tập đoàn
7,07E-05

q8
q40
q41
q35
q42
q43

q44
q45
q46
q47

NCR
NCR
NCR
NCR
NCR
NCR
NCR
NCR
NCR
NCR

3
5
6
6
7
11
11
11
11
12

27 657 195
7 422 947
14 126 219

19 870 050
474 875
5 272 788
7 927 995
8 972 097
16 559 637
1 323 261

q48
q49
q50
q51
q52
q53
q54

NR_T
NR_T
NR_T
NR_T
NR_T
NR_T
NR_T

1
1
1
5
7
7

12

2 710 978
10 299 033
42 706 214
16 205 923
17 207 987
22 174 085
27 338 111

q55
q56
q57
q58
q59
q60
q61
q62
q63

THK
THK
THK
THK
THK
THK
THK
THK
THK

1
1
2
2
3
6
7
8
11

15 990 976
19 286 868
35 453 974
35 509 414
36 156 421
4 649 357
15 424 576
4 544 057
17 111 220

q64
q65
q41
q45

DW0020
DW0020
DW0020
DW0020

2
4
6
11

25 990 556
30 438 406
14 126 219
8 972 097

q66
q67
q68
q45

DW2040
DW2040
DW2040
DW2040

2
6
6
11

5 015 093
4 021 017
17 005 559
8 972 097

q69
q70
q71

DW4060
DW4060
DW4060

6
10
12

q33
q72
q73
q74

DWB60
DWB60
DWB60
DWB60

1
1
1
2

20 145 257

Indica

Japonica

nP

nP
3,93E-05
nP

3,86E-06
9,49E-05
8,97E-05

1,06E-05

3,38E-05
2,17E-05
6,59E-07
6,19E-06
5,07E-05

1,12E-04
1,66E-04
4,40E-06
nP
8,00E-04

2 880 907

16 458 100

nP
nP
nP
nP
nP
nP
4,84E-05

2,11E-05
1,83E-05
2,71E-05
4,25E-05

22 175 036
5,54E-05

nP
4,37E-04
nP
5,91E-05
nP

17 419 950

nP
nP
2,62E-05
4,28E-05

1,75E-04
4,77E-07
35 510 032

3,96E-06
1,73E-04

3,27E-05
4,41E-05
8,10E-05
nP

17 318 688

5,41E-04
nP
nP
2,46E-05
nP
8,14E-06

2,20E-05
3,56E-05
1,46E-04
2,16E-04

nP

9 004 279

1,10E-05
9,37E-04
4,88E-05
6,39E-05

17 036 530
9 004 279

6,98E-05
1,25E-05
6,29E-05
6,74E-05

2,88E-04
1,01E-04
2,85E-05
4,51E-04

nP
nP
nP
nP

4 127 010
11 589 746
1 185 335

8,00E-06

1,03E-04

nP
3,23E-04

6,75E-05
nP

146 251
2 678 840
5 851 606
23 550 168

1,94E-05

8,73E-05

nP
nP

4,85E-05
1,87E-04
1,38E-05

19

1,33E-06
nP


Tính
QTLs trạng

Chr

Vị trí 1

Vị trí 2 Cả tập đoàn

Indica

Japonica

2
6
6

30 762 847
14 008 461
16 798 522

9,74E-05
6,55E-05
3,49E-05

4,83E-04

nP

2,82E-05

q75

q76
q77

DWB60
DWB60
DWB60

q73
q78
q69
q79
q70

DRW
DRW
DRW
DRW
DRW

1
2
6
6
10

5 851 606
14 366 103
4 127 010
16 912 708
11 589 746

2,56E-04
2,92E-05
1,44E-05
8,85E-04

9,76E-05
nP

2,31E-05

q69
q44
q45

RDW
RDW
RDW

6
6
11

4 127 010
14 126 219
8 972 097

9 004 279

3,25E-05

9,79E-05
1,48E-05

4,37E-04
3,36E-04
9,22E-05

nP
nP

q15
q45

PDW
PDW

7
11

18 507 925
8 972 097

9 004 279

2,39E-05
4,97E-05

9,05E-04
3,07E-04

nP
nP

q80
q81
q82

SRP
SRP
SRP

4
6
6

13 232 104
1 901 540
21 716 314

4,12E-05
3,11E-05

nP

nP

q83
q84
q85
q82

DRP
DRP
DRP
DRP

1
1
4
6

2 173 691
6 404 307
4 170 196
21 716 314

2,64E-05
8,46E-04

q86
