Nghiên cứu vật liệu khởi đầu cho công tác lai tạo chọn giống đậu nành cho vùng ĐBSCL

Phân tích đa dạng di truyền trên cây đậu nành bằng phương pháp chỉ thị phân tử trên DNA, sẽ giúp cho các nhà chọn giống quản lý, khai thác và sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên di truyền

-

NGUYỄN THÚY KIỀU TIÊN

NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU CHO CÔNG TÁC LAI TẠO

CHỌN GIỐNG ĐẬU NÀNH CHO VÙNG ĐBSCL

Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng

Mã số: 62 62 05 01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:

GS TS Nguyễn Thị Lang

CẦN THƠ- 2011

LỜI CẢM TẠ Xin chân thành cảm ơn:

- GS.TS Nguyễn Thị Lang và GS.TS Bùi Chí Bửu đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn các nội dung, phương pháp và kế hoạch triển khai thành công các môn học, thực hiện các thí nghiệm và hoàn thiện luận án

- Các thầy cô trong hội đồng chấm luận án cấp cơ sở và các thầy cô trong hội đồng chấm luận án cấp Viện đã góp ý tận tình, giúp đỡ tôi hoàn thiện luận án của mình

- Các thầy cô tham gia giảng dạy lớp nghiên cứu sinh khóa 1 của cơ sở đào tạo Viện Lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long

- Ban lãnh đạo Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập, thực hiện đề tài và hoàn thiện luận án

- Phòng Khoa học và hợp tác quốc tế Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long và Ban đào tạo sau đại học Viện Khoa Học Nông Nghiệp Việt Nam đã hướng dẫn và giúp đỡ tôi tận tình trong thời gian học tập, nghiên cứu và bảo vệ luận án

- Các đồng nghiệp bộ môn Di Truyền và Chọn Giống-Viện Lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long đã tận tính giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian học tập, thực hiện đề tài và hoàn thiện luận án

- Gia đình cùng các bạn bè thân hữu, đồng nghiệp đã luôn động viên, giúp đỡ cho tôi trong suốt thời gian học tập, thực hiện đề tài và hoàn thiện luận án này

Tác giả luận án

Nguyễn Thúy Kiều Tiên

Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

-

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu “Nghiên cứu vật liệu khởi đầu cho

công tác lai tạo chọn giống đậu nành cho vùng ĐBSCL” này là của riêng tôi Các

số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận án

Nguyễn Thúy Kiều Tiên

MỤC LỤC

Trang 1 Tính cấp thiết của đề tài…… 1

2 Mục tiêu nghiên cứu …… 2

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

3.1 Ý nghĩa khoa học 2

3.2 Ý nghĩa thực tiễn 2

4 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 2

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 3

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài 3

1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 7

1.2.1 Giới thiệu chung về cây đậu nành 7

1.2.2 Các phương pháp lai tạo trong chọn giống 12

1.2.3 Các chỉ thị phân tử được ứng dụng trong chọn giống cây trồng 20

1.2.4 Các nghiên cứu về cây đậu nành trong và ngoài nước liên quan đến đề tài 26

Chương 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40

2.1 Vật liệu nghiên cứu 40

2.1.1 Giống và các tổ hợp lai 40

2.1.2 Các primer được sử dụng 42

2.1.3 Dụng cụ và hóa chất sử dụng 43

2.1.4 Phân bón và thuốc bảo vệ thực vật 43

2.2 Nội dung nghiên cứu 44

2.2.1 Đánh giá các đặc tính nông học của các giống đậu nành 44

2.2.2 Đánh giá sự đa dạng di truyền của nguồn gen đậu nành bằng chỉ thị RAPD và Microsatelite (SSR) 44 2.2.3 Nghiên cứu khả năng ứng dụng nguồn gen đậu nành thông

qua chương trình lai tạo giống 44

2.2.4 Khai thác gen kháng bệnh rỉ sắt thông qua tạo quần thể con lai bằng phương pháp lai hồi giao 45

2.3 Phương pháp nghiên cứu 45

2.3.1 Nghiên cứu đánh giá các đặc tính nông học của nguồn di truyền của các giống đậu nành 45

2.3.2 Nghiên cứu đánh giá sự đa dạng di truyền của nguồn gen đậu nành bằng chỉ thị RAPD và Microsatelite (SSR) 46

2.3.3 Nghiên cứu khả năng ứng dụng nguồn gen đậu nành thông qua chương trình lai tạo giống 53

2.3.4 Khai thác gen kháng bệnh rỉ sắt thông qua tạo quần thể con lai bằng pháp lai hồi giao 60

2.3.5 Đặc điểm ruộng thí nghiệm………62

2.3.6 Phương pháp xử lý số liệu……… 63

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 64

3.1 Đánh giá các đặc tính nông học của các giống đậu nành 64

3.1.1 Phân tích dữ liệu kiểu hình 64

3.1.2 Phân nhóm kiểu hình 67

3.1.3 Phân tích tương quan dựa trên các tính trạng nông học: 69

3.2 Đánh giá sự đa dạng di truyền của nguồn gen đậu nành bằng chỉ thị RAPD và Microsattelite (SSR) 70

3.2.1 Nghiên cứu đánh giá sự đa dạng di truyền của nguồn gen đậu nành bằng chỉ thị RAPD 70

3.2.2 Nghiên cứu đánh giá sự đa dạng di truyền của nguồn gen đậu nành bằng chỉ thị SSR 80

3.2.3 So sánh kết quả kiểu gen giữa phương pháp RADP và SSR 93

3.3 Ứng dụng nguồn di truyền đậu nành vào chương trình chọn giống đậu nành 97

3.3.1 Kết quả lai tạo thông qua phương pháp lai dialen 97

3.3.2 Đánh giá kiểu gen của 21 tổ hợp lai và bố mẹ 106

3.4 Đánh giá bệnh rỉ sắt trên các tổ hợp lai 118

3.4.1 Khai thác di truyền trên các tổ hợp con lai F1 118

3.4.2 Kiểm tra một số dòng mang đơn gen kháng bệnh thế hệ F2 120

3.4.3 Thanh lọc bệnh rỉ sắt dựa trên xét nghiệm PCR với chỉ thị SSR 124

3.4.4 Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn lọc dòng kháng bệnh rỉ sắt 128

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 131

Kết luận 131

Đề nghị 132

DANH MỤC CÁC BÀI BÁO LIÊN QUAN 133

TÀI LIỆU THAM KHẢO 134

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

AFLP Amplified Fragment Length Polymorphism

AMOVA Analysis of molecular variance

AP-PCR Arbitrary Primer-PCR

dNMP Deoxy Nucleotide Mono Phosphate

dNTP Deoxyribonucleotide triphosphate

dTTP Deoxythymidine-5’-triphosphate

EDTA Ethylenediamine tetraecetate

HIP Hight Inorganic Phosphate

IRRI International Rice Research Institute

MAS Marker-Assisted Selection

PIC Polymorphism information content

QTL Quantiative Trait Loci

SAP Specific Amplicon Polymorphism

SCA Specific Combining Ability

SNP Single Nucleotide Polymorphism

SSCP Simple Strand Conformation Polymorphism SSLP Simple Sequence Length Polymorphism SSR Single Sequence Repeat (microsatellite)

TGST Thời gian sinh trưởng

nghiệm

41

2.4 Một số đặc điểm hạt của 7 giống đậu nành thí nghiệm 42 2.5 Danh sách các primer được sử dụng trong nghiên cứu chỉ thị RAPD 42 2.6 Danh sách các primer sử dụng trong nghiên cứu bằng chỉ thị SSR 43 2.7 Chi tiết thí nghiệm đánh giá các đặc tính nông học của các giống đậu

nành trồng tại Viện lúa ĐBSCL

46

2.8 Sự tương xứng giữa nồng độ agarose và kích thước đoạn DNA 48 2.9 Trọng lượng agarose theo nồng độ và đối tượng thí nghiệm 49 2.10 Thành phần hóa chất cho phản ứng PCR-RAPD 50 2.11 Chu trình hoạt động của máy PCR cho phản ứng PCR-RAPD 51 2.12 Chu trình hoạt động của máy PCR cho phản ứng PCR-SSR 53

2.14 Ký hiệu và tên các giống bố mẹ và tổ hợp lai 55 2.15 Thang điểm đánh giá bệnh rỉ sắt trên đậu nành (Theo tiêu chuẩn đánh

giá của Viện lúa ĐBSCL)

61

2.16 Các bước chính chọn tạo chọn tạo giống đậu nành kháng bệnh rỉ sắt 62 3.1 Đặc tính sinh trưởng của các giống đậu nành thí nghiệm 65 3.2 Thành phần năng suất và năng suất của các giống đậu nành thí nghiệm 66

3.4 Tương quan đơn về một số đặc tính nông học của các giống đậu nành 69 3.5 Kết quả phân tích nhóm của 34 giống đậu nành (Phương pháp RAPD) 78 3.6 Số lượng băng khuếch đại và số băng đa hình cho các nhóm và tiểu 79

nhóm di truyền theo chỉ thị RAPD

3.7 Số lượng băng khuếch đại và số băng đa hình cho các nhóm và tiểu

3.11 Ước đoán khả năng phối hợp chung của các tính trạng năng suất và

thành phần năng suất của bố mẹ 7x7

99

3.12 Ước đoán khả năng phối hợp riêng về thời gian ra hoa 100 3.13 Ước đoán khả năng phối hợp riêng về chiều cao cây 100 3.14 Ước đoán khả năng phối hợp riêng về số lóng/cây 101 3.15 Ước đoán khả năng phối hợp riêng về số cành hữu hiệu/cây 102 3.16 Ước đoán khả năng phối hợp riêng về số trái/cây 102 3.17 Ước đoán khả năng phối hợp riêng về năng suất dựa trên 7x7 103

