(LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu sự khác biệt về di truyền ở mức độ phân tử giữa các giống bạch đàn lai sinh trưởng nhanh và chậm làm cơ sở cho chọn giống sớm​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN VIỆT TÙNG NGHIÊN CỨU SỰ KHÁC BIỆT VỀ DI TRUYỀN Ở MỨC ĐỘ PHÂN TỬ GIỮA CÁC GIỐNG BẠCH ĐÀN LAI SINH TRƯỞNG NHANH VÀ CHẬM LÀM CƠ SỞ CHO CHỌN GIỐNG SỚM CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC MÃ SỐ: 60.62.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN VIỆT CƯỜNG TS NGUYỄN VĂN VIỆT Hà Nội, 2015 download by : skknchat@gmail.com i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan, cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực có kế thừa số liệu sinh trưởng sử dụng số liệu hai đề tài nghiên cứu khoa học: “ Nghiên cứu lai tạo giống số loài bạch đàn, keo, tràm, thông” “Nghiên cứu chọn giống bạch đàn lai thị phân tử” Nếu nội dung nghiên cứu trùng lặp với công trình nghiên cứu cơng bố, tơi xin hồn toàn chịu trách nhiệm tuân thủ kết luận đánh giá luận văn Hội đồng khoa học Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Người cam đoan Nguyễn Việt Tùng download by : skknchat@gmail.com ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Việt Cường – Bộ môn Lai Giống – Viện nghiên cứu Giống Công nghệ Sinh học Lâm nghiệp tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình làm việc, học tập hồn thành luận văn Trong trình học tập thực luận văn nhận nhiều hướng dẫn, giúp đỡ từ phía thầy giáo, đồng nghiệp, bạn bè quan, nhà trường Nhân đây, xin gửi lời cảm ơn tới cô, chú, anh, chị bạn đồng nghiệp môn Lai Giống Viện nghiên cứu Giống Công nghệ Sinh học Lâm nghiệp, TS Nguyễn Văn Việt – Viện Công nghệ Sinh học Lâm nghiệp – Trường Đại học Lâm nghiệp giúp đỡ suốt thời gian làm việc học tập Cuối cùng, xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới gia đình bạn bè ln hết lịng ủng hộ, động viên năm qua Luận văn phần đề tài “Nghiên cứu chọn giống bạch đàn lai thị phân tử” có kế thừa số liệu nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu lai tạo giống số lồi bạch đàn, keo, tràm, thơng” Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Học viên Nguyễn Việt Tùng download by : skknchat@gmail.com iii MỤC LỤC Trang Trang phu ̣ bià Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mu ̣c lu ̣c iii Danh mu ̣c các ký hiêu, ̣ các chữ viế t tắ t v Danh mu ̣c các bảng vi Danh mu ̣c các hình vii ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Những nghiên cứu tuyển chọn giống bạch đàn suất cao 1.1.1 Các nghiên cứu nước 1.1.2 Các nghiên cứu nước 1.2 Cơ sở khoa học ứng dụng kỹ thuật phân tử chọn giống trồng 1.3 Nghiên cứu, phát triển thị phân tử chọn giống lâm nghiệp 12 1.3.1 Các nghiên cứu nước 13 1.3.2 Các nghiên cứu Việt Nam 18 Chương MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1.Mục tiêu nghiên cứu 25 2.2.Đối tượng phạm vi, địa điểm nghiên cứu 25 2.3.Nội dung nghiên cứu 25 2.4.Phương pháp nghiên cứu 26 2.4.1.Tách chiết ADN tổng số 26 2.4.2.Điện di ADN tổng số sản phẩm PCR 27 download by : skknchat@gmail.com iv 2.4.3.Phương pháp kiểm tra chất lượn nồng độ ADN máy quang phổ 31 2.4.4.Phương pháp PCR 32 2.4.5.Phương pháp khảo nghiệm giống, thu thập phân tích số liệu 34 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36 3.1.Đánh giá sinh trưởng giống bạch đàn lai lựa chọn 36 3.2.Xác định thị SSR đa hình 46 3.2.1.Tách chiết ADN tổng số 46 3.2.2.Sàng lọc thị SSR đa hình 49 3.3.Phân tích khác biệt mức độ phân tử giống bạch đàn lai 52 3.3.1.