Tổng quan luận án

Biến đổi khí hậu và hiện tượng nước biển dâng đang tác động trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp tại Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Các đợt hạn hán và xâm nhập mặn nghiêm trọng (điển hình trong các giai đoạn 2015–2016 và 2019–2020) đã gây thiệt hại hàng trăm nghìn hecta lúa, làm xáo trộn sinh kế của hàng triệu người dân. Phương pháp cải tạo đất và công trình thủy lợi rửa mặn đòi hỏi chi phí đầu tư lớn. Do đó, việc chọn tạo các giống lúa có khả năng chống chịu mặn kết hợp năng suất và phẩm chất tốt thông qua công nghệ sinh học phân tử là giải pháp kỹ thuật mang tính kinh tế. Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định là: các giống lúa địa phương có khả năng chống chịu mặn nhưng năng suất thấp, phẩm chất chưa cao; trong khi các giống lúa cao sản hiện hành lại mẫn cảm với mặn, đặc biệt ở giai đoạn mạ non. Việc ứng dụng phương pháp chọn giống truyền thống mất nhiều thời gian và hiệu quả chọn lọc cá thể mang gen đích chưa cao.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định gồm 3 nội dung cụ thể:

  1. Tuyển chọn và xác định vật liệu bố mẹ và dòng triển vọng bằng chỉ thị phân tử phục vụ cho cải tiến giống chịu mặn.
  2. Xác định kiểu gen và kiểu hình thích nghi với vùng bị xâm nhập mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long.
  3. Xác định dòng con lai ưu việt trong quần thể hồi giao có khả năng chịu mặn ở giai đoạn mạ.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài:

  • Đối tượng nghiên cứu: Tập đoàn giống lúa mùa địa phương, tập đoàn giống lúa cao sản và các quần thể lai hồi giao phát triển từ các tổ hợp lai giữa giống cho gen kháng (Pokkali) và các giống lúa cao sản nhận gen (OM1490, OMCS2000, OM6162).
  • Phạm vi chuyên môn: Xác định kiểu hình và kiểu gen chống chịu mặn ở giai đoạn mạ, phân tích sự ổn định năng suất và tính thích nghi của các dòng lúa triển vọng tại các vùng sinh thái ĐBSCL.
  • Phạm vi không gian: Thu thập tập đoàn lúa mùa tại 10 tỉnh ĐBSCL. Thí nghiệm thực hiện tại phòng thí nghiệm Công ty Công nghệ Sinh học PCR; phòng thí nghiệm, nhà lưới, nhà kính và khu thí nghiệm của Bộ môn Di truyền chọn giống – Viện lúa ĐBSCL và Viện Nghiên cứu Nông nghiệp Công nghệ cao ĐBSCL (HATRI); khảo nghiệm thực địa tại 6 điểm vùng sinh thái ĐBSCL.
  • Phạm vi thời gian: Quá trình nghiên cứu thực nghiệm được triển khai liên tục từ tháng 06/2015 đến tháng 09/2021.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án tổng hợp các hướng nghiên cứu trong nước và quốc tế liên quan đến cơ chế chịu mặn và các phương pháp chọn tạo giống lúa:

