Đề tài Tin Sinh học: Ứng dụng Tin Sinh học vào việc nghiên cứu gen quy định mùi thơm trên cây lúa

BÁO CÁO TIN SINH HỌCĐề tài : Ứng dụng Tin Sinh học vào việc nghiên cứu gen quy định mùi thơm trên cây lúa. Học viên : Bùi Thị Len NiGv hướng dẫn: TS Võ Văn Toàn	Mở đầu	Đối với cây lúa, sau mục tiêu năng suất, phẩm chất hạt là một yêu cầu vô cùng quan trọng, đặc biệt là mùi thơm. Mùi thơm cũng đáp ứng với thị hiếu của người tiêu dùng trong một số khu vực trên thế giới.	Mùi thơm được tách từ nhựa (resine), dầu hương dầu (baldams) thực vật xem như thành phần của mùi thơm được đánh dấu bằng một chỉ thị là mùi. Mùi thơm hay còn gọi là bột thơm khi nấu cơm mùi vị bốc hơi cho thấy một hợp chất chính của formaldehydes, ammonia và hydrogen sulfide. Một số nhà nghiên cứu cho rằng có sự gia tăng chất propanol, pentanal, và hexanal trong thời gian dự trữ. Hơn 100 thành phần chất bột như hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, acids, esters, phenols, pyridines, pyrazines, và thành phân khác khi nấu cơm .	Nghiên cứu di truyền của mùi thơm trên lúa cho thấy rằng gen mùi thơm được kiểm chứng bởi một gen lặn ( Berner v ctv 1989). Ở VN, xác định gen fgr điều khiển tính trạng mùi thơm bằng phương pháp Fine Mapping với microsatellite của Viện nghiên cứu lúa đồng bằng sông Cửu Long dùng phương pháp microsatellite phân tích quần thể tổ hợp lai Khao dawk mali/OM 1490 cho thấy rằng gen fgr điều khiển mùi thơm là gen lặn trên nhiễm sắc thể số 8, băng thể hiện mùi thơm xuất hiện ở độ lớn 190bp và không thơm ở độ lớn 90bp (cặp mồi RG28F-R), băng thể hiện mùi thơm xuất hiện ở độ lớn 160bp và không thơm ở độ lớn 120bp (RM223). Gen thơm là tính trạng phức tạp chịu ảnh hưởng rất mạnh của điều kiện ngoại cảnh 	Ahn et al 1992 báo cáo rằng marker ADN liên kết với gen mùi thơm. Đoạn nhiễm sắc thể từ (Della) dùng làm donor được tách bởi kỹ thuật RFLP,thông qua phát triển dòng đẳng gen (NILs). Dùng RFLP cho thấy sự liên kết đơn gen với RG 28 trên nhiễm sắc thể số 8 ở khoảng cách gần 4.5cM( Ahn va ctv 1992). Mới đây bản đồ fine mapping được Lang và ctv 2002 thiết kế với khoảng cách di truyền là 1,8cM .Nhờ marker phân tử liên kết rất chặt với mùi thơm và từ đó có thể phát hiện đồng hợp tử và dị hợp tử giai đoạn thế hệ ban đầu, rút ngắn thời gian cải tiến trong chọn giống Lang và ctv 2002. Ứng dụng Tin Sinh họcXác định đối tượngXác định trang tìm kiếm thông tinTất cả các nghiên cứu về đối tượng (gen FGR – Oryza sativa)Kết quả tìm kiếm protein Trình tự aa của proteinKết quả tìm kiếm nucleotitTrình tự của genKết quả Trình tự tìm kiếm tương tự: BLAST Xác định khung đọc mở ORF Kết quả chạy phần mềm Clustalx để xác định