Điện di sản phẩm PCR với thị đa hình ghi nhận số liệu 52 3.3.2.Sự khác biệt mức độ phân tử giống bạch đàn lai sinh trưởng nhanh, sinh trưởng chậm 57 3.4.Phân tích khác biệt di truyền giống bạch đàn lai 63 3.4.1.Quan hệ di truyền 10 tổ hợp bạch đàn lai 63 3.4.2.Quan hệ di truyền dòng bạch đàn lai 66 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 71 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC download by : skknchat@gmail.com v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ADN AFLP APS ARN Bp cM CTAB CTPT CU dNTPs EDTA ISSR Kb MAS NST Nu PCR PU QTL RAPD RFLP RNase SDS SNP SSR TBE TE UC UE UP Acid Deoxyribonucleic Amplified fragment length polymorphism Amonium Persulfate Axit Ribonucleic Base pair Centi Morgan Cetyltrimethyl Amonium Bromide Chỉ thị phân tử Dòng bạch đàn lai E camaldunensis x E urophylla Deoxynucleotide triphosphate Ethylenediaminetetra Acetic Acid Inter-Simple sequence repeat Kilo base Marker Assisted Selection Nhiễm sắc thể Nucleotide polymerase chain reaction Dòng bạch đàn lai E pellita E urophylla Quantitative trait locus Random Amplified Polymosphic DNA Restriction Fragment Length Polymorphism Ribonuclease Sodium Dodecyl Sulphate Single nucleotide polymorphism Simple sequence repeats Tris-Boric Acid-EDTA Tris-EDTA Dòng bạch đàn lai E urophylla E camaldunensis Dòng bạch đàn lai E urophylla E exserta Dòng bạch đàn lai E urophylla E pellita download by : skknchat@gmail.com vi DANH MỤC CÁC BẢNG 2.1 Tên bảng Thành phần phản ứng PCR - SSR 2.2 Chương trình chạy phản ứng PCR chu kỳ nhiệt TT 3.1 3.2 3.3 Sinh trưởng bạch đàn lai Minh Đức – Bình Phước tuổi Sinh trưởng bạch đàn lai Minh Đức – Bình Phước tuổi Sinh trưởng bạch đàn lai Tân Lập – Bình Phước tuổi Trang 33 33 37 38 40 40 3.5 Sinh trưởng bạch đàn lai Tân Lập – Bình Phước tuổi 12 Sinh trưởng bạch đàn lai Tam Thanh – Phú Thọ tuổi 3.6 Sinh trưởng bạch đàn lai Bầu Bàng – Bình Dương tuổi 7,5 43 3.7 Sinh trưởng bạch đàn lai Kinh Đứng – Cà Mau tuổi 44 3.8 Xếp nhóm sinh trưởng dịng bạch đàn lai nghiên cứu 45 3.9 Kết đo độ hấp thụ bước sóng 260nm, 280nm nồng độ ADN tổng số 14 mẫu bạch đàn lai Danh mục thị SSR đa hình 48 53 3.12 Số liệu điện di thị EMBRA223, EMBRA225 gel polyacrylamide Số liệu thống kê thông tin đa hình 36 thị 3.13 Số liệu điện di thị EMBRA206 gel polyacrylamide 59 3.14 Số liệu điện di thị EMBRA263 gel polyacrylamide 61 3.15 Số liệu điện di thị EMBRA229 gel polyacrylamide 62 3.16 Khoảng cách di truyền 10 tổ hợp bạch đàn lai 63 3.17 Khoảng cách di truyền 14 dòng bạch đàn lai 66 3.4 3.10 3.11 3.18 3.19 Khoảng cách di truyền nhóm bạch đàn lai sinh trưởng nhanh Khoảng cách di truyền nhóm bạch đàn lai sinh trưởng chậm download by : skknchat@gmail.com 41 51 55 68 69 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Tên hình vẽ TT 3.1 Mẫu bảo quản 3.2 Kết tách ADN tổng số gel agarose 1% 3.3 3.4 3.5 Kết tách ADN tổng số mẫu bạch đàn lai sau năm bảo quản gel agarose 1% Kiểm tra sản phẩm PCR gel agarose 1% Điện di sản phẩm PCR tìm thị đa hình gel polyacrylamide 4,5% Trang 46 47 47 50 51 Kết điện di sản phẩm PCR EMBRA223, 3.6 EMBRA225 gel polyacrylamide với 14 mẫu bạch 53 đàn lai 3.7 Kết điện di sản phẩm PCR EMBRA116 gel polyacrylamide với 14 mẫu bạch đàn lai 54 Kết điện di sản phẩm PCR EMBRA102, 3.8 EMBRA153 gel polyacrylamide với 14 mẫu bạch 54 đàn lai 