3.21 Đánh giá các alen của kết quả PCR-RAPD đối với primer RAPD02 108 3.22 Đánh giá các alen của kết quả PCR-RAPD đối với primer RAPD03 110 3.23 Đánh giá các alen của kết quả PCR-RAPD đối với primer RAPD04 112 3.24 Đánh giá các alen của kết quả PCR-RAPD đối với primer RAPD05 114 3.25 Đánh giá các alen của kết quả PCR-RAPD đối với primer RAPD06 116 3.26 Kết quả đánh giá bệnh rỉ sắt ở điều kiện nhân tạo trên các tổ hợp lai

Năng suất và thành phần năng suất của một số dòng ưu tú của thế hệ

BC2F3 của tổ hợp Nam Vang/ MTD176 vụ Đông Xuân 2009-2010

123

3.30 So sánh kết quả kiểu gen và kiểu hình trên 4 chỉ thị phân tử 127

2.3 Hoa đậu nành đã lai được đánh dấu và bảo vệ trong giấy bóng mờ 57 2.4 Các hạt lai F0 và 7 giống đậu nành bố mẹ được trồng ngoài đồng vụ

3.6 Sơ đồ hình cây thể hiện mối tương quan về di truyền giữa 34 giống

đậu nành trên cơ sở kiểu gen (phương pháp chỉ thị RAPD với 9

primer)

77

3.7 Kết quả điện di sản phẩm PCR-SSR với primer LP 82 3.8 Kết quả điện di sản phẩm PCR-SSR với primer S35 83 3.9 Kết quả điện di sản phẩm PCR-SSR với primer SSV 84 3.10 Kết quả điện di sản phẩm PCR-SSR với primer Satt083 85 3.11 Kết quả điện di sản phẩm PCR-SSR với primer Satt020 86 3.12 Kết quả điện di sản phẩm PCR-SSR với primer Satt005 87 3.13 Kết quả điện di sản phẩm PCR-SSR với primer Langrisat1 88 3.14 Kết quả điện di sản phẩm PCR-SSR với primer Langrisat2 89 3.15 Sơ đồ hình cây thể hiện mối tương quan về di truyền giữa 34 giống

đậu nành trên cơ sở kiểu gen (phương pháp marker SSR)

90

3.16 Sơ đồ hình cây thể hiện mối tương quan về di truyền giữa 34 giống

đậu nành trên cơ sở kiểu gen (phương pháp chỉ thị phan tử SSR và

RAPD)

95

3.17 Kết quả điện di sản phẩm PCR-RAPD với primer RAPD02 107 3.18 Kết quả điện di sản phẩm PCR-RAPD với primer RAPD03 109

3.19 Kết quả điện di sản phẩm PCR-RAPD với primer RAPD04 111 3.20 Kết quả điện di sản phẩm PCR-RAPD với primer RAPD05 113 3.21 Kết quả điện di sản phẩm PCR-RAPD với primer RAPD06 115 3.22 Kết quả chủng bệnh 12 tổ hợp lai sau 10 ngày 119 3.23 Kết quả điện di sản phẩm PCR-SSR với primer Langrisat1 trên

quần thể BC2 F3 của Nam Vang/MTD176

125

3.24 Kết quả điện di sản phẩm PCR-SSR với primer Langrisat 2 trên

quân thể BC2 F3 của Nam Vang/MTD176

125

3.25 Kết quả điện di sản phẩm PCR-SSR với primer Satt083 trên quần

thể BC2 F3 của Nam Vang/MTD176

126

3.26 Kết quả điện di sản phẩm PCR-SSR với primer S35 trên quân thể

BC2 F3 của Nam Vang/MTD176

126

MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài

Đậu nành (tên khoa học là Glycine max (L.) Merrill) là cây công nghiệp ngắn

ngày, dễ trồng, có giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế cao [46] Ở nước ta, đậu nành

là một trong những cây trồng quan trọng chỉ đứng sau lúa và bắp Nhờ hàm lượng protein và lipid cao, hạt đậu nành và sản phẩm của chúng được sử dụng rộng rãi làm thực phẩm cho người và thức ăn cho gia súc ở nhiều nơi trên thế giới Với thời gian sinh trưởng ngắn và hệ rễ có nốt sần chứa vi khuẩn cố định đạm, đậu nành thường được trồng luân canh với lúa, bắp để tăng vụ và cải tạo đất bạc màu

Trong tình hình hiện nay, khu vực đồng bằng sông Cửu Long nói riêng và cả nước nói chung đều có xu hướng chuyển đổi cơ cấu cây trồng, ngày càng nhiều đối tượng cây hoa màu được đưa vào hệ thống luân canh với lúa Trong đó, cây đậu nành được chú ý nhiều nhất vì có rất nhiều lợi ích như cung cấp một lượng đạm để cải tạo và làm tăng độ phì cho đất làm giảm được chi phí đầu tư cũng như nâng cao hiệu quả kinh tế, tăng thu nhập cho người dân Không những thế, đậu nành còn là nguồn thức ăn giàu đạm vừa ngon vừa bổ dưỡng cho con người, đồng thời cũng là nguồn nguyên liệu chính để phát triển công nghệ nuôi thủy sản chất lượng cao Những năm gần đây tại các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long, đậu nành đã và đang trở thành nguồn thức ăn rất cần thiết cho đẩy mạnh phát triển thủy sản tại các địa phương

Nghiên cứu và chọn tạo ra các giống đậu nành ngắn ngày, năng suất và kháng được bệnh rỉ sắt hiện đang là vấn đề cấp bách không chỉ riêng của nước ta mà còn là vấn đề mang tính quốc tế vì hiện nay xu thế đa dạng cơ cấu cây trồng trên vùng trồng lúa không chỉ phát triển ở Việt Nam mà cho nhiều quốc gia trồng lúa trên thế giới Do đó, việc chọn tạo giống đậu nành ngắn ngày, năng suất cao, kháng bệnh rỉ sắt, thích nghi rộng với nhiều vùng canh tác là một vấn đề thiết yếu

Nhằm góp phần giải quyết về nhu cầu giống tốt phục vụ cho diện tích gieo trồng và đạt năng suất trước những yêu cầu cấp thiết của thực tế, chúng tôi tiến

hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu vật liệu khởi đầu cho công tác lai tạo chọn

giống đậu nành cho vùng ĐBSCL”

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định vật liệu làm bố mẹ cho lai tạo đậu nành

- Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn giống đậu nành có năng suất cao và kháng bệnh rỉ sắt

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

- Xác định được vật liệu di truyền làm bố mẹ

- Ứng dụng chỉ thị phân tử nghiên cứu đa dạng di truyền và xác định gen kháng bệnh rỉ sắt

- Xác định đựợc các thông số di truyền trên một số tính trạng năng suất, kháng bệnh rỉ sắt làm cơ sở cho quá trình lai tạo

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Cung cấp vật liệu ban đầu để chọn tạo ra sản phẩm là các giống đậu nành

có năng suất cao, ngắn ngày, kháng được bệnh rỉ sắt đáp ứng nhu cầu đa dạng hóa cây trồng trên vùng đất trồng lúa ở ĐBSCL

- Một số kết quả của đề tài có thể sử dụng trong các công trình nghiên cứu tiếp theo và trong giảng dạy

4 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu:

- Những giống đậu nành có năng suất cao, ngắn ngày đang được trồng phổ biến ở vùng ĐBSCL

- Những giống, dòng đậu nành có khả năng kháng được bệnh rỉ sắt

- Quần thể con lai F1 của những cặp bố mẹ trên

- Phạm vi nghiên cứu: Nhà lưới, phòng thí nghiệm và khu thí nghiệm ngoài đồng

- Thời gian nghiên cứu: 5/2007-5/2010

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài

Đa dạng di truyền là nền tảng chủ yếu cho sự sống của loài Quá trình tái tổ hợp, đột biến gen và sự biến đổi về cấu trúc của gen đã tạo ra sự thay đổi về cấu trúc quần thể và tạo nên sự đa dạng của loài trong không gian và thời gian Một phương pháp thông thường và dễ dàng nhất để đánh giá đa dạng di truyền là đo đạc các tính trạng số lượng và mô tả các đặc điểm hình thái để lựa chọn và xác định, vì vậy các đặc điểm hình thái liên quan đến sự đa dạng và tên của các giống Điều đó chứng tỏ rằng nông dân đã có những hiểu biết về sự đa dạng cây trồng trên cánh đồng của họ [115] Những thành tựu gần đây về lĩnh vực sinh học phân tử, sự phát triển của qui trình PCR cho sự khuếch đại DNA, chuỗi mã DNA đã đem lại những thành tựu to lớn là công cụ vững mạnh để thanh lọc, mô tả và đánh giá sự đa dạng

di truyền Hiện nay các kỹ thuật phổ biến có thể dùng để đánh giá sự đa dạng di truyền như: APLP, RFLP, RAPD, và SSR

Phân tích đa dạng di truyền trên cây đậu nành bằng phương pháp chỉ thị phân

tử trên DNA, sẽ giúp cho các nhà chọn giống quản lý, khai thác và sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên di truyền của cây đậu nành Trong chọn tạo giống mới, sự hiểu biết về đa dạng di truyền cho phép các nhà chọn giống hiểu rõ hơn về mối quan hệ tiến hóa giữa các giống, thu thập nguồn quỹ gen một cách có hệ thống và có những chiến lược phát triển trong việc kết hợp những tính đa dạng hữu ích và xác định những cặp lai với những tính trạng mong muốn

