sự di truyền một số đột biến về hình thái lá phát sinh từ các giống lúa- nàng hương và nàng thơm chợ đào

Trường đại học sư phạm Hà Nội Tạp chí khoa học số 4 năm 2005 Sự di truyền một số đột biến về hình thái lá phát sinh từ các giống lúa: Nàng hương và Nàng thơm chợ Đào Khoa Sinh trường

Trường đại học sư phạm Hà Nội Tạp chí khoa học số 4 năm 2005

Sự di truyền một số đột biến về hình thái lá

phát sinh từ các giống lúa:

Nàng hương và Nàng thơm chợ Đào

Khoa Sinh trường ĐHSP Hà Nội Khoa Sinh trường ĐHSP Tp Hồ Chí Minh

I Mở đầu

Bộ lá quyết định 50% năng suất cây lúa Trong bộ lá lúa, lá đòng và lá công năng

đóng vai trò quan trọng nhất trong quá trình nuôi dưỡng bông lúa Theo mẫu hình cây lúa lý tưởng, 2 lá này cần có chiều dài và rộng vừa phải, dày, uốn lòng mo, xanh đậm và mọc đứng để tiếp nhận được nhiều quang năng nhưng không che khuất các lá ở dưới; mặt khác phải có tuổi thọ cao

Bài viết này trình bày các kết quả phân tích di truyền chiều dài, chiều rộng, góc lá

đòng và lá công năng trong các tổ hợp lai giữa các dòng đột biến phát sinh từ giống lúa Nàng hương và Nàng thơm chợ Đào với giống gốc

II Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

1 Vật liệu

Chúng tôi sử dụng 2 giống gốc: Nàng hương (NHG), Nàng thơm chợ Đào (NTCĐ)

và 3 dòng đột biến từ chúng: Nàng hương đột biến (NHĐB), Nàng thơm chợ Đào đột biến-3 (NTCĐ3) và Nàng thơm chợ Đào đột biến-5 (NTCĐ5)

a) Giống lúa Nàng Hương (NHG): Là giống lúa đặc sản địa phương, trồng nhiều ở Long An, An Giang, Tp HCM, cảm ứng chặt với quang chu kỳ; lá dài và rủ

b) Giống lúa Nàng Thơm chợ Đào (NTCĐ): Là giống lúa đặc sản địa phương được

trồng tại xã Mỹ Lệ nên còn gọi là Nàng Thơm Mỹ Lệ thuộc tỉnh Long An, cảm ứng

quang chu kỳ, lá dài

c) Dòng lúa Nàng Hương đột biến (NHĐB): Do Viện Khoa học Nông nghiệp miền

Nam tạo từ giống Nàng Hương gốc bằng phương pháp chiếu xạ vào hạt khô bằng tia gamma (Co60 ), chọn lọc đến M6 thì trở thành dòng thuần NHĐB không còn cảm ứng

quang chu kỳ, lá ngắn, đứng, bản rộng, màu xanh đậm

d) Dòng Nàng Thơm chợ Đào - 3 (NTCĐ 3 ): Do TS Nguyễn Duy Bảy gây đột biến bằng

tác nhân hóa học trên tế bào xôma, chọn ở M4, đến M6 đã nhân thành dòng thuần NTCĐ3 mất tính cảm ứng quang chu kỳ, lá dài và cong

e) Dòng lúa Nàng Thơm chợ Đào - 5 (NTCĐ 5 ): Do TS Nguyễn Duy Bảy gây đột biến

bằng tác nhân hoá học trên tế bào sôma, chọn được ở M4 , đến M6 được nhân thành dòng

thuần NTCĐ5 mất tính cảm ứng quang chu kỳ lá dài và cong

2 Phương pháp nghiên cứu

Mỗi tổ hợp lai đều được thực hiện 2 phép lai: thuận và nghịch

a) Phương pháp xác định mức độ trội - lặn

Được tính theo công thức của Belli và Atkius (1966):

hp = F -mp/P - mp

ở đây, hp: Mức độ trội; F: Giá trị trung bình của tính trạng nghiên cứu ở F1; mp: Giá trị trung bình của tính trạng của 2 bố mẹ; P: Giá trị trung bình của tính trạng ở bố hoặc mẹ trội hơn

