XÀC OjNH CÀC DÒNG LÙA LAI BANG HE ISOENZYM ESTERAZA

H o à n g Thi Hoà, N g u y é n Thi B i è n , N g ò Thi H o a n , T r a n Thi N h u a n Khoa Sinh hoc, TrUòng DHKHTN, DQGHN

1. DAT VÀN DE

Lùa co tàm quan trong sò'ng con dò'i vdi ddi sò'ng cùa hdn mot nùa dàn so' thè' gidi. Trong ba tbap ky gàn day, thành tUu nói bàt trong nóng ngbiép Trung Quò'c là su dung rgng rài lùa lai F i trong san xuà't. Lùa lai dà dat nàng suà't cao hdn lùa thUdng 20% trong nhiéu nàm trén pham vi toàn quò'c. Chi vói 7% dien tich trong trot so vdi toàn thè' gidi, Trung Quò'c dà san xuà't dù lUdng thuc nuòi sò'ng 22% nhàn loai [7].

Viet Nam bàt dàu nghién cùu lùa lai tu nbùng nàm 1980. Nhùng nàm gàn day, nUóc ta dà nhàp mot so' tò hdp lùa lai cùa Trung Quò'c. Trung tàm nghién cùu lùa lai cùa Viet Nam va mot so' Vien, TrUdng Dai hoc dang dàm tràch viéc tao ra càc tò hdp lùa lai cùa Viet Nam co nhùng tinh trang qui de ngày càng dàp ùng dUdc nhu càu tiéu dùng trong nUóc va xuà't khàu.

Muó'n dat dUdc nhùng tinh trang mong muò'n nhU nàng suà't, tinh chò'ng chiù, khà nàng thich nghi, chà't lUdng san pham va nhàn tò'hình thài co lién quan, thi viéc chon bò' me cho chUdng trình lai co vai trò quyet dinh sU thành còng trong chon, tao con lai sau này. Co the nói tinh da dang di truyén là mot trong càc yé'u tò' quan trong de tao ra con lai co Uu the' lai c^o.

Trong lìnb vUc di truyen va chon giò'ng thUc vat, pbàn tich he isozym dUdc coi nhU mot bién phàp cUc ky hùu hieu. Day là phudng phàp dà dUdc àp dung thành còng de tao ra càc con lai co Uu the' lai mot càch de dàng. Dà co nhieu còng trinh trong va ngoài nUóc su dung

90

mot so'he isozym de pbàn tich tinh da bình va nhàn biè't con lai d thUc vat. Nhiéu tàc già dà còng bò' kè't qua ve càc và'n de co lién quan nhU nghién cUu he isozym esteraza va peroxidaza cùa mot sò'dòng noi phòi va càc cap lai ò ngò [5], nghién cùu tinh da bình pho isozym EST cùa mot sò'dòng lùa [1, 4, 8], xàc dinh con lai khoai tày tu càc the dung hdp té'bào tran [6], pbàn loai sa chanh bang isozym [3]. Trong nhùng nàm gàn day, viéc pbàn tich sU da hinb pbò isozym dà dUdc ùng dung rong rài cho nghién cùu da dang di truyén cùa thUc vat. Tinh da dang di truyén ed vai trò rà't quan trong. Trén the gidi co tdi 50% so' loài thUc vat biéu bien tinh da hinh Idn. Viéc su dung thUc vat boang dai va tinh da hinh cùa chùng nhU là mot nguòn gen qui de cài tao giò'ng cày tròng dang là muc tiéu bang dàu cùa nén nòng nghiép ben vùng [9].

Ngày nay vdi sU bò trd cùa càc chi thi pbàn tu, ngUdi ta co thè xàc dinh dUdc nhanh cbóng mùc dò tUdng dong di truyén d mùc dò quàn thè, nhóm loài, tham chi cà thè, xàc dinh con lai v.v... Tuy nhién, kbòng pbài phòng thi nghiém nào cùng co day dù mày móc va boa chà't de nghién cùu ò mùc do pbàn tu. Viéc su dung he isoenzym de xàc dinh càc cap bò'me trUdc kbi dem lai va de xàc dinh con lai vùa de su dung, dò tòn kém va co dò chinb xàc cao dà va dang dUdc ùng dung rong rài. Vi ly do trén chùng tòi dà lUa chon de tài nghién cùu: Xàc dinh càc dòng lùa lai bang mot so'he isoenzyme.

