BÁO CÁO KHOA HỌC: THIẾT LẬP BẢN ĐỒ GEN RẦY NÂU TRÊN QUẦN THỂ F2 CÂY LÚA (ORYZA SATIVA)

Tính kháng sâu, bệnh hại lúa là mục tiêu quan trọng trong chương trình cải tiến giống lúa. Tuy nhiên, tính kháng sâu bệnh thường bị phá vỡ sau vài năm giống được đưa ra sản xuất. Chiến lược chồng gen kháng nhờ sự giúp đỡ của Chỉ thị ADN, với nguồn gen được khai thác từ lúa hoang, lúa địa phương đang được khuyến khích.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
BÁO CÁO KHOA HỌC: "THIẾT LẬP BẢN ĐỒ GEN RẦY NÂU TRÊN QUẦN THỂ F2 CÂY LÚA (ORYZA SATIVA)"THIẾT LẬP BẢN ĐỒ GEN RẦY NÂU TRÊN QUẦNTHỂ F2 CÂY LÚA (ORYZA SATIVA)Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí BửuViện Lúa Đồng Băng Sông Cửu LongI. MỞ ĐẦU Tính kháng sâu, bệnh hại lúa là mục tiêu quan trọngtrong chương trình cải tiến giống lúa. Tuy nhiên, tínhkháng sâu bệnh thường bị phá vỡ sau vài năm giống đượcđưa ra sản xuất. Chiến lược chồng gen kháng nhờ sự giúpđỡ của Chỉ thị ADN, với nguồn gen được khai thác từ lúahoang, lúa địa phương đang được khuyến khích. Chúng tavẫn chưa biết hết những bí ẩn của tương tác giữa ký sinh vàký chủ, sự phá vở tính kháng do sức ép chọn lọc cao. Thídụ như tính kháng rầy nâu và bệnh đạo ôn được điều khiểnbởi gen đơn, nhưng sự thể hiện tính kháng này vô cùngphức tạp, người ta phải sử dụng thuật ngữ complex, vìtính kháng không ổn định trong điều kiện thâm canh cao vàchiến lược quản lý giống trong sản xuất không hợp lý, sựbiến dị trong pathogen hoặc loại hình sinh học (biotype).Việc áp dụng các tiến bộ kỹ thuật marker phân tử trongchọn giống lúa chống chịu sâu bệnh hại chính đang đượcphát triển. Với sự thuận lợi của những chỉ thị trên cơ sở kỹthuật PCR, chúng ta đã giảm rất nhiều chi phí nghiên cứuso với sử dụng RFLP.Tuy nhiên để chọn lựa chỉ thị nào liênkết với một gen kháng bệnh, bản đồ di truyền của gen phảiđược thiết lập.Lập bản đồ di truyền trên cây lúa bằng chỉ thị phân tử Mc. Couch và ctv (1988) thiết lập bản đồ liên kết gentrên cây lúa đầu tiên với RFLP bao gồm 135 loci. Bản đồphủ trên 12 nhiễm sắc thể với chiều dài tổng cộng 1.389cM trên hệ gen cây lúa từ cặp lai IR34583 (indica) và BuluDalam (javanica).Ba năm sau đó, bản đồ thứ hai được thiết lập từ quần thểIRAT117(japonica) và Apura (indica) (Mc Couch 1991,Tanksley và ctv 1991). Một nhóm tác giả khác là Saito vàctv (1991) thiết lập một bản đồ di truyền dựa trên cặp laiKasalath (indica) và Fl134 (japonica) với 347 chỉ thị RFLP,phủ trên 12 nhiễm sắc thể, với chiều dài tổng cộng 1.836cM trên hệ gen cây lúa.Causse và ctv (1994) thiết lập một bản đồ khác dùng chỉ thịRFLP để xây dựng bản đồ di truyền từ quần thể hồi giao(backcross) giữa O.sativa (dạng hình indica) vàO..longistaminata. Chúng