Chào mừng Quý độc giả đến với trang thông tin điện tử của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam

Tin nổi bật
Thành tích

Huân chương Ðộc lập

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Huân chương Lao động

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Giải thưởng Nhà nước

- Nghiên cứu dinh dưởng và thức ăn gia súc (2005)

- Nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống lúa mới cho xuất khẩu và tiêu dùng nội địa (2005)

Giải thưởng VIFOTEC

- Giống ngô lai đơn V2002 (2003)

- Kỹ thuật ghép cà chua chống bệnh héo rũ vi khuẩn (2005)

- Giống Sắn KM 140 (2010)

Trung tâm
Liên kết website
lịch việt
Thư viện ảnh
Video
Trung Tâm NC Khoai tây, Rau và Hoa, trồng rau Hàn Quốc theo VietGap

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  8
 Số lượt truy cập :  26680611
Cơ sở di truyền học, phân loại thực vật
Thứ ba, 19-04-2016 | 14:03:37

GS. Bùi Chí Bửu

 

Cây điều (Anacardium occidentale) là loài cây đa niên vùng nhiệt đới. Sản phẩm chính là hạt điều và quả thịt điều.

 

Giới:                      Thực vật, ngành Hiển hoa bí tử (angiosperm), thực vật hai lá mầm (Eudicots), Rosids.

Bộ:

Sapindales

Họ:

Anacardiaceae

Chi:

Anacardium

Loài:

A. occidentale

 

Nguồn gốc xuất xứ: vùng Tây Bắc Brazil.

 

Cây điều là loài thực vật được trồng khá phổ biến ở Việt Nam, Ấn Độ và Nigeria. Thuật ngữ tiếng Anh đã mượn từ chữ Bồ Đào Nha “caju” để gọi cây điều. Nó lại xuất phát từ thổ ngữ người da đỏ Tupianacajú, có nghĩa là hạt nhân điều tự sản sinh ra. Chữ Anacardium xuất phát từ tiếng Hi Lạp, có liên quan đến vị trí không hữu dụng của hạt nằm bên ngoài quả (ana có nghĩa là "không" và cardium có nghĩa là "quả tim, ngụ ý ở bên trong").

 

Theo Nicolai Vavilov, cây điều xuất xứ từ South American Center – một trong tám Trung tâm đa dạng sinh học theo phân loại của Ông. Trung Tâm này là xuất xứ của 62 loài cây hoang dại được thuần hóa trở thành cây trồng ngày nay. Trung tâm phụ 2B) Brazilian-Paraguayan Center gồm có các loài thực vật: sắn, lạc, cao su, dứa, Brazil nut, cây điều, Erva-mate và dưa gang tím (purple granadilla).

 

DI TRUYỀN CÂY ĐIỀU

 

Cây điều có 21 cặp nhiễm sắc thể (2n = 42), loài thụ phấn chéo.

 

Di truyền tế bào: Kiểu nhân được xếp vào nhóm “symmetric”, gồm có sự bắt cặp nhiễm sắc thể ngay tâm động (metacentric pairs) và nhiều “sub-metacentrics”. Xét theo hình thái học, nhiễm sắc thể có hình thái khác biệt tùy thuộc vào quần thể mẫu giống thu thập, hoặc vùng địa lý khác nhau, biểu thị mức độ gần gủi hoặc xa cách di truyền do quá trình chọn lọc và thuần hóa của con người. Khả năng sử dụng bố mẹ trong lai tạo giống để cải tiến hàm  lượng protein hay tính trạng nào đó vì gặp nhiều rào cản của khả năng tiếp hợp rất hạn chế của nó (cross-incompatibility barriers) và có những trao đổi tự do của các gen. Mức độ đa hình trong số nhiễm sắc thể chưa được ghi nhận như các loài thực vật khác khi lai chọn dòng điều.

 

Đa bội thể cũng được tranh luận khá nhiều, nhưng đến nay người ta chấp nhận cao kết luận bộ nhiễm sắc thể của nó vẫn là 2n = 42 (Aliyu và Awopetu, 2007).

