Ảnh hưởng của vùng sinh thái đến tính trạng chất lượng của 20 giống lúa rẫy

- ẢNH HƯỞNG CỦA VÙNG SINH THÁI ĐẾN TÍNH TRẠNG CHẤT LƯỢNG CỦA 20 GIỐNG LÚA RẪY.
- Sinh thái nông nghiệp ở Việt Nam khá đa dạng, đây là một ưu thế cho sự phát triển các giống lúa khác nhau tạo nên đặc trưng riêng của từng vùng.
- Nhằm đa dạng nguồn gen, trong nghiên cứu này, 20 giống lúa rẫy được thu thập tại các tỉnh thuộc vùng Tây Nguyên làm vật liệu và tiến hành phân tích, so sánh.
- Một trong 3 đặc tính liên quan đến chất lượng được quan tâm là độ mềm cơm nấu (liên quan đến thành phần amylose trong hạt gạo) và mùi thơm (Custodio et al., 2019).
- Hiện nay một phần nhỏ diện tích lúa ở Việt Nam cũng được canh tác vùng Tây Nguyên chủ yếu là lúa rẫy và chúng chưa được khai thác.
- Đặc tính của lúa rẫy (lúa vùng cao) thường được trồng trên các sườn dốc, độ dốc đất thay đổi từ 0 đến hơn 30%, chiếm khoảng 11% sản lượng lúa toàn cầu (Tuhina-Khatun et al., 2015), trong đó khoảng 13 triệu ha trồng ở châu Á (Acuña et al., 2008), cung cấp lương thực cho người dân sống ở vùng đất khô cằn (Suwarno et al., 2009).
- Do đó, việc khai thác đánh giá đa dạng di truyền và bổ sung nguồn gen lúa rẫy cho vùng ĐBSCL là rất là cấp thiết..
- Varshney et al., 2008).
- Do đó, việc nghiên cứu đặc điểm đa dạng di truyền của lúa rẫy vùng Tây Nguyên để bổ sung những tính trạng tốt cho lúa vùng ĐBSCL là rất hữu ích.
- chính của lúa rẫy là cây cao, lá phát triển mạnh, cạnh tranh cao với cỏ dại, rễ dài đâm sâu vào đất để sử dụng nguồn nước ngầm.
- Nhiều giống lúa rẫy nặng hạt, hàm lượng amylose từ thấp đến trung bình, nhiệt trở hồ và độ bền thể gel trung bình và đã được đánh giá cao về chất lượng, cơm nấu ngon và mức giá cao trên thị trường (Greenland, 1985).
- Ngoài ra, đặc điểm nổi bật nhất ở lúa rẫy là tính phản ứng với ánh sáng ngày ngắn, giống lúa rẫy chỉ phân hóa đòng khi thời gian chiếu sáng trong ngày thấp hơn 12 giờ 30 phút (Kawamura et al., 2020).
- Gạo lúa rẫy thường thơm, cây chín muộn, được trồng hữu cơ, ít được quản lý và chăm sóc dẫn đến năng suất lúa thấp (Atlin et al., 2006)..
- Ở Việt Nam, lúa rẫy được trồng chủ yếu ở Tây Nguyên, nhưng hiện nay do người dân khu vực thay đổi canh tác từ trồng lúa sang các loại cây trồng khác, nên diện tích lúa rẫy ngày càng bị thu hẹp, ít được nghiên cứu và nguy cơ mất đi các đặc tính đặt trưng ở các giống lúa địa phương.
- Một trong những đặc tính rất quan trọng ở lúa rẫy cần được khai thác và bổ sung nguồn gen cho lúa vùng ĐBSCL là tính trạng chất lượng.
- Trên cơ sở đó, thí nghiệm được thực hiện nhằm khảo sát đặc tính di truyền và chất lượng của 20 giống lúa rẫy được trồng ở 2 khu vực Tây Nguyên và ĐBSCL, nhằm tìm ra nguồn gen lúa rẫy có khả năng khai thác và phát triển ở vùng ĐBSCL.
- Kết quả nghiên cứu này là cung cấp những thông tin hữu ích vê việc khai thác và phát triển nguồn gen lúa rẫy trong tương lai..
- VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
- Vật liệu nghiên cứu.
- Thí nghiệm được thực hiện trên 20 giống lúa rẫy (Bảng 1), nguồn giống sử dụng từ Ngân hàng giống thuộc Bộ môn Di truyền và Chọn giống cây trồng, Khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ..
- Danh sách lúa rẫy và nguồn gốc lúa.
- Phương pháp nghiên cứu.
- Thời gian và địa điểm nghiên cứu Thí nghiệm thực hiện từ tháng 6/2019 đến tháng 5/2020.
- Hàm lượng amylose được đánh giá theo thang điểm IRRI (Bảng 2)..
- Phân loại theo hàm lượng amylose trong hạt (IRRI, 1996).
- Hàm lượng.
- Đánh giá Phân loại gạo.
- được ngâm bằng 10 ml dung dịch KOH 1,7% trong đĩa petri trong 1 giờ (Faruq et al., 2010).
- Thang điểm đánh giá cảm quan mùi thơm (IRRI, 1996).
- Thang điểm Mùi thơm.
- Phân tích đặc tính di truyền:.
- Phân tích mùi thơm, chiều dài hạt gạo.
- band (bp) Mồi nhận diện Waxy A-C (Zhou et al., 2018)..
- Mồi nhận diện Waxy G-T (Cai et al., 2015b)..
- Mồi nhận diện mùi thơm (Bradbury et al., 2005) EAP AGTGCTTTACAAAGTCCCGC.
- Mồi nhận diện chiều dài hạt gạo (Ramkumar et al., 2010)..
- Chiều dài hạt gạo được quyết định bởi kiểu gen (Hình 1B), nhưng chịu ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường sinh thái, vùng sinh thái Trà Vinh có chiều dài hạt dài hơn vùng sinh thái Buôn Ma Thuột (Hình 1C).
- Nhìn chung, kiểu gen của giống Ba Kieng có chiều dài hạt dài nhất (7,84 mm), Cbr và Grô Dlông có chiều dài hạt ngắn nhất (6,12 mm và 5,98 mm) (Hình 1B).
- Qua đó, điều kiện môi trường sinh thái ở TV thuận lợi cho các giống lúa đạt được chiều dài hạt gạo dài hơn cùng giống khi trồng ở BMT (16 giống ở TV có chiều dài hạt dài hơn BMT).
- Ở TV, giống Ba Kieng, Pkoih thuộc nhóm hạt rất dài..
- Còn lại các giống có chiều dài hạt trung bình,.
- Vì vậy, đa số các giống lúa trong nhóm có chiều dài >7 mm sẽ được thị trường ưa chuộng, còn các giống ngắn hạt sẽ gặp khó khăn khi xuất khẩu.
- Ở BMT, giống Ba Kieng xếp vào nhóm hạt rất dài.
- Các giống Ba Bơ Nhã, Ba Chăm, Ba Cõng, Ba Cong, Ba Ĩe, Ba Hlang, Ba Jirui, Ba Kong Brun, Chăm, Cham Muan, Geh Gor Lao, Gor, Mơ Dai Kroăi, Nâm, Pkoih, Se Gon thuộc dài hạt, thích hợp canh tác ở BMT.
- Như vậy, tùy theo vùng sinh thái khác nhau, có thể chọn giống lúa khác nhau để canh tác nhằm cho kiểu hình hạt gạo dài, ngắn theo mong muốn..
- Theo Ramkumar et al.
- Kết quả ứng dụng dấu phân tử DRR-LG đã nhận diện được 3 giống Ba Cong, Cbr, Grô Dlông khuếch đại được băng hình 147 bp quy định cho tính trạng hạt ngắn.
- Như vậy kết quả nghiên cứu này phù hợp với kết quả trước cho rằng kiểu hình được thể hiện bởi kiểu gen nhưng chịu tác động bởi điều kiện môi trường, sinh.
- Ảnh hưởng của vùng sinh thái lên hàm lượng amylose (AC) trong hạt.
- Bằng việc mã hóa các gen chức năng như vậy đã có rất nhiều allen Wx đã được xác định trong các giống lúa như Wx a (Sano, 1984), Wx b (Wang et al., 1995), Wx in (Mikami et al., 2008).
