Sự ĐA DạNG DI TRUYềN CủA CáC GIốNG ĐậU NàNH RAU NHậT BảN

- SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA CÁC GIỐNG ĐẬU NÀNH RAU NHẬT BẢN.
- Để làm cơ sở cho việc tuyển chọn giống đậu nành rau thích nghi với điều kiện đồng bằng sông Cửu Long, nghiên cứu đánh giá sự đa dạng di truyền của 22 giống đậu nành rau Nhật Bản dựa trên 15 tính trạng hình thái-nông học, 40 primer RAPD và 26 primer SSR đã được thực hiện.
- Có 62,85% đặc điểm hình thái-nông học được mô tả là đa hình.
- So với dấu hình thái, dấu RAPD và SSR đã chỉ ra mức độ khác biệt cao hơn và hiệu quả trong phân tích đa dạng di truyền: dấu RAPD với 70,32% đa hình và 94% dấu SSR là đa hình..
- Phân tích nhóm dựa trên 3 loại marker này đã phân 22 giống nghiên cứu thành 4 nhóm với khoảng cách Euclidean là 4,47-10,05.
- Mức độ đa dạng di truyền cho thấy sự khác biệt giữa các giống đủ để sử dụng cho việc chọn tạo giống mới.
- Bốn giống Wase edamame, Fusanari chamame, Chuse edamame và Yuusuzumi có quan hệ xa về mặt di truyền so với các giống khác và đây là nguồn vật liệu lai tạo quan trọng cho tương lai..
- Từ khóa: Đậu nành rau, đa dạng di truyền, đặc điểm hình thái, RAPD, SSR 1 GIỚI THIỆU.
- Đậu nành rau [Glycine max (L.) Merr.] (Edamame) là đậu nành được thu hoạch và.
- Vì thế, nó giúp đa dạng hóa nhu cầu lựa chọn thực phẩm của người tiêu dùng.
- Đậu nành rau có giá trị kinh tế và dinh dưỡng rất lớn.
- Vì vậy, việc xuất khẩu đậu nành rau là nguồn thu ngoại tệ đáng giá của nhiều quốc gia..
- Ở Việt Nam, đậu nành rau chưa được phổ biến rộng rãi.
- Chủ yếu vẫn đang nghiên cứu và trồng thử nghiệm với diện tích nhỏ ở một vài địa phương như An Giang và một vài tỉnh phía Bắc.
- Trong đó, mô hình trồng đậu nành luân canh với lúa là rất phổ biến.
- Giá trị kinh tế to lớn và thực trạng sản xuất đậu nành rau ở Việt Nam cho thấy cần thiết phải sớm đưa loại hoa màu này vào đồng ruộng Việt Nam.
- Do là một loại đậu nành mới, chủ yếu là giống được nhập từ nước ngoài nên số lượng giống còn hạn chế.
- Do đó, công tác chọn tạo giống đậu nành rau mới có năng suất cao và thích nghi với điều kiện ở ĐBSCL là hết sức cần thiết trước khi đưa vào sản xuất trên qui mô lớn..
- Mục tiêu của nghiên cứu nhằm đánh giá sự đa dạng di truyền của 22 giống đậu nành rau được thu thập từ Nhật Bản dựa trên kỹ thuật RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) và SSR (Simple Sequence Repeats) bên cạnh việc đánh giá các đặc tính nông học và hình thái.
- Kết quả nghiên cứu được sử dụng làm cơ sở khoa học cho việc lai tạo, chọn lọc các giống đậu nành rau có đặc tính tốt để đưa vào sản xuất và góp phần làm cho nguồn giống đậu nành rau ở ĐBSCL ngày càng phong phú hơn..
- Hai mươi hai giống đậu nành rau được thu thập từ Nhật Bản (Bảng 1) được trồng trong 2 vụ tại Vườn thực nghiệm khoa Nông Nghiệp và SHƯD từ tháng 07-10 năm 2008 và tại Nông trại Khu 2 - ĐHCT từ tháng 01-04 năm 2009, để đánh giá các đặc tính hình thái, nông học và lấy mẫu ly trích DNA..
- 2.2 Phương pháp.
- 2.2.1 Đặc tính nông học và hình thái.
- Tám đặc tính nông học quan trọng được đo lường là ngày trổ hoa, thời gian sinh trưởng, chiều cao cây lúc chín, trọng lượng 100 hạt, số hạt trên trái, chiều dài hạt, chiều rộng hạt và độ dày của hạt.
- Ngoài ngày trổ hoa, các đặc tính khác đều được đánh giá ở giai đoạn chín.
- Bảy đặc tính hình thái bao gồm có màu hoa, màu trục hạ diệp, màu vỏ hạt, màu tể, dạng hạt, màu trái và màu lông trên trái cũng được đánh giá theo quy ước mô tả của IBPGR (1984)..
- Bảng 1: Bảy đặc tính hình thái của 22 giống đậu nành rau.
