Báo cáo khoa học:
Nghiên cứu khả năng kháng các chủng bạc lá Việt
Nam của tập đoàn chỉ thị chứa gen chống bệnh khác
nhau
T¹p chÝ KHKT N«ng nghiÖp, TËp 1, sè 4/2003
283
Nghiªn cøu kh¶ n¨ng kh¸ng c¸c chñng b¹c l¸ ViÖt Nam cña
tËp ®oµn chØ thÞ chøa gen chèng bÖnh kh¸c nhau
Resistance to the races of bacterial leaf blight of Vietnam of the differential
Phan H÷u T«n
1
vµ Bïi Träng Thuû
2
Summary
Artifical innoculation of the seven bacterial leaf blight (BLB) isolates from Northern
Vietnam onto the 11 isogenic lines at the flowering stage was carried out. The results showed
that xa-5, Xa-7, Xa-13 and Xa-21 containing isogenic lines were strongly resistant to almost
isolates. These effective genes are recommended to use in the BLB resistant breeding program.
Keywords: Bacterial leaf blight, islolates, resistance.
1. §Æt vÊn ®Ò1
Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, ë ViÖt Nam
bÖnh b¹c l¸ (do vi khuÈn Xanthomonas oryzae
pv. oryzae g©y ra) ®6 ph¸ ho¹i m¹nh trªn
nhiÒu gièng lóa kh¸c nhau, ®Æc biÖt lµ nh÷ng
gièng lóa lai nhËp tõ Trung quèc trong c¶ vô
mïa vµ vô xu©n. V× vËy biÖn ph¸p phßng trõ
bÖnh b¹c l¸ b»ng viÖc chän t¹o ra c¸c gièng
lóa chèng bÖnh ®ang trë nªn cÊp thiÕt. Cho
®Õn nay trªn thÕ giíi ng−êi ta ®6 x¸c ®Þnh
®−îc 15 gen chèng bÖnh b¹c l¸ trong c¸c tËp
®oµn gièng lóa ®Þa ph−¬ng, trong ®ã cã 12 gen
tréi: Xa-1, Xa-2, Xa-3, Xa-4, Xa-6, Xa-7, Xa-9,
Xa-10, Xa-11, Xa-12, Xa-14 vµ Xa-21 vµ 3 gen
lÆn lµ: xa-5, xa-13 vµ xa-8. T¸c gi¶ Phan H÷u
T«n (2000) khi dïng kü nghÖ PCR ®Ó ®iÒu tra
sù cã mÆt cña 3 gen chèng bÖnh b¹c l¸: xa-5,
xa-13 vµ Xa-21 trong 145 gièng lóa ®Þa
ph−¬ng cña ViÖt Nam ®6 thu ®−îc 12 gièng
chøa alen 1 cña gen xa-5 chèng bÖnh, nh−ng
kh«ng cã gièng nµo trong ®ã chøa gen xa-13
vµ Xa-21 (Gen Xa-21 lµ gen chèng bÖnh ®−îc
chuyÓn vÞ nhiÔm s¾c æn ®Þnh tõ loµi lóa d¹i O.
1
Bé m«n C«ng nghÖ Sinh häc, Khoa N«ng häc
2
Bé m«n BÖnh c©y- N«ng d−îc, Khoa N«ng häc
longisminata sang loµi lóa trång O. Sativa).
