ĐáNH GIá GEN TƯƠNG HợP RộNG CủA MộT Số VậT LIệU GIốNG ở CÂY LúA Varietal screening of wide compatibility gene in Rice Nguyễn Văn Hoan1, Vũ Hồng Quảng2 Summary Two TGMS lines 103s and P
Trang 1ĐáNH GIá GEN TƯƠNG HợP RộNG CủA MộT Số VậT LIệU GIốNG ở
CÂY LúA Varietal screening of wide compatibility gene in Rice
Nguyễn Văn Hoan1, Vũ Hồng Quảng2
Summary Two TGMS lines (103s and Pei'ai 64s) and Japonica variety Norin PL9 were crossed with 15 varieties belong three subspecies of genus Oryza (Sub indica, Sub Javanica and Sub Japonica) The results showed that: TGMS Pei'ai 64s and variety Norin PL9 carried WCG when TGMS 103s
is lack of WCG WCG participation to form F1 generation making them restoration enough both
of polen and seed fertility
Key words: WCG (wide compatibility gene), TGMS, restoration, fertility
1 ĐặT VấN Đề
Để đạt được ưu thế lai cao thì bố mẹ phải có sự khác biệt về di truyền Phép lai xa giữa hai loài phụ của chi Oryza đạt được mục tiêu về sự khác biệt di truyền lớn giữa hai bố mẹ song lại gặp một khó khăn khác là con lai F1 bất dục hoặc bán bất dục Chính hạn chế này đã làm cho năng suất của tổ hợp lai không đạt yêu cầu Các kết quả nghiên cứu cho thấy gen tương hợp rộng (Wide Compatibility Gene) WCG sẽ khắc phục được hiện tượng bất dục ở con lai F1, WCG có chức năng bắc cầu nối trong quá trình hoà hợp giữa hai bộ gen Indica, Japonica, đạt tỷ lệ hạt phấn hữu dục cao và tỷ lệ đậu hạt tốt (Ikehashi H., 1991; Yuan L.P., 1995 ) Khi dòng mẹ có chứa WCG thì có khả năng phối hợp rất rộng với các dòng, giống bố ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, sẽ tạo được nhiều tổ hợp có ưu thế lai cao, phổ thích ứng rộng Chính vì vậy những kết quả nghiên cứu về gen tương hợp rộng có vai trò quan trọng khi sử dụng trong nghiên cứu hệ lúa lai hai dòng
2 VậT LIệU Và PHƯƠNG PHáP NGHIÊN CứU
2.1 Vật liệu nghiên cứu
+ Các giống thuộc loài phụ Japonica: Norin PL9, Taichung 65, Assominori, Niponbare và IR - NP5 Các giống thuộc loài phụ Javanica: Javanica 14, Dinalaga, Shinaba và Canabongbong Các giống thuộc loài phụ Indica: IR 24, IRBB1/5 do Trường Đại học Kyushu - Nhật Bản cung cấp Các giống Javanica lá trơn và giống Indica: R307, R308, R310 có nguồn gốc từ tập đoàn công tác Bộ môn Di truyền- Giống cây trồng
+ Dòng mẹ kiểu TGMS 103s nguồn gốc từ Trường Đại học Nông nghiệp I Dòng mẹ Pei'ai 64s nguồn gốc nhập nội từ Trung Quốc, giống lúa thuần Norin PL9 nguồn gốc từ Nhật Bản
+ Các giống được công bố có gen tương hợp rộng là Norin PL9 (Ikehashi H., 1991) và Pei'ai 64s (Yuan L.P., 1995) Dùng giống Bồi tạp Sơn thanh (BTST) giống lúa lai hai dòng được gieo cấy rộng rãi làm đối chứng