  • Nghiên cứu quốc tế: Đất mặn ảnh hưởng tiêu cực đến cây trồng thông qua stress thẩm thấu, độc tính ion (Na+, Cl-), mất cân bằng dinh dưỡng và stress oxy hóa (Wang, 2012; Xiao, 2014; Shrivastava và Kumar, 2015). Maas và Hoffman (1977) phân loại mức độ chịu mặn của cây trồng qua các giai đoạn sinh trưởng. Yeo và Flowers (1984), Yeo (1990) làm rõ cơ chế ngăn chặn hấp thu Na+, duy trì tỷ lệ Na+/K+ và tích lũy ion độc vào không bào hoặc mô lá già. Nghiên cứu của Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI) đã xác định locus tính trạng số lượng (QTL) Saltol trên nhiễm sắc thể số 1 liên quan đến gen vận chuyển natri OsHKT8 (SKC1) điều hòa cân bằng K+/Na+ trong rễ (Kawasaki, 2001; Robert Koebner, 2003). Các nguồn gen kháng mặn kinh điển được ghi nhận gồm Pokkali và Nona Bokra.
  • Nghiên cứu trong nước: Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang (2000, 2003, 2007) sử dụng chỉ thị SSR xác định marker RM223 liên kết với gen chống chịu mặn trên nhiễm sắc thể số 8 ở khoảng cách 6,3 cM từ tổ hợp lai IR28/Đốc Phụng; Lang và cộng sự (2001) định vị marker OSR1 và RM315 liên kết với QTL chịu mặn trên nhiễm sắc thể số 1. Các nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử chọn giống chịu mặn được triển khai bởi Lê Xuân Thái và Trần Nhân Dũng (chọn giống MTL664, MTL702 chịu mặn 4‰–6‰), Trần Thị Phương Thảo và cộng sự (2019), Nguyễn Thị Mỹ Duyên và cộng sự (chọn dòng BC3F6 từ nguồn bố Pokkali), Lê Hùng Lĩnh và cộng sự (chọn dòng chịu mặn năng suất trên 6 tấn/ha cho các tỉnh phía Bắc), Nguyễn Trọng Khanh và cộng sự (khảo sát locus Saltol tại Hải Phòng và Thanh Hóa), Lê Thị Yến Hương và cộng sự (khuyến cáo chỉ thị RM8094 và RM10745 cho đoạn QTL Saltol 1), Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí Bửu (2017) (nghiên cứu nuôi cấy túi phấn và lập bản đồ di truyền trên quần thể OM7347/OM5629//OM7347).

Khoảng trống nghiên cứu được luận án giải quyết: Tích hợp phương pháp lai hồi giao (backcross) với chọn lọc nhờ chỉ thị phân tử (Marker-Assisted Selection - MAS) và phân tích hệ gen đồ họa (Graphical Genotypes - GGT) để chuyển đoạn gen chống chịu mặn Saltol từ giống chuẩn kháng Pokkali vào ba nền giống lúa cao sản thích nghi tại ĐBSCL (OM1490, OMCS2000, OM6162), nhằm rút ngắn thời gian chọn giống, phục hồi tối đa nền di truyền của cây mẹ và tạo ra các dòng thuần đồng hợp tử mang gen kháng mặn ở giai đoạn mạ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên cơ sở lý thuyết di truyền phân tử số lượng, lý thuyết về chọn giống nhờ chỉ thị phân tử (MAS) và phương pháp lai hồi giao (Backcross Breeding). Khung phân tích kết hợp đánh giá kiểu hình (Phenotyping) theo tiêu chuẩn quốc tế và đánh giá kiểu gen (Genotyping) thông qua chỉ thị vi vệ tinh (SSR - Simple Sequence Repeat).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được thực hiện qua các quy trình:

  • Vật liệu nghiên cứu: Giống lúa cho gen kháng mặn Pokkali; 3 giống nhận gen cao sản gồm OM1490, OMCS2000, OM6162; tập đoàn 101 giống lúa mùa và tập đoàn giống lúa cao sản ĐBSCL.
  • Phương pháp sinh học phân tử:
    • Ly trích DNA tổng số từ mô lá non bằng phương pháp đệm CTAB/SDS và TE buffer (pH = 8).
    • Phản ứng PCR khuếch đại các đoạn DNA mục tiêu với các cặp mồi SSR chuyên biệt liên kết với tính chịu mặn trên nhiễm sắc thể số 1 (chỉ thị RM3252-S1-1, RM24) và nhiễm sắc thể số 8 (chỉ thị RM223, RM344, RM1324, RM3412, RM453, RM511).
    • Phân tách sản phẩm PCR bằng kỹ thuật điện di trên gel agarose 3% và polyacrylamide, nhuộm ethidium bromide và đọc băng dưới ánh sáng tử ngoại.
  • Phương pháp đánh giá kiểu hình:
    • Đánh giá khả năng chịu mặn giai đoạn mạ trong dung dịch dinh dưỡng dưỡng theo hệ thống tiêu chuẩn đánh giá lúa (SES) của IRRI ở ba cấp độ mặn: EC = 0 dS/m (đối chứng), EC = 8 dS/m và EC = 15 dS/m.
    • Các chỉ tiêu thu thập: Số ngày sống sót, tỷ lệ sống sót, chiều dài thân, chiều dài rễ, trọng lượng khô thân, trọng lượng khô rễ.
  • Phương pháp chọn giống và phân tích di truyền:
    • Thực hiện lai tạo con lai F1, hồi giao qua các thế hệ BC1F1, BC2F1, BC3F1 với cây mẹ nhận gen, tự thụ phấn thu hạt các thế hệ BC3F2 và BC3F3.
    • Ứng dụng phần mềm Graphical Genotypes (GGT) để lập bản đồ phân bố các đoạn nhiễm sắc thể phục hồi của giống mẹ và đoạn mang gen mục tiêu từ giống bố.
    • Xử lý số liệu thống kê sinh học và đánh giá tương tác kiểu gen x môi trường (GxE) bằng phần mềm IRRI Stat.
  • Phương pháp khảo nghiệm thực địa: Khảo nghiệm cơ bản và khảo nghiệm tính ổn định, thích nghi tại 6 điểm vùng sinh thái ĐBSCL trong các vụ Đông Xuân 2018–2019, Hè Thu 2019, Đông Xuân 2019–2020 và Hè Thu 2020.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu và cơ sở khoa học của đề tài

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận về tác động của đất mặn lên sinh trưởng và năng suất cây lúa, hiện trạng xâm nhập mặn tại ĐBSCL và các phương pháp chọn tạo giống.

Số liệu quan trắc độ mặn lớn nhất mùa khô năm 2016 và 2017 tại các trạm đo chính ở ĐBSCL được tác giả tổng hợp để phản ánh tính cấp thiết của đề tài:

STT Tên trạm Thuộc sông Khoảng cách từ biển (km) Độ mặn lớn nhất 2016 (g/l) Độ mặn lớn nhất 14/3/2017 (g/l) Mức so sánh tăng (+) / giảm (-) (g/l)
1 Vàm Kênh Cửa Tiểu 4 23,6 23,5 -0,1
2 Vàm Giồng Cửa Tiểu 27 10,4 3,6 -6,8
3 Xuân Hòa Cửa Tiểu 43 4,7 0,6 -3,9
4 Bình Đại Cửa Đại 8 27,0 25,6 -1,4
5 Lộc Thuận Cửa Đại 20 16,8 14,2 -2,6
6 Giao Hòa Cửa Đại 38 8,5 3,2 -2,5
7 An Thuận Hàm Luông 5 31,5 29,0 -2,5
8 Sơn Đốc Hàm Luông 24 27,4 13,1 -14,3
9 Bến Trại Cổ Chiên 6 29,3 25,2 -4,1
10 Trà Vinh Cổ Chiên 26 14,6 9,6 -5,0
11 Trần Đề Sông Hậu 6 27,3 20,3 -7,0
12 Đại Ngãi Sông Hậu 33 13,7 7,2 -6,5

Tại khu vực hai sông Vàm Cỏ, độ mặn ghi nhận ngày 14/3/2017 tại Cầu Nổi (sông Vàm Cỏ, cách biển 30 km) là 13,6 g/l (năm 2016 là 20,3 g/l); tại Bến Lức (sông Vàm Cỏ Đông, cách biển 67 km) là 1,1 g/l (năm 2016 là 9,7 g/l); tại Tân An (sông Vàm Cỏ Tây, cách biển 78 km) là 0,4 g/l (năm 2016 là 8,1 g/l).

