Đặt vấn đề Lúa đặc sản là loại lúa cho sản phẩm chất lƣợng cao và mang tính đặc thù của vùng. Lúa đặc sản bao gồm các giống lúa thơm, lúa nếp và một số lúa japonica đƣợc trồng ở các vùng sinh thái khác nhau của nƣớc ta. Trong các giống lúa thơm có Hƣơng cốm, Hƣơng chiêm, lúa Nàng nhen thơm. Các giống lúa nếp đặc sản có nếp Hoa vàng 1,2, nếp Cẩm đen, nếp Lá xanh v.
Các giống lúa này cùng với một số giống đặc sản cải tiến đã góp phần vào sự phát triển lúa gạo nƣớc ta. Việc nghiên cứu đa dạng nguồn gen tập đoàn lúa đặc sản không chỉ có ý nghĩa trong việc bảo tồn các giống lúa đặc sản bản địa mà còn có ý nghĩa trong công tác chọn tạo giống lúa chất lƣợng cao. Bên cạnh những giống lúa đặc sản, những giống lúa chất lƣợng là một trong những giống đóng vai trò quan trọng nhất, tác động ảnh hƣởng đến giá cả thị trƣờng và ngƣời tiêu dùng. Nhu cầu về giống lúa chất lƣợng cao những năm gần đây thay đổi bởi sở thích của ngƣời tiêu dùng và yêu cầu thị trƣờng mạnh mẽ.
Phát triển giống lúa chất lƣợng cao là một trong những hƣớng đi chính trong tiến trình cải biến giống cây trồng mới. Sự tăng trƣởng và phát triển các nguồn tài nguyên nông nghiệp chủ yếu phụ thuộc vào đa dạng di truyền giữa các giống cây trồng khác nhau. Các giống có cấu trúc di truyền khác biệt là nguồn nguyên liệu tốt để tạo ra các giống lúa cải tiến trong tƣơng lai. Nhƣ vậy, xác định kiểu gen và mối quan hệ giữa các các kiểu gen là vô cùng quan trọng.
Sự phát triển của kỹ thuật công nghệ sinh học mới đã cung cấp công cụ hữu hiệu hỗ trợ đánh giá sự biến đổi di truyền ở cả hai cấp độ kiểu gen và kiểu hình. Chỉ thị phân tử là công cụ mạnh mẽ trong việc đánh giá các biến dị di truyền, giải thích mối quan hệ di Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ 2 truyền trong và giữa các loài, hỗ trợ việc quản lý các nguồn tài nguyên di truyền thực vật (Virk et al., 2000; Song et al., 2003; Teixeira da Silva. Trình tự lặp lại đơn giản (SSR) là công cụ quan trọng để xác định sự biến đổi di truyền nguồn gen (Powell et al., 1996; Ma et al. Nhờ có ƣu điểm là đánh giá nhanh chóng, chính xác, cho đa hình cao và ổn định, do đó chỉ thị SSR đƣợc sử dụng rộng rãi trong phân tích đa dạng di truyền, lập bản đồ phân tử (Zhang et al.
Ma et al., 2011), xây dựng dấu vân tay DNA (Xiao et al., 2006; Ma et al., 2011), kiểm tra độ tinh khiết di truyền (Peng et al., 2003; Ma et al., 2011), phân tích sự đa dạng các nguồn gen (Zhou et al., 2003; Jin et al., 2010; Ma et al. Để góp phần giúp nhận dạng các giống phục vụ cho công tác bảo tồn và cung cấp thông tin hữu ích cho công tác chọn tạo giống lúa chất lƣợng cao chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu quan hệ di truyền một số giống lúa đặc sản, chất lƣợng, trồng phổ biến ở Việt Nam bằng chỉ thị phân tử SSR”. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu quan hệ di truyền của các giống lúa để phân loại và cung cấp các thông tin về lúa đặc sản, chất lƣợng, trồng phổ biến ở Việt Nam cho công tác bảo tồn, khai thác sử dụng và chọn tạo các nguồn gen quý. Nội dung nghiên cứu - Tách DNA genome của 60 giống lúa nghiên cứu - Phân tích DNA genome với các mồi SSR xác định các mồi cho đa hình, số lƣợng allele của mỗi mồi, hệ số PIC, hệ số dị hợp tử.
