(Luận án tiến sĩ) Chọn tạo giống lúa chịu mặn có hàm lượng sắt trong gạo cao và amylose thấp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
-----o0o-----

NGUYỄN THỊ MỸ DUYÊN

CHỌN TẠO GIỐNG LÖA CHỊU MẶN CÓ HÀM
LƢỢNG SẮT TRONG GẠO CAO VÀ
AMYLOSE THẤP

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
MÃ NGÀNH: 62 42 20 01

CẦN THƠ, 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
-----o0o-----

NGUYỄN THỊ MỸ DUYÊN

CHỌN TẠO GIỐNG LÖA CHỊU MẶN CÓ HÀM
LƢỢNG SẮT TRONG GẠO CAO VÀ
AMYLOSE THẤP

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
MÃ NGÀNH: 62 42 20 01

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. TRẦN THỊ CÖC HÕA

CẦN THƠ, 2019


TRANG XÁC NHẬN CỦA NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
Luận án “Chọn tạo giống lúa chịu mặn có hàm lƣợng sắt trong gạo
cao và amylose thấp” do nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Mỹ Duyên thực hiện
dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Trần Thị Cúc Hòa.

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học

Tác giả luận án

PGS.TS. Trần Thị Cúc Hòa

Nguyễn Thị Mỹ Duyên

i


LỜI CẢM ƠN
Chân thành cảm ơn Cô PGS.TS. Trần Thị Cúc Hòa đã tận tình hướng
dẫn khoa học, chỉ dạy cho tôi rất nhiều trong cách tiếp cận các kiến thức khoa
học trong lĩnh vực nghiên cứu. Cô đã giúp đỡ và hỗ trợ hóa chất, trang thiết
bị, cũng như kinh phí cho các nghiên cứu để giúp tôi hoàn thành tốt luận án
Nghiên cứu sinh.
Xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh Đạo Viện Nghiên cứu & Phát triển
Công nghệ Sinh học, Khoa Sau Đại Học và Ban Giám Hiệu Trường Đại học

Cần Thơ đã tạo điều kiện thuận lợi trong thực hiện các thủ tục cho tôi trong
suốt quá trình học tập Nghiên cứu sinh tại đây.
Tôi xin chân thành cám ơn sự dạy dỗ nhiệt tình của Các Thầy, Cô tại
Viện Nghiên cứu & Phát triển Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ
giúp tôi mở mang thêm kiến thức, hỗ trợ cho các nghiên cứu của tôi.
Xin gởi lời chân thành biết ơn đến Ban Lãnh đạo Viện lúa Đồng Bằng
Sông Cửu Long, anh chị em tại Bộ môn Công nghệ Sinh học và Bộ môn Di
truyền chọn giống đã hỗ trợ giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi
trong xuốt 4 năm thực hiện các nghiên cứu tại Viện.
Chân thành cảm ơn Lãnh đạo Bộ môn CNSH, Ban chủ nhiệm Khoa
Nông nghiệp & TNTN, BGH Trường Đại học An Giang đã ủng hộ và hỗ trợ
cho tôi trong suốt thời gian đi học. Cám ơn các em sinh viên Công nghệ Sinh
học, Trường Đại học An Giang khóa DH11SH, DH12SH, DH13SH, DH14SH
và DH15SH đã hỗ trợ tôi trong quá trình thực hiện các thí nghiệm Nghiên cứu
sinh.
Sau cùng tôi xin được cảm ơn những người thân yêu trong gia đình đã
luôn động viên, chia sẽ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt
quá trình học tập và nghiên cứu.

Nguyễn Thị Mỹ Duyên

ii


TÓM TẮT
Xâm nhập mặn đã và đang là thách thức lớn đối với nông dân trồng lúa
tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) nói riêng và cả nước nói chung.
Đồng thời, thị hiếu của người tiêu dùng ngày càng cao, vấn đề phẩm chất gạo
tốt, ngon cơm (có hàm lượng amylose thấp) và giàu vi chất (hàm lượng sắt
cao) đang được quan tâm hàng đầu. Do đó, cần thiết phải lai tạo và chọn lọc

giống mới vừa có khả năng trồng được điểm nhiễm mặn mặn, vừa giàu sắt
vừa có hàm lượng amylose thấp. Mặt khác, nghiên cứu giống lúa có khả năng
chịu mặn thông qua sự kết hợp giữa phương pháp lai tạo truyền thống và chọn
lọc hiện đại bằng chỉ thị phân tử cho phép rút ngắn thời gian và tăng hiệu quả
chọn tạo giống lúa. Qua đánh giá 36 dòng/giống lúa triển vọng của Bộ môn
Công nghệ Sinh học - Viện lúa ĐBSCL đã chọn được 4 dòng/giống có hàm
lượng sắt cao và amylose thấp làm giống mẹ nhận gen (recipient) bao gồm
OM238, OM5451, OM121 và OM231 để lai tạo với giống lúa có khả năng
chịu mặn cao là Pokkali (donor, cho gen). Trong quá trình đánh giá và chọn
lọc nhận thấy tổ hợp lai hồi giao OM121/Pokkali//OM121 nhiễm bệnh vàng lá
và ít có tiềm năng nên đã loại bỏ từ thế hệ BC1F1; 3 tổ hợp còn lại
OM231/Pokkali//OM231,
OM238/Pokkali//OM238
và
OM5451/Pokkali//OM5451 được đánh giá tại Viện lúa ĐBSCL, trong đó thế
hệ BC3F4-5 còn được đánh giá ở 2 điểm chịu mặn Kiên Giang và Sóc Trăng để
khảo sát khả năng thích nghi của từng dòng. Kết quả cho thấy, thế hệ BC3F4,
đã chọn được 6 dòng lai ưu việt thuộc cả 3 tổ hợp với hàm lượng sắt trong gạo
lức dao động từ 14,13 - 16,19 mg/kg, hàm lượng sắt trong gạo trắng dao động
từ 4,55 - 6,65 mg/kg; hàm lượng amylose đạt từ 18,12 - 19,95%. Thế hệ
BC3F5, chọn được các dòng triển vọng mang gen chịu mặn có hàm lượng sắt
cao và hàm lượng amylose thấp bao gồm: dòng BC3F5-5-1-1 thuộc tổ hợp
OM231/Pokkali//OM231 với hàm lượng sắt đạt 16,15 mg/kg và 6,09 mg/kg
trong gạo lức và gạo trắng, amylose đạt 17,90%; còn tổ hợp
OM238/Pokkali//OM238 đã chọn được dòng BC3F5-22-1-1 với hàm lượng sắt
trong gạo lức và gạo trắng lần lượt là 15,85 mg/kg và 6,02 mg/kg, amylose
đạt 19,90%; và dòng BC3F5-22-1-3 có hàm lượng sắt gạo lức là 14,70 mg/kg
còn hàm lượng sắt trong gạo trắng là 5,39 mg/kg, amylose đạt 18,66%. Các
dòng này có tiềm năng phát triển ở vùng ĐBSCL cũng như là nguồn vật liệu
cho các nghiên cứu tiếp theo.