Chương 1 cũng phân tích các ngưỡng nồng độ mặn ảnh hưởng đến năng suất cây trồng: mức < 2 dS/m ảnh hưởng không đáng kể; 2–4 dS/m ảnh hưởng cây nhạy cảm; 4–8 dS/m ảnh hưởng nhiều loại cây; 8–16 dS/m ảnh hưởng toàn bộ cây trồng ngoại trừ cây chống chịu mặn; > 16 dS/m chỉ cây chịu mặn cao mới phát triển được. Chương này đồng thời so sánh ưu - nhược điểm của các phương pháp chọn giống: phương pháp trồng dồn, phương pháp phả hệ, phương pháp hồi giao truyền thống và phương pháp chọn giống nhờ chỉ thị phân tử (MAS).

Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết quy trình thực nghiệm và các kỹ thuật sinh học phân tử được áp dụng trong đề tài:

  • Vật liệu và chuẩn bị bố mẹ: Bố trí cây bố Pokkali và các cây mẹ OM1490, OMCS2000, OM6162. Thực hiện kỹ thuật khử đực trên hoa cây mẹ vào buổi sáng trước khi nở, thụ phấn bằng phấn hoa từ cây bố Pokkali để thu hạt lai F1.
  • Quy trình lai hồi giao và chọn lọc cá thể mang gen:
    • Hạt F1 gieo trồng, kiểm tra tính dị hợp tử bằng chỉ thị phân tử; các cây F1 chuẩn được sử dụng làm bố để lai ngược lại với cây mẹ (OM1490, OMCS2000, OM6162) thu thế hệ BC1F1.
    • Thế hệ BC1F1 tiếp tục được sàng lọc bằng chỉ thị SSR để tìm cá thể mang gen chịu mặn và lai trở lại với cây mẹ tạo thế hệ BC2F1, sau đó tiếp tục tạo BC3F1.
    • Thế hệ BC3F1 được cho tự thụ phấn để thu quần thể phân ly BC3F2. Tại BC3F2, tiến hành thanh lọc kiểu hình mặn kết hợp phân tích kiểu gen để chọn các cá thể mang gen đích ở trạng thái đồng hợp tử, tiếp tục tự thụ thu hạt thế hệ BC3F3.
  • Kỹ thuật phòng thí nghiệm: Tách chiết DNA bằng dung dịch đệm SDS/CTAB; thành phần gel polyacrylamide và gel agarose 3% để điện di sản phẩm PCR; thiết lập chu trình nhiệt PCR chuẩn cho các chỉ thị RM223, RM3252-S1-1, RM344, RM24...
  • Phân tích kiểu gen đồ họa (GGT): Dùng phần mềm GGT để đánh giá mức độ phục hồi hệ gen nền của giống mẹ (Recurrent Parent Genome - RPG) và tỷ lệ đoạn mang gen chịu mặn từ giống bố Pokkali qua từng thế hệ hồi giao.
  • Khảo nghiệm và phân tích thống kê: Thiết kế thí nghiệm khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) có lặp lại; xử lý số liệu kiểu hình, ANOVA và phân tích tương tác kiểu gen x môi trường (GxE) bằng phần mềm IRRI Stat.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm đạt được theo chuỗi nội dung nghiên cứu:

  1. Đa dạng nguồn gen và thanh lọc mặn tập đoàn lúa:

    • Đánh giá tập đoàn 101 giống lúa mùa và tập đoàn lúa cao sản ở ba nồng độ mặn (EC = 0 dS/m, 8 dS/m, 15 dS/m). Ghi nhận sự sụt giảm rõ rệt về chiều dài thân, chiều dài rễ, trọng lượng khô thân và trọng lượng khô rễ khi tăng nồng độ mặn.
    • Xác định được các giống lúa mùa có thời gian sống sót dài và tỷ lệ sống sót cao ở EC = 8 dS/m và 15 dS/m, cung cấp nguồn dữ liệu phân nhóm di truyền và vật liệu khởi đầu.

