Tóm tắt Luận án Ứng dụng chỉ thị phân tử chọn tạo các dõng đậu tương kháng bệnh gỉ sắt

Bệnh gỉ sắt do nấm Phakopsora pachyrhizi Sydow gây ra, là một trong những bệnh hại chính trên cây đậu tương, làm giảm nghiêm trọng đến năng suất ở nhiều nước châu Á trong đó có Việt Nam (Nguyễn Thị Bình và cs., 2007). Để phòng chống bệnh có nhiều biện pháp khác nhau, trong đó chọn tạo và trồng giống kháng bệnh mang lại hiệu quả kinh tế cao, không gây ô nhiễm môi trường, tạo nông sản sạch. Hiện nay, các nhà khoa học đã phát hiện có 7 gen kháng bệnh, được ký hiệu lần lượt là Rpp1, Rpp2, Rpp3, Rpp4, Rpp5, Rpp6 và Rpp1b (Bromfield and Hartwig, 1980; McLean and Byth, 1980; Bromfield and Melching, 1982; Hartwig and Bromfield, 1983; Hartwig, 1996; Garcia et al., 2008; Li et al., 2012; Hossain et al., 2014). Phần lớn các gen kháng này cũng đã được lập bản đồ và xác định các chỉ thị phân tử ADN liên kết. Theo đó, gen kháng Rpp1 được xác định nằm trên nhiễm sắc thể (NST) số 18 và liên kết với 2 chỉ thị Sct_187 và Sat_064 với khoảng cách di truyền là 0,4 cM (Hyten et al., 2007); Rpp2 nằm trên NST số 16, liên kết với chỉ thị Sat_255, Satt620 và Satt215 với khoảng cách di truyền lần lượt là 8,1 cM, 4,3 cM và 4,3 cM (Abdelnoor et al., 2007); Rpp3 nằm trên NST số 6, liên kết với các chỉ thị Satt460, Sat_263 và Sat_251 với khoảng cách di truyền lần lượt là 0,5 cM, 0,9 cM và 4,1 cM (David et al., 2009); Rpp4 trên NST số 18, liên kết với chỉ thị Satt288 và Sat_191 với khoảng cách di truyền là 1,19 cM và 6,24 cM (Abdelnoor et al., 2007) và gen kháng Rpp5 nằm trên NST số 3, liên kết với chỉ thị Sat_275 và Sat_280 với khoảng cách di truyền là 4,6 cM và 6,3 cM (Gacia et al., 2008; Khanh et al., 2013). Tuy nhiên, vì mỗi tác giả sử dụng những vật liệu mẫu giống để xác định chỉ thị phân tử liên kết có khác nhau nên khoảng cách di truyền mỗi chỉ thị với mỗi gen cũng có thể khác nhau. Ngoài ra, khoảng cách di truyền của gen có thể thay đổi theo từng genome, đồng thời khi áp dụng trong chọn giống phân tử còn tùy thuộc vào loại chỉ thị và điều kiện cơ sở vật chất. Vì thế, trước khi tiến hành chọn giống phân tử nói chung và chọn giống kháng bệnh gỉ sắt nói riêng thì cần phải lựa chọn được những chỉ thị có liên kết chặt với gen kháng hữu hiệu với các chủng nấm bệnh quan tâm và là loại chỉ thị dễ thực hiện.

pdf27 trang | Chia sẻ: thientruc20 | Ngày: 26/08/2021 | Lượt xem: 18 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tóm tắt Luận án Ứng dụng chỉ thị phân tử chọn tạo các dõng đậu tương kháng bệnh gỉ sắt, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN VĂN KHỞI ỨNG DỤNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ CHỌN TẠO CÁC DÕNG ĐẬU TƢƠNG KHÁNG BỆNH GỈ SẮT (Phakopsora pachyrhizi Sydow) CHUYÊN NGÀNH: DI TRUYỀN VÀ CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG MÃ SỐ: 9 62 