Sự liên kết gen trên cây lúa thông qua bản đồ QTL chịu mặn

mặn tại ĐBSCL

Nguyễn Thi Lang1, Nguyễn Trọng Phước

1, Bùi Chí Công Biện Văn Khoa

1, và Bùi

ChíBửu2

1. Viện Nghiên Cứu Nông Nghiệp Công Nghệ cao ĐBSCL

2. Viện Khoa học Nông Nghiệp Miền Nam

Tóm tắt

Hai trăm năm mươi ba dòng lúa BC2F2 từ tổ hợp lai OM7347/OM5629

được đánh giá ở giai đoạn mạ trong nhà lưới tại Viện HATRI . Phân tử đánh dấu liên

kết với khả năng chịu mặn QTLs đã được xác định bằng cách sử dụng 416 chỉ thị SSR

. QTLs, liên kết với khả năng chịu mặn tại EC = 8 dS/m ở giai đoạn mạ , phát hiện từ

quần thể BC2F2 đã được nằm trên nhiễm sắc thể 1 và 3. Ba QTLs đã được xác định

theo ba nhóm chỉ thị RM3252-S1-1 - RM10694, RM3740-RM5336 và RM11125-

RM9 với các khoảng cách di truyền của 4.4, 4,5 và 18 cM trên nhiễm sắc thể 1, tương

ứng. Hai QTLs khoảng RM3867-RM6959 và RM6876-RM4425 với các khoảng cách

di truyền của 18,0 và 4,5 cM trên nhiễm sắc thể 3, tương ứng. Một QTL trên nhiễm

sắc thể 5 đã được phát hiện tại khoảng RM874 - RM10359, đã được liên kết với khả

năng chịu mặn với nồng độ EC = 8 dS/m ở giai đoạn sinh thực . Ba QTLs tại các

vùng RM1324-RM2412, RM1185-RM24, và RM1282-RM2560 trên nhiễm sắc thể 1,

và một QTL của RM453-RM511 trên nhiễm sắc thể 12, liên quan đến các dòng kháng

mặn.và một QTL của RM453-RM511 trên nhiễm sắc thể 12, liên quan đến nồng độ

mặn EC = 4 dS/m ở các giai đoạn sinh sản. Ngoài ra, ba quần thể lai hồi giao được

phát triển như BC2F2 từ OM6162 / Pokkali (100 dòng), BC3F2 OMCS2000 / Pokkali

(50 dòng), BC3F2 từ tổ hợp lai OM1490 / Pokkali (53 dòng ). Kiểu hình của các dòng

nầy được thanh lọc giai đoạn sinh sản và giai đoạn mạ . Dùng chỉ thị tập trung hai dấu

chuẩn RM RM3252-S1-1 và RM223 để lựa chọn dòng chống chịu mặn .

Từ Khóa : Giai đoạn sinh thực . Mặn , SalTol, giai đoạn mạ , SSR, QTL.

1Mở đầu

Hiện nay, mặn vẫn được tính trạng thiệt hại nghiêm trọng đến năng suất cho

cây lúa . ĐBSCL là vùng sản xuất lúa lớn nhất của Việt Nam chiếm 55% tổng số (4.3

out of 7.9 triệu trồng lúa vùng). Cây lúa ở các khu vực bị ảnh hưởng bởi hạn hán và độ

mặn xâm nhập nhanh chóng tăng từ 139,000 ha vào giữa tháng năm 2016 lên 224,552

ha giữa tháng tư năm 2016, với giá trị thiệt hại $US 360 triệu (Bửu năm 2017). Trong

thời gian nầy , ở Châu á, 12 triệu ha diện tích đất được cho là ảnh hưởng đến độ mặn

(Kumar CTV 2015). Những thay đổi do lượng mưa, phân phối khác nhau của lượng

mưa ở khu vực khác nhau cũng như trong sự phát triển của cây lúa, và sự xâm nhập

của nước mặn vào nội địa vụ mùa Đông Xuân năm 2016 ảnh hưởng rất lớn cho cây

lúa do điều kiện mặn . Do đó, cần thiết để cải thiện nguồn gen chịu mặn trên cây lúa ở

các khu vực bị ảnh hưởng. Lang et al. (năm 2001 của c) .Các gen chính chống chịu độ

mặn (Saltol) được xây dựng bản đồ trên nhiễm sắc thể 1 và nhiễm sắc thể 8 (McCouch

et al. 1988; Lang năm 1999, Lang năm 2001). RM223 liên kết với khả năng chịu mặn

gen ở khoảng 6,3 cM trên nhiễm sắc thể 8 ở các giai đoạn đẻ nhánh dưới EC = 10

dS.m-1 quần thể F3 là IR28 / Doc Phung (Lang et al 1999). Bonilla et al. (2002) ghi

nhận Saltol locus liên kết với QTLs trên sự hấp thu Na + và K + và tỉ số Na +/ K +

nằm trên nhiễm sắc thể 1 giải thích ảnh hưởng của kiểu hình là 64,3% . Ammar et al.

