Kết quả chuyển gen Xa7 kháng bệnh bạc lá vào giống lúa TBR225

Chia sẻ: Vũ Huyền Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

"Kết quả chuyển gen Xa7 kháng bệnh bạc lá vào giống lúa TBR225" trình bày về phương pháp lai tạo được tiến hành để chuyển gen Xa7 sang giống TBR225 để cải thiện tính kháng đạo ôn của vi khuẩn. Các cây có kiểu hình giống TBR225, có khả năng chống chịu cao với 3 BLB Isolate, mang gen Xa7 đồng hợp ở thế hệ BC3 đã được chọn lọc bởi Pedigree Selection. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Kết quả chuyển gen Xa7 kháng bệnh bạc lá vào giống lúa TBR225

Kết quả nghiên cứu Khoa học BVTV – Số 1/2020 KẾT QUẢ CHUYỂN GEN Xa7 KHÁNG BỆNH BẠC LÁ VÀO GIỐNG LÚA TBR225 Introgression of Xa7 for Bacterial Blight Resistance to Conventional Rice Variety TBR225 Trần Mạnh Báo1, Đặng Cao Cường1, Trần Thị Tiệc1, Nguyễn Thị Nhung1, Nguyễn Văn Hoan2 Ngày nhận bài: 08.2.2020 Ngày chấp nhận: 14.2.2020 Abstract Conventional rice variety TBR225 is valuable variety with high yield potential, short duration, wide adaptation to many ecological regions and the quality of rice is good but is infected Bacterial Leaf Blight (BLB). Backcross breeding method was conducted for transferring Xa7 gene to TBR225 variety for improving Bacterial Blast Resistance. The plants which have phenotype similar to TBR225, high resistance to three typical BLB Isolate, carrying homogenous Xa7 gene of BC3 generation were selected by Pedigree Selection. The selected plants were inoculated, similar phenotype was selected and MAS technique were used to identify the Xa7 gene and 9 lines of BC3F3 which have the same phenotype of TBR225. It is continued to select on the agro-biological characters, quality and artificial infection by the form of highly toxic isolated bacteria to the BC3F5 generation that was successfully transferred the Xa7 gene into TBR225 variety and was named TBR225KBL. Keywords: Bacterial Leaf Blight, TBR225, Xa7 resistance gene, TBR225BB. * 1. ĐẶT VẤN ĐỀ các gen kháng chính là hướng chủ đạo được các nhà chọn giống hết sức quan tâm (Jena và Trong sản xuất các giống lúa có năng suất Mackill, 2008, Suh et al., 2013, Dương Đức Huy cao, chất lượng tốt thích ứng với nhiều vùng sinh và Nguyễn Văn Hoan 2017). thái khác nhau ngày càng sử dụng rộng rãi góp Đến năm 2012, 38 gen kháng bệnh bạc lá từ phần đáng kể vào quá trình tăng năng suất và nhiều nguồn đã được xác định (Bhasin et al., sản lượng lúa. Tuy nhiên, hầu hết các giống lúa 2012) và một số gen kháng đã được định vị nhờ thuộc nhóm này tương đối cảm nhiễm với các các chỉ thị liên kết chặt với chúng (Yoshimura et chủng bạc lá do vi khuẩn Xanthomonas oryzae al, (2004); Tian K.Gu (2004). Một số ít gen kháng pv. oryzae (Xoo) có mặt ở Việt Nam. Bệnh bạc lá chính như Xa4 (Khush et al., 1989), xa5, Xa7, làm giảm diện tích quang hợp, tăng tỉ lệ hạt lép, xa13 và Xa21 (Perumalsamy et al., 2010) đã giảm khối lượng 1000 hạt và gây thiệt hại nghiêm được chuyển vào các giống năng suất cao bằng trọng trong sản xuất lúa trong những năm gần phương pháp chọn giống truyền thống. Tuy đây. Vì vậy, việc chọn tạo các giống lúa kháng nhiên, sự đa dạng của các chủng bạc lá làm cho bệnh bạc lá đang trở thành yêu cầu cấp thiết đặt tính kháng dễ bị mất khi các giống mang gen ra đối với các nhà chọn tạo giống. Giống lúa chính (chẳng hạn Xa4 ) được gieo trồng rộng rãi thuần TBR225 là giống lúa có tiềm năng năng (Mew et al, 