Tối ưu hóa quy trình nhận diện dòng dưa leo toàn hoa cái bằng marker phân tử

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP CƠ SỞ TỐI ƯU HĨA QUY TRÌNH NHẬN DIỆN DỊNG DƯA LEO TỒN HOA CÁI BẰNG MARKER PHÂN TỬ Mã số: T2019.05.2 Xác nhận tổ chức chủ trì (ký, họ tên, đóng dấu) Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) Nguyễn Thị Mỹ TP.HCM, tháng năm 2022 DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI Họ tên Lê Thị Trúc Linh Hồ Thị Bích Phượng Đơn vị cơng tác lĩnh vực Nội dung nghiên cứu cụ thể chuyên môn giao Khoa CNSH- Đại học Mở Viết đề cương + thực phần sinh học phân tử TP HCM Khoa CNSH- Đại học Mở Thực phần sinh học phân TP HCM tử ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH Tên đơn vị Nội dung phối hợp nghiên Họ tên người đại diện nước cứu đơn vị Công ty TNHH Hạt Cung cấp mẫu dưa leo, Vũ Quốc Trưởng giống Tân Lộc Phát kiểm tra kiểu hình MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU INFORMATION ON RESEARCH RESULTS PHẦN I PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu (trong nước) 1.1.1 Tổng quan dưa leo Nguồn gốc .8 Tình hình sản xuất dưa leo giới Tình hình sản xuất dưa leo Việt Nam 10 Phân loại dưa leo 11 Giá trị dinh dưỡng .15 Đặc điểm thực vật học dưa leo .16 Biểu giới tính dưa leo .18 Các yếu tố ảnh hưởng đến biểu giới tính dưa leo 20 1.1.2 Bộ gen dưa leo gen quy địng tính trạng tồn hoa dưa leo .23 Bộ gen dưa leo 23 Gen quy định tính trạng tồn hoa dưa leo 24 1.1.3 Ứng dụng marker phân tử chọn giống 28 1.1.4 Hiện trạng cơng trình nghiên cứu liên quan đến nhiệm vụ .31 Các cơng trình ngồi nước .31 Các cơng trình nước .31 1.2 Lý nghiên cứu tính cấp thiết đề tài .33 PHẦN MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 37 2.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 37 2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 37 2.2.2 Phạm vi nghiên cứu 37 2.3 Cách tiếp cận .37 2.4 Phương pháp nghiên cứu 37 2.4.1 Vật liệu 37 2.4.2 Phương pháp trồng, chăm sóc dưa leo, lấy mẫu xác định kiểu hình .38 Trồng dưa leo 38 Chăm sóc dưa leo 38 Lấy mẫu dưa leo 39 Xác định kiểu hình dưa leo 40 2.4.3 Phương pháp tách chiết DNA .40 2.4.4 Phản ứng PCR với marker phân tử .41 2.4.5 Điện di gel agarose 42 PHẦN NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 43 3.1 Tách chiết DNA 44 3.2 Tối ưu hóa quy trình nhận diện dịng dưa leo tồn hoa 46 3.3 Khả nhận diện dòng dưa leo toàn hoa marker SSR18956 hệ F2 51 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 4.1 Kết luận 61 4.2 Kiến nghị 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO .62 DANH MỤC HÌNH Hình Hoa đực dưa leo 17 Hình Hoa dưa leo 18 Hình Cấu trúc locus F 25 Hình Vị trí lấy mẫu dưa leo 39 Hình Bản đồ khoảng cách liên kết gen marker SSR18956 với locus F NST số qua phân tích hai quần thể F2 (Win, 2015) 46 Hình Kết điện di sản phẩm PCR 50 mẫu dòng dưa leo với hai marker SSR13251 SSR18956 47 Hình Kết điện di sản phẩm PCR 100 mẫu dưa leo F2 với marker SSR18956 52 DANH MỤC BẢNG Bảng Tổng hợp 10 nước có sản lượng dưa leo cao giới năm 2020 Bảng Tình hình sản xuất dưa leo tồn giới 10 năm từ 2010 – 2020 Bảng Giá trị dinh dưỡng có 100 g dưa leo kể vỏ không qua chế biến 15 Bảng Thông tin mẫu sử dụng nghiên cứu 37 Bảng Thành phần phản ứng PCR 41 Bảng Chu trình nhiệt phản ứng PCR .41 Bảng Trình tự mồi sử dụng nghiên cứu 42 Bảng Nồng độ độ tinh 50 mẫu dưa leo dòng 44 Bảng Nồng độ độ tinh 100 mẫu dưa leo dòng phân ly F2 45 Bảng 10 Mối tương quan kiểu hình thực tế với kiểu gen xác định marker SSR18956 47 Bảng 11 Tỷ lệ nhận diện dòng dưa leo marker SSR18956 100 mẫu dưa leo hệ F2 .53 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: Tối ưu hóa quy trình nhận diện dịng dưa leo toàn hoa marker phân tử - Mã số: T2019.05.2 - Chủ nhiệm đề tài: CN Nguyễn Thị Mỹ - Đơn vị công tác: Thư viện, Trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: 24 tháng, từ tháng 05/2019 đến tháng 05/2021 Mục tiêu: Tối ưu hóa quy trình nhận diện dưa leo toàn hoa cái, tăng