mức độ tương đồng Kết quả chạy phần mềm Treeview để xác định cây tiến hoá 	Kết quả thực tế	Lúa thơm: Lúa thơm thường cho năng suất thấp độ 2 - 3 t/ha, nhưng giá lúa cao gấp 2 - 3 lần lúa thường. Mùi thơm của loại lúa này là do gen “fgr” chi phối được tìm thấy trên nhiễm sắc thể số 8 ở khoảng cách 4,5 cm (Ahn et al., 1992). Lúa thơm có số lượng lớn chất hóa học 2 - acetyl - 1 - pyrroline có mùi thơm như loại bắp nổ (popcorn) (Buttery et al., 1983). Mùi thơm của các giống lúa thơm thường tùy thuộc vào điều kiện môi trường như đất đai, khí hậu. Chẳng hạn, Nàng thơm chợ Đào chiû có mùi thơm ở chợ Đào (Long An), nếu được trồng ở Cần Thơ sẽ không còn mùi thơm đó nữa.	Nhóm lúa Tám thơn có hạt gạo dài, trong và thơm, cung cấp một số lượng cao để xuất khẩu, nhất là Trung Quốc. Nổi tiếng nhất ở miền Bắc là Tám thơm, cây thấp, cứng, gié trung bình, chịu lạnh, nhưng ở vùng đất phì nhiêu có nhiều gié. Sau đó là Tám xoan, thân cao hơn, gié dài có nhiều hạt lúa. Hai giống lúa này luôn được trồng ở đất màu mỡ và có năng suất cao độ 2 - 3 t/ha (Dumont, 1995). 	Ở miền Nam, giống lúa nổi tiếng là Nàng thơm chợ Đào, còn gọi là lúa hạt lựu vì có đốm bạc bụng. Nàng thơm chợ Đào có thân cao, gié nhỏ, trọng lượng 1.000 hạt từ 19 đến 29g (bình quân 22g). Năng suất trung bình 2 - 3 t/ha (Nguyễn Hữu Nghĩa et al., 2001b). Ngoài ra còn có các giống lúa nổi tiếng khác như lúa Móng chim. Nàng hương, Nanh chồn (Bà Rịa), Tàu hương, Thơm sớm, Thơm lùn, lúa Huyết rồng (Long An)  	Ở miền Trung và Tây Nguyên, có các giống lúa thơm nổi tiếng như lúa Ngự, Cúc thơm, Thái thơm, Nếp than, Nếp trắng, Bake dẻo, Nếp cải hoa vàng (Phụ bản 6). Hai giống lúa thơm nổi tiếng nhất miền Trung là Đế An Cựu, và lúa Ngự, nhưng nay không còn tìm thấy nữa. Lúa thơm ở Tây Nguyên có trọng lượng 1.000 hạt cao, trên 25 g (Nguyễn Hữu Nghĩa et al., 2001b). 	Hiện nay, có nhiều giống lúa thơm được du nhập vào Việt Nam như Basmati 370, Basmati mutant (Ấn Độ), Khao dawk mali (Thái Lan) Jasmine 85 (Mỹ), VD10, VD20 (Đài Loan), IR841 (IRRI, Philippines), Bác thơm, Quế hương chiêm, Qua dạ hương, Chi ưu hương (Trung Quốc), v.v Lúa Basmati là giống lúa thơm nổi tiếng nhất trong các giống lúa này. Lúa Basmati gốc ở Ấn Độ, Pakistan và Nepal, được trồng độ 2 triệu ha trên thế giới hàng năm. Gạo thơm này có hạt nhỏ, dài từ 6,8 - 7,0 mm, tỉ lệ chiều dài và chiều rộng từ 3,5 - 3,7 và có hàm lượng amylose trung bình 20 - 22%. Gạo Basmati sau khi nấu nở dài ra, nhưng vẫn thon và hạt cơm mềm rời nhau sau nhiều giờ. Hai đặc tính chính của Basmati là mùi thơm và cơm nở dài; đặc tính sau này bị chi phối bởi nhiều gen nên gây khó khăn trong tạo giống truyền gen (Khush, 2001).