Ngày nhận bài: 20-02-2025
Ngày duyệt đăng: 30-07-2025
Ngày xuất bản: 31-07-2025
Lượt xem
Download
Cách trích dẫn:
XÁC ĐỊNH SỰ CÓ MẶT CỦA GEN Kala1, Kala3, Kala4 VÀ Rc TRONG NGUỒN VẬT LIỆU LÚA MÀU PHỤC VỤ CÔNG TÁC CHỌN TẠO GIỐNG
,
Phạm Văn Tuấn
1
,
Trịnh Thị Ly
1
,
Đỗ Thanh Lan
1
,
Ngô Thị Hồng Tươi (*)
1
Từ khóa
Anthocyanin, gen Kala1, Kala3, Kala4, Rc, lúa màu, sắc tố
Tóm tắt
Nghiên cứu này nhằm xác định các gen quy định màu sắc vỏ hạt gạo (Kala1, Kala3, Kala4 và Rc) và đánh giá đặc điểm nông sinh học để phục vụ công tác phát triển giống lúa màu có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao và chất lượng tốt. Thí nghiệm đánh giá đặc điểm nông sinh học, năng suất của nguồn vật liệu lúa màu được bố trí theo phương pháp khảo sát tập đoàn, tuần tự không nhắc lại, phương pháp đánh giá các chỉ tiêu theo thang điểm của IRRI (2013). Xác định sự có mặt của 4 gen Kala 1, Kala3, Kala 4 và Rc được thực hiện bằng phản ứng PCR với 4 marker SSR theo phương pháp của Gu & cs. (2011) và McCouch & cs. (2002). Thời gian sinh trưởng của các mẫu giống nghiên cứu dao động từ 109-120 ngày (vụ Mùa 2023) và 112-125 ngày (vụ Xuân 2024). Các mẫu giống trồng trong vụ Mùa 2023 có đặc điểm sinh trưởng và năng suất vượt trội hơn so với vụ Xuân 2024. Ngoài ra, nghiên cứu còn xác định sự có mặt của các gen Kala1, Kala3, Kala4 và Rc trong màu sắc vỏ gạo. Các mẫu gạo có vỏ màu đen đậm mang đủ bốn gen, các mẫu màu nâu đen thiếu một hoặc hai gen, trong khi mẫu gạo trắng (đối chứng BT7) chỉ mang gen Rc mà không chứa 3 gen Kala1, Kala3 và Kala4. Đáng chú ý, các mẫu giống triển vọng như LM11, LM15, LM7 và LM5 không chỉ có đặc điểm nông sinh học vượt trội và năng suất cao mà còn mang đầy đủ cả bốn gen quy định sắc tố vỏ gạo. Kết quả nghiên cứu này mở ra hướng nghiên cứu mới về cơ chế di truyền quy định màu sắc vỏ hạt gạo, phục vụ công tác chọn tạo giống lúa màu có hàm lượng anthocyanin cao.
Tài liệu tham khảo
Chen W., Gong L., Guo Z., Wang W., Zhang H., Liu X. & Luo J. (2021). A novel integrated method for large-scale detection, identification, and quantification of anthocyanins by UPLC-QTOF-MS. Plant Communications, 2(3): 100152.
Doyle J.J. & Doyle J.L. (1990). A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochemical Bulletin. 19(1): 11-15.
Furukawa T., Maekawa M., Oki T., Suda I., Iida S., Shimada H., Takamure I. & Kadowaki K. (2007). The rc and rd genes are involved in proanthocyanidin synthesis in rice pericarp. Plant Journal. 49(1): 91-102.
Gu X.Y., Foley M.E., Horvath D.P., Anderson J.V., Feng J., Zhang J., Mowry C.R., Ye H., Suttle J.C., Kadowaki K. & Chen Z. (2011). Association between seed dormancy and pericarp color is controlled by a pleiotropic gene that regulates abscisic acid and flavonoid synthesis in weedy red rice. Genetics. 189(4): 1515-1524.
Gunaratne A., Wu K., Li D., Bentota A., Corke H. & Cai Y.Z. (2013). Antioxidant activity and nutritional quality of traditional red-grained rice varieties containing proanthocyanidins. Food Chemistry. 138(2-3): 1153-1161.
Hoang Thi Hue, La Tuan Nghia, Hoang Tuyet Minh, La Hoang Anh, Le Thi Thu Trang & Tran Dang Khanh (2018). Evaluation of genetic diversity of local-colored rice landraces using SSR markers. International Letters of Natural Sciences. 67: 24-34 ref. 16. https://doi.org/10.56431/p-9083l3
IRRI (2013). Standard evaluation system for rice (5th edition) . P.O. Box 933, 1099 Manila, Philippines.
Maeda H., Takuya Y., Motoyasu O., Takeshi T., Kenji F., Kazumasa M. & Takeshi E. (2014). Genetic dissection of black grain rice by the development of a near-isogenic line. Breeding Science. 64(2): 134-141.
Mbanjo E.G.N., Kretzschmar T., Jones H., Ereful N., Blanchard C., Boyd L.A. & Sreenivasulu N. (2020). The Genetic Basis and Nutritional Benefits of Pigmented Rice Grain. Frontiers in Genetics. 11(229). doi: 10.3389/fgene.2020.00229.
McCouch S., Teytelman L. & Xu Y. (2002). Development and mapping of 2240 new SSR markers for rice (Oryza sativa L.) (Supplement). DNA Research. 9(5): 257-279.
Oikawa T., Maeda H., Oguchi T., Yamaguchi T., Tanabe N., Ebana K., Yano M., Ebitani T. & Izawa T. (2015). The birth of a Black Rice Gene and its local spread by Introgression. Plant Cell. 27(9): 2401-2414.
Panche A.N., Diwan A.D. & Chandra S.R. (2016). Flavonoids: An overview. Journal of Nutritional Science. 5: e47. doi.org/10.1017/jns.2016.41.
Rahman M.M., Lee K.E., Matin E.S., Lee M.N., Yun D.S., Kim J.S. & Kang S.G. (2013). The genetic constitutions of complementary genes pp and pb determine the purple color variation in pericarps with cyanidin-3-O-glucoside depositions in black rice. Journal of Plant Biology. 56(1): 24-31.
Samyor D., Das A.B. & Deka S.C. (2017). Pigmented rice: A potential source of bioactive compounds: A review. International Journal of Food Science & Technology. 52(5): 1073-1081. doi.org/10.1111/ijfs.13411.
Sani N.A., Sawei J., Ratnam W. & Rahman Z. (2018). Physical, antioxidant and antibacterial properties of rice (Oryza sativa L.) and glutinous rice (Oryza sativa var. Glutinosa) from local cultivators and markets of Peninsular, Malaysia. International Food Research Journal. 25(6): 2328-2336.
Sarif H.M., Rafii M.Y.R., Oladosu Y., Musa H.M., Rahim H.A., Zuki Z.M. & Chukwu S.C. (2020). Genetic diversity and variability among pigmented rice germplasm using molecular marker and morphological traits. Biotechnology & Biotechnological Equipment. 34(1): 747-762.
Watson J.W. & Eyzaguirre P.B. (2002). Home gardens and in situ conservation of plant genetic resources in farming systems. Experimental Agriculture. 39(1): 110-110. doi.org/10.1017/S0014479702000112.