tỷ lệ nhận diện xác dịng dưa leo marker phân tử Tính sáng tạo: Tính trạng tồn hoa (Gynoecios) dưa leo có mối tương quan chặt chẽ với suất, chứng minh locus F kiểm sốt Để nhận diện dịng dưa leo tồn hoa dùng cho chọn giống phương pháp truyền thống có hạn chế nhiều độ xác tốn thời gian Và việc sử dụng marker phân tử giải pháp thay hiệu cho việc hỗ trợ nhân giống Từ kết nghiên cứu cấp sở trước ứng dụng marker phân tử chọn dòng dưa leo mang tồn hoa cái, xây dựng thành cơng quy trình PCR giúp xác định kiểu gen dịng dưa leo với số marker phân tử Tuy nhiên, tỷ lệ nhận diện xác so với kiểu hình thực tế chưa cao Vì vậy, nghiên cứu thực nhằm tối ưu hóa quy trình nhận diện dịng dưa leo tồn hoa với marker để nâng cao tỷ lệ nhận diện, đồng thời tiến hành thử nghiệm quần thể dưa leo phân ly F2 Kết nghiên cứu: Phát triển thành cơng quy trình PCR xác định kiểu gen dưa leo marker SSR18956 Kết kiểm tra khả nhận diện dịng dưa leo quy trình tối ưu hóa sử dụng marker SSR18956 100 mẫu dưa leo phân ly hệ F2 cho thấy tỉ lệ tương quan kiểu gen kiểu hình giới tính hoa đạt tới 95% Sản phẩm: - Bài báo: báo đăng tạp chí thuộc danh mục Hội đồng Chức danh Giáo sư Nhà nước - Báo cáo chuyên đề cấp Khoa: 01 - Phương pháp sàng lọc nhanh dưa leo toàn hoa: 01 Phương thức chuyển giao, địa ứng dụng, tác động lợi ích mang lại kết nghiên cứu: Kết tối ưu hóa quy trình nhận diện dịng dưa leo toàn hoa marker phân tử từ đề tài giúp tăng tỷ lệ nhận diện xác, giảm số dịng tồn hoa bị bỏ sót dịng khác bị nhận diện nhầm, từ tiết kiệm chi phí cho nhà chọn giống Kết từ đề tài sở liệu tham khảo hữu ích cho nhà nghiên cứu khác muốn ứng dụng marker phân tử chọn dịng tồn hoa đối tượng khác dưa lưới (tuy nhiên phải sàng lọc lại marker phân tử) Ngày tháng năm Cơ quan quản lý xác nhận Ngày tháng năm Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) Nguyễn Thị Mỹ INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information: - Project title: Optimazing the protocol for screening gynoecious cucumber line by molecular marker - Code number: T2019.05.2 - Coordinator: Nguyen Thi My - Implementing institution: Biotechnology Department, Ho Chi Minh City Open University - Duration: from 05/2019 to 05/2021 Objective(s): Optimazing the protocol for screening gynoecious cucumber line, increasing the rate of accurate identification of cucumber lines by molecular marker Creativeness and innovativeness: Gynoecious trait in cucumber was strongly correlates with yield, and was controlled by F locus To identify the cucumber lines, traditional approachs have some limitations in term of potential inaccuracies and time-consuming Molecular marker is an effectively alternative to assisted breeding From the results of our previous research project, PCR prototcol-base gynoecious cucumber identification was successfully built However, the rate of accurate identification between genotype and phenotype is not too high Therefore, this project was carried out to optimize the protocol of cucumber lines identification with new markers to increase the recognition rate and conduct protocol on the F2 cucumber population Research results: Successfully developed PCR protocol to identify cucumber genotype by marker SSR18956 The results of detemining the ability to identify cucumber lines by the optimization protocol using the marker SSR18956 on 100 samples of F2 cucumber population showed that the accurate ratio between genotype and flower-sex phenotype reached 95% Products: - Paper: 01 - Seminar: 01 - Protocol for determining gynoecious cucumber by PCR using molecular marker: 01 Transfer alternatives, application institutions, impacts and benefits of research results: The optimizing protocol of cucumber lines by molecular marker from this project help to increase the accuracy of identification rate, reduce the number of omitted gynoecious lines or misidentified other lines, thereby saving costs for breeders The results from this project are also