Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật công nghệ sinh học trong chọn tạo giống lúa chịu mặn ứng phó biến đổi khí hậu tại Việt Nam

“Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật công nghệ sinh học trong chọn tạo giống lúa chịu mặn ứng phó biến đổi khí hậu tại Việt Nam” được thực hiện nhằm nhanh chóng lai tạo giống lúa mới với khả năng chống chịu mặn thích nghi tốt ở các vùng chịu ảnh hưởng của tác động biến đổi khí hậu tại Việt Nam.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật công nghệ sinh học trong chọn tạo giống lúa chịu mặn ứng phó biến đổi khí hậu tại Việt Nam NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CHỌN TẠO GIỐNG LÚA CHỊU MẶN ỨNG PHÓ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TẠI VIỆT NAM Nguyễn Thúy Kiều Tiên*1, Lê Hùng Lĩnh2, Nguyễn Khắc Thắng1, Trần Ngọc Thạch1, Trần Ánh Nguyệt1, Trần Thu Thảo1, Khuất Thị Mai Lương2, Đỗ Đức Tuyến1, Phòng Ngọc Hải Triều1, Trần Anh Thái1, Võ Thanh Toàn1, Nguyễn Thanh Quân2, Lê Huy Hàm2, Nguyễn Thị Minh Nguyệt2 (1) Viện Lúa Đồng bằng sông Cửu Long, (2) Viện Di truyền Nông nghiệp. Tóm tắt: Kết quả của đề tài đã thu thập trong và ngoài nước được 305 giống lúa và tiến hành thanh lọc khả năng chống chịu mặn trong điều kiện nhân tạo kết hợp với đánh giá kiểu gen đã xác định được 4 giống lúa phục vụ cho nghiên cứu lai chuyển gen/QTL chống chịu mặn vào các giống lúa đang phổ biến là OM4900 và Bắc Thơm 7 là: Pokkali, FL478, Bắc Việt và VN193. Hai giống lúa chịu mặn triển vọng được phát triển gồm OM89 mang QTL Saltol có nền di truyền của giống lúa OM4900 và SHPT15 mang QTL Saltol có nền di truyền của giống lúa Bắc Thơm 7 nhờ ứng dụng thành công kỹ thuật MABC (lai hồi giao có sự hỗ trợ của chỉ thị phân tử). Các nguồn vật liệu có biểu hiện khả năng chống chịu được mặn cao ≥ 6 ‰ được sử dụng như giống cho gen để tạo quẩn thể con lai, lập bản đồ tìm new QLT chống chịu mặn cao, hai bản đồ QTL liên kết với tính chống chịu mặn mới ngoài vùng QTL Saltol được phát hiện trên hai quần thể OM4900*2/Bắc Việt và Hương Việt*2/VN193 cũng được phát hiện trong nghiên cứu này. Đề tài cũng đã công bố 02 quy trình chọn giống lúa kháng mặn trên cơ sở sử dụng các chỉ thị phân tử liên kết với QTL Saltol và gen chống chịu mặn mới, có thể rút ngắn thời gian chọn tạo giống lúa chống chịu mặn. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Biến đổi khí hậu là một trong những thách thức lớn nhất của nhân loại, làm gia tăng nhiệt độ trái đất kết quả làm tan băng dẫn đến mực nước biển dâng cao gây nên ngập lụt và xâm nhập mặn ảnh hưởng lớn tới hệ thống sản xuất nông nghiệp. Việt Nam cũng không nằm ngoài tác động tiêu cực này, những năm gần đây biến đổi khí hậu đã và đang diễn biến ngày càng phức tạp, đất canh tác lúa bị mặn hóa do nước biển xâm nhập sâu bên trong nội đồng đang ngày càng trở nên phổ biến, khó dự đoán. Cây lúa đặc biệt nhạy cảm với độ mặn ở giai đoạn mạ non và sinh trưởng sinh thực. Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu lập bản đồ gen (QTL) thường tập trung để sáng tỏ và kiểm tra các 2 gen chính kiểm soát cơ chế chống chịu mặn và loại trừ ion Na+ từ thân lúa sử dụng đa dạng các giống chịu mặn. Trong số các QTL được khám phá, Saltol là một QTL có ảnh hưởng lớn đã cung cấp cơ hội tuyệt vời để đưa vào các giống lúa cao sản hoặc kết hợp cho nhiều chống chịu stress khác thông qua lai hồi giao cải tiến dựa trên marker phân tử (MABC). Vùng Saltol kéo dài từ 9.3 đến 16.4 Mb trên cánh ngắn NST số 1 từ quần thể lai đơn (RIL) (IR29 x Pokkali), được ký hiệu là Saltol1. Theo nhiều công trình công bố thì QLT Saltol1 có cho biểu hiện chống chịu mặn trên cây lúa từ 4-6‰, với mong muốn tìm new QLT mang gen chống chịu mặn ngoài Saltol1 có khả năng chống chịu mặn cao hơn, trước hết là sàng lọc kiểu hình nguồn vật liệu gen chống chịu mặn, lựa chọn các vật liệu thể hiện khả năng chống chịu mặn cao hơn giống mang gen Saltol1, tạo quần thể con lai và lập bản đồ QTL với mục tiêu xác định vị trí của new QLT, nghiên cứu này thật sự cần thiết để hội tụ chúng vào trong các giống năng suất cao và chống chịu mặn ổn định. Với các giống lúa hiện đang được trồng phổ biến ở Đồng bằng sông Cửu Long (OM4900) và đồng bằng sông Hồng (Bắc Thơm 7) có khả năng thích ứng rộng, phẩm chất gạo tốt, ngắn ngày năng suất cao nhưng khả năng chống chịu mặn kém sẽ được sử dụng MABC như là một công cụ hiệu quả trong việc lai chuyển gen chống chịu mặn Saltol 1 vào các giống này nhưng vẫn giữ được các tính tính cơ bản của giống nền (OM4900 và Bắc Thơm 7). Song song đó với các nguồn vật liệu tại ngân hàng gen hoặc du nhập có biểu hiện khả năng chống chịu được mặn cao ≥ 6 ‰ được sử dụng như giống cho gen để tạo quẩn thể con lai, lập bản đồ tìm new QLT chống chịu mặn cao. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật công nghệ sinh học trong chọn tạo giống lúa chịu mặn ứng phó biến đổi khí hậu tại Việt Nam” được thực hiện nhằm nhanh chóng lai tạo giống lúa mới với khả năng chống chịu mặn thích nghi tốt ở các vùng chịu ảnh hưởng của tác động biến đổi khí hậu tại Việt Nam. 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu Gồm 305 dòng thu thập như; Bắc Việt, Cần lùn, OM2517, OM359, OM380, OM429, OM442, OM461, OM462, OM463, OM464, OM5451, OM8017, IR29, Pokkali, RC222 ...