Bản đồ di truyền QTL chống chịu mặn của cây lúa giai đoạn mạ thông qua phân tích quần thể phân ly hồi giao bằng kỹ thuật SSR marker

Bài viết trình bày thí nghiệm được thực hiện trên quần thể backcross (BC 2F2) đã được phát triển với bố mẹ bao gồm OM5629 chống chịu mặn và OM7347 là giống phẩm chất tốt và khô hạn. Hai trăm năm mươi ba BC 2F2 dòng được đánh giá ở giai đoạn mạ tại CLRRI. Đánh giá sự liên kết nầy dựa trên SSR 390... Trong nghiên cứu này, tác giả đưa ra kết quả xây dựng bản đồ số lượng trên cây lúa chống chịu mặn giai đoạn mạ thông qua quần thể phân ly BC2F2 bằng kỹ thuật SSR marker.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bản đồ di truyền QTL chống chịu mặn của cây lúa giai đoạn mạ thông qua phân tích quần thể phân ly hồi giao bằng kỹ thuật SSR markerHội thảo Quốc gia về Khoa học Cây trồng lần thứ hai BẢN ĐỒ DI TRUYỀN QTL CHỐNG CHỊU MẶN CỦA CÂY LÚA GIAI ĐOẠN MẠ THÔNG QUA PHÂN TÍCH QUẦN THỂ PHÂN LY HỒI GIAO BẰNG KỸ THUẬT SSR MARKER Nguyễn Thị Lang1, Nguyễn Trọng Phước1, Trần Bảo Toàn2, Trần Minh Tài1, Bùi Chí Bửu2 1. Viện lúa ĐBSCL 2. Viện Khoa học Nông nghiệp Miền Nam TÓM TẮT Thí nghiệm được thực hiện trên quần thể backcross (BC 2F2) đã được phát triển với bố mẹ bao gồm OM5629 chống chịu mặn và OM7347 là giống phẩm chất tốt và khô hạn. Hai trăm năm mươi ba BC 2F2 dòng được đánh giá ở giai đoạn mạ tại CLRRI. Đánh giá sự liên kết nầy dựa trên SSR 390. Trên quần thể BC2F2: OM7347/OM5629 liên kết trên nhiễm sắc thể 1 nhiễm sắc thể 3. Đây là một trong những báo cáo đầu tiên đề cập đến khả năng chịu mặn gen gắn thẻ dựa trên SSR có dân số tiên tiến backcross (BC 2F2). OM7347/OM5629 / / OM7347 có nguồn gốc alen gần như nằm ở ba nhóm chỉ thị RM3252-S1-RM10694, RM3740-RM5336; RM11125-RM9 liên kết với khả năng chịu stress NaCl (EC = 8-15dS/m) ở giai đoạn mạ, ở khoảng cách 4.4 cM, 4.5.9 và 19 cM trong nhiễm sắc thể 1 theo thứ tự. Trong trường hợp của nhiễm sắc thể 3 quần thể nầy cũng được tạo liên kết với RM3867-RM6959 ;RM3867-RM6959 và RM6876-RM4425 của các nhiễm sắc thể 3 ở khoảng cách 4,5 và 18 cM. Điều này cho thấy rằng các đặc điểm định lượng QTL trên nhiễm sắc thể 1 và 3 điều khiển chịu mặn với nồng độ mặn EC = 8 -12dS/m. Việc xác định cung cấp cơ sở cho việc phát triển hiệu quả cho khả năng chịu mặn giai đoạn mạ với mức EC = 8 -15dS/m. Các chỉ thị RM3252-S1 (nhiễm sắc thể số 1) và RM3867 (nhiễm sắc thể số 3) thể được sử dụng hiệu quả sau khi đã kiểm chứng trên quần thể OMCS2000/Pokkali //OMCS2000 Từ khóa: Mặn, giai đoạn mạ, SSR, QTL (Bản đồ số lượng) I. ĐẶT VẤN ĐỀ Thách thức lớn bắt nguồn từ sự thiếu nước toàn cầu. Ảnh hưởng khô hạn và xâm nhập mặn của các vùng trong năm 2016 vẫn được xác định như là những hạn chế quan trọng nhất trong sản xuất lúa ở nhiều vùng sản xuất lúa gạo của ĐBSCL bởi nhiều lý do, trong đó sự thay đổi của mô hình lượng mưa, sự phân bố