1992). Gen kháng Xa7, phát hiện từ suất cao, thời gian sinh trưởng ngắn, thích ứng nguồn gen lúa của Indonesia, có khả năng kháng rộng với các vùng sinh thái, nhưng không kháng bạc lá hiệu quả trong điều kiện nhiệt độ cao được bệnh bạc lá, do đó việc cải tiến giống lúa (Webb et al, 2010) và biểu hiện phổ kháng rộng TBR225 để kháng được bệnh bạc lá là việc làm với hầu hết các mẫu phân lập ở Việt Nam (Lã hết sức có ý nghĩa, giúp ổn định và nâng cao Vinh Hoa và cs,2010). Bằng chỉ thị phân tử Lã hiệu quả sản xuất. Tạo giống kháng bệnh mang Vinh Hoa và cs (2010) đã phát hiện sự có mặt của gen Xa7 trên nhiều giống lúa địa phương Việt Nam. Trong nghiên cứu này gen Xa7 được 1. Công ty cổ phần Tập đoàn ThaiBinh Seed 2. Học Viện Nông Nghiệp Viêt Nam chuyển từ IRBB7 (dòng đẳng gen mang gen 20
Kết quả nghiên cứu Khoa học BVTV – Số 1/2020 kháng Xa7) vào giống lúa TBR225 nhằm nâng giống TBR225 và cây F1 được lai lại với giống cao tính kháng bệnh bạc lá của giống. nhận TBR225. Cây BC1F1 được lựa chọn dựa theo kiểu hình của thể nhận và tiếp tục lai lại để 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU tạo BC2F1; Tiếp tục thực hiện lai lại lần 3 để tạo 2.1 Vật liệu và quy trình lai lại BC3F1. Toàn bộ quá trình lai được thực hiên tại Gia Dòng đẳng gen IRBB7 mang gen Xa7 kháng Lai nơi có khí hậu phù hợp để làm 3 thế hệ trong bạc lá được sử dụng làm thể cho trong phép lai một năm. Tại Gia Lai, dựa vào kiểu hình 4 quần lại với giống TBR225. Giống TBR225 do tập thể BC3F2 được đánh giá tính kháng để chọn lọc đoàn ThaiBinh Seed chọn tạo, có đặc điểm sinh cho thế hệ BC3F3 ở vụ khô 2. Quá trình lai và trưởng khỏe, thân cứng, đẻ nhánh tốt, cấu trúc chọn lọc được tiến hành từ vụ khô năm 2017 với bông to, là một giống lúa thuần đang được gieo sơ đồ trình bày trong hình 1. cấy rộng rãi. Dòng đẳng gen IRBB7 được lai với TBR225 x IRBB7 (Vụ khô 2- 2016-2017 tại Gia Lai) F1 x TBR225 (Vụ mưa 2017 tại Gia Lai) BC1F1 x TBR225 (Vụ khô1- 2017 tại Gia Lai) BC2F1 x TBR225 (Vụ khô 2- 2017-2018 tại Gia Lai) BC3F1x TBR225 (Chọn lọc dựa vào kiểu hình, vụ mưa 2018, Gia Lai) BC3F2 (Vụ khô 1- 2018 tại Gia Lai) Lây nhiễm nhân tạo và chọn lọc BC3F3 (Vụ khô 2 -2018-2019 tại Gia Lai) Xác định gen Xa7 và đánh giá bằng chỉ thị SSR tại Học Viện NNVN BC3F4 (Vụ Xuân 2019 tại Thái Bình) Lây nhiễm nhân tạo và chọn lọc BC3F5-TBR225KBL (Vụ Mùa 2019 tại Thái Bình) Lây nhiễm nhân tạo và chọn lọc Go Hình 1. Sơ đồ lai lại và chọn lọc dòng 2.2 Sàng lọc khả năng kháng bạc lá Bộ) được nuôi cấy trên môi trường Wakimoto trong 48h để tạo dung dịch lây nhiễm. 72 dòng từ BC3F3 được đánh giá và chọn lọc Lây nhiễm được tiến hành bằng phương pháp đối chiếu với kiểu hình của dòng TBR225 kết hợp khả năng kháng bạc lá thông qua lây nhiễm cắt đầu lá ở giai đoạn đòng già và đánh giá phản nhân tạo (Swing J.G and Civerolo E.L;1995). Ba ứng với bệnh theo thang điểm dựa vào chiều dài mẫu phân lập (MPL) vi khuẩn bạc lá gồm mẫu vết bệnh sau 18 ngày lây nhiễm (Furuya et Thái Bình (đại diện cho đồng bằng Bắc Bộ), mẫu al.,2002). Dòng IRBB7 được sử dụng làm đối Nam Định (đại diện cho khu vực ven biển) và chứng kháng và giống IR24 làm đối chứng nhiễm mẫu Thanh Hóa (đại diện cho khu vực bắc Trung như bản mô tả sau: 21