Từ khóa: lúa chịu mặn, chỉ thị phân tử SSR, đoạn gen Saltol, hàm lượng sắt,
hàm lượng amylose.

iii


SUMMARY
Salt intrusion has been a major challenge for rice farmers in the Mekong
Delta in particular and the whole country in general. At the same time, tastes
of higher consumption, good quality rice, delicious rice (low amylose content)
and rich in micronutrients (high iron content) are of prime concern. Therefore,
it is necessary to breed and select new varieties and be able to plant on salinity
land with high iron content and low amylose content. In addtion, research on
the salt-tolerant rice varieties through a combination of traditional crossing
and modern selection methods by molecular markers to shorten the time and
increase the efficiency of selecting good quality rice varieties. Based on the
evaluation of 36 potential rice lines/varieties of the Department of
Biotechnology- Mekong Delta Rice Institute has selected 4 lines/varieties
with high iron content and low amylose as the recipient gene, including
OM238-1, OM5451, OM121 and OM231 for hybridization with high salttolerant rice variety is Pokkali (donor, for gene). During the evaluation and
selection the hybrid combinations OM121/ Pokkali//OM121 was infected
with leaf yellow disease and had little potential to be removed at the BC 1F1
generation;
three
hybrid
combinations
(OM231/Pokkali//OM231,
OM238/Pokkali//OM238 và OM5451/Pokkali//OM5451) were selected at the
Mekong Delta Rice Research Institute while the BC3F4-5 generation was also
evaluated in two saline areas at Kien Giang and Soc Trang. The result, the

BC3F4 generation, 6 lines/varieties of three hybrid combinations were selected
with the iron content in brown rice ranging from 14,13 to 16,19 mg/kg, the
iron content in white rice ranged from 4,55 – 6,65 mg/kg; amylose content is
from 18,12% to 19,95%. In the BC3F5 generation, the potential lines/varieties
carrying the salt-tolerant gene with high iron content and low amylose content
include: rice line BC3F5-5-1-1 from the hybrid combinations OM231/Pokkali
//OM231 with an iron content of 16,15 mg/kg and 6,09 mg/kg in brown rice
and white rice, amylose content was 17,90%; and the hybrid combinations
OM238/Pokkali//OM238 was selected rice line BC3F5-22-1-1 with iron
content in brown rice and white rice respectively at 15,85 mg/kg and 6,02
mg/kg, amylose content was 19,90%; and rice line BC3F5-22-1-3 had brown
iron content of 14,70 mg/kg and iron content in white rice was 5,39 mg/kg,
amylose content was 18,66%. These rice lines were considered to be ability to
develop in the Mekong Delta as well as a valuable resource for further
research.
Keywords: salt-tolerant rice, SSR (microsatellite) marker, Saltol gene,
amylose content, iron content.

iv


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

CAM KẾT KẾT QUẢ
Tôi xin cam kết luận án “Chọn tạo giống lúa chịu mặn có hàm lƣợng
sắt trong gạo cao và amylose thấp” này được hoàn thành dựa trên các kết
quả nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Trần Thị
Cúc Hòa. Các kết quả của công trình nghiên cứu này chưa được dùng cho bất
cứ luận án cùng cấp nào khác.

Tác giả luận án

Nguyễn Thị Mỹ Duyên

v


MỤC LỤC
Trang xác nhận của người hướng dẫn khoa học ............................................... i
Lời cảm ơn ....................................................................................................... ii
Tóm tắt ............................................................................................................ iii
Summary ......................................................................................................... iv
Cam kết kết quả ................................................................................................v
Mục lục ........................................................................................................... vi
Danh sách hình..................................................................................................x
Danh sách bảng ............................................................................................. xiii
Danh mục từ viết tắt ..................................................................................... xvii
Chƣơng 1: Giới thiệu ......................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề ...................................................................................................1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................2
1.3 Nội dung nghiên cứu...................................................................................3
1.3.1 Nội dung 1: Đánh giá vật liệu di truyền để chọn bố mẹ sử dụng cho
nghiên cứu .........................................................................................................3
1.3.2 Nội dung 2: Lai tạo, lai hồi giao và đánh giá tuyển chọn dòng lai mang
tính trạng mong muốn .......................................................................................3
1.3.3 Nội dung 3: Trồng khảo nghiệm các dòng lúa lai ưu tú có khả năng chịu
mặn, gạo có sắt cao và amylose thấp tại 2 vùng sinh thái ................................3
1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ....................................................4
1.4.1 Ý nghĩa khoa học .....................................................................................4

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn......................................................................................4
1.5 Tính khoa học của đề tài .............................................................................4
1.6 Những đóng góp mới của đề tài ..................................................................5
1.7 Tính ứng dụng của đề tài ............................................................................5
1.8 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..............................................................6
Chƣơng 2: Tổng quan tài liệu các nghiên cứu liên quan ............................7
2.1. Sự xâm nhập mặn và đất nhiễm mặn ở khu vực ĐBSCL ..........................7
2.2 Sự ảnh hưởng của mặn lên cây lúa .............................................................7
2.2.1 Ảnh hưởng giai đoạn nảy mầm và đầu giai đoạn mạ ..............................8
2.2.2. Ảnh hưởng của mặn lên chiều cao cây lúa .............................................8
2.2.3. Ảnh hưởng của mặn lên độ hữu thụ của hạt phấn ..................................8
2.2.4. Ảnh hưởng của mặn lên chiều dài bông và năng suất lúa ......................8

vi


2.3 Tính chống chịu mặn và đặc điểm di truyền của các giống lúa chịu
Mặn ...................................................................................................................9
2.3.1 Tính chống chịu mặn của cây lúa ............................................................9
2.3.2 Nghiên cứu đặc điểm di truyền giống lúa chống chịu mặn ...................10
2.4 Chỉ thị phân tử SSR ..................................................................................11
2.5 Sắt và vai trò của sắt .................................................................................11
2.5.1 Nhu cầu sắt của cơ thể người và tác hại thiếu sắt .................................11
2.5.2 Thành phần sắt có trong hạt gạo ............................................................12
2.5.3 Cung cấp sắt cho cơ thể dựa vào thực phẩm chính từ gạo giàu sắt .......13
2.6 Một số tiêu chí phân loại chất lượng gạo ..................................................14
2.6.1 Hàm lượng amylose ...............................................................................14
2.6.2 Các chỉ tiêu phẩm chất cơm liên quan đến hàm lượng amylose ...........17
2.7 Các nghiên cứu liên quan..........................................................................18
2.7.1 Các nghiên cứu chọn tạo giống lúa giàu sắt ..........................................18