01 11 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÀ NỘI – 2018 Công trình hoàn thành tại: HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Ngƣời hƣớng dẫn: GS.TS. PHAN HỮU TÔN TS. NGUYỄN THANH TUẤN Phản biện 1: PGS.TS. NGUYỄN THỊ TRÂM Hội Giống cây trồng Việt Nam Phản biện 2: PGS.TS. LÃ TUẤN NGHĨA Trung tâm Tài nguyên thực vật Phản biện 3: TS. VŨ ĐÌNH CHÍNH Học viện Nông nghiệp Việt Nam Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện họp tại: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Vào hồi giờ, ngày tháng năm 2018 Có thể tìm hiểu luận án tại thƣ viện: - Thƣ viện Quốc gia Việt Nam - Thƣ viện Học viện Nông nghiệp Việt Nam 1 PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Bệnh gỉ sắt do nấm Phakopsora pachyrhizi Sydow gây ra, là một trong những bệnh hại chính trên cây đậu tương, làm giảm nghiêm trọng đến năng suất ở nhiều nước châu Á trong đó có Việt Nam (Nguyễn Thị Bình và cs., 2007). Để phòng chống bệnh có nhiều biện pháp khác nhau, trong đó chọn tạo và trồng giống kháng bệnh mang lại hiệu quả kinh tế cao, không gây ô nhiễm môi trường, tạo nông sản sạch. Hiện nay, các nhà khoa học đã phát hiện có 7 gen kháng bệnh, được ký hiệu lần lượt là Rpp1, Rpp2, Rpp3, Rpp4, Rpp5, Rpp6 và Rpp1b (Bromfield and Hartwig, 1980; McLean and Byth, 1980; Bromfield and Melching, 1982; Hartwig and Bromfield, 1983; Hartwig, 1996; Garcia et al., 2008; Li et al., 2012; Hossain et al., 2014). Phần lớn các gen kháng này cũng đã được lập bản đồ và xác định các chỉ thị phân tử ADN liên kết. Theo đó, gen kháng Rpp1 được xác định nằm trên nhiễm sắc thể (NST) số 18 và liên kết với 2 chỉ thị Sct_187 và Sat_064 với khoảng cách di truyền là 0,4 cM (Hyten et al., 2007); Rpp2 nằm trên NST số 16, liên kết với chỉ thị Sat_255, Satt620 và Satt215 với khoảng cách di truyền lần lượt là 8,1 cM, 4,3 cM và 4,3 cM (Abdelnoor et al., 2007); Rpp3 nằm trên NST số 6, liên kết với các chỉ thị Satt460, Sat_263 và Sat_251 với khoảng cách di truyền lần lượt là 0,5 cM, 0,9 cM và 4,1 cM (David et al., 2009); Rpp4 trên NST số 18, liên kết với chỉ thị Satt288 và Sat_191 với khoảng cách di truyền là 1,19 cM và 6,24 cM (Abdelnoor et al., 2007) và gen kháng Rpp5 nằm trên NST số 3, liên kết với chỉ thị Sat_275 và Sat_280 với khoảng cách di truyền là 4,6 cM và 6,3 cM (Gacia et al., 2008; Khanh et al., 2013). Tuy nhiên, vì mỗi tác giả sử dụng những vật liệu mẫu giống để xác định chỉ thị phân tử liên kết có khác nhau nên khoảng cách di truyền mỗi chỉ thị với mỗi gen cũng có thể khác nhau. Ngoài ra, khoảng cách di truyền của gen có thể thay đổi theo từng genome, đồng thời khi áp dụng trong chọn giống phân tử còn tùy thuộc vào loại chỉ thị và điều kiện cơ sở vật chất. Vì thế, trước khi tiến hành chọn giống phân tử nói chung và chọn giống kháng bệnh gỉ sắt nói riêng thì cần phải lựa chọn