2. NGUYÈN LIÈU VA PHUONG PHÀP NGHIÉN CÙtJ

2 .1 . N g u y é n Heu

Càc dòng lùa bò', me va càc tò hdp lùa lai dUdc Trung tàm nghién cùu lùa lai, Vien Kboa hoc Ky thuàt Nóng nghiép Viet Nam cung cà'p.

2.1.1. Càc dòng lùa di/óc dùng làm dòng me

+ BOA : Nguon gò'c Trung Quò'c.

+ 25A : Gò'c IR 58025A (IRRI).

+ H32A: Nguon gò'c Trung Quò'c (CMS).

+ CL64S

91

2.1.2. Cdc dòng lùa ducfc dùng làm dòng ho'

+ 68-2 : Nguon gò'c Trung Quò'c.

+ AYT-77 Dòng thuàn chon tu con lai bai dòng PEIAI x C70.

+ PM-3 : Dòng thuàn cùa Trung tàm nghién cùu lùa lai, Vien

Khoa hoc Ky thuat Nòng nghiép Viét Nam.

+ Q5 : Nguon gò'c Trung Quò'c.

+ MK-63: Minkhòi 63, Trung Quò'c.

+ Sdn Thanb.

2.1.3. Sa dò càc phép lai

Thutu

1

2

3

4

5

6

9 BOA

BOA

25A

25A

II32A

CL64S

cf 68-2

AYT-77

PM-3

Q5

MK-63

San Thanh

Tò hgp lai

BOA/68-2

BOA/AYT-77

25A/PM-3

25A/Q5 =HYT-83

Nhi mi- 63

CL64S/Sonthanh =HYT-84

2.2. Phvftfng p h à p n g h i é n c ù u

Su dung phUdng phàp nghién cùu cùa S.D. Tanksley va T. J. Orton (1983) va W.J. Zimmerman (1989) co cài tién.

2.2.1, Bd tri thi nghiem

Ngàm càc hat thóc dà dUdc chon càn thàn vào nUdc à'm trong vòng 48 giò. Tiép theo ù hat trong càc bop long trén tò già'y loc thà'm nUdc. Sau 2 ngày ù nhu vay hat này màm va chon càc hat dà nhù màm cho vào trong càc kbay nhua dà co mot Idp dà't vUdn day khoàng 2 cm dUdc tuoi nUóc. Tiè'p theo xép càc kbay nhUa dà co hat thóc này màm duói giàn dèn cùa phòng trong cày. Ành sàng co cUdng dò 6000 lux. Moi ngày cày ma dUdc chiéu sàng 12 giò. Do àm 80-90%. Khi cày cao khoàng 10 cm, tue là sau 10 ngày tuoi thi cà thàn va là dUdc dùng cho viéc nghién cùu isozym esteraza.

92

2:2.2. Chuàn bi màu

Sau kbi càt cà cày ma, rùa sach, thà'm khò, càn 300 mg cho vào cò'i su nghién vói 300 |J.l dem nghién trong diéu kien lanh. Sau kbi tao thành dich dong nhà't, cho dich vào ò'ng Eppendorf, dem ly tàm 14000 rpm d 4'-'C trong 15 phùt. Là'y dich trong phìa trén de chay dién di.

2.2.3. Chuàn hi gel polyacrylamid

Su dung gel polyacrylamid hai lóp cho viéc nghién cùu. Gel co thành pbàn co 6 % polyacrylamid va gel tàcb là 12 %. Gel due trUóc khi dién di. De gel trùng hdp hoàn toàn thi cho màu vào chay dién di.

2.2.4. Phùóng phàp dien di

TIÉN HÀNH DIEN DI TRÈN MÀY DIEN DI DÙNG CUA HÀNG BIORAD. KICH THUÒC BÀN GEL 10 X 10 CM.

Dung dich dem chay dien di: pH — 8,3. Tris-bazd, Glycin, nUóc cà't 1000 mi.

Cho vào mòi gié'ng 30 |il màu (dà co Bromophenol). Cho dem chay ngap bàn gel. Dién di trong 2 giò, dién thè' 120 Voi, dòng 60 mA. Sau khi dien di là'y gel ra khòi khuòn va nhuom.

2.2.5. Phùcfng phàp nhuom esteraza

Su dung dung dich ed chà't a-naphthylacetat, p-napbthylacetat trong dung dich dém pH = 6,45. Thuò'c nhuom Fast Garnet, Fast blue RR hoà tan trong axétòn trUdc khi cho vào dung dich ed chat.

Cho dung dich thuò'c nhuom vào bàn gel, ù trong tòi. Sau kbi càc bang xuà't bien thi dò dich nhuom di. Rùa nUóc cà't nhiéu làn, co'dinh bang axetic trong metanol.