(2009) báo cáo QTLs 25 cho nồng độ ion muối (Na +, K + và Cl− đo trong mô lá ở giai

đoạn sinh sản) trên nhiễm sắc thể gạo 1, 2, 3 và 8.

Kumar et al. (2015) áp dụng GWAS (genome wide association study) để xác

định các loci kiểm soát trên độ mặn trong cây lúa . Một loạt các thiết kế dựa trên

6.000 Single nucleotide polymorphisms (SNPs) tương ứng < 100 kb trên 12 nhiễm

sắc thể cây lúa , được sử dụng trong kiểu gen với 220 nguồn gen bằng cách sử dụng

Infinium .Họ nhận thấy 20 SNPs (loci) kết hợp với tỉ số Na +/ K + , và 44 SNPs với

các đặc điểm khác quan sát thấy trong điều kiện kháng mặn. Bản đồ được thực hiện

bởi gen một số lớn các cá thể , rất tốn thời gian và tốn kém (Salvi và Tuberosa 2005,

giá et al. 2006). Nounjan et al. (2016) được xác định nhiễm sắc thể hai đoạn thay thế

của dòng lúa Khao Dawk Mali 105 (KDML 105) mang đặc điểm định lượng loci cho

hạn hán nằm trên nhiễm sắc thể 8 (DT-QTL 8) CSSL8-9 4 và CSSL8-116.Tiwari et al.

(năm 2016) báo cáo phương pháp xác định nhanh chóng thông qua QTLs cho các giai

đoạn sinh sản trên cây lúa bằng cách sử dụng phân tích quần thể trồng dồn (BSA) các

dòng tái tổ hợp tự nhiên dòng (RIL).

Trong nghiên cứu này, thiết lập bản đồ QTL cho các đặc điểm liên quan đến độ

chống chịu mặn ở các giai đoạn khác nhau để nhằm lựa chọn phù hợp với kiểu gen

thích nghi với cây giống và các giai đoạn sinh sản dưới đồng bằng sông Cửu Long,

Việt Nam.

2. Vật liệu và phương pháp

2.1. Vật liệu

Hai kiểu gen lúa dạng indica được sử dụng như OM5629, được giống chống

chịu mặn và OM7347 như là mẹ với những đặc điểm chất lượng tốt và chịu hạn . Hai

trăm năm mươi ba dòng ưu tú từ từ quần thể BC2F2 OM7347 / OM5629 được phát

triển cũng đã là phát triển (Lang et al., năm 2015). Dùng 769 SSRs, chỉ có 416 chỉ

thị phân tử được đa hình và sử dụng để thiết lập bản đồ QTL. Ngoài ra, đường 100, 50

và 53 từ BC2F2 OM6162 / Pokkali, BC3F2 OMCS2000 / Pokkali, và BC3F2 OM1490

/ Pokkali, tương ứng đã được sử dụng để xác định kiểu gen hứa hẹn khoan dung độ

mặn. Pokkali được xem như là chịu kiểm tra.

RM223 and RM3253-S1-1 trên nhĩm sắc thể 8 và 1 để dùng đánh giá cho ba

quần thể kiểm chứng

Mã trình tự RM 223: F 5'-GAGTGAGCTTGGGCTGAAAC-3 'and

R 5'-GAAGGCAAGTCTTGGCACTG-3 '.

RM3252-S1-1: F 5'-GGTAACTTTGTTCCCATGCC-3 'and

R 5'-GGTCAATCATGCATGCAAGC-3 '.

2.2. Phương pháp

2.2.1. Tạo các quần thể lai hồi giao và thanh lọc với độ mặn mục đích lai là để giới

thiệu saltol gen từ Pokkali thông qua các phương pháp để tạo ra năng suất cao, Ba

giống OM1490, OMCS2000 và OM6162 xem là giống có năng suất cao và tốt hạt

chất lượng, đặc biệt là giống thơm như OM6162, . Chúng được sử dụng như là các

dòng mẹ . Lai hồi giao đã được thực hiện để tạo ra thế hệ BC2 và BC3.

2.2.2. Kiểm tra độ mặn tại nhà lưới .

Đánh giá kiểu hình : thí nghiệm kiểm tra độ mặn đã được thực hiện trong nhà kính

theo phương pháp của (Gregorio 1997, IRRI 1996, Lang 2001) với Pokkali như là

giống kháng mặn và IR29 như giống nhiễm . Tại môi trường EC 8 dS/m và 4 dS/m

cây lúa được đánh giá giai đoạn khác nhau.

Các thử nghiệm được tiến hành ba lần lập lại , thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên

(RCD). Hạt giống nảy mầm được đặt vào xốp nổi dưới nước tiệt trùng trong vòng 3

ngày. Sau đó, tăng lên EC lên đến 4 dS/m và 8 dS/m, tại pH = 5,0-5,5. Sau 21 ngày,

kết quả được đánh giá cơ sở ngày sống còn (SD) .