được những chỉ thị có liên kết chặt với gen kháng hữu hiệu với các chủng nấm bệnh quan tâm và là loại chỉ thị dễ thực hiện. Để chọn tạo thành công giống đậu tương Việt nam kháng bệnh gỉ sắt bằng ứng dụng chỉ thị phân tử ADN thì cần thiết phải có nguồn gen kháng phong phú, tiếp đến phải đánh giá nguồn gen và xác định được các gen kháng hữu hiệu đối với các chủng nấm gỉ sắt Việt nam và lựa chọn những chỉ thị phân tử có liên kết chặt với mỗi gen kháng rồi tiến hành lai quy tụ nhiều gen kháng hoặc gen kháng hữu hiệu vào giống tốt để tạo ra các dòng, giống kháng bệnh bền vững là việc làm cần thiết và cấp bách hiện nay. 2 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Xác định được mẫu giống đậu tương chứa gen kháng bệnh gỉ sắt và chỉ thị phân tử ADN liên kết chặt với các gen kháng hữu hiệu. - Chọn tạo được một số dòng/giống đậu tương tốt, chứa gen kháng bệnh gỉ sắt hữu hiệu với các mẫu nấm gây bệnh gỉ sắt ở Việt Nam bằng ứng dụng chỉ thị phân tử ADN. 1.3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.3.1. Đối tƣợng nghiên cứu Một số giống đậu tương thu thập, nhập nội và chọn tạo trong nước, mẫu nấm bệnh gỉ sắt phân lập ở Việt nam, các gen kháng bệnh gỉ sắt và chỉ thị phân tử ADN liên kết. 1.3.2. Phạm vi nghiên cứu - Đề tài thực hiện tại Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm và Viện Bảo vệ thực vật từ năm 2013 đến năm 2017 - Khảo sát một số đặc điểm nông sinh học, năng suất, chất lượng và khả năng kháng bệnh gỉ sắt của tập đoàn 70 mẫu giống đậu tương và các thế hệ con lai; 3 mẫu nấm phân lập bệnh gỉ sắt thu thập từ các địa phương khác nhau ở Việt Nam; 5 gen kháng bệnh gỉ sắt Rpp1, Rpp2, Rpp3, Rpp4, Rpp5 và các chỉ thị phân tử liên kết đã được công bố. 1.4. TÍNH MỚI VÀ NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN ÁN - Phát hiện được một số mẫu giống đậu tương tốt và 28 mẫu giống chứa từ 1 đến 3 gen kháng bệnh gỉ sắt trong tập đoàn 70 mẫu giống, làm cơ sở dữ liệu giúp các nhà chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh gỉ sắt tham khảo sử dụng. - Xác định được 3 gen kháng hữu hiệu (Rpp2, Rpp4 và Rpp5), kháng tốt với các mẫu nấm gây bệnh gỉ sắt đậu tương ở Việt Nam và lựa chọn được 3 chỉ thị phân tử ADN liên kết chặt với 3 gen kháng hữu hiệu là: Satt620 liên kết chặt với gen Rpp2 ở khoảng cách di truyền là 3,33cM; Satt288 với gen Rpp4 là 2,50cM và Sat_275 với gen Rpp5 là 4,16 cM. - Chọn tạo thành công 13 dòng đậu tương tốt chứa 1 hoặc 2 gen kháng hữu hiệu với các mẫu nấm gây bệnh gỉ sắt ở Việt Nam. Trong đó, 2 dòng VD1- 2-1 (Đ9) và VD1-9-1 (Đ10), triển vọng có nhiều đặc điểm tốt đã gửi khảo nghiệm Quốc gia. 1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.5.1. Ý nghĩa khoa học - Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học góp phần khẳng định thêm tính hiệu quả của phương pháp chọn tạo giống cây trồng có sự hỗ trợ của chỉ thị phân tử ADN. 3 - Sản phẩm của đề tài là dữ liệu về nguồn gen kháng hữu hiệu, chỉ thị phân tử ADN liên kết chặt với gen kháng, các dòng/giống đậu tương chứa 1-2 gen kháng hữu hiệu với bệnh gỉ sắt là dữ liệu khoa học tham khảo cho các nghiên cứu tiếp sau về chọn tạo giống kháng bệnh gỉ sắt ở đậu tương. 