Kết quả nghiên cứu Khoa học BVTV – Số 1/2020 Chiều dài vết bệnh (cm) Mức độ nhiễm bệnh 12 Nhiễm (S) - Dựa vào kết quả đánh giá lây nhiễm nhân được đánh giá cùng với giống nhận trong vụ tạo, 72 cá thể ở thế hệ BC3F3 đã được lựa chọn xuân 2019 và vụ mùa 2019 tại Thái Bình. để đánh giá sự có mặt của gen Xa7 tại Học viện Thí nghiệm được bố trí theo kiểu tập đoàn 2 Nông nghiệp Việt Nam. mỗi dòng 330 cây, diện tích ô thí nghiệm là 10m . Cặp chỉ thị được sử dụng là RM5509 có trình Các đặc điểm nông học được đánh giá gồm: Bắt tự bazơ (F) 5’TGATCCATGCTTTGGCC3’ và (R) đầu đẻ nhánh, đẻ nhánh tối đa, trỗ 10%, trỗ 90%, 5’CCAGCAGAAAGAAGACGC3’. Đối chứng gồm thời gian sinh trưởng,chiều cao cây (cm), thời giống gốc TBR225, IRBB7( chuẩn kháng) và gian trỗ, thời gian sinh trưởng, số bông/khóm, số IR24 (chuẩn nhiễm). hạt/bông, tỷ lệ hạt chắc (%), khối lượng 1000 hạt, Lá non của các mẫu giống lúa được sử dụng năng suất cá thể (thế hệ BC3F4). Ở thế hệ để tách chiết DNA và tinh sạch theo phương pháp BC3F5 các chỉ tiêu đánh giá gồm: Phản ứng với CTAB (Cetyl Trimethyl Ammonium Bronmide) của các chủng phân lập vi khuẩn bạc lá, đặc điểm Doyle và cs (1987) tại phòng thí nghiệm Công nông sinh học, chất lượng thử nếm. nghệ sinh học, Học Viên Nông Nghiệp Việt Nam. Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu trên theo Thể tích cho phản ứng PCR là 20ul bao gồm10x Nguyễn Thị Lan, Phạm Tiến Dũng (2006) Giáo buffer, 200 µM dNTPs, 500 µM MgCl2, 0,2 mM trình phương pháp thí nghiệm, Nhà xuất bản mồi, 1ul DNA tổng số, 2 unit Taqpolymerase. Chu Nông nghiệp. o trình nhiệt được thực hiện gồm 95 C trong 5 phút, o 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35 chu kỳ tiếp theo gồm 95 C trong 30 giây, 52 - o o 53 C trong 30 giây, 72 C trong 1 phút 30 giây. 3.1 Đánh giá và chọn lọc dòng lai lại dựa Chu kỳ cuối 72oC trong7 phút và giữ ổn định ở vào kiểu hình và lây nhiễm nhân tạo 4oC. Sản phẩm PCR của gen Xa7 được kiểm tra Thế hệ BC3F2 trồng tại Gia Lai với các cá thể trên gel agarose 3% ở hiệu điện thế 60V trong 1 có kiểu hình giống với TBR225 được chọn lọc. giờ 15phút, sau đó nhuộm bằng ethium bromide. Bốn nhóm dòng xuất phát từ 4 phép lai được Các dòng mang gen Xa7 đồng hợp thể được chọn trồng để đánh giá tính kháng với ba mẫu vi lọc lại ở thế hệ BC3F3. khuẩn phân lập. Kết quả lây nhiễm với 3 mẫu Kết quả đánh giá kiểu hình so sánh với giống phân lập cùng với đối chứng kháng IRBB7 và đối gốc TBR225 có 10 dòng đạt mọi yêu cầu. chứng nhiễm IR24 đã xác định được 3 nhóm 2.3 Đánh giá các dòng lai lại về đặc điểm trong sối 4 nhóm dòng có các cá thể kháng cao nông học với vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa có chiều dài vết bệnh dưới 1 cm (Bảng 1). 10 dòng lại lại thế hệ BC3F4 và BC3F5 Bảng 1. Số dòng kháng với ba mẫu phân lập vi khuẩn bạc lá Số nhóm dòng kháng ở mức cao (HR) Số nhóm dòng Tổng số Thế hệ/Đối chứng Mẫu phân Mẫu phân lập Mẫu phân kháng cả ba nhóm dòng lập 1 2 lập 3 mẫu phân lập BC3F2 4 3 3 3 3 IRBB7(đc kháng) 1 + + + 1 IR24 ( đc nhiễm) 1 + + + 0 22
Kết quả nghiên cứu Khoa học BVTV – Số 1/2020 Kết quả chọn lọc qua lây nhiễm nhân tạo cho 3.2 Sàng lọc dòng lai lại bằng chỉ thị phân thấy ở thế hệ lai lại thứ 3 tỷ lệ cây kháng chỉ đạt tử với gen Xa7 7,2 %. Kết quả này cũng phù hợp với các nghiên Kiểm tra sự có mặt gen Xa7 bằng chỉ thị cứu trước đây (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang RM5509 cho thấy các dòng BC3F3 mang gen (2003), Hien Vu Thu et al.,(2007). kháng ở trạng thái dị hợp tử hoặc đồng hợp tử Từ ba mẫu phân lập đã chọn ra 72 cá thể (dòng) (Hình 2). Kết quả là 31 dòng BC3F3 mang gen kháng bệnh bạc lá, chúng được kiểm tra sự có mặt đồng hợp