Lai là sự giao phối của hai dạng cha mẹ khác nhau Khi lai cây cha cung cấp phấn hoa, cây mẹ tiếp nhận phấn hoa Phát hiện về giới tính thực vật đã gợi lên ý muốn tiến hành lai nhân tạo các giống và các loài thực vật [14] Mặc dù trong toàn

bộ quá trình chọn giống, khâu lai chỉ chiếm một tỉ lệ thời gian rất ngắn, nhưng nó lại có ý nghĩa rất to lớn Cho đến nay sự tái tổ hợp di truyền bằng cách lai vẫn là con đường chủ yếu để đạt những thành tựu quan trọng trong chọn giống Bằng cách

lai có thể tạo ra nhiều dạng hình mới chưa từng có trong tự nhiên; do đó lai giống có tác dụng thúc đẩy quá trình tiến hoá của sinh vật nói chung và của cây trồng nói riêng So với một số phương pháp khác thì lai giống là biện pháp chủ động hơn tạo

ra những dạng hình mới có định hướng

Để tạo ra con lai với những tính trạng mong muốn từ những cặp lai, việc nghiên cứu về khả năng phối hợp (khả năng phối hợp chung (GCA) và khả năng phối hợp riêng (SCA) của các giống bố mẹ và từng tổ hợp lai là thật sự cần thiết Bởi vì khả năng phối hợp của một giống cây trồng này với một giống khác có thể chịu tác động bởi: Các gen cộng tính (aditive genes), sự tương tác có thể được tạo ra giữa các gen giữa hai giống cha mẹ Tuỳ thuộc vào hai yếu tố trên mà có giống cây trồng có thể có khả năng phối hợp với nhiều giống khác nhau và cho kết quả con lai rất tốt Khả năng đó được gọi là khả năng phối hợp chung Tuy nhiên, cũng có giống cây trồng chỉ có khả năng cho kết quả con lai tốt với một hoặc một ít giống khác, khả năng đó được gọi là khả năng phối hợp riêng

Sprague và Tatum [170] đã định nghĩa khả năng phối hợp chung và khả năng phối hợp riêng như sau:

Khả năng phối hợp chung (General combining ability = GCA): là sự thể hiện trung bình của một dòng hoặc một giống trong các tổ hợp lai có dòng hoặc giống đó tham gia

Khả năng phối hợp riêng (Specific combining ability = SCA): là sự thể hiện của một tổ hợp lai nào đó tương đối tốt hơn hay kém hơn giá trị kỳ vọng so với sự biểu hiện trung bình của các dòng hoặc giống được khảo sát

Tính chất ưu thế lai của từng tính trạng số lượng cũng có liên hệ mật thiết đến sự phân tích về khả năng phối hợp Ưu thế lai được ghi nhận với tần suất cao ở các tổ hợp có bố mẹ theo công thức như sau HL>HH hoặc LL xét về khả năng phối hợp chung (GCA) H là giá trị GCA cao, L là giá trị GCA thấp Điều này cho thấy rằng tính chất quan trọng của sự đa dạng về di truyền trong ảnh hưởng của GCA để

có được ưu thế lai của từng tính trạng cụ thể

Mức độ ý nghĩa về thống kê của khả năng phối hợp riêng (SCA) cũng có liên

hệ đến tính chất ưu thế lai và cho thấy tính chất quan trọng của hoạt động gen không cộng tính (non- additive) Nhưng SCA cao chưa hẳn có ý nghĩa thật sự đối với kết quả cho ra giá trị ưu thế lai cao [119] Nó còn tùy thuộc vào bản chất của bố

mẹ

Theo nguyên tắc chung, từ kết quả phân tích phương sai, người ta có thể dự đoán tính chất ưu thế lai cuả F1 Matzinger và Kempthone [140] đã kết luận rằng:

“Ước đoán phương sai của GCA có quan hệ đến phương sai do hoạt động cuả gen

cộng tính và các ảnh hưởng của tương tác không alen kiểu [i] Phương sai của SCA

có quan hệ đến phương sai do hoạt động cuả gen không cộng tính và các ảnh huởng

cuả tương tác không alen kiểu [j] và [i] Đây là điều kiện tạo ra giá trị ưu thế lai F1”

Con lai có triển vọng nhất có thể được sản xuất từ tổ hợp lai có bố hoặc mẹ

có giá trị khả năng phối hợp chung cao nhất [69] Mặt khác, nếu giá trị khả năng phối hợp riêng có ý nghĩa, người ta có thể khẳng định sự quan trọng của những tương tác có hiệu quả trong từng cặp lai đơn cụ thể

Về phương diện di truyền học, GCA liên quan đến tác động gen cộng tính (additive), còn SCA liên quan chủ yếu đến tác động gen không cộng tính bao gồm tác động trội, siêu trội, át khuất, tương tác giữa kiểu gen và môi trường

Nhìn chung, các giống có GCA cao, hy vọng sẽ cho các tổ hợp lai mong muốn Đánh giá GCA và SCA của các giống trong tập đoàn nhằm chọn ra các giống cha mẹ có khả năng phối hợp cao để gia tăng hiệu quả của công tác lai tạo và tuyển chọn các giống mới

Hệ số di truyền biểu thị tỷ lệ phương sai kiểu gen và phương sai kiểu hình Giá trị của hệ số di truyền biểu thị hai vấn đề quan trọng trong chọn giống Thứ nhất

nó cho biết sự chọn lọc của một đặc tính có dễ dàng không Thứ hai nó giúp cho dự đoán tiến bộ chọn lọc Sự thay đổi giá trị trung bình của quần thể do chọn lọc phụ thuộc vào hệ số di truyền và phương sai chọn lọc

Theo Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang [12] thì Dudley và Moll (1969) cho rằng sự đánh giá hệ số di truyền phụ thuộc vào quần thể; điều kiện môi trường và thí nghiệm Như vậy khó có thể khái quát hoá giá trị của hệ số di truyền từ quần thể này cho quần thể khác, từ điều kiện này cho điều kiện khác Khi so sánh giá trị của

nó, ta cần chú ý đến đơn vị cơ sở mà giá trị của nó được đánh giá

Trong chọn giống đậu nành, hầu hết hệ số di truyền được đánh giá bằng cách trồng một loạt các dòng ở một hoặc nhiều điều kiện khác nhau, sau đó qua phân tích phương sai, đánh giá phương sai kiểu gen và phương sai kiểu hình [117]

Chọn giống nhờ đánh dấu phân tử (MAS) là một chiến lược được thế giới ủng hộ từ năm 1995, đây là phương pháp tác động mạnh đến hiệu quả chọn giống với các đánh dấu có kết quả kỹ thuật cao trên cơ sở PCR để đánh dấu kiểu gen của tính trạng mục tiêu Sau khi đánh giá kiểu gen chúng ta so sánh với đánh giá kiểu hình để tìm ra mức độ chính xác của phương pháp [52]

MAS đang mang lại nhiều lợi ích quan trọng trong chọn giống như thông qua chuyển gen đặc biệt vào bộ gen và nhanh chóng nhân bản để thể hiện tính trạng của gen điều khiển MAS ngày càng được sử dụng rộng rãi trên những tính trạng đơn gen hơn các tính trạng đa gen, mặc dù cũng có một số kết quả thành công trên tính trạng số lượng Thành công của MAS dựa vào một số nhân tố giới hạn, bao gồm số lượng gen được chuyển, khoảng cách liên kết giữa marker và gen mục tiêu, số kiểu gen được chọn trong quần thể lai, nguồn gen tự nhiên và kỹ thuật marker được áp dụng [67]

Nguyên lý cơ bản di truyền của chọn giống nhờ đánh dấu phân tử là chứng minh đánh dấu với gen nằm đúng vị trí (locus), nhiễm sắc thể và vị trí này phản ảnh được đặc tính gen mong muốn [9]

MAS giúp chọn lọc bất cứ giai đoạn nào trong cây, chúng có thể tách được đồng hợp và dị hợp cho đơn gen, chồng gen và quần thể nào cũng áp dụng [10]

1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.2.1 Giới thiệu chung về cây đậu nành

1.2.1.1 Cơ sở sinh học và di truyền của cây đậu nành

Cây đậu tương hay đậu nành (tên khoa học là Glycine max (L.) Merrill có số lượng nhiễm sắc thể 2n=40, thuộc họ đậu (Leguminosae), họ phụ cánh bướm (Papilionoidae) có nguồn gốc từ cây đậu tương hoang dại (Glycine ussuriensis)

dạng thân leo, được phát hiện ở Trung Quốc, Triều Tiên và Nhật Bản Chúng có rất nhiều chủng loài khác nhau, thích nghi với điều kiện khí hậu từ ôn đới đến nhiệt đới [22]; [46]; [56]

Bảng 1.1: Liên kết nhóm trên bộ nhiễm sắc thể của đậu nành

Nhiếm sắc thể- nhóm liên kết Nhiếm sắc thể- nhóm liên kết

1.2.1.2 Giá trị kinh tế của cây đậu nành

Đậu nành là một loại cây trồng đã có từ lâu đời, hạt đậu nành có thành phần dinh dưỡng cao, hàm lượng protein trung bình khoảng từ 30 – 40 %, lipid từ 18 – 20