q87
q88

R_S
R_S
R_S

6
6
6

4 601 154
9 185 455
24 668 182

8,15E-06
8,91E-05
2,20E-04

16 515 631

9,79E-05

1 930 717
21 716 317

6,59E-05
2,95E-04
5,93E-05
6,71E-05
6,28E-05
6,90E-04
3,32E-04
nP

8,14E-05

Chú thích: Chr = Nhiễm sắc thể; Vị trí 1 = vị trí marker 1; Vị trí 2 = vị trí marker 2 (nằm gần marker
1, có cùng giá trị P-value với maker ở vị trí 1); nP = marker không đa hình tại các nhóm phụ indica và
japonica; LLGTH: Chiều dài thân; MRL: Chiều dài rễ tối đa; TIL: Số nhánh; SDW: Khối lượng khô

phần thân; DEPTH: Độ ăn sâu của rễ; NCR: Số lượng rễ bất định; THK: Độ dày của rễ; DW0020:
Khối lượng khô của phần rễ từ 0 đến 20 cm tính từ gốc; DW2040: Khối lượng khô của phần rễ từ 20
đến 40 cm tính từ gốc; DW4060: Khối lượng khô của phần rễ từ 40 đến 60 cm tính từ gốc; DWB60:
Khối lượng khô của phần rễ dài hơn 60 cm tính từ gốc; RDW: Khối lượng khô của toàn bộ rễ lúa;
DRW: Khối lượng khô của phần rễ ăn sâu hơn 40 cm kể tính từ gốc; PDW: Khối lượng khô của cây
lúa (cả thân và rễ); SRP: Phần trăm khối lượng khô của phần rễ ăn nông; DRP: Phần trăm khối lượng
khô của phần rễ ăn sâu; R_S: Tỷ lệ khối lượng khô giữa phần rễ và phần thân cây; NR_T: Số rễ bất
định trung bình trên 1 nhánh. Giá trị P-value in nghiêng chỉ các QTLs cùng xuất hiện ở cả 3 nhóm
giống nghiên cứu (nhưng ở các nhóm khác có thể P-value ≥1E-03. Các QTLs có quá trị kiểm chứng qvalue <0.05 được in đậm.

4.5.2. Các gen ứng viên liên quan đến đặc điểm phát triển bộ rễ
Với 88 QTLs trong Bảng 4.8, chúng tôi xác định được 889 gen, trong đó có 407
gen đã xác định được chức năng giả định. So sánh với các bộ dữ liệu gen liên quan đến
sự phát triển bộ rễ và tìm kiếm các ortholog ở Arabidopsis chúng tôi xác định được 24
gen đã có các công bố chứng minh về chức năng hóa sinh hoặc sinh học có liên quan
đến sự phát triển bộ rễ, danh sách gen này được trình bày ở Bảng 4.9. Mặt khác có 33
QTLs/tổng số 88 QTLs nằm trong vùng trình tự của gen chức năng.
20


21
Bảng 4.9. Danh sách các gen ứng viên đã được khẳng định về vai trò và chức năng đối với sự phát triển bộ rễ

2

q38

2

q74

2

q64

2

q66

1

q50

1

q50

1

q36

1

q49

1

q84

1

q73

1

q73

1

q48

1

q48

1

q48

Chr

QTL
ID

Vị trí của QTL

2710978-2880907
2710978-2880907
2710978-2880907
5851606

5851606
6404307
10299033
28579082

42706214
42706214
5015093
25990556
30762847
31652149

Tính trạng

NR_T
NR_T
NR_T
DWB60, DRW
DWB60, DRW
DRP
NR_T
NCR

NR_T
NR_T
DW2040
DW0020
DWB60
NCR

Gen ở lúa
Oryza sativa
Os01g05820
Os01g06010
Os01g06060
Os01g10900
Os01g11010
Os01g11860
Os01g18360
Os01g49690

