Xác định sự hiện diện của các gen avirulence trên các mẫu nấm gây bệnh đạo ôn lúa Magnaporthe oryzae ở vùng đồng bằng sông Cửu Long

Kết quả nghiên cứu khoa học

BVTV - Sè 5/2018

9. IPCC, 2009. />10. Kalode, MB, 1976. Brown plant-hopper in rice
and its control. Journal Indian Farming, 27 (5):3-5.
11. MONRE, 2012. Kịch bản biến đổi khí hậu và nước
biển dâng cho Việt Nam. Bộ Tài nguyên và Môi trường.
12. Pielow E.C, 1977. Mathematical ecology, John
Wileyson, New York, p. 385.
13. Prasannakumar NR, Subhash C, Madan PS,
2012. Assessment of Impact of climate change with
reference to elevated CO2 on rice brown plant hopper,
Nilaparvata lugens (Stal) and crop yield. Journal of

Current science 103(10):1201-1205.
14. Rao YC, Li YY, Qian Q. Recent progress on
molecular breeding of rice in China. Plant Cell
Rep. 2014;33:551–564
15. Zeng Yunyun, Wenkun H, Li S, 2012. Effects of
elevated CO2 on the nutrient compositions and enzymes
activities of Nilaparvata lugens nymphs fed on rice plants.
Journal of Science China. Life sciences 55(10):920-6.

Phản biện: TS. Đào Thị Hằng

XÁC ĐỊNH SỰ HIỆN DIỆN CỦA CÁC GEN AVIRULENCE
TRÊN CÁC MẪU NẤM GÂY BỆNH ĐẠO ÔN LÖA Magnaporthe oryzae
Ở VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
Determining the Presence of Avirulence Genes from Rice Blast Fungus
Samples of Magnaporthe oryzae in the Mekong River Delta, Viet Nam

1

Nguyễn Thị Hiền , Nguyễn Bảo Quốc
Ngày nhận bài: 24.08.2018

2

Ngày chấp nhận: 17.09.2018
Abstract

Blast disease caused by Magnaporthe oryzae is one of the most devastating diseases of rice worldwide. One
of the most effective control strategies to this disease is against recognized AVR genes following the “gene for
gene concept”. As the result, evaluation of AVR genes distribution and diversification in M. oryzae population has
an important role in understanding gene for gene interaction to find solution for rice blast control. The screening
results of 20 fungal isolates showed that AVR- Pik, ACE1- at, ACE1- ks were present on the most of isolated
samples; and AVR-Pia, AVR-Pii, AVR-PWL2 had lowest appearance. The resuls shoewd that the distribution of
Avirulence genes on M. oryzae in the Mekong River Delta provinces indicated that the distribution of the AVR
gene group was most diverse in Tien Giang province, especially on Nang hoa 9 rice cultivar with 6/7 AVR (ACE1at, ACE1- ks, Pik, Pita, Pia và Pii). This result plays a very important role in understanding the diversity of AVR
genes that can facilitate the breeding and selection of blast disease resistant rice varieties and effective measures
to control the rice blast disease.
Keywords: Rice blast disease, Magnaporthe oryzae, AVR distribution, Mekong River Delta, Viet Nam.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

*

Bệnh đạo ôn là một trong những bệnh hại có
ý nghĩa kinh tế lớn nhất ở các nước trồng lúa
trên thế giới cũng như Việt Nam. Bệnh do nấm
Magnaporthe oryzae gây ra (Dai et al., 2010).

Bệnh có thể xuất hiện trên lá, đốt thân, cổ bông
hoặc những phần khác trên bông, đôi khi cả trên
hạt và có thể gây hại ở tất cả các giai đoạn sinh
1. Viện Bảo vệ thực vật; Học viên cao học. Trường Đại
học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh2. Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh

trưởng của cây lúa. Mức độ phát sinh, gây hại
của nấm gây bệnh đạo ôn M. oryzae và sự phân
bố gen Avirulence phụ thuộc vào điều kiện sinh
thái, cơ cấu giống, chế độ canh tác của từng
vùng và điều kiện thời tiết khí hậu. Triệu chứng
bệnh có biểu hiện sau khi bị lây nhi m bởi nấm
gây bệnh đạo ôn M. oryzae với điều kiện duy trì
tình trạng ướt lá trong 20 giờ liên tục (Asai et
al., 1967). Theo kết quả nghiên cứu của
Kuribayashi et al (1952), nếu ẩm độ không khí
trên 90% kéo dài là điều kiện thích hợp cho sự
phát tán của bào tử nấm.
Những nghiên cứu sự đa dạng của các chủng