3. KÉT QUA VA THÀO LUAN

Khi pbàn tich phò isozym esteraza (EST) cùa sau tò hdp lùa lai kbàc nhau va càc dòng lùa bò' me bang dien di trén gel polyacylamid hai lóp trong cùng diéu kien, nhuom màu phàt bien boat dong cùa enzym bang pbàn ùng màu giùa bòn hdp hai ed chà't - naphthylaxetat

93

va - naphthylaxetat vói thuò'c nbuóm Fast garnet va Fast blue RR salt chùng tòi dà tbu dUdc nhùng kè't qua sau trinh bay va thào luan dudi day;

3 .1 . E S T c ù a c à c d ò n g l ù a B O A ( 9 ), AYT-77 (CT) v a t o

hofp l a i BOAyAYT-77

Hinh 1 cho thà'y pho dién di EST cùa dòng lùa BOA ( ^)c6ha bang dàm tUdngdUdngRf= 0,41; Rf==0,44 va Rf= 0,49. d dòng AYT-77 (cT) cùng co ba bang dàm tUdng dUdng Rf = 0,38 ; Rf = 0,44 va Rf = 0,49. Nhu vay cà bai dòng lùa này déu co ba bang rà't dàm. Cà 2 dòng déu co bai bang giò'ng nhau là Rf= 0,44 va Rf= 0,49. NhUng mòi dòng lùa lai co mot bang dàc trUng riéng là bang Rf= 0,41 (dò'i vài dòng BOA) va bang Rf= 0,38 (dò'i vói dòng AYT-77).

Pho isozym cùa to hdp lai BOA/AYT-77 co bòn bang mành hdn. Ngoài hai bang chung cùa bò'và me déu co là bang Rf= 0,44 va Rf= 0,49, d con lai con co thém mot bang dàc trUng riéng cùa me là bang Rf= 0,41 va 1 bang dàc trUng riéng cùa bò'là Rf= 0,38. Pho dién di isozym cùa con lai bau nhu là sU còng lai cùa pho dien di bò' me. Diéu này tUdng tu nhu két luan cùa mot so' nghién cùu trUdc day cùa Tansley va Orton (1983). Zimmerman (1989) va Nguyén Vàn Mùi (1999).

0,41

9 ? cT

0,38

0,44

0,49

Hinh 1. Pho isozym EST cùa càc dòng lùa BOA C )̂» BOA/AYT-77 ( ^ = con lai), AYT-77 (cT )

94

3.2. EST cùa càc dòng lùa 25A (?) , Q5 (d) va t» h<?p lai HYT-83

Qua pbàn tich pho isozym à hinh hai ta thà'y dòng 25A (^) co bó'n bang VÓI Rf^ 0,39; Rf= 0,41; Rf = 0,45 va Rf = 0,49. Ò dòng Q5 (d) ta thà'y co ba bang là Rf̂ ^ 0,41; Rf= 0,45 va Rf = 0,49 nbUng kbòng co bang Rf = 0,39. d to hdp lai HYT-83 ta cùng thà'y co 4 bang, trong dò co 3 bang chung cùa bò' me là Rf= 0,41; Rf = 0,45 va Rf = 0,49. Ngoài ra HYT-83 cùng co bang dàc trUng riéng cùa me là Rf - 0,39.

0,39

9 <? cf

0,41

0,45

0,49

Hinh 2. Pho isozym EST cùa càc dòng lùa 25A ( 9 ), HYT-83 (^=: con lai), Q5 ( Cf )

3 .3 . E S T c ù a c à c d ò n g l ù a II32A ( 9 ) , MK-63 (d) v a t o

htfp la i N h i \iU' 63

Hinb 3 cho thà'y pho dien di isozym EST cùa dòng lùa II32A ( 9 ) co bò'n bang dàm tUdng dUdng Rf = 0,50; Rf = 0,56; Rf = 0,60 va Rf = 0,69. d dòng MK-63 (d) cùng co bò'n bang là Rf = 0,46; Rf = 0,50; Rf = 0,56 va Rf = 0,60. Trong dò bang Rf = 0,46 md hdn càc bang kbàc. Nhu vay hai dòng bò'và me co ba bang chung là Rf = 0,50; Rf = 0,56 va Rf = 0,60.

Mòi dòng bò'hoac me lai co mot bang dàc trUng riéng. Pho isozym EST cùa to hdp lai Nhi Uu- 63 co 4 bang. Trong dò co 3 bang chung cùa bò'me là bang Rf= 0,50; Rf = 0,56 va Rf = 0,60. Ngoài ra, Nhi Uu- 63

95

cùng cho thà'y co bang cùa me là Rf = 0,69. Bang dàc riéng cùa bd là Rf = 0,46 kbòng thà'y xuà't hien d con lai.