2.2.3. Đánh giá kiểu gen theo Lang 2002: Phân tích sự liên kết và Bản đồ QTL :

Chỉ thị phân tử được cho điểm căn cứ sự có hoặc không có của băng theo hai

băng chuẩn: con lai phân ly (segregant) chống chịu với điều kiện có khô hạn và điều

kiện nhiễm theo bố mẹ. Những băng khác nhau như vậy được cho điểm 1 (chống chịu)

và 0 (nhiễm). Liên kết giữa SSR chỉ thị phân tử và gen chống chịu khô hạn được ước

đoán theo bản đồ liên kết gen trong phần mềm MAP MARKER (Lander, 1989). Tiến

hành một phân tích bản đồ QTL, đầu tiên người ta cần một bản đồ liên kết di truyền,

cho vị trí của các marker liên quan với nhau trên bản đồ. Điều này có thể được tạo ra

trong các phần mềm miễn phí như MapMaker/EXP.Liên kết và xây dựng bản đồ QTL

(Lang, 1999) với sự hỗ trợ phần mềm QGen (Đại học Cornell, Mỹ) và MAP

MARKER/QTL (IRRI).

3. Kết quả và Thảo luận

3.1. QTL bản đồ liên

Phân tích bản đồ liên kết, tổng cộng có 769 marker SSR đã ghi nhận từ điện di

gel agarose và điện di polyacrylamide và nhuộm bạc, được sử dụng để phân tích bản đồ

liên kết. Tổng cộng có 416 marker được sử dụng tuy nhiên chỉ có 416 marker được sử

dụng để liên kết nhóm và dùng lập bản đồ. Chuỗi mã trình tự của chỉ thị SSR được

dùng phân tích được ghu nhận đa hình trên quần thể OM7347/OM5629//OM7347 theo

bảng 4.2. Mười hai nhóm liên kết được xây dựng, bao gồm tổng chiều dài 4.447,5 cM,

với một khoảng cách trung bình 10.69 cM giữa marker lân cận ( Lang và ctv 2017).

Phân tích QTL bản đồ để làm sáng tỏ cơ sở di truyền và sinh lý học của những

đặc điểm liên quan đến khả năng chịu mặn trong cây lúa , QTLs và mang lại lợi ích

gen đã được xác định. Thông qua phân tích CIM, đã có nhiều QTLs quan trọng liên

quan đến chống chịu độ mặn trên quần thể BC2F2 với khoảng cách trung bình 10,69

cm. Các QTLs rải rác trên nhiễm sắc thể 1 tức RM3532S-RM10694; RM3740-

RM5336 và RM11125-RM9RM được giải thích 13.33%, 30.48% và 37.14% phương

sai kiểu hình, tương ứng. QTLs nằm trên nhiễm sắc thể 1 là loci chính , mà có thể giải

thích nhiều hơn 50% phương sai kiểu hình. Trong quần thể hồi giao OM7347

OM5629, các QTLs liên quan đến đến chống chịu mặn dưới EC = 8 dS/m ở giai đoạn

cây lúa phát triển nằm trên nhiễm sắc thể 1, 6, 8 và 9 (Lang et al., 2000; Lang et al.,

2001a; 2001b).

Hình 1. QTL bản đồ cho các đặc điểm liên quan đến sự chống chịu độ mặn trên

nhiễm sắc thể 1, 3 và 12 trong quần thể BC2F2 của OM7347 / OM5629 (thanh

màu xanh: Sống sót tại giai đoạn mạ , màu đỏ bar: SES điểm sinh sản, màu xanh

lá cây bar: SES điểm giai đoạn mạ ).

Đỉnh LOD cho biết QTLs liên quan đến chống chịu độ mặn ở giai đoạn cây

giống trên nhiễm sắc thể 1 (RM3532-S-RM10694; RM3740-RM5336 và RM11125-

RM 9), trên nhiễm sắc thể 3 (RM3867-RM6959 và RM6876-RM4425), và trên nhiễm

sắc thể 12 (RM453 – RM511) một cách đáng kể đã được nhận thấy trong hình 1 lúc EC

= 8 dS/m ở giai đoạn cây giống và 4 dS/m ở các giai đoạn sinh sản. Ở giai đoạn mạ ,

các QTLs liên quan đến sự sống sót sau khi thanh lọc mặn và đo đánh giá theo thang

điểm mặn (SES) nằm trên nhiễm sắc thể 1 và 3. Ba QTLs đã được xác định các chỉ thị

phân tử RM3252-S1-1 - RM10694, RM3740-RM5336 và RM11125-RM 9 với các

khoảng cách di truyền của 4.4, 4,5 và 18,0 cM trên nhiễm sắc thể 1, tương ứng. Hai

QTLs khoảng RM3867-RM6959 và RM6876-RM4425 với các khoảng cách di truyền

của 18,0 và 4,5 cM trên nhiễm sắc thể 3, tương ứng. điều nầy giải thích từ 11,41%

37.14% biến đổi kiểu hình (bảng 1).

Bảng 1. QTLs liên quan đến chống chịu độ mặn trong quần thể BC2F2

OM7347 / OM5629 ở giai đoạn mạ (EC = 8 dS/m).