- TT Tên giống Đặc điểm hình thái*.
- DNA của 22 giống đậu được ly trích và tinh sạch từ mô lá theo phương pháp CTAB (Rogers và Bendich, 1988).
- Các đoạn DNA khuếch đại sẽ được ghi nhận và phân tích..
- Đối với các đặc tính hình thái-nông học, dựa vào sự biểu hiện hay không biểu hiện ở từng tính trạng của mỗi giống để lập ma trận nhị phân.
- Ma trận này được dùng làm dữ liệu đầu vào của phần mềm Statistica 5.0 để tính khoảng cách di truyền Eclidean và phân nhóm các giống..
- Đối với dấu phân tử RAPD và SSR, sự xuất hiện hoặc không xuất hiện của một băng nào đó trên gel sẽ được ghi nhận là 1 và 0.
- Phân tích Cluster và đánh giá mối quan hệ di truyền giữa các giống dựa trên ma trận khoảng cách Euclidean bằng phần mềm Statistica 5.5 theo phương pháp UPGMA (Unweighted Pair Group Method with Arithmatic Mean)..
- Hệ số đa dạng di truyền (PIC) được tính theo công thức:.
- Với P i là xác suất tập hợp giống mang allele thứ i, xác suất này được tính cho mỗi locus..
- 3.1 Sự đa dạng của đặc tính hình thái và nông học.
- Hai mươi hai giống đậu nành rau được nghiên cứu đã chỉ ra sự đa dạng về cả tình trạng chất lượng (Bảng 1) lẫn số lượng (Bảng 2).
- Tám đặc tính nông học có ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường hơn so với 7 đặc tính hình thái được đánh giá..
- Trong 35 đặc điểm của 7 tính trạng hình thái có 22 đặc điểm đa hình chiếm tỉ lệ đặc điểm còn lại không xuất hiện ở tất cả các giống.
- Đa số các giống đều có hoa màu trắng với tỉ lệ 73%.
- Cũng giống với tính trạng màu hoa, tính trạng màu trục hạ diệp cũng có 73% số giống có trục hạ diệp màu xanh, 27% còn lại có màu tím.
- Điều này đã chỉ ra sự tương quan rất chặt chẽ giữa 2 tính trạng này:.
- những giống có hoa màu trắng thì tương ứng với trục hạ diệp màu xanh, còn những giống có trục hạ diệp màu tím thì sẽ có hoa màu tím.
- Đối với màu vỏ hạt, có 6 trong 8 đặc điểm mô tả là đa hình (75.
- hạt màu xanh và hạt đốm đã không xuất hiện ở tất cả các giống.
- Ở tính trạng màu tể, chỉ xuất hiện 5/8 kiểu hình là đa hình, gồm có không màu, màu da bò nhạt, màu nâu, nâu đậm và màu đen.
- Tính trạng dạng hạt chỉ có 60% đa hình dựa trên sự xuất hiện của hạt hình cầu, tựa cầu và elip.
- Ở tính trạng màu trái, có tới đặc điểm mô tả không xuất hiện trên tất cả các giống.
- Đây là tính trạng có tỉ lệ đa hình thấp nhất.
- Cả 22 giống có trái hoặc là màu rám nắng đậm hoặc màu nâu khi chín.
- Đối với tính trạng màu lông trên trái, chỉ xuất hiện là màu nâu nhạt và nâu trong 22 giống.
- Tính trạng màu lông xám không tìm thấy trên bất kỳ giống nào..
- Tất cả 22 giống nghiên cứu đều có thời gian trổ hoa và thời gian sinh trưởng ngắn, chiều cao cây thấp, số hạt trên trái và trọng lượng 100 hạt cao.
- Những giống có.
- Giống có kích thước hạt nổi trội nhất là Tanbaguro ootsubudaizu và Okuharawase.
- Các giống có trọng lượng 100 hạt lớn như giống Wase edamame, Fuuki, Tanbaguro ootsubudaizu, Shironomai đều trên 35g..
- Bảng 2: Tám đặc tính nông học của 22 giống đậu nành rau.
- Trong 40 primer RAPD đã được sử dụng trong phản ứng PCR trên DNA genome thu được từ các mẫu lá, có 28 primer chỉ ra băng rõ và xuất hiện trên tất cả 22 giống (Bảng 3).
- Những primer còn lại hoặc là sản phẩm PCR không khuếch đại trong tất cả các giống hoặc khuếch đại không hoàn toàn, hoặc do sản phẩm khuếch.
- Bảng 3: Sự đa hình của 28 primer RAPD ở 22 giống đậu nành rau TT* Primer Trình tự primer.
- Số băng đa hình.
- Tỉ lệ đa hình.
- Trung bình±SD .
- (Các mũi tên chỉ băng đa hình.
- Một số primer cho số lượng băng nhiều và tỉ lệ đa hình rất cao.
- Tỉ lệ đa hình của một số primer đạt đến 100% như primer OPM02,.
