NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH BẢN ĐỒ QTL GENE QUY ĐỊNH KHOẢNG CÁCH TRỔ CỜ PHUN RÂU VÀ NĂNG SUẤT NGÔ TRONG TRONG ĐIỀU KIỆN GÂY HẠN

Hạn hán làm giảm năng suất ngô là một thực tế đã và đang xảy ra với phạm vi, cường độ ngày càng nghiêm trọng. Tần suất và mức độ nghiêm trọng của hạn hán rất khó dự đoán để có thể điều chỉnh mùa vụ để né tránh. Do vậy, một trong những giải pháp đầu tiên được quan tâm là lai tạo các giống ngô chịu hạn nhằm giảm bớt thiệt hại. Nghiên cứu chọn tạo giống ngô chịu hạn ngoài việc trực tiếp chọn năng suất người ta còn dùng các tính trạng liên quan làm chỉ tiêu gián tiếp như khoảng cách trỗ cờ - phun râu (T-PR), số hạt/bắp, khối lượng hạt, số cây không bắp, chỉ số lá còn xanh, khối lượng rễ ở các tầng đất sâu và một số tính trạng khác làm tiêu chí chọn lọc. Chọn giống chịu hạn nhờ marker phân tử dựa vào các bản đồ QTLs.

Mức độ đa dạng di truyền là một chỉ tiêu quan trọng trong quá trình chọn tạo giống vì khi các cặp cha mẹ có độ đồng nhất di truyền cao sẽ làm mất tính ưu thế lai. Vì vậy, trong khuôn khổ của đề tài nghiên cứu chọn tạo giống ngô chống chịu hạn, đánh giá đa dạng di truyền các giống ngô chọn lọc đã được tiến hành.

Trong tổng số 102 allele đã được khuếch đại bằng 10 marker SSR, marker 1354 cho nhiều allele nhất với 16 allele, marker phi328175 cho ít allele nhất với 7 allele. Trung bình khoảng cách đa dạng di truyền nằm trong khoảng từ 39% đến 86%. Khoảng cách di truyền giữa hai giống MR-07-2 và LN-22-17 cũng như giữa hai giống V3A-1 và CML465 là cao nhất (86%). Khoảng cách di truyền giữa hai giống MR-07-2 và V-10-1 là thấp nhất (39%).

Kết quả nghiên cứu xây dựng bản đồ QTLs cho hai tính trạng năng suất và T-PR trên quần thể phân ly F₂ của tổ hợp lai giữa dòng ngô kém chịu hạn D12 và dòng chịu hạn khá CML161 đã xác định sự phân bổ thông số về T-PR và năng suất hạt theo mô hình chuẩn (normal distribution) hoàn toàn phù hợp yêu cầu cho việc sử dụng để xây dựng bản đồ QTLs. 150 marker SSR được chọn lọc đã xác định 85 marker cho đa hình giữa các dòng bố mẹ chiếm 56,7%. 85 marker này được dùng để đánh giá kiểu gene của 192 dòng F_2, đã xác định được 31 marker cho kết quả phân ly lệch (distorted segregation) từ tỷ lệ mong muốn (1:2:1) và kiểu gene bố mẹ được xác định 48% từ D12 và 52% từ CML161. Bản đồ liên kết di truyền được xây dựng với tổng chiều dài 1350 cM với khoảng cách trung bình 2 marker là 15,88 cM. Kết quả xác định bản đồ QTL tính trạng T-PR và năng suất ngô trong điều kiện stress hạn đã xác định được 3 QTL liên quan tính trạng quy định khoảng cách trổ cờ phun râu trên nhiễm sắc thể số 1, số 3 và số 9 được chiếm 29.9% tổng biến thiên kiểu hình được giải thích bởi 3 QTL này. Chỉ số LOD từ 2.6 đến 3.67. Xác định marker gần nhất là bnlg1811-umc2228 cho QTL trên nhiễm sắc thể số 1, umc1588-umc1399 cho QTL trên nhiễm sắc thể số 3 và umc1078-bnlg1091 cho QTL trên nhiễm sắc thể số 9.

Liên quan đến tính trạng năng suất, đã xác định 2 QTL trên nhiểm sắc thể số 1 và số 9 với tổng biến thiên về kiểu hình là 24.29% được giải thích bởi 2 QTL này. Chỉ số LOD từ 2.87 đến 4.02. Xác định marker gần nhất là bnlg1429-1811 cho QTL trên nhiễm sắc thể số 1, và umc1804-umc1675 cho QTL trên nhiễm sắc thể số 9. Làm cơ sở để ứng dụng marker phân tử trong việc chọn tạo giống ngô chịu hạn.

Kết quả nghiên cứu của đề tài thuộc “Chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và phát triển nông thôn đến năm 2020.” Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn do TS trần Kim Định làm chủ nhiệm đề tài.