Nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh rỉ sắt

Trong sản xuất đậu tương ở Việt Nam cũng như trên thế giới hiện nay, bệnh rỉ sắt được đánh giá là loại bệnh gây hại nặng nề nhất, có thể làm giảm năng suất tới 50% hoặc mất trắng. Các giống đậu tương của ta hiện nay đang sản xuất, trừ một số giống địa phương, có tính kháng với bệnh này rất thấp, đặc biệt trong vụ Xuân và vụ Hè - Thu, bệnh rỉ sắt phá hại trên diện rộng, là nguyên nhân dẫn đến giảm năng suất trong sản sản xuất đậu tương ở Việt Nam hiện nay. Trước thực tế đó, việc tạo ra một giống đậu tương có năng suất cao, kháng bệnh rỉ sắt có tính thích ứng rộng cho sản xuất hiện nay là cần thiết. Công tác nghiên cứu, chọn tạo giống đậu tương ở Việt Nam trong những năm qua đã được nhiều cơ quan nghiên cứu triển khai. Phương pháp chọn tạo áp dụng vẫn chủ yếu là phương pháp truyền thống, nên tốn rất nhiều thời gian và không hiệu quả. Với phương pháp này thì việc chuyển các gen qui định các tính trạng mong muốn như: Năng suất cao, chịu hạn, kháng rỉ sắt... vào cùng một cá thể là rất khó. Cũng vậy, việc phát triển các giống đậu tương kháng bệnh rỉ sắt ở nước ta còn chậm và chủ yếu dựa vào phương pháp chọn tạo truyền thống, việc áp dụng các kỹ thuật hiện đại như chọn tạo nhờ chỉ thị phân tử còn hạn chế, mới chỉ giới hạn ở những nghiên cứu bước đầu. Như vậy, việc tạo ra giống đậu tương tương có năng suất cao, ngắn ngày, kháng tốt với bệnh rỉ sắt và các sâu bệnh khác đáp ứng được yêu cầu hiện tại của sản xuất là rất cần thiết. Nếu chỉ bằng phương pháp truyền thống thì việc tạo ra giống đậu tương mới này là rất khó. Sử dụng chỉ thị phân nhận diện gen mục tiêu (gen kháng rỉ sắt) hỗ trợ trong lai tạo và chọn lọc là cách tốt nhất hiện nay để tạo ra những giống đậu tương mới theo mục đích này do đó, nhóm nghiên cứu do TS. Nguyễn Văn Lâm và TS. Dương Xuân Tú, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm đứng đầu đã kiến nghị tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh rỉ sắt”.

Đề tài đã hoàn thành các nội dung, công việc và sản phẩm theo kế hoạch. Kết quả chính đã đạt được trong các nội dung nghiên cứu, cụ thể như sau:

- Thu thập, phân lập và duy trì được 3 nguồn nấm gây bệnh rỉ sắt đặc trưng trên cây đâu đậu tương tại các vùng sinh thái Việt Nam: IS-15 đại diện cho vùng sinh thái phía Bắc; IS-17 đại diện cho vùng sinh thái miền Trung và S-28 đại diện cho vùng sinh thái phía Nam.

- Đã xác định được trên cây đậu tương gen Rpp2 và Rpp4 có khả năng kháng tốt với nguồn nấm bệnh rỉ sắt Việt Nam, gen Rpp5 kháng tốt với nguồn nấm bệnh rỉ sắt ở khu vực sinh thái phía Nam.

- Cho mục tiêu chọn tạo giống đậu tương mới có TGST ≤ 100 ngày, năng suất ≥25 tạ/ha, kháng tốt với bệnh rỉ sắt, đã xác định được vật liệu bố mẹ trong các tổ hợp lai định hướng, bao gồm: 15 mẫu giống giống sử dụng làm mẹ có TGST ≤ 98 ngày, năng suất đạt từ 25 tạ/ha và 18 mẫu giống có thể sử dụng làm các giống cho gen kháng bệnh rỉ sắt trong các gen Rpp2, Rpp4 và Rpp5.