- Phân nhóm di truyền các giống lúa Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ 3 CHƢƠNG I :TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Đại cƣơng về cây lúa Chi lúa Oryza thuộ c họ Graminae, họ phụ Oryzoideae. Theo tài liệu của Trung Quốc thì khoảng năm 2800 – 2700 TCN, ở Trung Quố ề trồ ả thuyết lại cho rằng tổ tiên của lúa Oryza là một cây hoang dại trên siêu lục địa Gondwana cách đây ít nhất 130 triệu năm và phát tán khắp các châu lục trong quá trình trôi dạt lục địa. Gutschin cho rằng cái nôi của nghề trồng lúa là ở chân dãy Himalaya đổ xuống các vùng đồng bằng Bengale, Assam, Thái Lan vì ở ều loại lúa hoang dại và các giống lúa trồng phong phú (Bùi Huy Đáp, 1999).
ều các tài liệu khác nhau, các khảo cổ đã chứng minh nguồn gốc khác nhau của cây lúa nhƣng đa số các tài liệu đều cho rằng nguồn gốc cây lúa là ở vùng đầm lầ ể thuộc nhiều quố ậu nhiệt đớ ẩm cây lúa đã lan rộng ra các vùng khác nhau (Nguyễn Văn Lẫm, 1998; Đinh Văn Lữ, 1998) Lúa thuộc ngành thực vậ (Angios Permes), lớp một lá mầm (Mono Cotyledones), bộ hòa thả (Graminales), họ hòa thảo (Graminae), lúa trồng thuộc chi Oryza 24 hoặc 48 nhiễm sắc thể 23 loài phân bố khắp thế giớ ồng. Loài Oryza sativa L. trồng phổ biến trên thế giới và phần lớn tập trung ở châu Á bao gồm ba loài phụ: Japonica phân bố ở độ cao (Bắc Trung Quốc, Nhật Bản, Triều Tiên), chịu rét cao, ít chịu sâu bệnh; Indica ( đƣợc trồng ở các nƣớc nhiệt đới và cận nhiệt đới nhƣ Việt Nam, Thái Lan, Ấn Độ ặc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ 4 điểm hạt dài, thân cao, mềm dễ đổ, chịu sâu bệnh, năng xuất thấp, mẫn cảm với ánh sáng; Javanica ặc điểm trung gian, hạt dài, dày và rộng hơn hạt của Indica, chỉ đƣợc trồng ở vài nơi thuộc Indonesia (Nguyễn Văn Lẫm, 1998). Loài Oryza gluberrima S.
đƣợc trồng với một diện tích nhỏ thuộc Tây Phi. Sự tiế ủa cây lúa gắn liền với sự tiế ủa loài ngƣời đặc biệt ở châu Á. Lúa là cây trồng rất cổ xƣa, có tính đa dạng về di truyền và hình thái hơn các loại cây trồng khác, là cây trồng nhiệt đới, hoa tự thụ phấn và đƣợc coi là cây ngắn ngày (cây hàng niên). Cơ bản lúa là một cây cạn thích nghi với điều kiện nƣớc.
Nói chung nó ít chịu hạn hơn và khi gặp hạn nó cũng bị hại nhiều hơn các loài lƣơng thực khác. Lúa là loại cây trồng mẫn cảm với điều kiện ngoại cảnh. Quá trình sinh trƣởng, phát triển và năng suất cây lúa chịu ảnh hƣởng rất lớn của yếu tố môi trƣờng. Hiện nay, lúa đƣợc trồng ở những điều kiện sinh thái và khí hậu khác nhau, tuy vậy những loài quan trọng đều ƣa ẩm, sinh trƣởng và phát triển ở các vùng nhiệt đới và á nhiệt đới, thƣờng có đủ ánh sáng và nhiệt độ nên nƣớc là yếu tố hạn chế năng suất chính (Bùi Huy Đáp, 1999).
Khái niệm chung Lúa đặc sản là loại lúa cho sản phẩm chất lƣợng cao và mang tín đặc thù của vùng. Các giống lúa đặc sản có quy trình sản xuất ổn định và quảng bá thƣơng hiệu mang tính chuyên nghiệp. Ở Việt Nam, các giống lúa đặc sản nổi tiếng nhƣ: giống lúa Nàng thơm Chợ Đào, giống lúa Huyết rồng của huyện Vĩnh Hƣng – tỉnh Long An, giống lúa Khẩu Mang của huyện Đồng Văn – tỉnh Hà Giang, giống Séng Cù ở tỉnh vùng cao Lào Cai, giống lúa Tám thơm Hải Hậu, Nam Định…Trên thế giới Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ 5 một số giống lúa đặc sản nổi tiếng nhƣ: giống lúa Basmati của Ấn Độ, giống lúa Khaw Dawk Mali của Thái Lan…Phần lớn các giống lúa đặc sản là các giống bản địa. Các giống này thƣờng có yêu cầu rất chặt chẽ về nơi trồng, khó tìm đƣợc cách mở rộng diện tích mà vẫn giữ đƣợc mùi thơm và độ dẻo đặc trƣng.