 

Có tương quan thuận giữa năng suất và phần trăm hoa lưỡng tính (Rao 1974, Murthy và ctv. 1984). Có sự tương quan thuận giữa số chùm bông và số hoa lưỡng tính (Murthy và ctv. 1984). Tương quan thấp giữa chiều cao cây và số nhánh bông thứ cấp cho thấy khả năng tạo dáng cây thấp không gây ra bất cứ sự suy giảm đáng kể nào số nhánh bông thứ cấp. Chiều cao cây có biến thiên di truyền thấp nhất, nhưng số nhánh bông thứ cấp có biến thiên di truyền cao nhất (Pedroza de Azevedo và ctv. 1998).

 

Người ta phân tích 91 cá thể thuộc bốn quần thể bằng chỉ thị phân tử AFLP và tính trạng kiểu hình. Kết quả phân tích AFLP trên cơ sở 354 loci đa hình cho thấy các giống điều Ấn Độ có chỉ số đa dạng di truyền thấp H(E) = 0.262 và I(S) = 0.404. Hai mươi bảy tính trạng số lượng và tính trạng đơn gen cho thấy có giá trị biến thiên hình thái học  là 24% xung quanh giá trị trung bình mẫu. Phân tích phân nhóm Bayesian trên cơ sở số liệu AFLP không cho thấy có sự hiện diện của sự kiện phân hóa (differentiation) trong quần thể điều nói trên. Phân tích kiểu hình có giá trị biến thiên 12% trong 4 quần thể ấy, trong khi biến thiên AFLP trong từng cá thể cây điều, chúng hòan toàn phản ánh bản chất của quần thể (Archak và ctv. 2009).

 

Bản đồ di truyền: Cây điều (Anacardium occidentale) chưa được nghiên cứu ở mức độ bản đồ liên kết (linkage map) với những vị trí neo bằng chỉ thị STS (STS anchor sites). Những hạn chế khi sử dụng quần thể F1 để xây dựng bản đồ đã được thảo luận. Những khó khăn trong thụ phấn bằng tay để tạo ra quần thể bản đồ có độ lớn mang tính hiệu quả cao cũng được đề cập. Cavalcanti và Wilkinson (2007) xây dựng một quần thể F1 làm bản đồ di truyền bao gồm 85 cá thể từ tổ hợp lai CP 1001 (dòng điều lùn) và CP 96 (dòng điều khổng lồ), để tạo ra hai bản đồ liên kết gen (linkage genetic maps) bao gồm 205 chỉ thị phân tử (194 AFLP và 11 SSR markers). Bản đồ cây mẹ (CP 1001) có 122 markers bao phủ trên 19 nhóm liên kết (linkage groups) và bản đồ cây bố (CP 96) có 120 bao phủ trên 23 nhóm liên kết. Tổng số đoạn phân tử được bao phủ bằng chỉ thị là 1050.7 cM trên cây mẹ, biểu thị 68% genome được phủ lên, và 944.7 cM (64% coverage) trên cây bố. Khoảng cách trung bình giữa hai markers là 8.6 cM trong cây mẹ và 7.9 cM trong cây bố. Kết quả nghiên cứu về homology giữa hai bản đồ này đã tạo ra 13 nhóm liên kết trên cây mẹ và 14 nhóm liên kết trên cây bố với 46 chỉ thị phân tử đóng vai trò bắc cầu (bridging markers) trong đó có 11 SSR markers xác định các loci điều khiển một số tính trạng quan trọng về kinh tế của cây điều (Cavalcanti và Wilkinson 2007a).

 

Di truyền số lượng: Sự hiểu biết về các thông số di truyền và các tính trạng số lượng càng sâu bao nhiêu, công tác cải tiến giống điều càng thành công bấy nhiêu. Cavalcanti và ctv. (2007b) đã nghiên cứu các thông số di truyền của quần thể điều giao phấn tự do bằng phương pháp REML (Residual Maximum Likelihood) / BLUP (Best Linear Unbiased Prediction) để dự đoán thông số di truyền trong thời kỳ tăng trưởng, năng suất và các tính trạng liên quan đến phẩm chất nhân hạt điều Brazil. Chiều cao cây, đường kính tán cây, khối lượng hạt và khối lượng nhân điều được kiểm soát bởi các gen tương tác theo kiểu cộng tính (additive) và không cho ưu thế lai (heterosis) rõ ràng. Hệ số di truyền của tính trạng số nhân điều và của năng suất có xu hướng cao hơn trong xem xét trên cơ sở di truyền nghĩa rộng so với hệ số di truyền nghĩa hẹp. Điều này cho thấy tính trội và ưu thế lai của những tính trạng ấy thể được khai thác một cách hợp lý trong chương trình cải tiến giống điều. Do vậy, chiến lược cải tiến giống điều tốt nhất là khai thác cho được ưu thế lai (heterosis) thông qua chọn tái tục thuận nghịch (reciprocal recurrent selection), sử dụng các tổ hợp lai đơn có bố mẹ biểu hiện giá trị GCA cao và tổ hợp con lai có SCA cao (Cavalcanti và ctv. 2007b).

