(LUẬN văn THẠC sĩ) đánh giá các dòng lai trở lại được nhập gen kháng bạc lá xa7 và xa21 vào giống lúa LT2

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ HUẾ ĐÁNH GIÁ CÁC DÒNG LAI TRỞ LẠI ĐƯỢC NHẬP GEN KHÁNG BẠC LÁ Xa7 VÀ Xa21 VÀO GIỐNG LÚA LT2 Chuyên ngành: Khoa học trồng Mã số: 60.62.01.10 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Vũ Thị Thu Hiền NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016 download by : skknchat@gmail.com LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, kết nghiên cứu trình bày luận văn trung thực, khách quan chưa dùng để bảo vệ lấy học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cám ơn, thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng Tác giả luận văn Nguyễn Thị Huế i download by : skknchat@gmail.com năm 2016 LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn thạc sĩ, thân nỗ lực cố gắng, bên cạnh tơi nhận giúp đỡ q báu nhiều thầy, cơ, người thân gia đình bạn bè Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tơi bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS.Vũ Thị Thu Hiền - Bộ môn Di truyền Chọn giống trồng, Học Viện Nơng nghiệp Việt Nam, TS Vũ Hồng Quảng – Phó Viện trưởng Viện Nghiên cứu Phát triển Cây trồng tận tình hướng dẫn, dành nhiều cơng sức, thời gian tạo điều kiện cho suốt trình học tập thực đề tài Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Di truyền Chọn giống trồng, Khoa Nông học - Học viện Nơng nghiệp Việt Nam tận tình giúp đỡ tơi q trình học tập, thực đề tài hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán viên chức Viện Nghiên cứu Phát triển Cây trồng giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi suốt q trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ mặt, động viên khuyến khích tơi hồn thành luận văn./ Hà Nội, ngày tháng Tác giả luận văn Nguyễn Thị Huế ii download by : skknchat@gmail.com năm 2016 MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình viii Trích yếu luận văn ix Thesis abstract .x Phần Mở đầu 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn .2 1.3.1 Ý nghĩa khoa học .2 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn .2 1.4 Phạm vi nghiên cứu Phần Tổng quan tài liệu 2.1 Đặc điểm bệnh bạc lúa 2.1.1 Tính phổ biến tác hại bệnh bạc lúa 2.1.2 Phương pháp chuẩn đoán bệnh bạc lúa 2.1.3 Quy luật phát sinh gây hại bệnh bạc lúa 2.2 Tình hình nghiên cứu bệnh bạc lúa .6 2.2.1 Tình hình nghiên cứu bệnh bạc lúa giới 2.2.2 Tình hình nghiên cứu bệnh bạc lúa Việt Nam 10 2.3 Chọn giống phương pháp hồi giao 12 2.4 Các nghiên cứu thị phân tử ứng dụng thị phân tử chọn giống 12 2.4.1 Khái niệm thị phân tử 12 2.4.2 Ứng dụng thị phân tử chọn giống lúa