Hinh 3. Pho isozym EST cùa càc dòng lùa II32A ( 9 ), Nhi Uu-63 (^= con lai), MK-63 (d>

0,50 0,56 0,60

0,69

9 ? cf

0,46

J,51

0,60

9 ? cf

0,56

0,69

Hinh 4. Phò isozym EST cùa càc dòng lùa BOA ( 9 ) , BOA/68-2 ( ^ , 68-2 (Cf )

3.4. E S T c ù a c à c d ò n g l ù a B O A ( 9 ) , 68-2 (Cf ) v a t ò hcfp la i BOA/68-2

Pho isozym EST cùa dòng BOA ( ^ ) co 3 bang là Rf = 0,51; Rf = 0,56; Rf = 0,60 (Hinh 4). Pho isozym EST cùa dòng 68-2 ( cf ) co 4 bang. Ngoài 3 bang co Rf giò'ng vói dòng BOA Là Rf = 0,51; 0,56 va 0,60 thi dòng 68-2 con co mot bang dàc trUng riéng là Rf= 0,69. Pho isozym EST cùa to hdp lai BOA/68-2 cùng co 4 bang. Ngoài 3 bang chung cùa cà bò'và me, tò hdp lai con co cà bang riéng cùa bò'.

96

3.5. EST cùa càc dòng lùa 25A ( 9 ) , PM3 (d) va to hdp lai

25A/PM3

Tu Hinh 5 ta thà'y pho isozym EST cùa dòng 25A ( 9 ) co bó'n bang là Rf = 0,45; Rf = 0,51; Rf = 0,54 va Rf = 0,59. Pbàn tich pho isozym EST cùa dòng PM3 (Cf ) thà'y co nàm bang. Ngoài bò'n bang chung vói dòng me con co thém 1 bang riéng là Rf = 0,66. Ò td hdp lai 25A/PM3 ta cùng thà'y co nàmbàng. Ngoài 4 bang chung cùa bò'và me ra, td hdp lai con co thém mot bang riéng cùa bò Rf = 0,66.

Quan sàt dò dàm nbat cùa càc bang ta thà'y cà 4 bang cùa me déu md. 0 dòng bò co hai bang dàm là Rf = 0,45 va Rf = 0,54. Bang Rf = 0,59 cùa dòng bó'cùng md, trong kbi dò bang Rf = 0,59 cùa con lai lai rat dàm. Phò isozym cùa tò hdp lai 25A/PM3 vùa co nhùng bang chung cùa bò' me, vùa co bang riéng cùa bò' nhUng dò dàm nbat cùa càc bang lai khàc bàn so vói bò' me.

0,54

9 ^ cf

0,45 0,51

0,59

0,66

Hinh 5. Pho isozym EST cùa càc dòng lùa 25A ( 9 ), 25A/PM3 ( ^ ) , PMSCCf)

3.6. EST cùa càc dòng lùa CL64S ( 9 ), Sdn Thanh (d^) va to hdp lai CL64S/Sdn Thanh (HYT-84)

Qua Hinh 6, ta thà'y phd dien di EST cùa dòng CL64-S co ba bang vói Rf = 0,44; Rf = 0,56 va Rf = 0,60. Dòng Sdn Thanb co bò'n bang vói

97

Rf = 0,51; Rf = 0,56 ; Rf = 0,60 va Rf = 0,69. Nhu vay hai dòng lùa dùng làm bò' va me này co 2 bang chung là Rf = 0,56 va Rf = 0,60.

Dòng CL64S ( 9 ) tó mot bang riéng là Rf = 0,44; Dòng Sdn Thanh (d) cùng co hai bang riéng vói Rf = 0,51 va Rf = 0,69. Phd dien di EST cùa td hdp lai CL64S/Sdn Thanb (HYT-84) co nàm bang. Ngoài hai bang chung cùa bò'và me co Rf = 0,56 va Rf= 0,60, td hdp lai con co cà bang dàc trUng riéng cùa me là Rf= 0,44 va hai bang dàc trUng riéng cùa boia Rf = 0,51 va Rf= 0,69.

Nhu vay trong trUdng hdp này con lai dà nhàn dUdc càc bang "lai" tu bò' me. Dua vào phd isozym EST. chùng tòi da co the két luan dUdc HYT-84 là con lai thUc sU giùa CL64S va Sdn Thanh.