 

Đa dạng di truyền: Samal và ctv. (2003) đã phân tích đa dạng di truyền của 20 giống điều Ấn Độ thông qua tính trạng hình thái và chỉ thị phân tử RAPD. Thông qua kiểu hình của những tính trạng nghiên cứu , có 4 clusters di truyền được xác định ở mức độ tương đồng là 0.70. Cluster I chứa 12 giống điều, Cluster II có 1 giống: NRCC-1, Cluster III có 6 giống, Cluster IV có một giống Vridhachalam-2. Thông qua chỉ thị phân tử RAPD để phân loại 20 giống điều, kết quả có 80 đoạn phân tử DNA khác biệt nhau với kích thước từ 0.2 đến 3.0 kb được khuếch đại trong điện di, với 11 đoạn được chọn lựa trong số 10 cặp mồi. Căn cứ vào sự hiện diện hoặc không hiện diện của băng điện di RAPD, người ta phân tích các cluster di truyền được chia thành 2 nhóm chính. Cluster I chỉ có một nhóm duy nhất. Cluster II được chia thành hai Cluster thứ yếu, II-1 có 3 giống điều và II-2 có 15 giống điều. Trong 20 giống điều ấy, Ullal-3 và Dhana (H-1608) có chỉ số tương đồng cao nhất (87%). Giống Vengurla-2 và Vengurla-3 không được vào cùng một nhóm. Giống Vengurla-4 có giá trị tương đồng 82% đối với giống Vengurla-3. Giống Vengurla-2 có giá trị tương đồng 85%) đối với giống Vridhachalam-3 (M-26/2). Phân tích quan hệ di truyền các giống điều Ấn Độ bằng tính trạng kiểu hình và bằng đánh giá chỉ thị RAPD có thể rất hữu dụng cho cải tiến giống điều, mô tả giống điều mới và đánh giá mức độ thuần chủng của giống trong khảo kiệm ngiệm giống cây trồng, cấp giấy chứng nhận giống mới (Samal và ctv. 2003).

 

Chipojola và ctv. (2009) đã thực hiện đánh giá đa dạng di truyền trên cây điều Châu Phi (Anacardium occidentale L.) tập trung phẩm chất hạt điều nhân để phục vụ thị trường. Họ đánh giá 40 mẫu giống điều được thu thập từ 4 quần thể (Liwonde, Nkope, Kaputu và Chikwawa) để đánh giá các tính trạng di truyền số lượng. Giá trị tương đồng biến thiên từ 35 đến 66%. Áp dụng phương pháp UPGMA (unweighted pair group method of arithmetic averages), họ đã xếp nhóm 40 mẫu giống điều này thành 4 clusters di truyền với 14 sub-clusters. Số liệu PCA (principal component analysis) cho thấy chiều dài quả thị (apple), tỷ lệ hạt/quả, khối lượng hạt điều, khối lượng nhân hạt điều, tỷ lệ hoa giới tính, phần trăm thụ phấn là những thông số có giá trị biến thiên di truyền lớn. Sự biến thiên này có thể đã góp phần vào lịch sử di truyền cây điều, xuất xứ địa lý và sự chọn lựa của nông dân đối với tính trạng mong muốn. Mẫu giống LW41, NE2, NE4, CH18 và PAL26 có tiềm năng trong chọn lựa về khối lượng hạt điều, khối lượng nhân hạt điều trong chương trình cải tiến giống điều tại Malawi (Chipojola và ctv. 2009).