51


BVTV - Sè 5/2018 Kết quả nghiên cứu khoa học
đạo ôn từ các loại mầm bệnh gây ra vết bệnh,
9 gen AVR đã được nhân bản bao gồm AVRPita, AVR- CO39, PWL1, PWL2, ACE1, AVRPizt, AVR- Pia, AVR- Pii và AVR- Pik /km /kp
(Sweigard et al., 1995; Farman et al., 1998;
Orbach et al., 2000; Fudal et al., 2005; Li et
al., 2009).
Từ những nghiên cứu về AVR, người ta cho

rằng sự khác biệt về gen AVR có thể dẫn đến
các tỷ lệ thích ứng khác nhau dựa trên vai trò
của sự chọn lọc xảy ra trong tự nhiên. Đó là lý do
có thể giải thích tại sao sự hiện diện thường
xuyên/vắng mặt đa hình và chuyển dịch trên bộ
gen được phát hiện trong gen AVR. Những kết
quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc thường
xuyên xóa các gen avirulence có thể là cơ chế
chính của sự thích ứng nhanh chóng giữa độc
tính của các tác nhân gây bệnh đối với cây ký
chủ. Các dịch chuyển gen AVR có thể liên quan
đến sự phục hồi thường xuyên thông qua sự
chuyển giao từ các cá thể khác, cho thấy tính di
động rõ rệt của AVR có thể là cơ chế quan trọng
dựa trên sự thích ứng nhanh chóng đối với gen
R thực vật (Thanyaluk S. et al., 2017). Tuy nhiên,
ở Việt Nam chưa có nhiều khảo sát sự phân bố
gen AVR trên các mẫu nấm gây bệnh đạo ôn.
Chính vì vậy, mục tiêu của nghiên cứu này là xác
định sự hiện diện và phân bố của các nhóm gen

Avirulence trên các mẫu nấm gây bệnh đạo ôn
M. oryzae trên các giống lúa được trồng phổ biến
tại đồng bằng sông Cửu Long.
2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Mẫu nấm và mẫu bệnh
Tổng cộng 20 mẫu nấm gây bệnh đạo ôn
được phân lập. Các mẫu nấm gây bệnh đạo ôn
được thu ở 8 giống lúa gieo sạ phổ biến trong vụ
Đông xuân 2017- 2018 tại đồng bằng sông Cửu

Long. Thông tin của các mẫu nấm phân lập được
thể hiện trong bảng 1.
Phương pháp phân lập mẫu nấm gây bệnh
đạo ôn theo phương pháp đơn bào tử. Từ vết
bệnh trên lúa bao gồm: mẫu (lá lúa, cổ lá và cổ
bông) có vết bệnh điển hình được rửa sạch bằng
nước vòi, sau đó bằng nước cất vô trùng. Lá
bệnh, cổ lá bệnh, cổ bông bị bệnh sạch được
thấm khô bằng giấy thấm vô trùng, ủ trong đĩa
petri có sẵn nước cất vô trùng. Sau 15 - 18 giờ,
bào tử nấm đạo ôn mới hình thành nhiều trên vết
bệnh. Chạm nhẹ vết bệnh trên bề mặt môi
trường WA úp ngược. Với hỗ trợ của kính hiển
vi, các đơn bào tử được chuyển bằng kim thủy
tinh sang đĩa môi trường WA mới. Sau 1 ngày,
bào tử nấm đang nảy mầm được chuyển sang
môi trường PDA để được mẫu nấm thuần.