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn Hai dòng/giống đậu tương (Đ9 và Đ10) có nhiều đặc điểm nông sinh học tốt, ngắn ngày, năng suất đạt ≥ 2,5 tấn/ha ở vụ Xuân, chứa gen kháng hữu hiệu Rpp2 kháng được nhiều chủng nấm bệnh gỉ sắt ở Việt Nam, góp phần đa dạng hóa bộ giống đậu tương ở phía Bắc Việt Nam. PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 2.1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT ĐẬU TƢƠNG Cùng với sự tăng lên về diện tích, sản lượng đậu tương của thế giới cũng tăng lên nhanh chóng qua các năm. Năm 1960 sản lượng đậu tương thế giới đạt 25,20 triệu tấn, năm 1990 tăng lên 104,19 triệu tấn. Đến năm 2000, sản lượng đậu tương toàn thế giới đạt 151,41 triệu tấn, tăng 6 lần so với năm 1960. Đến năm 2016 sản lượng đậu tương toàn thế giới đạt 323,70 triệu tấn, tăng gần 12,6 lần so với năm 1960. Ở Việt Nam theo Phạm Văn Thiều (2006), đậu tương được trồng ở nước ta từ rất sớm. Tuy nhiên, trước cách mạng tháng 8/1945 diện tích trồng còn ít (30.000 ha năm 1944). Sau khi đất nước thống nhất (1976) diện tích trồng mới được bắt đầu mở rộng. Những năm gần đây, diện tích và sản lượng đậu tương có nhiều biến động và có xu hướng giảm dần về diện tích. Diện tích trồng đậu tương của nước ta năm 1995 là 121,10 nghìn ha, tăng dần qua các năm và đạt cao nhất vào năm 2005 với 204,10 nghìn ha sau đó giảm xuống còn 146,20 nghìn ha vào năm 2009, đến năm 2016 diện tích toàn quốc chỉ còn 110,0 nghìn ha (FAO, 2017). 2.2. BỆNH GỈ SẮT, PHÂN BỐ VÀ TẦM QUAN TRỌNG Nấm gỉ sắt gây bệnh được phát hiện đầu tiên ở Nhật bản vào năm 1902 và lần lượt được ghi nhận ở Đông Nam Á và Australia vào năm 1934, ở Ấn Độ vào năm 1951 (Sharma and Mehta, 1996), Hawaii năm 1994 (Killgore and Heu, 1994) và ở châu Phi vào năm 1996 (Akinsanmi, 2001). Ở Nam Mỹ, tại Brazil mức độ gây hại của bệnh này đầu tiên được ghi nhận vào năm 2001 (Yorinori et al., 2005). Tiếp sau năm đó bệnh hại được thông báo ở Argentina, Bolivia và Colombia (Rossi et al., 2003). Năm 2004, bệnh gỉ sắt đậu tương được công bố đầu tiên ở nước Mỹ (Schneider et al., 2005). Tại những vùng bị nhiễm bệnh nặng, thu hoạch có thể giảm tới 80%. Một số nước đã thông báo về mức độ thiệt hại do bệnh gỉ sắt đậu tương gây ra như ở Thái Lan làm giảm năng suất từ 10-40%, ở Ấn Độ giảm từ 10-90%, nam Trung Quốc là 10-50%, ở Đài Loan là 23-90% và giảm 40% là ở Nhật Bản (Jason and Pedersen, 4 2009). Báo cáo sớm nhất về các biến chủng gây bệnh của nấm Phakopsora pachyrhizi sydow là từ Đài Loan vào