 

Phân tích QTL: Calvacanti và ctv. (2012) đã tiến hành phân tích các tính trạng số lượng QTL và thực hiện chọn giống nhờ chỉ thị phân tử (MAS) định hướng cho chương trình chọn tạo giống điều với cách tiếp cận mới. Các nội dung phân tích QTL bao gồm tính trạng năng suất và tính trạng có liên quan đến khối lượng hạt điều, số hoa đực, số hoa lưỡng tính (hermaphrodite). Việc đánh giá kiểu gen và kiểu hình  dựa trên 71 cá thể F1 của tổ hợp lai CCP 1001 x CP 96. Phương pháp phân tích bản đồ cách quãng (interval mapping) và phương pháp “multiple QTL mapping” được áp dụng trong trường hợp này để xác định QTL giả định và QTL ứng cử viên. Mười một QTL đã được tìm thấy trong phân tích: ba QTL liên quan đến khối lượng hạt điều, bốn liên quan đến số hoa đực và bốn liên quan đến số hoa lưỡng tính. Những QTL này đã giải thích được 3.79 đến 12.98 % biến thiên kiểu hình và có giá trị ảnh hưởng kiểu hình là -31.81 đến 34.25 %. Những chỉ thị phân tử SSR có khả năng áp dụng trong chiến lược MAS đối với tính trạng nói trên là hf-2fhf-3m (Calvacanti và ctv. 2012).

 

Phân tích QTL: Costa dos Santos  và ctv. (2011) đã xác định QTL và chọn giống nhờ chỉ thị phân tử (MAS) tập trung vào tính trạng phẩm chất quả thịt của cây điều. Các tính trạng như hàm lượng oligomeric phenolics, chất rắn dễ hòa tan tổng số, hàm lượng acid tổng số và hàm lượng vitamin C đã được phân tích trong quần thể điều dùng để lập bản đồ QTL. Tiếp cận phương pháp bản đồ cách quãng (interval mapping) và phương pháp “multiple QTL mapping”, người ta đã tìm thấy mức độ biền thiên kiểu hình rất lớn trong thế hệ F1 đối với tất cả những tính trạng nghiên cứu. Mười tám QTL liên quan đến phẩm chất điều được xác định: ba QTL liên quan đến oligomeric phenolics, năm QTL liên quan đến chất rắn dễ hòa tan tổng số, sáu QTL liên quan đến hàm lượng acid tổng số và bốn liên quan đến Vitamin C (Costa dos Santos  và ctv. 2011).

 

Hình 1: Vị trí QTL liên quan đến năng suất trong bản đồ nhóm liên kết của cây mẹ CCP 1001. Bên phải là tên marker và bên trái đơn vị tính bằng cM. Thanh đứng màu đen đậm và đường thẳng bên phải biểu thị giá trị tin cậy ở mức độ 90 % (LOD 1.0) và 95 % (LOD 2.0), theo thứ tự. nw: khối lượng hạt; mf: số hoa đực; hf: số hoa lưỡng tính (Calvacanti và ctv. 2012).

 

Hình 2: Vị trí QTL liên quan đến tính trạng năng suất trên bản đồ nhóm liên kết của cây bố – CP 96. Bên phải là tên marker và bên trái đơn vị tính bằng cM. Thanh đứng màu đen đậm và đường thẳng bên phải biểu thị giá trị tin cậy ở mức độ 90 % (LOD 1.0) và 95 % (LOD 2.0), theo thứ tự. nw: khối lượng hạt; mf: số hoa đực; hf: số hoa lưỡng tính (Calvacanti và ctv. 2012).

 

Hình 3: Bản đồ QTL liên quan đến phẩm chất quả thịt của cây mẹ CCP 1001 oph: oligomeric phenolics; tss: total soluble solids; tta: total triable acidity; vc: vitamin C

 

Hình 4: Bản đồ QTL liên quan đến phẩm chất quả thịt của cây bố CP 96 oph: oligomeric phenolics; tss: total soluble solids; tta: total triable acidity; vc: vitamin C

 

Tài liệu tham khảo

 

Aliyu OM, JA Awopetu. 2007. Chromosome studies in Cashew (Anacardium occidentale L.) African Journal of Biotechnology Vol. 6(2), pp. 131-136, 18 January 2007

 

Archak S, Gaikwad AB, Swamy KR, Karihaloo JL. 2009. Genetic analysis and historical perspective of cashew (Anacardium occidentale L.) introduction into India Genome. 2009 Mar;52(3):222-30. doi: 10.1139/G08-119.