2.3 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp lai kiểm tra gen tương hợp rộng
Dùng phương pháp lai kiểm tra gen tương hợp rộng của Trung tâm nghiên cứu Hồ Nam (sơ
đồ 1)(Yuan Long Ping và cs, 1995) Mỗi tổ hợp lai thu được ít nhất 30 hạt Các dòng bất dục kiểu TGMS được lai theo phương pháp cách ly cá thể với giống Norin PL9 lai theo phương pháp khử đực bằng cắt chéo vỏ trấu
Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khảo sát con lai tuần tự không lặp lại Sau khi cấy 5-6 tổ hợp thì cấy mẹ tương ứng và cứ 10 –12 con lai F1 thì cấy các dòng bố tương ứng, giống
đối chứng là Bồi tạp Sơn thanh
Trang 2Địa điểm thí nghiệm: Bố trí thí nghiệm tại cách đồng A2 Khoa Nông học và khu nhà lưới Bộ
môn Di truyền - Giống cây trồng
Sơ đồ 1 Sơ đồ lai kiểm tra Dòng mẹ
Dòng bố
Japonica:
1- Norin PL9 2- Tai chung 65 3- Assominori 4- Niponbare 5- IR-NP5
F1(223)
224
225
226
227
F1(277)
278
279
280
281
F1(295)
296
297
298
299 Javanica:
1- Javanica 14 2- Javanica lá trơn 3- Dinalaga 4- Shinaba 5- Canabong b
229
230
231
232
233
283
284
285
286
287
303
304
305
306 chết
Indica:
1- IRBB1/5 2- IR 24 3- R307 4- R308 5- R310
240
235
236
237
238
294
289
290
291
292
319
314
315
316
317
3 KếT QUả Và THảO LUậN
Qua bảng 1 chúng ta nhận thấy dòng mẹ 103S khi lai trong cùng một loài phụ Indica, toàn
bộ con lai F1 đều hữu dục hạt phấn và tỷ lệ đậu hạt cao trên 90% Trong 5 tổ hợp lai với loài phụ Javanica cũng đều đạt tỷ lệ hạt chắc cao chỉ riêng tổ hợp lai với Javanica 14 đạt thấp hơn so sánh với các quan điểm hiện hành (Ikehashi H.,1984 – 1987; Yuan L.P., 1995) là 71- 75% tỷ lệ hạt chắc Kết quả này cho thấy dòng mẹ 103s khi lai xa với loài phụ Javanica cho con lai F1tỷ lệ đậu hạt là 65%, nguyên nhân là do khi trỗ gặp điều kiện không thuận lợi, thực tế con lai F1 hữu dục bình thường Hiện tượng bán bất dục khi lai xa càng được thể hiện rõ khi 103s lai xa với loài phụ Japonica Trong 5 tổ hợp đem khảo sát có 4 tổ hợp tạo ra con lai F1 bán bất dục, chỉ có duy nhất
1 tổ hợp lai với Norin PL9 là đạt cao hơn định mức của các nhà khoa học đặt ra (85,6% hạt chắc) Điều này chứng tỏ gen tương hợp rộng trong giống Norin PL9 đã khắc phục được hiện tượng bán bất dục khi lai xa với loài phụ Japonica Trong khi đó 4 bố còn lại không chứa WCG khi lai với 103s đều cho F1 bán bất dục về tỷ lệ đậu hạt Như vậy dòng TGMS 103s không có WCG
Dòng mẹ Pei'ai 64s có chứa WCG lai xa với các giống thuộc loài phụ Javanica và Japonica
được thể hiện thông qua bảng 2 Các con lai tạo ra đều đạt tỷ lệ hạt chắc cao Chứng tỏ dòng mẹ Pei'ai 64s có chứa WCG Kết quả này cho thấy có thể tạo ra nhiều con lai xa mà vẫn đạt được tỷ