Khi hp = 0 (không trội); hp =1 (trội hoàn toàn); 0 < hp <1 (trội không hoàn toàn, thiên về dạng có trị số tuyệt đối của tính trạng lớn hơn, biểu hiện ưu thế lai dương); còn khi -1 < hp < 0 (trội không hoàn toàn, thiên về dạng có trị số tuyệt đối của tính trạng nhỏ hơn, thể hiện ưu thế lai âm); khi hp > 1 (siêu trội dương); còn khi hp < -1 (siêu trội âm)

b) Phương pháp nghiên cứu sự phân ly tính trạng ở F 2

Sự phân chia thành các lớp kiểu hình dựa theo số liệu thống kê đối với các tính

trạng số lượng của từng dạng dùng làm bố mẹ, theo công thức X ± 3σ (theo phương

pháp của Awan và cộng sự (1996), Fushuhara (1986)

Sự sai khác giữa tỷ lệ phân ly lý thuyết và thực tế được đánh giá theo tiêu chuẩn

"khi bình phương" (χ2)

III Kết quả nghiên cứu và thảo luận

1 Mức độ trội ở F 1 và sự phân ly tính trạng chiều dài lá đòng và lá công năng ở F 2

a) Mức độ trội ở F 1 (Bảng 1)

ở các phép lai giữa các dòng đột biến với giống gốc, con lai F1 đều có lá đòng ngắn hơn so với giống gốc, như vậy lá đòng ngắn là do đột biến lặn không hoàn toàn gây ra, vì vậy biểu hiện ưu thế lai dương (0 < hp <1)

Bảng 1: Sự di truyền và biểu hiện tính trạng chiều dài lá đòng

và lá công năng (cm) của P & F ở vụ mùa 2001 - 2002

Khi lai giữa các giống, dòng đột biến với giống gốc Stt Tổ hợp & phép lai

Lá đòng

1 NHG x NHĐB 42,29 ± 0,86 27,37 ± 0,87 40,98 ± 1,44 0,82 0 <hp <1

2 NHĐB x NHG 27,37 ± 0,87 42,29 ± 0,86 40,45 ± 1,14 0,75 0 <hp <1

3 NTCĐ x NTCĐ 5 48,87 ± 1,43 48,56 ± 1,01 48,69 ± 1,75 0,20 0 <hp <1

4 NTCĐ 5 x NTCĐ 48,56 ± 1,01 48,87 ± 1,43 48,54 ± 1,69 0,55 0 <hp <1

5 NTCĐ x NTCĐ3 48,87 ± 1,43 42,83 ± 1,47 46,98 ± 1,10 0,60 0 <hp <1

6 NTCĐ3 x NTCĐ 42,83 ± 1,47 48,87 ± 1,43 46,43 ± 1,38 0,19 0 <hp <1

Lá công năng

7 NHG x NHĐB 57,44 ± 1,29 44,28 ± 1,68 52,86 ± 1,27 0,30 0 <hp <1

8 NHĐB x NHG 44,28 ± 1,68 57,44 ± 1,29 52,05 ± 1,30 0,18 0 <hp <1

9 NTCĐ x NTCĐ5 57,92 ± 1,78 57,84 ± 1,61 57,91 ± 1,73 0,75 0 <hp <1

10 NTCĐ 5 x NTCĐ 57,84 ± 1,61 57,92 ± 1,78 57,89 ± 0,91 0,25 0 <hp <1

11 NTCĐ x NTCĐ 3 57,92 ± 1,78 52,51 ± 1,15 55,87 ± 1,50 0,24 0 <hp <1

12 NTCĐ3 x NTCĐ 52,51 ± 1,15 57,92 ± 1,78 55,37 ± 1,46 0,06 0 <hp <1

Ghi chú: MĐT: Mức độ trội

b) Sự phân ly ở F 2 (bảng 2)