Theo Ikeda et al. (1990) vµ Khush (1991) mçi
vïng sinh th¸i trång lóa th−êng tån t¹i mét sè
chñng bÖnh nhÊt ®Þnh. ë Philipin ®6 ph¸t hiÖn
®−îc 6 chñng, ë NhËt B¶n 12 chñng vµ ë Ên
§é 9 chñng. Mçi gen cña c©y lóa l¹i cã ph¶n
øng kh¸c nhau ®èi víi mçi chñng vµ cã thÓ
chèng ®−îc chñng nµy nh−ng l¹i bÞ nhiÔm bëi
chñng kh¸c, hoÆc mét gen cã thÓ chèng ®−îc
nhiÒu chñng kh¸c nhau. §Ó chän t¹o thµnh
c«ng mét gièng chèng bÖnh bÒn v÷ng vµ l©u
dµi trªn ®ång ruéng th× gièng ®ã ph¶i chøa
®−îc nhiÒu gen chèng ®−îc nhiÒu chñng bÖnh
kh¸c nhau ®ang tån t¹i ë khu vùc phæ biÕn
gièng t−¬ng lai. Trong bµi viÕt nµy chóng t«i
®Ò cËp ®Õn kÕt qu¶ ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng chèng
bÖnh cña tõng gen trong tËp ®oµn gen do
tr−êng Kyushu cung cÊp ®èi víi 7 chñng bÖnh
ph©n lËp ë MiÒn b¾c ViÖt Nam.
2. VËt liÖu vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn
cøu
VËt liÖu gåm 11 dßng ®¼ng gen do GS.TS.
A. Yoshimura, §¹i häc Kyushu NhËt b¶n
cung cÊp cã ký hiÖu: IRBB1, IRBB2, IRBB3,
nghiªn cøu kh¶ n¨ng kh¸ng c¸c chñng bÖnh b¹c l¸...
284
IRBB4, IRBB5, IRBB7, IRBB10, IRBB11,
IRBB14 vµ IRBB21 lÇn l−ît chøa c¸c gen
chèng: Xa-1, Xa-2, Xa-3, Xa-4, xa-5, Xa-7, Xa-
10, Xa-11, Xa-14 vµ Xa-21. Gièng IR24 lµ
gièng cho nÒn gen nh©n dïng lµm ®èi chøng
vµ 3 dßng lóa cã triÓn väng míi ®−îc chän t¹o
lµ: TN13-4, TN13-5 vµ TN21-1.
MÉu l¸ bÖnh b¹c l¸ ®−îc thu thËp tõ c¸c
vïng vµ gièng lóa kh¸c nhau ë miÒn B¾c ViÖt
Nam, trong n¨m 2001. Chän vÕt bÖnh ®iÓn
h×nh, c¾t l¸ cho vµo tói nylon cã chøa silica-
Gel ®Ó gi÷ kh« råi bá ngay vµo tñ ®¸ l¹nh. C¾t
lÊy mÈu l¸, ®o¹n gi÷a vÕt bÖnh vµ m« l¸ khoÎ,
dµi kho¶ng 1 cm, khö trïng, ph©n lËp ®¬n bµo
tö theo ph−¬ng ph¸p cña N. Furuya vµ céng sù
(2002). L©y nhiÔm bÖnh nh©n t¹o b»ng
ph−¬ng ph¸p c¾t kÐo gåm c¸c b−íc: (1) Nu«i
cÊy vi khuÈn trong èng nghiÖm mÆt nghiªng
chøa m«i tr−êng PSA theo Wakimono (1955)
trong 48 giê, sau ®ã dïng n−íc cÊt v« trïng
pha nång ®é dung dÞch l©y nhiÔm chøa 100
triÖu tÕ bµo vi khuÈn/ml. (2) §æ vµo èng
nghiÖm kho¶ng 10 ml dung dÞch trªn vµ nhóng
mét chiÕc kÐo vµo ngËp trong dung dÞch, kÐo
dïng riªng cho mçi chñng. (3) Ruéng l©y
nhiÔm trong nhµ l−íi, cÊy theo hµng réng 30
X
40 cm, bãn ®¹m 150kg N/ha, cÊy 1 d¶nh, l©y
nhiÔm khi lóa ®ang cã ®ßng giµ lµ thêi kú lóa
b¾t ®Çu mÉn c¶m víi bÖnh b¹c l¸ nhÊt, mçi
c©y l©y nhiÔm 1 chñng (vô xu©n 2002).