a useful reference data for other researchers to apply molecular marker in identifying gynoecious lines on other plants such as cantaloupe (however, the molecular markers must be screened again) STT Kích thước sản phẩm PCR Kiểu gen xác định PCR Kiểu hình dự đốn 36 270 bp FF Dịng tồn hoa 37 250 bp ff 38 250 bp 39 dựa kiểu gen Kiểu hình ghi nhận thực tế Đánh giá (*) hoa đực, hoa (dịng tồn hoa cái) + Dịng hoa đực nhiều hoa 13 hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) + ff Dòng hoa đực nhiều hoa hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) + 250 bp ff Dòng hoa đực nhiều hoa 10 hoa đực, hoa 40 270 bp FF Dịng tồn hoa hoa đực, hoa (dịng tồn hoa cái) + 41 270 bp FF Dịng tồn hoa 13 hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) - 42 270 bp FF Dịng tồn hoa hoa đực, hoa (dịng tồn hoa cái) + 43 250 bp ff Dòng hoa đực nhiều hoa 28 hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) + 44 270 bp FF Dịng tồn hoa 22 hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) - 45 270 bp FF Dịng tồn hoa hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) - 46 250 bp ff Dòng hoa đực nhiều hoa 47 270 bp FF Dịng tồn hoa 48 270 bp FF Dịng tồn hoa 49 250 bp ff Dịng hoa đực nhiều hoa 32 hoa đực, hoa 50 250 bp ff Dòng hoa đực nhiều hoa 13 hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) (dòng hoa đực nhiều hoa cái) 29 hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) hoa đực, hoa (dịng tồn hoa cái) hoa đực, hoa (dịng tồn hoa cái) (dịng hoa đực nhiều hoa cái) + + + + + + (*): Đánh giá độ tương quan kiểu gen kiểu hình: dấu cộng (+) dùng để mẫu có kiểu gen kiểu hình tương thích với hay kết phản ứng PCR nhận 50 diện kiểu hình; ngược lại, dấu trừ (-) dùng để mẫu có kiểu gen kiểu hình khơng tương thích với hay kết phản ứng PCR nhận diện sai kiểu hình Từ bảng 10 cho thấy, marker SSR18956 nhận diện xác giới tính hoa dịng dưa leo mẫu, với tỷ lệ nhận diện 84% (42/50 mẫu), nhận diện sai 16% (8/50 mẫu) Tỷ lệ nhận diện marker SSR18956 dòng cao nhiều so với marker sử dụng nghiên cứu trước đó, cụ thể marker BCAT Female-1 nhận diện 57%, marker Female-4 nhận diện 43% dòng Như vậy, nghiên cứu sàng lọc marker tốt giúp nhận diện xác dịng dưa leo dịng Bước cần thử nghiệm quy trình mẫu hệ phân ly F2 để khẳng định tính xác marker 3.3 Khả nhận diện dịng dưa leo tồn hoa marker SSR18956 hệ F2 Thí nghiệm tiếp theo, tiến hành khảo sát độ đặc hiệu marker SSR18956 100 mẫu thuộc hệ F2 cung cấp công ty TNHH Hạt giống Tân Lộc Phát Kết điện di sản phẩm PCR độ đặc hiệu marker SSR18956 100 mẫu F2 trình bày hình bảng 11 51 Hình Kết điện di sản phẩm PCR 100 mẫu dưa leo F2 với marker SSR18956 (+) Chứng dương mẫu dòng chạy với SSR18956 kiểm tra kiểu hình tương ứng, (-) Chứng âm mẫu thay DNA nước cất 52 Bảng 11 Tỷ lệ nhận diện dòng dưa leo marker SSR18956 100 mẫu dưa leo hệ F2 STT Kích thước sản phẩm PCR Kiểu gen xác định PCR Kiểu hình dự đoán dựa kiểu gen 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực FF Dịng tồn hoa 270 bp Kiểu hình ghi nhận thực tế hoa đực, 13 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) hoa đực, hoa (dịng tồn hoa cái) Đánh giá (*) + + 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực 17 hoa đực, 22 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 19 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 29 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + FF Dịng tồn hoa FF Dịng tồn hoa FF Dịng tồn hoa hoa đực, hoa (dịng tồn hoa cái) + FF Dịng tồn hoa hoa đực, hoa (dịng toàn hoa cái) + 270 bp 270 bp 270 bp 270 bp hoa đực, hoa (dịng tồn hoa cái) hoa đực, hoa (dịng tồn hoa cái) + + 10 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 16 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + 11 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực 18 hoa đực, 23 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + FF Dịng tồn hoa 12 270 bp hoa đực, 14 hoa (dịng tồn hoa cái) + 13 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, hoa 