Chr. QTL Location

(cM)

CIM

(Interval cM) LOD A D R

2

1 SD QTL-1 4.4 RM3252-S1-1 -

RM10694

4.3 0.29 15.18 13.33

1 SD QTL-1 4.5 RM3740-RM5336 2.8 13.15 23.67 30.48

1 SESQTL-1 18.0 RM11125-RM9 3.0 11.43 81.08 37.14

3 SD QTL-3 4.5 RM3867-RM6959 4.6 12.56 23.67 11.41

3 SESQTL-3 18.0 RM6876-RM445 17.1 4.85 24.50 17.40

P< 0.05; A: Additive, D: Dominant, R2: phenotypic variance explained, Chr:

chromosome; SD: survival day; SES: tolerance score by IRRI

Bảng 2. QTLs liên quan đến chống chịu độ mặn trong quần thể BC2F2

OM7347 / OM5629 ở giai sinh sản (EC = 4 dS/m).

Nhiễm

Sắc

thể

QTL Vị Trí

(cM)

CIM

(Interval cM) LOD A D R

2

1 GY QTL-1 6.8 RM1324-

RM3412

7.1 1.61 7.19 12.15

1 GY QTL-1 11.6 RM1185-RM24 7.0 1.92 3.90 15.14

1 GY QTL-1 6.5 RM1282-

RM2560

7.0 7.50 4.10 14.23

12 SES QTL-12 4.6 RM453-RM511 4.5 25.17 32.56 25.17

P< 0.05; A: Additive, D: Dominant, R2: phenotypic variance explained, Chr:

chromosome, GY: grain yield; SES: salinity tolerance score.

Giai đoạn sinh sản , hai trăm năm mươi ba cá thể BC2F2 từ OM7347 / OM5629

đã được thanh lọc với dung dịch Yoshida với bổ sung NaCl ở nồng độ EC = 4 dS/m.

Kết quả cho thấy rằng QTLs của gen mặn đã được xắc định là nằm trên nhiễm sắc thể

1 và 12. Ba QTLs nằm trong khoảng RM1324-RM2412, RM1185-RM24 và RM1282-

RM2560 trên nhiễm sắc thể 1 . QTL một tại vùng RM453-RM511 trên nhiễm sắc thể

12 tương ứng với SES (hệ thống tiêu chuẩn đánh giá bởi IRRI) có nghĩa là điểm đánh

giá với chóng chịu độ mặn (bảng 2). Ngoài ra, Lee et al. (2007) báo cáo rằng bản đồ

QTLs cho gen mặn nằm trên nhiễm sắc thể 1 và nhiễm sắc thể 3 QST01 và QST-3,

tương ứng. Gần đây, Thomson et al. (2010) báo cáo rằng bốn QTLs liên quan đến khả

năng chịu mặn trên nhiễm sắc thể 1 (1 QTL), nhiễm sắc thể 2 (1 QTL), nhiễm sắc thể 3

(1 QTL) và nhiễm sắc thể 12 (1 QTL). Đánh dấu liên kết với QTLs ở MAS trong chọn

giống cho phép xác định chính xác lớn hơn và . Locus của Saltol (4,6 cM khoảng cách

di truyền) trên nhiễm sắc thể 1. Kết quả là hữu ích chồng gen hiệu quả trong tương lai.

Hình 2: GGT đồ trong quần thể BC3F4 OM1490 / Pokkali nằm trên nhiễm sắc thể 1.

Màu xanh: màu allele từ Pokkali (mặn), màu đỏ: màu allele từ OM1490 (nhiễm); màu

xanh: heterozygotes; màu nâu: không xác định

Các dòng từ BC3F4 trên tổ hợp OMCS2000 / Pokkali đã được kiểm tra và đánh

giá theo EC = 8 dS/m dựa trên ngày sống sót sau khi thanh lọc mặn và đo đếm theo

thang SES để cho điểm. Ngoài ra, gen thông qua bản đồ GGT (đồ họa gen) với 342 chỉ

thị SSRs (hình 2) tạo điều kiện cho các lựa chọn tốt hơn thế hệ thông qua các phần

màu xanh so với Pokkali tại vùng 200 cM trên nhiễm sắc thể 1. Bản đồ di truyền của

QTL liên kết với chống chịu mặn trên nhiễm sắc thể 8 tại locus RM223 (Lang et al.

năm 2000, năm 2001 của c). Bản đồ được xây dựng bởi RIL7 dân IR28 / Doc Phung.

QTL SalTol, liên kết với RM223 trên nhiễm sắc thể 8, có thể giải thích 33% của các

biến đổi kiểu hình của sự sống còn ở giai đoạn cây giống dưới EC = 6 dS/m (hình 3).

Do thông tin Gramene, sáu dấu mới đã được thử nghiệm trong ly quần thể phân ly tại

Viện Nghiên Cứu Nông nghiệp công nghệ cao ĐBSCL ) như RM23550, RM23554,

RM23562, RM23571, RM23582 và RM23584 trên nhiễm sắc thể 8 tại locus RM223.