Bảng 1. Danh sách mẫu nấm phân lập gây bệnh đạo ôn lúa
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

52

Ký hiện mẫu nấm
LCM-AG
CLTT- LA
CLGC- TG
CLTN- CT
CBTN- CT
CBTC- AG
CBCP- AG
CBCP- AG
CBTH- LA
CLTH- LA
LTT- LA
LTT- LA
LBM- VL
CBTB- VL
CBTP- TG
CLTP- TG

CBTN- ĐT
LGCĐ- TG
CLTM- ĐT
CBGC- TG

Giống lúa
OM4900
IR46-25
OM5451
IR50404
IR50404
JASMINE85
RVT
ĐTM126
IR46-25
IR46-25
IR46-25
IR46-25
OM5451
OM4900
IR46-25
IR46-25
OM4900
Nàng Hoa 9
OM4900
Nàng Hoa 9

Khu vực thu mẫu
Chợ Mới - An Giang
Thủ Thừa- Long An

Gò Công- Tiền Giang
Thốt Nốt- Cần Thơ
Thốt Nốt- Cần Thơ
Tân Châu- An Giang
Châu Phú - An Giang
Châu Phú - An Giang
Thạnh Hóa- Long An
Thạnh Hóa- Long An
Thủ Thừa- Long An
Tân Trụ- Long An
Bình Minh- Vĩnh Long
Tam Bình - Vĩnh Long
Tân Phước- Tiền Giang
Tân Phước- Tiền Giang
Tam Nông - Đồng Tháp
G. Công Đông- Tiền Giang
Tháp Mười- Đồng Tháp
Gò Công- Tiền Giang

Vị trí
lấy mẫu
lá
cổ lá
cổ lá
cổ lá
cổ bông
cổ bông
cổ bông
cổ bông
cổ bông

cổ lá
lá
lá
lá
cổ bông
cổ bông
cổ lá
cổ bông
lá
cổ lá
cổ bông


Kết quả nghiên cứu khoa học
2.2 Chiết DNA từ nấm đạo ôn
Sợi nấm trên bề mặt đĩa thạch được cạo ra
cho vào ống Eppendorf. Sau đó cho dung dịch
nitơ lỏng vào dùng chày và nghiền tơ nấm
thành bột để sử dụng trong ly trích DNA. Các
bước ly trích DNA sợi nấm được thực hiện
như sau:
Bước 1: cạo 0,5 gam sợi nấm
Bước 2: Thêm vào 200 µl lysis buffer trước
o
khi vortex 10 s, ủ 65 C/ 1 giờ
Bước 3: Bổ sung 300 µl PCR sau đó ly tâm
13.000 v/8 phút
Bước 4: Hút 300 µl dịch nổi + 100 µl
chloroform và ly tâm 1400v/ 5 phút
Bước 5: Hút 200 µl dịch nổi tủa DNA 100 µl

isopropanol, lắc nhẹ, ly tâm 14000 v/10 phút
Bước 6: Cho 480 µl Ethanol (70%) 2 lần vào
hỗn hợp. Sau đó ly tâm 13000 v/10 phút loại bỏ

BVTV - Sè 5/2018
dịch nổi để khô tự nhiên
o
Bước 7: Đổ 50 µl TE buffer bảo quản -20 C
2.3 Xác định sự hiện diện của các nhóm
gen Avirulence trên các mẫu nấm gây bệnh
đạo ôn Magnaporthe oryzae
Phương pháp PCR với các mồi RAPD được
thực hiện trên máy PCR (Eppendorf, Đức) với
tổng thể tích là 20 µL/mẫu gồm những thành
phần sau: DNA (100 ng/µL)- 1µL; mồi RAPD (10
pmol)- 1,2µL, Master Mix 2X- 10 µL; ddH2O- 7,8
µL. Trong đề tài này chúng tôi đã sử dụng các
nghiên cứu đã được công bố trước đây trong
bảng 2.
Các sản phẩm PCR được sử dụng trên
gel agarose 1% trong dung dịch TBE có chứa
redsafe và được quan sát dưới máy chụp
ảnh gel.