 

Cavalcanti JJV và Wilkinson MJ. 2007a. The first genetic map of cashew (Anacardium occidentale L.). Euphytica 157(1): 131-143

 

Cavalcanti JJV, Costa dos Santos FH, Pereira da Silva F and Pinheiro CR. 2012. QTL detection of yield-related traits of cashew. Crop Breeding and Applied Biotechnology 12: 60-66

 

Cavalcanti VJJ, de Resende MDV, Crisstomo JR, de Moura Barros L, and de Paiva JR. 2007b. Genetic control of quantitative traits and hybrid breeding strategies for cashew improvement. Crop Breeding and Applied Biotechnology 7:186-195

 

Chipojola FM, Mwase WF, Kwapata MB, Bokosi JM, Njoloma JP and Maliro MF. 2009. Morphological characterization of cashew (Anacardium occidentale L.) in four populations in Malawi. African Journal of Biotechnology 8(20): 5173-5181

 

Costa dos Santos  FH; Vasconcelos Cavalcanti JJ; Pereira da Silva F. 2011. QTL detection for physicochemical characteristics of cashew apple. Crop Breed. Appl. Biotechnol. (Online) vol.11 no.1

 

Murthy KN, Vijaya Kumar K, Pillai RSN and Kumaram PM. 1984. Flowering behavior and correlation studies in cashew. In: Abstracts of the Proceedings of the International Cashew Symposium, Cochin, Kerala, India, 1984.

 

Pedroza de Azevedo DM, Crisóstomo JR, Guedes Almeida FC and Rossetti AG. 1998.  Estimates of genetic correlations and  correlated responses to selection in  cashew (Anacardium occidentale L.). Genetics and Molocular Biology  On-line version ISSN 1678-4685 vol. 21 n. 3

 

Rao VNM. 1974. Crop in Improvement of Cashew. Report of the all India Summer Institute on Improvement and Management of Plantation Crops. Mimeographed, pp. 128-134.

 

Samal S, Rout CR, Lenka PC. 2003. Analysis of genetic relationship between populations of cashew (Anacardium occidentale L.) by using morphological characterisation and RAPD markers. Plant Soil Environ 49(4):176-182.

Trở lại      In      Số lần xem: 3947

[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
  • Gen sinh tổng hợp Aflatoxin trong hạt điều ( Thứ hai, 09/05/2016 )
  • Đa dạng di truyền xét trên trình tự gen của loài sắn hoang dại và giống sắn trồng. ( Thứ hai, 30/05/2016 )
  • Kết quả nghiên cứu về cây trụ tiêu ( Thứ năm, 05/05/2016 )
  • Bệnh hại phụ ( Thứ tư, 20/04/2016 )
  • Nguồn gốc và lịch sử phát triển ( Thứ hai, 03/03/2014 )
  • Sản xuất Sắn trên thế giới & Việt Nam ( Thứ hai, 03/03/2014 )
  • Sinh trưởng và phát triển ( Thứ hai, 03/03/2014 )
  • Đặt tính thực vật học của Sắn ( Thứ hai, 03/03/2014 )
  • Đặc điểm rễ và củ sắn ( Thứ hai, 03/03/2014 )
  • Đặc điểm thân ( Thứ hai, 03/03/2014 )
  • Đặc điểm Lá ( Thứ hai, 03/03/2014 )
  • Đặc điểm Hoa và quả sắn ( Thứ hai, 03/03/2014 )
  • Vai trò của Sắn ( Thứ hai, 03/03/2014 )
  • Sắn phục vụ sinh hoạt ( Thứ hai, 03/03/2014 )
  • Giải trình tự bộ Gen của Sắn ( Thứ hai, 03/03/2014 )
  • Đất và thời vụ trồng sắn ở Việt Nam ( Thứ hai, 03/03/2014 )
  • Điều kiện sinh thái ( Thứ hai, 03/03/2014 )
  • Tình hình sản xuất và tiêu thụ Điều trên thế giới ( Thứ ba, 19/04/2016 )
  • Tình hình sản xuất và tiêu thụ điều ở Việt Nam ( Thứ ba, 19/04/2016 )
  • Thành tựu nghiên cứu và tiềm năng phát triển cây điều ở việt nam ( Thứ ba, 19/04/2016 )
Designed & Powered by WEBSO CO.,LTD