tử được xác định (Bảng 3,4,5) của gen Xa7 để tiếp tục chọn lọc ở thế hệ BC3F3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 a b c d L 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 A 25 2627282930 31 32 3334 35 36 a b c d L 373839 40 41 42434445 46 47 48 B 49 5051 525354 555657585960 a b c d L 61626364656667686970 7172 C 300bp Hình 1. Ảnh điện di 72 cá thể qua lây nhiễm nhân tạo sơ bộ có phản ứng kháng Bảng 2. Sự có mặt của Xa7 thông qua phân tích PCR với cặp mồi RM5509 của 24 cá thế nhóm 1(1-24) thế hệ BC3F3 Đối chứng/Cá Đối chứng/Cá Băng Kiểu gen Băng Kiểu gen thể chọn lọc thể chọn lọc a TBR225 Không mang gen c IRBB7 Đồng hợp tử Xa7 b IR24 Không mang gen d IRBB5/7 Đồng hợp tử Xa7 và Xa5 1 Dị hợp tử 13 - Dị hợp tử 23
Kết quả nghiên cứu Khoa học BVTV – Số 1/2020 Đối chứng/Cá Đối chứng/Cá Băng Kiểu gen Băng Kiểu gen thể chọn lọc thể chọn lọc 2 2.1 Đồng hợp tử 14 - Dị hợp tử 3 Dị hợp tử 15 2.9 Đồng hợp tử 4 2.2 Đồng hợp tử 16 2.10 Đồng hợp tử 5 2.3 Đồng hợp tử 17 - Dị hợp tử 6 - Dị hợp tử 18 2.11 Đồng hợp tử 7 2.4 Đồng hợp tử 19 2.12 Đồng hợp tử 8 2.5 Đồng hợp tử 20 - Dị hợp tử 9 2.6 Đồng hợp tử 21 2.13 Đồng hợp tử 10 2.7 Đồng hợp tử 22 - Dị hợp tử 11 2.8 Đồng hợp tử 23 2.14 Đồng hợp tử 12 - Dị hợp tử 24 - Dị hợp tử Ở nhóm 1 gồm 24 cá thể có ký hiệu 1-24 trên nhóm này chọn được 5 dòng hoàn toàn đồng bảng điện di có 14 cá thể mang gen đồng hợp dạng trên tất cả các tính trạng so với TBR225 thể Xa7. Khi lúa trổ và chín căn cứ vào phân tích gốc là 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 và 2.6. kiểu gen đã đánh giá lại chi tiết kiểu hình và ở Bảng 3. Sự có mặt của Xa7 thông qua phân tích PCR với cặp mồi RM5509 của 24 cá thế nhóm 2 (25-48) thế hệ BC3F3 Đối Đối chứng/Cá Băng chứng/Cá thể Kiểu gen Băng Kiểu gen thể chọn lọc chọn lọc A R212 Không mang gen c IRBB7 Đồng hợp tử Xa7 B IR24 Không mang gen d IRBB5/7 Đồng hợp tử Xa7 và Xa5 25 4.1 Đồng hợp tử 37 4.11 Đồng hợp tử 26 4.2 Đồng hợp tử 38 4.12 Đồng hợp tử 27 4.3 Đồng hợp tử 39 - Dị hợp tử 28 4.4 Đồng hợp tử 40 - Dị hợp tử 29 4.5 Đồng hợp tử 41 4.13 Đồng hợp tử 30 4.6 Đồng hợp tử 42 - Dị hợp tử 31 - Dị hợp tử 43 - Dị hợp tử 32 - Dị hợp tử 44 - Dị hợp tử 33 4.7 Đồng hợp tử 45 - Dị hợp tử 34 4.8 Đồng hợp tử 46 - Dị hợp tử 35 4.9 Đồng hợp tử 47 4.14 Đồng hợp tử 36 4.10 Đồng hợp tử 48 4.15 Đồng hợp tử Ở 24 cá thể nhóm 2 (25-48) có 15 cá thể tiết kiểu hình và ở nhóm này chỉ chọn được 3 mang gen đồng hợp thể Xa7. Khi lúa trổ và chín dòng hoàn toàn đồng dạng trên tất cả các tính căn cứ vào phân tích kiểu gen đã đánh giá lại chi trạng so với TBR225 gốc là 4.2 và 4.4 và 4.8 24
Kết quả nghiên cứu Khoa học BVTV – Số 1/2020 Bảng 4. Sự có mặt của Xa7 thông qua phân tích PCR với cặp mồi RM5509 của 24 cá thế nhóm 3 thế hệ BC3F3 (49-72) Đối Đối Băng chứng/Cá Kiểu gen Băng chứng/Cá Kiểu gen thể chọn lọc thể chọn lọc A TPR225 Không mang gen c IRBB7 Đồng hợp tử Xa7 B IR24 Không mang gen D IRBB5/7 Đồng hợp tử Xa7 và Xa5 49 - Dị hợp tử 61 10.1 Đồng hợp tử 50 - Dị hợp tử 62 - Dị hợp tử 51 - Dị hợp tử 63 - Dị hợp tử 52 - Không mang gen 64 - Không mang gen 53 - Dị hợp tử 65 - Không mang gen 54 - Dị hợp tử 66 - Dị hợp tử 55 - Dị hợp tử 67 10.2 Đồng hợp tử 56 - Dị hợp tử 68 - Dị hợp tử 57 - Dị hợp tử 69 - Dị hợp tử 58 - Dị hợp tử 70 - Không mang gen 59 - Dị hợp tử 71 - Dị hợp tử 60 - Không mang gen 72 - Dị hợp tử Ở nhóm 24 cá thể tiếp theo thuộc nhóm 3 (49- 3.3 Đặc điểm nông học và năng suất của 72) chỉ có 2 cá thể mang gen đồng hợp thể Xa7 các dòng lai lại đạt yêu cầu ký hiệu là 10.1 và 10.2. Khi lúa trổ và chín căn cứ 10 dòng thế hệ BC3F4 cùng với dòng nhận vào phân tích kiểu gen đã đánh giá lại chi tiết được đánh giá trong vụ Xuân 2019 tại Thái Bình. kiểu hình và ở nhóm này cả 2 dòng đều đạt yêu Các dòng lai lại (gọi tắt là TBR225KBL) có đặc cầu so với TBR225 gốc. điểm nông học như thời gian từ cấy đễn trỗ, số Như vậy trong số 31 dòng mang gen Xa7 nhánh, thời gian sinh trưởng…tương tự giống đồng hợp thể có 5 dòng nhóm 1, 3 dòng nhóm 2 TBR225 (Bảng 5). Tuy nhiên, một số dòng lai lại và 2 dòng thuộc nhóm 3 (tổng số 10 dòng) hoàn có chiều cao cây cao hơn 1-2cm, sự khác biệt toàn đạt mọi tiêu chuẩn để đưa vào chọn lọc tiếp này nằm trong sai số. theo ở các thế hệ BC3F4 và BC3F5 tại Thái Bình Bảng 5. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của các dòng TBR225 KBL trong vụ Xuân 2019 tại Thái Bình ĐVT: Ngày Dòng lai lại Bắt đầu đẻ Đẻ nhánh Thời gian Chiều cao Trỗ 10% Trỗ 90% được chọn nhánh tối đa sinh trưởng cây (cm) 2.1 15 29 54 105 136 102,5 2.2 16 28 58 106 137 105,2 2.3 16 28 55 107 138 106,6 2.4 15 30 57 107 138 103,8 2.6 16 28 53 107 138 106,1 4.2 16 28 58 106 137 104,0 25
Kết quả nghiên cứu Khoa học BVTV – Số 1/2020 Dòng lai lại Bắt đầu đẻ Đẻ nhánh Thời gian Chiều cao Trỗ 10% Trỗ 90% được chọn nhánh tối đa sinh trưởng cây (cm) 4.6 16 28 55 106 138 104,0 4.8 16 27 56 106 138 103,6 10.1 16 32 57 106 138 106,4 10.2 16 31 57 107 138 104,4 TBR225 17 44 56 107 138 106,4 LSD0,05 4,2 5,6 Số hạt/bông và khối lượng 1000 hạt của phần nhưng không đáng kể, tỷ lệ lép của các dòng lớn các dòng lai lại đều cao hơn giống gốc chọn lọc thấp hơn giống gốc đã dẫn tới năng nhưng chỉ nằm trong sai số. Năng suất cá thể ở suất cá thể của các dòng chọn lọc chỉ tương tự phần lớn các dòng không cao hơn có ý nghĩa so TBR225 nguyên bản (Bảng 6) với TBR225 mặc dù số hạt/bông có cao hơn Bảng 6. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cá thể của các dòng TBR225KBL triển vọng Xuân 2019 tại Thái Bình Dòng lai lại Số Tỷ lệ hạt Khối lượng Năng suất cá Số hạt/bông được chọn bông/khóm chắc (%) 1000 hạt (g) thể (g/khóm) 2.1 5,6 239,4 90,4 23, 8 23,0 2.2 6,0 238,2 90,2 24,1 23,7 2.3 6,3 204,0 90,9 24,0 23,1 2.4 5,8 230,5 90,7 24,5 23,8 2.6 5,3 194,7 91,0 24,2 23,5 4.2 7,0 238,6 91,2 24,4 24,7 4.4 5,8 227,7 89,9 24,1 25,1 4.8 5,6 226,6 90,6 24,1 24,6 10.1 5,1 203,6 90,2 23,9 24,9 10.2 5,2 223,2 92,4 24,2 23,9 TBR225 6,6 198,8 93,4 24,2 23,8 LSD0,05 2,3 5,2 3,2 2,3 3,8 Các dòng lai lại được chọn lọc mang kiểu gen trong vụ Xuân 2019 (hế hệ BC3F4) tại Thái Bình của dòng nhận và chứa gen Xa7 ở trạng thái cho thấy tất cả các dòng TBR225KBL tuyển chọn đồng hợp tử. Kết quả lây nhiễm nhân tạo với 3 đều kháng đến kháng cao với 3 chủng vi khuẩn chủng vi khuẩn gây bệnh bạc lá phân lập từ Thái (Bảng 7). Bình, Nam Định và Thanh Hóa trên các dòng Bảng 7. Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá của các dòng lúa TBR225KBL triển vọng qua lây nhiễm nhân tạo vụ Xuân 2019 Chiều dài vết bệnh (cm) Mức độ kháng nhiễm Dòng lai lai Chủng Thái Chủng Chủng Chủng Thái Chủng Chủng được chọn Bình Nam Định Thanh Hoá Bình Nam Định Thanh Hoá 2.1 0,4 1,7 0,9 HR R HR 2.2 0,5 1,6 0,8 HR R HR 2.3 0,9 2,5 0,7 HR R HR 26
