Tài liệu Nghiên cứu ứng dụng sinh học phân tử trong tạo dòng phục hồi phục vô công tác chọn tạo giống lúa lai 3 dòng ppt

6 840 3
Tài liệu Nghiên cứu ứng dụng sinh học phân tử trong tạo dòng phục hồi phục vô công tác chọn tạo giống lúa lai 3 dòng ppt

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SINH HỌC PHÂN TỬ TRONG TẠO DÒNG PHỤC HỒI PHỤC CÔNG TÁC CHỌN TẠO GIỐNG LÚA LAI 3 DÒNG Lê Hùng Lĩnh 1 , guyễn Trí Hoàn 2 , guyễn Thị Hằng 2 , Hồ Hữu hị 2 , Lê Duy Đức 1 SUMMARY Validation of molecular markers linked to fertility restorer gens and aplication marker-assisted selection to create restorer lines The present study was carried out with the objective to validate the molecular markers, which have been previously reported to be linked to fertility restorer gene for WA-CMS lines of rice. An advanced segregating F 2 population derived from a cross between IR58025A as a WA-CMS parent and R100 as a restorer line. The 40 F 2 plants were evaluated for fertility restorer trait and the genotypes of the 40 F 2 plants were determined using SSR markers. Using the marker-trait segregation data derived from analysis of the mapping population, a local linkage map of the genomic region around fertility restorer gene, a major fertility restoration locus on Chromosome 10 was constructed interval between SSR marker RM258 and RM171. Using marker-assisted selection for fertility restoration in segregating populations and identification of restorer, 12 restorer lines was bred including: BB13/R838, R7, IR35, RV114, BB4/4492, CC/R838, BB11/R23, IR78, BB14/R242, BB15/TR64, BC15, BB11/R23. Through the present study, we have established the usefulness of the marker-assisted selection method to create new rice varieties. Keywords: Hybrid rice, molecular markers and restorer gen. I. §ÆT VÊN §Ò Lúa lai có thể cho năng suất tăng hơn 20-30% so với lúa thường trong điều kiện trồng thâm canh ở Trung Quốc Dòng bất dục đực tế bào chất CMS kết hợp với dòng phục hồi R là công cụ di truyền quý giá để khai thác tiềm năng ưu thế lai. Đến nay, hơn 90% lúa lai vẫn sử dụng dòng bất dục đực tế bào chất kiểu WA (wild abortive) (Yao et al., 1997). Các nhà khoa học Trung Quốc, IRRI và các nước khác đã tạo ra hàng trăm dòng CMS và hàng ngàn dòng R có đặc điểm di truyền khác nhau với nền di truyền đa dạng và phong phú, trên cơ sở đó tạo ra được nhiều các tổ hợp 1 Ph òng Sinh h ọc p h â n t ử , Vi ện Di truy ền N ô ng nghi ệp. 2 Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Lúa lai, Viện Cây lương thực và Cây thực phNm. lai thớch ng cho nhiu vựng sinh thỏi khỏc nhau. Gn õy, cụng ngh sinh hc c coi nh l phng tin hu hiu gii quyt nhng vn khú khn m cụng tỏc chn ging c truyn khụng th thc hin c. Thnh tu ca k thut ch th phõn t DN A v k thut lp bn gen l nhng cụng c mi gúp phn tr giỳp c lc cho cụng tỏc chn to cỏc ging cõy trng. Vi s h tr ca ch th Marker phõn t, hng nghỡn QTLs liờn kt vi tớnh trng nụng sinh hc, gen phc hi, bt dc c mn cm nhit , chng chu sõu bnh, chu hn ó c phỏt hin. Gen phc hi bt dc t bo cht ó c xỏc nh, lp bn cho cỏc loi bt dc t bo cht ti cỏc locus/gen khỏc nhau trờn cỏc nhim sc th khỏc nhau (Gramene website). Trờn trang Gramene website nhng gen phc hi bt dc c t bo cht Rf ó c cụng b vi v trớ trờn nhim sc th v c kớ hiu t Rf1 n Rf17. Bharaj et al., (1995) xỏc nh c genes viz. Rf4 (Rf-WA-1) and Rf6 (Rf-WA- 2) trờn nhim