Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu cải tiến tính chịu ngập của giống lúa AS996 bằng chỉ thị phân tử.Nghiên cứu cải tiến tính chịu ngập của giống lúa AS996 bằng chỉ thị phân tử.Nghiên cứu cải tiến tính chịu ngập của giống lúa AS996 bằng chỉ thị phân tử.Nghiên cứu cải tiến tính chịu ngập của giống lúa AS996 bằng chỉ thị phân tử.Nghiên cứu cải tiến tính chịu ngập của giống lúa AS996 bằng chỉ thị phân tử.Nghiên cứu cải tiến tính chịu ngập của giống lúa AS996 bằng chỉ thị phân tử.Nghiên cứu cải tiến tính chịu ngập của giống lúa AS996 bằng chỉ thị phân tử.Nghiên cứu cải tiến tính chịu ngập của giống lúa AS996 bằng chỉ thị phân tử.Nghiên cứu cải tiến tính chịu ngập của giống lúa AS996 bằng chỉ thị phân tử.Nghiên cứu cải tiến tính chịu ngập của giống lúa AS996 bằng chỉ thị phân tử.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM DỖN THỊ HƯƠNG GIANG NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN TÍNH CHỊU NGẬP CỦA GIỐNG LÚA AS996 BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM DỖN THỊ HƯƠNG GIANG NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN TÍNH CHỊU NGẬP CỦA GIỐNG LÚA AS996 BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ Chuyên ngành : Di truyền Chọn giống trồng Mã số : 96.20.111 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS Lê Huy Hàm PGS TS Lưu Minh Cúc HÀ NỘI - 2022 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Tồn số liệu kết nghiên cứu luận án trung thực chưa sử dụng để công bố cơng trình nghiên cứu để nhận học vị, thơng tin trích dẫn luận án rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Tác giả luận án Doãn Thị Hương Giang i LỜI CẢM ƠN Trước hết, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Lê Huy Hàm (Nguyên Viện trưởng - Viện Di truyền Nông nghiệp), PGS.TS Lưu Minh Cúc (Trưởng Phòng Giám định Sinh vật Sản phẩm Biến đổi gen - Viện Di truyền Nông nghiệp) tận tình, hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành cơng trình nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, tập thể Lãnh đạo Cán Ban đào tạo Sau Đại học tạo điều kiện thuận lợi suốt trình học tập nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn Tập thể cán Bộ môn Sinh học Phân tử, Phòng Giám định Sinh vật Sản phẩm Biến đổi gen (Viện Di truyền Nông nghiệp) Bộ môn Chọn tạo Giống lúa (Viện Lúa Đồng Sông Cửu Long) – nơi thực nội dung đề tài luận án, giúp đỡ tơi đóng góp nhiều ý kiến q báu q trình thực hồn thành luận án Hồn thành luận án cịn có động viên, khuyến khích giúp đỡ bạn bè, đồng nghiệp gia đình Tất giúp đỡ tình cảm quý báu nguồn động lực lớn giúp hồn thành cơng trình nghiên cứu Mặc dù thân cố gắng hoàn thành luận án phạm vi khả cho phép chắn không tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận cảm thơng tận tình bảo q Thầy Cô bạn Tôi xin chân thành cảm ơn./ Hà Nội, ngày tháng .năm 2022 Tác giả luận án Doãn Thị Hương Giang ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Anh Nghĩa chữ viết tắt ADN Acid Deoxyribo Nucleic Acid Deoxyribo