Kết quả nghiên cứu Khoa học BVTV – Số 1/2020 Chiều dài vết bệnh (cm) Mức độ kháng nhiễm Dòng lai lai Chủng Thái Chủng Chủng Chủng Thái Chủng Chủng được chọn Bình Nam Định Thanh Hoá Bình Nam Định Thanh Hoá 2.4 0,8 3,5 0,4 HR R HR 2.6 0,6 0,3 0,4 HR R HR 4.2 0,7 3,8 0,3 HR R HR 4.4 0,2 1,6 0,5 HR R HR 4.8 1,3 4,6 0,8 HR MR HR 10.1 0,8 3,8 0,6 HR R HR 10.2 3,6 2,9 0,8 HR R HR TBR225 10,5 15,8 19,4 S HS HS IR24 22,4 25,7 27,9 HS HS HS IRBB7 0,4 0,8 0,9 HR R HR Ghi chú: HR: kháng cao; R: kháng; MR: Kháng trung bình; S: Nhiễm; HS: Nhiễm cao Xét về tính kháng các dòng chọn lọc qua lai thế dòng 4.8 đã bị loại. 9 dòng đạt yêu cầu được lại có biểu hiện kháng tương tự đối chứng chuẩn đánh giá toàn diện về các đặc điểm nông - sinh kháng IRBB7. Điều này chứng tỏ gen Xa7 học có chú ý thích đáng đến chất lượng thử nếm chuyển vào giống TBR225 đã hoạt động hiệu ở vụ Mùa 2019 để đưa vào chọn lọc thế hệ Go quả. Riêng dòng 4.8 chỉ kháng vừa với mẫu (Bảng 8) phân lập Nam Định (mẫu có độc tính cao nhất) vì Bảng 8. Đặc điểm nông sinh học và kết quả lây nhiễm nhân tạo các dòng TBR225KBL bằng chủng vi khuẩn Nam Định có độc tính cao vụ mùa 2019 Chất lương thử nếm Phản ứng Đăc điểm nông sinh học ( điểm) kháng bệnh Ký hiệu Chiều dòng Cao Hạt P1000 TT Hạt/ TGST NSLT NSTT Độ Độ Độ Vị Tổng dài vết Mức gốc thân chắc/ hạt bông (ngày) (tạ/ha) (tạ/ha) thơm trắng bóng ngon điểm bênh kháng (cm) bông (gam) (cm) 1 2.1 76,9 205,1 184,5 23,2 122 64,03 55,06 3,0 4,6 3,2 4,0 14,8 2,3 R 2 2.2 78,9 204,3 183,6 22,9 122 62,86 54,06 3,0 4,6 3,2 4,2 15,0 2,3 R 3 2.3 77,1 208,1 187,2 22,9 122 64,23 55,23 3,0 4,6 3,2 3,6 14,2 2,2 R 4 2.4 79,4 200,3 180,4 23,2 122 62,64 53,87 3,0 4,2 3,2 4,0 14,4 2,3 R 5 2.6 77,9 209,4 188,1 22,5 122 63,45 54,56 3,4 4,6 3,2 3,6 14,8 2,3 R 6 4.2 77,4 208,6 186,4 24,1 122 67,23 57,15 3,4 4,2 3,2 3,6 14,4 2,2 R 7 4.4 79,8 204,8 181,8 23,4 122 63,80 54,93 3,4 4,6 3,2 3,8 15,0 2,5 R 8 10.1 79,7 207,3 185,8 24,6 120 68,26 58,02 3,0 4,6 3,2 3,8 14,4 2,5 R 9 10.2 74,7 209,1 186,8 23,3 120 65,00 55,90 3,0 4,2 3,2 3,6 14,0 2,6 R TBR S 10 225 78,8 206,8 185,4 23,8 123 66,04 56,79 3,6 4,0 3,2 4,4 15,2 8,2 (ĐC) 27
Kết quả nghiên cứu Khoa học BVTV – Số 1/2020 Thông qua đánh giá trên các tính trạng Xa21 kháng được phần lớn các chủng vi khuẩn nông học chủ yếu cho thấy 9 dòng chuyển gây bệnh bạc lá lúa ở miền Bắc Việt Nam, trong thành công gen Xa7 đều có số đo tương tự đó gen Xa7 được phát hiện trên nhiều giống lúa như giống gốc TBR225. Về thời gian sinh địa phương (Lã Vinh Hoa và cs, 2010). trưởng có 7 dòng đạt 122 ngày và 2 dòng đạt Bằng phương pháp lai lại gen Xa7đã được 120 ngày trong khi giống gốc TBR225 là 123 chuyển vào giống TBR225. Qua chọn lọc kiểu ngày. Như vậy, các dòng chọn lọc mang gen hình, đánh giá sự phát triển chiều dài của vết Xa7 có thời gian sinh trường tương tự bệnh sau lây nhiễm nhân tạo với các mẫu phân TBR225. Số hạt/ bông và số hạt chắc/ bông lập đại diện sau 3 thế hệ lai lại và tự thụ kết hoàn toàn tương ứng với TBR225. Tương tự hợp với sự trợ giúp của chỉ thị phân tử có thể quan sát thấy ở khối lượng 1000 hạt: Các dòng chuyển gen kháng Xa7 vào thể nhận. Gen chuyển gen Xa7 có số đo từ 22,9 đến 24,6 Xa7chuyển vào các dòng lai lại chọn lọc gam trong khi đối chứng là 23,8 gam. Do các TBR225KBL thể hiện khả năng kháng tới yếu tố cấu thành năng suất không khác so với kháng cao với các mẫu phân lập, tương đương giống gốc nên cả năng suất lý thuyết cũng như với thể cho IRBB7. Các dòng TBR225 được chuyển gen kháng có năng suất thực thu của các dòng chuyển gen khả năng kháng bạc lá cao hơn hẳn so với dòng đều tương tự như giống