sc th 7 v 10. Zhang et al., (1997) xỏc nh gen Rf3 gene liờn kt ch th RFLP markers trờn nhim sc th 1. Yao et al., (1997) xỏc nh hai gen phc hi bt dc c t bo cht kiu WA CMS trờn nhim sc th 1 (Rf3) v 10 (Rf6) Vic chn to ra cỏc dũng phc hi s dng trong cụng tỏc chn ging lỳa lai 3 dũng l vụ cựng quan trng, xut phỏt t c s ú chỳng tụi ó thc hin ti "ghiờn cu ng dng ch th phõn t trong vic to dũng phc hi phc v cụng tỏc chn ging lỳa lai 3 dũng" . II. VậT LIệU V PHƯƠN G PHáP N GHIÊN CứU 1. Vt liu nghiờn cu - Dũng m IR58025A l dũng bt dc c t bo cht c chn to ti IRRI. Dũng b R100, dũng phc hi c nghiờn cu chn lc ti Trung tõm N ghiờn cu Lỳa lai v 34 dũng trin vng th h F5 gia dũng phc hi v dũng mang gen chng chu sõu bnh. 2. Phng phỏp nghiờn cu - B trớ thớ nghim v ỏnh giỏ cỏc ch tiờu theo phng phỏp nghiờn cu lỳa lai ca Vin N ghiờn cu Lỳa Quc t (IRRI). - Tỏch chit DN A tng s t mu lỏ theo phng phỏp CTAB ci tin. K thut in di trờn gel polyacrylamide. K thut lm phn ng PCR vi cỏc loi mi SSR. K thut thu thp d liu v phõn tớch d liu theo cỏc phn mm POPGEN E, MAPMAKER v cỏc phng phỏp phõn tớch thng kờ khỏc. III. KếT QUả V THảO LUậN 1. Kt qu phõn tớch di truyn ca tớnh trng phc hi hu dc S di truyn tớnh trng phc hi bt dc c t bo cht c ỏnh giỏ thụng qua s phõn ly kiu hỡnh (bt dc/hu dc) ca cỏc cỏ th trong qun th phõn ly. Trong thớ nghim ny, 100 cỏ th F2 ó c s dng phõn tớch di truyn. Hai bụng ca mi cỏ th c bao cỏch ly bng giy búng kớnh ngn chn phn l bay vo nhm ỏnh giỏ kh nng t u ht. N goi s ỏnh giỏ t l u ht, cỏc cỏ th ó c ỏnh giỏ ht phn thụng qua nhum IKI 1% v quan sỏt di kớnh hin vi quang hc. Bng 1 l kt qu nhn c trong thớ nghim ỏnh giá di truyn tính trng phc hi bt dc c t bào cht. Bảng 1. Kết quả phân tích sự di truyền của tính trạng phục hồi Đối tượng theo dõi Số cây hữu dục Số cây bất dục IR58025A 0 30 R100 30 0 Quần thể F2 của tổ hợp lai IR58025A/R100 Phân ly thực tÕ 72 28 Phân ly lý thuyết 75 25 X 2 X 2 = 0,48 Kt qu bng 1 cho thy s phân ly các cá th hu dc và bt dc trong qun th F2 tuân theo quy lut ca Menden vi t l 3 hu dc : 1 bt dc, vi ch s X 2 = 0,48. Như vậy, tính trạng phục hồi bất dục đực tế bào chất là tính trạng đơn gen. 2. Kết quả xác định chỉ thị phân tử liên kết gen phục hồi hữu dục đực tế bào chất Trong thí nghiệm này, đã thu ngẫu nhiên mẫu lá của 40 cá thể thuộc quần thể F2 cùng với dòng mẹ IR58025A và dòng bố R100. Những chỉ thị phân tử cho đa hình giữa dòng mẹ IR58025A và dòng bố R100 được sử dụng chạy kiểm tra di truyền các cá thể trong quần thể F2 để xác định liên kết của chỉ thị phân tử với gen phục hồi bất dục đực tế bào chất. Kết quả phân tích sự đồng phân ly giữa kiểu hình và kiểu gen của các chỉ thị SSR cho gen phục phục hồi bất dục đực tế bào chất trong quần thể F2 cho thấy 40 cá thể F2 chia thành hai nhóm rõ rệt 29 cá thể hữu dục và 11 cá thể bất dục. Hai nhóm kiểu hình này đồng phân ly kiểu gen tại chỉ thị phân tử SSR RM258 và RM171. Tỷ lệ 3:1 (29:11) cho tính trạng hữu dục và bất dục đã khẳng định gen phục hồi bất dục đực tế bào chất là một gen trội. Từ kết quả này cho ta thấy chỉ thị phân tử SSR RM258 và RM171 liên kết với gen phục hồi bất dục đực. Dựa vào kết quả trên chúng tôi đã xác định vị trí locus mang gen phục hồi bất dục đực tế bào chất nằm trên nhiễm sắc thể số 10, với hai chỉ thị phân tử lµ RM258 và RM171 (www.gramene.org) (hình số 4). 