Bảng 2. Trình tự của các gen AVR sử dụng trong nghiên cứu
Tên gen

Trình tự mồi
5’GAC CCG TTT CCG CCT TTA TT-3’
AVR-Pita

5’GAT TCC CTC CAT TCC AAC AC-3’
5’CTC CGC CAC TTT TCT CAT TC-3’
AVR-PWL2
5’GCC CTC TTC TCG CTG TTC AC-3’
5’GTC AAC CAA GCG TAA ACC TC-3’
AVR-Pik
5’CGA TTC AGA AGT TAG GCA TT-3’
5’GAG GCC GAT ATG TTA CGA TT-3’
AVR-Pii
5’CTC TGC TCT CAC GCT TTA CC-3’
5’GCC GCT AGC TGT ATA GAC AA-3’
AVR-Pia
5’TCA TCG TCG AGT GGT GTA GG-3’
5’GAG GTG CCA GAT ATG TCG TC-3’
ACE1-at
5’GGA TGA GCA GAT GAG CAA CA-3’
5’GCA CCT TGA CGT TTG AAC AG-3’
ACE1-Ks
5’TGA GTT TGC ATT GAG CGA GT-3’
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Xác định sự phân bố của các nhóm
gen Avirulence trên các mẫu phân lập nấm
gây bệnh đạo ôn M. oryzae tại đồng bằng
sông Cửu Long
Mặc dù cho đến nay có hơn 80 gen kháng
bệnh đạo ôn đã được xác định trên nhiều giống
lúa khác nhau, nhiều gen kháng này mất tính
kháng trong một thời gian ngắn vì có sự biến đổi
cao của các gen không độc AVR trên các chủng
nấm đạo ôn (Ballini et al., 2008). Điều này chỉ ra

sự thích ứng rất nhanh trên thực tế của các

Kích thước

Tài liệu tham khảo

881 bp

Huang et al., 2014

438 bp

Huang et al., 2014

342 bp

Huang et al., 2014

213 bp

Huang et al., 2014

276 bp

Huang et al., 2014

12694 bp

Huang et al., 2014

12694 bp

Huang et al., 2014

chủng nấm gây bệnh đạo ôn trên lúa (Jia et al.,
2000). Lý do để giải thích điều này là vì trong tự
nhiên các gen AVR có thể thường xuyên bị đột
biến bao gồm sự mất đi một số nucleotide, thay
thế các nucleotide v.v…ảnh hưởng đến hoạt
động của các gen AVR (Dai et al., 2010)
Trong nghiên cứu này, việc khảo sát sự hiện
diện của các gen AVR trên các mẫu nấm gây
bệnh đạo ôn phân lập được thực hiện bằng
phương pháp PCR với các cặp mồi của các gen
AVR- Pita, AVR- PWL2, AVR- Pik, AVR- Pii và
AVR- Pia, AVR- ACE1- at, và AVR ACE1- ks
(Huang et al., 2014). Các gen AVR được dùng

53


BVTV - Sè 5/2018 Kết quả nghiên cứu khoa học
để khảo sát vì chúng có mức độ đa dạng về mặt
di truyền rất cao và có khả năng biến đổi theo
hoàn cảnh môi trường (Yoshida et al., 2009). Ví
dụ như gen AVR- Pii nằm vùng di truyền không
ổn định có thể dẫn đến đoạn gen bị mất đi hoặc
xảy ra quá trình “chuyển gen ngang”.
Kết quả phân tích PCR cho thấy tỷ lệ xuất
hiện khác nhau của các gen AVR trên tất cả các

mẫu nấm gây bệnh đạo ôn phân lập ở (Hình 1).
Ba gen AVR- Pik, AVR- ACE1- at và AVRACE1- ks có mặt ở 18/ 20 mẫu nấm gây bệnh
đạo ôn phân lập thu được ở đồng bằng sông
Cửu Long. Kết quả này xác nhận lại nghiên cứu
của (Huang et al., 2014) về sự đa dạng di truyền
của nhóm gen AVR-Pik luôn cao hơn so với các
gen AVR còn lại. Các gen AVR- Pita, AVRPWL2, AVR- Pii, AVR- Pia có số mẫu nấm gây
bệnh đạo ôn xuất hiện theo thứ tự lần lượt tương
ứng là (2/20; 1/20; 1/20; 1/20) mẫu. Điều này
cho thấy rằng các gen AVR- Pia và AVR- Pii có
mặt trong các mẫu nấm gây bệnh đạo ôn được
lấy mẫu ở mức độ xuất hiện rất ít. Kết quả này
phù hợp với kết quả nghiên cứu của (Huang et
al., 2014). Điều này chỉ ra rằng sự đa dạng hiện
diện và không hiện diện có thể xảy ra ở các vị trí

