Xác định gen kháng bệnh bạc lá hữu hiệu phục vụ chọn tạo giống lúa tại các tỉnh phía bắc

Hội thảo Quốc gia về Khoa học Cây trồng lần thứ hai 
325 
XÁC ĐỊNH GEN KHÁNG BỆNH BẠC LÁ HỮU HIỆU PHỤC VỤ CHỌN TẠO 
GIỐNG LÚA CHO CÁC TỈNH PHÍA BẮC 
Lưu Văn Quyết, Nguyễn Thị Mai Hương, Nguyễn Thị Minh 
Nguyễn Thị Phương Nga, Đỗ Thị Hường, Trương Thị Thủy 
Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm 
TÓM TẮT 
Bệnh bạc lá lúa do vi khuẩn Xanthomonas oryzae là một trong những bệnh chính gây hại trên 
lúa ở miền Bắc nước ta. 16 mẫu phân lập được từ 138 mẫu thu thập ở các tỉnh phía Bắc Việt Nam. 
Các mẫu phân lập này và 4 mẫu từ Học viện Nông nghiệp Việt Nam được lây nhiễm trên bộ chỉ thị và 
phân thành 3 nhóm nòi. Các gen xa5, Xa7, Xa21 đều kháng với cả 3 nhóm nòi. Gen Xa11 kháng với 
nhóm I, và gen xa8 kháng với nhóm nòi III. Các dòng đơn gen kháng: IRBB5, IRBB7, IRBB21 và các 
dòng đa gen: IRBB53, IRBB54, IRBB55, IRBB56, IRBB57, IRBB58, IRBB59, IRBB61, IRBB62, 
IRBB63, IRBB60, IRBB64, IRBB65, IRBB66 sẽ là vật liệu quan trọng của công tác lai tạo để cải thiện 
tính kháng bạc lá cho các dòng lúa chất lượng như BT7 và các giống triển vọng khác. 
Từ khóa: bệnh bạc lá, gen kháng, Xanthomonas oryzae 
I. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Bệnh bạc lá do vi khuẩn Xanthomonas 
oryzae là tác nhân gây hại nghiêm trọng đối 
với sản xuất lúa ở Việt Nam (Lê Lương Tề, 
1980). Bệnh gây hại vào giai đoạn đứng cái - 
làm đòng - trỗ chín sẽ làm năng suất lúa giảm 
từ 25 - 50% (Tạ Minh Sơn, 1987). 
Việc sử dụng giống kháng ngày càng 
trở nên quan trọng trong sản xuất nông 
nghiệp bền vững. Trong sản xuất hiện nay 
nhiều giống lúa chất lượng được ưa chuộng 
nhưng lại nhiễm nặng bệnh bạc lá như giống 
Bắc thơm số 7. Để cải tiến khả năng chống 
chịu bệnh bạc lá của giống lúa này và các 
giống lúa khác trong tương lai việc tiến hành 
thu thập, phân lập, lây nhiễm đánh giá bệnh 
bạc lá lúa do Xanthomonas oryzae trên các 
dòng giống lúa mang gen kháng nhằm xác 
định gen kháng hữu hiệu phục vụ cải tiến và 
lai tạo giống mới cho các tỉnh phía Bắc được 
triển khai thực hiện. 
II. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG 
PHÁP NGHIÊN CỨU 
2.1. Vật liệu nghiên cứu 
2.1.1. Nguồn giống 
Các dòng đa gen kháng và dòng chuẩn 
nhiễm IR24 nhập nội từ Viện nghiên cứu Lúa 
Quốc tế IRRI. 
- Giống Bắc thơm số 7 và giống Bắc 
thơm số 7 đã được chuyển gen kháng Xa21 
thành giống mới có tên Bắc thơm 7 kháng 
bạc lá. 
2.1.2. Mẫu bệnh 
- 138 mẫu bệnh bạc lá thu từ các tỉnh 
Bắc Giang, Hà Nội, Thái Bình, Hòa Bình, 
Hải Dương, Thanh Hóa, Nam Định... lọc ra 
16 isolate có độc tính mạnh (sau khi lây 
nhiễm nhân tạo các mẫu bệnh lên giống lúa 
IR 24) gồm: isolate 28, 29, 31, 39, 42, 48, 50, 
52, 54, 78, 82, 83, 87, 90, 92, 130. 