không đồng đều của lượng mưa trong thời vụ phát triển của cây lúa, và lượng mưa không đồng đều ở nhiều khu vực và ảnh hưởng của nước biển xâm vào đất liền trong vụ Đông Xuân năm 2016. Điều này cần nghiên cứu bổ sung để giúp cho cây lúa chống chịu mặn cao hơn. Trong năm 2001 (Lang và ctv 2001a) đã xây dựng thành công bản đồ mặn sử dụng kỹ thuật RFLP trên quần thể lai đơn xem xét trên giai đoạn mạ và dùng SSR để tách gen chịu mặn giống lúa Đốc Phụng và IR 29 với chỉ thị RM223 trên nhiễm sắc thể số 8 (Lang và ctv 2001b) Mới đây, người ta áp dụng phương pháp này trong quần thể con lai cận giao tái tổ hợp của CSR11/MI48 chống chịu mặn ở giai đoạn phát dục. Đánh giá kiểu gen dòng bố mẹ và con lai “RIL bulks”, dựa trên cơ sở cho điểm nhiễm mặn (salt sensitivity index) theo năng suất hạt, cho thấy có 6.068 chỉ thị SNPs đa hình và 21 vùng chứa QTL mục tiêu. BSA bằng bộ chip 50K SNP cho thấy có 5.021 loci đa hình và 34 vùng QTL mục tiêu. Đây không những chỉ xác định vị trí của những QTL được hình thành trên bản đồ trước đó, mà còn xác định nhiều vị trí QTL mới, cung cấp cho chúng ta cách tiếp cận nhanh nhất để quét (scan) trên toàn bộ genome phục vụ lập bản đồ QTLs đối với những tính trạng vô cùng phức tạp có tính số lượng trong bộ gen cây lúa (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PM C4831760/). Trong nghiên cứu này, chúng tôi xin đưa ra kết quả xây dựng bản đồ số lượng trên cây lúa chống chịu mặn giai đoạn mạ thông qua quần thể phân ly BC2F2 bằng kỹ thuật SSR marker. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Địa điểm thí nghiệm - Trồng và thí nghiệm lai hồi giao được thực hiện tại Viện Lúa ĐBSCL; 1 VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM - Marker assisted selection (MAS) được tiến hành tại Phòng Sinh học Phân tử của công ty Công Nghệ Sinh học PCR Cần Thơ. 2.2. Vật liệu nghiên cứu Kiểu gene lúa được dùng trong thí nghiệm: - Các dòng BC2F2 nguồn gốc lai từ OM7347/OM5629 được sử dụng như cá thể cho gene của QTL liên quan đến khả năng chịu mặn và hàm lượng amylose thấp để thiết lập bản đồ; - Quần thể BC3F6 phát triển từ OMCS2000/Pokkali//OMCS2000 (Lang 2015). 2.3. Phương pháp nghiên cứu Thanh lọc mặn: Thanh lọc mặn theo Gregorio (1997) Đánh giá kiểu gen theo Lang (2002): a/ Kết quả kiểm tra chất lượng DNA có những gen đích điều khiển tính trạng đang nghiên cứu. Áp dụng thang điểm LOD ≥ 3,0 để xác định những marker thật sự có ý nghĩa về mặt thống kê, liên kết với gen mục tiêu. Áp dụng giá trị R2 ≥ 10 % để xem QTL đang nghiên cứu giải thích được ≥10 % biến thiên kiểu hình (giá trị càng lớn càng tốt), khẳng định mức độ tin cậy của QTL và chỉ thị phân tử trong liên kết với gen điều khiển tính trạng ấy. Sử dụng GRAMENE để mở rộng vùng giả định với những chỉ thị mới, phục vụ cho tìm kiếm đa hình và thu hẹp vùng mục tiêu ở qui mô tin cậy tốt hơn, để ch ...