locus AVR trong các mẫu nấm gây bệnh đạo ôn
phân lập.
Từ kết quả phân tích mẫu nấm gây bệnh đạo
ôn cho thấy sự phân bố nhóm gen AVR như sau:
AVR- Pik là nhóm gen có số mẫu nấm gây bệnh
đạo ôn xuất hiện nhiều nhất với 18/20 mẫu. Sự
phân bố của nhóm gen này xuất hiện trong hầu
hết các mẫu nấm phân lập tại tất cả các tỉnh
thành, chỉ có 2 mẫu nấm gây bệnh đạo ôn cổ
bông không xuất hiện trong nhóm gen AVR- Pik
là ở huyện Thốt Nốt- tỉnh Cần Thơ và tại huyện
Thạnh Hóa- tỉnh Long An.
AVR- Pita, AVR- Pii, AVR- Pia và AVR- PWL2
là những nhóm gen xuất hiện ít nhất trên các

mẫu nấm gây bệnh đạo ôn. Kết quả khảo sát ở
nhóm gen AVR- Pita có 2 mẫu nấm gây bệnh
đạo ôn xuất hiện trên lá và cổ bông ở huyện (Gò
Công Đông và Gò Công)- tỉnh Tiền Giang. AVRPii chỉ xuất hiện ở duy nhất 1 mẫu nấm gây bệnh
đạo ôn tại huyện Gò Công- tỉnh Tiền Giang.
AVR- Pia có 1 mẫu nấm gây bệnh đạo ôn xuất
hiện trên cổ bông ở huyện Gò Công- tỉnh Tiền
Giang. Còn gen AVR- PWL2 chỉ xuất hiện trên
mẫu nấm gây bệnh đạo ôn cổ lá ở huyện Thủ
Thừa- tỉnh Long An.

Hình 1. AVR- PCR trên các mẫu nấm gây bệnh đạo ôn thu tại đồng bằng sông Cửu Long
Ghi chú: Ký hiệu mẫu tƣơng ứng với ký hiệu trong bảng 1. Ladder là thang DNA 1kb
(GeneRuler 1kb, Thermo Scientific)
3.3 Đánh giá sự phân bố của các gen
Avirulence trên các mẫu nấm gây bệnh đạo
ôn ở từng địa phƣơng
Đánh giá biến đổi di truyền là một cơ chế
phân tử chính để hiểu sự tiến hóa của gen AVR
và sự tiến hóa của M. oryzae và lúa. Các nghiên
cứu trước đây đã báo cáo sự không ổn định của
một số gen AVR, có vị trí gần với nhi m sắc thể
54

không ổn định ở các vùng telomere bao gồm
AVR- Pita, AVR- Pik, AVR- Pia và AVR- Pii
(Yoshida et al., 2009; Dai et al., 2010; Chuma et
al., 2011). Hơn nữa, một phần tử chuyển tiếp tại
một trong hai promoter hoặc vùng mã hóa tạo ra
alen có độc tính mới. Ví dụ, một chất vận chuyển

Retrontransposon 1,9 kb được chèn vào trong
exon cuối cùng của gen ACE1 (Fudal et al.,


Kết quả nghiên cứu khoa học

BVTV - Sè 5/2018

2005). Yếu tố Pot3 được chèn vào vùng
promoter AVR- Piz-t và trong AVR- Pita ở cả
vùng promoter và mã hóa (Li et al., 2009). Tuy
nhiên, kết quả hiện tại cho thấy rằng gen PWL2
không có biến đổi di truyền hay sự đa dạng di
truyền. Kết quả tương tự nghiên cứu từ 62 chủng
nấm gây bệnh đạo ôn ở Trung Quốc cho thấy sự
đa dạng di truyền gần và không có sự khác biệt
về vị trí địa lý (Huang et al., 2014). Gen PWL2 có
mức biến đổi di truyền thấp do chức năng quan
trọng của sản phẩm đóng vai trò quan trọng trong
sự xâm nhi m tế bào cây lúa và tế bào nấm từ tế
bào bị nhi m sang các tế bào không xâm lấn lân
cận (Khang et al., 2010). Tần suất AVR- Pii trong
mẫu bệnh đạo ôn hại lúa ở Thái Lan cho thấy sự
thay đổi rõ rệt về bộ gen trong quần thể nấm.
Các nghiên cứu trước đây cho thấy rằng gen
AVR- Pii có mức độ biến đổi di truyền cao do
chèn nhiều dịch chuyển trong bộ (Chuma et al.,
2011). AVR- Piz-t cho rằng sự mất mát/ đạt được
tần số gen có thể là quá trình tiến hóa, cho thấy
AVR- Piz-t đã tiến hóa cùng các gen kháng phản

