- LAI TẠO VÀ TUYỂN CHỌN CÁC DÒNG LÚA CHỊU MẶN TỪ TỔ HỢP LAI HỒI GIAO OM238/POKKALI. - Dấu SSR, hàm lượng amylose, lai hồi giao, lúa chịu mặn, RM1287. - Việc lai tạo và tuyển chọn các giống lúa chịu mặn và có phẩm chất tốt là tiêu chí quan trọng trong tình hình biến đổi khí hậu hiện nay. - Do đó, nghiên cứu đã đưa gen chịu mặn của giống Pokkali vào giống lúa chất lượng cao OM238 nhằm tìm ra các dòng lúa vừa có khả năng chịu mặn vừa có phẩm chất tốt. - Kết quả lai và tuyển chọn đến thế hệ BC 3 F 3 , sau đó trồng vùng sinh thái thử nghiệm thế hệ BC 3 F 4 và BC 3 F 5 . - Kết quả đã tuyển chọn được 2 dòng lúa thế hệ BC 3 F 6 vừa có gen chịu mặn của giống bố là Pokkali qua phân tích bằng cặp mồi RM1287, vừa có hàm lượng sắt trong gạo cao và amylose thấp 20%, độ bền gel nhóm 1, tỷ lệ bạc bụng thấp 8%, dạng hạt gạo thon, dài để phát triển thành giống lúa chịu mặn và có phẩm chất tốt.. - Lai tạo và tuyển chọn các dòng lúa chịu mặn từ tổ hợp lai hồi giao OM238/Pokkali. - Do đó, việc nghiên cứu nhằm tìm ra các dòng/giống lúa có khả năng chịu mặn thích ứng với điều kiện tự nhiên là rất cần thiết. - Từ đó, nghiên cứu được thực hiện bằng phương pháp đánh giá tính chịu mặn của các dòng lúa lai hồi giao thông qua kiểm tra kiểu hình kết hợp đánh giá kiểu gen bằng chỉ thị phân tử. - SSR (Simple Sequence Repeat), đồng thời kết hợp lựa chọn các dòng/giống lúa phẩm chất tốt, ngon cơm và giàu vi chất đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu.. - 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu. - Vật liệu dùng cho nghiên cứu là các dòng con lai ưu việt thế hệ BC 3 F 3 đến BC 3 F 5 được lai tạo giữa giống lúa năng suất, chất lượng cao OM238 (Bộ môn Công nghệ Sinh học - Viện lúa ĐBSCL) dùng làm giống nhận gen (giống mẹ) với giống lúa chịu mặn quốc tế Pokkali dùng làm giống cho gen (giống bố).. - Sử dụng phương pháp lai hồi giao (backcross) và phương pháp chọn lọc cá thể để chọn dòng có tính trạng mong muốn đến thế hệ BC 3 F 6. - 2.2 Phương pháp nghiên cứu. - Đánh giá, tuyển chọn dòng lai ưu tú từ quần thể lai hồi giao Pokkali/OM238 đến thế hệ BC 3 F 3 tại Viện lúa ĐBSCL, sau đó trồng thử nghiệm vùng sinh thái mặn Kiên Giang thế hệ BC 3 F 4 (Hè Thu 2017) và BC 3 F 5 (Đông Xuân thông qua các phương pháp đánh giá chọn dòng.. - 2.2.1 Phương pháp đánh giá tính chống chịu mặn. - Phương pháp đánh giá kiểu hình. - Kiểu hình chống chịu mặn của các dòng lúa lai được đánh giá thông qua phương pháp thanh lọc mặn giai đoạn mạ trong khay với dung dịch Yoshida. - Phương pháp đánh giá kiểu gen. - Nghiên cứu sử dụng cặp mồi RM1287 để kiểm tra gen chịu mặn (Thomson et al., 2007. - Các dòng lai mang gen chịu mặn có băng cùng kích thước với giống đối chứng chịu mặn là Pokkali, với kích thước băng 175 bp. - Ngược lại, các dòng lai có băng cùng kích thước với giống mẹ OM238 (150bp) không có gen mặn.. - 2.2.2 Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu nông học. - Các chỉ tiêu theo dõi về