Nucleic ANP Anaerobic protein Anaerobic protein BĐKH Biến đổi khí hậu bp Base pair Cặp bazơ Chr Chromosome Nhiễm sắc thể CTAB Cetyltrimethylammonium bromide Cetyltrimethylammonium bromide CTPT Molecular marker Chỉ thị phân tử Cs; et al et al Cộng CV% Coefficient of Variation Hệ số biến động CMF Cellulose microfibrils Vi sợi cellulose Đ/c Đối chứng ĐBSCL Đồng sông Cửu Long ĐBSH Đồng sông Hồng FAO Food and Agriculture Organization of Tổ chức Lương thực Nông nghiệp the United Nations Liên Hiệp Quốc GDP Gross Domestic Product IPCC Intergovernmental Panel on Climate Uỷ ban liên Chính phủ biến đối Change khí hậu Tổng sản phẩm quốc nội KL Khối lượng KHNN Khoa học Nông nghiệp LSD Least Significant Difference Sự sai khác có ý nghĩa MABC Marker Assisted Backcrossing MAS Marker-assisted selection Chọn giống thị phân tử kết hợp lai trở lại Chọn lọc nhờ thị phân tử MONRE Ministry of Natural Resources and Environment Bộ Tài nguyên Môi trường NST Nhiễm sắc thể iii NS Năng suất NSLT Năng suất lý thuyết NSTT Năng suất thực thu KL1000 Khối lượng 1000 hạt PCR Polymerase Chain Reaction Phản ứng chuỗi trùng hợp PTNT Phát triển nơng thơn QTL Quantitative Trait Locus Locus tính trạng số lượng SSR Simple Sequence Repeat Trình tự lặp lại đơn giản RPG Recurrent parent genotype Kiểu gen bố mẹ phục hồi TB Trung bình TGST Thời gian sinh trưởng QCVN Quy chuẩn Việt nam BNNPTNT Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn RFLP Restriction fragment polymorphism RAPD Randomly Amplified Polymorphic ADNs Đa hình đoạn ADN khuyếch đại ngẫu nhiên AFLP Amplified Fragment Length Polymorphism Đa hình chiều dài đoạn ADN nhân chọn lọc STS Sequence Tagged Site Xác định vị trí trình tự đánh dấu RGA Resistance Gene Analog Vùng tương đồng gen kháng SNPs Single nucleotide polymorphism Đa hình nucleotit đơn Đvt lengthChỉ thị đa hình chiều dài mảnh phân cắt giới hạn Đơn vị tính DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng biểu Trang Bảng 2.1 Danh sách giống lúa dùng làm vật liệu khởi đầu……………… 41 Bảng 2.2 Thang điểm đánh giá tính chịu ngập số CS% 45 Bảng 2.3 Thành phần phản ứng PCR…………………………………………… 46 Bảng 2.4 Đánh giá chất lượng cơm theo 10 TCN 590- 2004…………………… 52 Bảng 3.1 Đặc tính nơng học dịng/giống vật liệu Vụ Thu Đông 2010 viện lúa ĐBSCL Bảng 3.2 Năng suất yếu tố cấu thành suất dịng/giống vật liệu vụ Thu Đơng 2010 viện lúa ĐBSCL Bảng 3.3 61 Kết lọc ngập dịng/giống lúa thí nghiệm vụ Thu Đông 2010 viện Lúa ĐBSCL Bảng 3.4 61 63 Bảng 3.7 Đặc điểm nơng học hình thái giống sử dụng làm vật liệu bố mẹ nghiên cứu vụ Thu Đông 2010, Đông Xuân 2010-2011 viện Lúa ĐBSCL………………………………………………… Năng suất yếu tố cấu thành suất giống sử dụng làm vật liệu nghiên cứu vụ Thu Đông 2010, Đông Xuân 2010-2011 viện Lúa ĐBSCL……………………………………………………… Bảng đánh giá chất lượng gạo cơm giống sử dụng làm vật liệu nghiên cứu vụ Thu Đông 2010, Đông Xuân 2010-2011 viện Lúa ĐBSCL…………………………………………………………… Chỉ thị cho kết đa hình giống lúa AS996 IR64-Sub1 NST1 Bảng 3.8 Chỉ thị cho kết đa hình giống