ứng với khái niệm “gen đối gen”.
Từ việc phân tích các trình tự mã hóa của ba
gen AVR- PWL2, AVR- Pii và AVR- Piz-t, kết quả
hiện tại cho thấy các giống lúa của Thái Lan có
mức độ đa dạng di truyền thấp. Điều này tương
tự như những báo cáo của (Chen et al., 2013)
cho thấy sự đa dạng thấp trong vùng AVR- Piz-t
ORF trong bệnh đạo ôn của Trung Quốc. Mặc dù
cả AVR- Pii và AVR- Piz-t đã được tiết lộ có mức
độ đa hình nucleotide thấp, AVR- Pii cho thấy sự
chọn lọc cao và các biến thể này có thể tạo ra
các tính thích nghi mới. Kết quả này cho thấy áp

lực chọn lọc là một cơ chế phổ biến cho sự thích
nghi và biến đổi nhanh của gen AVR. Tương tự
như một nghiên cứu
gần đây của
(Kasetsomboon et al., 2013) báo cáo tính đa
dạng di truyền cao của vùng mã hóa AVR- Pita
có 15 haplotypes trong số 30 chủng phân lập của
Thái Lan là dưới áp lực lựa chọn dương.
Kết quả khảo sát sự phân bố của các gen
Avirulence trên các mẫu nấm gây bệnh đạo ôn ở
bảng 3 tại các tỉnh có một số nhận xét như sau:
Mẫu nấm gây bệnh đạo ôn ở tỉnh (An Giang,
Đồng Tháp và Vĩnh Long) có sự xuất hiện của 3
nhóm gen Avirulence (ACE1- at, ACE1- ks và
Pik) với tất cả các mẫu phân lập lần lượt là (2, 4,
2 mẫu). Tại tỉnh Cần Thơ với 2 mẫu nấm cũng có
sự xuất hiện của 3 nhóm gen trên nhưng ở nhóm

gen AVR- Pik chỉ xuất hiện 1 mẫu phân lập.
Tại tỉnh Long An: ghi nhận với 5 mẫu nấm
gây bệnh đạo ôn có 4/7 nhóm gen Avirulence
trong đó có 1 mẫu nấm gây bệnh đạo ôn xuất
hiện gen AVR- PWL2. Các nhóm gen còn lại
AVR (ACE1- at, ACE1- ks, Pik) có 4/5 mẫu nấm
gây bệnh đạo ôn.
Tại tỉnh Tiền Giang: ghi nhận với 5 mẫu nấm
gây bệnh đạo ôn có 6/7 nhóm gen Avirulence.
Đây cũng là tỉnh có sự phân bố của các nhóm
gen đa dạng nhất trong các tỉnh được thu thập và
phân tích mẫu. Tuy nhiên, các nhóm gen gây
bệnh đạo ôn nhiều nhưng xuất hiện tập chung
nhất vẫn là nhóm gen AVR (ACE1- at, ACE1- ks
và Pik) với số mẫu xuất hiện là (4, 4, 5). Các
nhóm gen AVR- Pita số mẫu xuất hiện là 2, và
AVR- Pia, AVR- Pii xuất hiện 1 mẫu. Ba nhóm
gen này cũng không xuất hiện tại các tỉnh khác.

Bảng 3. Sự phân bố của các gen AVR trên các mẫu nấm gây bệnh đạo ôn ở các địa phƣơng
Tỉnh
An Giang
Cần Thơ
Đồng Tháp
Long An
Tiền Giang
Vĩnh Long

Số mẫu
phân lập

4
2
2
5
5
2

ACE1-at
4
2
2
4
4
2

Phân bố AVR tại các địa phương
ACE1-ks
Pia
pii
pik
4
0
0
4
0
0
1
0
2
0

0
2
4
0
0
4
4
1
1
5
2
0
0
2

3.4 Đánh giá sự phân bố của các gen
Avirulence trên các mẫu nấm gây bệnh đạo
ôn ở từng giống lúa

pita
0
0
0
0
2
0

PWL2
0
0

0
1
0
0

Kết quả khảo sát sự phân bố của các gen
Avirulence trên các mẫu nấm gây bệnh đạo ôn ở
hình 2 trên các giống lúa trồng phổ biến tại đồng
bằng sông Cửu Long như sau:
55