2.7.2 Các nghiên cứu về hàm lượng amylose trên các giống lúa ...................21
2.7.3 Một số thành tựu chọn tạo giống lúa chống chịu mặn ...........................25
Chƣơng 3: Phƣơng pháp nghiên cứu ..........................................................32
3.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu .............................................................32
3.1.1 Thanh lọc mặn ......................................................................................32
3.1.2 Sử dụng dấu phân tử SSR để nhận diện gen mặn ..................................32
3.1.3 Phân tích phẩm chất hạt .........................................................................32
3.1.4 Lai tạo các thế hệ lai mới (F1 đến BC3F1)..............................................32
3.1.5 Đánh giá chọn dòng (BC3F2 đến BC3F3) ...............................................32
3.1.6 Trồng thử nghiệm các dòng lúa lai ưu tú thế hệ BC 3F4 đến BC3F5 tại
vùng sinh thái mặn ..........................................................................................32
3.2 Phương tiện nghiên cứu ............................................................................33
3.2.1 Vật liệu ...................................................................................................33
3.2.2 Dụng cụ và hóa chất...............................................................................34
3.3 Phương pháp nghiên cứu ..........................................................................35
3.3.1 Nội dụng 1 : Đánh giá vật liệu bố mẹ sử dụng trong nghiên cứu chọn tạo
giống lúa chịu mặn - chất lượng cao ...............................................................36
3.3.2 Nội dung 2: Lai hồi giao các tổ hợp lai tạo các dòng lúa mới mang tính
trạng mong muốn ............................................................................................48

vii


3.3.3 Nội dụng 3: Chọn tạo quần thể lai hồi giao có khả năng chịu mặn thông
qua thanh lọc mặn và kiểm tra gen mặn nhờ sử dụng chỉ thị phân tử SSR ....52
3.3.4 Nội dung 4 và 5: Khảo nghiệm các dòng lúa lai ưu tú có khả năng chịu
mặn, gạo có sắt cao và amylose thấp tại 2 vùng sinh thái vụ Hè Thu 2017 và
Đông Xuân 2018 .............................................................................................57
3.3.5 Phương pháp phân tích số liệu ...............................................................64
Chƣơng 4: Kết quả và thảo luận .................................................................62

4.1 Đánh giá vật liệu bố mẹ sử dụng trong nghiên cứu chọn tạo giống lúa chịu
mặn - chất lượng cao .......................................................................................65
4.1.1 Đánh giá khả năng chịu mặn bằng phương pháp thanh lọc ...................65
4.1.2 Phân tích hàm lượng sắt trong gạo lức và gạo trắng .............................67
4.1.3 Phân tích nhiệt trở hồ, độ bền gel và hàm lượng amylose bằng phương
pháp sinh hóa ..................................................................................................69
4.1.4 Sử dụng chỉ thị phân tử SSR liên kết với gen chịu mặn để phát hiện vật
liệu di truyền mang gen mong muốn ..............................................................73
4.2 Lai hồi giao các tổ hợp lai tạo các dòng lúa mới mang tính trạng mong
muốn ...............................................................................................................74
4.3 Chọn tạo quần thể lai hồi giao có khả năng chịu mặn thông qua thanh lọc
mặn và kiểm tra gen mặn nhờ chỉ thị phân tử SSR ........................................75
4.3.1 Giai đoạn các thế hệ cây F1, BC1-3F1 .....................................................75
4.3.2 Giai đoạn hạt tự thụ thế hệ BC3F2..........................................................91
4.3.3 Giai đoạn hạt tự thụ thế hệ BC3F3....................................................... 105
4.4 Khảo nghiệm các dòng lúa có khả năng chịu mặn, gạo có sắt cao và
amylose thấp tại các vùng sinh thái vụ Hè Thu 2017 .................................. 118
4.4.1 Đánh giá tính chống chịu mặn của các dòng lúa BC3F4 ..................... 119
4.4.2 Đánh giá đặc tính nông học và năng suất .......................................... 122
4.4.3 Đánh giá phẩm chất hạt các dòng lúa khảo nghiệm trong vụ Hè Thu
2017 ............................................................................................................. 126
4.5 Khảo nghiệm các dòng lúa có khả năng chịu mặn, gạo có sắt cao và
amylose thấp các vùng sinh thái vụ Đông Xuân 2017 - 2018 ..................... 130
4.5.1 Đánh giá tính chống chịu mặn của các dòng lúa BC3F5 ..................... 131
4.5.2 Đánh giá đặc tính nông học và năng suất ........................................... 133
4.5.3 Đánh giá phẩm chất hạt các dòng lúa khảo nghiệm trong vụ Đông Xuân
2017 - 2018 .................................................................................................. 140
4.5.4 Đặc tính cơ bản của các dòng được chọn từ đề tài ............................. 143

viii

Chƣơng 5: Kết luận và đề xuất ................................................................. 144
5.1 Kết luận .................................................................................................. 144
5.2 Đề xuất ................................................................................................... 149
Tài liệu tham khảo ..................................................................................... 150
Phụ lục ........................................................................................................ 162

ix


DANH SÁCH HÌNH
Danh sách hình
Hình 2.1
Hình 2.2

Trang

Cấu trúc amylose
Cấu trúc amylopectin
Giống lúa có hàm lượng sắt trong gạo cao của Viện lúa
ĐBSCL
Bản đồ di truyền phân tử trên nhiễm sắc thể số 3, 5 và 6
của hàm lượng amylose

14
15

Hình 2.5

Đoạn gen Saltol trên nhiễm sắc thể số 1 của cây lúa

27

Hình 3.1
Hình 3.2
Hình 3.3

Sơ đồ tổng quát tiến trình nghiên cứu
Thanh lọc mặn 8 dS/m (4‰)
Sơ đồ tổng quát phân tích hàm lượng sắt trong hạt gạo

35
37
39

Hình 3.4
Hình 3.5
Hình 3.6

Dãy đường chuẩn đo hàm lượng amylose
Qui trình phân tích hàm lượng amylose
Sự khác nhau của độ bền gel sau phân tích sinh hóa

43
44
45

Hình 3.7

Nhiệt độ trở hồ
Sơ đồ quy trình chuyển gen chịu mặn vào giống lúa có
hàm lượng amylose thấp và sắt cao
Các bước lai lúa