đặc tính nông học, năng suất và thành phần năng suất được đánh giá theo phương pháp của Gregorio et al. - 2.2.3 Phương pháp đánh giá phẩm chất hạt. - Phân tích hàm lượng amylose theo phương pháp của Graham (2002).. - Phân tích độ bền gel theo phương pháp của Dela Cruz and Khush (IRRI,1996).. - Phân tích nhiệt trở hồ theo phương pháp của IRRI (1996).. - Phân tích hàm lượng sắt theo phương pháp của Hossain and Virk (IRRI, 2005).. - 2.3 Phương pháp phân tích số liệu. - Kết quả các thí nghiệm được phân tích thống kê ANOVA bằng phần mềm SAS 9.1.3.. - 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. - 3.1 Chọn dòng thế hệ BC 3 F 3 tại Viện lúa Đồng bằng Sông Cửu Long vụ Đông Xuân . - 3.1.1 Đánh giá kiểu hình và kiểu gen kháng mặn của các dòng lúa thế hệ BC 3 F 3. - Từ 20 dòng lai ưu việt thế hệ BC 3 F 3 được trồng chọn dòng tại ruộng của Viện lúa ĐBSCL. - Đánh giá tính chịu mặn bằng phương pháp thanh lọc mặn trong dung dịch Yoshida có muối, kết quả cho thấy đến 7 dòng có cấp chịu mặn xếp cùng nhóm với giống Pokkali và FL478 là dòng BC 3 F 3 (1)-3, BC 3 F 3 (1)-6, BC 3 F 3 (1)-8, BC 3 F 3 (1)-10, BC 3 F BC 3 F 3 (1)-19 và BC 3 F 3 (1)-20.. - Tiếp tục đánh giá kiểu gen với chỉ thị phân tử RM1287 đã phát hiện được 5 dòng có kết quả dương tính (mang gen chịu mặn) cho vị trí băng tương tự như giống Pokkali. - Trong khi đó, 3 dòng BC 3 F 3 (1)-3, BC 3 F 3 (1)-8 và BC 3 F 3 (1)-19 (vị trí số 5, 11 và 14 trên gel) có kiểu gen dị hợp về tính chịu mặn, cho 2 băng sản phẩm PCR với một băng có kích thước tương tự Pokkali và một băng có kích thước như giống OM238 (Hình 2).. - Hình 2: Sản phẩm PCR được nhân bản bởi RM1287 của 20 dòng thế hệ BC3F3 (Ghi chú: L- DNA ladder (25 bp). - 4 - 15: dòng lai) Như vậy, kết quả đánh giá thế hệ BC 3 F 3 đã chọn. - ra được 5 dòng lúa triển vọng là BC 3 F 3 (1)-3, BC 3 F 3 (1)-6, BC 3 F 3 (1)-8, BC 3 F 3 (1)-17 và BC 3 F 3 (1)- 19 mang gen kháng mặn để đánh giá chỉ tiêu về đặc tính nông học và phẩm chất hạt để tuyển chọn những dòng ưu việt.. - 3.1.2 Đánh giá đặc tính nông học và phẩm chất hạt các dòng lúa thế hệ BC 3 F 3. - Tất cả các dòng lúa đều có chiều cao cây gần. - Các dòng có số bông/bụi cũng khá cao, hơn 8 bông.. - Trong khi đó, chiều dài bông của cả 4 dòng đều ngắn hơn so với Pokkali (32 cm), nhưng dài bằng hoặc hơn so với giống OM238. - Kết quả này cũng nói lên rằng phần lớn các dòng chịu mặn đều có những đặc tính tốt và được cải thiện đáng kể so với giống bố là Pokkali về chiều cao cây, số bông/bụi hay giống mẹ là OM238 về chiều dài bông.. - Về kích thước và hình dạng hạt cả 5 dòng lúa đều có chiều dài hạt cải thiện đáng kể so với giống Pokkali và đều có hạt dạng thon, dài. - Sau quá trình hồi giao nhiều lần với giống mẹ là OM238 có phẩm chất tốt nên kết quả có đến 3/5 dòng có hàm lượng amylose <. - Như vậy, tại thế hệ BC 3 F 3 đã chọn được 3 dòng chịu mặn BC 3 F 3 (1)-6, BC 3 F 3 (1)-8 và BC 3 F 3 (1)-17 có đặc tính nông học và phẩm chất hạt