- 04 isolate vi khuẩn Xanthomonas 
oryzae: 4, 2A, 3A, 5A được cung cấp bởi 
Học viện Nông nghiệp Hà Nội 
2.2. Phương pháp nghiên cứu 
- Xác định thành phần nhóm nòi vi 
khuẩn Xanthomonas oryzae gây bệnh bạc lá 
dựa vào phản ứng của bộ chỉ thị. Các isolate 
có cùng một phản ứng được xếp chung một 
nhóm nòi. Một isolate của nhóm được coi là 
nòi cụ thể của nhóm đó (Chang, 1980) trích 
dẫn theo Lưu Văn Quyết (1999). 
- Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá 
của các dòng mang gen kháng. Từ các nhóm 
nòi xác định bằng lây nhiễm nhân tạo vào 
giai đoạn đứng cái làm đòng với nồng độ 
khoảng 106 - 108 tế bào/ml. Đánh giá khả 
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 
326 
năng chống chịu hay nhiễm bệnh theo hệ 
thống đánh giá chuẩn của IRRI (SES, 1996). 
III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO 
LUẬN 
3.1. Kết quả phân lập các isolate và xác 
định các nhóm nòi vi khuẩn Xanthomonas 
oryze 
Phân lập được 16 isolate vi khuẩn 
Xanthomonas oryzae từ 138 mẫu thu thập và 
4 isolate được cung cấp bởi Học viện Nông 
nghiệp Hà Nội . Khuẩn lạc có hình dạng đặc 
trưng của vi khuẩn Xanthomonas oryzae: 
hình dạng tròn đều, nhẵn bóng, lồi, và có 
màu vàng chanh. Các isolate này được đưa 
vào lây nhiễm trên bộ giống chỉ thị. Các 
isolate có độc tính giống nhau được xếp 
thành một nhóm nòi. Kết quả thu được thể 
hiện ở bảng 1: 
Nhận xét: 
- Dựa vào phản ứng kháng hay nhiễm 
của các giống lúa chỉ thị với các isolate để 
phân nòi sinh lý. Các isolate có cùng phản 
ứng được xếp chung vào một nhóm. Từ kết 
quả trên xếp 20 isolate thành 3 nhóm nòi và 
ký hiệu là I, II, III: 
+ Nhóm nòi I gồm isolate 130; phân bố 
ở Yên Đồng - Ý Yên - Nam Định không gây 
nhiễm trên IRBB5, IRBB7, IRBB11, 
IRBB21. 
+ Nhóm nòi II gồm các isolate 28, 29, 
31, 39, 42, 48, 50, 52, 54, 78, 82, 83, 87, 90, 
92, 3A, 5A; phân bố ở Bắc Giang, Hà Nội, 
Hòa Bình, Hải Dương, Nghệ An không gây 
nhiễm trên IRBB5, IRBB7, IRBB21. 
+ Nhóm nòi III gồm isolate 2A và 4; 
phân bố ở Hải Dương, Thanh Hóa không gây 
nhiễm IRBB5, IRBB7, IRBB8, IRBB21. 
- Dựa vào tần xuất xuất hiện ở các địa 
phương cho thấy nhóm nòi II có độc tính mạnh 
và phổ xuất hiện rộng hơn nhóm I và III. 
- 3 gen đơn Xa5, Xa7 và Xa21 kháng với 
cả 3 nhóm nòi, chứng tỏ 3 gen này vẫn có hiệu 
lực cao chống chịu với bệnh bạc lá. 
- 4 isolate từ Học viện Nông nghiệp Hà 
Nội được chia thành 2 nhóm: (2A, 4), (3A, 5A). 
Tuy nhiên theo nghiên cứu của Phan Hữu Tôn 
và ctv (2012) 4 isolate này (2A, 4, 3A, 5A) có 
biểu hiển kháng nhiễm khác nhau với bộ chỉ thị. 