- Trong đó, một biến thể của gen Wx bị đột biến ở exon số 6 từ kiểu gen C/A đã được Zhou et al.
- (2018) thiết kế dựa theo phương pháp PCR với 2 cặp mồi đối đầu (PCR- CTPP) và đã được sử dụng trong nghiên cứu này..
- Kết quả khuếch đại bằng cặp mồi Ex6A/C (Hình 2A) vị trí 766 bp xuất hiện ở giống Ba Kong Brun, theo kết quả nghiên cứu primer Ex6A/C khuếch đại band DNA ở 766bp là kiểu C (AC trung bình), các giống còn lại kiểu A (AC cao hoặc thấp) (band 310bp) (Zhou et al., 2018).
- Thêm vào đó khi phân tích phân tích một biến thể khác tại vị trí +1 ở intron đầu tiên của Wx, Cai et al.
- Kết quả phân tích dùng cặp primers WxG/T (Hình 2B) đã khuếch đại được băng hình 207 bp ở giống Ba Chăm, Ba Cõng, Ba Cong, Ba Kong Brun, Cbr, Chăm, Grô Dlông, Mơ Dai Kroăi là kiểu G (AC cao).
- Giống Ba Bơ Nhã, Ba Ĩe, Ba Hlang, Ba Jirui, Ba Kieng, Cham Muan, Geh Gor Lao, Gor, Kreng, Nâm, Pkoih, Se Gon khuếch đại DNA vị trí 235bp mang kiểu T (AC thấp), kết quả này tương tự với nghiên cứu của Cai et al.
- Qua phân tích di truyền gen waxy A-C và G-T giải thích đúng sự biểu hiện AC trong 20 giống lúa..
- Tương tự như đặc điểm hình thái chiều dài hạt gạo, hàm lượng amylose chứa trong hạt cũng được kiểu gen quyết định (Hình 2C), trung bình ở hai vùng sinh thái hàm lượng amylose ở các giống Ba.
- Ba Jirui (3,4%) và Kreng (2,87%) là lúa nếp, giống Ba Bơ Nhã, Ba Hlang, Ba Kieng, Cham Muan, Geh Gor Lao, Gor, Pkoih, Se Gon thuộc nhóm gạo dẻo ở cả 2 vùng (12,1 - 20.
- Tuy nhiên, tùy theo mỗi kiểu gen mà khả năng tích lũy hàm lượng amylose có khác nhau ở mỗi vùng sinh thái như giống Ba Cong, Ba Ĩe, Ba Kieng, Chăm, Cham Muan, Gor, Grô Dlông và Pkoih ở TV có AC cao hơn BMT.
- Ngược lại, giống Ba Bơ Nhã, Ba Kong Brun, Geh Gor Lao có hàm lượng amylose trong hạt khi được canh tác ở BMT cao hơn TV, các giống còn lại có AC tương đương nhau (Hình 2E).
- giống Ba Kong Brun (14,98.
- Các giống còn lại đều có hàm lượng cao hơn 25% nên cứng cơm.
- Qua đó, giống Ba Ĩe trồng ở TV và giống Ba Kong Brun, Nâm trồng ở BMT đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng vì thị trường ưa chuộng các giống lúa có AC ở mức trung bình từ 20 - 25%.
- Khi kết hợp giữa đánh giá kiểu gen thông qua dấu chỉ thị phân tử kết hợp với phân tích sinh hóa kết quả cho thấy đã đánh giá được 80% đặc điểm hàm lượng amylose trong hạt gạo.
- Kết quả ứng dụng chỉ thị phân tử có thể nhận diện được 80% gạo có kiểu gen đột biến T/G phù hợp với nghiên cứu của (Cai et al., 2015a, b), thêm vào đó hàm lượng amylose được tích lũy trong hạt cũng bị ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường và phụ thuộc và kiểu gen, phù hợp với nhiều kết quả nghiên cứu trước (Patindol et al., 2014.
- Zhang et al., 2016;.
- Li et al., 2018)..
- Đánh giá mùi thơm ở gạo.