%, giàu nguồn sinh tố và muối khoáng [15] Đậu nành là loại hạt duy nhất mà giá trị

của nó được đánh giá đồng thời cả protein lẫn lipid Protein của đậu nành có phẩm chất tốt nhất trong các loại protein của thực vật – hàm lượng protein từ 38- 40 % là cao hơn cả ở cá, thịt và cao hơn gấp hai lần hàm lượng protein có trong các loại đậu

đỗ khác Hàm lượng của các axít amin có chứa lưu huỳnh như methionin, sixtein, sixtin… của đậu nành rất gần với hàm lượng của các chất này của trứng Hàm lượng của casein, đặc biệt là hàm lượng lizin rất cao Vì thế, mà khi nói đến giá trị của protein của đậu nành cao là nói đến sự đầy đủ và cân đối của các loại axít amin cần thiết Protein đậu nành dễ tiêu hoá hơn thịt và không có các thành phần tạo cholesteron, không có các dạng axít uríc…

Hạt đậu nành có chứa hàm lượng dầu béo cao hơn các loại đậu đỗ khác nên được coi là cây cung cấp dầu thực vật Hiện nay, các nước có mức sống cao người

ta lại chuộng dầu thực vật hơn mỡ động vật Lipid của đậu nành chứa tỷ lệ cao các axít béo chưa no có hệ số đồng hoá cao, mùi vị thơm ngon Dùng dầu đậu nành thay

mỡ động vật có thể tránh được sơ động mạch [19]

Trong hạt đậu nành còn có khá nhiều loại vitamin, đặc biệt là hàm lượng vitamin B1 và B2, ngoài ra còn có một số loại vitamin như A, E, K, D…và các loại muối khoáng khác

Do đó, từ hạt đậu nành người ta đã chế biến ra được trên 600 sản phẩm khác nhau, trong đó có hơn 300 loại thức ăn bằng phương pháp cổ truyền, thủ công và hiện đại dưới các dạng bột tươi, khô, lên men…

1.2.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu nành trên thế giới và trong nước

Trên thế giới

Đậu nành là cây lấy hạt, cây lấy dầu quan trọng bậc nhất của thế giới nên nó

đã được trồng khắp năm châu lục, nhưng tập trung nhiều nhất ở châu Mỹ , tiếp đến

là châu Á…

Bảng 1.2: Diện tích và sản lượng đậu nành của các nước trên thế giới

trong những năm qua

Brazil 21,70 22,70 23,10 57,00 63,00 65,00 Argentina 16,00 18,80 18,80 32,00 53,00 53,00 Trung Quốc 9,13 8,80 8,80 15,50 14,50 14,50

Các nước khác 5,88 6,40 6,41 9,27 10,56 10,56 Tổng 96,280 101,49 101,81 210,86 250,25 253,38

(Nguồn: Thống kê của Hoa Kỳ, 2010)

*: Thống kê vào tháng 1/2010

Hiện nay, năm nước có diện tích trồng và sản xuất đậu nành lớn nhất thế giới:

Mỹ, Brazil, Argentina, Ấn Độ và Trung Quốc chiếm khoảng 90-95% tổng sản lượng thế giới Phần lớn sản lượng đậu nành của Mỹ hoặc để nuôi gia súc, hoặc để xuất khẩu, mặc dù tiêu thụ đậu nành ở người trên đất nước này đang tăng lên Dầu đậu nành chiếm tới 80% lượng dầu ăn được tiêu thụ ở Mỹ

Ấn Độ cung cấp khoảng 9 triệu tấn sản lượng đậu nành /năm, năng suất trung bình khoảng 1000kg/ha và nó được xem là nguồn thực phẩm rất quan trọng trong bữa ăn hằng ngày

Mỹ là nước có diện tích trồng đậu nành và sản lượng lớn nhất thế giới, năng suất bình quân 2,8 tấn /ha

(a) (b) Hình 1.1: Sản lượng (a) và tình hình xuất khẩu (b) đậu nành trên thế giới 2010

(Nguồn: Thống kê của Hoa Kỳ, 2010)

Sản phẩm đậu nành được lưu hành trên thế giới dưới ba dạng là hạt, dầu và bột Khu vực tiêu thụ dầu nhiều là Mỹ và các nước Đông Âu Sản lượng tập trung lớn nhất ở năm nước nhưng lại được tiêu thụ trên toàn thế giới với nhu cầu ngày một tăng

Việt Nam

Cho đến năm 2009, diện tích đậu nành của Việt Nam khoảng 146.000 ha, năng suất hơn 14 tạ/ha Để bù đắp tới 80% số lượng thiếu hụt đậu nành trong nước, hằng năm cả nước vẫn phải nhập khẩu hơn 1 triệu tấn

Bảng 1.3: Diện tích và sản lượng đậu nành ở Việt Nam từ năm 2005 – 2009

(Nguồn: Niên giám thống kê, 2010)

Theo số liệu thống kê được trình bày ở bảng 1.3 cho thấy diện tích, sản lượng và năng suất đậu nành có khuynh hướng giảm dần Điều này cho thấy việc chọn tạo ra giống đậu nành năng suất cao và thích ứng cho từng vùng sinh thái là

cần thiết để tăng diện tích gieo trồng và sản lượng đậu nành đáp ứng cho nhu cầu tiêu dùng

Hiện nay, Việt Nam đã hình thành bốn vùng sản xuất đậu nành lớn, tập trung là:

o Các tỉnh miền núi

o Vùng Đồng Bằng Sông Hồng

o Miền Đông Nam Bộ

o Vùng đồng bằng sông Cửu Long

Bảng 1.4: Diện tích, sản lượng và năng suất ở các vùng qua các năm qua Vùng

ĐB Sông Hồng

Đông Nam

Bộ

ĐB Sông Cửu Long Diện

(Nguồn: Niên giám thống kê, 2010)

Mức phát triển sản xuất đậu nành hiện nay ở Việt Nam và trên thế giới vẫn chưa đáp ứng nhu cầu tiêu dùng Hơn một nửa số dân trên thế giới còn trong tình trạng thiếu protein có nguồn gốc từ thực vật

Diện tích đậu nành nhiều năm qua ở khu vực ĐBSCL khó phát triển vì nhiều

lý do, trong đó đáng kể nhất là: biến động về giá cả trên thị trường, giống và hạt giống chưa đáp ứng, đất đai chỉ thích hợp cho phát triển cây lúa, thủy nông không phù hợp cho phát triển cây màu và sâu bệnh hại [31]

1.2.2 Các phương pháp lai tạo trong chọn giống

1.2.2.1 Phương pháp lai hữu tính

Khái niệm

Lai là sự giao phối của hai dạng cha mẹ khác nhau Khi lai cây cha cung cấp phấn hoa, cây mẹ tiếp nhận phấn hoa Dấu nhân (X) dùng để chỉ sự lai Thông thường khi viết công thức lai, cây mẹ được viết trước về bên trái, còn cây cha được viết sau về phía bên phải của dấu nhân Các dạng cha mẹ thường được kí hiệu chung bằng chử “P”, con lai được kí hiệu bằng chử “F” với con số đi kèm biểu hiện thế hệ con lai, ví dụ F1, F2, F3…

Người ta không xác định được việc tự thụ phấn nhân tạo cho cây đã được thực hiện từ bao giờ, những di tích cổ còn lưu lại cho biết khoảng 700 năm trước Công nguyên, người Babillon đã tiến hành thụ phấn nhân tạo cho cây chà là Tuy nhiên, hiểu biết về giới tính thực vật chỉ có được sau công trình nghiên cứu của Camerasrius, được công bố vào năm 1964

mẹ có các tính trạng bổ sung Lai đơn có thể tiến hành trong loài nhưng cũng có thể thực hiện phép lai khác loài phụ hoặc khác loài

Lai thuận nghịch: Khi lai thuận nghịch thì mỗi dạng trong phép lai lần lượt

làm bố và làm mẹ

Lai thuận nghịch cho phép xác định mối quan hệ giữa nhân và tế bào chất, sự ảnh hưởng của tế bào chất tới con lai Nếu hai dạng bố mẹ khác nhau về tế bào chất thì kết quả giữa hai lần lai thuận và nghịch không giống nhau Phép lai này đặc biệt quan trọng khi lai xa, giữa lai thuận và lai nghịch trong lai xa có sự khác nhau không chỉ về độ kết hạt mà còn cả chất lượng con lai

Lai đỉnh: Lai đỉnh thường sử dụng để xác định khả năng tổ hợp chung nhằm

loại bỏ các dòng giống không có khả năng tổ hợp Các dòng giống mang lai thử được dùng làm bố và lai với 1 hoặc 2 mẹ là các vật liệu thử có phổ di truyền rộng Giữa dòng, giống và Tester tạo thành 1 cặp lai đơn

Lai dialen: Lai dialen hay còn gọi là lai luân giao là hệ thống lai thử, mà

trong đó các dòng hoặc giống định thử đem lai luân phiên với nhau theo mọi tổ hợp

có thể có theo cả hai hướng thuận và nghịch Phương pháp luân giao dùng để đánh giá khả năng phối hợp do Sprague và Tatum [170] đề xướng và về sau đã được nhiều nhà nghiên cứu khác phát triển và hoàn thiện; trong đó có Griffing [101] là người đã nêu lên bốn phương pháp sử dụng mô hình toán học thống kê để phân tích khả năng phối hợp của các dòng tự phối mà cho đến nay vẫn được sử dụng rộng rãi trên thế giới:

Phương pháp 1: Tất cả các dòng định thử được đem lai luân phiên với nhau theo mọi tổ hợp có thể có, theo cả hai hướng thuận và nghịch Số tổ hợp lai cần phải tiến hành là: n2

Phương pháp 2: Tất cả các dòng định thử được đem lai luân phiên với nhau theo mọi tổ hợp có thể có, nhưng chỉ theo hướng thuận Số tổ hợp lai cần phải tiến hành là: n(n+1)/2

Phương pháp 3: Chỉ các dòng khác nhau mới được đem lai luân phiên với nhau, theo cả hai hướng thuận và nghịch Số tổ hợp lai cần phải tiến hành là: n(n-1)

Phương pháp 4: Chỉ các dòng khác nhau mới được đem lai luân phiên với nhau, nhưng chỉ theo hướng thuận Số tổ hợp lai cần phải tiến hành là: n(n-1)/2

Lai nhiều lần

Lai lại: Đặc điểm của phép lai lại là sau khi nhận được con lai F1 người ta

tiếp tục đem lai với một trong hai bố mẹ với số lần lặp lại cần thiết phép lai lại thường được áp dụng khi một giống cây trồng nào đó có hàng loạt tính trạng tốt Song cần bổ sung thêm một vài tính trạng khác để hoàn thiện giống cũ

Trong phép lai giống cơ bản cần được cải tiến gọi là thể nhận, thường là các giống có năng suất cao, còn giống dùng để bổ sung tính trạng gọi là thể cho (thường

là các giống có tính chống chịu tốt) Phép lai lại được áp dụng phổ biến để truyền tính bất dục đực tế bào chất cho một giống nhằm tạo ra các dòng CMS mới sử dụng trong chọn giống ưu thế lai hệ “3 dòng”

Lai hồi qui: Lai hồi qui là một kiểu đặc biệt của lai lại trong đó một giống

có năng suất cao chưa có tính kháng sâu bệnh được sử dụng làm thể nhận còn các giống có tính chống chịu tốt (trong đó có tính kháng sâu bệnh) được sử dụng làm thể cho Sau khi tiến hành việc lai tích lũy của thể nhận với thể cho, người ta lai các con lai tích lũy với nhau bổ sung cho giống nhận các tính trạng cần thiết

Lai nhiều bậc: Lai nhiều bậc là phép lai phức tạp điển hình, trong đó sau lần

lai thứ nhất người ta tiếp tục lai với giống thứ 3 có các tính trạng mong muốn Phép lai có thể tiếp tục với giống thứ 4 và 5 tuỳ theo yêu cầu của chương trình tạo giống

Lai nhiều bố mẹ: Lai nhiều bố mẹ thường được áp dụng để tạo ra quần thể

mới ở cây giao phấn hoặc để tổng hợp nhiều tính trạng của nhiều giống vào con lai nhằm nâng cao hiệu quả của chọn lọc Để thực hiện phép lai người ta chia các giống tham gia thành từng cặp, sau khi có con lai thì chúng được cặp đôi và lai với nhau

1.2.2.2 Ý nghĩa của phương pháp lai

Đánh giá chỉ số chọn lọc, xác định yếu tố quan trọng quyết định đến năng suất, định hướng chọn lọc trong công tác chọn giống

Chọn các giống có khoảng cách di truyền khác nhau để lai tạo, nhằm tạo ra

ưu thế lai cao trong con lai F1, từ đó chọn ra các dòng biến dị tốt trong quần thể phân ly F2

Qua lai tạo có thể xác định vật liệu có khả năng kết hợp tốt, lai tạo ra tổ hợp lai có triển vọng, chọn ra giống có năng suất cao, mang nhiều tính trạng mong muốn

1.2.2.3 Phân tích dialen trong di truyền số lượng

Quan điểm về di truyền số lượng và lịch sử phát triển

Sau những khám phá của Mendel, khoa học di truyền đã phát triển từ đầu thế

kỷ 20 Nhờ công trình của Karl Pearson và các đồng nghiệp của ông [139], ngành toán thống kê đã được áp dụng vào sinh học, đánh dấu một bước phát triển vô cùng

ý nghĩa về sự trưởng thành của ngành di truyền số lượng Sau đó là sự đóng góp rất

cơ bản của Nilson - Ehle làm nền tảng cho di truyền số lượng phát triển sau này, với những mô hình toán học: phân tích sự biến dị liên tục và không liên tục của kiểu gen và kiểu hình, vai trò của yếu tố môi trường, v.v…Tuy nhiên di truyền số lượng vẫn là sự phát triển của di truyền Mendel, tuân thủ những nguyên tắc cơ bản của Mendel [95]; [139]

Thông thường để xác định hoạt động của gen điều khiển các tính trạng số lượng, người ta áp dụng phương pháp lai dialen [131]; [165]

Sự hiểu biết về di truyền của các tính trạng số lượng như năng suất, các yếu

tố hợp thành năng suất, v.v… giúp cho nhà chọn giống xây dựng một chương trình chọn lọc có hiệu quả [62]

Qua phân tích dialen vẫn chưa đủ nguồn thông tin về sự tương tác không alen giữa các loci với nhau; Kearsey và Jinks [120] đã đề xuất lai ba thử nghiệm (triple test cross) để phát hiện mối tương tác này Lai phân tích được thực hiện trên lúa với công trình khá nổi tiếng của Perera và ctv [156] với sự hỗ trợ về chương trình máy tính của trường Đại học Birmingham (Anh) Các tác giả dự đoán qua

tương tác này, những thông số cần thiết của từng tính trạng để hoạch định các bước chọn lọc và quy mô của quần thể F2, F3 như thế nào, giúp cho việc chọn lọc có hiệu quả nhất ở thế hệ sau đó

Trong phân tích dialen, với giả định không có epistasis, Ram và ctv [160] đã

so sánh 3 phương pháp phân tích: thông số Hayman (H1/D)1/2, biểu đồ Wr-Vr và khả năng phối hợp (22

g/2s) Tác giả nhận thấy rằng phân tích khả năng phối hợp là phương pháp phân tích có hiệu quả nhất để xác định tính trội (Dominance) Trong khi phân tích (H1/D)1/2 và biểu đồ có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng do sự phân bố gen có liên kết với nhau hoặc ảnh hưởng bởi tương tác không alen (epistasis)

Allard [63] một nhà sư phạm nổi tiếng về chọn giống cây trồng đã tổng kết thành 10 quan điểm có tính chất phát triển và định hướng của di truyền quần thể và

di truyền số lượng như sau: các thông số di truyền số lượng cho thấy các hệ thống di truyền rất đa dạng và bị ảnh hưởng bởi môi trường, nhưng các thông số có được là những thông tin còn rất nghèo nàn về những chuyển động có tính chất di truyền trong các quần thể Ông nhấn mạnh đến sự chọn lọc và yếu tố môi trường có tác động rất lớn Ảnh hưởng cộng lên từng locus rất lớn, ảnh hưởng trội lên từng locus khá nhỏ Sự thay đổi tần suất gen ở tất cả các marker trên các loci đã nghiên cứu, có tương quan rất mạnh mẽ với sự thay đổi về khả năng sinh sản Đặc biệt là hoạt động của gen điều khiển tính kháng bệnh có ảnh hưởng nghịch với năng suất và khả năng sinh sản Ông cho rằng trong tương lai, sự phân tích nhiều loci (multilocus analysis)

là phương tiện giúp nhà chọn giống biết được sự kết hợp rất nhanh và có ý nghĩa giữa các gen đặc biệt ở những cặp loci xảy ra trong các thế hệ đầu tiên trong quần thể cây tự thụ phấn

Phân tích khả năng phối hợp (combining ability)

Theo nguyên tắc chung, từ kết quả phân tích phương sai, người ta có thể dự đoán tính chất ưu thế lai cuả F1 Matzinger và Kempthone [140] đã kết luận rằng:

“Ước đoán phương sai của GCA có liên quan đến phương sai do hoạt động của gen

cộng tính và các ảnh hưởng của tương tác không alen kiểu [i] Phương sai của SCA

có liên quan đến phương sai do hoạt động cuả gen không cộng tính và các ảnh

hưởng của tương tác không alen kiểu [j] và [i] Đây là điều kiện tạo ra giá trị ưu thế

lai F1”

[j]: additive x additive (AA x bb)

[i]: additive x dominance (Aa x bb hoặc aa x Bb)

Những thiếu sót trong phân tích Hayman được bổ sung bằng phân tích Griffing Bởi vì các ước đoán mức độ tính trội trong Hayman có thể được tăng thêm

hoặc giảm đi do sự khiếm khuyết về tính chất độc lập của các gen trong bố mẹ [69]

Ngay chính Hayman [106] cũng đã công nhận sự thất bại của mình: Các giả định trong phân tích biểu đồ Wr, Vr có quá nhiều hạn chế, và mức độ tính trội sẽ xảy ra khi nào tính trội ở tất cả các loci biểu thị xu hướng alen cộng tính [+ve] Coughtrey

và Mather [84] đồng ý với kết luận cuả Hayman về tính chất phân tán (dispersion) của các gen trong bố mẹ do việc lấy mẫu ngẫu nhiên với số mẫu quá hạn chế Sự tương tác giữa các gen trong bố mẹ tạo ra nhiều khó khăn trong khi diễn giải các kết quả phân tích thống kê di truyền Các tác giả cho rằng phải tiếp tục theo dõi các vật liệu trong quá trình cận giao không chọn lọc (non-selective inbreeding)

