TRANG THÔNG TIN VỀ LUẬN ÁN
Tên luận án tiến sĩ: “Chọn tạo giống lúa tính trạng hàm lượng amylose thấp bằng chỉ thị phân tử SSR trên quần thể lai hồi giao”.
Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 9 42 02 01
Họ tên nghiên cứu sinh: Hồ Văn Được
Họ và tên người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Nguyễn Thị Lang.
Cơ sở đào tạo: Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ
1. Tóm tắt nội dung luận án
Gạo chất lượng cao đang là nhu cầu cấp thiết cho nội tiêu và xuất khẩu của vùng đồng bằng Sông Cửu Long. Hàm lượng amylose là một tính trạng quan trọng liên quan trực tiếp đến phẩm chất của hạt gạo. Nghiên cứu giống lúa có hàm lượng amylose thấp thông qua sự kết hợp giữa phương pháp lai tạo truyền thống và chọn lọc hiện đại bằng chỉ thị phân tử cho phép rút ngắn thời gian và tăng hiệu quả tạo chọn giống lúa có chất lượng ngon dẻo. Trong nghiên cứu này, vật liệu bố mẹ được đánh giá đầu tiên sử dụng phương pháp phân tích kiểu hình dựa trên hàm lượng amylose và năng suất kết hợp đánh giá kiểu gen với gen mục tiêu waxy. Các quần thể lai hồi giao được tạo ra từ các bố mẹ được lựa chọn. Chọn giống nhờ chỉ thị phân tử (MAS) được ứng dụng trong chọn lọc các tổ hợp lai với chỉ thị Wx cho gen mục tiêu, RM240, RM162, RM256 và RM257 cho gen được đánh dấu trên các cá thể mẹ (gen tái tổ hợp). Các cá thể/dòng phù hợp sẽ được chọn cho tự thụ đến thế hệ thứ hai (F2). Ở thế hệ này, bản đồ GGT được thiết lập trên 12 nhiễm sắc thể để đánh giá mối quan hệ di truyền của các cá thể chọn và qua đó tuyển lựa các cá thể có nền tảng di truyền thích hợp nhất với mục tiêu chọn giống. Các cá thể triển vọng nhất cuối cùng được chọn lọc dựa vào hàm lượng amylose thấp (~20%) và năng suất cao (~7,0 tấn/ha) trên đồng ruộng. Kết quả chọn lọc vật liêu lai cho thấy các giống bố cho gen (donor) thích hợp là Jasmine85, KDML105 và OM7347, và các giống mẹ nhận gen (recipient) bao gồm OM6976, OM5930 và OM6073. Khi phân tích hệ số di truyền (h2BS) cũng như hiệu quả chọn lọc (GA) ở thế hệ F2, chỉ có 3 tổ hợp lai OM6976/Jasmine85, OM6976/KDML105 và OM5930/OM7347 được đánh giá là có tiềm năng nhất để tiếp tục phát triển. Ba tổ hợp lai hồi giao (OM6976/Jasmine85//OM6976, OM6976/KDML105//OM6976 OM5930/OM7347//OM5930) được chọn lọc đến thế hệ BC4. Ở thế hệ BC4F1, 10 cá thể của tổ hợp OM6976/Jasmine85//OM6976, 2 cá thể của tổ hợp OM6976/KDML105//OM6976 và 1 cá thể của tổ hợp OM5930/OM7347//OM5930 được chọn vì các dòng này vừa mang gen waxy dị hợp tử và vừa mang 4 gen tái tổ hợp đồng hợp tử. Phân tích bản đồ GGT ở thế hệ BC4F2 cho thấy tổ hợp OM6976/Jasmine85//OM6976 có 4 dòng (BC4F2-1, BC4F2-3, BC4F2-20 và BC4F2-25), tổ hợp OM6976/KDML105//OM6976 có 1 dòng (BC4F2-44) và tổ hợp OM5930/OM7347//OM5930 có 2 dòng (BC4F2-16 và BC4F2-40) mang gen waxy đồng hợp và 100% đồng hợp tử gen tái tổ hợp trên cả 12 nhiễm sắc thể. Ở thế hệ BC4F3, các dòng lúa trên tiếp tục được lựa chọn trên đồng ruộng,trong đó, các dòng lúa D75, D131, D142, D150, D296, D233, D230 và D397 là triển vọng nhất. Các dòng này có tiềm năng phát triển ở vùng đồng bằng Sông Cửu Long cũng như là nguồn vật liệu quý cho các nghiên cứu tiếp theo.
2. Những kết quả mới của luận án
Đề tài đã đánh giá và khai thác hiệu quả nguồn vật liệu bố mẹ mà các nghiên cứu trước đây ở Việt Nam còn nhiều hạn chế.
Bên cạnh mục tiêu chọn tạo giống có hàm lượng amylose thấp, đề tài còn chú ý đến năng suất cao và thời gian sinh trưởng phù hợp. Điều này là điều kiện quyết định để các sản phẩm giống lúa có thể ứng dụng và phát triển rộng khi đề tài kết thúc.
Kết hợp giữa lai tạo truyền thống, sinh học phân tử và tin sinh học trong nghiên cứu.
3. Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu
– Khả năng ứng dụng trong thực tiễn:
Đề tài được thực hiện thông qua phương pháp lai tạo truyền thống kết hợp phương pháp chọn lọc hiện đại bằng chỉ thị phân tử. Thông qua kết quả đề tài cũng cho thấy tính hiệu quả của việc ứng dụng các kỹ thuật mới vào chọn tạo giống truyền thống.
Sản phẩm giống lúa của đề tài góp phần bổ sung vào cơ cấu giống phẩm chất cao hiện nay cho vùng đồng bằng Sông Cửu Long, phục vụ sản xuất và xuất khẩu của vùng. Ngoài ra, sản phẩm đề tài còn là nguồn vật liệu về giống và chỉ thị phân tử cho các chương trình lai tạo giống kế tiếp.
Đề tài cung cấp một chương trình chọn tạo giống hiệu quả, mang giá trị tham khảo cao.
– Các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu:
Tiếp tục phát triển các dòng lúa triển vọng mang gen mục tiêu “waxy” trên nhiễm sắc thể số 6, với các nội dung khoa học sâu hơn về đánh giá kiểu gen nhờ giải trình tự (GBS: genotyping by sequencing), để kết quả chọn dòng chính xác hơn trong tương lai.
Thực hiện thêm về tính trạng mùi thơm, trên nhiễm sắc thể số 8 của những giống cho nguồn alen lặn fgr (Jasmine85, KDML105, OM7347); nghiên cứu điều kiện để promoter nhận tín hiệu điều khiển alen này, và cách điều tiết gen thơm trong quần thể con lai hồi giao cải tiến.