.

Hình 3: bản đồ di truyền của QTL liên kết với chống chịu muối trên nhiễm sắc thể 8 tại

locus RM223 . Nó đã được xác minh bởi GRAMENE vào tháng 6 năm 2018 để phát

hiện các dấu hiệu mới cho lập bản đồ tốt nhất

3.2. quy ước giống và hỗ trợ đánh dấu lựa chọn

3.2.1. Theo Yoshida giải pháp cộng với NaCl kiểm tra độ mặn của OM6162 / Pokkali .

Quần thể BC2F2 là OM6162 / Pokkali được kiểm tra và đánh giá theo EC = 8 dS/m và

15 dS/m ở giai đoạn mạ . Tại EC = 8dS/m, hầu hết các dòng ở giai đoạn mạ các giống

chống chịu ở khoảng 20-25 ngày. 100 cá thể thì có 18 Quần thể phân ly s cung cấp thời

gian sống sót SD là ngày 27-30, có nghĩa là khả năng chịu mặn tốt. Tại EC = 15

dS/m, hầu hết các dòng ở giai đoạn mạ ghi nhận ngày sống giảm đáng kể. 100 cá thể

ghi nhận có 6 dòng sống sót tốt như . BC2F2-1, BC2F2-60, BC2F2-61, BC2F2-63,

BC2F2 64 và BC2F2-66. Đối với độ mặn của OMCS2000 / Pokkali tại EC = 8dS/m,

bốn dòng ở giai đoạn mạ đánh giá theo thang điểm cấp SES được đánh giá cấp 1.

Còn Lại 50 dòng , chỉ có ba dòng như BC3F2-4, BC3F2-9 và BC2F3-12 ngày sống sót

SD =27 ngày. Tại EC = 15 dS/m, chỉ có một dòng sống . BC3F2-4và chịu mặn. Như

v6a5y các dòng ở EC= 15DS/ m rất hiếm chống chịu mặn.

3.2.2. Đánh dấu bằng SSR

Hỗ trợ đánh dấu lựa chọn các gen chính cho gen chống chịu mặn (Saltol) được

vẽ bản đồ trên nhiễm sắc thể 1 và nhiễm sắc thể 8 (McCouch et al. 1988; Lang năm

1999, Lang năm 2001). RM223 liên kết với khả năng chịu mặn gen ở khoảng 6,3 cM

trên nhiễm sắc thể 8 ở các giai đoạn thực vật dưới EC = 10 dS.m-1 từ quần thể F3 là

IR28 / Doc Phung (Lang et al 1999). Bảng 1 và 2 chỉ ra rằng RM3252-S1-1 trên nhiễm

sắc thể 1; RM3867, RM6959 trên nhiễm sắc thể 3 cũng sẽ được sử dụng để hỗ trợ đánh

dấu lựa chọn. Quần thể lựa chọn OM 6162 /Pokkali trên phản ứng PCR với locus

RM3252-1-1 trên các nhiễm sắc thể 1 trong số 100 dòng của BC2F2 có nguồn gốc từ

OM6162 / Pokkali trong gel agarose 3% chỉ ra rằng hai alen đã được tìm vị trí tại 220

bp và 230 bp tương ứng với Pokkali và OM6162 , tương ứng (hình 3). Số 100 dòng ,

tám dòng phân ly ở BC2F2 mang gen Saltol QTLs như: 1, 47, 51, 60, 61, 63, 64 và 66.

Phân tích kiểu hình chỉ ghi nhận sáu dòng/ 8 dòng mặn được kiểm tra trên dung dịch

Yoshida như BC2F2-1, BC2F2-60, BC2F2-61, BC2F2-63, BC2F2 64...

Hình 3. Sản phẩm PCR locus RM3252-1-1 trên các nhiễm sắc thể 1 trong số 100 dòng

của BC2F2 có nguồn gốc từ OM6162 / Pokkali trên gel agarose gel 3% P1: OM6162;

P2: Pokkali; 1-100: BC2F2 OM6162/Pokkali

Hình 3. Sản phẩm PCR locus RM3252-1-1 trên các nhiễm sắc thể 1 trong số

100 dòng của BC2F2 có nguồn gốc từ OM6162 / Pokkali trong agarose gel 3% P1:

OM6162; P2: Pokkali; 1-100: BC2F2 OM6162/Pokkali .

Trên hình 4 cho thấy, khuếch đại với chỉ thị RM223 trên các nhiễm sắc thể 8, với hai

kích thước allele 200 bp và 220 bp tương ứng với Pokkali và OM6162, tương ứng. Ghi

nhận sáu dòng BC2F2-1, BC2F2-60, BC2F2-61, BC2F2-63, BC2F2 64 và BC2F2-66

mang gen mặn còn tỉ lệ dị hợp tử chiếm 57%.