- Tỉ lệ đa hình thấp nhất ghi nhận được ở primer OPH12, OPH13 và OPM09 là 25%..
- Trong 26 cặp primer SSR được sử dụng cho phản ứng PCR trên 22 giống đậu nành rau, chỉ có 11 cặp primer cho kết quả có thể phân tích được.
- Có tất cả 51 allele được khuếch đại bởi 11 primer SSR với trung bình 4,6 alen/primer.
- Bảng 4: Sự đa hình của 11 primer SSR ở 22 giống đậu nành rau Primer Trình tự primer 5’-3’ Tổng số.
- Số alen đa hình.
- đa hình.
- Các primer cho tỉ lệ allele đa hình rất cao (Bảng 4).
- Trong 11 primer này thì có đến 8 primer cho tỉ lệ allele đa hình là 100%.
- Tỉ lệ alele đa hình trung bình là 87,73%..
- Điều này thể hiện phần nào mức độ đa dạng của 22 giống đậu.
- Đây cũng là cơ sở tốt để việc phân tích di truyền các giống đạt độ chính xác cao.
- Hệ số đa dạng di truyền trung bình là 0,91, cao hơn hẳn so với nghiên cứu của M.
- Hudcovicova’ và Kraic J.(2003) sử dụng 18 primer SSR nghiên cứu trên đậu nành cho chỉ số đa dạng di truyền trung bình là 0,71.
- Có đến 10 trên 11 primer SSR cho hệ số đa dạng di truyền lớn hơn 0,8.
- Theo Rongwen và ctv (1995) thì hệ số đa dạng di truyền thường lớn hơn 0,8 là được chấp nhận khi sử dụng phương pháp SSR và bộ giống đậu nành có hệ số đa dạng di truyền lớn hơn 0,8 là nguồn nguyên liệu tốt cho việc tạo giống..
- Dựa trên sự phân tích tính đa hình của 3 marker hình thái, RAPD và SSR, khoảng cách di truyền Euclidean và mối liên hệ di truyền giữa 22 giống đậu nành rau đã được thiết lập theo phương pháp UPGMA (Hình 3)..
- Hình 3: Mối quan hệ giữa 22 giống đậu nành rau qua phân tích khoảng cách di truyền và phương pháp UPGMA dựa trên 3 marker hình thái, RAPD và SSR.
- Qua sơ đồ ta có thể chia 22 giống đậu nành rau vào 4 nhóm.
- Nhóm I gồm 14 giống có khoảng cách Euclidean nằm trong khoảng khoảng cách trung bình giữa các giống là 6,51.
- Trong đó, 2 giống có khoảng cách gần nhất là Yoshihime và Kurobeei với chỉ số Euclidean là 4,47, còn 2 giống có khoảng cách xa nhất là Okuharawase và Wase edamame (9) (8,06).
- Nhóm II gồm 5 giống với khoảng cách di truyền giữa các giống trong khoảng 5,48 – 7.
- Khoảng cách Euclidean trung bình giữa các giống là 6,58.
- Giống này luôn có quan hệ xa với các giống còn lại.
- Khoảng cách gần nhất là 7,48 với giống Yuragari musame, và có khoảng cách xa nhất đối với giống số 4 Wase.
- Khoảng cách di truyền I.
- Khoảng cách Euclidean trung bình của giống này với các giống còn lại là 8,06.
- Hai giống này có quan hệ gần gũi với nhau ở khoảng cách 5,57.
- Đối với các giống khác thì 2 giống này lại có khoảng cách di truyền rất lớn như giữa giống Wase edamame (4) và giống Shironomai là 10,05, giữa giống Fusanari chamame và giống Shironomai là 9,7.
- Khoảng cách Euclidean trung bình so với các giống là 9,06..
- Mức độ đa dạng di truyền của 22 giống đậu nành rau Nhật Bản trong nghiên cứu này cho thấy sự khác biệt giữa các giống đủ để sử dụng cho chọn tạo giống mới..
- Tuy nhiên, cần có những nghiên cứu về thời gian thu hoạch trái tươi, thành phần dinh dưỡng cũng như năng suất thực tế của 22 giống trên, cũng như trồng vào những vụ khác để có những đánh giá thêm về đặc tính thích nghi của các giống trước khi sử dụng để lai tạo và tuyển chọn giống mới.
- Để có thể nghiên cứu sâu về mặt di truyền của các giống này cũng như ảnh hưởng của chúng trong các thế hệ sau của các tổ hợp lai sẽ thực hiện cần sử dụng thêm những dấu phân tử khác trong phân tích di truyền để có kết luận chính xác hơn.
- Bốn giống Wase edamame, Fusanari chamame, Chuse edamame và Yuusuzumi trong nghiên cứu này đã cho thấy có quan hệ xa về mặt di truyền so với các giống khác cũng như có một số ưu điểm về hình thái và nông học nổi bật