46

Hạt lúa lai đã nảy mầm sau khi được ngâm, ủ
Thu lá lúa trích DNA kiểm tra gen mặn
Thanh lọc giai đoạn mạ nồng độ muối 4‰ (8 dS/m) các
dòng/giống lúa triển vọng
Biểu đồ phân nhóm cấp chống chịu mặn của 36
dòng/giống lúa thanh lọc mặn giai đoạn mạ nồng độ muối
4‰ (8 dS/m)

53
54

Hình 2.3
Hình 2.4

Hình 3.8
Hình 3.9
Hình 3.10
Hình 3.11
Hình 4.1
Hình 4.2

Hình 4.3
Hình 4.4

Hình 4.5
Hình 4.6
Hình 4.7
Hình 4.8

Hàm lượng sắt trong gạo lức của 36 dòng/giống triển
vọng
Hàm lượng sắt trong gạo trắng của 36 dòng/giống triển
vọng
Hàm lượng amylose của 36 dòng/giống triển vọng
Sản phẩm PCR được nhân bản bởi mồi RM140 và
RM310 của các giống/dòng được chọn làm bố mẹ
Sản phẩm PCR được nhân bản bởi các mồi RM1287 và
RM3412b của các giống/dòng được chọn làm bố mẹ
Sản phẩm PCR được nhân bản bởi các mồi RM7075,
RM490 và RM10694 của các giống/dòng được chọn làm

x

21
23

49
51

65
66

69
71

71
73
73
74


bố mẹ
Hình 4.9
Hình 4.10

Hình 4.11

Hình 4.12

Hình 4.13

Hình 4.14
Hình 4.15
Hình 4.16
Hình 4.17

Hình 4.18

Hình 4.19

Hình 4.20

Hình 4.21

Hình 4.22

Hình 4.23

Sơ đồ chọn tạo quần thể lai hồi giao
OM231/Pokkali//OM231
Sản phẩm PCR được nhân bản bởi RM1287(a) và
RM10694(b) của 13 cá thể F1 quần thể OM231/Pokkali
Sản phẩm PCR được nhân bản bởi RM1287(a) và
RM10694(b) của 16 cá thể BC1F1 quần thể
OM231/Pokkali//OM231
Sản phẩm PCR được nhân bản bởi RM1287(a) và
RM10694(b) của 26 cá thể BC2F1 quần thể
OM231/Pokkali//OM231
Sản phẩm PCR được nhân bản bởi RM1287(a) và
RM10694(b) của 39 cá thể BC3F1 quần thể
OM231/Pokkali//OM231
Sơ đồ chọn tạo quần thể lai hồi giao
OM238/Pokkali//OM238
Sơ đồ chọn tạo quần thể lai hồi giao
OM5451/Pokkali//OM5451
Sơ đồ chọn tạo quần thể lai hồi giao
OM121/Pokkali//OM121
Sản phẩm PCR được nhân bản bởi RM1287(a) và
RM10694(b) của 26 cá thể BC3F2 thuộc quần thể
OM231/Pokkali//OM231
Sản phẩm PCR được nhân bản bởi RM1287 (a) và
RM10694 (b) trên gel agarose 2,5% của 17 dòng BC3F3
của OM231/Pokkali//OM231
Sản phẩm PCR được nhân bản bởi RM1287 (a) và
RM10694 (b) của 20 dòng con lai BC3F3 thuộc tổ hợp
OM238/Pokkali//OM238

Sản phẩm PCR được nhân bản bởi RM1287 (a) và
RM10694 (b) của 18 dòng lúa BC3F3 thuộc tổ hợp
OM5451/Pokkali//OM5451
Kết quả đánh giá gen mặn (Saltol) của các dòng con lai
của 3 tổ hợp hồi giao với RM1287 (a) và RM10694 (b)
trên gel agarose 2,5%
Sản phẩm PCR cho gen qui định hàm lượng amylose
(gen Waxy) của các dòng con lai thế hệ BC3F4 với chỉ thị
Wx-In1 trên gel agarose 2,5%
Kết quả đánh giá gen mặn (Saltol) của các dòng con lai

xi

76
78

79

80

81

82
86
89
93

108

110

115

121

128
132


Hình 4.26

của 3 tổ hợp hồi giao với RM1287 (a) và RM10694 (b)
trên gel agarose 2,5%OM5451/Pokkali//OM5451
Giản đồ BIPLOT về năng suất của các dòng lúa khảo
nghiệm tại 3 điểm khác nhau trong vụ Đông Xuân 2017 2018
Sản phẩm PCR cho gen qui định hàm lượng amylose
(gen Waxy) của các dòng con lai thế hệ BC3F5 với chỉ thị
Wx-In1 trên gel agarose 2,5%
Dạng hạt dòng lúa BC3F5-5-1-1

Hình 4.27

Dạng hạt dòng lúa BC3F5-22-1-1

145

Hình 4.28

Dạng hạt dòng lúa BC3F5-22-1-3

146

Hình 4.24

Hình 4.25

xii

139

141
144


DANH SÁCH BẢNG
Danh sách bảng

Trang

Bảng 3.1

Danh sách và trình tự các cặp mồi SSR kiểm tra gen chịu
mặn

34

Bảng 3.2

Các nghiệm thức bố trí trong thí nghiệm thanh lọc mặn
giai đoạn mạ

36

Bảng 3.3

Tiêu chuẩn đánh giá (SES) tính chống chịu mặn theo tiêu
chuẩn phân cấp IRRI, 1997

37

Bảng 3.4

Dựng đường sắt chuẩn

41

Bảng 3.5

Phân loại hàm lượng sắt trong gạo

41

Bảng 3.6

Đường chuẩn để phân tích hàm lượng amylose
Thang phân loại hàm lượng amylose theo Kumar and
Khush, 1986

43

Thang phân loại độ bền gel theo IRRI (1996)
Thang đánh giá nhiệt độ trở hồ theo tiêu chuẩn của IRRI
(1996)
Thành phần hóa chất của phản ứng PCR với mồi SSR
Các nghiệm thức bố trí trong thí nghiệm thanh lọc mặn
giai đoạn mạ
Các nghiệm thức trong thí nghiệm thanh lọc mặn giai
đoạn mạ
Phân nhóm lúa theo thời gian sinh trưởng
Phân loại cấp bạc bụng theo IRRI (1996)
Phân loại chiều dài hạt gạo theo IRRI (1996)
Phân loại hình dạng hạt gạo theo IRRI (1996)
Nghiệm thức được bố trí trong thí nghiệm thanh lọc mặn
giai đoạn mạ

45

Bảng 3.18
Bảng 3.19
Bảng 3.20

Phân loại tỷ lệ gạo lức theo IRRI (1996)
Phân loại tỷ lệ gạo trắng theo IRRI (1996)
Phân loại tỷ lệ gạo nguyên theo IRRI (1996)