Hội thảo Quốc gia về Khoa học Cây trồng lần thứ hai 
327 
Bảng 1: Phổ kháng, nhiễm của bộ chỉ thị với 20 isolate vi khuẩn Xanthomonas oryzae 
Dòng, 
giống 
Gen 
kháng 
MỨC KHÁNG Tỷ lệ 
R/S Isolate 
28 
Isolate 
29 
Isolate 
31 
Isolate 
39 
Isolate
42 
Isolate
48 
Isolate
50 
Isolate 
52 
Isolate 
54 
Isolate 
78 
Isolate 
82 
Isolate 
83 
Isolate 
87 
Isolate 
90 
Isolate 
92 
Isolate 
130 
Isolate 
2A 
Isolate 
3A 
Isolate 
4 
Isolate 
5A 
IRBB1 Xa1 S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S 0/20 
IRBB2 Xa2 S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S 0/20 
IRBB3 Xa3 S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S 0/20 
IRBB4 Xa4 S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S 0/20 
IRBB5 xa5 R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R 20/0 
IRBB7 Xa7 R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R 20/0 
IRBB8 xa8 S S S S S S S S S S S S S S S S R S R S 2/18 
IRBB10 Xa10 S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S 0/20 
IRBB11 Xa11 S S S S S S S S S S S S S S S R S S S S 1/19 
IRBB13 xa13 S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S 0/20 
IRBB14 Xa14 S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S 0/20 
IRBB21 Xa21 R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R 20/0 
IR24 
S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S 0/20 
Tỷ lệ R/S 
3/9 3/9 3/9 3/9 3/9 3/9 3/9 3/9 3/9 3/9 3/9 3/9 3/9 3/9 3/9 4/8 4/8 3/9 4/8 3/9 
327 
Hội thảo Quốc gia về Khoa học Cây trồng lần thứ hai 
328 
3.2. Đánh giá phản ứng của các dòng đẳng 
gen kháng với 3 nhóm nòi bạc lá 
Chọn ra 3 isolate đại diện cho 3 nhóm 
nòi lây nhiễm lên bộ đẳng gen từ đó so sánh 
được tính kháng, nhiễm của đơn gen và đa gen. 
Bảng 2: Phản ứng của các dòng đa gen kháng với 3 nhóm nòi bạc lá 
TT 
Tên 
giống 
Gen kháng Nhóm I (130) Nhóm II(5A) Nhóm III(4) 
% diện 
tích 
 lá bệnh
Cấp 
bệnh
Mức 
kháng
% diện 
tích 
 lá bệnh
Cấp 
bệnh
Mức 
kháng 
% diện 
tích 
 lá bệnh 
Cấp 
bệnh 
Mức 
kháng
1 IRBB50 Xa4 + xa5 37,0 5 MS 7,5 3 MR 8,0 3 MR 
2 IRBB51 Xa4 + xa13 4,06 2 HR 13,6 4 MR 47,0 5 MS 
3 IRBB52 Xa4 + Xa21 13,5 4 MR 19,0 4 MR 35,8 5 MS 
4 IRBB53 xa5 + xa13 8 3 MR 6,3 2 HR 14,5 4 MR 
5 IRBB54 xa5 + Xa21 4,05 2 HR 6,2 2 HR 6,8 3 MR 
6 IRBB55 xa13 + Xa21 7,3 3 MR 8,2 3 MR 12,9 4 MR 
7 IRBB56 Xa 4 + xa 5 +xa13 7,8 3 MR 5,2 2 HR 5,8 2 HR 
8 IRBB57 Xa4 + xa5 + Xa21 2,76 1 HR 4,3 2 HR 7,5 3 MR 
9 IRBB58 Xa4 + xa13 + Xa21 12,3 3 MR 25,3 4 MR 12,2 3 MR 
10 IRBB59 xa5 + xa13 + Xa21 5,08 2 HR 12,0 3 MR 12,1 3 MR 
11 IRBB60 Xa 4 + xa5 + xa13 + Xa21 6,07 3 MR 8,3 3 MR 7,9 3 MR 
12 IRBB61 Xa4 + xa5 + Xa7 5,9 2 HR 7,3 3 MR 3,02 1 HR 
13 IRBB62 Xa4 + Xa7 + Xa21 7,6 3 MR 8,7 3 MR 3,01 1 HR 
14 IRBB63 xa5 + Xa7 + xa13 5,06 2 HR 8,1 3 MR 3,5 2 HR 
15 IRBB64 Xa4 + xa5 + Xa7 + Xa21 3,03 1 HR 7,3 3 MR 5,1 2 HR 
16 IRBB65 Xa4 + Xa7 + xa13 + Xa21 4,5 2 HR 5,5 2 HR 6,0 2 HR 
17 IRBB66 Xa4 + xa5 + Xa7 + xa13 + Xa21 4,3 2 HR 7,53 3 MR 6,8 3 MR 
18 IR24 76,0 7 HS 78,2 7 HS 76,3 7 HS 
19 BT7 41,7 5 MS 14,96 4 MR 75,5 7 HS 
20 BT7KBL Xa21 12,5 4 MR 15,6 4 MR 24,4 4 MR 
Ghi chú: cấp 1: 0-3%; cấp 2: 4-6%; cấp 3: 7-12%; cấp 4: 13-25%; cấp 5: 26-50%; cấp 6: 51-75%; 
cấp 7: 76-87%; cấp 8: 88-94%; cấp 9: 95-100%. 