0,44

0,56 0,60

9 ? cf

0,51

0,69

Hinh 6. Phd isozym EST cùa càc dòng lùa CL64S (9) , HYT-84 ( 0 , va SUn Thanh (rf)

2.5. KET LUAN

Qua pbàn tich phd isozym EST cùa càc dòng lùa bò", me va con lai; Qua phàn tich so lUdng càc bang, tàn sdRf, do dàm nbat cùa càc bang két hdp vdi kiéu hinb cùa cày ma khi gieo trong, chùng tòi rùt ra càc két luan sau:

98

1. Td hdp lai BOA/AYT-77 là con lai thUc sU giùa dòng lùa BOA ( 9 ) va

dòng AYT-77 (cT).

2. Td hdp lai HYT-83 là con lai thUc sU giùa dòng lùa 25A ( 9 ) va dòng Q5 (cT).

3. Td hdp lai Nhi Uu -63 là con lai thUc sU giùa dòng lùa II32A ( 9) va dòng MK-63 {d^.

4. Td hdp lai BOA/68-2 là con lai tbUc sU giùa dòng lùa BOA ( 9 ) va dòng 68-2 (d).

5. Td hdp lai 25A/PM3 là con lai thUc sU giùa dòng lùa 25A ( 9 ) va dòng PM3 (cT).

6. Td hdp lai CL64S/Sdn Thanh (HYT-84) là con lai tbUc sU giùa dòng lùa CL64S ( 9 ) va dòng Sdn Thanh (d).

7. Cd thè su dung he isozym EST nhU là mot nhàn tò'"chìa khoà" de xàc dinh con lai ò lùa, cùng nhU nghién cùu tinh da dang di truy­én cùa càc dòng lùa bò' me trUdc khi tié'n bành càc phép lai.

TÀI LIÈU THAM KHÀO

1. Nguyén Minh Còng, Nguyén Vàn Mùi (1999). Pho isozym per­oxidaza uà esteraza cùa gióhg lùa nèp TK90 va cdc dòng dot bien tu nò, Di truyén hoc va ùng dung (3), tr. 1-7.

2. Làm Quang Du (2000). Chon tao càc dòng lùa bàt due dUc di truyén nhàn nhay càm nhiét do bang lai hùu tinh déphuc vu phdt trièn lùa lai hai dòng ò Bàc Viet Nam. Luan àn tién sy sinh hoc, trUdng DHKHTN, Ha Noi.

3. Nguyén Vàn Mùi, Hoàng Thi Ngoc Lan, Tran Ninh(1994). Góp phàn xàc dinh loài sa chanh feltrai) è vUòn thuò'c Vàn Dien bang isozym esteraza. Di truyén hoc va ùng dung, (2), tr. 14-17.

4. Nguyén Vàn Mùi, Dào Thi Mai, Pham Due Hùng (1994). Isozym esteraza va peroxidaza trong mam ma cùa mot so lùa chò'ng chiù. Di truyén hoc va ùng dung, (4), tr. 14-17.

5. Nguyén Vàn Mùi (1999). Nghién cùu sit da hinh phò dien di isozym esteraza va peroxidaza cùa càc giò'ng ngò ò Viet Nam. Di truyén hoc va ùng dung (1), tr. 29-32.

99

6. Nguyén Quang Thach, Nguyén Vàn Mùi, Nguyén Thi PhUdng Mai (1995). Su dung ky thuàt isozym detàch con lai soma tài sinh tu dung hOp tebào tran (protoplast) khoai tày co tinh khàng virus khàc nhau. Di truyén hoc va ùng dung (3), tr. 4-9.

7. Nguyén Thi Tram (1994). Lùa lai mot dòng. Di truyén hoc va ùng dung (3), tr. 32-37.

8. Glaszmam S.C. (1987). Isozymes and clasification ofAsian rice varieties. Theor. Appi. Genet. (74), pp. 21-30.

9. Hamrick S.L and Godtm (1989). Allozym diversity in palnt species. Genome 36, pp. 43-49.

10. Tanksley S.D. and Orton T.J. (1983). Isozymes in plant genet-ics and breeding, part A, Elsevier Science publishers B.V., Amsterdam.

11. Iwao Watanabe, W.S. Zimmerman, Do Van Cat, et al Sexual hybridization among Azolla species, Canadian Journal of Botany, Voi. 67, N^. 12, pp 3482-3485.

12. Wei Wenxiong (1987). 77ie study of Azolla sexual hybridiza­tion. International AzoUatraining Course Fuzhou, Fujian, China.

100