1: Dòng IR58025A 2: Dòng R100 Hình 1. Kt qu chy a hình ca các ch th vi b m Hình 2. Kt qu chy a hình ca các ch th vi b m 1=IR58025A, 2= Dị hợp tử, 3=R100 Hình 3. Kt qu kim tra di truyn vi marker RM258 Hình 4. Bn  ch th phân t SSR liên kt vi gen phc hi trên nhim sc th s 10 3. Ứng dụng chỉ thị phân tử chọn lọc các dòng phục hồi triển vọng  xác nh nhng dòng phc hi trin vng, ã ã thu thp ưc 34 dòng  th h F 5 t t hp lai gia dòng phc hi và dòng có các c tính mong mun  kim tra bng các ch th phân t. Các mu lá non, khe mnh, không có sâu bnh ưc thu t 34 dòng khác nhau ngoài ng rung. S dng các ch th RM258 và RM171 liên kt gen phc hi kim tra các dòng trin vng mang gen phc hi. Kt qu chúng tôi ã chn lc ưc 12 dòng mang gen phc hi (bng 4). Bảng 4. Các dòng mang gen phục hồi được chọn lọc bằng chỉ thị phân tử STT Tên dòng Stt Tên dòng 1 BB13/R838 7 BB11/R23 2 R7 8 IR78 3 IR35 9 BB14/R242 4 RV114 10 BB15/TR64 5 BB4/4492 11 BC15 6 CC/R838 12 BB11/R23 Tạp chí khoa họccông nghệ nông nghiệp Việt Nam 6 IV. KếT LUậN - Kết quả nghiên cứu cho thấy gen phục hồi là gen tri và có hai ch th phõn t SSR: RM258 v RM171 liờn kt cht vi locus mang gen này trờn nhim sc th s 10. - Với việc sử dng các ch th phõn t đấ xác định ở trên ó ó sàng lọc c cỏc dũng lúa: BB13/R838, R7, IR35, RV114, BB4/4492, CC/R838, BB11/R23, IR78, BB14/R242, BB15/TR64, BC15, BB11/R23 mang gen phục hồi - Kết hợp với các đặc tính nông học trong s 12 dòng trên kết quả cho thấy có 4 dòng: BC15, BB13/R838, RV114 và BB4/4492 là tốt nhất có độ thuần, u thế lai cao, và chống chịu bênh tốt TI LIU THAM KHO Bharaj TS, Virmani SS, Khush GS, 1995. Chromosomal location of fertility restoring genes for wild abortive cytoplasmic male sterility using primary trisomics in rice. Euphytica 83:169-173. Linh L.H, Hang . T., Kang K.H, Lee Y.T, Kwon S.J, Ahn S , 2008. Introgression of a quantitative trait locus for spikelets per panicle from Oryza minuta to the O. sativa cultivar Hwaseongbyeo. Plant Breeding doi:10.1111/j.1439-0523.2007.01462.x. Linh L.H, Jin F.X, Kang K.H, Lee Y.T, Kwon S.J, Ahn S , 2006. Mapping quantitative trait loci for heading date and awn length using an advanced backcross line from a cross between Oryza sativa and O. minuta. Breeding Science 56: 341-349. Virmani S.S., 2003. Advances in hybrid rice research and development in the tropics. In: Virmani SS, Mao CX, Hardy B (eds) Hybrid rice for food security, poverty alleviation, and environmental protection. Proceedings of the 4 th International Symposium on Hybrid Rice, 14-17 May 2002, Hanoi, Vietnam. International Rice Research Institute, Manila, Philippines, pp 7-20. Yao F. Y., Xu C. G., Yu S. B., Li J. X., Gao Y. J., Li X. H. and Zhang Q., 1997. Mapping and genetic analysis of two fertility restorer loci in the wild abourtive cytoplasmic male sterility system of rice (O. sativa L.); Euphytica 98, 183 - 187. Zhang G.; Bharaj T.S.; Virmani S.S. and Huang ., 1997. Mapping of the RFLP - 3 nuclear fertility restoring gene for WA cytoplasmic male sterility in rice using RAPD and RFLP markers; Theor. Appl. Genet. 83, 495 - 499. gi phn bin PGS. TS. Nguyn Vn Vit . NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SINH HỌC PHÂN TỬ TRONG TẠO DÒNG PHỤC HỒI PHỤC VÔ CÔNG TÁC CHỌN TẠO GIỐNG LÚA LAI 3 DÒNG Lê Hùng Lĩnh 1 ,. s 10 3. Ứng dụng chỉ thị phân tử chọn lọc các dòng phục hồi triển vọng  xác nh nhng dòng phc hi trin vng, ã ã thu thp ưc 34 dòng  th