kháng bệnh bạc 14 Phần Vật liệu phương pháp nghiên cứu 18 3.1 Địa điểm nghiên cứu 18 3.2 Thời gian nghiên cứu 18 3.3 Vật liệu nghiên cứu 18 3.4 Nội dung nghiên cứu 19 3.5 Phương pháp nghiên cứu 20 3.5.1 Phương pháp lai Backcross chuyển gen kháng bệnh bạc 20 iii download by : skknchat@gmail.com 3.5.2 3.5.3 Phương pháp kiểm tra gen kháng bệnh bạc thị phân tử 23 Phương pháp lây nhiễm, đánh giá tính kháng bệnh bạc 25 3.5.4 3.5.5 3.5.6 Phương pháp bố trí thí nghiệm biện pháp kỹ thuật 25 Các tiêu theo dõi đặc điểm nông sinh học, xuất, chất lượng 26 Phương pháp xử lý số liệu 27 Phần Kết thảo luận 28 4.1 Kết nghiên cứu 28 4.1.1 Đánh giá sinh trưởng, phát triển khả kháng bệnh bạc 4.1.2 4.1.3 hệ lai BC2F1 vụ xuân 2015 Viện Nghiên cứu & Phát triển Cây trồng 28 Đánh giá sinh trưởng, phát triển khả kháng bệnh bạc hệ lai BC3F1 vụ mùa 2015 Viện Nghiên cứu & Phát triển Cây trồng 43 Đánh giá sinh trưởng, phát triển khả kháng bệnh bạc hệ lai BC3F2 vụ đơng xn 2015 – 2016 tỉnh Sóc Trăng 60 4.2 Thảo luận kết nghiên cứu 78 Phần Kết luận kiến nghị 80 5.1 Kết luận 80 5.2 Kiến nghị 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 iv download by : skknchat@gmail.com DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt ADN Axit deoxyribo nucleic CC Cuối Đ/C Đối chứng MAS Chọn lọc nhờ thị phân tử (Marker-Assisted Selection) NC & PTCT Nghiên cứu Phát triển Cây trồng NILs Dòng cận đẳng gen PCR Phản ứng chuỗi trùng hợp (Polymerase Chain Reaction) SSR Chỉ thị trình tự lặp lại đơn giản (Simple Sequence Repeats) v download by : skknchat@gmail.com DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Danh sách dòng NILs sử dụng để phân biệt chủng sinh lý vi khuẩn bạc Bảng 4.1 Một số đặc điểm nơng sinh học dịng BC2F1 nhập gen Xa7, Xa21 vụ Xuân 2015 Viện Nghiên cứu Phát triển Cây trồng 28 Bảng 4.2 Kết chọn kiểu hình cá thể hệ BC2F1 nhập gen kháng bạc Xa7, Xa21 vụ xuân 2015 Viện Nghiên cứu & Phát triển Cây trồng 29 Bảng 4.3 Kết kiểm tra gen kháng bệnh bạc đánh giá lây nhiễm nhân tạo cá thể BC2F1 nhập gen Xa7 vụ xuân 2015 Viện nghiên cứu & Phát triển trồng 34 Bảng 4.4 Kết kiểm tra gen kháng bệnh bạc đánh giá lây nhiễm nhân tạo cá thể BC2F1 nhập gen Xa21 vụ xuân 2015 Viện nghiên cứu & Phát triển trồng 38 Bảng 4.5 Kết thu hạt lai BC3F1 vụ xuân 2015 Viện nghiên cứu & Phát triển trồng 42 Bảng 4.6 Một số đặc điểm nơng sinh học dịng BC3F1 nhập gen Xa7 vụ mùa 2015 Viện nghiên cứu Phát triển Cây trồng 43 Bảng 4.7 Một số đặc điểm nông sinh học dòng BC3F1 nhập gen Xa21 vụ mùa 2015 Viện nghiên cứu Phát triển Cây trồng 44 Bảng 4.8 Kết kiểm tra tính kháng bệnh bạc cá thể hệ BC3F1được nhập gen Xa7 nhờ thị phân tử lây nhiễm nhân tạo vụ mùa 2015 Viện