THÔNG TIN VÀ KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN
Tên đề tài luận án: “Nghiên cứu chức năng của QTL9 liên quan đến cấu trúc bông, phục vụ chọn tạo giống lúa năng suất cao ở Việt Nam”.
Chuyên ngành: Công nghệ sinh học; Mã số: 94 20 201
Họ tên nghiên cứu sinh: Phạm Thị Mai
Khóa đào tạo: Đợt 1/2017
Người hướng dẫn khoa học: TS. Khổng Ngân Giang; GS.TSKH. Trần Duy Quý
Cơ sở đào tạo: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam
1. TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN ÁN:
QTL9 là một QTL mới trên cây lúa được phát hiện từ nghiên cứu liên kết trên toàn hệ gen (GWAS). QTL9 có kích thước 780 kb, chứa 9 SNP (gagagcgaa/ atataaatt), nằm trên nhiễm sắc thể số 2 và liên kết với hai tính trạng số gié cấp hai/bông (SBN) và số hạt/bông (SpN), đây là hai tính trạng quan trọng quyết định tiềm năng năng suất lúa. Kết quả phân tích GWAS dựa trên các mô hình phân tích thống kê, để có thể khai thác sử dụng vào các chương trình chọn tạo giống, các QTLs thu được từ phân tích GWAS cần phải được nghiên cứu chức năng thông qua các quần thể lai và phát triển các chỉ thị phân tử. Mục tiêu nghiên cứu của luận án xác định vai trò của QTL9 liên quan đến cấu trúc bông lúa thu được từ phân tích GWAS trên tập đoàn lúa bản địa Việt Nam nhằm ứng dụng trong các chương trình chọn tạo giống lúa năng suất cao ở Việt Nam và đã thu được các kết quả sau:
1.1. Phân tích haplotype vùng QTL9 đã xác định được 04 giống lúa làm bố mẹ thuộc hai haplotype H1, H2 có cấu trúc bông khác biệt (bông to và bông nhỏ). Trong đó giống có cấu trúc bông to (G189, G205) thuộc H2 làm cây bố và giống có cấu trúc bông nhỏ (G6, G19) thuộc H1 làm cây mẹ và lai tạo được 04 quần thể lai F1 từ 04 giống lúa đã chọn lọc. Chọn được 7/12 chỉ thị SSR cho đa hình giữa các giống bố mẹ sử dụng để chọn lọc cây F1. Đã xác định được: 12/20 cây lai F1 của cặp G6 x G189 nhờ 3 chỉ thị RM320, RM180, RM491; 11/20 cây lai F1 của cặp G6 x G205 nhờ 2 chỉ thị RM320, RM180; 17/20 cây lai F1 của cặp G19 x G189 nhờ 3 chỉ thị RM289, RM592, RM204; 11/20 cây lai F1 của cặp G19 x G205 nhờ 3 chỉ thị RM289, RM592, RM204.
1.2. Đã phát triển được được 3 chỉ thị phân tử CAPS bao phủ vùng QTL9: CAPS 1, CAPS 5, CAPS 11 cho đa hình giữa các giống bố mẹ để chọn lọc các cây F2 đồng hợp tử.
1.3. Đã tạo được quần thể F2 gồm 275 cá thể bằng ba chỉ thị phân tử CAPS; chọn lọc được 74 cây F2 đồng hợp tử thuộc H1, 66 cây F2 đồng hợp tử thuộc H2, chiếm tỷ lệ 50,9% bằng ba chỉ thị phân tử CAPS. Các cây F2 đồng hợp tử được phát triển tạo quần thể F3_H1 và F3_H2 để đánh giá cấu trúc bông.
1.4. Phân tích kiểu hình cấu trúc bông của hai quần thể F3 gồm 1.568 cá thể đồng hợp tử mang kiểu gen QTL9 của bố hoặc của mẹ đã xác định được QTL9 có tham gia vào việc quy định kiểu hình cấu trúc bông, đặc biệt là hai tính trạng số gié cấp hai/bông và số hạt/bông. Những cá thể mang QTL9 thuộc H1 có xu hướng mang cấu trúc bông nhỏ và những cá thể mang QTL9 thuộc H2 có xu hướng mang cấu trúc bông to.
2. NHỮNG KẾT QUẢ MỚI CỦA LUẬN ÁN:
– Đây là một trong những công trình đầu tiên tại Việt Nam nghiên cứu xác định vai trò của một QTL mới (QTL9) phát hiện từ phân tích GWAS trên tập đoàn lúa bản địa Việt Nam liên kết với hai tính trạng số gié cấp hai/bông và số hạt/bông.
– Đã xác định được 4 giống lúa bố mẹ có cấu trúc bông khác biệt (bông to và bông nhỏ), thuộc hai haplotype, có khoảng cách di truyền xa nhau. Các giống lúa này có thể sử dụng làm vật liệu cho các nghiên cứu chọn tạo giống lúa năng suất cao ở Việt Nam.
– Phát triển được 12 chỉ thị phân tử CAPS, trong đó 3 chỉ thị phân tử CAPS cho đa hình giữa hai giống lúa bố mẹ trong nghiên cứu. Các chỉ thị phân tử CAPS này cho phép chọn lọc các dòng đồng hợp tử mang kiểu gen QTL9 của bố hoặc của mẹ ngay ở thế hệ thứ 2 thay vì 8 – 10 thế hệ khi sử dụng phương pháp chọn lọc truyền thống.
– Luận án đã khẳng định được vai trò của QTL9 có tham gia vào sự hình thành cấu trúc bông lúa từ đó QTL9 có thể sử dụng làm vật liệu trong lai tạo nhằm cải thiện năng suất cho các giống lúa thương mại có năng suất thấp, chất lượng cao tại Việt Nam.
3. CÁC ỨNG DỤNG/ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN HAY NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN BỎ NGỎ CẦN TIẾP TỤC NGHIÊN CỨU
– Chứng minh được vai trò của QTL9 liên quan đến năng suất lúa là cơ sở khoa học cho nghiên cứu chọn tạo giống lúa năng suất cao ở Việt Nam.
– Các chỉ thị phân tử CAPS được sử dụng trực tiếp để sàng lọc các dòng/giống lúa có tiềm năng năng suất cao ở giai đoạn sớm.