gốc (TBR225). gốc TBR225, sinh trưởng, phát triển tốt trong điều Một nhóm tính trạng rất đặc trưng của giống kiện ở Thái Bình đại diện cho kiểu sinh thái vùng TBR225 là chất lượng cơm. Xét trên cả 4 chỉ tiêu đồng bằng Bắc Bộ. Chúng có các tính trạng nông chủ chốt của cơm là độ thơm, độ trắng, độ bóng, sinh học tương đương so với dạng nguyên bản vị ngon thì các dòng chọn lọc đều có các chỉ số TBR225. Thời gian sinh trưởng của các dòng có điểm tương tự TBR225. Chỉ tiêu đáng chú ý nhất gen kháng bạc lá thuộc nhóm ngắn vừa (dao động ở các dòng chọn lọc là tính kháng với vi khuẩn từ 120-122 ngày so với giống gốc là 123 ngày ở gây bệnh bạc lá. vụ mùa). Các dòngTBR225 mang gen Xa7 đều Kết quả lây nhiễm nhân tạo với mẫu phân lập được đánh giá và các dòng đạt yêu cầu gồm: có đôc tính cao (MPL Nam Định) cho thấy về số 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 4.2, 4.4, 10.1 và 10.2. đo tuyệt đối của chiều dài vết bệnh sau 18 ngày Các dòng chọn lọc mang gen Xa7 được ký lây nhiễm là 2,2-2,6cm được xếp vào mức kháng hiệu là TBR225KBL. Đây không chỉ là các dòng (R) trong khi giống gốc TBR225 có chiều dài vết triển vọng để góp phần nâng cao độ an toàn bệnh là 8,2 cm xếp loại nhiễm (S). trong sản xuất của giống TBR225 mà chúng còn Như vậy xét trên tất cả các tính trạng thì 9 là các vật liệu quý để phục vụ cho chương trình dòng chọn lọc mang gen Xa7 đạt độ tương ứng chọn tạo giống lúa kháng bệnh bạc lá của cao so với giống gốc TBR225 nhưng kháng ThaiBinh Seed và cho toàn bộ chương trình được bệnh bạc lá. chọn tạo giống lúa kháng bệnh Bạc lá ở nước ta. Quá trình chuyển gen Xa7 cho giống TBR225 đã thành công. Các dòng chuyển gen được đặt 4. KẾT LUẬN tên là TBR225KBL và được đưa vào để chọn lọc Phương pháp lai lại, chọn lọc kiểu hình kết tạo lô hạt giống tác giả và nhân lên cấp Siêu hợp với chọn lọc dựa vào chỉ thị phân tử là nguyên chủng và Nguyên chủng phục vụ sản phương pháp hiệu quả để chuyển gen kháng xuất đại trà. bệnh bạc lá vào giống lúa thuần. Trong nghiên Phần lớn các giống đang gieo cấy đại trà đặc cứu này gen kháng bạc lá Xa7 đã được chuyển biệt các giống lúa có nguồn gốc từ Trung Quốc thành công vào giống TBR225, tạo ra được 9 khá mẫn cảm với các chủng vi khuẩn bạc lá ở dòng đồng dạng trên nền di truyền của TBR225 Việt Nam. Do đó việc tạo ra các giống kháng kháng bạc lá cao. Các dòng đồng dạng kháng bệnh bạc lá là cơ sở để nâng cao độ an toàn và cao, đồng hợp tử trội với gen Xa7 đã và và đang giảm chi phí trong nghề trồng lúa. Các kết quả được đưa vào chọn lọc duy trì và nhân giống đánh giá ở Việt Nam cho thấy 3 gen Xa5, Xa7 và phục vụ sản xuất. 28
Kết quả nghiên cứu Khoa học BVTV – Số 1/2020 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bennett J, Khush GS., 1997. Pyramiding of bacterial blight resistance genes in rice: marker assisted 1. Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang, 2003. Áp dụng selection using RFLP and PCR. Theor Appl chỉ thị phân tử để chọn tạo giống lúa kháng bệnh bạc Genet. 1997;95:313–320. doi: lá, Hội thảo Quốc gia bệnh cây và sinh học phân từ, 10.1007/s001220050565. NXBNN.49-53. 12. Jena, K. K., D. J. Mackill, 2008. Molecular 2. Dương Đức Huy, Nguyễn Văn Hoan, 2016. Kết markers and their use in marker-assisted selection in quả chuyển gen Xa7 vào dòng phục hồi hạt phấn rice. Crop Sci.48:1266–1276. doi: R212. Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, tập 10.2135/cropsci2008.02.0082. 