- ĐÁNH GIÁ TÍNH CHỐNG CHỊU PHÈN NHÔM CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA MTL (Oryza sativa L.). - Chống chịu phèn nhôm, dấu phân tử, đất phèn, lúa Keywords:. - Ảnh hưởng của Al 3+ lên sự tăng trưởng ở các giai đoạn khác nhau của 25 giống lúa đã được khảo sát qua thanh lọc trên môi trường dinh dưỡng Yoshida có bổ sung Al 3+ 30 ppm, với pH 4 ở giai đoạn mạ (14 ngày) và giai đoạn cây đẻ nhánh (15-45 ngày). - Kiểu gen lúa được phân loại thành 3 nhóm: chống chịu, chống chịu vừa và nhạy cảm dựa trên chỉ số RTI (root tolerance index). - Kết quả cho thấy không có sự ảnh hưởng của Al 3+ lên tỉ lệ nảy mầm của các giống lúa. - Tuy nhiên, chiều dài rễ, chiều cao cây giảm đáng kể ở hầu hết các giống lúa. - Ở giai đoạn mạ, có 8 giống thể hiện tính chống chịu, 12 giống chống chịu vừa và 5 giống nhạy cảm với Al 3. - Để đánh giá tính liên kết của dấu phân tử với gen chống chịu nhôm, hai dấu phân tử SSR RM215 và RM223 đã được sử dụng. - Phân tích sản phẩm PCR cho thấy dấu phân tử RM223 nằm trên nhiễm sắc thể số 8 liên kết với gen chống chịu phèn nhôm.. - Đánh giá tính chống chịu phèn nhôm của một số giống lúa MTL (Oryza sativa L.).. - Hiện nay, Viện Lúa ĐBSCL đã khai thác nguồn gen mục tiêu từ các giống lúa hoang Oryza rufipogon ở vùng Đồng Tháp Mười và phát triển thành công giống lúa AS996 (được công nhận là giống quốc gia năm 2002) chống chịu được độc nhôm và cho năng suất cao ở ĐBSCL.. - Bên cạnh đó, việc ứng dụng công nghệ sinh học phân tử trong công tác xác định gen thích ứng với sự biến đổi khí hậu trên các giống cây trồng đã đạt những thành công vượt trội. - chống chịu phèn nhôm trên lúa mạch nhờ vào kỹ thuật RFLP (restriction fragment length polymorphism). - Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang (2013) đã ứng dụng các chỉ thị phân tử RM6, RM240, RM252 và RM451 nhằm phát hiện gen điều khiển tính chống chịu với độ độc sắt trên tổ hợp BC3F2 của OM1490/AS996. - Các dấu phân tử đều cho kết quả đa hình với sản phẩm PCR có kích thước cách nhau 10 bp giữa alen chống chịu và alen nhiễm. - (2010) đã nghiên cứu sâu hơn về đặc tính di truyền của tính chống chịu độc nhôm đề nghị sử dụng chiến lược MAS (chọn giống từ sự trợ giúp của dấu phân tử) để sàng lọc các giống lúa có kiểu gen chống chịu độc Al 3. - Đây là tiền đề thuận lợi cho việc nghiên cứu và phát triển các giống lúa mới để đưa vào phát triển trên những vùng đất phèn ở ĐBSCL.. - Nhằm tiếp tục việc ứng dụng các dấu phân tử DNA trong chọn lọc giống lúa chống chịu phèn nhôm, nghiên cứu “Đánh giá tính chống chịu phèn nhôm của một số giống lúa (Oryza sativa L. - Mục tiêu chủ yếu của nghiên cứu là đánh giá tính chống chịu nhôm của một số giống lúa MTL ở điều kiện nhà lưới và sự liên kết giữa dấu phân tử SSR với gen chống chịu nhôm trên các giống lúa khảo sát.. - Vật liệu: sử dụng 25 giống lúa được cung cấp từ Viện Nghiên cứu Phát triển Đồng bằng sông Cửu Long.. - Bảng 1: Các giống lúa dùng trong thí nghiệm STT Tên giống STT Tên. - Giống AS996: là giống chuẩn chống chịu độc nhôm. - 2.2.1 Ảnh hưởng của ion Al 3+ đến tỉ lệ nảy mầm và chỉ tiêu sinh trưởng của các giống lúa ở giai đoạn mạ. - Nhằm khảo sát tỷ lệ nảy mầm và sự phát triển ở giai đoạn mạ của các giống lúa trong điều kiện phèn nhôm. - Chỉ số chống chịu của rễ được tính theo công thức như sau:. - 2.2.2 Thanh lọc các giống lúa ở giai đoạn đẻ nhánh trong môi trường Yoshida. - Để tiến hành nhận định sức chống chịu của các giống lúa trong điều kiện phèn nhôm ở giai đoạn đẻ nhánh. - Các giống lúa được gieo trong đĩa petri, dùng nước có nhiệt độ từ 45 – 50 o C để ngâm giống, ủ ở nhiệt độ phòng trong 2 – 3 ngày, sau 2 tuần bố trí vào khay nhựa. - Bảng 2: Bảng đánh giá các mức độ chống chịu sau 4 tuần theo tiêu chuẩn IRRI (1997).. - 0 – 20 1 Chống chịu Cây phát triển bình thường, không có triệu chứng trên lá.. - 21 – 25 2 Chống chịu Đẻ chồi bình thường, trên chóp lá hay phần trên nửa lá có điểm trắng và cuốn tròn.. - 36 – 50 3 Chống chịu Phát triển và đẻ chồi chậm lại, một số lá bị cuốn tròn.. - 51 – 70 5 Hơi chống chịu Chồi kém phát triển và hầu hết bị cuốn tròn, chỉ vài lá phát triển.. - 2.2.3 Đánh giá sự liên kết giữa marker phân tử và gen chống chịu phèn nhôm trên các giống lúa. - Các giống lúa được ly trích DNA và tiến hành PCR để đánh giá sự liên kết của các marker phân tử và gen chống chịu phèn nhôm.. - 3.1 Ảnh hưởng của ion Al 3+ đến tỉ lệ nảy mầm và chỉ tiêu sinh trưởng của các giống lúa ở giai đoạn mạ. - Tỷ lệ nảy mầm giữa các giống lúa có sự khác biệt rõ rệt, tỷ lệ nảy mầm trung bình của các giống lúa là 75% và có khoảng dao động tương đối lớn từ khoảng 36% đến 90%, khác biệt có ý nghĩa thống. - Tuy nhiên, sự khác biệt giữa cùng một giống lúa ở 2 mức nồng độ là không đáng kể. - Khi nghiên cứu về các kim loại gây độc, Cr và Al được cho biết là không gây ức chế quá trình nảy mầm nhưng có ảnh hưởng đến tăng trưởng của những rễ mới và sự tạo hạt (Nosko et al., 1988).. - (1995) khi nghiên cứu về tế bào mầm của bắp cũng chỉ ra rằng sự nảy mầm của hạt thì ít nhạy cảm với Al 3+ hơn là tăng trưởng của cây con.. - Hình 1: Tỷ lệ nảy mầm của các giống lúa (Danh sách giống tương ứng với số thứ tự được trình bày ở Bảng 1) Kết quả còn cho thấy có sự khác nhau về sự. - tăng trưởng chiều cao cây giữa các nghiệm thức (Bảng 5). - tăng trưởng chiều cao cây trung bình là 6,49 cm/ tuần, dao động trong khoảng cm/tuần, trong đó 2 giống có tăng trưởng cao nhất là giống MTL838 và giống MTL874, thấp nhất là giống MTL793 và giống 841. - Ở các nghiệm thức. - Một số giống thể hiện sự chống chịu tốt với phèn Al 3+ là MTL846, MTL847, MTL851, MTL862, MTL864, MTL874, MTL872, MTL875 và MTL876.. - Số thứ tự giống lúa. - Bảng 5: Chỉ tiêu tăng trưởng của cây mạ khi xử lí với Al 3+. - Các giống có tăng trưởng cao là MTL847 và MTL864. - Các giống còn lại có chiều dài rễ khá đồng đều. - Chiều dài rễ của các giống lúa có xu hướng giảm ở các nồng độ Al 3+ 30 ppm khi so với ở nồng độ Al 3+ 0 ppm. - Mức độ giảm nhiều nhất được ghi nhận ở các giống IR29, MTL792, MTL793, MTL836, MTL838, MTL840 và. - hầu hết các giống lúa có chiều dài rễ giảm, khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng. - Dựa trên RTI, kiểu hình được phân loại thành ba nhóm: chống chịu (RTI ≥0,80), chống chịu vừa (RTI và nhiễm (RTI ≤ 0,60) (Bảng 6).. - Bảng 6: Chỉ số RTI trong điều kiện Al 3+ 30 ppm của các giống lúa ở giai đoạn mạ. - Nhìn chung, đa số các giống trong thí nghiệm ở giai đoạn mạ thể hiện tính chống chịu. - vừa ở mức nồng độ Al 3+ 30 ppm. - Các giống thể hiện tính chống chịu tốt đối với Al 3+ dựa theo chỉ số RTI là AS996, MTL877, MTL847, MTL851, MTL862, MTL864, MTL874, MTL876. - Như vậy, có 8 giống thể hiện tính chống chịu, 12 giống chống chịu vừa và 5 giống nhạy cảm đối với độ độc Al 3+ chiếm lần lượt 32%, 48% và 20% trong. - Khi phân tích mối tương quan giữa tăng trưởng chiều cao cây và chỉ số chống chịu của rễ ở các giống lúa trong thí nghiệm cho thấy có mối tương quan thuận với mức tương quan khá cao (R 2 = 0,65). - Điều này cho thấy các giống có chỉ số chống chịu của rễ cao sẽ có tăng trưởng chiều cao tốt hơn và ngược lại.. - Hình 2: Tương quan giữa chiều cao cây và chỉ số RTI ở các nghiệm thức Al 3+ 30 ppm Quan sát Hình 2 cho thấy các giống lúa có chỉ. - số RTI rất biến động từ và tương ứng với tăng trưởng chiều cao từ cm/tuần.. - 3.2 Thanh lọc các giống lúa ở giai đoạn đẻ nhánh trong môi trường Yoshida có bổ sung Al 3+. - Cụ thể, ở nồng độ Al 3+ 0 ppm cây tăng trưởng khá tốt với mức tăng trưởng trung bình là 7,12 cm/tuần trong khi ở nồng độ Al 3+ 30 ppm tăng trưởng chỉ ở mức 5,67 cm/tuần.. - Tăng trưởng giữa các giống lúa ở nghiệm thức đối chứng khá đồng đều, dao động từ cm/tuần trong khi sự chênh lệch nhiều hơn được ghi nhận ở các nghiệm thức xử lý với Al 3+ 30 ppm cm/tuần). - Trong đó, ở nồng độ Al 3+ 30 ppm các giống có mức tăng trưởng cao hơn so với các giống còn lại, khác biệt có ý nghĩa thống kê. - Các giống tăng trưởng thấp. - Nhìn chung, mặc dù tăng trưởng tương đối thấp ở một số nghiệm thức nhưng vẫn có sự tăng trưởng của cây trong môi trường Al 3. - Như vậy, Al 3+ gây ức chế sự tăng trưởng bình thường ở hầu hết các giống lúa nhưng không gây. - (2013) cho rằng có sự giảm tăng trưởng chiều cao cây trong môi trường có Al 3+ so với khi trồng trong môi trường không bổ sung Al 3+. - Các giống AS996, MTL877, MTL847, MTL851, MTL864, MTL874, MTL873 và MTL876 thể hiện sự tăng trưởng tương đối ổn định ở các nghiệm thức bổ sung Al 3+ khi so với môi trường không có mặt Al 3. - (2001) là độc nhôm trong môi trường dinh dưỡng làm giảm đáng kể tăng trưởng của rễ, số lượng rễ, chiều dài chồi, trọng lượng khô. - Bảng 7 : Chỉ tiêu tăng trưởng của cây lúa trong môi trường thanh lọc. - giống trong thí nghiệm ở giai đoạn cây đẻ nhánh thể hiện tính chống chịu khá tốt ở mức nồng độ Al 3+ 30 ppm.. - Bảng 8: Chỉ số RTI trong điều kiện Al 3+ 30ppm của các giống lúa ở giai đoạn đẻ nhánh. - Khi thanh lọc lúa trong môi trường Yoshida cho thấy chỉ số RTI của lúa ở nồng độ 40 ppm dao động từ sự khác biệt về chỉ số RTI ở hai mức nghiệm thức Al 3+ 40 ppm và 60 ppm là