tốt, đặc biệt có hàm lượng amylose thấp (<. - 3.2 Trồng thử nghiệm các dòng lúa thế hệ BC 3 F 4 vùng sinh thái mặn Kiên Giang vụ Hè Thu 2017. - 3.2.1 Đánh giá kiểu hình và kiểu gen kháng mặn của các dòng lai thế hệ BC 3 F 4. - Tiếp tục chọn được 9 dòng thế hệ BC 3 F 4 từ 3 dòng ưu việt thế hệ BC 3 F 3 , các dòng này được đưa. - ra trồng khảo nghiệm vùng sinh thái trên ruộng nhiễm mặn để đánh giá khả năng thích nghi của chúng. - Kết quả thanh lọc mặn bao gồm 5 dòng có cấp chịu mặn cùng nhóm với Pokkali là: BC 3 F 4 (1)- 1, BC 3 F 4 (1)-3, BC 3 F 4 (1)-6, BC 3 F 4 (1)-8 và BC 3 F 4 (1)-9. - Bốn dòng còn lại có cấp chịu mặn là 4,33 và được xếp cùng nhóm với giống OM238, khác biệt thống kê hoàn toàn ở mức ý nghĩa 1% so với giống IR29.. - Kết quả đánh giá gen mặn của 9 dòng lúa cho thấy có 7 dòng kết quả dương tính (mang gen chịu mặn) cho vị trí băng tương tự như giống Pokkali (Hình 3). - Trong đó, 3 dòng BC 3 F 4 (1)-1, BC 3 F 4 (1)-6 và BC 3 F 4 (1)-8 (vị trí số 4, 9, 11 trên gel) chỉ có một băng duy nhất cùng kích thước băng của Pokkali (170 bp), 4 dòng BC 3 F 4 (1)-2, BC 3 F 4 (1)-3, BC 3 F 4 (1)- 7 và BC 3 F 4 (1)-9 (vị trí số trên gel) mang gen dị hợp tử, còn phân ly ở thế hệ tiếp theo.. - Hình 3: Sản phẩm PCR được nhân bản bởi RM1287 của 9 dòng lai thế hệ BC3F4 (Ghi chú: L- DNA ladder (25 bp). - 4 - 12: dòng lai) 3.2.2 Đánh giá đặc tính nông học, năng suất. - và thành phần năng suất các dòng lai thế hệ BC 3 F 4. - Kết quả đánh giá cho thấy chiều cao cây từ cm, số bông/bụi và khả năng đẻ nhánh của các dòng lúa khá (từ bông). - Năng suất thực tế của các dòng lúa tại Kiên Giang đạt từ tấn/ha đều cao hơn so với đối chứng Pokkali và FL478, gần bằng so với đối chứng địa phương là giống OM576 (7 tấn/ha).. - 3.2.3 Kết hợp phân tích và đánh giá phẩm chất để chọn dòng ưu tú. - Kích thước và hình dạng hạt của tất cả các dòng đều có dạng hạt thon dài >. - Trong khi đó, kết quả phân tích hàm lượng sắt trong gạo lức của 7 dòng lúa biến động từ mg/kg, trong đó có đến 5/7 dòng có hàm lượng sắt trong gạo lức ở mức cao (>14,0 mg/kg), xếp cùng nhóm với giống IR68144 (Đối chứng quốc tế) (ĐCQT). - Trong khi đó, chỉ có 3/7 dòng hàm lượng sắt trong gạo trắng ở mức cao mg/kg) xếp cùng nhóm với giống IR68144 (ĐCQT) (Bảng 1).. - Bảng 1: Hàm lượng sắt và amylose của 7 dòng lúa chịu mặn. - ĐCĐP: đối chứng địa phương Hàm lượng amylose của các dòng lúa sau phân. - Điều này có nghĩa, việc chuyển gen có hàm lượng amylose thấp từ giống OM238 vào con lai là hiệu quả đối với tổ hợp. - Đặc biệt, dòng BC 3 F 4 (1)-1 và BC 3 F 4 (1)-6 có hàm lượng amylose <. - Đây cũng là 2 dòng lúa sẽ được chọn tiếp cho thế hệ sau với hàm lượng sắt cao trong gạo lức và amylose thấp. - Mặt khác, tất cả các dòng lai đều có độ bền gel thuộc nhóm mềm cơm qua phân tích nhưng lại có nhiệt trở hồ thuộc phân nhóm cao.. - 3.3 Khảo nghiệm và tuyển chọn dòng lúa ưu tú thế hệ BC 3 F 5 trồng vùng sinh thái mặn Kiên Giang vụ Đông Xuân . - 