CƠ SỞ DI TRUYỀN TÍNH CHỐNG CHỊU ĐỐI VỚI THIỆT HẠI DO MÔI TRƯỜNG CỦA CÂY LÚA - CHƯƠNG MỞ ĐẦU

Những thiệt hại do môi trường bao gồm các yếu tố đất đai, nước, nhiệt độ (nóng hoặc lạnh) ảnh hưởng rất lớn đến năng suất cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng. Trên thế giới, các nhà khoa học đã sử dụng thuật ngữ “abiotic stress” để khái quát tất cả những stress do yếu tố không phải sinh học gây ra.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CƠ SỞ DI TRUYỀN TÍNH CHỐNG CHỊU ĐỐI VỚI THIỆT HẠI DO MÔI TRƯỜNG CỦA CÂY LÚA - CHƯƠNG MỞ ĐẦU BÙI CHÍ BỬU - NGUYỄN THỊ LANG CƠ SỞ DI TRUYỀNTÍNH CHỐNG CHỊU ĐỐI VỚITHIỆT HẠI DO MÔI TRƯỜNG CỦA CÂY LÚA NHÀ XUẤT BẢN NÔNG NGHIỆP Thành phố Hồ chí Minh 2003 Bùi chí Bửu Phó Giáo Sư, Tiến Sĩ Viện Trưởng Nguyễn thị Lang Tiến sĩ Trưởng Bộ môn Di truyền – Qũy GenVIỆN LÚA ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG LỜI TỰA Những thiệt hại do môi trường bao gồm các yếu tố đất đai, nước, nhiệt độ (nóng hoặclạnh) ảnh hưởng rất lớn đến năng suất cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng. Trên thế giới,các nhà khoa học đã sử dụng thuật ngữ “abiotic stress” để khái quát tất cả những stress do yếutố không phải sinh học gây ra. Phần lớn cơ chế chống chịu về sinh lý học của những thiệt hại như vậy đối với câytrồng đang được tập trung nghiên cứu với sự phối hợp giữa các nhà sinh lý, sinh hóa, ditruyền, chọn giống. Nhưng đây là lĩnh vực rất khó, một số cơ chế chống chịu vẫn chưa đượcbiết rõ, mặc dù người ta đã phân tích sự kiện ở mức độ sinh học phân tử. Việc cải tiến giốngcó năng suất cao kết hợp với khả năng chống chịu stress như vậy vẫn đang diễn biến rất chậm,vì những kiến thức cơ bản về di truyền và sinh lý thực vật còn hạn chế, kỹ thuật thanh lọc rấtphức tạp và tốn kém. Quyển sách này chủ yếu tập trung các vấn đề chính trên cây lúa, bao gồm: tính chốngchịu khô hạn, tính chống chịu mặn, tính chống chịu ngập hoàn toàn, tính chống chịu độ độcnhôm, tính chống chịu thiếu lân, tính chống chịu độc sắt và tính chống chịu lạnh. Các phươngpháp nghiên cứu di truyền được giới thiệu trong chương đầu tiên bao gồm những thành tựu vềgenomics, chức năng genome học, ứng dụng microarray, bản đồ đồng dạng trên cơ sở hiệntượng “synteny” của Tiến sĩ Gale (Rockefeller Fondation), và đặc biệt là phân tích QTL đốivới những tính trạng di truyền số lượng, với các phần mềm rất có ích cho nhiều mục tiêu giảithích khác nhau. Sự khan hiếm về nguồn nước tưới cho nông nghiệp hiện nay và trong tương lai là vấnđề ngày càng trở nên nghiêm trọng có tính chất toàn cầu. Do đó, các dự án nghiên cứu về câytrồng chống chịu khô hạn đang là hướng ưu tiêu đầu tư của các dự án quốc tế và quốc gia.Giống lúa chống chịu khô hạn phải được nghiên cứu trên cơ sở hiểu biết rõ ràng về cơ chếchống chịu và khả năng di truyền của giống, trước nguy cơ khủng hoảng thiếu nước trongtương lai gần. Cơ chế tránh né, cơ chế thoát và cơ chế chống chịu được đề cập một cách hệthống trên cơ sở di truyền số lượng với những QTL có tính chất giả định về gen điều khiểnhiện tượng chống chịu rất phức tạp này. Bên cạnh đó, ảnh hưởng của môi trường tác động vàotính trạng di truyền số lượng như vậy cũng cần được giải thích. Cơ chế điều tiết áp suất thẩm thấu và qúa trình nhận tín hiệu của stress do khô hạn,mặn, và lạnh tương đối giống nhau về nguyên tắc chung. Người ta đặt ra một câu hỏi: tín hiệuấy được sự cảm nhận của di truyền như thế nào để điều chỉnh gen mục tiêu đáp ứng với khảnăng chống chịu của cây trong từng hoàn cảnh khác nhau như vậy? Đó là một hiện tượng kháthú vị trong thiên nhiên, khi chúng ta nghiên cứu sự điều tiết rất tinh vi của gen (generegulation). Di truyền tính chống chịu mặn đã được Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL)tiến hành nghiên cứu từ di truyền cơ bản đến ứng dụng chọn tạo ra một vài giống đang pháttriển trong sản xuất. Nhưng tương tác giữa kiểu gen x môi trường vẫn còn là một thử thách rấtlớn, và ngưỡng chống chịu phải được xác định rõ (EC khoảng 4-6 dS/m). Tập thể tác giả rấtcám ơn sự hướng dẫn của TS Ning Huang (IRRI) về phân tích genome, sự cộng tác của TSYanagihara (JIRCAS), TS Zhikang Li (IRRI) cung cấp vật liệu và phương tiện, TS KennethMcNally (IRRI) trong phân tích mô hình toán để giải thích kết qủa. Di truyền tính chống chịu ngập hoàn toàn được thực hiện với số năm tham gia nghiêncứu lâu nhất của tập thể tác giả. Chúng tôi cám ơn anh bạn người Thái Lan Sripongpankul đãcho phép sử dụng số liệu trong luận án Tiến sĩ để minh họa thêm trong tư liệu này, đặc biệtTS Senadhira, TS Derk HilleRisLamber (IRRI), TS Võ tòng Xuân, TS Nguyễn văn Luật đãhướng dẫn chúng tôi trong những năm đầu tiên tham gia nghiên cứu, TS Puckridge đại diệncủa IRRI tại Thái Lan đã tạo điều kiện cho chúng tôi được khảo sát rất nhiều vùng lúa nướcsâu ở Châu Á và tiếp cận các nhà khoa học chuyên ngành về lĩnh vực này. Chúng tôi xin cámơn TS Mackill (IRRI) với những thảo luận rất lý thú về khả năng chọn tạo giống chống chịu. Di truyền tính chống chịu độ độc nhôm được thực hiện với sự cộng tác của tập thể cácnhà khoa học TS Brar (IRRI), TS Henry Nguyễn (ĐH Texas Tech), cùng các đồng nghiệpchúng tôi tại Viện Lúa ĐBSCL, nhằm khai thác nguồn gen mục tiêu từ giống lúa hoang Oryzarufipogon ở Đồng Tháp Mười. Anh Nguyễn duy Bảy đã nổ lực hoàn th ...