63
63
64

Bảng 4.1

Cấp chống chịu mặn của 36 dòng/giống lúa thanh lọc
Hàm lượng sắt trong gạo lức và gạo trắng của 36
dòng/giống lúa triển vọng
Hàm lượng amylose, độ bền gel và nhiệt trở hồ của 36
dòng/giống lúa triển vọng
Các đặc tính nông học của các giống lúa dự tuyển làm cá
thể mẹ qua phân tích hàm lượng amylose và hàm lượng

66

Bảng 3.7
Bảng 3.8
Bảng 3.9
Bảng 3.10
Bảng 3.11
Bảng 3.12
Bảng 3.13
Bảng 3.14
Bảng 3.15
Bảng 3.16
Bảng 3.17

Bảng 4.2
Bảng 4.3
Bảng 4.4

xiii

43

46
47
52
54
55
56
56
57
58

68
70
72


Bảng 4.5
Bảng 4.6
Bảng 4.7

sắt trong hạt gạo
Kết quả lai tạo sau 21 ngày thu được hạt F1 trên 4 tổ hợp
lai
Số cá thể chọn lọc qua các thế hệ F1 đến BC3F1 của tổ
hợp OM231/Pokkali//OM231
Số cá thể chọn lọc qua các thế hệ F1 đến BC3F1 của tổ
hợp OM238/Pokkali//OM238

75
77

83

Bảng 4.8

Số cá thể chọn lọc qua các thế hệ F1 đến BC3F1 của tổ
hợp OM5451/Pokkali//OM5451

87

Bảng 4.9

Số cá thể chọn lọc qua các thế hệ F1 đến BC3F1 của tổ
hợp OM121/Pokkali//OM121

90

Bảng 4.10
Bảng 4.11
Bảng 4.12
Bảng 4.13
Bảng 4.14
Bảng 4.15
Bảng 4.16
Bảng 4.17
Bảng 4.18
Bảng 4.19
Bảng 4.20
Bảng 4.21
Bảng 4.22
Bảng 4.23

Bảng 4.24

Cấp chịu mặn các dòng lúa BC3F2 từ tổ hợp lai
OM231/Pokkali//OM231 ở nồng độ muối 4‰
Kết quả chọn dòng lúa chịu mặn tổ hợp lai
OM231/Pokkali//OM231 thế hệ BC3F2
Đặc tính nông học của 14 dòng lúa tổ hợp lai
OM231/Pokkali//OM231 thế hệ BC3F2
Đặc tính phẩm chất hạt của các dòng lúa chịu mặn
Cấp chịu mặn các dòng lúa BC3F2 từ tổ hợp
OM238/Pokkali//OM238 ở nồng độ muối 4‰
Kết quả chọn dòng lúa chịu mặn tổ hợp
OM238/Pokkali//OM238 thế hệ BC3F2
Một số chỉ tiêu nông học của 15 dòng lúa tổ hợp
OM238/Pokkali//OM238 thế hệ BC3F2
Đặc tính phẩm chất hạt của các dòng lúa chịu mặn
Cấp chịu mặn các dòng lúa từ tổ hợp
OM5451/Pokkali//OM5451 ở nồng độ muối 4‰
Kết quả chọn dòng lúa chịu mặn tổ hợp
OM5451/Pokkali//OM5451 thế hệ BC3F2
Một số chỉ tiêu nông học của 18 dòng lúa tổ hợp
OM5451/Pokkali//OM5451 thế hệ BC3F2
Đặc tính phẩm chất hạt của các dòng lúa chịu mặn
Cấp chịu mặn các dòng lúa từ tổ hợp
OM231/Pokkali/OM231 sau thanh lọc mặn ở nồng
muối 4‰
Kết quả chọn dòng lúa chịu mặn BC3F3 tổ hợp
OM231/Pokkali//OM231

94

94
95

lai
lai
lai

97
98
99
100

lai
lai
lai

101
102
103
104

lai
độ
lai

Một số chỉ tiêu nông học của 6 dòng lai thế hệ BC3F3 của

xiv

92

105

107
108


Bảng 4.25
Bảng 4.26
Bảng 4.27
Bảng 4.28

tổ hợp lai OM231/Pokkali//OM231
Đặc tính phẩm chất hạt của 6 dòng lúa chịu mặn thế hệ
BC3F3 của tổ hợp lai OM231/Pokkali//OM231
Cấp chịu mặn các dòng lúa từ tổ hợp lai
OM238/Pokkali//OM238 sau thanh lọc mặn ở nồng độ
muối 4‰
Kết quả chọn dòng lúa chịu mặn thế hệ BC3F3 tổ hợp lai
OM238/Pokkali//OM238
Một số chỉ tiêu nông học của 5 dòng lai thế hệ BC3F3 của
tổ hợp lai OM238/Pokkali//OM238

109
110

111
112

Bảng 4.29

Đặc tính phẩm chất hạt của 5 dòng lúa chịu mặn thế hệ
BC3F3 của tổ hợp lai OM238/Pokkali//OM238

113

Bảng 4.30

Cấp chịu mặn các dòng lúa từ tổ hợp
OM5451/Pokkali//OM5451 ở nồng độ muối 4‰

114

Bảng 4.31
Bảng 4.32
Bảng 4.33
Bảng 4.34
Bảng 4.35
Bảng 4.36
Bảng 4.37
Bảng 4.38
Bảng 4.39
Bảng 4.40
Bảng 4.41
Bảng 4.42
Bảng 4.43
Bảng 4.44

lai

Kết quả chọn dòng lúa chịu mặn thế hệ BC3F3 tổ hợp lai
OM5451/Pokkali//OM5451
Một số chỉ tiêu nông học của 6 dòng chịu mặn thế hệ
BC3F3 của tổ hợp lai OM5451/Pokkali//OM5451
Đặc tính phẩm chất hạt của 6 dòng lúa chịu mặn thế hệ
BC3F3 của tổ hợp lai OM5451/Pokkali//OM5451
Các dòng lúa thế hệ con lai BC3F4 được tự thụ từ các
quần thể BC3F3
Cấp chịu mặn các dòng lúa BC3F4 từ các tổ hợp lai hồi
giao ở nồng muối 4‰ ở giai đoạn mạ
Độ mặn nước biển đo
Độ mặn mẫu nước và đất tại ruộng trần đề-sóc trăng
Năng suất thực tế của các dòng lúa BC3F4 tại các điểm
khảo nghiệm trong vụ Hè Thu 2017
Hàm lượng sắt và hàm lượng amylose của các dòng lúa
chịu mặn thế hệ BC3F4
Kết quả so sánh kiểu hình và kiểu gen liên quan tính
trạng hàm lượng amylose của các dòng lúa thế hệ BC3F4
Phẩm chất xay chà của các dòng lúa triển vọng
Các dòng lúa thế hệ con lai BC3F5 được tự thụ từ các
quần thể BC3F4
Cấp chịu mặn các dòng lúa BC3F5 từ các tổ hợp lai hồi
giao ở nồng độ mặn 4‰ ở giai đoạn mạ
Độ mặn nước biển đo