- Đặc tính mùi thơm trong hạt gạo được điều khiển bởi gen betaine aldehyde dehydrogenase (BADH2), trong đó khi biểu hiện gen BADH2, làm ức chế sự tổng hợp 2-acetyl-1-pyrroline (2AP), và đây là thành phần chính được tìm thấy khi phân tích mùi thơm của hạt (Buttery et al., 1983).
- Trên cơ sở đó, phân tích kiểu gen của BADH2 cho thấy biến thể mất đi 1 đoạn 8 bp ở exon số 7 của gen BADH2 đã giúp cho cây lúa tổng hợp nên mùi thơm trong hạt, và từ đó bộ dấu phân tử 4 mồi ESP, IFAP, EAP và INSP đã được thiết lập do Bradbury et al.
- (2005), dùng để nhận diện các giống lúa thơm.
- Trong nghiên cứu này đã sử dụng và nhận diện được 3 giống Ba Jirui, Kreng, Pkoih khi khuếch đại được băng hình 257 bp.
- Phân tích di truyền giải thích được 85% sự biểu hiện mùi thơm của 20 giống lúa..
- Theo kết quả phân tích mùi thơm bằng phương pháp KOH của (Faruq et al., 2010) giống Ba Jirui thơm cấp 2 .
- Các giống lúa còn lại trong bộ giống đều không thơm (Hình 3B)..
- Như vậy, kết quả phân tích kiểu gen đã đánh giá được 85% so với đánh giá đặc điểm mùi thơm bằng phương pháp sinh hóa.
- Hình 3B: Đánh giá cảm quan mùi thơm trên 20 giống lúa với đối chứng ĐT8 và ST25).
- Tóm lại, khảo sát đặc tính chất lượng của 2 vùng sinh thái của 20 giống lúa rẫy cho thấy vùng sinh.
- Kết quả đã chọn 6 giống lúa có chất lượng tốt và phù hợp cho từng vùng sinh thái như: giống Ba Bơ Nhã và Blang có thể canh tác phù hợp cả 2 vùng Tây Nguyên và Trà Vinh.
- Tiến hành khảo sát đánh giá thực tế 2 giống lúa Ba Ĩe và Pkoih ở các vùng sinh thái khác của ĐBSCL, đây là 2 giống lúa có tiềm năng cao về chất lượng có thể phát triển ở ĐBSCL.
- Ngoài ra, giống Ba Jirui có những đặc tính tốt có thể làm vật liệu di truyền trong công tác chọn tạo giống..
- Nghiên cứu được tài trợ bởi từ nguồn kinh phí của đề tài nghiên cứu khoa học cấp cơ sở (TĐH- 2020).
- Chân thành cám ơn quý Thầy Cô của Viện Nghiên cứu và Phát triển ĐBSCL đã thu thập và bảo tồn nguồn gen lúa rẫy này..
- Acuña, T., Lafitte, H., &.
- Atlin, G.N., Lafitte, H.R., Tao, D., Laza, M., Amante, M., &.
- Baye, T.M., Abebe, T., &.
- Bradbury, L.M.T., Fitzgerald, T.L., Henry, R.J., Jin, Q., &.
- Buttery, R.G., Ling, L.C., Juliano, B.O., &.
- Cai, H., Xu, D., Zhou, L., Cheng, J., Zhang, Z., Wu, J., &.
- Kawamura, K., Asai, H., Yasuda, T., Khanthavong, P., Soisouvanh, P., &.
- Kromdijk, J., &.
- Mikami, A., Hinshaw, S., Patterson, K., &.
- Nelson, O.E., &.
- Patindol, J., Siebenmorgen, T., &.
- Suwarno, Lubis, E., Hairmansis, A., &.
- Tuhina-Khatun, M., Hanafi, M.M., Rafii Yusop, M., Wong, M.Y., Salleh, F.M., &.
- Varshney, R.K., Thiel, T., Sretenovic-Rajicic, T., Baum, M., Valkoun, J., Guo, P., Grando, S., Ceccarelli, S., &.
- Zhang, C., Zhou, L., Zhu, Z., Lu, H., Zhou, X., Qian, Y., Li, Q., Lu, Y., Gu, M., &.
- Zhou, L., Chen, S., Yang, G., Zha, W., Cai, H., Li, S., Chen, Z., Liu, K., Xu, H., &