HR: cấp 1-cấp 2 (kháng cao); MR: cấp 3-cấp 4 (kháng vừa); MS: cấp 5-cấp 6 (nhiễm vừa); HS: cấp 
7-cấp 9 (nhiễm nặng). 
Nhận xét: 
Các dòng mang hai gen kháng: IRBB50 
(Xa4+xa5) nhiễm vừa với nhóm nòi I, 
IRBB51(Xa4+xa13) và IRBB52 (Xa4+Xa21) 
nhiễm vừa với nhóm nòi III; IRBB53 
(xa5+xa13), IRBB54 (xa5+Xa21), IRBB55 
(xa13+Xa21) có khả năng kháng vừa đến 
kháng cao với cả 3 nhóm nòi. Từ đây dễ dàng 
nhận thấy gen Xa4 nhiễm với bệnh bạc lá dù 
được kết hợp với gen kháng Xa5 hay Xa21 thì 
vẫn biểu hiện nhiễm bệnh với nhóm nòi I và 
nhóm nòi III. 
Các dòng mang 3 gen kháng IRBB56, 
IRBB57, IRBB58, IRBB59, IRBB61, IRBB62, 
IRBB63 hầu hết kháng với cả 3 nhóm nòi. 
Dòng mang 4 gen kháng IRBB60, 
IRBB64, IRBB65 và dòng IRBB66 mang 5 
gen kháng đều kháng với cả 3 nhóm nòi. 
Như vậy các dòng đa gen kháng bệnh 
bạc lá bao gồm: IRBB53, IRBB54, IRBB55, 
IRBB56, IRBB57, IRBB58, IRBB59, IRBB61, 
IRBB62, IRBB63, IRBB60, IRBB64, IRBB65 
và dòng IRBB66. Đây sẽ là vật liệu quan trọng 
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
328 
Hội thảo Quốc gia về Khoa học Cây trồng lần thứ hai 
329 
cho công tác lai tạo để cải thiện tính kháng bạc 
lá cho các dòng lúa chất lượng. 
Giống Bắc thơm số 7 đã từng được 
chuyển gen kháng Xa21 thành giống mới có 
tên Bắc thơm 7 kháng bạc lá, giống này biểu 
hiện kháng vừa với 3 nhóm nòi (I, II, III). Vì 
vậy, có thể cải thiện tính kháng bạc lá của 
giống BT7 bằng cách chuyển gen kháng từ 
dòng đơn gen hoặc từ dòng đa gen kháng. 
Nhưng để hiệu quả và rút ngắn thời gian nên 
dùng dòng đơn gen chứa gen xa5, Xa7, Xa21 vì 
những gen này vẫn còn hiệu lực cao kháng với 
các nhóm nòi miền Bắc. 
IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 
4.1. Kết luận 
- Từ 20 isolate vi khuẩn Xanthomonas 
oryzae sau khi lây nhiễm trên bộ chỉ thị đánh 
giá tính kháng, đã xác định và phân thành 3 
nhóm nòi (nhóm I, II, III); trong đó nhóm II có 
độc tính mạnh và phổ xuất hiện rộng hơn nhóm 
I và III. 