116
117
118
119
120

122
123
125
127
129
130
131
131
133

xv


Bảng 4.45
Bảng 4.46

Độ mặn nước biển đo tại ruộng thí nghiệm
Độ mặn mẫu nước và đất tại ruộng Trần Đề - Sóc Trăng

134
134

Bảng 4.47

Năng suất thực tế của các dòng lúa BC3F5 tại các điểm
khảo nghiệm trong vụ Đông Xuân 2017 - 2018

136

Bảng 4.48

Bảng 4.49
Bảng 4.50
Bảng 4.51
Bảng 4.52
Bảng 4.53
Bảng 4.54

Chỉ số thích nghi và chỉ số ổn định của các dòng lúa con
lai trong vụ Đông Xuân 2017-2018
Hàm lượng sắt và hàm lượng amylose của các dòng lúa
chịu mặn thế hệ BC3F5
Kết quả so sánh kiểu hình và kiểu gen liên quan tính
trạng hàm lượng amylose của các dòng lúa thế hệ BC3F5
Phẩm chất xay chà của 3 dòng lúa BC3F5 ưu tú nhất trong
vụ Đông Xuân 2017 - 2018
Đặc tính của dòng BC3F5-5-1-1 trong vụ Đông Xuân
2017 - 2018
Đặc tính của dòng BC3F5-22-1-1 trong vụ Đông Xuân
2017 - 2018
Đặc tính của dòng BC3F5-22-1-3 trong vụ Đông Xuân
2017 - 2018

xvi

138
140
142
143
144
145

146


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

2-AP

2-acetyl-1-pyrroline

AC

Amylose content

BC

Backcross

CNSH

Công nghệ Sinh học

CTAB

Cetyltrimethyl ammonium bromide

ctv

Cộng tác viên

ĐBSCL

Đồng bằng sông Cửu Long

ĐBSH

Đồng bằng sông Hồng

EDTA

EthyleneDiamineTetraacetic Acid

GBSS

Granule bound starch synthase

GC

Gel consistency

GE

Grain elongation

GT

Gelatinization temperature

GLC

Gas Liquid Chromatography

IRRI

International Rice Research Institute

MAGE

MetaPhor agarose gel electrophoresis

MAS

Maker Assited Selection

MS

Mass Spectrum

NN &PTNT

Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn

NST

Nhiễm sắc thể

PAGE

Polyacrylamide gel electrophoresis

PCR

Polymerase chain reaction

QTLs

Quantitative trait loci

RAPD

Randomly Amplified Polymosphic DNA

RFLP

Restriction Fragment Length Polymorphism

SDS

Sodium Dodecyl Sulfate

SSR

Simple Sequence Repeat

xvii


STS

Sequence - tagged sites

TE

Tris-EDTA

TN & MT

Tài nguyên & Môi trường

TLC

Thin Layer Chromatography

Tp. HCM

Thành phố Hồ Chí Minh

USDA

The United States Department of Agriculture

xviii


CHƢƠNG 1
GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Lúa nước (Oryza satiava L.) là nguồn lương thực chủ yếu của hơn một
nửa dân số thế giới, đặc biệt là các quốc gia ở Châu Á, Châu Phi và Mỹ La
Tinh. Ở Việt Nam, lúa là cây nông nghiệp chính. Năm 2015, Việt Nam đứng
thứ 3 trên thế giới về xuất khẩu lúa gạo sau Ấn Độ và Thái Lan. Trong đó,

ĐBSCL là nơi xuất khẩu gạo lớn nhất cả nước. Theo số liệu thống kê sơ bộ
của Tổng Cục thống kê, diện tích đất trồng lúa cả năm 2017 trên cả nước ước
đạt 7,72 triệu ha (giảm 26,1 nghìn ha so với năm 2016), năng suất ước đạt 55,5
tạ/ha (giảm 0,2 tạ/ha so với năm 2016), sản lượng ước đạt 42,8 triệu tấn (giảm
318,3 nghìn tấn so với năm 2016) (Vietnam Business Monitor, 2017)
Điều này là do sản xuất nông nghiệp đang phải đứng trước thách thức
lớn của biến đổi khí hậu, trong đó mặn là yếu tố quan trọng thứ 2 sau hạn.
Khoảng 1/5 diện tích đất trồng trọt có tưới trên thế giới bị ảnh hưởng mặn và
trên 800 triệu héc-ta đất bị chịu mặn. Chỉ tính riêng tại vùng ĐBSCL từ cuối
năm 2015 đến cuối năm 2016 phạm vi ảnh hưởng của ranh nước mặn 4 g/l (độ
mặn không thể lấy nước sinh hoạt hay sản xuất) đã ảnh hưởng đến 10/13 tỉnh
ĐBSCL với tổng diện tích lúa thiệt hại gần 139.000 ha. Trong đó, 86.000 ha
thiệt hại trên 70% năng suất, 43.000 ha thiệt hại từ 30 - 70% năng suất
(Vtv.vn, 2016). Theo Tổng cục Thủy lợi, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông
thôn (Bộ NN & PTNT), dòng chảy sông Mê Kông về ĐBSCL đang biến động
phức tạp, giảm mạnh so với thời điểm đầu mùa khô, khả năng gây gia tăng
xâm nhập mặn ở mức cao hơn cùng kỳ năm 2017 (Bích Hồng, 2018). Như
vậy, với sự ảnh hưởng của biến đổi khí hậu toàn cầu, diện tích đất trồng lúa
vùng ĐBSCL chịu mặn ngày càng tăng, dẫn đến sản lượng gạo Việt Nam có
thể giảm một cách nghiêm trọng.
Đối mặt với vấn đề trên, việc chọn tạo giống lúa chịu mặn đã được các
nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Đây cũng là một trong những giải pháp
được đưa ra trong đề xuất của Bộ NN & PTNT năm 2015 (TTO, 2015). Ngoài
một số giống chống chịu mặn đã được chọn tạo và canh tác hiệu quả ở một số
nước trên thế giới. Nhiều nguồn giống lúa mùa địa phương như Nona Bokra,
Bura Rata chống chịu tốt với điều kiện mặn tương đương giống Pokkali đã
được xác định. Vào những năm cuối thế kỷ 20, các nhà chọn tạo giống đã sử
dụng những biến đổi di truyền để tạo ra những giống lúa có tiềm năng năng
suất cao, chất lượng gạo tốt, kháng một số sâu bệnh chính và chống chịu với
những điều kiện bất lợi như khô hạn, ngập úng, mặn. Tại ĐBSCL, các giống