Os01g73700
Os01g73720
Os02g09760
Os02g43 120
Os02g50372
Os02g51710

Gen tương
đồng ở
Arabidopsis
Không có
Không có
Không có
At04g18640
Không có
Không có

Chức năng

Biểu hiện đặc hiệu ở vùng phát sinh
rễ bên
Biểu hiện đặc hiệu ở vùng phát sinh
rễ bên
Biểu hiện đặc hiệu ở đầu rễ
ArabidopsisMRH1, phát triển lông
hút
Biểu hiện đặc hiệu ở vùng phát sinh
rễ bên
Biểu hiện đặc hiệu ở đầu rễ

Biểu hiện đặc hiệu ở đầu rễ

Không có

Biểu hiện đặc hiệu ở đầu rễ

Không có

Biểu hiện đặc hiệu ở đầu rễ

Không có

OsIAA4, hình thành rễ bất định cảm
ứng với auxin
ArabidopsisFYPP1, dẫn truyền tín
hiệu, điều chỉnh protein của nhóm
gen PIN
Biểu hiện đặc hiệu ở đầu rễ

Không có

Không có
At01g50370

Không có
At04g39730

Gen ứng cử viên trong QTLs liên kết
với khối lượng rễ ăn sâu
ArabidopsisPLAT1, điều hòa sự phát
triển rễ bên

Tài liệu tham khảo

Takehisa et al., 2011
Takehisa et al., 2011
Takehisa et al., 2011
Jones et al., 2006
Takehisa et al., 2011
Takehisa et al., 2011
Song et al., 2013
Dai et al., 2012

21
Takehisa et al., 2011
Takehisa et al., 2011
Takehisa et al., 2011
Takehisa et al., 2011
Norton et al., 2008

Huyn et al., 2014


QTL

Chr

Vị trí của QTL

Tính trạng

ID

Gen ở lúa
Oryza sativa

Gen tƣơng
đồng ở
Arabidopsis

22

q59

3

35166421

THK

Os03g63970

At05g51810

q51

5

NR_T

Os05g27920

At05g58440

q60

6

1620592316458100
4 649 357

THK

Os06g09280

At01g26370

q76
q42

6
7

15 865 171
474 875

DWB60
NCR

Os06g27980
Os07g01820

At03g05390
Không có

q61

7

15 424 576

THK

Os07g26740

Không có

q61

7

15 424 576

THK

Os07g26740

Không có

q53

7

NR_T

Os07g37010

At04g03270

q71

12

2217408522175036
1 185 335

DW4060

Os12g03110

Không có

q71

12

1 185 335

DW4060

Os12g03150

At01g08810

Chức năng

OsGA20ox1, nằm trong vùng
QTLs liên quan đến khả năng
sống sót ở giai đoạn mạ
ArabidopsisSNX2, Vận chuyển
nội bào của PIN2
Arabidopsis RID1, sự phát triển
của rễ
Biểu hiện đặc hiệu ở đầu rễ
OsMADS15, điều khiển sự phát
triển rễ bất định
OsRR7, tín hiệu cytokinin

Tài liệu tham khảo

Abe et al., 2012

Jiallais et al., 2006
Ohtani et al., 2013

Takehisa et al., 2011
Lu et al., 2012;
Zhao et al., 2009
Gao et al., 2014;
Bishopp et al., 2011
Biểu hiện đặc hiệu ở vùng phát Takehisa et al., 2011
sinh rễ bên
ArabidopsisCYCLIN D6;1 Hình Sozzani et al., 2010
thành rễ bên
ArabidopsisMIF1, điều khiển sự Hu and Ma, 2006
phát triển của rễ
ArabidopsisMYB60, điều khiển sự Oh et al., 2011
phát triển của rễ