Dïng kÐo c¾t ®Çu c¸c l¸ xanh dµi 2 - 5 cm,
sau 21 ngµy l©y nhiÔm, ®o chiÒu dµi vÕt bÖnh,
®o tõ mÐp c¾t ®Çu l¸ xuèng phÝa d−íi vµ chia
ra c¸c møc trªn c¬ së chiÒu dµi vÕt bÖnh
nhiÔm: ChiÒu dµi vÕt bÖnh < 4 cm - Kh¸ng
bÖnh cao (HR);
ChiÒu dµi vÕt bÖnh tõ 4 - 8 cm - kh¸ng võa (R)
ChiÒu dµi vÕt bÖnh tõ 8 - 12 cm - nhiÔm (S)
ChiÒu dµi vÕt bÖnh > 13 cm - nhiÔm nÆng (HS)
3. KÕt qu¶ nghiªn cøu vµ th¶o
luËn
KÕt qu¶ thu thËp mÉu bÖnh vµ ph©n lËp c¸c
chñng bÖnh b¹c l¸ lóa ®−îc tr×nh bµy ë B¶ng 1
cho thÊy: trong sè 7 chñng ph©n lËp ®−îc tõ
mÉu bÖnh trªn c¸c gièng trång ë c¸c tØnh Hµ
Néi, H¶i D−¬ng vµ NghÖ An th× cã 4 chñng
g©y h¹i trªn gièng lóa lai T¹p giao 1 vµ NhÞ −u
838. Qua ®iÒu tra quan s¸t, thu mÉu bÖnh ë 3
tØnh trªn ®Òu thÊy hÇu hÕt c¸c diÖn tÝch lóa lai
bÞ nhiÔm vµ bÞ nhiÔm rÊt nÆng, nhiÒu n¬i bÖnh
ch¸y kh« vµ nhiÔm nÆng trong c¶ vô xu©n vµ
vô mïa. §iÒu nµy cã thÓ do c¸c gièng lóa lai
nhËp tõ Trung quèc kh«ng chøa gen chèng
bÖnh hoÆc nÕu cã th× chøa nh÷ng gen kh«ng
chèng ®−îc c¸c chñng bÖnh cña ViÖt nam, tuy
nhiªn ®Ó kh¼ng ®Þnh ®iÒu nµy cÇn cã nh÷ng
nghiªn cøu chi tiÕt h¬n.
KÕt qu¶ l©y nhiÔm vµ ®¸nh gi¸ ®−îc tr×nh
bµy ë c¸c B¶ng 2 vµ B¶ng 3.
B¶ng 1. Danh s¸ch c¸c chñng bÖnh ph©n lËp, gièng vµ ®Þa ®iÓm thu thËp
Tªn chñng ph©n lËp Tªn gièng §Þa ®iÓm thu thËp
HAU02001 T¹p giao 1 Gia L©m, Hµ Néi
HAU02004 T¹p giao 1 CÈm Giµng H¶i D−¬ng
HAU02008 NhÞ ¦u 838 Quúnh Giao Quúnh L−u, NghÖ An
HAU02009 T¹p giao 1 Quúnh ThiÖn, Quúnh L−u NghÖ An
HAU02011 NhÞ −u 838 DiÔn Hång, DiÔn Ch©u, NghÖ An
HAU02015 Xi-21 Tr©u Qu×, Gia L©m, Hµ Néi
HAU02016 T1-S §a Tèn, Gia L©m, Hµ Néi
Phan H÷u T«n, Bïi Träng Thuû
285
Trong sè c¸c dßng tester ®em l©y nhiÔm
chóng t«i thÊy cã 4 dßng tester lµ IRBB5
(chøa gen lÆn xa-5), IRBB7 (chøa gen Xa-7),
IRBB4 (chøa gen Xa-4) vµ IRBB21 (chøa gen
Xa-21), cã biÓu hiÖn chèng rÊt m¹nh ®−îc hÇu
hÕt c¸c chñng bÖnh b¹c l¸ ph©n lËp cña ViÖt
Nam. §©y lµ nh÷ng gen quÝ nªn sö dông trong
ch−¬ng tr×nh chän t¹o gièng lóa chèng bÖnh
b¹c l¸ sau nµy. Gièng TN13-5 tá ra chèng
khoÎ víi 4 chñng HAU02004, HAU02009,
HAU02015 vµ HAU 02016, nh−ng nhiÔm nhÑ
víi chñng HAU02001 vµ bÞ nhiÔm bëi chñng
HAU02008 vµ HAU02011. Trªn c¬ së chiÒu
dµi vÕt bÖnh vµ cÊp ph©n chia theo GS. TS.