lệ hữu dục cao Do đó chúng ta có thể sử dụng nhiều giống bố khác nhau để phối hợp với một dòng mẹ có WCG và xác suất tìm tổ hợp lai là cao hơn so với các dòng mẹ không chứa WCG Khi lai giống thuần Norin PL9 thuộc loài phụ Japonica có chứa WCG với 5 giống Indica, con lai F1 tạo ra đều hữu dục phấn hoàn toàn và đa số đều có tỷ lệ hạt chắc cao (bảng 3) WCG trong Norin PL9 cũng giống như WCG trong dòng mẹ Pei'ai 64s đã khắc phục được hiện tượng bán bất dục ở con lai F1 khi lai xa giữa hai loài phụ Indica và Japonica Do vậy nếu chuyển được WCG vào dòng bố, đặc biệt là vào dòng mẹ khi đó phép lai xa sẽ có F1 đạt tỷ lệ đậu hạt cao
Đây là một hướng sử dụng nhằm nâng cao năng suất và mở rộng khả năng tìm bố cũng như tạo
ra con lai F1 có phổ thích nghi rộng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau Riêng trường hợp 2 dòng
Trang 3bố Dinalaga và Shinaba do trỗ vào những ngày có mưa to nên tỷ lệ đậu hạt thấp song về mặt bản chất thì đây là những dạng lúa Javanica có độ hữu dục bình thường
Bảng 1 Tỷ lệ hạt phấn hữu dục, tỷ lệ hạt chắc của bố và con lai F1 với 103 s
Dòng bố
và đối
chứng
Hd
(%)
Hạt chắc (%)
Hd (%)
Hạt chắc (%)
(%)
Hạt chắc (%)
Hd (%)
Hạt chắc (%)
(%)
Hạt chắc (%)
Hd (%)
Hạt chắc (%)
Tai
ĐC
Ghi chú Hd: hạt phấn hữu dục
Bảng 2 Tỷ lệ hạt phấn hữu dục, tỷ lệ hạt chắc của bố và con lai F1 với Pei'ai 64 s
Dòng bố
Hd
(%)
Hạt chắc (%)
Hd (%)
Hạt chắc (%)
Giống thử Hd
(%)
Hạt chắc (%)
Hd (%)
Hạt chắc (%)
(%)
Hạt chắc (%)
Hd (%)
Hạt chắ
c (%)
Tai
ĐC
ĐC
ĐC
Ghi chú Hd: hạt phấn hữu dục
Bảng 3 Tỷ lệ hạt phấn hữu dục, tỷ lệ hạt chắc của các bố và con lai F1 với Norin PL9
Dòng bố
Hd
(%)
Hạt chắc
(%)
Hd (%)
Hạt chắc (%)
(%)
Hạt chắc (%)
Hd (%)
Hạt chắc (%)
(%)
Hạt chắc (%)
Hd (%)
Hạt chắc (%)
Tai
ĐC
ĐC
ĐC (BTST)
89,
4 KếT LUậN
+ Dòng Pei'ai 64s và giống thuần Norin PL9 có chứa gen tương hợp rộng trong khi dòng TGMS
103s không có gen tương hợp rộng
Trang 4+ Gen tương hợp rộng (WCG) đã góp phần nâng cao đáng kể tỷ lệ hạt phấn hữu dục ở con lai F1 khi lai xa giữa 2 loài phụ và nâng cao tỷ lệ đậu hạt của con lai xa
Tài liệu tham khảo
Hrirosi Ikehashi and Hitoshi Araki (1984), Varietial screening of compatibility, type reveated in F1 fertility of distant crosses in rice, Japan, p.304-313
Hrirosi Ikehashi, Hitoshi Araki (1987), Screening and genetic analysis of wide – compatibility in F1 hybrid of distant Crosses in Rice, Oryza sativa L, Japan, p.3- 54
Ikehashi H (1991), Genetic of hybrid sterility in wide hybridzation in rice (O sativa.L), Japan, p 113-124
Yuan Long Ping, Xi –Qin Fu (1995), Technlogy of hybrid rice production, FAO, p.5-75
