Nghiên cứu đa dạng kiểu hình và các marker phân tử/gen liên kết với tính trạng sức sống cây con chịu ngập ở giai đoạn nảy mầm của tập đoàn giống lúa bản địa Việt Nam

Bài viết Nghiên cứu đa dạng kiểu hình và các marker phân tử/gen liên kết với tính trạng sức sống cây con chịu ngập ở giai đoạn nảy mầm của tập đoàn giống lúa bản địa Việt Nam trình bày kết quả đa dạng kiểu hình tính trạng sức sống cây con trong điều kiện ngập của quần thể giống lúa bản địa Việt Nam; Chỉ thị SSR của tập đoàn giống lúa bản địa Việt Nam liên kết với tính trạng sức sống cây con ngập úng (sử dụng dấu đa hình SSR); Sự biểu hiện gen liên quan đến tính chịu ngập của lúa ở giai đoạn nảy mầm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu đa dạng kiểu hình và các marker phân tử/gen liên kết với tính trạng sức sống cây con chịu ngập ở giai đoạn nảy mầm của tập đoàn giống lúa bản địa Việt Nam Tạp chí Khoa học và ông nghệ ông nghiệp Việt Nam Số 7(60)/201 Nguyen Thị Trang1, Nguyen Thị Giang1, Vũ Thị Thu Hiền1 Study on the phenotypic variation and SSR markers/gene associated with seedling vigour under submergence at the seedling stage of Vietnamese lowland rice germplasms Abstract In direct-seeded rice ecosystem, seedling vigour under submergence is one of the most important traits for stable stand establishment. In this study, a set of 150 Vietnamese lowland rice cultivars was collected for studying of the “elongation strategy” by using the test tube bioassay screening method. LD (linkage disequilibrium) mapping method was applied to analyze the correlation between marker genotype and phenotype. The results showed that 7 SSR markers were detected association at or 1% either 5% significant level with the seedling vigour under submerged condition by ANOVA analysis. This trait is considered to be controlled by polygenic systems such as a key enzyme in ethylene biosynthesis (OsACSs). The results showed that expression level of OsACS gene family highly induced under submergence by RT-PCR and Real-Time PCR/qPCR analysis. The expression of gene OsACS1 might be a key gene responsible for rice seedling vigour under submergence at post-germination stage. Our results provided useful information for future breeding and genetic study to improve seedling vigour under submergence that supports for direct- seeded rice ecosystem in Vietnam. Key words: genetic diversity, simple sequence repeat (SSR) markers, allele frequency, seedling vigour, I. ĐẶT VẤN ĐỀ submergence stress, rice (Oryza sativa L.). Hiện nay, thiệt hại do lũ lụt hàng năm gây ra là triển của lóng thân khi ngập nước (Fukao và Bailey một vấn đề nghiêm trọng trong sản xuất lúa gạo ở Việt Nam. Theo số liệu hống kê năm 2011 của Bộ oxidase (ACO) là các enzym quan trọng trong quá Nông nghiệp và hát triển ông thôn, hơn 10.000 trinh sinh tổng hợp ethylene, biểu hiện của những ha diện tích lúa bị ngập do lũ lụt, gây thiệt hại đáng enzym này tăng cường khi cây lúa bị ngập nước kể cho nền kinh tế. Lúa là cây trồng về cơ bản có thể sinh trưởng tốt trong điều kiện ngập úng và thể Lúa trồng ở những vùng đất chịu tác động ngập hiện phổ biến dị di truyền rộng tính trạng chịu ngập. lụt khác nhau, phụ thuộc vào từng giai đoạn phát Hầu hết các giống lúa ở thời kỳ mạ đều vươn dài triển và thời gian sinh trưởng và cũng thể hiện chiến thân lá một cách tối đa khi bị ngập nước hoà lược chịu ngập khác nhau. Ở giai đoạn mạ, sự vươn mức độ vươn dài đó phụ thuộc vào đặc tính di dài thân lá nhanh hơn sẽ qui định tính trạng sức truyền của giống và bị ảnh hưởng bởi môi trường sống cây giống để trốn thoát trong môi trường ngập ngập hoặc tình trạng cây con trước khi bị ngập , 1990). Hơn nữa, “trốn thoát” ngập , 2008). Lũ lụt dẫn đến quá trình của lúa ở giai đoạn mạ là một trong những đặc tính chuyển đổi từ môi trường bình thường sang tình nông học rất quan trọng, bởi vì đây là thời kỳ cơ trạng thiếu oxy, lúa thể hiện sự đa dạng về khả năng bản quyết định đến mật độ và thời vụ gieo trồng của vươn dài thân lá khi bị ngập nước (Das lúa, đặc biệt trong hệ thống canh tác lúa gieo sạ 2005). Sức sống cây con là một tính trạng khá phức thẳng ở những vùng bị lũ lụt trong mô hình canh tác tạp do sự ảnh hưởng của nhiều gen và các yếu tố cánh đồng mẫu lớn. Hiện nay, nhiều nghiên cứu về môi trường. Nhiều thay đổi chuyển hóa xảy ra trong cơ chế phân tử liên quan đến tính chịu ngập, nhằm nảy mầm à sinh trưởng sớm trong điều xác định sự khác nhau giữa giống chống chịu và Viện Di Truyền Nông nghiệp kiện yếm khí. Ethylene gián tiếp điều khiển sự phát ống mẫn cảm chịu ngập. Đây là vấn đề then chốt Tạp chí Khoa học và ng nghệ ng nghiệp Việt Nam Số 7(60)/2015 để cải thiện hiệu quả đặc điểm sức sống cây con chịu tiến Việt Nam được thu thập đại diện cho các tỉnh ngập của giống ở đoạn nảy mầm/giai đoạn mạ. Thêm thuộc 3 vùng đồng bằng châu thổ Việt Nam và lưu vào đó, Việt Nam có nguồn gen lúa đa dạng ở các giữ tại ngân hàng gen của Trung tâm Tài nguyên vùng canh tác khác nhau thích ứng với lũ lụt thuộc 3 ực vật Sau đó được đánh giá kiểu hình tính trạng vùng đồng bằng châu thổ Bắc, Trung và Nam Bộ. Vì sức sống cây con chịu ngập theo phương pháp ống vậy, việc nghiên cứu khảo sát biến di kiểu hình và nghiệm (Manangkil xác định các chỉ thị phân tử/gen liên quan đến tính Các hóa chất phân sinh học phân tử chuyên chịu ngập ở giai đoạn nảy mầm của nguồn gen giống dụng của các hãng Sigma, Merck: CTAB, Tris base, lúa bản địa Việt Nam không chỉ có ý nghĩa trong bảo tồn nguồn giống địa phương mà còn có ý nghĩa lựa chọn vật liệu cho chọn tạo giống lúa chịu ngập, thích ứng với các vùng đất trũng khác nhau trong hệ thống isoamyalcohol, Ribonuclease A, Agarose, các mồi canh tác lúa gieo sạ thẳng ở Việt Nam II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trình tự các mồi dùng cho phản ứng RT PCR trong nghiên cứu biểu hiện gen chịu ngập của cây ở giai đoạn nảy mầm 1. Vật liệu nghiên cứu được liệt kê ở bảng 1. Nguồn vật liệu là 150 giống lúa bản địa và cải Bảng 1. Trình tự các mồi dùng cho phản ứng RT-PCR và Real-Time ...