nghiên cứu Phát triển trồng 49 Bảng 4.9 Kết kiểm tra tính kháng bệnh bạc cá thể hệ BC3F1 nhập gen Xa21 nhờ thị phân tử lây nhiễm nhân tạo vụ mùa 2015 Viện nghiên cứu Phát triển trồng 53 Bảng 4.10 Kết đánh giá số yếu tố cấu thành suất suất tự thụ cá thể BC3F1 mang gen Xa7 vụ mùa 2015 Viện nghiên cứu Phát triển trồng 57 Bảng 4.11 Kết đánh giá số yếu tố cấu thành suất suất tự thụ cá thể BC3F1 mang gen Xa21 vụ mùa 2015 Viện nghiên cứu Phát triển trồng 59 vi download by : skknchat@gmail.com Bảng 4.12 Một số đặc điểm nông sinh học quần thể BC3F2 nhập gen Xa7 vụ Đông xuân 2015 – 2016 tỉnh Sóc Trăng 60 Bảng 4.13 Một số đặc điểm nông sinh học quần thể BC3F2 nhập gen Xa21 vụ Đông xuân 2015 – 2016 tỉnh Sóc Trăng 61 Bảng 4.14 Kết kiểm tra tính kháng bệnh bạc cá thể BC3F2 nhập gen Xa7 nhờ thị phân tử lây nhiễm nhân tạo vụ Đơng xn 2015 – 2016 tỉnh Sóc Trăng 66 Bảng 4.15 Kết kiểm tra tính kháng bệnh bạc cá thể BC3F2 nhập gen Xa21 nhờ thị phân tử lây nhiễm nhân tạo vụ Đông xuân 2015 – 2016 tỉnh Sóc Trăng 69 Bảng 4.16 Kết đánh giá mùi thơm cá thể BC3F2 mang gen Xa7 71 Bảng 4.17 Kết đánh giá mùi thơm cá thể BC3F2 mang gen Xa21 73 Bảng 4.18 Kết đánh giá số đặc điểm sinh trưởng, yếu tố cấu thành suất suất tự thụ cá thể BC3F2 mang gen Xa7 vụ Đông Xuân 2015 – 2016 75 Bảng 4.19 Kết đánh giá số đặc điểm sinh trưởng, yếu tố cấu thành suất suất tự thụ cá thể BC3F2 mang gen Xa21 vụ Đông Xuân 2015 – 2016 tỉnh Sóc Trăng 77 vii download by : skknchat@gmail.com DANH MỤC HÌNH Hình 4.1 Kết điện di cá thể BC2F1-1 nhập gen Xa7 30 Hình 4.2 Kết điện di cá thể BC2F1-2 nhập gen Xa7 30 Hình 4.3 Kết điện di cá thể BC2F1-3 nhập gen Xa7 31 Hình 4.4 Kết điện di thể BC2F1-5 nhập gen Xa21 31 Hình 4.5 Kết điện di cá thể BC2F1-6; 8; nhập gen Xa21 32 Hình 4.6 Kết điện di cá thể BC3F1-1.1, BC3F1-1.5, BC3F1-1.9, BC3F11.10 nhập gen Xa7 45 Hình 4.7 Kết điện di cá thể BC3F1-1.17, BC3F1-2.2, BC3F1-2.3, BC3F12.5, BC3F1-2.8 nhập gen Xa7 46 Hình 4.8 Kết điện di cá thể BC3F1-2.10, BC3F1-3.8, BC3F1-3.11 nhập gen Xa7 46 Hình 4.9 Kết điện di cá thể BC3F1-5.1, BC3F1-5.2, BC3F1-5.6, BC3F15.11, BC3F1-5.14, BC3F1-6.1, BC3F1-6.5 nhập gen Xa21 .47 Hình 4.10 Kết điện di cá thể BC3F1-6.6, BC3F1-8.5, BC3F1-9.5 nhập gen Xa21 47 Hình 4.11 Kết điện di cá thể quần thể BC3F2 -1.1.3 nhập gen Xa7 .62 Hình 4.12 Kết điện di cá thể quần thể BC3F2 - 1.9.4 nhập gen Xa7 62 Hình 4.13 Kết điện di cá thể quần thể BC3F2 - 2.2.8 nhập gen Xa7 63 Hình 4.14 Kết điện di cá thể quần thể BC3F2 - 3.8.1 nhập gen Xa7 63 Hình 4.15 Kết điện di cá thể quần thể BC3F2 - 3.8.5 nhập gen Xa7 64 Hình 4.16 Kết điện di cá thể quần thể BC3F2- 5.1.5 nhập gen Xa21 64 Hình 4.17 Kết điện di cá thể quần thể BC3F2 - 8.5.6 nhập gen Xa21 65 Hình 4.18 Kết điện di cá thể quần thể BC3F2 - 9.5.4 nhập gen Xa21 65 viii download by : skknchat@gmail.com TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Nguyễn Thị Huế Tên luận văn: “Đánh giá dòng lai trở lại nhập gen kháng bạc Xa7 Xa21 vào giống lúa LT2” Ngành: Khoa học trồng Mã số: 60.62.01.10 Tên sở đào tạo: Học viện nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu: Chọn tạo giống lúa chất lượng cao, kháng bệnh bạc (KBL) cho tỉnh phía Bắc Việt Nam Phương pháp nghiên cứu: 2.1 Vật liệu nghiên cứu: Vật liệu lai (Các hạt lai hệ BC2F1 mang gen Xa7, Xa21), vật liệu đánh giá bạc ( IRBB 21, IRBB7, IR24), LT2 ( Đối chứng) - Các chủng bạc để lây nhiễm: Race 3, Race 5, Race 14 - Chỉ thị phân tử pTA248 để kiểm tra gen Xa21, RM5509 để kiểm tra gen Xa7 2.2 Nội dung nghiên cứu: Đánh giá sinh trưởng, phát triển khả kháng bệnh bạc hệ lai BC2F1, BC3F1, BC3F2 vụ xuân, vụ mùa năm 2015 viện nghiên cứu & PT trồng vụ đơng xn năm 2015 – 2016 Sóc Trăng 2.3 Các phương pháp nghiên cứu: Phương pháp bố trí thí nghiệm để chọn lọc cá thể; Phương pháp đánh giá tiêu theo dõi đặc điểm nông sinh học, suất, chất lượng; Phương pháp lai Backcross chuyển gen KBL; Phương pháp kiểm tra gen KBL thị phân tử (MAS); Phương pháp lây nhiễm nhân tạo Kết kết luận Ở hệ BC2F1, chọn 14 cá thể mang gen Xa7 11 cá thể mang gen Xa21 dị hợp tử có phản ứng kháng với 2/3 nịi vi khuẩn lây nhiễm Ở hệ BC3F1, chọn 15 cá thể mang gen Xa7 cá thể mang gen Xa21 dị hợp tử, có phản ứng kháng với 2/3 nịi vi khuẩn lây nhiễm có đặc điểm nông sinh học, yếu tố cấu thành suất tương ứng LT2 nguyên Ở hệ BC3F2, chọn 17 cá thể mang gen Xa7 11 cá thể mang gen Xa21 đồng hợp tử, có phản ứng kháng với 2/3 nòi vi khuẩn lây nhiễm có suất, chất lượng (mùi thơm điểm 3) giống với giống LT2 nguyên Kết kiểm tra tính kháng nhiễm vụ cho thấy phù hợp kiểu gen kiểu hình Như vậy, thời gian tới khơng cần đánh giá kiểu gen hệ BC2F1, BC3F1, giúp rút ngắn thời gian, tiết kiệm chi phí Từ khóa: LT2, kháng bạc lá, Xa7, Xa21 ix download by : skknchat@gmail.com ... gen Xa7, Xa21 phục vụ lai nhập gen kháng bạc vào dòng ưu tú cho tỉnh miền Bắc hồn tồn thích hợp Xuất phát từ sở trên, thực đề tài: ? ?Đánh giá dòng lai trở lại nhập gen kháng bạc Xa7 Xa21 vào giống. .. đưa vài gen kháng hiệu cao vào “genom đích” Bằng phương pháp chọn giống truyền thống, việc đưa gen lặn vào tổ hợp lai, du nhập lúc vài gen mong muốn vào “genom đích” (quy tụ nhiều gen vào dòng. .. 9.5.4 nhập gen Xa21 65 viii download by : skknchat@gmail.com TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Nguyễn Thị Huế Tên luận văn: ? ?Đánh giá dòng lai trở lại nhập gen kháng bạc Xa7 Xa21 vào giống