Bảng 2: Sự phân ly tính trạng chiều dài lá đòng và lá công năng (cm) ở F 2

trong vụ mùa 2002- 2003 khi lai giữa các dòng đột biến với giống gốc

Stt Các tổ hợp lai &

các phép lai

SCT PT

ở F 2

Số cá thể thuộc các phân lớp kiểu hình

P

Lá đòng

353 717 361

361 734 370

47,2 ữ< 49,9

1471

BDLT PLTTD

46,9 ữ< 49,7

1467

BDLT PLTTD

41,2 ữ< 44,5 44,5 ữ< 47,1 47,1 ữ 49,5

371 724 360

357 728 368

Lá công năng

42,3 ữ< 47,4 47,4 ữ< 54,5 54,5 ữ< 58,9

353 716 362

42,1 ữ< 47,4 47,4 ữ< 54,5 54,5 ữ 58,5

371 733 361

55,6 ữ 59,8

1471

BDLT

55,2 ữ 59,6

1467

BDLT

369 725 361

Ghi chú: BDLT, PLTTD: Biến dị liên tục, phân ly tăng tiến dương

SCT PT ở F 2 : Số cá thể phân tích ở F2; TLPLLT: Tỷ lệ phân ly lý thuyết

2 Mức độ trội ở F1 và sự phân ly tính trạng chiều rộng lá đòng và lá công năng ở F 2

a) Mức độ trội ở F 1 (Bảng 3)

ở bảng 3 chúng tôi cũng thu được kết quả khá phù hợp với kết luận của Mitra 1962; F1 của hầu hết các tổ hợp lai có phiến lá đòng rộng, như vậy phiến lá đòng rộng là trội so với phiến lá đòng hẹp, thể hiện ưu thế lai dương (0< hp< 1) hoặc siêu trội dương (hp> 1)

Bảng 3 Sự di truyền và biểu hiện tính trạng chiều rộng lá đòng

và lá công năng (cm) của P & F1 ở vụ mùa 2001 - 2002

Khi lai giữa các giống, dòng đột biến với giống gốc Stt Tổ hợp & phép lai

Lá đòng

1 NHG x NHĐB 1,22 ± 0,04 1,93 ± 0,06 1,65 ± 0,04 0,21 0 <hp <1

2 NHĐB x NHG 1,93 ± 0,06 1,22 ± 0,04 1,68 ± 0,04 0,29 0 <hp <1

3 NTCĐ x NTCĐ5 1,30 ± 0,03 1,61 ± 0,06 1,61 ± 0,04 1 1=hp

4 NTCĐ5 x NTCĐ 1,61 ± 0,06 1,30 ± 0,03 1,58 ± 0,03 0,8 0 <hp <1

5 NTCĐ x NTCĐ 3 1,30 ± 0,03 1,58 ± 0,03 1,75 ± 0,02 2,2 hp >1

6 NTCĐ3 x NTCĐ 1,58 ± 0,03 1,30 ± 0,03 1,70 ± 0,02 1,53 hp >1

Lá công năng

7 NHG x NHĐB 1,01 ± 0,03 1,84 ± 0,06 1,63 ± 0,05 0,49 0 <hp <1

8 NHĐB x NHG 1,84 ± 0,06 1,01 ± 0,03 1,66 ± 0,03 0,57 hp >1

9 NTCĐ x NTCĐ 5 1,02 ± 0,04 1,38 ± 0,05 1,41 ± 0,03 1,17 hp >1

10 NTCĐ5 x NTCĐ 1,38 ± 0,05 1,02 ± 0,04 1,39 ± 0,02 1,05 hp >1

11 NTCĐ x NTCĐ3 1,02 ± 0,04 1,42 ± 0,03 1,56 ± 0,03 1,7 hp >1

12 NTCĐ 3 x NTCĐ 1,42 ± 0,03 1,02 ± 0,04 1,48 ± 0,04 1,3 hp >1

Ghi chú: MĐT: Mức độ trội

b) Sự phân ly ở F 2 (Bảng 4)