năm 1966 (Lin, 1966). Sau đó, tại Úc vào năm 1980 người ta đã xác định và phân lập được 2 chủng nấm bệnh (McLean & Byth, 1980). Kể từ đó, các chủng khác nhau của nấm P. pachyrhizi đã được xác định và phân lập trên toàn cầu. Nghiên cứu tính độc của các chủng P. pachyrhizi của một số tác giả sau này (Schmitz et al., 2014; Reis et al., 2015; Song et al., 2015; Chang et al., 2016) đều nhận định chung rằng tính kháng của các gen kháng chỉ có khả năng duy trì trong một thời gian ngắn là do quá trình biến đổi tạo ra chủng sinh lý mới của nấm bệnh liên tục xảy ra. Ở Việt Nam, nghiên cứu của Pham et al. (2009), cho rằng tính độc của các chủng P. pachyrhizi là không ổn định đối với một số kiểu gen kháng nhất định. Tuy nhiên, đã có sự nhất quán giữa kiểu gen kháng với các chủng nấm bệnh ở Việt Nam trong một thời gian dài. Ví dụ, giống ĐT2000 có khả năng kháng cao đối với chủng nấm phân lập ở Việt Nam từ năm 1990 (Nguyễn Thị Bình, 1990), đến nay ĐT2000 vẫn kháng mạnh với nhiều chủng nấm biểu hiện cho kiểu vết bệnh RB điển hình và có chỉ số AUDPC thấp. Nên hiện nay ĐT2000 thường được dùng làm giống đối chứng kháng chuẩn trong các nghiên cứu về nấm bệnh gỉ sắt (Nguyễn Thị Bình và cs., 2007; Vũ Thanh Trà, 2013). 2.3. ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN ĐẬU TƢƠNG Theo Nelson (2009), hiện nay trên thế giới có trên 70 quốc gia đang sở hữu khoảng 170.000 mẫu giống đậu tương, 30% trong số này là các mẫu giống đặc hữu và chỉ có 10% là mẫu giống đậu tương dại. Nước đang sở hữu nguồn gen đậu tương phong phú và đa dạng nhất phải kể đến là Trung Quốc và Mỹ. Hai nước này đang bảo tồn tập đoàn các giống đậu tương lớn nhất thế giới, thu thập từ nhiều nước khác nhau như Australia, Brazil, Đức, Nhật Bản, Ấn Độ, Thụy Điển, Nga (Dong et al., 2001). Các mẫu giống này được gieo trồng, đánh giá và phân loại theo một số tiêu chí về đặc điểm hình thái, kiểu sinh trưởng, đặc điểm nông sinh học, thời gian sinh trưởng, năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu với các điều kiện vô và hữu sinh, phục vụ các chương trình lai tạo giống khác nhau. Ở Việt Nam, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm đã thu thập và đang bảo tồn trên 500 mẫu giống đậu tương nhập nội và địa phương. Kết quả khảo sát, đánh giá cho thấy nhiều giống địa phương có khả năng chống chịu tốt với nóng, hạn và sâu bệnh, nhưng có năng suất thấp, chất lượng trung bình. Các giống nhập nội thường có hạt to, năng suất cao và chất lượng tốt (Nguyễn Huy Hoàng, 1992). Để xác định nguồn gen đậu tương kháng gỉ sắt, Miles et al. (2006), đã đánh giá tính kháng/ nhiễm của 16.000 mẫu giống đậu tương tại Mỹ bằng lây nhiễm nhân tạo với 5 chủng P. Pachyrhizi. Kết quả cho thấy, có 850 mẫu giống 5 có khả năng chống chịu một phần hoặc có phản ứng kháng, chiếm khoảng 5% toàn bộ nguồn gen của USDA. Các nghiên