rất nhỏ, ở nồng độ Al 3+ 80 ppm các cây thuộc giống IR64 chết, tuy nhiên các giống. - Hệ số tương quan giữa tăng trưởng chiều cao cây và chỉ số RTI là R 2 = 0,51, cho thấy có mối tương quan thuận giữa hai yếu tố với mức tương quan khá chặt chẽ. - Tuy nhiên, mức độ tương quan này thấp hơn khi so với ở giai đoạn mạ, có thể ở giai đoạn này tăng trưởng của cây chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố bên ngoài môi trường.. - Hình 3: Tương quan giữa tăng trưởng chiều cao cây trung bình/tuần và chỉ số RTI ở giai đoạn cây đẻ nhánh 3.3 Đánh giá sự liên kết giữa marker phân tử. - và gen chống chịu phèn nhôm trên các giống lúa 3.3.1 Kết quả PCR với mồi RM223. - Gen mục tiêu là gen chống chịu độc nhôm nằm trên nhiễm sắc thể số 8. - DNA của các giống lúa được cho khuếch đại bằng dấu phân tử RM223 để kiểm tra tính đa hình.. - 3-16: các giống lúa thí nghiệm theo số thứ tự trong Bảng 1. - Bảng 9: Sự hiện diện của dấu phân tử RM223 trên các giống lúa khảo sát. - MTL862, MTL864, MTL874, MTL875 và MTL876) các giống còn lại có băng ở kích thước khoảng 190 bp tương ứng với IR29 mang kiểu gen nhạy cảm với độc nhôm (Hình 4 và Bảng 9). - giống lúa thu từ vùng phèn Tràm Chim - Đồng Tháp Mười cho biết giống AS996 có kích thước band 140 bp.. - Gen mục tiêu là gen chống chịu độc nhôm nằm trên nhiễm sắc thể số 9.. - Hình 5: Sản phẩm PCR của các giống lúa tại locus RM215. - 3-15: các giống lúa thí nghiệm theo số thứ tự trong Bảng 1. - Kết quả điện di sản phẩm PCR cho thấy chỉ xuất hiện dạng đơn hình, vạch DNA kích thước khoảng 160 bp không khác biệt giữa các giống (Hình 5). - Kết quả này tương tự như kết quả của Phan Vinh Quang (2011) khi thực hiện phản ứng PCR với các giống lúa mùa cho kích thước băng khoảng 160 bp cho tất cả các giống thí nghiệm.. - Sau khi khảo sát ảnh hưởng của Al 3+ đến sự tăng sinh của 25 giống lúa cho thấy:. - Chiều cao cây và chiều dài rễ của các giống lúa giảm khi trồng trong môi trường dinh dưỡng Yoshida có bổ sung Al 3+ với hàm lượng 30 ppm.. - Các giống AS996, MTL877, MTL847 MTL851, MTL862, MTL864, MTL874, MTL876 thể hiện tính chống chịu tốt (dựa trên chỉ số chống chịu của rễ (RTI)) đối với Al 3+ ở giai đoạn mạ và giai đoạn đẻ nhánh khi thanh lọc trong môi trường dinh dưỡng Yoshida bổ sung Al 3+ ở nồng độ 30 ppm.. - Phân tích kiểu gen thông qua dấu phân tử RM223 cho thấy, các giống lúa mang kiểu gen chống chịu độc nhôm gồm có AS996, MTL877, MTL836, MTL846, MTL847, MTL848, MTL851, MTL862, MTL864, MTL874, MTL875, MTL876.. - Cơ sở di truyền tính chống chịu đối với thiệt hại môi trường của cây lúa. - Nghiên cứu biến động di truyền trên quần thể lai hồi giao của giống chống chịu độ độc của sắt trên cây lúa (Oryza sativa L). - Nghiên cứu một vài đặc tính quan trọng của các giống lúa nước sâu địa phương ở Đồng bằng sông Cửu Long cho công tác chọn giống. - Phân tích QTL các địa điểm tình trạng số lượng điều khiển tính chống chịu độ độc nhôm của cây lúa (Oryza sativa L. - chống chịu mặn của một số giống lúa mùa địa phương (Oryza sativa L