Với phương pháp phân tích khả năng phối hợp, những khó khăn của các giả định nêu trên, không gây ra một sự lệch lạc nào trong ước đoán về phương sai GCA

và SCA [151]

Đề cập đến tầm quan trọng của SCA, Baker [69] cho rằng thông qua phân tích dialen từ con lai của một cặp con lai cụ thể giá trị trung bình cuả mỗi cá thể đều phải lệ thuộc vào hai hợp phần: khả năng phối hợp chung (biểu thị ảnh hưởng chính) và khả năng phối hợp riêng (biểu thị tính chất tương tác) Nếu SCA không có

ý nghĩa, người ta phải tạm chấp nhận: hiệu quả của con lai trong cặp lai đơn có thể được dự đoán trên cơ sở khả năng phối hợp chung

Có nhiều phương pháp khác nhau để phân tích số liệu từ những thí nghiệm lai dialen, trên cơ sở nguyên tắc thống kê đúng đắn Có sự khác nhau cơ bản là bố

mẹ có được xem như một quần thể với cách lấy mẫu theo kiểu cố định (fixed model) hoặc theo kiểu ngẫu nhiên (random model) trong một quần thể lớn hơn Griffing [101] cho rằng lấy mẫu theo kiểu cố định, người ta có thể so sánh các khả năng phối hợp của từng bố mẹ trong thí nghiệm, với sự xác định những tổ hợp tối

ưu Lấy mẫu theo kiểu ngẫu nhiên, các suy luận về quần thể mà bố mẹ được thu thập mẫu sẽ cho biết các hợp phần của phương sai Mặc dù phương pháp phân tích phương sai rất giống nhau đối với cả hai kiểu, nhưng các thông số ghi nhận được sẽ rất khác nhau

Griffing [101] đã phát triển một phân tích trên cả hai models, ông thấy rằng việc chọn lựa một model chính xác còn tuỳ thuộc vào bản chất của vật liệu làm bố

mẹ

Eberhart và Gardner [93] cho rằng nên ứng dụng lấy mẫu theo kiểu cố định trong trường hợp thu thập thông tin di truyền của một nhóm giống bố mẹ nào đó Mặt khác phân tích theo kiểu lấy mẫu ngẫu nhiên đòi hỏi một quần thể rất lớn, và

nó cũng yêu cầu một kiểu lấy mẫu cố định trong từng công đoạn cụ thể Do đó, các phân tích do Eberhart và Gardner [93]; Hayman [106] đều căn cứ trên mô hình thống kê với ảnh hưởng của các kiểu gen cố định

Phạm Văn Ro [43] cho rằng trong quá trình tính toán số liệu, nếu GCA có ý nghĩa, phương pháp chọn lọc phả hệ (Pedigee) hay chọn dòng thuần dễ dàng đưa lại

sự thành công và cũng chỉ phương pháp chọn lọc này mới mang lại kết quả tốt Khi SCA có ý nghĩa và GCA không có ý nghĩa chỉ nên áp dụng phương pháp chọn giống lai tổng hợp hoặc giống ưu thế lai F1 Khi GCA và SCA đều có ý nghĩa thì cả hai phương pháp chọn lọc trên đều có thể sử dụng để tận dụng cả tính cộng và cả tính trội của các cặp lai này

Khả năng kết hợp là một phức hợp tính trạng do nhiều gen kiểm soát Trong khi khả năng kết hợp chung được kiểm soát bởi hoạt động di truyền cộng tính của các gen trội, nên khá ổn định dưới tác động của các yếu tố môi trường ngoài, thì khả năng kết hợp riêng lại được xác định bởi các kiểu hoạt động tính trội, át chế hay

siêu trội của các gen và chịu tác động rõ rệt của điều kiện ngoại cảnh [171] Vì thế

khi thử khả năng kết hợp riêng thường người ta phải tiến hành qua một số thời vụ ở những vùng sinh thái khác nhau Trong quá trình tạo và chọn lọc các dòng tự phối, sau khi đã xác định khả năng phối hợp chung người ta mới xác định khả năng kết hợp riêng Tuy nhiên, khi xét khả năng kết hợp chung, nếu ta loại bỏ các dòng một cách quá chặt chẽ thì đôi khi có thể để mất một số dòng có giá trị về sau

Trong chọn giống đậu nành, hầu hết hệ số di truyền được đánh giá bằng cách trồng một loạt các dòng ở một hoặc nhiều điều kiện khác nhau, sau đó qua phân tích phương sai, đánh giá phương sai kiểu gen và phương sai kiểu hình [78]

Theo Brim [72] hệ số di truyền của năng suất hạt dao động từ 3 - 58% Shannon đã đánh giá hệ số di truyền cho năng suất hạt, tỷ lệ đạm và năng suất trong

6 quần thể dòng F3 của cặp lai từ hai dòng có hàm lượng đạm cao với hai dòng có hàm lượng đạm thấp Họ thấy hệ số di truyền của tỷ lệ đạm cao hơn so với năng suất hạt, di truyền của năng suất hạt và đạm như nhau

Trước đây nhiều tác giả đã tiến hành những thí nghiệm để ước lượng hệ số di truyền của các tính trạng về sinh trưởng, năng suất và thành phần năng suất trên đậu nành nhưng kết quả cho thấy khác nhau

Weber & Moorthy [185] khảo sát các quần thể F1 và F2 của ba tổ hợp lai dạng tăng trưởng vô hạn ở đậu nành thấy rằng hệ số di truyền của các tính trạng ngày trổ hoa là 75,6%, chiều cao cây là 62% và năng suất hạt là 1,7% Trong khi đó, Mahmud và Kramer [135] cho biết hệ số di truyền của năng suất hạt là 43%

Kwon & Torrie [126] khảo sát trên 2 cặp lai cho biết hệ số di truyền trên năng suất lần lượt là 10% và 30%, đều thấp hơn so với các trường hợp khác

1.2.3 Các chỉ thị phân tử được ứng dụng trong chọn giống cây trồng

1.2.3.1 Khái quát chung về chỉ thị DNA

Chỉ thị DNA là những dấu chuẩn phân tử được tạo ra nhờ kỹ thuật phân cắt

DNA bằng những restriction endunuclease Khi tạo ra những đoạn DNA mới,

người ta đã cố gắng tìm kiếm sự liên kết giữa marker và gen định vị trên nhiễm sắc

thể nào đó Điều này hoàn toàn có thể thực hiện được nhờ công trình của Morgan về liên kết gen và khoảng cách di truyền (tính bằng centi Morgan, viết tắt là cM) Bản

đồ di truyền đơn giản của ruồi giấm đã được phát hiện rất sớm vào năm 1925 Những tính trạng có biểu hiện giống nhau về di truyền được xếp vào cùng một nhóm liên kết gen, trên cùng một nhiễm sắc thể Những tính trạng này được xác định trên một nhiễm sắc thể tuỳ thuộc mức độ liên kết của nó Sự sắp xếp một cách độc lập các nhiễm sắc thể giúp cho việc định vị của loci trong các nhóm liên kết gen

Sự xuất hiện của các nhóm quần thể chéo (crossing over) trong gián phân giảm

nhiễm giúp cho việc xác định thứ tự của các loci trong nhiễm sắc thể Khoảng cách

di truyền trên bản đồ được đo bằng tần suất tái tổ hợp gen (recombination) Gen

biểu hiện bản chất di truyền sẽ được liên kết với một tính trạng hình thái nào đó mà người ta có thể đo đếm được - gen đó có thể xem như marker gen Chỉ thị DNA đã được chứng minh có tầm quan trọng lâu dài, số lượng rất lớn, việc áp dụng DNA marker dễ dàng hơn và tương lai sẽ rẻ tiền hơn nhờ sự cải tiến không ngừng của các nhà khoa học

Đối với nhà chọn giống, ứng dụng hữu hiệu nhất của MAS là sử dụng chỉ thị DNA Chỉ thị DNA là những dấu chuẩn phân tử được tạo ra nhờ kỹ thuật phân cắt DNA bằng những enzyme nội sinh

Marker là sản phẩm của PCR

Phản ứng chuỗi polymerase chain reaction được viết tắt là PCR là một tiến bộ

kỹ thuật đã được ứng dụng rộng rãi trong những năm đầu của thập niên 1990 Kary

Mullis người tìm ra phát minh này, đã được giải thưởng Nobel năm 1993 [13]

Nguyên tắc cơ bản của PCR

Phản ứng chuỗi của polymerase thường được viết tắt là PCR (polymerase

chain reaction) Đây là một kỹ thuật phân tử tạo dòng DNA rất đơn giản và hiệu

quả Thông qua PCR, hàng triệu đoạn DNA đồng nhất có thể được thu thập một cách dễ dàng từ một hỗn hợp phân tử bao gồm RNA, protein, polysaccharide, DNA không có chức năng và DNA có chức năng di truyền Người ta còn gọi là kỹ thuật

tạo dòng in vitro Ngày nay, PCR được dùng phổ biến trong nhiều lĩnh vực thuộc về

sinh học

PCR là một kỹ thuật xử lý in vitro các chuỗi mã hoá di truyền DNA bằng

cách phát triển đoạn (Primer) mồi một cách đồng loạt trên các dãy đơn của DNA Toàn bộ tiến trình được hoàn thiện do sự biến tính của DNA cần thiết, sự tác động của các đoạn mồi tại đầu của các dãy đơn DNA này, kế đến là sự phát triển của các đoạn mồi do phản ứng chuỗi DNA