Bảng 4 Sự phân ly tính trạng chiều rộng lá đòng (cm) và lá công năng

ở F 2 trong vụ mùa 2002- 2003 khi lai giữa các dòng đột biến với gống gốc

Stt Các tổ hợp lai

& các phép lai

SCT PT

ở F 2

Số cá thể thuộc các phân lớp kiểu

Lá đòng

1,50 ữ 1,80 1,25 ữ< 1,35

Lá công năng

Ghi chú: SCT PT ở F2 : Số cá thể phân tích ở F2; TLPLLT: Tỷ lệ phân ly lý thuyết

Số liệu trong bảng 4 cho thấy: ở F2 của tất cả các tổ hợp lai đều có tỷ lệ phân ly về chiều rộng lá đòng và lá công năng là 3 rộng : 1 hẹp Nh− vậy đột biến làm phiến lá

đòng và lá công năng hẹp cũng di truyền theo định luật Menden trong phép lai đơn

3 Mức độ trội ở F 1 và sự phân ly tính trạng góc lá đòng và góc lá công năng ở F 2

b) Mức độ trội ở F 1

Bảng 5: Sự di truyền và biểu hiện tính trạng góc lá đòng

và góc lá công năng (độ) của P & F 1 ở vụ mùa 2002 -2003

Khi lai giữa các giống, dòng đột biến với giống gốc Stt Tổ hợp & phép lai

Lá đòng

Lá công năng

2 NHĐB x NHG 19,71 ± 0,34 42,73 ± 1,44 27,64 ± 1,16 -0,31 -1 <hp <0

Theo Kramer (1974), góc lá đòng và góc lá công năng được kiểm soát bởi hai hệ thống gen khác nhau, góc lá đòng rộng là trội, ngược lại góc lá công năng hẹp là trội

Số liệu ở bảng 5 cho thấy: ở các phép lai lai thuận- nghịch giữa các dòng đột biến với giống gốc, về tính trạng góc lá đòng và góc lá công năng, hầu hết con lai F1 biểu hiện ưu thế lai dương (0<hp<1) hoặc siêu trội dương (hp>1) ở tất cả các tổ hợp, con lai

F1 trong các phép lai thuận và nghịch thuộc cùng một tổ hợp lai đều có kiểu hình tương

tự nhau Điều đó chứng tỏ tế bào chất của dạng làm mẹ không ảnh hưởng đến sự biểu hiện của tính trạng này Như vậy góc lá đòng và góc lá công năng rộng là trội hoàn toàn hoặc không hoàn toàn so với góc lá đòng và góc lá công năng hẹp, tính trạng này do gen nhân chi phối

b) Sự phân ly ở F 2 (Bảng 6)

Bảng 6: Sự phân ly tính trạng góc lá đòng và lá công năng (độ) ở F 2

trong vụ mùa 2002- 2003 khi lai giữa các dòng đột biến với giống gốc

Stt Các tổ hợp lai & các

phép lai

SCT PT

ở F 2

Số cá thể thuộc các phân lớp

Lá đòng

Lá công năng

353 717 361

40 ữ 44 22ữ< 40 18 ữ< 22

Ghi chú: SCT PT ở F2 : Số cá thể phân tích ở F2; TLPLLT: Tỷ lệ phân ly lý thuyết

Số liệu bảng 6 cho thấy: ở các phép lai thuận- nghịch giữa các dòng đột biến với giống gốc, đối với góc lá đòng và góc lá công năng, F2 phân ly kiểu hình theo tỷ lệ: 3 góc lá rộng: 1 góc lá hẹp Điều đó chứng tỏ: các đột biến làm cho góc lá đòng và lá công

năng hẹp được di truyền theo định luật Menden trong lai đơn

Theo Kramer (1974), góc lá công năng hẹp là trội so với góc lá công năng rộng Kết luận trên không mâu thuẫn với kết quả của chúng tôi vì trong trường hợp này alen đột biến làm cho góc lá đòng và góc lá công năng hẹp hơn là lặn so với alen dại