lúa AS996 IR64-Sub1 NST2 69 Bảng 3.9 Chỉ thị cho kết đa hình giống lúa AS996 IR64-Sub1 NST3 70 Bảng 3.10 Chỉ thị cho kết đa hình giống lúa AS996 IR64-Sub1 NST4 70 Bảng 3.11 Chỉ thị cho kết đa hình giống lúa AS996 IR64-Sub1 NST5 71 Bảng 3.12 Chỉ thị cho kết đa hình giống lúa AS996 IR64-Sub1 NST6 72 Bảng 3.13 Chỉ thị cho kết đa hình giống lúa AS996 IR64-Sub1 NST7 72 Bảng 3.14 Chỉ thị cho kết đa hình giống lúa AS996 IR64-Sub1 NST8 73 Bảng 3.15 Chỉ thị cho kết đa hình giống lúa AS996 IR64-Sub1 NST9 75 Bảng 3.16 Chỉ thị cho kết đa hình giống lúa AS996 IR64-Sub1 NST10 77 Bảng 3.17 Chỉ thị cho kết đa hình giống lúa AS996 IR64-Sub1 NST11 77 Bảng 3.5 Bảng 3.6 65 65 67 68 Bảng 3.18 Chỉ thị cho kết đa hình giống lúa AS996 IR64-Sub1 NST12 78 Bảng 3.19 Tỉ lệ thị đa hình 12 nhiễm sắc thể…………………………… 80 Bảng 3.20 Kết đánh giá khả chịu ngập dịng thí nghiệm mang locut gen Sub1………………………………………………………………… Bảng 3.21 99 Kết đánh giá dòng mang locut gen Sub1 hệ BC3F3 vụ Thu-Đông 2013 Viện Lúa ĐBSCL……………………… 100 Bảng 3.22 Kết đánh giá dòng mang locut gen Sub1 hệ BC3F4 vụ Đông Xuân 2013-2014 Viện Lúa ĐBSCL……………… 102 Bảng 3.23 Kết đánh giá dòng mang locut gen Sub1 hệ BC3F5 vụ Hè Thu 2014 Viện Lúa ĐBSCL………………………… 104 Bảng 3.24 Một số đặc điểm nông sinh học giống điều kiện canh tác bình thường qua vụ Viện Lúa ĐBSCL………………………… 107 Bảng 3.25 Đặc điểm sinh trưởng giống điều kiện ngập…………… 108 Bảng 3.26 Một số yếu tố cấu thành suất giống AS996-Sub1 điều kiện bình thường điều kiện ngập qua vụ Viện Lúa ĐBSCL 109 Bảng 3.27 Năng suất số giống thí nghiệm điều kiện thường điều kiện ngập nhân tạo qua vụ Viện Lúa ĐBSCL…………… 110 Bảng 3.28 Đặc điểm nông sinh học mức độ nhiễm sâu bệnh hại giống OM351 tỉnh ĐBSCL Đông Nam Bộ…………………… 113 Bảng 3.29 Đánh giá độ đồng ruộng yếu tố cấu thành suất giống OM351 khảo nghiệm…………………………………… 114 Bảng 3.30 Năng suất thực thu giống OM351qua vụ vùng Đồng sông Cửu Long Đông Nam Bộ…………………………………… Bảng 3.31 Kết đánh giá số tiêu chất lượng gạo giống OM351… …………………………………………………………… Bảng 3.32 Kết đánh giá giống OM351 điều kiện sản xuất bình thường tỉnh đồng sông Cửu Long Vụ Hè Thu 2016 115 118 119 Bảng 3.33 Kết đánh giá giống OM351 điều kiện sản xuất bình thường tỉnh đồng sông Cửu Long vụ Đông Xuân 2016-2017 … 121 Bảng 3.34 Kết đánh giá giống OM351 điều kiện sản xuất bình thường tỉnh đồng sông Cửu Long vụ Hè Thu 2017………………… 123 Bảng 3.35 Mức độ nhiễm sâu bệnh giống tham giá thí nghiệm tỉnh ĐBSCL vụ vụ Đơng Xuân 2016-2017………………………………… Bảng 3.36 Mức độ nhiễm sâu bệnh giống tham giá thí nghiệm tỉnh ĐBSCL vụ Hè Thu 2017……………………………………………… 125 127 Bảng 3.37 Kết đánh giá số tiêu chất lượng gạo cơm giống OM351 giống AS996 vụ Hè Thu 2017 128 DANH MỤC HÌNH STT Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 2.1 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 3.14 Hình 3.15 Tên hình Trang Kịch BĐKH qua giai đoạn (1950-2300)…………………… Bản đồ nguy vùng bị ngập lụt ĐBSCL theo kịch nước biển dâng 100cm……………………………………………………… 14 Cơ chế giải phẫu lúa điều