DNA polymerase là một enzyme có chức năng tổng hợp các dây đơn DNA

Trong điều kiện cho phép nào đó, tiến trình tổng hợp DNA có thể sao chép in vitro Ứng dụng đầu tiên của sinh tổng hợp DNA in vitro gồm có tạo chuỗi mã thông qua phương pháp gây ảnh hưởng đoạn cuối của dây dideoxy của Sanger, phương pháp

giải mã DNA đánh dấu Tất cả giai đoạn này đều có trong giai đoạn một của sinh tổng hợp DNA

1.2.3.2 Các loại chỉ thị DNA thông dụng

Chỉ thị RFLP (Restriction fragment length polymorphism)

RFLP là chỉ thị phân tử đầu tiên được phát triển trong bộ gen cây lúa thông qua những công trình nổi tiếng của Tanksley và ctv [178] Chiều dài của DNA được

xác định bởi các vị trí phân cắt Tính chất đặc thù của đoạn cắt có thể liên kết với một tính trạng nào đó Việc đánh giá những tính trạng này thông qua đoạn cắt đặc thù ở RFLP là một trong các phương pháp chọn lọc theo chỉ thị (marker) phân tử Phương pháp chọn lọc này có hiệu quả ứng dụng cao trong chọn giống

RFLP thường gắn liền với kỹ thuật phân tích Southern dựa trên cơ sở lai DNA mục tiêu với đoạn phân tử thăm dò (probe) Phương pháp này đòi hỏi số lượng và chất lượng DNA phải cao Gần đây, người ta người ta đã sử dụng phương pháp huỳnh quang thay cho việc sử dụng phóng xạ P32 hoặc P33 trong phân tích Southern, nhằm hạn chế sự nguy hiểm cho người thực hiện phân tích Tuy vậy, phương pháp này vẫn yêu cầu một khối lượng công việc rất lớn, tốn nhiều công sức, nhiều thời gian và đắt tiền nhưng đây vẫn là phương pháp có độ tin cậy cao nhất hiện nay [44]

Chỉ thị RAPD (Random amplified polymorphic DNA)

William và ctv [191] đã phát triển RAPD như là một biến dạng từ PCR Kỹ thuật này cho phép phát hiện tính đa hình các đoạn DNA được nhân bản ngẫu nhiên bằng việc sử dụng primer có chuỗi trình tự nucleotide ngắn, ngẫu nhiên Trong phản ứng PCR, các primer đơn gắn vào hai điểm khác nhau ở hai mạch đơn đối diện của DNA khuôn Nếu các điểm gắn primer nằm trong khoảng có thể nhân bản được thì đoạn DNA sẽ được nhân lên Sự có mặt của sản phẩm này được quan sát thông qua điện di trên gel agarose chứng tỏ có sự tương đồng hoàn toàn hay một phần giữa DNA genome với các primer Các primer dùng trong RAPD có kích thước ngắn nên

dễ tìm được các đoạn tương đồng trên các mạch đơn DNA trong genome Các ưu điểm chính của chỉ thị RAPD không cần biết trước trình tự nucleotide của đoạn DNA cần khuếch đại, quy trình tiến hành nhanh, dễ làm, ít tốn kém, cho đa hình cao, tiến hành chỉ với một lượng nhỏ DNA tính bằng nanogam và trên một số lượng mẫu thí nghiệm lớn

RAPD là một phương pháp chỉ thị trội đã được sử dụng trong nghiên cứu đa

dạng di truyền trên nhiều loại cây trồng như: phân nhóm gen Japonica [131], phân

nhóm di truyền lúa mùa địa phương [5], cây dứa [57], cây có múi [23], đậu xanh [42], đậu nành [47]; [132], …Mồi RAPD với đa hình cao chứa đựng thông tin hữu ích trong khảo sát sự đa dạng nguồn gen trên phạm vi lớn

Khi phân tích đa hình bằng phương pháp RAPD, nếu hai cá thể có genome hoàn toàn giống nhau thì khi làm phản ứng PCR-RAPD với bất kì mồi nào cũng cho băng DNA giống nhau Nếu chúng ít nhiều có sự khác nhau về genome thì với một

số mồi sẽ có những băng khác nhau giữa chúng Sự khác biệt nhau này thể hiên sự

đa dạng di truyền của các cá thể nghiên cứu

Với nguyên lý này RAPD là phương pháp đơn giản, tiến hành nhanh và ít tốn kém hơn một số phương pháp phân tử khác, nó cũng được sử dụng rộng rãi trong các phòng sinh học phân tử

Ngoài những ứng dụng trong phân tích đa dạng di truyền, RAPD còn được

sử dụng cho một số mục đích khác như sau:

o Phân tích con lai F1 giữa bố mẹ đa hình với một mồi nào đó, khi đó con lai F1 sẽ có tất cả các băng DNA của bố và mẹ

o Lập bản đồ liên kết Người ta đề nghị chỉ thị RAPD (RAPD marker) nên dùng để lập bản đồ gen liên kết Vì nó mang lại hiệu quả cao hơn, tạo ra nhiều giải pháp hơn so với bản đồ gen liên kết của chỉ thị RFLP

o In dấu vân tay (DNA fingerprinting)

o Phân tích cấu trúc di truyền của các quần thể

Chỉ thị AFLP (Amplified fragment length polymorphism)

Chỉ thị AFLP là công cụ xác định sự phân lập một mẫu DNA đặc biệt nào

đó, trên cơ sở khuếch đại PCR của những đoạn phân tử hạn chế, phát sinh bởi enzyme cắt giới hạn và trên các “adapter” là oligo nucleotide Số đoạn DNA có thể được kiểm soát bằng cách chọn lọc base khác nhau và thành phần nucleotide trong

“adapter” Thông qua đó sẽ thể hiện một lượng lớn các băng trên điện di trên polyacrylamide gel, agarose gel hoặc điện di mao dẫn Những sản phẩm này có thể

quan sát qua máy phóng xạ tự ghi hay phương pháp huỳnh quang [196] Phương pháp này rất tiện lợi cho việc xác định các thể đa hình và xác định các liên kết gen của các cá thể trong quần thể phân ly Tuy nhiên, AFLP là một chỉ thị trội nên hạn chế trong việc phân biệt cá thể đồng hợp và dị hợp, dùng phương pháp này hóa chất đắt tiền, thiết bị hiện đại [13]; [91]

Chỉ thị STS (Sequence-tagged sites)

STS là một đoạn ngắn của chuỗi mã di truyền, được phát hiện nhờ kỹ thuật PCR [113] Mỗi STS được ghi nhận trên bản đồ, tại một vị trí chuyên biệt nào đó được xem như một “điểm mốc” (landmark) trong bộ gen Do vậy, người ta còn dùng thuật ngữ “điểm mốc chuẩn” (standard landmark) để chỉ STS Trong chọn giống, người ta phát triển kỹ thuật PCR thuận lợi hơn kỹ thuật DNA blotting vì nó yêu cầu DNA có số lượng và chất lượng thấp hơn Theo Zhang và ctv [197] STS marker có tính tự động hoá rất cao, không phải sử dụng phóng xạ, hay không yêu cầu các hệ thống tìm kiếm có tính chất hoá sinh phức tạp Kỹ thuật "STS-based PCR" có ưu điểm là: đơn giản, thể hiện nhanh trên gel agarose hay polyacrylamide Trong hầu hết các trường hợp, nó thể hiện tính chất đồng trội (codominant) nên dễ ghi nhận và dễ diễn giải Những marker như vậy có thể cho phép phân biệt được các thể dị hợp với thể đồng hợp [13]

Chỉ thị SSR (Simple sequence repeat (microsatellite)

Chỉ thị SSR là một PCR-based marker khám phá sự khác biệt, các "vi vệ tinh" (microsatellite) bằng cách nhân bản các chuỗi mã đơn giản lặp lại (Simple sequence repeat) phân tán trong bộ gen sinh vật nhờ phản ứng PCR Người ta thấy cần phải cải tiến để có những đánh dấu phân tử cung cấp ở mức độ cao hơn về tính

đa dạng alen và đánh dấu vi vệ tinh đáp ứng được phần nào yêu cầu này bởi vì nó cho kết quả nhanh, tin cậy hơn RAPD, thể hiện tính chất “đồng trội” (codominant), không dùng chất đồng vị phóng xạ [13]

Trong những năm gần đây, người ta có khuynh hướng dùng microsatellite, với kỹ thuật này nhà nghiên cứu đã thiết kế bản đồ di truyền với các marker viết tắt

là RM (rice marker) và một số marker của các nhà nghiên cứu Nhật Bản là OSR SSR đánh dấu là tập hợp các đoạn chuỗi mã di truyền lặp lại đơn giản, chiều dài ngắn khoảng 100-200bp [79] Các đoạn này mang vị trí trên chuỗi mã DNA lặp đi lặp lại nhất định (chỉ 1-5bp trên 1 đơn vị lặp lại) thường xảy ra một cách ngẫu nhiên trong hầu hết bộ gen thực vật SSR đánh dấu có thể khuếch đại trên cơ sở PCR với phát triển của đoạn mồi theo miền của hai bên chuỗi ký tự lặp lại trên một vị trí (locus) [13] Chúng phân tán trên nhiều locus, mỗi loci chứa alen thích ứng với mỗi dạng khác nhau về số lần lặp lại của nó và nó rất nhạy cảm, nên kích thước thay đổi

