Cơ sở di truyền tính chống chịu đối với thiệt hại do môi trường của cây lúa: Phần 2 - Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang

Cuốn sách "Cơ sở di truyền tính chống chịu đối với thiệt hại do môi trường của cây lúa - Phần 2" gồm nội dung của chương 5 đến hết chương 8, trình bày về cơ sở di truyền tính chống chịu độ độc nhôm, cơ sở di truyền tính chống chịu thiếu lân, cơ sở di truyền tính chống chịu độ độc sắt và cơ sở di truyền tính chống chịu nhiệt độ lạnh.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cơ sở di truyền tính chống chịu đối với thiệt hại do môi trường của cây lúa: Phần 2 - Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang Chương 5 CƠ SỞ DI TRUYỀN TÍNH CHỐNG CHỊU ĐỘ ĐỘC NHÔM Năng suất cây trồng trên đất acid, đất phèn bị ảnh hưởng rất đáng kể do nhiều yếu tố:(1) độ độc sắt, (2) độ độc nhôm, (3) độ pH thấp, (4) thiếu lân, v.v... Trong chương này, chúngta đề cập đến tính trạng chống chịu độ độc nhôm của cây trồng trên đất chua (pH thấp), hoặcđất phèn (pH thấp, nhiều lưu hùynh, như đồng bằng sông Cửu Long) Độ độc nhôm được xem như yếu tố hạn chế chính đối với sự tăng trưởng của câytrồng (Kochian 1995). Người ta chưa biết nhiều về cơ chế chống chịu độ độc nhôm của câytrồng ở mức độ sinh học phân tử. Trong các loài mễ cốc, cây lúa mạch đen (rye) được xemnhư là cây có tính chống chịu độ độc nhôm tốt nhất. Aniol và Gustafson (1984) phát hiện tínhchống chịu này ở cây lúa mạch đen, được điều khiển bởi những gen chủ lực định vị trênnhiễm sắc thể 3R và 6R, với những gen khác định vị trên nhiễm sắc thể 4R. Hai loci trội: Alt1trên nhiễm thể số 6R và Alt2 trên nhiễm thể số 4R, đã được thiết lập bản đồ (Gallego và ctv.1998, Miftahudin và ctv. 2002). Đối với lúa mì, tính trạng này được điều khiển bởi 2-3 gentrội hoặc đa gen (Aniol và Gustafson 1984). Người ta đã xác định được một gen chính AtlBHđiều khiển tính trạng chống chịu độ độc nhôm, định vị trên nhiễm sắc thể 4DL, đóng góp 85%biến thiên kiểu hình (Riede và Anderson 1996). Tang và ctv. (2000) đã thiết lập bản đồ mộtgen điều khiển tính chống chịu nhôm trên một nhánh vai của nhiễm thể 4H của lúa mạch(barley), liên kết với marker Xbcd117, khoảng cách liên kết là 2,1 cM, liên kết với markerXwg464 và Xcdo1395, khoảng cách liên kết là 2,1 cM. Đối với cây bắp, nhiều phòng thínghiệm cũng đã tiến hành nghiên cứu tính trạng chống chịu độ độc nhôm, họ ghi nhận tínhtrạng này do đa gen điều khiển (Magnavaca và ctv. 1987). Nghiên cứu tính trạng này trongcây lúa vẫn còn ít báo cáo. Sử dụng kỹ thuật phân tử, Wu và ctv.(2000) đã xác định đượcnhiều QTL có liên quan đến tính chống chịu nhôm, trong một quần thể cận giao ngẫu nhiêncủa tổ hợp lai IR1552 / Azucena. Nguyễn và ctv.(2001) đã phát hiện 5 QTL điều khiển tínhchống chịu nhôm, định vị rãi rác trên 5 nhiễm sắc thể, với một QTL chính thức định vị trênnhiễm thể số 1. Nguyễn và ctv. (2002) tìm thấy 10 QTL định vị trên 9 nhiễm sắc thể điềukhiển tính chống chịu nhôm, trên cơ sở quần thể lưỡng bội kép (DH) của tổ hợp lai CT9993 /IR62266. Những phát hiện này khẳng định rằng: tính chống chịu độ độc nhôm là một tínhtrạng phức tạp Ðối với cây lúa, trước đây, người ta nghĩ rằng rễ lúa trong đất acid phải tiếp xúc và bịngộ độc bởi ion H+, nhưng hiện nay người ta cho rằng chính ion Al3+ là tác nhân (Coronel1980, Thaworuwong và van Díet 1974). Trong các thí nghiệm của tác giả, với pH từ 3.5 - 5.0,không thấy ảnh hưởng độc hại rễ lúa nếu không có sự hiện diện của nhôm. Chính sự phát triển của rễ lúa là chỉ tiêu quan sát dễ nhất ở các nồng độ gây độc hạicủa nhôm. Thông thường, độ gây độc hại của nhôm không xuất hiện ở pH lớn hơn 5,5 (Mc Cartvà Kaprath 1965), mà chỉ gây thiệt hại trầm trọng ở pH nhỏ hơn 5,0. Kỹ thuật thanh lọc tính chống chịu độ độc nhôm trong môi trường dinh dưỡng cónhiều thuận lợi hơn thanh lọc ngay trên đất acid, bởi vì rất khó kiểm tra được nồng độ nhômmột cách chính xác trong đất (Froy 1974, Howeler và Cadavid 1976, Martinez 1976), chưanói sự thay đổi pH làm ảnh hưởng đến dạng nhôm hoà tan và mức độ gây độc hại trong đất(Moore 1974). Có 3 kỹ thuật thanh lọc nhôm trong môi trường dinh dưỡng: chiều dài rễ tuyệt đối, sựphục hồi sinh trưởng của rễ và nhuộm màu khi phản ứng với hematoxylin. Nhưng kỹ thuật đochiều dài rễ tuyệt đối được áp dụng phổ biến nhất (Coronel 1980). Sau khi có được chiều dài tuyệt đối (MRL), người ta còn dùng phép tính chiều dài rễtương đối (RRL) để làm giảm bớt sự sai biệt về di truyền của sự sinh trưởng rễ lúa (Coronel1980). Khái niệm về chiều dài tương đối (RRL) được xem như là tỷ số của chiều dài rễ ở 2mức độ nhôm khác nhau. Chiều dài rễ ở nồng độ 30 ppm Al RRL= Chiều dài rễ ở nồng độ 0 ppm Al Hiện tượng đầu tiên của cây trồng khi bị độ độc của nhôm là sự kéo dài của rễ bị ứcchế. Rễ bị thương tổn trong điều kiện nồng độ nhôm cao, biểu hiện thông qua các triệu chứngnhư sau: ngắn, dầy, sậm màu, dòn dễ gãy, ít đâm nhánh, chiều dài tổng số của rễ và thể tích rễcây giảm rõ rệt. Độ độc nhôm còn có thể ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của chồi thân, thông qua sự giới hạn di chuyểnchất dinh dưỡng, và nước do hiện tượng hấp thu hoặc truyền dẫn qúa kém5-1. GIỐNG LÚA NƯỚC SÁU CHỐNG CHỊU ĐỘ ĐỘC NHÔM Ở ĐỒNG BẰNGSÔNG CỬU LONG Hầu hết các vùng lúa nước sâu ở ĐBSCL là đất phèn, nồng độ sắt và nhôm cao, gâyđộc hại cho cây lúa ...