1


lúa trồng ở vùng chịu mặn có các hạn chế như: các giống lúa cao sản có khả
năng chống chịu mặn thấp hoặc trung bình, hay chất lượng gạo thấp; các giống
lúa địa phương chịu mặn như Tép Hành, Một Bụi Đỏ có thời gian sinh trưởng
dài, năng suất thấp và cứng cơm. Vì vậy, cần có các giống lúa chịu mặn ở
ngưỡng độ mặn trung bình (EC 4 dS/m) và chịu mặn cao (EC trên 6 dS/m) trở
lên và có các đặc tính cần thiết khác như thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất
cao và khả năng chống chịu tốt với sâu bệnh hại.
Hiện nay thị hiếu tiêu dùng ngày càng cao hơn, vấn đề phẩm chất gạo
tốt, ngon cơm (có hàm lượng amylose thấp) và giàu vi chất đang được quan
tâm hàng đầu. Việc tạo ra được các giống lúa có hàm lượng sắt cao trong gạo
nhằm góp phần giảm tỷ lệ các bệnh liên quan đến thiếu sắt, đặc biệt là nông
dân nghèo vùng sâu, vùng xa là hết sức cần thiết. Do đó, việc nghiên cứu lai
tạo những giống lúa vừa có khả năng thích nghi tốt với điều kiện môi trường
chịu mặn, vừa cho năng suất cao, phẩm chất gạo tốt, ngon cơm (hàm lượng
amylose thấp) và giàu dinh dưỡng rất được quan tâm. Hơn thế, ngày nay nhờ
sự phát triển vượt bậc của công nghệ sinh học, đặc biệt là kỹ thuật di truyền
phân tử, đã hỗ trợ đắc lực cho công tác chọn giống cây trồng mới, giúp cho
việc chọn lựa con lai chính xác hơn, rút ngắn thời gian chọn tạo giống. Trong
đó, chỉ thị phân tử SSR (Simple sequence repeats) được nhiều nhà khoa học
chọn sử dụng do nó có tính chất đồng trội (codominan), mức độ tin cậy cao
(Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí Bửu, 2011).
Năm 2011, Viện lúa ĐBSCL đã cho ra đời giống lúa giàu sắt là OM6976
có khả năng chịu mặn trung bình nhưng amylose cao và giống OM5451 có
hàm lượng amylose thấp (18%) nhưng chịu mặn chưa cao. Hiện nay, chưa có
giống lúa nào vừa có khả năng chịu mặn khá, vừa có hàm lượng sắt cao và
amylose thấp. Do đó, đề tài “Chọn tạo giống lúa chịu mặn có hàm lượng sắt

trong gạo cao và amylose thấp” được thực hiện sử dụng phương pháp lai hồi
giao và phát hiện gen chịu mặn bằng chỉ thị phân tử SSR, nhằm chọn tạo được
giống lúa vừa có khả năng chịu mặn tốt, vừa có chất lượng cao, ngon cơm
(hàm lượng amylose thấp) và giàu chất sắt đáp ứng nhu cầu sản xuất và thị
trường lúa gạo trong khu vực.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu, chọn tạo được các dòng/giống lúa có khả năng thích nghi
và phát triển tốt tại điểm nhiễm mặn chịu mặn, có hàm lượng sắt trong gạo cao
(sắt lức > 14 mg/kg và sắt trắng ≥ 6 mg/kg) và hàm lượng amylose trong hạt
gạo ≤ 20% dựa vào phương pháp lai hồi giao và chọn giống bằng chỉ thị phân
tử.

2


1.3 Nội dung nghiên cứu
1.3.1 Nội dung 1: Đánh giá vật liệu di truyền để chọn bố mẹ sử dụng
cho nghiên cứu
Mục đích: Nhằm chọn được bố, mẹ sử dụng cho nghiên cứu lai tạo thông
qua việc đánh giá bộ giống lúa triển vọng của Bộ môn Công nghệ sinh họcViện lúa ĐBSCL.
1. Hàm lượng sắt trong gạo lức và gạo trắng: bằng phương pháp sinh
hóa.
2. Phân tích nhiệt trở hồ, độ bền gel và hàm lượng amylose bằng phương
pháp sinh hóa.
3. Đánh giá khả năng chịu mặn của vật liệu
- Đánh giá khả năng chịu mặn bằng phương pháp thanh lọc mặn giai
đoạn mạ trong khay.
- Sử dụng chỉ phân tử SSR liên kết với tính chịu mặn để đánh giá và
tuyển chọn giống lúa mang gen chịu mặn.
1.3.2 Nội dung 2: Lai hồi giao các tổ hợp lai tạo các dòng lúa mới

mang tính trạng mong muốn
Tiến hành lai giữa giống lúa chịu mặn quốc tế là Pokkali với các
dòng/giống lúa ưu tú (OM231, OM238, OM5451, OM121) có hàm lượng
amylose thấp và sắt cao để tạo ra hạt lai F1.
1.3.3 Nội dung 3: Chọn tạo quần thể lai hồi giao có khả năng chịu
mặn thông qua thanh lọc mặn và kiểm tra gen mặn nhờ sử dụng chỉ thị
phân tử SSR
1. Trồng các cá thể đã tuyển chọn để tiến hành lai hồi giao đến thế hệ
BC3F1 và tự thụ đến thế hệ BC3F5.
2. Đánh giá khả năng chịu mặn của vật liệu lai:
+ Đánh giá khả năng chịu mặn của con lai ở các giai đoạn từ F1 đến
BC3F5 bằng phương pháp thanh lọc mặn.
+ Dùng chỉ thị phân tử SSR để nhận diện một số dòng lúa lai giai đoạn từ
BC3F1 đến BC3F5 có gen chịu mặn cho việc tuyển chọn dòng lúa nghiên cứu.
1.3.4 Nội dung 4 và 5: Khảo nghiệm các dòng lúa có khả năng chịu
mặn, gạo có sắt cao và amylose thấp tại các vùng sinh thái vụ Hè Thu
2017 và Đông Xuân 2018
* Mục đích: Đánh giá và lựa chọn được dòng lai ưu tú ở thế hệ BC3F4
(vụ Hè Thu 2017) và thế hệ BC3F5 (vụ Đông Xuân 2018) tại vùng sinh thái
mặn (2 điểm Kiên Giang và Sóc Trăng) và vùng sinh thái phù sa ngọt (ruộng
giống tại Viện lúa ĐBSCL) (đối chứng). Nhằm tuyển chọn được 1 – 2 dòng
thuần triển vọng (chịu mặn, giàu sắt, hàm lượng amylose trong gạo ≤ 20%).