  2. Sàng lọc tính đa hình của các chỉ thị phân tử trên bố mẹ:

    • Khảo sát bộ mồi SSR trên giống bố Pokkali và các giống mẹ OM1490, OMCS2000, OM6162.
    • Chỉ thị RM3252-S1-1 trên nhiễm sắc thể số 1 thể hiện tính đa hình rõ rệt: sản phẩm PCR của cây mẹ (OM1490, OMCS2000) xuất hiện băng có kích thước 230 bp, trong khi giống bố Pokkali cho băng kích thước 220 bp.
    • Chỉ thị RM223 trên nhiễm sắc thể số 8 thể hiện tính đa hình rõ: sản phẩm PCR của cây mẹ (OM1490, OMCS2000) xuất hiện băng kích thước 200 bp, giống bố Pokkali cho băng kích thước 220 bp (gel agarose 3%).
    • Các chỉ thị RM344, RM24, RM1324, RM3412, RM453, RM511 cũng được đánh giá và xác định vị trí đa hình phục vụ chọn lọc.

  3. Chọn lọc cá thể qua các thế hệ lai hồi giao:

    • Theo dõi số lượng cá thể phân ly và chọn lọc qua các thế hệ từ F1, BC1F1, BC2F1, BC3F1 đến BC3F2, BC3F3 trên 3 tổ hợp lai: OM1490/Pokkali//OM1490, OMCS2000/Pokkali//OMCS2000 và OM6162/Pokkali//OM6162.
    • Đánh giá kết hợp kiểu gen (dựa trên các locus RM223 và RM3252-S1-1) và kiểu hình thanh lọc mặn ở giai đoạn mạ (EC = 8 dS/m và 15 dS/m) trên các dòng BC3F2. Kết quả phân tích băng điện di cho thấy các dòng chống chịu mang kiểu gen đồng hợp tử của giống bố Pokkali hoặc dị hợp tử có khả năng sống sót cao hơn hẳn các dòng mang kiểu gen đồng hợp tử của cây mẹ nhiễm mặn.

  4. Phân tích bản đồ GGT các dòng BC3F3:

    • Lập bản đồ GGT trên nhiễm sắc thể số 1 và nhiễm sắc thể số 8 của các cá thể BC3F3 thuộc 3 tổ hợp lai.
    • Phân tích GGT chứng minh các dòng BC3F3 được chọn đã phục hồi phần lớn hệ gen nền của giống mẹ cao sản, đồng thời giữ vững đoạn gen Saltol chống chịu mặn từ giống Pokkali.

  5. Kết quả khảo nghiệm cơ bản và tương tác kiểu gen x môi trường (GxE):

    • Đánh giá năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng lúa triển vọng trong vụ Đông Xuân 2018–2019 và Hè Thu 2019.
    • Khảo nghiệm tại 6 điểm vùng sinh thái ĐBSCL trong vụ Hè Thu 2019 và Đông Xuân 2019–2020: Xác định năng suất (tấn/ha), độ ổn định và khả năng thích nghi của bộ dòng lúa triển vọng trong các điều kiện sinh thái khác nhau. Phân nhóm kiểu gen và phân nhóm môi trường cho thấy các dòng triển vọng giữ được năng suất ổn định tại các điểm khảo nghiệm.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học

  • Cung cấp dữ liệu di truyền về tính đa hình của các chỉ thị SSR (đặc biệt là RM3252-S1-1 trên nhiễm sắc thể số 1 và RM223, RM344 trên nhiễm sắc thể số 8) liên kết với tính chống chịu mặn trên tập đoàn lúa mùa và lúa cao sản tại ĐBSCL.
  • Xác lập và chứng minh tính hiệu quả của quy trình lai hồi giao kết hợp chỉ thị phân tử (MAS) và phân tích hệ gen đồ họa (GGT), giúp rút ngắn thời gian chọn giống, cố định nhanh trạng thái đồng hợp tử của gen mục tiêu Saltol và phục hồi hệ gen nền của giống mẹ cao sản.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