230 bp

220 bp

Hình 4. Sản phẩm PCR locus RM223 trên các nhiễm sắc thể 8 trong số 100 dòng của

BC2F2 có nguồn gốc từ OM6162 / Pokkali trong agarose gel 3% P1: OM6162; P2:

Pokkali; 1-100: BC2F2 OM6162/Pokkali

Chọn dòng từ OMCS2000 / Pokkali

Hình 5: Sản phẩm PCR locus RM3252-1-1 trên nhiễm sắc thể 1 (trái) và RM223 trên

các nhiễm sắc thể 8 (bên phải) trong số 50 đường BC3F2 có nguồn gốc từ OMCS2000

/ Pokkali trên agarose gel-3%. Thang chuẩn M:; 1: OMCS2000; 2: Pokkali; 1-50: cá

thể BC3F2

Sản phẩm PCR locus RM3252-1-1 trên các nhiễm sắc thể 1 trong số 50 đường

BC3F2 có nguồn gốc từ OMCS2000 / Pokkali trong gel agarose 3% nằm trên hai băng

200 bp và 230 bp tương ứng với Pokkali và 200 tương ứng với OMCS2000. Trên 50

dòng phân ly BC3F2 trên QTLs như 4, 5, 9, 20 và 46. Nó có nghĩa rằng hầu hết trong

số họ đã được màu để bạn lựa chọn. Sản phẩm PCR locus RM223 trên các nhiễm sắc

thể 8 trong số 50 đường BC3F2 có nguồn gốc từ OMCS2000 / Pokkali trong gel

agarose 3% cho hai alen với kích thước phân tử 200 bp và 220 bp tương ứng với

OMCS2000 và Pokkali, . Bốn dòng BC3F2 mang QTLs mặn là dòng số 4, 7, 9 và 12.

Hai dòng 4 và 9 trong cả hai dấu hiệu hai có thể được xem xét để tiếp tục chọn giống

với tên là BC3F2-4 và BC3F2-9.

200 bp

220 bp

Quần thể phân ly của OM1490 / Pokkali

Hình 6: Sản phẩm PCR locus

RM3252-1-1 trên nhiễm sắc thể 1

(A) và RM223 trên các nhiễm sắc

thể 8 (B) trong số 53 BC3F2 có

nguồn gốc từ OMCS1490 /

Pokkali trên agarose gel-3%.

[Thang Chuẩn M:; 1: OM1490;

2: Pokkali; 1-53: Quần thể

BC3F2].

Sản phẩm PCR locus RM3252-1-

1 trên các nhiễm sắc thể 1 trong

số 53 đường BC3F2 có nguồn

gốc từ OM1490 / Pokkali trong

gel agarose 3% tiết lộ rằng hai

ban nhạc của alen đã được giải

quyết tại 220 bp và 230 bp tương ứng với Pokkali và OM1490, tương ứng. Trên nhiễm

sắc thể 3, hai băng 200 bp (Pokkali) từ 220 bp (OM1490) tại locus RM223. Dòng 53,

3 kiểu gen như Pokkali là 10, 37 và 40 loci RM3252-1-1 và RM223 viz. BC3F2 10,

BC3F2-37 và BC3F2-40.

4. Kết luận Thành công trong việc lập bản đồ QTLs bằng cách sử dụng các SSR đánh dấu

trong quần thể BC của OM7347 / OM5629 để xác định mới QTLs liên kết với

RM3252-1-1 (nằm trên nhiễm sắc thể 1) bên cạnh trước QTLs báo cáo. Ngoài ra,

RM223 trên nhiễm sắc thể 8, mà đã được báo cáo trước đây bởi Lang et al. (năm 2001

của c) là hữu ích trong việc hỗ trợ đánh dấu lựa chọn. Đa hình trong các sản phẩm PCR

đã chứng minh rằng hai dấu chuẩn . RM3252-S1-1 và RM3867 đã được hiệu quả trong

chọn giống chống chịu mặn. So sánh giữa các kiểu hình và kiểu gen ghi nhận các

dòng có sự tương ứng về gen chịu mặn . Trong tương lai tiếp tục phân tích GxE

trong các khu vực đất mặn đồng bằng Cửu Long, với lựa chọn dòng đầy hứa hẹn như

sau: BC2F2-1, BC2F2-60, BC2F2-61, BC2F2-63, BC2F2-64 và BC2F2-66 từ OM6162

/ Pokkali BC3F2-4 và BC3F2-9 từ OMCS2000 / Pokkali BC3F2 10, BC3F2-37 và

BC3F2-40 từ OM1490 / Pokkali.

Lời cám ơn: Tập thể tác giả cám ơn Chương trình Tây Nam Bộ, Chương Trình

Đổi Mới Công Nghệ : Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Trường Đại Học cửu

Long đã cấp kinh phí cho đề tài “NGHIÊN CỨU TẠO CHỌN CÁC GIỐNG LÚA CHỐNG

CHỊU MẶN THÍCH NGHI VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHO VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU

LONG và Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tiên tiến chọn tạo giống lúa thuần chống

49 50

chịu mặn-hạn thích nghi với điều kiện canh tác lúa vùng nhiễm mặn thuộc đồng

bằng sông Cửu Long. Cám ơn Trường Đại Học Cửu Long, Viện nghiên cứu Nông

Nghiệp Công nghệ Cao ĐBSCL giúp và hỗ trợ trang thiết bị thực hiện đề tài .