bao gồm những chỉ thị từ hệ gencây lúa với ký hiệu RG và RZ , từ lúa mì với ký hiệu CDOvà lúa mạch với ký hiệu BCD. Tổng số 600 chỉ thị phủ trên12 nhiễm sắc thể.Kurata và ctv (1994) dùng quần thể F2 của Nipponbare(japonica) và Kasalath (indica) để thiết lập lập bản đồ ditruyền. Bản đồ được bao phủ trên 12 nhiễm sắc thể vớitổng cộng chiều dài 1.575 cM. Vịệc thiết lập bản đồ trêntâm động (centromere) cũng được thực hiện với 170 chỉ thịRFLP (Singh và ctv. 1996).Lập bản đồ cho gen rầy nâu Đối với rầy nâu, việc dùng chỉ thị trên cơ sở kỹ thuậtPCR, để lập bản đồ gen rất phức tạp và khó khăn. Ishii vàctv. (1994) đã thiết lập bản đồì RFLP và xác định gen Bph-10 kháng biotype 2 và 3, định vị trên nhiễm sắc thể 12 liênkết với RG457. Cặp primer được thiết kế từ RG457 (chỉ thịSTS ) đã phát hiện được gen kháng rầy nâu Bph-10 vớikhoảng cách di truyền 1.7 cM trên quần thể lúa hoangOryza australiensis và những dòng con lai có xuất xứ từloài lúa hoang này (Lang và ctv. 1999). Trong báo cáo này,chúng tôi muốn trình bày tính khả thi của việc sử dụng vậtliệu lúa địa phương để xây dựng quần thể con lai, áp dụngtrong kỹ thuật thiết lập bản đồ liên kết gen với chỉ thị phântử trên cơ sở kỹ thuật PCR, nhằm phát hiện gen kháng rầynâu, kháng bệnh đạo ôn và bạc lá, phục vụ chiến lược MAS(chọn giống nhờ chỉ thị phân tử)II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁPQuần thể con lai từ những vật liệu sau đây để nghiên cứutính kháng rầy nâuThanh lọc rầy nâu : quần thể con được thử và đánh gíakháng rầy nâu+ Nguồn rầy nâu thu thập tại Viện Lúa Ô Môn.+ Các dụng cụ nuôi rầy và thanh lọc rầy , trong nhà lưới.+ Giống lúa mùa Tài nguyên và TN1 được cung cấp làmthức ăn cho rầyThanh lọc theo phương pháp hộp mạ của IRRI,ba lần nhắclại, giống TN 1, IR 64 làm chuẩn nhiễm và PTB 33, HoaLài làm chuẩn kháng. Khi cây mạ ở giai đoạn 2 đến 3 là,tiến hành thả rầy tuổi 1 đến 3, mật số 4-6 con / cây.Quan sát lúc giống TN 1 cháy rụi (cấp 9), đánh giá cấp hạiđối với vật liệu thí nghiệm theo thang điểm 9 cấp của IRRI.Phương pháp phân tích PCR-based MASChỉ thị STS theo phương pháp Lang 2002 Sản phẩm PCR được chuẩn bị trongMicrosatellite:10mM Tris-HCl (pH 8), 50mM KCl, 1.5mM MgCl2, 1 unitcủa TAKARA Taq, 4 nmol dNTP, 10pmol primer và 50ngADN. Sử dụng thermal cycler 9600 (Perkin-Elmer), chu kỳnhân gen được thiết kế như sau: tách dây đơn ở 95oC trong5 phút, tiếp theo đó là 35 chu kỳ: 94oC trong 60 giây, 55oCtrong 30 giây, 72oC trong 60 giây. Lần kéo dài phản ứngcuối là 72oC trong 5 phút. Sau khi thực hiện PCR, chúng tôithêm vào 13l dung dịch đệm (98% formamide, 10mmEDTA, 0.025% bromophenol blue, 0.025% xylene cyanol.Mức độ đa hình của sản phẩm PCR ...