Taura, §¹i häc Kyushu NhËt b¶n, chóng t«i
®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng chèng l¹i c¸c chñng bÖnh
cña c¸c test theo c¸c cÊp nh− ë B¶ng 3.
KÕt qu¶ nghiªn cøu nµy cho thÊy gen xa-5,
mét gen lÆn chèng bÖnh ®6 t×m thÊy b»ng
ph−¬ng ph¸p PCR (Phan H÷u T«n, 2000) ë
nhiÒu gièng ®Þa ph−¬ng cña ViÖt Nam, tá ra
chèng rÊt khoÎ ®èi víi c¶ 7 chñng ph©n lËp.
§iÒu nµy phÇn nµo cã thÓ gi¶i thÝch t¹i sao tõ
khi chóng ta thay c¸c gièng lóa míi b¾t ®Çu tõ
IR8 vµ ®Æc biÖt nhËp c¸c gièng lóa lai Trung
quèc vµo trång th× bÖnh b¹c l¸ ph¸ h¹i nghiªm
träng v× c¸c gièng míi nµy kh«ng chøa gen
chèng bÖnh xa-5. Theo nghiªn cøu cña Ikeda
et al. 1990 vµ Khush et al. 1991 cho thÊy gen
xa-5 chèng ®−îc 4 trong sè 6 chñng cña
B¶ng 2. KÕt qu¶ l©y nhiÔm c¸c chñng bÖnh b¹c l¸ trªn c¸c gièng triÓn väng vµ c¸c tester
chøa gen chèng bÖnh kh¸c nhau, vô mïa 2002
ChiÒu dµi vÕt bÖnh sau 21 ngµy l©y nhiÔm (cm)
Tªn
tester
Chøa
gen HAU
02001
HAU
02004
HAU
02008
HAU
02009
HAU
02011
HAU
02015
HAU
02016
IR24 Check
15,8 26,5 24,0 26,0 19,5 24,8 12,0
IRBB1 Xa-1 17,5 23,5 20,5 19,0 21,0 22,0 5,5
IRBB2 Xa-2 22,5 27,7 28,8 28,5 26,0 23,7 12,5
IRBB3 Xa-3 20,0 21,5 19,5 23,4 27,3 24,5 13,0
IRBB4 Xa-4 1,7 2,7 18,0 2,8 13,7 2,0 4,0
IRBB5 xa-5 1,5 1,5 1,3 1,3 1,5 1,7 0,7
IRBB7 Xa-7 1,7 0,8 0,8 1,0 6,5 1,3 3,5
IRBB10
Xa-10
29,6 29,5 25,5 33,5 26,5 25,0 19,0
IRBB11
Xa-11
25,7 24,0 24,4 27,0 24,0 23,0 11,5
IRBB14
Xa-14
18,4 19,5 23,4 21,5 19,5 23,0 15,0
IRBB21
Xa-21
8,0 2,3 2,0 3,8 2,7 1,8 1,3
TN13-4 ? 8,1 3,3 14,4 3,5 15,6 2,4 4,0
TN13-5
? 8,5 4,3 18,0 3,0 20,0 1,5 2,3
TN21-1 ? 8,5 3.2 16.5 2,0 22,0 2,5 2,1
C70 ? 10,8 5,2 15,4 17,2 14,3 4,7 5,8
Ghi chó: ? gen ch−a ®−îc x¸c ®Þnh
nghiªn cøu kh¶ n¨ng kh¸ng c¸c chñng bÖnh b¹c l¸...