Tài liệu tham khảo

Ammar MHM, Pandit A, Singh RK, et al. 2009, Mapping of QTLs controlling Na+, K

+

and Cl− ion concentrations in salt tolerant indica rice variety CSR27, J. Plant

Biochem. Biotech., 18, 139–50.

Bonilla P, Dvorak J, Mackill D, Deal K, Gregorio G. 2002, RFLP and SSLP mapping

of salinity tolerance genes in chromosome 1 of rice (Oryza sativa L.) using

recombinant inbred lines, Philipp. J. Agric. Sci., 85, 68–76.

Buu BC. 2017. Vietnam agriculture in 2016: Passing a tough examination. The

Institute of Agricultural sciences for Southern Vietnam

(http://iasvn.org/en/homepage/)

Causse MA, Fulton TM, Cho YG, Ahn SN, Chunwongse J, Xu K, Xian J, Yu Z,

Ronald Causse MA, Fulton TM, Cho YG, Ahn SN, Chunwongse J, Xu K, Xian

J, Yu Z, Ronald PC, Harrington SE, Second G, McCouch SR, Tanksley SD.

1994. Saturated molecular map of the rice genome based on an interspecific

backcross population. Genetics 138:1251–1274.

Cheng L, Wang Y, Meng L, et al. 2012, Identification of salt-tolerant QTLs with strong

genetic background effect using two sets of reciprocal introgression lines in rice,

Genome, 55, 45–55.

Gregorio GB, Senadhira D, Mendoza RD. 1997. Screening rice for salinity tolerance,

IRRI Discussion paperSeries No.22. International Rice Research Institute, Los

Baños. Laguna, Philippines.

Harushima Y, Yano M, Shormura A, Sato M, Shimano T, Kuboi Y, Yamamoto T, Lin

SY, Antinio BA, Parco A, Kajiya H, Huang N, Yamamoto K, Nagamura N,

Kurata N, Khush GS, Sasaki T. 1998. A high-density rice genetic linkage map

with 2,275 markers using a single F2 population. Genetics 148:479–494

IRRI. 1996. Standard Evaluation System. Rice Note Book, The Philippines.

Kosambi DD. 1944. The estimation of map distance from recom-bination values. Ann

Eugen 12:172–175.

Kumar V, Singh A, Amitha Mithra SV, Krishnamurthy SL, Parida SK, Jain S, Tiwari

KK, Kumar P, Rao AR, Sharma SK, Khurana JP, Singh NK, Mohapatra T.

2015. Genome-wide association mapping of salinity tolerance in rice (Oryza

sativa). DNA Res. 22(2): 133–145.

Lander ES, Bostein D. 1989. Mapping Mendelian factors underly-ing quantitative traits

using RFLP linkage maps. Genetics 121:185–199

Lander ES, Botstein D. 1987. Mapping Mendelian Factors Underlying Quantitative

Traits Using RFLP Linkage Map. Genetics, 121: 185-199.

Lander ES, Green P, Abrahamson J, Barlow A, Daly DJ, Lincoln SE, Newburg L.

1987. MAPMAKER: an interactive computer package for constructing primary

genetic linkage maps of experimental and natural populations. Genomics 1:174–

181

Lang NT, Loc LQ. 2015. Screening salinity tolerance in the backcross populations. In

book: Breeding salinity and submergence to supply for Mekong delta.

Vietnamese. Vietnam Agriculture Publisher, Vietnam. Page: 190-229.

Lang NT, Yanagihara S, Buu BC. 2000. Quantitative trait loci for salt tolerance in rice

(Oryza sativa L.) via molecular markers. OMONRICE 8: 37-48

Lang NT, Yanagihara S, Buu BC. 2001a. A microsatellite marker for a gene conferring

salt tolerance on rice at the vegetative and reproductive stages. SABRAO

33(1):1-10

Lang NT, Yanagihara S, Buu BC. 2001b. QTL analysis of salt tolerance in rice (Oryza

sativa L.). SABRAO 33(1):11-20

Lang NT, Li Z, Buu BC. 2001c. Microsatellite markers linked to salt tolerance in rice.

OMonRice 9: 9-21

Lang NT, Zhang G, Magpantay G, Virmani SS, Huang N, Brar DS, Bennet J, Khush

GS, Li Z. 2000. PCR- base DNA markers for fertility restoration gene Rf-3 and

thermosensitive male sterility genes. Nethern 22-36.

Lang NT. 1999. QTL mapping for salt tolerance in rice. Final report. Japan fellowship.

Lang NT. 2002. Manual for Biotechnology Lab. Vietnamese. Vietnam Agriculture

Publisher, Ho Chi Minh City, Vietnam.

Lee SY, Ahn JH, Cha YS. 2007. Mapping QTLS related to salinity tolerance of rice at

the young seedling stage. Plant breed, 126: 43-46.

