Phân tích mối tương quan trên toàn bộ hệ gene đối với tính trạng màu sắc hạt gạo Lức và độ trở hồ các giống lúa mùa ở Đồng bằng sông Cửu Long
Nghiên cứu được thực hiện nhằm tìm hiểu mối tương quan giữa tính trạng màu sắc hạt gạo lức và cấp độ trở hồ, đồng thời xác định mối tương quan giữa tính trạng hình thái và phẩm chất đối với các đặc điểm di truyền (các đa hình nucleotide đơn – SNP) để xác định được các SNP ứng viên cho việc đánh giá màu sắc hạt gạo lức cũng như cấp độ trở hồ.
Màu sắc hạt gạo lức được mô tả cảm quan. Cấp độ trở hồ của 65 giống lúa mùa được đánh giá bằng phương pháp sinh hóa. Dung dịch KOH 1,7% (w/v) được sử dụng để đánh giá độ trở hồ của các giống lúa ở nhiệt độ phòng trong 23 giờ. Các số liệu của hai tính trạng này được kết hợp với số liệu 24.946 SNP để phân tích mối tương quan trên toàn bộ hệ gene (GWAS) thông qua mô hình tuyến tính tổng quát (GLM). Kết quả 18 SNP được xác định là ứng viên cho tính trạng màu sắc hạt gạo lức ở nhiễm sắc thể 6, 8 và 12; trong đó, có 5 SNP ứng viên định vị trên 5 gene khác nhau liên quan đến tính trạng này. Qua đó, kiểu allele GCTCGCATAAGATTTT được xác định ở 16 SNP ứng viên có liên quan đến tính trạng màu trắng đục của hạt gạo lức. Đối với tính trạng độ trở hồ, chỉ có 2 SNP ứng viên được tìm thấy. Trong đó, SNP ứng viên S08_10088669 có liên quan đến nhiệt hóa hồ thấp với allele G.
Gạo chất lượng cao là một trong những tiêu chí rất quan trọng trong công tác lai tạo, chọn giống lúa hiện nay. Chính vì chất lượng gạo ảnh hưởng rất lớn đến sản xuất và kinh doanh mặt hàng lúa gạo trên thị trường thế giới nói chung, Việt Nam nói riêng, trong đó có Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) nên việc nghiên cứu về chất lượng gạo là rất cần thiết. Trong nhiều tính trạng chất lượng gạo được các nhà khoa học, nhà chọn giống lúa nghiên cứu như hàm lượng amylose, hàm lượng protein, độ trở hồ, độ bền thể gel,... tính trạng độ trở hồ là một trong những tính trạng rất được quan tâm (Chemutai et al., 2016b) vì độ trở hồ giúp xác định thời gian cần thiết để nấu gạo thành cơm (Đệ, 2008). Trong công tác chọn tạo giống, các giống lúa có độ trở hồ trung bình (cấp 4-5) thường được ưu tiên lựa chọn hơn vì chúng giúp cho chất lượng gạo tốt hơn (Bửu & Lang, 2000). Bên cạnh đó, nhằm thu hút sự chú ý của người tiêu dùng, hiện nay các mặt hàng gạo màu cũng trở nên quan trọng trong việc đa dạng hóa sản phẩm và hướng đến thực phẩm chức năng (Brotman et al., 2021). Chính vì vậy, việc xác định được các gene kiểm soát hai tính trạng này là một trong những yêu cầu cấp thiết giúp cho công tác lai tạo, chọn giống lúa nhanh, chính xác và tiết kiệm được chi phí nghiên cứu hơn. Trong thời gian qua, có rất nhiều nghiên cứu về việc xác định tính trạng độ trở hồ hạt gạo thông qua phản ứng sinh hóa (Đệ, 2008; Tâm & Nhân, 2014; Thành, 2011) để tìm ra những giống/dòng lúa có chất lượng cao và có kết hợp với các dấu chỉ thị phân tử (Gao et al., 2011; Chemutai et al., 2016a) cũng như các nghiên cứu về di truyền tính trạng số lượng (QTL) cho tính trạng độ trở hồ (Tan et al., 2001; Jin et al., 2009; Lee et al., 2015; Kim & Kim, 2016). Tuy nhiên, hiện nay chưa có nhiều nghiên cứu về việc phân tích mối tương quan trên toàn bộ hệ gene (GWAS) với tính trạng này. Hạn chế của nghiên cứu này là cần phải có trình tự gene của các giống lúa mà việc giải trình tự gene đòi hỏi phải đầu tư chi phí cao nên các nhà nghiên cứu ưu tiên vào ứng dụng các dấu chỉ thị phân tử. Nhận thấy nguồn dữ liệu về trình tự di truyền của các giống lúa mùa vùng ĐBSCL được Tam et al. (2019) nghiên cứu là rất hữu ích vì nhóm tác giả đã giải được trình tự gene của 99 giống lúa vùng ĐBSCL bằng enzyme cắt giới hạn (ddRAP-seq), trong đó có 18 giống lúa cao sản và 81 giống lúa mùa. Tuy nhiên, nhóm tác giả chỉ phân tích về mặt di truyền mà chưa nghiên cứu về sự tương quan giữa kiểu hình và kiểu gene. Chính vì thế, việc tiếp tục các nghiên cứu về mặt kiểu hình để tìm ra các đa hình nucleotide đơn (SNP) và các gene ứng viên cho bộ giống lúa này là rất cần thiết. Trong nghiên cứu này, hai tính trạng màu sắc hạt gạo lức và độ trở hồ của 65 giống lúa mùa được triển khai quan sát, đánh giá và phân loại nhằm mục tiêu tìm ra các SNP và các gene ứng viên liên quan đến hai tính trạng này; qua đó giúp cho việc ứng dụng dấu chỉ thị SNP trong việc tìm ra các giống lúa có phẩm chất tốt đạt được hiệu quả cao và chính xác hơn trong thời gian tới.
Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Tập 58, Số 1B (2022): 170-181