IV Kết luận

Các đột biến làm giảm chiều dài, chiều rộng, làm hẹp góc lá đòng và lá công năng

là các đột biến lặn không hoàn toàn so với dạng ban đầu Mức độ trội (hp) của các alen dại hay mức độ lặn của các alen đột biến phụ thuộc vào dạng làm mẹ ở P, nhưng bào chất của dạng làm mẹ không ảnh hưởng đến tỷ lệ phân ly kiểu hình ở F2 Các đột biến nói trên di truyền theo định luật Menden trong lai đơn

Tài liệu tham khảo

[1] Nguyễn Minh Công, Nguyễn Thị Mong Sự di truyền một số đột biến gây tạo từ

giống địa phương Nam Bộ - Tài nguyên đục, Tạp chí Di truyền học và ứng dụng, số

1/2004, tr 24 -30

[2] Nguyễn Thị Mong, Nguyễn Minh Công Sự di truyền và biểu hiện các đột biến: nửa

lùn, rút ngắn lá đòng, tăng chiều dài lá công năng, giảm khả năng đẻ nhánh, tăng chiều dài bông lúa và hạt gạo, phát sinh bằng thực nghiệm từ giống lúa địa phương Nam Bộ - Tép hành, Tạp chí Khoa học - Công nghệ của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn,

số 5/2003 tr 654 - 656

[3] Nguyễn Minh Công, Lê Xuân Trình, Vũ Thị Phương Vinh Sự di truyền tính trạng

chiều dài và chiều rộng lá đòng và lá công năng trong các tổ hợp lai giữa dòng lúa Dự

đột biến và các giống lúa tẻ cao sản không thơm Tạp chí: Di truyền học và ứng dụng,

số 4/2004, tr 43- 50

[4] Jennings P.R., W R Coffman, and H.E Kauffman.Rice Improvement IRRI,

Losbanos, Manila, Philippines, 1979

[5] Inger Standard evaluation System for rice, Rice genetics, IRRI, Manila, Philippines, 1996 [6] Joho R Fincham S The Chi - Square (χ2) test for assessing goodness of fit to theoretical ratios Genetic analysis principles, Scope and objectives Rice Genetic, chater

1, p.19- 21, 1994

[7] Yamagata, H Inheritance of morphological characters, 1.5 leaf in: Science of the

rice plant, Volume three: Genetics (Matsuo et al., eds), FAPRC, Tokyo, Japan, pp 277 -

285, 1997

Tóm tắt

Chúng tôi dùng 2 giống lúa tẻ đặc sản Nam Bộ: Nàng hương, Nàng thơm chợ Đào

và 3 dòng đột biến từ chúng: Nàng hương đột biến, Nàng thơm chợ Đào đột biến- 3 và Nàng thơm chợ Đào đột biến- 5

Mức độ trội ở F1 (hp) được xác định theo Belli và Atkinus (1966) Sự phân chia thành các lớp kiểu hình khác nhau ở F2 dựa trên công thức toán thống kê sinh học: X ± 3σ

Kết quả cho thấy, các đột biến: phiến lá đòng và lá công năng ngắn và hẹp, góc lá

đòng và góc lá công năng hẹp là các đột biến lặn không hoàn toàn, di truyền theo định luật Menden trong lai đơn

Summary

Inheritance of some mutations

on leaf morphology induced from native rice varieties

in South Vietnam- Nang huong and Nang thom cho Dao

Nguyen Minh Cong, Nguyen Thi Mong

We used 2 native rice varieties of South Vietnam: Nang huong, Nang thom cho Dao and 3 mutant lines from them: Nang huong dot bien, Nang thom cho Dao dot bien- 3, Nang thom cho Dao dot bien- 5

The dominant degree in F1 (hp) was determined from Belli and Atkius (1996) The separation in different phenotypic classes in F2 based on the bio- statistical formula: X ± 3σ

The results obtained were as follows, the mutations: short, narrow leaf blade, narrow leaf angle of the flag leaf and the second leaf were incompletely recessive and transmitted to offring confom to Mendenian law in monohybrid