I. Nghiên cứu gen và gen alen đặc thù
Luận án tập trung vào việc nghiên cứu gen và gen alen đặc thù liên quan đến sự phát triển bộ rễ lúa Việt Nam. Phương pháp Genotyping by Sequencing (GBS) được sử dụng để xác định các gen alen đặc thù, giúp hiểu rõ hơn về cơ chế di truyền điều khiển sự phát triển rễ. Kết quả cho thấy sự đa dạng di truyền cao trong các giống lúa Việt Nam, với 25,971 SNP markers được xác định. Điều này tạo cơ sở cho việc phát triển các giống lúa có bộ rễ khỏe mạnh, chống chịu tốt với điều kiện môi trường khắc nghiệt.
1.1. Phương pháp nghiên cứu gen
Phương pháp GBS được áp dụng để phân tích kiểu gen của 270 mẫu giống lúa. Quá trình này bao gồm chiết tách ADN, giải trình tự và xây dựng bộ dữ liệu haplotype. Kết quả cho thấy sự đa dạng di truyền cao, với 25,971 SNP markers được xác định. Phương pháp này giúp xác định các gen alen đặc thù liên quan đến sự phát triển rễ, tạo cơ sở cho việc cải tiến giống lúa.
1.2. Kết quả nghiên cứu gen alen
Kết quả nghiên cứu đã xác định được 88 QTLs liên quan đến 18 tính trạng phát triển rễ. Trong đó, 28 QTLs liên kết với nhiều hơn một tính trạng, và 33 QTLs nằm trong vùng trình tự của gen chức năng. Đặc biệt, vùng QTLs liên kết chặt với tính trạng số lượng rễ (NCR) trên NST số 11 và độ dày rễ (THK) trên NST số 2 được xác định là có ý nghĩa quan trọng.
II. Phát triển rễ lúa Việt Nam
Luận án đã đánh giá sự phát triển bộ rễ của các giống lúa Việt Nam thông qua các thí nghiệm kiểu hình. Kết quả cho thấy sự đa dạng về đặc điểm hình thái và cấu trúc rễ, đặc biệt là các tính trạng số lượng rễ, độ dày rễ và khối lượng khô của rễ. Các giống lúa như Blề Blậu Chớ (G205) và Tẻ nương (G153) được xác định là có bộ rễ dài và dày, có tiềm năng trong việc cải tiến giống lúa chống chịu hạn.
2.1. Đánh giá kiểu hình rễ
Các thí nghiệm kiểu hình được thực hiện trong điều kiện nhà kính, với 3 lần lặp lại. Kết quả cho thấy sự đa dạng về đặc điểm hình thái và cấu trúc rễ, đặc biệt là các tính trạng số lượng rễ, độ dày rễ và khối lượng khô của rễ. Các giống lúa như Blề Blậu Chớ (G205) và Tẻ nương (G153) được xác định là có bộ rễ dài và dày, có tiềm năng trong việc cải tiến giống lúa chống chịu hạn.
2.2. Ứng dụng trong cải tiến giống
Kết quả nghiên cứu đã cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng cho việc cải tiến giống lúa, đặc biệt là trong việc phát triển các giống lúa có bộ rễ khỏe mạnh, chống chịu tốt với điều kiện môi trường khắc nghiệt. Các QTLs và gen ứng viên được xác định có thể được sử dụng trong các chương trình chọn tạo giống lúa hiện đại, nhằm nâng cao năng suất và khả năng thích ứng của cây lúa.
III. Luận án tiến sĩ nông nghiệp và ứng dụng thực tiễn
Luận án đã đóng góp quan trọng vào lĩnh vực khoa học nông nghiệp và công nghệ sinh học, đặc biệt là trong việc ứng dụng các phương pháp hiện đại như GWAS và GBS để nghiên cứu di truyền cây trồng. Kết quả nghiên cứu không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có giá trị thực tiễn cao, góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành nông nghiệp Việt Nam.
3.1. Ý nghĩa khoa học
Luận án đã khám phá ra các QTLs và gen ứng viên liên quan đến sự phát triển bộ rễ lúa, góp phần làm rõ mạng lưới các gen điều khiển quá trình này. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy hiệu quả của việc kết hợp các kỹ thuật phân tích hiện đại trong nghiên cứu di truyền cây trồng, mở ra hướng nghiên cứu mới trong lĩnh vực di truyền học và cải tiến giống lúa.
3.2. Ứng dụng thực tiễn
Các kết quả nghiên cứu đã cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng cho việc cải tiến giống lúa, đặc biệt là trong việc phát triển các giống lúa có bộ rễ khỏe mạnh, chống chịu tốt với điều kiện môi trường khắc nghiệt. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu, giúp nâng cao năng suất và ổn định sản xuất lúa gạo tại Việt Nam.