286
Philipin, mµ ®iÒu kiÖn thêi tiÕt khÝ hËu cña
Philipin vµ ViÖt Nam gÇn gièng nhau, vËy cã
kh¶ n¨ng c¸c chñng cña ViÖt Nam ®−îc dïng
®Ó l©y nhiÔm trong thÝ nghiÖm nµy cã trïng
víi c¸c chñng cña Philipin hay kh«ng. NÕu
vÊn ®Ò nµy ®−îc lµm s¸ng tá sÏ rÊt cã ý nghÜa
trong c«ng t¸c kiÓm dÞch thùc vËt vµ nhËp néi
nguån gen tõ IRRI vµo ViÖt nam. C¸c gen tréi
(Xa-4, Xa-7 vµ Xa-21) chèng chñng bÖnh ViÖt
nam ®−îc ph¸t hiÖn trong nghiªn cøu nµy rÊt
cã ý nghÜa trong ch−¬ng tr×nh chän t¹o gièng
c¶ lóa lai vµ lóa thuÇn cña ViÖt nam. Tuy
nhiªn rÊt tiÕc lµ gen xa-5, ®©y lµ mét gen lÆn
nªn khã ®−îc sö dông trong c«ng t¸c chän
gièng −u thÕ lai lóa, nh−ng l¹i thuËn lîi cho
c«ng t¸c chän gièng lóa thuÇn v× chØ cÇn chän
c©y chèng bÖnh mét lÇn tõ quÇn thÓ ph©n ly
F2.
Lêi c¸m ¬n
T¸c gi xin ch©n thµnh c¸m ¬n dù ¸n
HAU-JICA ®6 tµi trî vËt t−, ho¸ chÊt ®Ó thùc
hiÖn nghiªn cøu nµy. C¸m ¬n c¸c chuyªn gia
NhËt b¶n GS. TS. A. yoshimura (§¹i häc
Kyushu), ®6 cung cÊp tËp ®oµn c¸c dßng chØ
thÞ tester, GS. TS. S. Taura vµ PGS. TS.
Furuya ®6 chuyÓn giao vµ gióp ®ì c¸c kÜ thuËt
nghiªn cøu chèng bÖnh b¹c l¸ lóa. C¸m ¬n kü
s− Tèng V¨n H¶i cïng c¸c em sinh viªn líp
chän gièng vµ BVTV K43 ®6 gióp ®ì hoµn
thµnh nghiªn cøu nµy.
B¶ng 3. KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng chèng c¸c chñng bÖnh b¹c l¸ kh¸c nhau
Tªn tester Chøa gen HAU
02001
HAU
02004
HAU
02008
HAU
02009
HAU
02011
HAU
02015
HAU
02016
IR24 Check S S S HS S HS R
IRBB1 Xa-1 S S S S S HS R
IRBB2 Xa-2 S S S HS HS HS R
IRBB3 Xa-3 S S S HS HS HS S
IRBB4 Xa-4 HR HR S HR S R R
IRBB5 xa-5 HR HR HR HR HR HR HR
IRBB7 Xa-7 HR HR HR HR R HR HR
IRBB10 Xa-10 S S HS HS HS HS S
IRBB11 Xa-11 S S HS HS HS HS R
IRBB14 Xa-14 S S HS HS HS HS S
IRBB21 Xa-21 R HR HR HR HR HR HR
TN21-1 Gen ? R HR S HR S HR HR
TN13-4 Gen ? R HR S HR S HR HR
TN13-5 Gen ? R HR S HR S HR HR
C70 Gen ? R R S HS S R R
HR : Kh¸ng cao; R: Kh¸ng; S: NhiÔm; HS: NhiÔm nÆng
Gen ?: gen ch−a ®−îc x¸c ®Þnh