Chú thích: QTL ID = ký hiệu của QTLs; Chr = NST; TIL= Số nhánh; NCR = Số lượng rễ bất định; THK = Độ dày của rễ; DW0020: Khối lượng khô của phần
rễ từ 0 đến 20 cm tính từ gốc; DW2040 = Khối lượng khô của phần rễ từ 20 đến 40 cm tính từ gốc; DW4060 = Khối lượng khô của phần rễ từ 40 đến 60 cm tính từ
gốc; DWB60 = Khối lượng khô của phần rễ dài hơn 60 cm tính từ gốc; NR_T = Số rễ bất định trung bình/nhánh

22


Việc tìm kiếm chức năng sinh học của các gen liên kết với các QTLs và chức
năng của các ortholog của chúng ở Arabidopsis đã ghi nhận một số gen ứng viên rất
đáng quan tâm. Đặc biệt là nhóm gen có thể liên quan đến đường hướng tăng/giảm
của CRL1 trong quá trình điều hòa sự hình thành rễ bất định. Ví dụ, gen

Os01g49690 (NCR, q36) là một ortholog của gen FYPP1 ở Arabidopsis. Các gen
Fypp1 và Fypp2 là đột biến đôi, được đặc trưng bởi sự gia tăng một PIN protein
phosphor hóa dẫn đến kết quả tích lũy của PIN đạt tới đỉnh cao, làm gia tăng quá
trình vận chuyển auxin hướng gốc, kết quả cho ra kiểu hình bộ rễ ngắn, và hình
thành ít rễ bên hơn (Dai et al., 2012). SORTING NEXIN2 (SNX2a), là othorlog trên
Arabidopsis của gen Os05g27920 (NR_T, q51), chia sẻ chức năng dự phòng với
SNX1, liên quan đến quá trình vận chuyển nội bào của PIN2 thông qua việc hình
thành của SNX1 bên trong các endosomes (Jaillais et al., 2006). Sự biểu hiện quá
mức của OsIAA4 (Os01g18360, NR_T, q49) dẫn đến giảm số lượng rễ bất định phát
sinh sau khi xử lý bởi auxin, cho thấy rằng gen này có thể liên quan đến con đường
truyền tín hiệu auxin điều khiển sự hình thành rễ bất định (Song and Xu, 2013). Gen
Os07g37010 (NR_T, q53) là một othorlog của gen CYCLIN D6;1 được tìm thấy ở
Arabidopsis được xác định là đích trực tiếp của SHR và SCR và liên quan đến các
sự kiện trong phân chia tế bào dẫn đến sự hình thành và phân chia của các mô phân
sinh rễ (Sozzani et al., 2010). Ngoài ra còn có các gen liên quan đến độ ăn sâu của
rễ, độ dày rễ, và một số đường hướng khác liên quan đến sự phát triển bộ rễ ở lúa.
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1. KẾT LUẬN
1) Đề tài đã đánh giá được sự đa dạng về đặc điểm hình thái và đặc điểm nông
sinh học cơ bản của 270 mẫu giống lúa, trong đó có 214 mẫu giống lúa Việt Nam.
Đồng thời đề tài cũng đánh giá được sự đa dạng di truyền của các mẫu giống lúa
trên thông qua sử dụng 241 chỉ thị DArT. Kết quả xây dựng được cây phân loại di
truyền có cấu trúc lưỡng cực, trong đó 168 mẫu giống thuộc loài phụ indica, 88 mẫu
giống thuộc loại phụ japonica, còn lại là các dạng trung gian.
2) Kết quả về phân tích kiểu gen thông qua giải trình tự (GBS) đã xây dựng
được bộ dữ liệu haplotype với 25971 chỉ thị cho đa hình, hàm lượng thông tin đa
hình (PIC) trung bình đạt 32,0%. Sử dụng số lượng lớn các chỉ thị SNPs trong bộ
dữ liệu này để phân tích cấu trúc và đa dạng di truyền của nhóm mẫu giống indica,
japonica ở Việt Nam đã cho một bức tranh về sự phù hợp giữa sự đa dạng về kiểu

23