14, số 12, 2016. 13. Khush GS, Mackill DJ, Sidhu GS., 1989. 3. Dương Đức Huy, Nguyễn Văn Hoan, 2017. Breeding rice for resistance to bacterial leaf blight. In: Đánh giá đặc điểm của các tổ hợp lúa lai cải tiến mang IRRI, editor.Bacterial blight of rice. Manila, Philippines: gen kháng vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa. Tạp chí Nông IRRI, 989. pp. 207–217. nghiệp & PTNT số 21/2017 (trang 40-47). 14. Mew, T. W., C. M. Vera Cruz, E. S. Medalla, 4. Dương Đức Huy, Vũ Thị Thu Hiền, Nguyễn Văn 1992. Changes in the race frequency of Xanthomonas Hoan, 2017. Đánh giá các tổ hợp lúa lai triển vọng oryza pv. oryzae in response to the planting of rice kháng bệnh bạc lá lúa trong điều kiện vụ Mùa tại Lào cultivars in the Philippines. Plant Dis.76:1029–1032. Cai. Tạp chí Bảo vệ thực vật số 6 (275)/2017, trang doi: 10.1094/PD-76-1029. 50-55. 15. Suh JP, Jeung JU, Noh TH, Cho YC, Park 5. Lã Vinh Hoa, Tống Văn Hải , Phan Hữu Tôn , SH, Park HS, Shin MS, Kim CK, Jena KK., 2013. Trần Minh Thu , Li Yang Rui, 2010. Khảo sát nguồn Development of breeding lines with three pyramided gen cây lúa mang gen kháng bệnh bạc lá bằng chỉ thị resistance genes that confer broad-spectrum bacterial phân tử DNA, Tạp chí Khoa học và Phát triển, tập 8: blight resistance and their molecular analysis in 9-16. rice. Rice. 2013;6:5. doi: 10.1186/1939-8433-6-5. ] 6. Nguyễn Thị Lan, Phạm Tiến Dũng, 2006. Giáo 16. Swing J.G and Civerolo E.,1995. trình phương pháp thí nghiệm. Nhà xuất bản Nông Xanthomonas. 1.4 Xanthomonas campestris oryzae, nghiệp. Akinomoto”s Medium for Xoo Isolation, Page 47. 7. Bhasin H, Bhatia D, Raghuvanshi S, Lore SJ, Spring - Science BussinesMedia.ISBN 978-94-001- Gurpreet K, Sahi KG, Kaur B, Vikal Y, Singh K, 2012. 1526-1 (ebook). New PCR-based sequence-tagged site marker for 17. Tian K.Gu, Yang D.F, Wu L, Sreekala C, bacterial blight resistance gene Xa38 of rice. Mol Wang.D, Wang.G.L, Yin Z., 2004 High-resolution Breeding, 30:607–611. doi: 10.1007/s11032-011-9646. genetic mapping of Xa 27 (t), a new bacterial blight 8. Doyle, J.J., Doyle J.L, 1987. A rapid DNA resistance gene in rice, Oryza sativa L, Theor Appl isolation procedure for small quantities of fresh leaf Genet 108; 800-807, http://www.Spinger.com. tissue. Phytochemical Bulletin, v.19, p.11-15. 18. Yoshimura A, Yasui H, Hoan NV et al, 2004. 9. Furuya N., S. Taura, Bui Trong Thuy, Phan Huu Pyramiding of genes for resistance to bacterial blight of Ton,Nguyen Van Hoan & Yoshimura, A. rice and its application to hybrid rice breeding in (2003).Experimental technique for Bacterial blight of Northern part of Vietnam. Proceeding of International rice.HAU- JICA ERCB project, 42p. worshop on hybrid rice and mocecular Breeding. 10. Hien Vu Thu, Hoan Nguyen Van, Yasui Kyushu University press 2004, 61-68. Hideshi and Yoshimura Atsushi, 2007. Development 19. Webb, K. M., I. On˜a , J. Bai , K. A. Garrett , of a new thermo-sensitive genic male sterility line with T. Mew , C. M. Vera Cruz and J. E. Leach, 2010. bacterial blight resistantce by molecular marker – A benefit of high temperature: increased effectiveness assisted selection, Hybrid rice and Agro Ecosystem, of a rice bacterial blight disease resistance gene, New Hanoi university of agriculture, Vietnam, 45-51. Phytologist 2010 185: 568–576 11. Huang N, Angeles ER, Domingo J, Phản biện: TS. Ngô Vĩnh Viễn Magpantay G, Singh S, Zhang G, Kumaravadevil N, 29