3.3.1 Đánh giá kiểu hình và kiểu gen kháng mặn của các dòng lai thế hệ BC 3 F 5. - Từ 2 dòng ưu việt thế hệ BC 3 F 4 đã chọn tiếp được 6 dòng thế hệ BC 3 F 5 đưa trồng thử nghiệm tại vùng sinh thái mặn Kiên Giang. - Kết quả thanh lọc được ghi nhận ở Bảng 2.. - Bảng 2: Cấp chịu mặn của 6 dòng lúa thế hệ BC 3 F 5 ở nồng độ muối 4‰. - STT Kí hiệu dòng Cấp chịu mặn trung bình. - Kết quả đánh giá gen mặn của 6 dòng lúa cho thấy dòng số 1 và 4 đều đồng hợp tử vị trí băng tương tự như giống Pokkali (Hình 4). - Hình 4: Sản phẩm PCR được nhân bản bởi RM1287 của 6 dòng lai thế hệ BC3F5. - 3.3.2 Đánh giá đặc tính nông học, năng suất và thành phần năng suất các dòng lai thế hệ BC 3 F 5. - Kết quả đánh giá chỉ tiêu nông học của 6 dòng lúa ưu việt trồng tại vùng Kiên Giang cho thấy. - chúng đều có chiều cao thấp hơn hoặc tương đương với giống OM238, từ cm, số bông/bụi và chiều dài bông đều tương đương so với đối chứng (Bảng 3).. - Bảng 3: Một số chỉ tiêu nông học của 6 dòng chịu mặn tại vùng sinh thái Kiên Giang. - Bảng 4: Thành phần năng suất và năng suất thực tế của 6 dòng lúa tại Kiên Giang. - Trong các dòng lúa chịu mặn thì dòng BC 3 F 5 (1)- 3 có năng suất cao đạt 6,74 tấn/ha. - Các dòng còn lại đều có năng suất cao hơn so với giống Pokkali ở cả 2 vùng sinh thái với sự khác biệt có ý nghĩa mức 1%.. - 3.3.3 Tuyển chọn các dòng lai ưu tú vừa mang gen chịu mặn, vừa có hàm lượng amylose thấp và sắt trong gạo cao. - Kết quả phân tích hàm lượng sắt trong gạo lức của 6 dòng lúa chịu mặn biến động từ . - Trong khi đó, hàm lượng sắt trong gạo trắng của 6 dòng lúa phân tích biến động từ mg/kg.. - Duy nhất dòng BC 3 F 5 (1)-1 có hàm lượng sắt trong gạo trắng ở mức cao mg/kg) xếp cùng nhóm với giống IR68144 (ĐCQT).. - Bảng 5: Hàm lượng sắt và amylose của 6 dòng lúa chịu mặn. - Kết quả phân tích hàm lượng amylose cho thấy các dòng lúa tập trung nhiều ở nhóm gạo được nhiều người ưa chuộng là nhóm gạo dẻo và mềm cơm. - Đa số các dòng lúa được phân tích có chiều dài độ bền gel cao (61-100 mm) và trung bình (41-60 mm), không có dòng/giống chiều dài gel thấp (<. - Đồng thời cả 6 dòng phân tích đều có cùng nhiệt trở hồ cấp 3.. - Các dòng lúa vẫn có dạng hạt thon, dài và tỷ lệ bạc bụng cấp 9 thấp <. - 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 4.1 Kết luận. - Trong quá trình lai hồi giao và chọn lọc cá thể đến thế hệ BC 3 F 5 đã chọn được 2 dòng lúa ưu việt BC 3 F 5 (1)-1 và BC 3 F 5 (1)-3 vừa có khả năng chịu mặn, vừa mang gen mặn và có hàm lượng sắt trong gạo cao, hàm lượng amylose thấp (<. - Đặc biệt lưu ý dòng BC 3 F 5 (1)-1 với hàm lượng sắt cao trong cả gạo lức và gạo trắng.. - Hai dòng lúa ưu việt được chọn BC 3 F 5 (1)-1 và BC 3 F 5 (1)-3 sẽ tiếp tục được chọn lọc dòng thuần để phát triển thành giống lúa chịu mặn có hàm lượng. - Các dòng không được chọn từ tổ hợp có thể được cân nhắc lựa chọn để phát triển theo hướng giống lúa chịu mặn phẩm chất cao, ngon cơm có hàm lượng amylose thấp.