- Dòng đơn gen kháng bệnh bạc lá gồm: 
xa5, Xa7, Xa21 kháng với tất cả cả nhóm nòi, 
Xa11 kháng nhóm nòi I, xa8 kháng nhóm nòi 
III. 
- Gen Xa4 hiện nay không còn hiệu lực 
nữa, khi có mặt trong dòng chứa hai gen kháng 
hầu hết đều biểu hiện nhiễm bệnh. 
- Dòng đa gen kháng cao với bệnh bạc lá 
gồm: IRBB53, IRBB54, IRBB55, IRBB56, 
IRBB57, IRBB58, IRBB59, IRBB61, IRBB62, 
IRBB63, IRBB60, IRBB64, IRBB65 và dòng 
IRBB66. 
4.2. Đề nghị 
Để rút ngắn và đạt hiệu quả cao trong 
quá trình cải tiến giống và lai tạo các dòng 
giống kháng bệnh bạc lá, chúng ta nên sử dụng 
các dòng đơn gen chứa gen kháng xa5, Xa7 
hoặc Xa21. 
LỜI CẢM ƠN 
Chân thành cảm ơn: 
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông 
thôn đã cấp kinh phí thực hiện đề tài: “Nghiên 
cứu cải tiến giống lúa chất luợng BC15, BT7 
cho các tỉnh phía Bắc”. 
Cám ơn cán bộ của Bộ môn Bảo vệ 
thực vật, Viện Cây lương thực và Cây thực 
phẩm tạo điều kiện để thực hiện đề tài này. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Lê Lương Tề, 1980. Bệnh bạc lá ở vùng 
Đồng bằng sông Hồng. Tuyển tập các công 
trình nghiên cứu khoa học kỹ thuật nông 
nghiệp. NXB Nông nghiệp, Hà Nội. 
2. Lưu Văn Quyết, 1999. Nghiên cứu bệnh bạc 
lá vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv.oryzae 
hại một số giống lúa hiện nay ở Đồng bằng 
sông Hồng. Luận văn Thạc sĩ. Viện Khoa 
học Nông nghiệp Việt Nam. 
3. Phan Hữu Tôn, Tống Văn Hải, Nguyễn Văn 
Hùng, Nguyễn Thanh Tùng, 2012. Nghiên 
cứu đa dạng di truyền các chủng bệnh bạc lá 
Việt Nam. Hội thảo quốc gia bệnh hại Thực 
vật Việt Nam 2012. Trang 73-81. 
4. Tạ Minh Sơn, 1987. Bệnh bạc lá vi khuẩn 
(Xanthomonas oryzae) và tạo giống chống 
bệnh. Luận án PTS khoa học, Viện Khoa 
học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam. 186 
trang. 
5. International Rice Research Institute, 
Standard evaluation system for rice, 4th 
Edition, 1996, 30p. 
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 
330 
ABSTRACT 
Indentifying bacterial blight resistance genes in rice breeding in the Northern Vietnam 
Bacterial blight caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) is one of the major rice 
diseases in the North of Vietnam. Sixteen Xoo isolates were collected and isolated from 138 survey 
samples in the North of Vietnam. These isolates plus four others from Vietnam National University of 
Agriculture were inoculated to indicator plants. They were classified into three group strains. Three 
genes such as xa5, Xa7, Xa21 resisted to the three group strains. Xa11 resisted to group I and xa8 
resisted to group III. Monogenic lines such as IRBB5, IRBB7, IRBB21 and multigenic lines such as: 
IRBB53, IRBB54, IRBB55, IRBB56, IRBB57, IRBB58, IRBB59, IRBB61, IRBB62, IRBB63, IRBB60, 
IRBB64, IRBB65, IRBB66 would be important resources for rice breeding to aim at improving bacterial 
blight resistance varieties with high grain quality i.e. BT7 and others. 
Keywords: bacterial blight, resistance genes, Xanthomonas oryzae pv. oryzae 
Người phản biện: TS. Khuất Hữu Trung