cứu sau đó đã xác định được một số kiểu gen kháng khác nhau (Laperuta et al., 2008; Pierozzi et al., 2008; Harris et al., 2015). Hiện nay, ở châu Á nhiều mẫu giống đậu tương mang các gen kháng bệnh chuyên biệt đã được Trung tâm Rau màu thế giới (VWRDC) công bố và giới thiệu (Yamanaka et al., 2015). Nghiên cứu ở Việt Nam đã xác định được một số mẫu giống đậu tương có tính kháng cao với bệnh gỉ sắt là Nhất Tiến HLLS, DT95, Cao Bằng U8325 và ĐT2000, Đậu tương hạt xanh, Vàng Mường Khương... (Nguyễn Thị Bình, 1990; Nguyễn Thị Bình và cs., 2007; Vũ Thanh Trà, 2013). 2.4. DI TRUYỀN TÍNH KHÁNG BỆNH GỈ SẮT Ở ĐẬU TƢƠNG VÀ CHỈ THỊ PHÂN TỬ LIÊN KẾT Nghiên cứu của Bromfield and Hartwig (1980), nhận thấy giống đậu tương khác nhau trồng cạnh nhau, trong cùng điều kiện có phản ứng khác nhau với bệnh gỉ sắt. Điều này chứng tỏ các giống có chứa gen kháng gây lên. Trên cơ sở phân tích quần thể F1 và F2 tổ hợp lai giữa cặp bố mẹ kháng và nhiễm, tác giả khẳng định gen quy định tính kháng là trội so với tính nhiễm. Sau đó nhiều nghiên cứu tiếp đều khẳng định, tính kháng bệnh gỉ sắt là trội và do 7 gen đơn quy định, ký hiệu là Rpp1, Rpp2, Rpp3, Rpp4, Rpp5, Rpp6 và Rpp1b (McLean and Byth, 1980; Bromfield and Melching, 1982; Hartwig and Bromfield, 1983; Hartwig, 1986; Garcia et al., 2008; Li et al., 2012; Paul et al., 2013; Hossain et al., 2014; Liu et al., 2016). Tuy nhiên, mỗi gen kháng trên chỉ kháng được với một số chủng bệnh nhất định mà không kháng được với tất cả các chủng nên cùng một giống có thể biểu hiện kháng khi trồng ở nơi này nhưng lại bị nhiễm khi được trồng ở nơi khác. (Monteros et al., 2007; Yorinori et al., 2005; Garcia et al., 2008; Barbosa et al., 2013; Langenbach et al., 2016). Quy tụ nhiều gen kháng vào một giống được coi là biện pháp hữu ích nhất hiện nay trong chiến lược chọn tạo giống kháng phổ rộng (Campe et al., 2014). Một khả năng khác để tăng cường tính kháng của cây trồng với sâu bệnh hại là xác định và khai thác các gen kháng đơn có khả năng kháng hữu hiệu với nhiều chủng bệnh khác nhau tồn tại trong tự nhiên (Narusaka et al., 2009; Atamian et al., 2012; Cooper et al., 2013; Morales et al., 2013; Seung et al., 2016). Nghiên cứu của Pham et al. (2010), cho thấy gen kháng Rpp1 và Rpp3 mẫn cảm với chủng bệnh gỉ sắt ở Việt Nam, trong khi đó gen kháng Rpp2 và Rpp4 lại kháng tốt. Hiện nay, hầu hết các gen kháng bệnh gỉ sắt đã được lập bản đồ xác định các chỉ thị phân tử liên kết. Theo đó, gen kháng Rpp1 nằm trên NST số 18, liên kết chặt với 2 chỉ thị Sct_187 và Sat_064 với khoảng cách di truyền là 0,4 cM (McLean and Byth, 1980; Hyten et al., 2007); Rpp2 nằm trên NST 6 số 16, liên kết với chỉ thị Sat_255, Satt620 và Satt215 với khoảng cách di truyền lần lượt là 8,1 cM, 4,3 cM và 4,3 cM (Hartwig & Bromfield, 1983; Silva et al., 2008), Rpp3 nằm trên NST số 