ở từng loài, từng giống [142]; [180] Thể đa hình chiều dài các chuỗi mã đơn giản lặp lại (Simple Sequence Length Polymorphism - SSLP) được xác định dựa trên sự khác biệt về số lượng các đơn vị lặp lại tại locus mà marker đó định vị và nó cung cấp một nguồn đánh dấu sự khác biệt ngay trên vật chất di truyền [13]

Ứng dụng chỉ thị SSR có nhiều thuận lợi hơn RFLP, do đó hiện nay các nhà nghiên cứu thường dùng SSR để thiết kế bản đồ gen trong di truyền, chọn giống, đa dạng hoá các vật liệu di truyền Các bản đồ di truyền thế hệ thứ hai được xây dựng dựa vào loại marker rất phong phú và có tính đa hình cao này đã được phát triển trên rất nhiều loài Ở động vật, vi vệ tinh với các base CA /GT là những đơn vị lặp lại rất phổ biến, nhưng ở thực vật thì AT/TA phổ biến hơn sau đó là GA/CT Loại

đa hình này có tính chất tái bản rất cao Những primer như vậy thực sự rất cần cho yêu cầu phát hiện nhanh và chính xác các locus đa hình [70]

Chỉ thị SNP (single nucleotide polymorphism)

Chỉ thị SNP là dạng marker thể hiện các dạng đa hình của nucleotid đơn, có tính ổn định rất cao về mặt di truyền Các alen của một SNP có thể dễ dàng xem xét bởi phân tích lai với phân tử oligonucleotid nào đó (~ 25bp) Phân tử oligo này được trộn với DNA mục tiêu và tiến trình lai DNA được hoàn chỉnh ở mức độ chính xác rất cao Khi hiện tượng lai xảy ra, DNA mục tiêu sẽ có alen phổ biến, phân tử oligo sẽ không lai với DNA mục tiêu có một cặp base nào đó bị thay đổi người ta

gọi đó là một đa hình của SNP Một SNP có tính chất “dialenic” trong quần thể và tần suất alen của nó có thể được ước đoán dễ dàng trong quần thể [13]; [159]

1.2.4 Các nghiên cứu về cây đậu nành trong và ngoài nước liên quan đến đề tài

1.2.4.1 Các nghiên cứu trong nước

Hiện nay, Việt Nam cũng đã bước đầu ứng dụng các phương pháp sinh học phân tử, các kỹ thuật mới trong công tác chọn giống và cải tiến cây trồng, vật nuôi Tuy nhiên, những nghiên cứu này chỉ tập trung vào một số đơn vị nghiên cứu lớn ở nước ta

Tuy chỉ là bước đầu áp dụng, nhưng cũng đã bước đầu thu được nhiều thành công trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong nông nghiêp, tập trung chủ yếu là cây lúa, ngô, và một số cây màu

Phạm Thị Bé Tư và ctv [182] đã sử dụng thành công phương pháp RAPD với

15 primer, kết quả 13 primer đã cho sản phẩm khuếch đại trên 50 nguồn gen đậu nành khác nhau

Trần Thị Thanh Thủy và ctv [48] đã sử dụng 11 primer thông qua chỉ thị phân

tử RAPD để phân tích sự đa dạng di truyền trên 58 giống đậu nành đại diện cho 2

bộ tập đoàn giống nội nhập và địa phương đã được tuyển chọn Kết quả cho thấy DNA của 57/58 giống được khuếch đại, dựa vào dữ liệu của DNA được khuếch đại

57 giống đậu nành được chia thành 4 nhóm và một số giống địa phương có quan hệ

di truyền gần với các giống nhập nội

Nguyễn Đức Thuận và ctv [47] đã đánh giá đa dạng di truyền trên các giống đậu nành bằng phương pháp RAPD Kết quả ghi nhận với 9 primer 30 giống đậu nành được phân thành 4 nhóm chính và nhiều nhóm phụ mà trong đó mức độ tương quan giữa các giống dao động từ 0.63 – 0.99 Điều này cho thấy các giống có sự đa dạng về mặt di truyền cao

Trương Trọng Ngôn và Suk-Ha Lee [40] đã ứng dụng phương pháp chỉ thị phân tử SSR với 126 đoạn mồi dùng để khảo sát mức độ biến dị của kiểu gen ở tính

trạng về thời gian trổ hoa của 108 giống đậu nành được sưu tập từ các vùng địa lý khác nhau Qua kết quả phân tích thì mức độ đa hình cho mỗi locus SSR trên 108 giống đậu nành biến thiên từ 0.68-0.94, sự biến dị về thời gian trổ ở đậu nành cũng được phát hiện thông qua các đoạn mồi dùng trong phương pháp SSR, kết quả này cho thấy sự khác biệt giữa các giống Đây là những thông tin hữu ích và nguồn gen quý cho chương trình chọn giống đậu nành thích nghi ở các vùng sinh thái khác nhau

Để làm cơ sở cho việc tuyển chọn giống đậu nành rau thích nghi với điều kiện đồng bằng sông Cửu Long, Nguyễn Lộc Hiền và nhóm ctv [21] đã nghiên cứu sự đa dạng di truyền của 22 giống đậu nành rau Nhật Bản dựa trên 15 tính trạng hình thái-nông học, 40 primer thông qua phương pháp RAPD và 26 primer thông qua phương pháp SSR đã được sử dụng Có 62,85% đặc điểm hình thái-nông học được mô tả là

đa hình So với dấu hình thái, phương pháp RAPD và SSR đã chỉ ra mức độ khác biệt cao hơn và hiệu quả trong phân tích đa dạng di truyền: Phương pháp RAPD với 70,32% đa hình và 94% vời phương pháp SSR là đa hình Phân tích nhóm dựa trên

3 phương pháp này đã phân 22 giống nghiên cứu thành 4 nhóm với khoảng cách Euclidean là 4,47-10,05 Mức độ đa dạng di truyền cho thấy sự khác biệt giữa các giống đủ để sử dụng cho việc chọn tạo giống mới Bốn giống Wase edamame, Fusanari chamame, Chuse edamame và Yuusuzumi có quan hệ xa về mặt di truyền

so với các giống khác và đây là nguồn vật liệu lai tạo quan trọng cho tương lai

Nguyễn Thị Lang và ctv [38] cũng nghiên cứu so sánh phân nhóm di truyền

30 giống đậu nành giữa phương pháp RAPD và SSR Kết quả cho thấy khi thiết lập giữa các alen của SSR và của RAPD, khoảng cách di truyền của RAPD lớn hơn so với phương pháp của SSR Điều này cũng ghi nhận các tần suất alen có tương quan giữa các giống của RAPD rất cao (r = 0.64 – 0.98) Chỉ số đa dạng phân tích theo phương pháp SSR cao (H = 0,312) trong khi chỉ số đa dạng của RAPD chỉ thị phân

tử rất thấp (H = 0,124) Tương tự tần số đa hình tách trên phương pháp chỉ thị SSR cũng cao hơn phương pháp chỉ thị RAPD Cả hai phương pháp cho sự tương quan trong nhóm rất cao với biến động từ 59% cho chỉ thị SSR và 77% cho chỉ thị RAPD

Nguyễn Phước Đằng và ctv [16] đã sử dụng phương pháp SSR với 8 cặp mồi

là Satt153, Satt180, Satt316, Satt357, Satt371, Satt383, Satt455 và Satt565 để phân biệt nguồn gốc của các giống đậu nành nhằm chọn tạo ra giống có năng suất cao, ít nhiễm sâu bệnh, thích nghi trên địa bàn đồng bằng sông Cửu Long

Nguyễn Thị Bình và ctv [4] đã tiến hành đánh giá khả năng kháng bệnh rỉ sắt của tập đoàn đậu nành địa phương và nhập nội, và đã xác định được một số giống kháng bệnh, trong đó nổi bật nhất là giống đậu nành ĐT2000 Kết quả nghiên cứu cũng xác định được gen kháng bệnh rỉ sắt ở giống đậu nành ĐT2000 nằm ở nhóm liên kết J và liên kết chặt với marker Satt 431

Nguyễn Thị Lang và ctv [130] đã nghiên cứu và thiết kết 2 primer chuyên biệt để phát hiện gen kháng rỉ sắt trên đậu nành là Langrisat1 và Langrisat2 Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu ban đầu cho thấy chỉ có primer Langrisat1 phát hiện được gen kháng trên quần thể F2 OMDN1/ MTD176

1.2.4.2 Các nghiên cứu trên thế giới

Đa dạng nguồn gen

Keim và ctv [121] đã sử dụng 150 marker RFLP để xác định sự liên kết gen

ở quần thể phân ly F2 của các tổ hợp lai giữa đậu nành trồng và hoang dã Kết quả cho thấy có 62 nhóm liên kết gen hiện diện, 1200 đơn vị tái tổ hợp đã được phát hiện Vùng genome được miêu tả do sự biến đổi di truyền từ 16-24% Ở một vài tính trạng, năng suất và hình thái liên kết với các marker RFLP Sự kết hợp một cách có ý nghĩa giữa RFLP và các vị trí gen mang tính trạng số lượng đã được phát

hiện của 8 thuộc 9 tính trạng đánh giá

Keim và ctv [122] đã sử dụng 128 primer thông qua phương pháp RFLP trên

38 dòng đậu nành để xác định biến động cấu trúc của các quần thể Các DNA dò 70% phát hiện nhờ RFLP ở các dòng đậu nành này với chỉ số đa hình trung bình là 0.30 Qua kết quả phân nhóm và ma trận khoảng cách di truyền cho thấy các dòng đậu nành thích nghi ở miền Nam nước Mỹ cũng phân thành vài nhóm với hệ số