kiện ngập: Sự hình thành tế bào aerenchyma hàng rào ROL…………………………………… 20 Sơ đồ cho chọn giống phương pháp MABC……………………… 29 Các bước thí nghiệm chọn tạo giống lúa chịu ngập chìm 59 phương pháp MABC Kết điện di sản phẩm PCR hai giống lúa AS996 IR64-Sub1với hai thị ART5 SC3 liên kết chặt với QTL Sub1 NST Bản đồ locus gen Sub1 CTPT đa hình NST9…………… Kết kiểm tra thị phân tử SSR để tìm thị đa hình giống lúa AS996 IR64- Sub1……………………………………………… Sàng lọc cá thể F1(AS996/IR64Sub1) thị ART5……… Sàng lọc cá thể F1(AS996/IR64Sub1) thị SC3………… Sàng lọc cá thể quần thể BC1F1(AS996/IR64-Sub1) thị ART5……………………………………………………………… Sàng lọc cá thể quần thể BC1F1(AS996/IR64-Sub1) thị SC3………………………………………………………………… Kết phân tích di truyền 56 cá thể BC1F1 phần mềm GGT v.2.0………………………………………………………………… Tỉ lệ di truyền giống nhận gen AS996 (A) tỉ lệ cá thể mang kiểu gen dị hợp tử (H) tính quần thể BC1F1 (hình A) cá thể BC1F1 số 16 (hình B)………………………………………… Kết phân tích di truyền cá thể BC1F1 số 16 phần mềm GGT v 2.0…………………………………………………………… Sàng lọc cá thể quần thể BC2F1 (AS996/IR64-Sub1) thị ART5…………………………………………………… Sàng lọc cá thể quần thể BC2F1(AS996/IR64-Sub1) thị SC3………………………………………………………………… Kết phân tích di truyền 62 cá thể BC2F1 phần mềm GGT v.2.0…………………………………………………………………… Tỉ lệ di truyền giống nhận gen AS996 (A) tỉ lệ cá thể mang kiểu gen dị hợp tử (H) tính quần thể BC2F1 (hình A) cá thể BC2F1 số (hình B)…………………………………………………… Kết phân tích di truyền cá thể BC2F1 số phần mềm 74 75 79 81 81 82 82 83 84 85 87 87 88 89 CC BONG/M2 HCHAC TL LEP P1000 NSTT (N= NO OBS 30 30 30 30 30 30 30) 106.00 394.26 113.00 10.865 27.213 5.9133 | SD/MEAN % BASED ON BASED ON | TOTAL SS RESID SS | 8.0430 4.9863 4.7 0.9262 39.424 34.180 8.7 0.1710 14.091 13.483 11.9 0.6731 1.4861 0.92715 8.5 0.1768 0.44932 0.39665 1.5 0.4375 0.44157 0.38711 6.5 0.4639 | | | | 0.0005 0.1261 0.2479 0.0008 0.1103 0.0985 | | Thí nghiệm dịng triển vọng BC3F5 Hè thu 2014 BALANCED ANOVA FOR VARIATE CC FILE GIANG VARIATE V003 CC LN SOURCE OF VARIATION 18/8/2014 22:18 :PAGE SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN =========================== ================================================== NL 76.0667 38.0333 0.71 0.507 DONG$ 638.533 70.9481 1.33 0.288 * RESIDUAL 18 959.267 53.2926 * TOTAL (CORRECTED) BALANCED ANOVA FOR VARIATE DF 29 1673.87 BONG/M2 FILE GIANG 57.7195 18/8/2014 22:18 :PAGE VARIATE V004 BONG/M2 LN SOURCE OF VARIATION SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= NL 984.024 492.012 0.71 0.507 DONG$ 17471.7 1941.31 2.82 0.029 * RESIDUAL 18 12393.1 688.506 * TOTAL (CORRECTED) BALANCED ANOVA FOR VARIATE DF 29 30848.9 HCHAC FILE GIANG 1063.75 18/8/2014 22:18 :PAGE VARIATE V005 HCHAC LN SOURCE OF VARIATION SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= NL 209.337 104.668 1.45 0.261 DONG$ 1231.72 136.858 1.89 0.119 * RESIDUAL 18 1301.04 72.2802 * TOTAL (CORRECTED) BALANCED ANOVA FOR VARIATE DF 29 2742.10 TL LEP FILE GIANG 94.5552 18/8/2014 22:18 :PAGE VARIATE V006 