BVTV - Sè 5/2018 Kết quả nghiên cứu khoa học
Mẫu nấm gây bệnh đạo ôn ở giống lúa
(ĐTM126, IR50404, JASMINE 85, OM4900,
OM5451, RVT) có sự xuất hiện của 3 nhóm gen
Avirulence (ACE1- at, ACE1- ks và Pik) với tất cả
các mẫu nấm gây bệnh đạo ôn phân lập đều có
sự xuất hiện của 3 nhóm gen này.
Trên giống lúa IR46-25: ghi nhận trên bảy
mẫu đạo ôn có 4/7 gen Avirulence. Trong đó: có
gen AVR- PWL2 chỉ xuất hiện duy nhất trên một
mẫu nấm gây bệnh đạo ôn cổ lá. Các gen AVR
(ACE1- at, ACE1- ks) xuất hiện sáu mẫu, AVRPik có xuất hiện năm mẫu. Các nhóm gen xuất
hiện trên lá, cổ bông và cổ lá.
Trên giống lúa Nàng hoa 9: có 2 mẫu nấm
gây bệnh đạo ôn với 6/7 gen Avirulence. Đây

cũng là giống lúa có sự phân bố của các nhóm
gen đa dạng nhất trong các giống lúa được thu

thập và phân tích mẫu. Tuy nhiên, các nhóm gen
gây bệnh đạo ôn xuất hiện 1/2 mẫu là nhóm gen
AVR (ACE1- at, ACE1- ks, Pia và Pii). Các nhóm
gen AVR- Pita và Pik xuất hiện 2/ 2 mẫu nấm gây
bệnh đạo ôn. Ba nhóm gen AVR (Pia, Pii, Pita)
cũng không xuất hiện trên các giống lúa khác .
Từ các kết quả trên cho thấy: sự hiện diện
của các nhóm gen Avirulence là rất đa dạng và
nằm rải rác trên các giống lúa. Hiểu được sự
phân bố, thành phần và tính năng của AVR
genes trong quần thể tự nhiên từ các giống lúa
trồng phổ biến sẽ có phương án quản lý bệnh
đạo ôn một cách hữu hiệu nhất.

Hình 2. Phân bố của các gen AVR trên các giống lúa
4. KẾT LUẬN
Ứng dụng Avirulence đánh giá phân tích mức
độ đa dạng các mẫu nấm gây bệnh đạo ôn thu
tại đồng bằng sông Cửu Long. Ba gen AVR-Pik,
AVR- ACE1- at và AVR- ACE1- ks xuất hiện ở
18/ 20 mẫu nấm gây bệnh đạo ôn phân lập, điều
này cho thấy sự phổ biến của các nhóm gen đối
với các mẫu nấm gây bệnh đạo ôn đã khảo sát.
Ngoài ra gen AVR (Pita, Pia, Pii và PWL2) có
xuất hiện nhưng rất ít cho thấy sự đa dạng của
các chủng đạo ôn.
Sự phân bố của các nhóm gen Avirulence
56

ở từng địa phương cho thấy: Tỉnh Tiền Giang

là tỉnh có sự phân bố của các nhóm gen
Avirulence phức tạp nhất với 6/7 nhóm gen
(AVR- ACE1- at, AVR- ACE1- ks, AVR- Pik,
AVR- Pita, AVR- Pia và AVR- Pii). Tiếp đến là
tỉnh Long An với 4/7 nhóm gen (AVR- ACE1at, AVR- ACE1- ks, AVR- Pik và AVRPWL2,). Các tỉnh còn lại chỉ có 3/7 nhóm gen
xuất hiện phổ biến (AVR- ACE1- at, AVRACE1- ks, AVR- Pik).
Sự phân bố của các nhóm gen Avirulence
trên các giống lúa cho thấy: giống lúa Nàng Hoa