- Lựa chọn được 3 chỉ thị phân tử liên kết với gen kháng với các nguồn nấm bệnh rỉ sắt đậu tương Việt Nam: Satt 620 - Rpp2 = 3,75 cM, Satt288 - Rpp4 = 2,08 cM và Sat_ 275 - Rpp5 = 4,16 cM - Lai tạo được 52 tổ hợp lai đơn tạo vật liệu cho chọn lọc giống mới theo mục tiêu, trong đó 42 tổ hợp lai cho vùng sinh thái phía Bắc và 10 tổ hợp lai cho vùng sinh thái phía Nam; 15 tổ hợp lai backross để chuyển gen kháng bệnh rỉ sắt trong các gen Rpp2 và Rpp4 vào các giống đậu tương có năng suất cao nhưng kháng bệnh rỉ sắt còn hạn chế.

- Chọn được 23 dòng đậu tương triển vọng, trong đó 17 dòng cho vùng sinh thái phái Bắc và 6 dòng cho vùng sinh thái phía Nam, có năng suất từ 25 tạ/ha, thời gian sinh trưởng < 100 ngày, mang gen kháng bệnh rỉ sắt, thể hiện tính kháng tốt với nguồn nấm gây bệnh tại các vùng sinh thái trong điều kiện lây nhiễm nhân tạo và trên đồng ruộng, chống đổ và chịu hạn tốt.

- 4 giống đậu tương khảo nghiệm được đánh giá triển vọng. Trong đó 2 giống cho vùng sinh thái phía Bắc là giống Đ9 và Đ10 có TGST từ 92 – 89 ngày (vụ Đông), có thể gieo trồng được cả 3 vụ (Vụ Xuân, vụ Hè và vụ Đông) tại các tỉnh phía Bắc, năng suất từ 25,6 - 28,3 tạ/ha, chống chịu tốt với sâu bệnh hại, chống đổ, chịu hạn tốt; 2 giống cho vùng sinh thái phía Nam là TH29 và TH6 có TGST từ 88 - 91 ngày, năng suất đạt từ 25,2 - 25,6 tạ/ha, kháng tốt với bệnh rỉ sắt và các loại sâu bệnh hại khác, chống đổ và chịu hạn tốt. - Hoàn thiện qui trình ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh rỉ sắt, được hội đồng KHCN cấp cơ sở thông qua. Qui trình đã được ứng dụng tại Viện CLT - CTP trong chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh rỉ sắt mang lại hiệu quả cao.

Kết quả nghiên cứu của đề tài được đăng tải trên Tạp chí của Bộ NN&PTNT, Tạp chí của Học viện Nông nghiệp Việt Nam và Tạp chí của Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam.

Như vậy, kết quả đề tài đã cung cấp dẫn liệu thông tin khoa học về các nguồn nấm gây bệnh rỉ sắt đậu tương Việt Nam; di truyền gen kiểm soát tính kháng với các nguồn nấm gây bệnh rỉ sắt đậu tương Việt nam; các chỉ thị phân tử ADN liên kết với gen kháng với các nguồn nấm gây bệnh sử dụng trong chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh rỉ sắt. Khẳng định hiệu quả của phương pháp lai tạo và chọn lọc kiểu hình kết hợp với sử dụng chỉ thị phân tử DNA chọn kiểu gen mục tiêu (MAS) trong chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh rỉ sắt. Qui trình ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh rỉ sắt được ứng dụng tại Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm và là tài liệu tham khảo tốt cho các tổ chức chọn tạo giống đậu tương khác trong cả nước. Cung cấp nguồn vật liệu cho chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh rỉ sắt: các vật liệu bố mẹ cho xây dựng các tổ hợp lai; 23 dòng đậu tương triển vọng được tạo mới từ từ đề tài mang gen kháng bệnh rỉ sắt có các đặc điểm: TGST ngắn (<100 ngày), năng suất: 25 - 27 tạ/ha, kháng bệnh rỉ sắt tốt (điểm 1-3). Các giống đậu tương phát triển cho sản xuất: 4 giống đậu tương (Đ9 và Đ10 tại khu vực phía Bắc, TH6 và TH29 tại khu vực phía Nam) đáp ứng được yêu cầu trong sản xuất hiện nay: thời gian sinh trưởng từ 95 - 100 ngày, năng suất từ 25,0 - 28,0 tạ/ha, kháng bệnh rỉ sắt điểm 1 - 3. Các giống đậu tương này đang được tiếp tục khảo nghiệm để phát riển cho sản xuất trong thời gian tới.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 14650/2018) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

Theo P.T.T (NASATI)

Nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh rỉ sắt

Ở Việt Nam, cây đậu tương (Glycine max L.) chiếm một vị trí quan trọng trong nền nông nghiệp và nền kinh...

10/ 10 - 3388 phiếu bầu