TL LEP LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF SQUARES MEAN SQUARES F RATIO PROB ER LN ============================================================== =============== NL DONG$ * RESIDUAL 7.24951 46.3688 18 23.2863 3.62475 5.15209 1.29368 * TOTAL (CORRECTED) 29 76.9047 2.65188 BALANCED ANOVA FOR VARIATE P1000 FILE GIANG 18/8/2014 22:18 VARIATE V007 P1000 LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF SQUARES 2.80 0.086 3.98 0.006 MEAN SQUARES :PAGE 3 F RATIO PROB ER LN ============================================================== =============== 171 NL DONG$ * RESIDUAL 164667 4.60133 18 3.68867 823333E-01 511259 204926 * TOTAL (CORRECTED) 29 8.45467 291540 BALANCED ANOVA FOR VARIATE NSTT FILE GIANG :PAGE SOURCE OF VARIATION 3 18/8/2014 22:18 VARIATE V008 NSTT LN 0.40 0.680 2.49 0.047 DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= NL 461547 230773 2.05 0.156 DONG$ 2.06148 229053 2.04 0.095 * RESIDUAL 18 2.02232 112351 * TOTAL (CORRECTED) 29 4.54535 TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE GIANG MEANS FOR EFFECT NL SE(N= 5%LSD SE(N= 5%LSD NL NOS 10 10 10 10) 18DF NL NOS 10 10 10 10) 18DF 156736 18/8/2014 22:18 :PAGE CC 107.700 105.800 109.700 BONG/M2 296.880 301.160 287.450 HCHAC 92.8133 98.7300 98.0400 TL LEP 9.41356 10.6149 10.0851 2.30852 6.85895 8.29762 24.6535 2.68850 7.98792 0.359678 1.06866 P1000 26.7300 26.8000 26.9100 NSTT 5.81200 5.78400 6.06000 0.143152 0.425327 0.105996 0.314929 CC 102.000 110.000 105.333 115.667 103.333 112.333 104.667 114.000 106.000 104.000 BONG/M2 291.867 268.867 344.333 289.333 295.033 260.500 288.067 280.300 305.000 328.333 HCHAC 98.1556 85.4667 108.256 93.6889 102.767 98.5333 102.367 92.5000 90.9111 92.6333 TL LEP 10.9956 9.91111 6.63333 10.5741 9.79259 11.0852 10.9963 9.52963 10.3941 10.4667 4.21476 12.5227 15.1493 45.0108 4.90850 14.5839 0.656679 1.95109 P1000 27.1667 26.9667 27.3667 26.5000 26.4333 26.7333 26.5000 26.2667 27.4667 26.7333 NSTT 5.93333 5.94667 6.60000 5.80000 5.73333 5.80000 5.83333 5.93667 5.60333 5.66667 0.261359 0.776537 0.193521 0.574979 MEANS FOR EFFECT DONG$ DONG$ C13-1-1 C13-1-3 C13-1-4 C13-1-5 C13-1-6 C13-1-7 C13-1-8 C13-1-9 AS996 Ð/c IR64-Sub1 SE(N= 5%LSD 3) 18DF DONG$ C13-1-1 C13-1-3 C13-1-4 C13-1-5 C13-1-6 C13-1-7 C13-1-8 C13-1-9 AS996 Ð/c IR64-Sub1 SE(N= 5%LSD NOS 3 3 3 3 3 3) 18DF NOS 3 3 3 3 3 172 ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE GIANG 18/8/2014 22:18 :PAGE F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL SECTION - VARIATE CC BONG/M2 HCHAC TL LEP P1000 NSTT GRAND MEAN 30) (N= NO OBS 30 107.73 30 295.16 30 96.528 30 10.038 30 26.813 30 5.8853 |NL STANDARD DEVIATION C OF V SD/MEAN | BASED ON BASED ON % | TOTAL SS RESID SS | 7.5973 7.3002 6.8 0.5072 32.615 26.239 8.9 0.5068 9.7240 8.5018 8.8 0.2606 1.6285 1.1374 11.3 0.0858 0.53994 0.45269 1.7 0.6796 0.39590 0.33519 5.7 0.1556 |DONG$ | | | 0.2882 0.0293 0.1188 0.0062 0.0472 0.0946 | | | | Chi so di truyen Ver 1.0 Nguyen dinh Hien So dong