  • Tuyển chọn thành công 13 dòng lúa triển vọng mang gen Saltol ở thế hệ BC3F3 có khả năng chống chịu mặn tốt ở giai đoạn mạ và thể hiện đặc tính nông học ưu việt:
    • 08 dòng từ tổ hợp lai OM1490/Pokkali//OM1490 gồm: BC3F3-11, BC3F3-16, BC3F3-18, BC3F3-34, BC3F3-40, BC3F3-48, BC3F3-51, BC3F3-52.
    • 05 dòng từ tổ hợp lai OMCS2000/Pokkali//OMCS2000 gồm: BC3F3-11, BC3F3-16, BC3F3-34, BC3F3-39, BC3F3-48.
  • Tạo ra nguồn vật liệu khởi đầu có giá trị di truyền phục vụ trực tiếp cho các chương trình lai tạo và cải tiến giống lúa chống chịu mặn tại khu vực ĐBSCL.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

  • Tiếp tục theo dõi, đánh giá khả năng chống chịu mặn của 13 dòng lúa triển vọng ở các giai đoạn sinh trưởng tiếp theo (giai đoạn đẻ nhánh, trỗ hoa và làm hạt).
  • Đưa các dòng lúa triển vọng vào mạng lưới khảo nghiệm diện rộng tại các vùng sinh thái nhiễm mặn của ĐBSCL để hoàn thiện hồ sơ công nhận giống theo quy định.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Thí nghiệm đánh giá kiểu hình chống chịu mặn tập trung chủ yếu ở giai đoạn mạ (dung dịch dinh dưỡng mặn nhân tạo EC = 8 dS/m và 15 dS/m); các chỉ tiêu về khả năng chịu mặn ở giai đoạn sinh sản (trỗ hoa, thụ phấn) chưa được khảo sát chuyên sâu trên toàn bộ các thế hệ con lai do tính phức tạp của phân tích kiểu hình giai đoạn này. Phạm vi khảo nghiệm sinh thái tập trung chủ yếu trong giai đoạn từ 2018 đến 2020 tại 6 điểm khảo nghiệm vùng ĐBSCL.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Nghiên cứu đánh giá tính chịu mặn của các dòng triển vọng ở giai đoạn sinh sản và giai đoạn thu hoạch trong điều kiện nhiễm mặn tự nhiên ngoài đồng ruộng.
    • Phân tích chi tiết các chỉ tiêu phẩm chất hạt gạo (hàm lượng amylose, độ bền gel, mùi thơm, tỷ lệ bạc bụng) và khả năng chống chịu các đối tượng sâu bệnh hại chính (rầy nâu, đạo ôn, bạc lá) trên các dòng BC3F3 đã tuyển chọn.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu chuyên khảo có giá trị ứng dụng cho các đối tượng và hoạt động học thuật sau:

  • Cán bộ nghiên cứu và nhà chọn giống thực vật: Tham khảo quy trình tích hợp chỉ thị SSR và phần mềm GGT trong công tác lai hồi giao chuyển nạp gen đích (Saltol); sử dụng các cặp mồi RM3252-S1-1 (NST 1) và RM223, RM344 (NST 8) để sàng lọc nhanh tính chịu mặn ở các quần thể phân ly.
  • Nghiên cứu sinh và học viên cao học ngành Công nghệ sinh học, Di truyền và Chọn giống cây trồng: Tham khảo phương pháp thiết kế thí nghiệm thanh lọc mặn giai đoạn mạ (thang đo IRRI SES), quy trình tách chiết DNA, kỹ thuật điện di và phương pháp đánh giá tương tác kiểu gen x môi trường (GxE).
  • Cơ quan quản lý nông nghiệp và các trung tâm giống cây trồng tại ĐBSCL: Sử dụng thông tin về 13 dòng lúa triển vọng (từ nền OM1490 và OMCS2000) làm cơ sở bổ sung vào cơ cấu giống lúa thích ứng với điều kiện xâm nhập mặn tại địa phương.

