NGHIÊN CỨU, KHAI THÁC BIẾN DỊ SNP VÀ INDEL GENE PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN CHỈ THỊ PHÂN TỬ TRONG CHỌN TẠO GIỐNG LÚA LIÊN QUAN ĐẾN NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG

Abstract

This study was conducted to exploit SNP and INDEL variations for molecular marker development in promising rice mutant lines. Whole-genome sequencing data from three rice mutant lines, A64, A68 and A83, together with the control variety D3, were used to analyze genetic variations in 186 genes associated with growth, yield and grain quality traits in rice. SNP and INDEL variants located within gene regions were extracted, filtered and compared among mutant lines and the control variety to identify potential polymorphic loci for molecular marker development. A total of 10,614 SNP and INDEL variants were identified in the investigated gene set, including 3,479 variants in A64, 3,877 variants in A68 and 3,258 variants in A83. Several genes related to panicle architecture, plant architecture and grain size showed high levels of polymorphism, including ANK1, ANK2, GN2, APO1/SCM2, DEP1, IPA1/OsSPL14, GW2 and GS5. Based on the identified variants, 42 candidate INDEL primer pairs were designed for genotype discrimination and molecular marker development. The results provide valuable genetic variation resources and potential molecular markers for germplasm evaluation and marker-assisted rice breeding in future studies.

Tóm tắt

Nghiên cứu được thực hiện nhằm khai thác các biến dị SNP và INDEL phục vụ phát triển chỉ thị phân tử ở các dòng lúa đột biến triển vọng. Dữ liệu giải trình tự hệ gene của ba dòng lúa đột biến A64, A68, A83 và giống đối chứng D3 được sử dụng để phân tích biến dị trên 186 gene liên quan đến sinh trưởng, năng suất và chất lượng lúa. Các biến dị SNP và INDEL nằm trong vùng trình tự gene được trích xuất, sàng lọc và so sánh giữa các dòng đột biến với giống đối chứng nhằm xác định các locus đa hình tiềm năng phục vụ phát triển chỉ thị phân tử. Kết quả phân tích xác định được tổng cộng 10.614 biến thể SNP và INDEL trong tập hợp các gene khảo sát, bao gồm: 3.479 biến thể ở dòng A64; 3.877 biến thể ở dòng A68 và 3.258 biến thể ở dòng A83. Nhiều gene liên quan đến cấu trúc bông, kiến trúc cây và kích thước hạt ghi nhận mức đa hình cao, tiêu biểu như: ANK1, ANK2, GN2, APO1/SCM2, DEP1, IPA1/OsSPL14, GW2 và GS5. Từ các biến dị đã xác định, nghiên cứu đã lựa chọn và thiết kế 42 chỉ thị INDEL ứng viên phục vụ nhận diện kiểu gene và phát triển chỉ thị phân tử. Kết quả nghiên cứu cung cấp nguồn dữ liệu biến dị di truyền có giá trị và các chỉ thị phân tử tiềm năng phục vụ đánh giá nguồn gene và hỗ trợ chọn giống lúa bằng chỉ thị phân tử trong tương lai.