Kết quả nghiên cứu khoa học
9 là giống lúa có sự phân bố của các nhóm gen
Avirulence phức tạp nhất với 6/7 nhóm gen
(AVR- ACE1- at, AVR- ACE1- ks, AVR- Pik,
AVR- Pita, AVR- Pia và AVR- Pii). Tiếp đến là
giống lúa IR46-25 với 4/7 nhóm gen (AVRACE1- at, AVR- ACE1- ks, AVR- Pik và AVRPWL2,). Các giống lúa còn lại chỉ có 3/7 nhóm
gen xuất hiện phổ biến (AVR- ACE1- at, AVRACE1- ks, AVR- Pik).
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Asai G.N., Jones M.W., Rorie F.G., 1967.
Influence of certain environmental factors in the
field on infection of rice by Pyricularia oryzae.
Phytopathology: 237 - 241.
2. Chen H., He H., Zhou F., Yu H., Deng X.W.,
2013b.
Development
of
genomics-based
genotyping platforms and their applications in rice
breeding. Curr. Opin. Plant Biol. 16: 247-254.
3. Chuma I., Isobe C., Hotta Y., Ibaragi K.,

Futamata N., Kusaba M., Yoshida K., Terauchi R.,
Fujita Y., Nakayashiki H., Valent B., Tosa Y., 2011.
Multiple Translocation of the AVR-Pita Effector
Gene among Chromosomes of the Rice Blast
Fungus Magnaporthe oryzae and Related Species.
PLoS Pathogens 7
4. Dai et al., 2010. Diversification and
evolution of the avirulence gene AVR-Pita1 in
field isolates of Magnaporthe oryzae. Fungal
Genet. Biol. 47: 973- 980.
5. Farman
M.L.,
Leong
S.A.,
1998.
Chromosome walking to the AVR1-CO39 avirulence
gene of Magnaporthe oryzae. Discrepancy between
the physical and genetic maps. Genetics
150(3):1049 - 1058.
6. Flor H.H., 1971. Current status of the
gene-for-gene concept. Annu.Rev. Phytopathol 9:
275 - 296.
7. Fudal I., Bohnert H.U., Tharreau D., Lebrun
M.H., 2005. Transposition of MINE, a composite
retrotransposon, in the avirulence gene ACE1 of
the rice blast fungus Magnaporthe oryzae. Fungal

BVTV - Sè 5/2018
Genet Biol 2005, 42(9): 761 - 772.
8. Huang j., Weina Si, Qiming Deng, Ping Li

and Sihai Yang, 2014. Rapid evolution of avirulence
genes in rice blast fungus Magnaporthe oryzae:
1471- 2156.
9. Kasetsomboon T., Kate-Ngam S., Sriwongchai
T., Zhou B., Jantasuriyarat C., 2013. Sequence
variation of avirulence gene AVR-Pital in rice blast
fungus Magnaporthe oryzae 12: 617 - 628.
10. Khang C.H., Berruyer R., Giraldo M.C., et
al., 2010. Translocation of Magnaporthe oryzae
effectors into rice cells and their subsequent cell- tocell movement. Plant Cell 22: 1388 - 1403.
11. Kuribayashi K., Ichikawa H., 1952. Studies
on the forecasting of the rice blast disease in
Japanese: 229.
12. Li W., Wang B., Wu J., Lu G., Hu Y., Zhang
X., Zhang Z., Zhao Q., Feng Q., Zhang H., 2009.
The Magnaporthe oryzae avirulence gene AVR Pizt encodes a predicted secreted protein that triggers
the immunity in rice mediated by the blast
resistance gene Piz-t. Mol Plant-Microbe Interact
22(4): 411 - 420.
13. Orbach M.J., Farrall L., Sweigard J.A.,
Chumley F.G., Valent B., 2000. A telomeric
avirulence gene determines efficacy for the rice
blast resistance gene Pi-ta. Plant Cell 12(11):
2019 - 2032.
14. Sweigard J.A., Carroll A.M., Kang S.,
Farrall L., Chumley F.G., Valent B., 1995.
Identification, cloning, and characterization of
PWL2, a gene for host species specificity in the rice
blast fungus. Plant Cell 7: 1221 - 1233.
15. Yoshida K., Saitoh H., Fujisawa S.,

Kanzaki H., Matsumura H., Yoshida K., Tosa Y.,
Chuma I., Takano Y., Win J., 2009. Association
genetics reveals three novel avirulence genes from
the rice blast fungal pathogen Magnaporthe oryzae.
Plant Cell 21(5): 1573 - 1591.

Phản biện: TS. Nguyễn Huy Chung và
TS. Trịnh Xuân Hoạt

57