6, liên kết với các chỉ thị Satt460, Sat_263 và Sat_251 với khoảng cách di truyền lần lượt là 0,5 cM, 0,9 cM và 4,1 cM (Hartwig and Bromfield, 1983; Monteros et al., 2006; Hyten et al., 2009; David et al., 2009); Rpp4 trên NST số 18, liên kết với chỉ thị Satt288 và Sat_191 với khoảng cách di truyền là 1,19 cM và 24,8 cM (Hartwig, 1986; Silva et al., 2008), gen kháng Rpp5 nằm trên NST số 3, liên kết với chỉ thị Sat_275 và Sat_280 với khoảng cách di truyền là 4,6 cM và 6,3 cM (Gacia et al., 2008) và gen kháng Rpp6 nằm trên nhiễm sắc thể số 18 liên kết chặt với chỉ thị Satt324 và Satt394 (Li et al., 2012). Tuy nhiên, mức độ liên kết của mỗi chỉ thị ADN với mỗi gen phụ thuộc vào khoảng cách di truyền giữa chúng và có thể khác nhau tùy mỗi nguồn vật liệu sử dụng. Vì thế, để sử dụng các chỉ thị này trong chọn tạo giống kháng bệnh bằng chỉ thị phân tử thì nhà chọn giống cần xác định lại độ liên kết thực của từng chỉ thị với mỗi gen kháng trên nguồn vật liệu nghiên cứu của mình. 2.5. ỨNG DỤNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ TRONG CHỌN TẠO GIỐNG CÂY TRỒNG Hiện nay, một số chỉ thị phân tử ADN được sử dụng phổ biến trong các chương trình chọn giống phân tử như RAPD, SSR, STS, SNP. Kỹ thuật RAPD đã được ứng dụng rộng rãi cho nhiều loại đối tượng cây trồng khác nhau ở Việt Nam như lúa, ngô, đậu tương, lạc, chuối... trong việc đánh giá đa dạng di truyền giữa các loài và trong phạm vi một loài (Bùi Văn Thắng và cs., 2003; Phan Hữu Tôn., 2005), phân tích và đánh giá bộ genome thực vật nhằm xác định những thay đổi của các dòng chọn ở mức độ phân tử (Đinh Thị Phòng, 2008). Ở thực vật, tần số và số lượng SSR đã được xác định trên nhiều đối tượng cây trồng trong đó có đậu tương (Barakat et al., 2009). Các chỉ thị SSR đã được dùng để chọn dòng kháng bệnh khảm virus ở cây đậu tương (Akkaya et al., 1992), xác định đa dạng di truyền ở đậu tương (Vũ Thanh Trà và cs., 2006; Triệu Thị Thịnh và cs., 2010). Một vài mô hình MAS đã được các nhà khoa học đưa ra và phân tích cặn kẽ hơn (Avise, 2012, Charcosset and Moreau, 2004; Shingh et al., 2011; Prasanna et al., 2010). Theo một số mô hình, chỉ cần tiến hành lai qua 4 thế hệ chứ không cần đến 6 thế hệ, ngay cả khi quần thể chọn lọc có kích thước nhỏ và các dữ liệu về chỉ thị phân tử bị hạn chế. Thành công của MAS còn phụ thuộc vào vị trí của chỉ thị so với gen quan tâm (Basyirin et al., 2009). Hiện nay, việc ứng dụng MAS ở Việt Nam trong chọn tạo giống đã đạt được nhiều thành tựu trên nhiều đối tượng cây trồng như lúa, ngô, đậu tương... (Phan Hữu Tôn và cs., 2005; Huyen et al., 2012; Dương Xuân Tú và cs., 2016) 7 Gần đây, các nhà khoa học đã đưa ra một phương pháp chọn giống phân tử mới – đó là “Chọn giống hồi giao nhờ chỉ thị phân tử - Marker Assited Backcrossing – MABC” (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2004). Phương