Câu hỏi thường gặp

1. Cây bố mẹ được sử dụng trong các tổ hợp lai hồi giao của luận án là những giống nào?
Trả lời: Luận án sử dụng giống lúa chuẩn kháng Pokkali làm nguồn cho gen chống chịu mặn (Saltol), và sử dụng 3 giống lúa cao sản nhận gen (cây mẹ lặp lại) thích nghi tại ĐBSCL gồm OM1490, OMCS2000 và OM6162.

2. Các chỉ thị phân tử SSR nào đóng vai trò then chốt trong việc xác định kiểu gen chịu mặn trong nghiên cứu?
Trả lời: Chỉ thị RM3252-S1-1 (liên kết với gen chịu mặn trên nhiễm sắc thể số 1, phân biệt băng kích thước 230 bp ở cây mẹ và 220 bp ở giống Pokkali) và chỉ thị RM223 (liên kết với gen chịu mặn trên nhiễm sắc thể số 8, phân biệt băng 200 bp ở cây mẹ và 220 bp ở giống Pokkali trên gel agarose 3%).

3. Thang nồng độ mặn nào được tác giả sử dụng để thanh lọc kiểu hình ở giai đoạn mạ?
Trả lời: Thí nghiệm thanh lọc kiểu hình mạ được thực hiện trong môi trường dung dịch dinh dưỡng ở ba mức độ dẫn điện: EC = 0 dS/m (đối chứng không mặn), EC = 8 dS/m và EC = 15 dS/m theo hệ thống tiêu chuẩn đánh giá của IRRI.

4. Luận án đã tuyển chọn được bao nhiêu dòng lúa triển vọng ở thế hệ BC3F3 và thuộc những tổ hợp lai nào?
Trả lời: Luận án đã chọn lọc được 13 dòng lúa triển vọng mang gen Saltol ở thế hệ BC3F3, gồm 8 dòng từ tổ hợp lai OM1490/Pokkali//OM1490 (BC3F3-11, BC3F3-16, BC3F3-18, BC3F3-34, BC3F3-40, BC3F3-48, BC3F3-51, BC3F3-52) và 5 dòng từ tổ hợp lai OMCS2000/Pokkali//OMCS2000 (BC3F3-11, BC3F3-16, BC3F3-34, BC3F3-39, BC3F3-48).

5. Phần mềm nào được sử dụng để phân tích sự phục hồi hệ gen nền và bản đồ nhiễm sắc thể của con lai?
Trả lời: Luận án sử dụng phần mềm Graphical Genotypes (GGT) để lập bản đồ hệ gen đồ họa, xác định tỷ lệ phục hồi hệ gen của giống mẹ và định vị đoạn mang gen chịu mặn từ giống Pokkali qua các thế hệ hồi giao.

Kết luận

Luận án của tác giả Nguyễn Trọng Phước đã hoàn thành mục tiêu ứng dụng chỉ thị phân tử SSR kết hợp phương pháp lai hồi giao và phân tích hệ gen đồ họa GGT để chọn giống lúa chống chịu mặn cho vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Nghiên cứu đã xác định được đặc điểm đa hình của các locus liên kết tính chịu mặn trên nhiễm sắc thể số 1 và số 8 giữa giống cho Pokkali và các giống nhận OM1490, OMCS2000, OM6162. Kết quả thực nghiệm đã tạo lập và tuyển chọn được 13 dòng lúa triển vọng ở thế hệ BC3F3 mang gen Saltol đồng hợp tử, có khả năng chống chịu mặn ở giai đoạn mạ và duy trì năng suất ổn định qua các vụ khảo nghiệm sinh thái. Công trình cung cấp cả quy trình kỹ thuật chọn giống phân tử lẫn nguồn vật liệu di truyền phục vụ sản xuất lúa tại các vùng chịu ảnh hưởng xâm nhập mặn.