3.9 3.10 Kết điện di sản phẩm PCR EMBRA206 gel polyacrylamide với 14 mẫu bạch đàn lai Kết điện di sản phẩm PCR EMBRA229 gel polyacrylamide với 14 mẫu bạch đàn lai 59 61 3.11 Biểu đồ quan hệ di truyền 10 tổ hợp bạch đàn lai 65 3.12 Biểu đồ quan hệ di truyền 14 dòng bạch đàn lai 67 3.13 3.14 Biểu đồ quan hệ di truyền nhóm bạch đàn lai sinh trưởng nhanh Biểu đồ quan hệ di truyền nhóm bạch đàn lai sinh trưởng chậm download by : skknchat@gmail.com 68 70 ĐẶT VẤN ĐỀ Bạch đàn nhóm lồi có khả thích nghi với nhiều vùng sinh thái nên bạch đàn số loài dẫn đầu trồng rừng sản suất giới sáu châu lục 100 quốc gia với tổng diện tích đạt 20,07 triệu khoảng 90-95% giống bạch đàn trồng sản xuất giới thuộc chín lồi phân chi Symphyomyrtus (Brooker, 2000) giống lai chúng (Harwood, 2011) [32], [42], [43] Gỗ bạch đàn sử dụng cho ngành xây dựng, đóng đồ nội thất, nguyên liệu chế biến ván ép, ván dăm ngành công nghiệp giấy sản phẩm sinh khối cho ngành lượng Bạch đàn lai tên gọi chung cho sản phẩm lai tạo hai hay nhiều loài bạch đàn khác Bạch đàn lai quan tâm với ưu điểm vượt trội suất, chất lượng tính chống chịu với điều kiện bất lợi so với giống bố mẹ Cho đến nay, bạch đàn lai lựa chọn ưu tiên trồng rừng sản xuất Việt Nam quốc gia có lâm nghiệp phát triển giới: Brazil, Úc, Ấn Độ, Trung Quốc Bằng phương pháp chọn tạo giống truyền thống, từ giai đoạn năm 1990 đến nhà khoa học Việt Nam lai tạo thành công nhiều giống bạch đàn lai công nhận giống quốc gia giống tiến kỹ thuật Nhờ phát triển tính ứng dụng cao kỹ thuật sinh học phân tử, nhiều hướng nghiên cứu chọn tạo giống trồng lâm nghiệp triển khai năm gần Kỹ thuật sinh học phân tử công cụ hữu hiệu, trợ giúp đắc lực cho chọn giống trồng nhằm khắc phục trở ngại công tác chọn giống truyền thống Đặc biệt, phát triển nhanh chóng số lượng thị phân tử giải phóng nhà chọn giống khỏi khối lượng cơng việc đồ sộ phải chọn lọc, phát số lượng nhỏ cá thể quan tâm vô số cá thể khác nhờ việc xác định download by : skknchat@gmail.com có mặt hay vắng mặt thị phân tử liên kết với allele đặc hiệu mà khơng cần đánh giá kiểu hình [8] Ở Việt Nam, thời gian để giống lai nhân tạo công nhận phương pháp chọn giống truyền thống phải từ – năm với quy mô khảo nghiệm lớn nhiều lập địa khác Trong đó, dựa thành nghiên cứu đạt từ chọn giống truyền thống kết hợp việc sử dụng kỹ thuật sinh học phân tử tiết kiệm thời gian chọn giống quy mô khảo nghiệm giống Đây hướng nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu tìm giống sớm đưa vào sản xuất Từ sở trên, luận văn “Nghiên cứu khác biệt di truyền mức độ phân tử giống bạch đàn lai sinh trưởng nhanh chậm làm sở cho chọn giống sớm” đề xuất thực Đây nghiên cứu cần thiết làm sở xác định khác biệt di truyền cho số giống bạch đàn lai kỹ thuật Simple sequence repeats (SSR) download by : skknchat@gmail.com ... 3.3 .Phân tích khác biệt mức độ phân tử giống bạch đàn lai 52 3.3.1.Điện di sản phẩm PCR với thị đa hình ghi nhận số liệu 52 3.3.2 .Sự khác biệt mức độ phân tử giống bạch đàn lai sinh trưởng nhanh, ... phân tử giống bạch đàn lai sinh trưởng nhanh chậm làm sở cho chọn giống sớm” đề xuất thực Đây nghiên cứu cần thiết làm sở xác định khác biệt di truyền cho số giống bạch đàn lai kỹ thuật Simple... bạch đàn lai 63 3.17 Khoảng cách di truyền 14 dòng bạch đàn lai 66 3.4 3.10 3.11 3.18 3.19 Khoảng cách di truyền nhóm bạch đàn lai sinh trưởng nhanh Khoảng cách di truyền nhóm bạch đàn lai sinh trưởng