pháp này đặc biệt hiệu quả trong trường hợp cần đưa một gen quý hoặc nhiều gen khác nhau vào một nền gen ưu việt. Ở Việt Nam, nhóm tác giả của Viện Di truyền nông nghiệp đã chọn tạo thành công các dòng mang gen/ QTL Saltol chịu mặn và Sub1 chịu gập có nền di truyền của giống lúa trồng phổ biến ở Việt Nam như Bắc Thơm 7- Saltol, AS996- Saltol, Bắc Thơm 7- Sub1, AS996- Sub1, Khang Dân 18- Sub1, OM6976- Saltol (Le et al., 2011; 2012) 2.6. MỘT SỐ THÀNH TỰU TRONG CHỌN TẠO GIỐNG ĐẬU TƢƠNG KHÁNG BỆNH GỈ SẮT Công tác chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh gỉ sắt trên thế giới trong những năm qua đã đạt được nhiều thành tựu to lớn. Trung tâm Nghiên cứu và phát triển rau màu thế giới (WVRDC) đã chọn tạo và giới thiệu được hàng trăm giống đậu tương mang gen kháng với bệnh gỉ sắt như PI 200492, PI 462312, PI 230970, PI 230971, PI 293871A, PI 239871B, PI 459024, PI 459025, Tainung 4, Taita Kaohsiung No.5, Wayne... (dẫn theo Langenbach et al., 2016). Tại Brazil, các giống An-76, BR01-18437, UFO 001, UFO 006, UFO 007, UFO 009 và UFO 0013 kháng cao với bệnh gỉ sắt đã được chọn tạo (Neto, 2007; Martins and Juliatti, 2012). Tại Châu Phi, IITA đã chọn tạo thành công giống đậu tương TGX 1835-10E, có khả năng kháng với các chủng chủng bệnh gỉ sắt ở miền Trung, miền Đông, miền Tây và miền Nam châu Phi. TGX 1835-10E có khả năng kháng với tất cả các chủng bệnh đã biết tại Nigienia và là giống kháng được sử dụng phổ biến trong sản xuất tại Uganda (Hassan et al., 2014). Gần đây, Nhật Bản đã thành công khi sử dụng chỉ thị phân tử quy tụ nhiều gen kháng gỉ sắt vào các giống đậu tương như No6-12-B (Rpp4 + Rpp5), Oy49-4 (Rpp2 + Rpp3 + Rpp4) và No6-12-1 (Rpp2 + Rpp4 + Rpp5) (Yamanaka et al., 2015). Ở Việt Nam, các nghiên cứu gần đây về chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh gỉ sắt phần lớn chỉ tập trung vào đánh giá đa dạng nguồn vật liệu, các nghiên cứu về chọn tạo giống kháng còn rất hạn chế. Khanh et al. (2013), đã bước đầu thành công trong ứng dụng MABC lai chuyển gen kháng Rpp5 có trong giống đậu tương ĐT2000 vào giống HL203. Bùi Chí Bửu và cs. (2013), đã chọn tạo thành công giống đậu tương HLĐN 29 theo phương pháp hồi giao từ tổ hợp lai HLĐN 1 x Kettum. Như vậy, công tác nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh gỉ sắt trên thế giới trong những năm qua đã đạt được nhiều thành tựu to lớn, nhiều 8 giống mang gen kháng đã được chọn tạo và đưa vào sản xuất, trong đó có những giống được tích hợp từ 2 – 3 gen kháng và thể hiện khả năng kháng cao với các chủng bệnh gỉ sắt. Tuy nhiên công tác nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh gỉ sắt ở Việt Nam cho đến nay còn rất nhiều hạn chế. Phương pháp chọn tạo sử dụng vẫn chủ yếu là phương pháp lai tạo và chọn lọc truyền thống. Nhiều nghiên c
Luận văn liên quan