Tiến Sĩ Ứng dụng chỉ thị phân tử PCR và dòng BAC để xác định gen mùi thơn trên cây lúa (Oryza sative L.)

LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP
NĂM 2013

MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài
Cây lúa (Oryza sativa L.) là một trong những loại cây lương thực chính nuôi
sống hơn 50 % dân số thế giới [62]. Trước đây, với điều kiện vật chất còn thiếu
thốn, lương thực không đủ ăn người ta chỉ có nhu cầu là ăn no. Nhưng ngày nay do
mức sống của người dân ngày càng nâng cao thì nhu cầu ăn no đã thay đổi, việc ăn
ngon, có dinh dưỡng cao dần dần trở thành nhu cầu quan trọng không thể thiếu đối
với con người. Mặt khác, ngày nay nước ta đã qua thời kỳ thiếu lương thực chuyển
sang thời kỳ sản xuất phải có lời và đang xuất hiện những mô hình sản xuất vừa có
lời, vừa bền vững trong môi trường sinh thái trong lành. Một trong những mô hình
này là làm lúa thơm đặc sản, do đó chất lượng gạo được xem như là một trong
những mục tiêu hàng đầu, trong đó mùi thơm được đánh giá rất cao trên thị trường
xuất khẩu gạo của thế giới. Sản lượng gạo thơm từ các giống lúa thơm cổ truyền
như: Tám Thơm, Nàng Thơm Chợ Đào, Séng Cù, Nếp Cái Hoa Vàng, Khao Dawk
Mali, Basmati, . thì có rất ít không đủ đáp ứng nhu cầu thị trường và khó mở rộng
diện tích. Do đó các nhà chọn giống đã liên tục nghiên cứu và lai tạo ra những
giống lúa mới có chất lượng cao và giữ được mùi thơm đặc trưng của giống.
Trong những năm gần đây, với sự tiến bộ của ngành công nghệ sinh học đã
ứng dụng những kỹ thuật trong sinh học phân tử như tái tổ hợp DNA, giải mã chuỗi
trình tự gen. Ứng dụng thư viện nhiễm sắc thể nhân tạo của vi khuẩn (BAC -
Bacterial Artificial Chromosome) như là một công cụ có sức thuyết phục mạnh mẽ
nhất để xây dựng thư viện bộ gen cho cây lúa, thành lập bản đồ vật lý có chất lượng
cao và dùng để hợp nhất bản đồ vật lý với bản đồ di truyền. Bên cạnh đó, việc sử
dụng chỉ thị phân tử PCR và dòng BAC để xác định gen mùi thơm trên cây lúa cũng
là một trong những ứng dụng từ thư viện BAC.
Xuất phát từ những cấp thiết trên, đề tài: ”Ứng dụng chỉ thị phân tử PCR và
dòng BAC để xác định gen mùi thơm trên cây lúa (Oryza sativa L.)” được thực
hiện.
2
2.Mục tiêu nghiên cứu
- Ứng dụng chỉ thị phân tử DNA liên kết chặt với gen qui định mùi thơm “fgr”
trên các dòng giống làm bố mẹ và quần thể con lai nhằm xác định những dòng con
lai có chứa gen mùi thơm.
- Khai thác thư viện BAC để hổ trợ tìm kiếm những chỉ thị liên kết với tính
trạng mùi thơm trên cây lúa.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1 Ý nghĩa khoa học
- Xác định những dấu chuẩn phân tử riêng biệt liên kết với gen “fgr” trên cây
lúa giúp cho việc chọn dòng con lai hiệu quả hơn.
- Xác định những dòng BAC DNA để tạo các chỉ thị mới liên kết với gen qui
định mùi thơm khai thác từ nguồn dòng BAC để hiểu rõ hơn về kỹ thuật dòng hóa
gen mục tiêu, phục vụ nghiên cứu sâu hơn về chức năng gen này.
3.2 Ý nghĩa thực tiễn
- Đề tài đã góp phần bổ sung những dòng lúa có triển vọng biểu thị mùi thơm
thông qua ứng dụng những dấu chuẩn phân tử riêng biệt liên kết chặt với gen “fgr”
phục vụ cho việc phát triển những giống lúa thơm cao sản ở ĐBSCL.
- Với những kết quả đạt được từ việc khai thác thư viện BAC, đề tài đã tìm
và phân tích chỉ thị mới từ đó chuyển sang chỉ thị chứa đoạn gen mùi thơm phục vụ
cho chọn giống lúa.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu trên các đối tượng là các giống lúa mùa và các giống lúa cao
sản hiện đang được duy trì và nhân giống.
- Khai thác thư viện BAC DNA để xác định những dòng BAC chứa gen mùi
thơm.
- Phạm vi nghiên cứu:
+ Chỉ xác định nội dung có liên quan đến các chỉ thị phân tử liên kết
với gen “fgr” trên nhiễm sắc thể số 8 và ứng dụng kết quả trên để chọn giống lúa
cao sản có gen mục tiêu.