Lincoln S, Daly M, Lander E. 1992. Mapping genes controlling quantitative traits with

MAPMAKER/QTL 1.1. Whitehead Institute Techn Rep 2nd edn, Whitehead

Institute, Cambridge, Massachusetts

McCouch SR, Kochert G, Yu ZH, Wang ZY, Khush GS, Coffman BC, Tanksley

SD.1988. Molecular mapping of rice chromosomes. Theor. Appl Genet. 76:815-

829

Nelson JC. 1997. QGene: Software for marker-based genomic analysis and breeding.

Mol. Breed. 3: 239-245.

Nounjan N, Siangliw JL, Toojinda T, Chadchawan S, Theerakulpisut P. 2016. Salt-

responsive mechanisms in chromosome segment substitution lines of rice

(Oryza sativa L. cv. KDML105). Plant Physiology and Biochemistry 103: 96 -

105

Pandit A, Rai V, Bal S, et al. 2010, Combining QTL mapping and transcriptome

profiling of bulked RILs for identification of functional polymorphism for salt

tolerance genes in rice (Oryza sativa L.), Mol. Genet. Genomics, 284, 121–36.

Paterson AH, Lander ES, Hewitt JD, Paterson S, Lincoln S, Tankley SD. 1988.

Resolution of quantitative traits into Mendelian factors by using a complete

linkage map of restriction fragment length polymorphisms. Nature 335:721–726

Price AL, Patterson NJ, Plenge RM, Weinblatt ME, Shadick NA, Reich D. 2006.

Principal components analysis corrects for stratification in genome-wide

association studies. Nature Genetics 38: 904–909. PMID: 16862161

Salvi S, Tuberosa R. 2005. To clone or not to clone plant QTLs: present and future

challenges. Trends in Plant Science 10: 297– 304. PMID: 15949764

Tanksley SD, Young ND, Patterson AH, Bonierbale MW. 1989. RFLP mapping in

plant breeding: New tools for an old science, Bio/Technology 7:257.

Tanksley SD. 1993. Mapping polygenes. Annu. Rev. Genet. 27: 205-233.

Temnykh S, DeClark G, Lukashova A, Lipovich L, Cartinhour S, McCouch SR. 2001.

Computational and experimental analysis of microsatellites in rice (Oryza sativa

L.): frequency, length variation, transposon association, and genetic marker

potential. Genome Res 11:144–1452

Thomson MJ, Ocampo MD, Egdane Jl. 2010. Characterizing the saltol quantitative trait

locus for salinity tolerance inrice. Rice, 3: 148-160.

Tiwari S, Krishnamurthy SL, Kumar V, Singh B, Rao AR, Amitha Mithra SV, Rai

V, Singh AK, Singh NK. 2016. Mapping QTLs for Salt Tolerance in Rice

(Oryza sativa L.) by Bulked Segregant Analysis of Recombinant Inbred Lines

Using 50K SNP Chip. PLoS One. 2016; 11(4): e0153610.

Wang D, Zhu J, Li Z, Paterson AH. 1999. Manual for QTLMapper. Version 1.0. A

computer software for mapping QTLs.

The associated genes on rice through QTL mapping for sality tolerance in the

MEKONG DELTA

Nguyen Thi Lang1, Nguyen Trong Phuoc

1, Bui Chi Cong Bien Van Khoa

1, and Bui

Chi Buu2

1High Agricultural Technology Research Institute for Mekong delta

2.Institute of Agricultural Science for South Vietnam

ABSTRACT

Two hundred fifty three BC2F2 rice lines of the OM7347/OM5629 were

evaluated at seedling stage in the green house of CLRRI. Molecular markers associated

with salt tolerance QTLs were identified by using 416 polymorphic SSR markers.

QTLs, associated with stress tolerance at EC = 8 dS/m at seedling stage, detected from

the BC2F2 population were located on chromosomes 1 and 3. Three QTLs were

identified at the intervals of RM3252-S1-1 - RM10694, RM3740-RM5336 and

RM11125-RM9 with genetic distance of 4.4, 4.5 and 18 cM on chromosome 1,

respectively. Two QTLs at the intervals of RM3867-RM6959 and RM6876-RM4425

with genetic distance of 4.5 and 18.0 cM on chromosome 3, respectively. One QTL on

chromosome 5 was detected at the interval of RM874 - RM10359, it was associated

with salt stress tolerance under EC = 8 dS/m at vegetative stage. Three QTLs at the

regions of RM1324-RM2412, RM1185-RM24, and RM1282-RM2560 on chromosome

1, and one QTL of RM453-RM511 on chromosome 12, were related to salt tolerance

under EC = 4 dS/m at reproductive stage. In addition, three advanced backcross

populations were developed as BC2F2 of OM6162 / Pokkali (100 lines), BC3F2 of

OMCS2000 / Pokkali (50 lines), BC3F2 population of OM1490 / Pokkali (53 lines).

Their phenotypes were evaluated at seedling and reproductive stages. Marker-assisted

selection was applied to identify promising lines among them through RM RM3252-

S1-1 and RM223.