Nhƣ giống Nàng thơm chợ đào ở đồng bằng Sông Cửu Long, chỉ trồng đƣợc ở xã Mỹ Lệ, Cần Đƣớc, Long An mới giữ đƣợc đặc tính cơm mềm dẻo, hạt cơm bóng , mùi thơm rất lâu. Giống lúa Sén cù ở vùng cao biên giới Bát Xát, Lào Cai, lúa đƣợc cấy trên ruộng bậc thang cao trên 700 m so với mặt nƣớc biển, chịu lạnh, chịu hạn, ngày nắng, sƣơng mù, bông và hạt dài, hạt gạo trắng, thơm ngậy, cơm để nguội vẫn thơm dẻo. Giống lúa thơm Hải Hậu đƣợc trồng ở vùng đất Hải Hậu ven sông Ninh Cơ, nhờ mƣơng nƣớc từ sông Ninh về tƣới tiêu và mang theo phù xa sông Hồng bồi lắng cho đồng ruộng nên giống lúa Tám thơm nơi đây có đặc điểm cho cơm dẻo thơm ngon, không có loại lúa Tám nơi nào sánh bằng… Các loại gạo kể trên có trên thị trƣờng tiêu thụ chủ yếu là các siêu thị với thƣơng hiệu tín nhiệm. Các giống lúa thơm đặc sản bản địa khác cũng đƣợc kể đến khá nhiều nhƣ: Dự thơm, Dự lùn, Dự đen, Di hƣơng, gié thơm, Hƣơng cốm, Hƣơng chiêm, lúa Nàng nhen thơm, nếp Hoa vàng 1,2; nếp Cẩm đen, nếp Lá xanh…Các giống lúa này cũng cho cơm thơm và mềm dẻo nhƣng giá trị xếp hạng sau so với các giống lúa đặc biệt kể trên.
Gần đây, có nhiều giống lúa thơm cao sản mới, có tính thích ứng rộng hơn, trồng đƣợc diện tích lớn hơn cũng đƣợc quan tâm nhƣ OMC21, ST Jamin, ST thơm, hƣơng cốm. Các giống này tuy không cho gạo có chất lƣợng bằng các giống lúa đặc sản kể trên nhƣng rất có ý nghĩa về sản lƣợng lúa gạo hàng hóa giá cao. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www. Ý nghĩa khoa học và giá trị kinh tế Các giống lúa đặc sản là nguồn gen quý cho việc nghiên cứu, lƣu giữ nguồn gen và phát triển các giống lúa mới có nhiều đặc điểm tốt nhƣ mong muốn.
Về giá trị kinh tế, các giống lúa đặc sản là mặt hàng quý hiếm đem lại lợi nhuận cao cho ngƣời sản xuất. Giống lúa hiện nay đang đứng hàng đầu trên thế giới về chất lƣợng gạo và giá cao là giống lúa thơm Basmati giá bán một tấn gạo đến hàng ngàn USD. Giống lúa thuộc hạng kế cận là Khaw Dawk Mali có giá 800 USD – 1000 USD/tấn. Các giống lúa đặc sản khác cho gạo với giá bán thấp hơn các loại gạo đặc biệt kể trên đây một ít nhƣng so với gạo thƣờng cũng gấp đôi gấp ba nhƣ gạo dự, gạo tám.
Tình hình nghiên cứu lúa đặc sản trong nƣớc và thế giới Ở nƣớc ta, trƣớc đây các giống lúa đặc sản đƣợc trồng để tự cung tự cấp và phần lớn phục vụ Vua chúa. Ngày nay, lúa đặc sản còn là mặt hàng xuất khẩu quan trọng, đem lại lợi nhuận cao cho ngƣời sản xuất. Vì vậy, trong Nông nghiệp đã và đang thực hiện những mô hình sản xuất vừa có lãi vừa bền vững trong môi trƣờng sinh thái trong lành.