Ngày đăng: 26/02/2014, 18:20

Hình ảnh liên quan

Kết quả bảng 1 cho thấy sự phõn ly cỏc cỏ thể hữu dục và bất dục trong quần thể F2  tuõn  theo  quy  luật  của  Menden  với  tỷ  lệ  3  hữu  dục  :  1  bất  dục,  với  chỉ  số X2  =  0,48 - Tài liệu Nghiên cứu ứng dụng sinh học phân tử trong tạo dòng phục hồi phục vô công tác chọn tạo giống lúa lai 3 dòng ppt

t.

quả bảng 1 cho thấy sự phõn ly cỏc cỏ thể hữu dục và bất dục trong quần thể F2 tuõn theo quy luật của Menden với tỷ lệ 3 hữu dục : 1 bất dục, với chỉ số X2 = 0,48 Xem tại trang 3 của tài liệu.
Bảng 1. Kết quả phõn tớch sự di truyền của tớnh trạng phục hồi - Tài liệu Nghiên cứu ứng dụng sinh học phân tử trong tạo dòng phục hồi phục vô công tác chọn tạo giống lúa lai 3 dòng ppt

Bảng 1..

Kết quả phõn tớch sự di truyền của tớnh trạng phục hồi Xem tại trang 3 của tài liệu.
3. Ứng dụng chỉ thị phõn tử chọn lọc cỏc dũng phục hồi triển vọng  - Tài liệu Nghiên cứu ứng dụng sinh học phân tử trong tạo dòng phục hồi phục vô công tác chọn tạo giống lúa lai 3 dòng ppt

3..

Ứng dụng chỉ thị phõn tử chọn lọc cỏc dũng phục hồi triển vọng Xem tại trang 5 của tài liệu.
Bảng 4. Cỏc dũng mang gen phục hồi được chọn lọc bằng chỉ thị phõn tử - Tài liệu Nghiên cứu ứng dụng sinh học phân tử trong tạo dòng phục hồi phục vô công tác chọn tạo giống lúa lai 3 dòng ppt

Bảng 4..

Cỏc dũng mang gen phục hồi được chọn lọc bằng chỉ thị phõn tử Xem tại trang 5 của tài liệu.

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan