Luận văn thạc sĩ VNUA 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.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 năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Huế i LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn thạc sĩ, thân tơi ln nỗ lực cố gắng, bên cạnh tơi nhận giúp đỡ quý báu nhiều thầy, cơ, người thân gia đình bạn bè Nhân dịp hồn 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 Nông 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 tơi suốt q trình học tập thực đề tài Tôi 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 Nông nghiệp Việt Nam tận tình giúp đỡ tơi q trình học tập, thực đề tài hồn thành luận văn Tôi 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 năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Huế ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.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 đông xuân 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.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 nông sinh học dòng 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 nông sinh học dòng BC3F1 nhập gen Xa7 vụ mùa 2015 Viện nghiên cứu Phát triển Cây trồng 43 Bảng 4.7 Một số đặc điểm nơng sinh học dịng 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.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 Đông xuân 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.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 đông xuân 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 nòi 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 nơng 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 nịi 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 15 BC3F2-2.2.8.37 106 96,4 720 20,7 Nâu 13,1 Chọn 16 BC3F2-2.2.8.42 106 91,3 721 21 Nâu 10,1 Loại 17 BC3F2-3.8.1.4 107 98,1 748 20,9 Nâu 12,5 Chọn 18 BC3F2-3.8.1.19 109 94 812 21,3 Vàng 13,8 Loại 19 BC3F2-3.8.1.20 107 96,5 867 21,4 Nâu 14,8 Chọn 20 BC3F2-3.8.1.36 106 92,7 763 22,2 Nâu 13,6 Chọn 21 BC3F2-3.8.5.3 105 97,3 711 21,3 Nâu 12,1 Chọn 22 BC3F2-3.8.5.12 106 99,1 813 20,6 Nâu 13,4 Chọn 23 BC3F2-3.8.5.43 114 92,6 745 20,2 Nâu 11,6 Loại 24 BC3F2-3.8.5.45 106 95,8 821 20,5 Nâu 13,5 Chọn 76 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 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 STT Cá thể TGST (Ngày) LT2 (Đ/C) 106 Chiều cao cc (cm) 97,5 Số hạt chắc/cây (Hạt) 846 BC3F2 - 5.1.5.1 107 98,2 815 21,2 Nâu 13,8 Chọn BC3F2 - 5.1.5.4 BC3F2 - 5.1.5.11 106 107 94,5 97 792 851 21,2 20,6 Nâu Nâu 13,4 14 Loại Chọn BC3F2 - 5.1.5.12 107 98,2 916 21,1 Nâu 15,5 Chọn 10 11 12 13 BC3F2 - 5.1.5.18 BC3F2 - 5.1.5.36 BC3F2 - 8.5.6.21 BC3F2 - 8.5.6.37 BC3F2 - 8.5.6.44 BC3F2 - 9.5.4.1 BC3F2 - 9.5.4.11 BC3F2 - 9.5.4.22 108 106 106 106 109 108 106 108 92 92,5 94,4 98,3 98,1 97,4 92,7 103,4 6 7 821 960 720 721 812 901 763 876 20,8 20,7 20,7 21 21,3 21,3 22,5 20,6 Nâu Nâu Nâu Nâu Nâu Nâu Nâu Nâu 13,7 15,9 13,1 12,1 13,8 13,8 13,6 14,4 Chọn 14 BC3F2 - 9.5.4.23 105 98,2 781 21,9 Nâu 14,1 Chọn 15 BC3F2 - 9.5.4.29 106 94,1 801 20,5 Nâu 13,1 Chọn 16 17 BC3F2 - 9.5.4.31 BC3F2 - 9.5.4.43 106 108 98,6 96,2 740 812 21 20,2 Vàng Nâu 12,4 13,1 Loại Chọn Số bông/cây 77 KL 1000 hạt (g) Màu sắc hạt NS cá thể (g) 20,6 Nâu 14,1 Kết (Chọn/Loại) Loại Chọn Chọn Chọn Chọn Loại Loại 4.2 THẢO LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Với vật liệu ban đầu hạt lai hệ BC2F1 mang gen Xa7 Xa21, sau vụ nghiên cứu, sử dụng phương pháp chọn giống kết hợp lai hồi giao với thị phân tử lây nhiễm nhân tạo, đề tài chọn 17 cá thể BC3F2 mang gen Xa7, 11 cá thể BC3F2 mang gen Xa21 đồng hợp tử có suất, chất lượng (mùi thơm điểm 3) giống với LT2 nguyên Các kết nghiên cứu vụ cho thấy phù hợp kiểu gen (chỉ thị phân tử) với kiểu hình (tính kháng/nhiễm) Đề tài sử dụng nhập gen Xa7 Xa21 vào giống lúa chất lượng LT2, hai gen kháng trội, có khả kháng hầu hết chủng vi khuẩn gây bệnh bạc miền Bắc Việt Nam Kết kiểm tra gen thị phân tử kết hợp với lây nhiễm nhân tạo cho thấy, hầu hết cá thể mang gen Xa7, Xa21 kháng với nòi số 3, nòi số nhiễm với nòi số 14 Theo kết nghiên cứu Bùi Trọng Thủy (2009), quần thể X Oryzae phía Bắc Việt Nam đa dạng di truyền, độc tính gây bệnh, xác định 15 Race (Nịi) Trong nịi số chiếm 43%, nòi số chiếm 24,8%, nòi số 14 chiếm 1,5% Như vậy, nói việc sử dụng giống lúa phòng chống bệnh bạc tỉnh phía Bắc Việt Nam trước hết phịng chống nòi số nòi số vi khuẩn X Oryzae, nịi số 14 độc tính mạnh tỷ lệ chiếm không đáng kể Sử dụng phương pháp chọn giống kết hợp lai hồi giao với thị phân tử lây nhiễm nhân tạo hai vùng (Hà Nội Sóc Trăng) rút ngắn thời gian chọn giống, tiết kiệm công sức tăng độ xác, phương pháp khoảng năm, phương pháp chọn giống truyền thống thường khoảng đến 10 năm phức tạp, tốn Trong năm gần đây, phương pháp chọn tạo giống kháng bạc lai hồi giao kết hợp với thị phân tử lây nhiễm nhân tạo nhiều nhà khoa học giới Việt Nam tiến hành tạo nhiều thành công Theo Sanchez et al (1997), Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế đưa gen kháng với nhiều chủng bạc xa5, xa13 Xa21 vào giống lúa “Kiểu mới” (New Plant Type) IR65598112, IR65600-42 IR65600-96 nhằm tạo giống lúa cho suất siêu cao kháng bền vững với bệnh bạc Một số tác giả Trung Quốc c ũ n g lai chuyển thành công gen kháng bạc Xa21 vào dòng phục hồi (lúa lai) R8006 78 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com nhờ thị phân tử Dòng lúa cho khả kháng đạo ôn, kháng bạc tốt trồng thử nghiệm (Cao et al., 2003) Ở Việt Nam, năm 2012, với hỗ trợ thị phân tử chọn giống, Viện Nghiên cứu Phát triển trồng – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội chọn tạo thành công giống lúa Bắc Thơm số kháng bệnh bạc (mang gen Xa21) giữ nguyên đặc điểm, chất lượng giống cũ (Nguyễn Thị Lệ cs., 2014) Ngoài ra, để rút ngắn thời gian chọn giống, số trường hợp, nhà khoa học tiến hành nuôi cấy bao phấn lai nhằm mục đích thu nhận nhanh dịng đồng hợp tử mang gen kháng bạc mang nhiều đặc tính nông sinh học ưu việt Theo Vũ Đức Quang cs (2011), thơng qua ni cấy bao phấn dịng thuộc hệ BC2F1 BC3F1 thu loạt dòng đơn bội kép từ 15 tổ hợp lai mang nhiều đặc điểm nông sinh học ưu việt Kết thu 200 dòng đơn bội kép, từ nhận 27 dịng ưu tú mang gen kháng bạc Đề tài tiến hành lai nhập gen Xa7, Xa21 vào giống lúa LT2 hệ BC2F1, BC3F1, BC3F2 Tuy nhiên, vi khuẩn gây bênh bạc lúa Xanthomonas oryzae pv oryzae đa dạng thành phần nòi, đơn gen kháng bạc thường kháng với số nòi vi khuẩn bạc định, gen kháng với nòi bạc vùng lại nhiễm với nịi vùng khác Vì vậy, để tạo giống lúa LT2 kháng bền vững với bệnh bạc lá, cần thiết phải quy tụ hai gen vào giống lúa Theo kết nghiên cứu Trần Bích Lan cs (2001), tổ hợp 2-3 gen số gen xa5, Xa7, Xa21 chống chịu hầu hết nòi bạc đồng Bắc Bộ Các gen lập đồ phân tử thị phân tử liên kết chặt với gen sử dụng việc quy tụ gen kháng bạc vào lúa 79 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Trong thời gian thực hiện, đề tài tiến hành đánh giá đặc điểm sinh trưởng, phát triển, khả kháng bệnh bạc hệ BC2F1, BC3F1, BC3F2 nhập gen Xa7, Xa21 Kết nghiên cứu cho thấy: Ở hệ BC2F1, chiều cao trung bình dòng giai đoạn trước trổ 18 ngày giao động từ 68,1cm (BC2F1-7) đến 74,3cm (BC2F1-1), độ biến động chiều cao dòng 6,1 - 9,2cm, đối chứng LT2 có chiều cao trung bình 72,7 ± 2,3cm 55 BC2F1(LT2/Xa7), 36 BC2F1(LT2/Xa21) chọn có kiểu hình giống LT2 Kết kiểm tra gen nhờ thị phân tử kết hợp với lây nhiễm nhân tạo cho thấy, hầu hết trường hợp có phù hợp kiểu gen (chỉ thị phân tử) với kiểu hình (tính kháng/nhiễm) Kết kết hợp chọn lọc kiểu hình, MAS lây nhiễm nhân tạo vụ thứ 1chọn 14 cá thể mang gen Xa7 11 cá thể mang gen Xa21 dị hợp tử có phản ứng kháng với 2/3 nòi vi khuẩn gây bệnh bạc lây nhiễm để sử dụng làm vật liệu lai lại, thu hạt gieo vụ thứ 2 Ở hệ BC3F1, Chiều cao trung bình dịng giai đoạn trước trổ 18 ngày giao động từ 71,9cm (BC2F1-2.19) đến 78,8cm (BC2F1-3.12), độ biến động chiều cao dòng 2,4 - 9,4cm, giống đối chứng LT2 có chiều cao trung bình 76,2 ± 1,7cm Đánh giá kiểu hình chọn 63 cá thể BC3F1 nhập gen Xa7, 42 cá thể BC3F1 nhập gen Xa21, có kiểu hình giống LT2 Tương tự vụ 1, việc kết hợp chọn lọc kiểu hình, MAS lây nhiễm nhân tạo chọn 15 cá thể mang gen Xa7 cá thể BC3F1 mang gen Xa21 dị hợp tử có đặc điểm nơng sinh học, yếu tố cấu thành suất tương ứng LT2 nguyên Các cá thể để tự thụ phấn, thu hạt đánh giá vụ Ở hệ BC3F2, quần thể BC3F2(LT2/Xa7) quần thể BC3F2(LT2/Xa7) có độ đồng cao giống với LT2 nguyên Trong quần thể này, sử dụng chọn lọc MAS chọn 45 cá thể mang gen Xa7 đồng hợp tử, 29 cá thể mang gen Xa21 đồng hợp tử có phản ứng kháng với nòi vi khuẩn lây nhiễm Các cá thể mang kiểu gen kháng đồng hợp tiếp tục theo dõi, đánh giá suất cá thể, yếu tố cấu thành 80 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com suất chất lượng Kết cuối chọn 17 cá thể BC3F2 mang gen Xa7 11 cá thể BC3F2 mang gen Xa21 đồng hợp tử 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 5.2 KIẾN NGHỊ Đề tài chọn cá thể BC3F2 mang gen Xa7 cá thể BC3F2 mang gen Xa21 đồng hợp tử thu hạt tự thụ - Đề nghị tiếp tục đánh giá hệ tự thụ BC3F3 đến BC3F5 - Tiến hành lai quy tụ gen kháng Xa7, Xa21 từ dòng mang đơn gene để tạo dòng LT2 mang gene kháng bạc Xa7, Xa21 - Đánh giá chọn lọc dòng thuần, đưa giống khảo nghiệm diện rộng 81 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang (2003) Áp dụng thị phân tử để chọn tạo giống lúa kháng bệnh bạc Hội thảo Quốc gia bệnh sinh học phân từ, NXBNN tr 49-53 Trần Bích Lan, Vũ Đức Quang, Trần Duy Quý Vera-Cruz Casiana (2001) Ứng dụng thị phân tử chọn tạo giống lúa kháng bệnh bạc Thông tin Công nghệ Sinh học Ứng dụng (4) tr 19-23 Nguyễn Thị Lang Bùi Chí Bửu (2004) Xác định gen fgr điều khiển tính trạng mùi thơm phương pháp Fine Mapping microsatellites Hội nghị quốc gia chọn tạo giống lúa, Viện Lúa ĐBSCL tr 187-194 Nguyễn Thị Lệ, Vũ Hồng Quảng, Nguyễn Thị Thu, Nguyễn Thị Huế, Nguyễn Văn Hoan Nguyễn Chí Dũng (2014), Kết chọn tạo giống lúa Bắc Thơm số kháng bệnh bạc Tạp chí Khoa học Phát triển 2014 12 (2) tr 131-138 Vũ Triệu Mân (2007) Giáo trình bệnh chun khoa, NXB Nơng nghiệp HN, tr 135-138 Phan Đình Phụng (1987) Một số kết nghiên cứu bệnh bạc lúa vi khuẩn Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Vũ Đức Quang, Phạm Ngọc Lương, Nguyễn Trịnh Tồn, Trần Thị Bích Lan Võ Thị Minh Tuyển (2011) Kết chọn tạo giống lúa khang bệnh bạc công nghệ phân tử Chương trình Cơng nghệ sinh học Nông nghiệp, Thủy sản tr.135 Vũ Hồng Quảng (2011) Nghiên cứu ứng dụng số dòng lúa mang gen lùn Daikoku, gen tương hợp rộng gen kháng bệnh bạc Xa7, Xa21 chọn tạo giống lúa lai hai dịng Luận án tiến sỹ KHNN, Học Viện Nơng nghiệp Việt Nam Bùi Trọng Thủy (2004) Kết nghiên cứu xác định chủng (Pathotype) Xanthomonas oryzae pv Oryzae gây bệnh bạc lúa miền Bắc Vieeth Nam Tạp chí BVTV số 1/2004, ISSN 0868-2801, NXBNN Hà Nội, 2004 tr.15-19 10 Bùi Trọng Thuỷ, Phan Hữu Tôn (2004) Khả kháng bệnh bạc dòng lúa thị (tester) chứa đa gen kháng với số chủng vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv oryzae gây bệnh bạc lúa phổ biến miền Bắc Việt Nam Tạp chí Khoa học kỹ thuật Nơng nghiệp (2) tr 107-111 11 Lê Lương Tề (1986), Một số kết nghiên cứu bệnh bạc lúa, Tuyển tập cơng trình nghiên cứu khoa kỹ thuật Việt Nam, Trường ĐH Nông nghiệp I 82 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 12 Lê Lương Tề (1987) Bệnh bạc lúa vùng đồng sông Hồng Tuyển tập cơng trình nghiên cứu khoa học kỹ thuật nông nghiệp, Nhà xuất Nông nghiệp Hà Nội 13 Phan Hữu Tôn (2005) Phân bố, đặc điểm gây bệnh chủng vi khuẩn bạc lúa phát nguồn gen kháng kỹ thuật PCR Khoa học công nghệ phát triển nông thôn 20 năm đổi mới, Bộ NN PTNT, Trồng trọt Bảo vệ thực vật tr 311- 324 14 Phan Hữu Tôn Bùi Trọng Thuỷ (2003) Nghiên cứu khả kháng chủng bạc Việt Nam tập đoàn thị chứa gen chống bệnh khác Tạp chí KHKT Nông nghiệp (4) tr 283-287 15 Phan Hữu Tôn, Tống Văn Hải, Nguyễn Thị Lâm Hải, Nguyễn Đức Bách Đoàn Thị Hiền Lương (2005) Nghiên cứu phát nguồn gen kháng bệnh bạc lúa kỹ thuật PCR Báo cáo khoa học, Đại học Nông nghiệp I 16 Nguyễn Văn Viết, Đặng Thị Phương Lan, Nguyễn Huy Chung Vũ Văn Ba (2008) Nghiên cứu gen kháng bệnh bạc lúa kỹ thuật ADN xác định số nguồn gen lúa địa phương mang gen kháng Hội thảo Quốc gia bệnh sinh học phân tử NXB Nông nghiệp, 2008 tr 10-17 17 Viện KHNNVN (2010) Bài 74: Bệnh bạc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, http://vaas.org.vn Tiếng Anh: 18 Blair M.W., A.J Garris., A.S Iyer., B Chapman., S Kresovich and S.R McCouch (2003) High resolution genetic mapping and candidate gene identification at the xa5 locus for bacterial blight resistance in rice (Oryza sativa L.) Theor Appl Genet., 107(1) pp 62-73 19 Caldo R.A and L.S Sebastian (1998) Molecular diversity of philippine improved rice varieties and their progenitors using RAPD and SSR markers Agricultural biotechnology, 72 pp 79 - 81 20 China Papers 69035 (2010) Doctoral Dissertation "Isolation and characterization of a recessive resistance gene, xa13, for bacterial blight in rice", http://www.chinapapers.com/?p=69035 21 Brar D.S (2007) Molecular breeding for bacterial blight resistance in japonica rice Proceedings of the nd International Conference on Bacterial Blight of Rice, Nanjing, China, October 1-3, 2007 pp 77-82 22 Devadath S and A.P Dath (1970) Mechanism of wilt (kresek phase) in bacterial 83 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com blight of rice Oryza 7(2) pp.5-12 23 Ezuka A & H Kaku (2000) A historical review of Bacterial Blight of Rice Bull.Natl.Isnt Agribiol Resour No.15 pp.1-207 24 Frisch M., M Bohn., and A.E Melchinger (1999a) Minimum sample size and optimal positioning of flanking markers in marker-assisted backcrossing for transfer of a target gene Crop Sci., 39 pp 967-975 25 Frisch M., M Bohn, and A.E Melchinger (1999b) Comparison of selection strategies for marker-assisted backcrossing of a gene Crop Sci 39 pp 1295-1301 26 Furuya.N, S., Taura., Bui Trong Thuy., Phan Huu Ton., Nguyen Van Hoan, and A Yoshimura (2003), Experimental technique for bacterial blight of rice, HAU-JICA ERCB project, Kyushu 42 pages 27 Hospital F., C Chevalet, and P Mulsant (1992) Using markers in gene introgression breeding programs Genetics 132 pp 1119-1210 28 IRRI (1974), “Annual Report for 1973”, Ros Banos, Laguna, Philippines, pp.121-127 29 IRRI (1998), “Standar Evaluation Systems”, Ros Banos, Laguna, Philippines, pp.184-188 30 Lore J.S and T.S Bharaj (2007) Three novel bacterial blight resistance genes identified, mapped and transfer to cultivated rice O sativa L Proceedings of the 2nd International Conference on Bacterial Blight of Rice, Nanjing, China, October 1-3, 2007 pp 82- 84 31 Khush G.S and E.R Angeles (1999) A new gene for resistance to race of bacterial blight in rice, Oryza sativa L Rice Genet Newsl 1., pp 92-93 32 Khush G.S., D.J Mackill and G.S Sidhu (1989) Breeding rice for resistance to bacterial blight In: "Bacterial Blight of Rice" Proceedings of the International Workshop on Bacterial Blight of Rice 14 - 18 March 1988 IRRI pp 207-217 33 Kim J.S., J.G Gwang., K.H Park and C.K Shim (2009) Evaluation of bacterial blight resistance using SNP and STS marker-assisted selection in aromatic rice germplasm Plant Pathol J 25(4) pp 408- 416 34 Korinsak S., S Sriprakhon., P Sirithanya., J Jairin., S Korinsak., A Vanavichit and T Toojinda (2009) Identification of microsatellite markers (SSR) linked to a new bacterial blight resistance gene xa33(t) in rice cultivar ‘Ba7’ Maejo Int J Sci Technol., 3(02) pp 235-247 35 Loan Le.Cam., Vo Thi Thu Ngan and Pham Van Du (2006) Preliminary evaluation on resistance genes against rice bacterial leaf blight in Can Tho province - Vietnam Omonrice pp 14: 44-47 84 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 36 Lee K.S., S Rasabandith., E.R Angeles., G.S Khush (2003) Inheritance of resistance to bacterial blight in 21 cultivars of rice Phytopathology 93 pp 147-152 37 Litt M., and J.A Luty (1989) A hypervariable microsatellite revealed by in vitro amplification of a dinucleotide repeat within the cardiac muscle actin gene Am J Hum Genet., 44 pp 397-340 38 Mew T.W (1987) Current status and future prospects of research on bacterial blight of rice Annu Rev Phytopathol., 25, pp 359-382 39 Mishra D., K Konda., Y Raj., N.T Nguyen., and E Roumen (2007) Pathotype diversity among Indian isolates of the bacterial Xanthomonas oryzae pv oryzae Proceedings of the nd leaf blight pathogen International Conference on Bacterial Blight of Rice, Nanjing, China, October 1-3, 2007 pp 41-42 40 Monna L, N Kitazawa, R Yoshino, J Suzuki, H Masuda, Y Maehara, M Tanji, M Sato, S Nasu, Y Miobe (2002) Positional cloning of rice semidwarfing gene, sd-1: rice “green revolution gene”encodes a mutant enzyme involved in gibberellin synthesis DNA Res pp11-17 41 Ogawa T (1996) Monitoring race distribution and identification of genes for resistance to bacterial leaf blight Pp.456-459 in Rice Genetics III, Proceeding of the Third International Rice Genetics Symposium, edited by G S Khush International Rice Research Institute, P O Box 933, Manila, Philippines 42 Ogawa, T., T Yamamoto., G.S Khush, & T.W Mew (1991) “Breeding of NearIsogenic lines of rice with single genes for resistance to bacterial blight pathogen (xanthomonas camoestris pv Oryzae)” Jpn.J.Breed.41 pp.523-529 43 Porter B.W., J.MChittoor., M Yano., T Sasaki, and R.R White (2003) Development and mapping of markers linked to the rice bacterial blight resistance gene Xa7 Crop Science, vol 43(4) pp.1484- 1492 44 Raina C L., G.S Sidhu., P.K Saini (1981) Rice bacterial leaf blight status in the Punjab India Rev Plant Pathol 61 pp 49-62 45 Ramalingam J., H.S Basharat., G Zhang (2001) Polymorphism of DNA markers linked to bacterial blight resistance genes in useful rice germplasm IRRN 26(2) pp 23-24 46 Reinking, O A Philippine economicplant diseases Philippine J Sci., 13, 63-274 pp.18 -19 47 S.H (2003) Hybrid rice resistant to bacterial leaf blight developed by markerassisted selection Rice Sci., vol 11(1/2) pp 68-70 48 Sanchez A.C., D Yang., G.S Khush., Y Zhu, and N Huang (1997) 85 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Construction of overlapping BAC clones for xa5 region of chromosome Rice Genetics Newsletter, vol 14 pp.118-119 49 Song W.Y., G.L Wang., L.L Chen., H.S Kim., L.Y Pi., T Holsten., J Gardner., B Wang., W.X Zhai., L.H Zhu., C Fauquet, and P Ronald (1995) A receptor kinase-like protein encoded by the rice diseaseresistance gene, Xa21 Science, 270 pp 1804-1806 50 Song W Y., L Y Pi., G L Wang., J Gardner., T Holsten, and P.C Ronald (1997) Evolution of the rice Xa21 disease resistance gene family The Plant Cell, vol 9(8) pp 1279-1287 51 Sood B C and E A Siddiq (1978) “A rapid technique for scent determination in rice”, Indian J Genet Plant Breed., 38 pp 268-271 52 Thi Pha, Nguyen Thi Lang (2004) Marker assisted selection in rice breeding for bacterial leaf blight Omonrice 12 pp 19-26 53 Vera Cruz C M., J F Bai , I Ona , H Leung , R J Nelson , T W Mew., J E Leach (2000) Predicting durability of a disease resistance gene based on an assessment of the fitness loss and epidemiological consequences of avirulence gene mutation Proceed Nat Acad Sci USA, 97 pp.13500–13505 54 Verma, M L., K.C Agrawal., & A R Upadhyay (1977) “Effect of Bacterial Blight disease on quality and quality of rice”, Indian Phytopathol.30 pp.407-408 55 Wang C., G Wen., X Lin., X Liu., and D Zhang (2009) Identification and fine mapping of a new bacterial blight resistance gene, Xa31(t) in rice Eur J Plant Pathol., 123 pp 235-240 56 Webb K.M., I Onra., J Bai., K Garrett., T W Mew., C M Vera-Cruz., J E Leach (2010) A benefit of high temperature: increased effectiveness of a rice bacterial blight disease resistance gene New Phytologist, 185 pp 568–576 57 Yang Z., X Sun., S Wang., Q Zhang (2003) Genetic and physical mapping of a new gene for bacterial blight resistance in rice Theor Appl Genet 106 pp 1467-1472 58 Yoshimura (2004), Pyramiding of genes for resistance to bacterial blight of rice and its application to hybrid rice breeding in Northern part of Vietnam 59 Yoshimura S., Y Umehara., N Kurata., Y Nagamura., T Sasaki., Y Minobe, and N Iwata (1996) Identification of a YAC clone carrying the Xa-1 allele, a bacterial blight resistance gene in rice Theor Appl Genet., vol 93(1-2) pp.117-122 86 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 60 Yoshimura, A., T Omura., T W Mew, & G.S Khush (1985) “Genetict behavior of resistance to Bacterial Blight in differential rice cultivars in the Philippines” Bull.Inst Trop Agri Kyushu Uni No.8.pp.1-54 61 Zarzgoza, B.A & T.W Mew (1979) “Relationship of root injury to the “Kresek” phase of bacterial blight of rice” Plant Dis Rep 63 pp.1007-1011 62 Zhang Y C., J F Wang., J.W Pan., Z M Gu., X F Chen., Y Jin., F Liu., H S Zhang, and B.J Ma (2009) Identification and molecular mapping of the rice bacterial blight resistance gene allelic to Xa7 from an elite restorer line Zhenhui 084 Eur J Plant Pathol., vol 125(2) pp.235-244 87 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH MINH HỌA Ngâm ủ hạt giống Buộc thẻ lấy mẫu Lai cắt hệ BC2F1 BC3F1 88 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com IR24 LT2 BC2F1 – 1.13 IRBB21 IRBB7 BC2F1 – 2.5 BC2F1 – 1.1 BC2F1 – 1.2 BC2F1 – 2.3 89 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 90 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... tiễn - Lai nhập gen kháng bệnh bạc vào giống lúa chất lượng LT2, tạo giống lúa chất lượng LT2 mang gen kháng bệnh bạc Xa7 Xa21 giữ đặc tính giống cũ - Giống LT2 nhập gen Xa7, Xa21 hai gen kháng. .. đẳng gen có chứa 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. .. 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