Xác định gen thơm và sự biểu hiện hương thơm của các dòng đột biến phát sinh từ giống lúa Tám Dự và Tám Thơm Đột Biến
Nghiên cứu do nhóm tác giả Nguyễn Xuân Dũng, Nguyễn Văn Tiếp, Nguyễn Minh Công của Trung tâm Chuyển giao Công nghệ và Khuyến nông, VAAS và Trường Đại học Sư phạm Hà Nội thực hiện từ tháng 01/2017 đến tháng 12/2017 tại Bộ môn Di truyền học, Trường đại học Sư phạm Hà Nội.
Ảnh: Internet
Thuật ngữ “gen thơm” ở lúa trong nhiều năm được sử dụng chưa thống nhất. Bradbury và cộng tác viên (2005) và một số tác giả đặt tên gen thơm là BADH2 vì locus này mã hóa phân tử protein gồm 503 amino axít, tạo ra enzyme BADH2 (Betaine Aldehyde Deydrogenase Homologue 2) cóhoạt tính ức chế tổng hợp 2AP làm cho lúa không thơm. Ngược lại, khi đột biến lặn phát sinh trong gen này (làm xuất hiện alen lặn fgr và kiểu gen đồng hợp lặn fgr fgr) làm mất chức năng nói trên thì sẽ cho gạo thơm. Một số tác giả khác đặt tên cho gen thơm là fgr (fragrance) - dựa trên kiểu hình kiểm soát bởi locus BADH2. Kết quả xác định trình tự nucleotit trong gen (hay giải trình tự nucleotit trong gen) của Gaur và cộng tác viên (2016) cho thấy fgr và BADH2 thực chất chỉ là một gen. Vì vậy, các công trình công bố gần đây đều sử dụng thuật ngữ “gen thơm” là fgr - kiểu gen fgr fgr kiểm soát hương thơm. Các giống lúa và dòng đột biến có kiểu gen fgr fgr thường cho gạo thơm. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu của Phan Hữu Tôn và Tống Văn Hải (2010) cho thấy các giống lúa cho gạo thơm đều mang cặp gen lặn fgr fgrnhưng một số giống mang cặp gen này lại không cho gạo thơm. Để góp phần làm sáng tỏ cơ chế di truyền kiểm soát hương thơm và sự biểu hiện của gen thơm ở các điều kiện gieo trồng, mùa vụ và thời điểm khác nhau của quá trình chín của hạt thóc, nghiên cứu “Xác định gen thơm và sự biểu hiện hương thơm của các dòng đột biến phát sinh từ giống lúa Tám Dự và Tá m Thơm Đột Biến” được tiến hành.
Nghiên cứu do nhóm tác giả Nguyễn Xuân Dũng, Nguyễn Văn Tiếp, Nguyễn Minh Công của Trung tâm Chuyển giao Công nghệ và Khuyến nông, VAAS và Trường Đại học Sư phạm Hà Nội thực hiện từ tháng 01/2017 đến tháng 12/2017 tại Bộ môn Di truyền học, Trường đại học Sư phạm Hà Nội.
Nhóm tác giả sử dụng 24 dòng đột biến phát sinh từ giống lúa Tám Dự, 22 dòng đột biến phát sinh từ giống lúa Tám Thơm Đột Biến ở thế hệ thứ 7 và 2 giống gốc. Các dòng đột biến nói trên được tạo ra bằng chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt lúa nảy mầm ở thời điểm 69 h kể từ khi ngâm hạt cho hút nước bão hòa ở khoảng nhiệt độ 30 - 32oC trong 36 h, tiếp đó đem ủ ở khoảng nhiệt độ nói trên. Sử dụng các chỉ thị fgr gồm 4 mồi: EAP, IFAP, ESP và INSP để xác định sự có mặt của gen thơm ở các dòng đột biến và giống gốc.
Các dòng/giống nghiên cứu được gieo trồng tại 6 địa điểm thuộc các tỉnh, thành phố: huyện Hữu Lũng - Lạng Sơn; Việt Yên - Bắc Giang; Sơn Dương - Tuyên Quang; Thanh Trì - Hà Nội; Hải Hậu - Nam Định và Hậu Lộc - Thanh Hóa để xác định sự biểu hiện hương thơm.
Kết quả nghiên cứu cho thấy
- Các giống lúa có hương thơm từ hạt gạo và các dòng đột biến được tạo từ các giống lúa này đều mang cặp gen lặn (fgrfgr) kiểm soát hương thơm.
- Tất cả các dòng đột biến và giống gốc mang cặp gen lặn (fgrfgr) đều cho gạo có hương thơm ở mức độ khác nhau tùy thuộc vào mùa vụ gieo trồng (gạo ở vụ Mùa thơm hơn gạo ở vụ Xuân), địa điểm gieo trồng (khi gieo trồng ở Nam Định thì cho gạo có hương thơm nhất, tiếp đến là Thanh Hóa, Hà Nội, Tuyên Quang, Lạng Sơn và Bắc Giang) và các thời điểm chín khác nhau của hạt lúa (thời điểm chín 80% thì cho gạo thơm hơn khi chín hoàn toàn - chín già - 100%).
- Các dòng TD4, TD9, TD22, TD27 cho gạo có hương thơm tương tự hoặc thơm hơn giống gốc (Tám Dự); các dòng ĐB5, ĐB7, ĐB18 có hương thơm đậm như ở giống gốc (Tám Thơm Đột Biến).
Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 02/2019