3


Nghiên cứu lựa chọn hai điểm chịu mặn là Kiên Giang và Sóc Trăng để
tiến hành thí nghiệm bởi trong 13 tỉnh ĐBSCL thì hai tỉnh này chịu thiệt hại
nặng nhất bởi xâm nhập mặn trong gần 10 năm qua. Chỉ tính riêng tại Kiên
Giang trong 2 vụ Hè Thu và Đông Xuân 2016 đã có đến 3.500 ha lúa chết khô

do mặn, trong đó các huyện bị ảnh hưởng nặng nề nhất là An Biên, Kiên
Lương, U Minh Thượng … (Trọng Đạt, 2016). Còn tại tỉnh Sóc Trăng, cũng
đã công bố tình trạng thiên tai do xâm nhập mặn trên địa bàn tỉnh trong năm
2016. Với 11.000 ha lúa đang canh tác đều bị thiệt hại do khô hạn và xâm
nhập mặn. Có đến 6/11 đơn vị huyện, thị xã trên địa bàn tỉnh đã bị mặn xâm
nhập với độ mặn cao nhất hơn 10‰. Các địa bàn bị ảnh hưởng gồm huyện
Long Phú, Trần Đề, Thạnh Trị, thị xã Ngã Nam, Cù Lao Dung, Mỹ Xuyên…,
trong đó huyện Trần Đề có đến 390 ha lúa bị thiệt hại trắng do đồng ruộng khô
cạn,… Ước tổng thiệt hại gần 40 tỉ đồng (Chí Quốc, 2016).
 Nội dung nghiên cứu:
1. Đánh giá khả năng chịu mặn bằng phương pháp thanh lọc và kết hợp
với phân tích SSR liên kết tính chịu mặn.
2. Đánh giá các đặc tính hình thái, nông học, năng suất, thành phần năng
suất.
3. Phân tích hàm lượng sắt trong gạo lức và gạo trắng: bằng phương pháp
sinh hóa.
4. Phân tích nhiệt trở hồ, độ bền gel, hàm lượng amylose: bằng phương
pháp sinh hóa. Đồng thời, kết hợp sử dụng chỉ thị phân tử Wx-In1 để phát hiện
gen quy định hàm lượng amylose trên các dòng lúa thế hệ BC3F4-5.
5. Phân tích tương tác giữa kiểu gen và môi trường theo mô hình của
Finlay và Wikinson (1963), Eberhart và Russell (1966): Yij = µi + βIj + δij
(thế hệ BC3F5).
1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.4.1 Ý nghĩa khoa học
Khai thác nguồn gen một cách hiệu quả thông qua việc lựa chọn nguồn
vật liệu lai tạo từ giống lúa mùa chịu mặn tốt với giống lúa cao sản chất lượng
cao. Kết quả thu được đáng kể, đã chọn lọc được một số dòng con lai ưu việt
vừa mang gen chịu mặn của giống bố vừa mang phẩm chất tốt của giống mẹ.
Nghiên cứu, chọn tạo các giống/dòng lúa có phẩm chất tốt và năng suất
cao kết hợp chọn giống truyền thống với phương pháp hiện đại bằng chỉ thị

phân tử nhằm khắc phục những hạn chế của phương pháp truyền thống, rút
ngắn thời gian lai tạo và nâng cao hiệu quả chọn lọc.

4


1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn
Việc ứng dụng chỉ thị phân tử vào trong chọn giống nhằm khai thác triệt
để nguồn gen, nâng cao hiệu quả chọn tạo, rút ngắn thời gian và tăng hiệu suất
chọn lọc cũng như hiệu quả kinh tế.
Sản phẩm của đề tài đã chọn tạo ra được các dòng lúa triển vọng vừa
mang gen và chịu được mặn, vừa có phẩm chất tốt giàu sắt và amylose thấp để
bổ sung vào cơ cấu giống chất lượng cao nhằm đáp ứng kịp thời nhu cầu thị
trường và tình hình biến đổi khí hậu hiện nay.
Ngoài ra, công trình nghiên cứu của đề tài là nguồn dữ liệu hữu ích phục
vụ cho công tác nghiên cứu và giảng dạy.
1.5 Tính khoa học của đề tài
Ứng dụng các kỹ thuật hiện đại để hỗ trợ hết sức tích cực cũng như giải
quyết các hạn chế cho phương pháp lai tạo giống truyền thống.
Kế thừa các nghiên cứu trước trong việc lựa chọn vật liệu lai và chỉ thị
phân tử để đánh giá gen mặn.
Các dòng lúa được chọn tạo trong đề tài là kết quả khoa học có khả năng
ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu và sản xuất giống lúa chịu mặn và chất
lượng cao ở vùng ĐBSCL.
1.6 Những đóng góp mới của đề tài
Đề tài đã khai thác nguồn gen một cách hiệu quả thông qua việc lựa chọn
nguồn vật liệu lai tạo cho gen mặn là giống lúa mùa chịu mặn nổi tiếng là
Pokkali, đây là giống lúa tuy chịu mặn tốt nhưng có rất nhiều tính trạng xấu
như cao cây (> 150 cm), phẩm chất hạt xấu (bạc bụng nhiều, amylose rất cao)
và năng suất thấp. Việc chọn giống lúa Pokkali làm bố trong công tác lai tạo là

hết sức mạnh dạn mà trước đây ít có nghiên cứu nào thực hiện.
Nhờ ứng dụng hiệu quả phương pháp lai hồi giao với giống mẹ (nhận
gen) kết hợp đánh giá chọn dòng bằng phương pháp truyền thống với hiện đại
bằng chỉ thị phân tử SSR. Kết quả đề tài đã chọn ra được một số dòng/giống
vừa mang gen chịu mặn, vừa có hàm lượng sắt trong gạo cao và amylose thấp
(≤ 20%). Bên cạnh đó, các dòng được chọn này ngoài việc đạt được mục tiêu
đề ra còn có kiểu hình cây đẹp, hạt gạo thon dài, ít bạc bụng và thích nghi tốt
với điểm nhiễm mặn nên cho năng suất cao và đặc biệt ít bệnh hại.
1.7 Tính ứng dụng của đề tài
Đề tài được thực hiện thông qua phương pháp lai tạo truyền thống kết
hợp phương pháp chọn lọc hiện đại bằng chỉ thị phân tử. Thông qua kết quả đề

5