14 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 22 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + 15 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực 23 hoa đực, 30 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + 16 270 bp FF Dịng tồn hoa hoa đực, hoa + (dòng hoa đực nhiều hoa cái) - 53 STT Kích thước sản phẩm PCR Kiểu gen xác định PCR Kiểu hình dự đốn dựa kiểu gen Kiểu hình ghi nhận thực tế Đánh giá (*) (dịng tồn hoa cái) 17 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 10 hoa 18 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 14 hoa 19 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 19 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) 20 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 12 hoa FF Dịng tồn hoa 21 270 bp (dòng hoa nhiều hoa đực) (dòng hoa nhiều hoa đực) (dòng hoa nhiều hoa đực) hoa đực, hoa (dòng toàn hoa cái) + + + + + 22 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 12 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + 23 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + 24 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 13 hoa ff Dòng hoa đực nhiều hoa 11 hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) ff Dòng hoa đực nhiều hoa hoa đực, hoa Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 13 hoa ff Dòng hoa đực nhiều hoa 15 hoa đực, hoa 25 26 27 28 250 bp 250 bp 250 270 bp 250 bp (dòng hoa nhiều hoa đực) (dòng hoa đực nhiều hoa cái) (dòng hoa nhiều hoa đực) (dòng hoa đực nhiều hoa cái) + + + + + 29 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, hoa 30 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 13 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + 31 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + 32 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 12 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) (dòng hoa nhiều hoa đực) + + 54 STT 33 34 35 Kích thước sản phẩm PCR 250 bp 250 270 bp 250 bp Kiểu gen xác định PCR Kiểu hình dự đốn dựa kiểu gen Kiểu hình ghi nhận thực tế Đánh giá (*) ff Dòng hoa đực nhiều hoa 13 hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) + Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 12 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + ff Dòng hoa đực nhiều hoa 21 hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) + 36 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 18 hoa 37 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 13 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + 38 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực 15 hoa đực, 21 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + 39 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực 10 hoa đực, 12 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + ff Dòng hoa đực nhiều hoa 10 hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) + 40 250 bp (dòng hoa nhiều hoa đực) + 41 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + 42 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 13 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + ff Dòng hoa đực nhiều hoa 13 hoa đực, hoa ff Dòng hoa đực nhiều hoa 12 hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) ff Dòng hoa đực nhiều hoa 19 hoa đực, hoa Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, hoa ff Dòng hoa đực nhiều hoa 17 hoa đực,2 hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) ff Dòng hoa đực nhiều hoa 10 hoa đực, hoa ff Dòng hoa đực nhiều hoa 43 44 45 46 47 48 49 250 bp 250 bp 250 bp 250 270 bp 250 bp 250 bp 250 bp (dòng hoa đực nhiều hoa cái) (dòng hoa đực nhiều hoa cái) (dòng hoa nhiều hoa đực) (dòng hoa đực nhiều hoa cái) 12 hoa đực, hoa + + + + + + + 55 STT Kích thước sản phẩm PCR Kiểu gen xác định PCR Kiểu hình dự đốn dựa kiểu gen Kiểu hình ghi nhận thực tế Đánh giá (*) (dòng hoa đực nhiều hoa cái) 50 51 52 250 bp 250 270 bp 270 bp ff Dòng hoa đực nhiều hoa 18 hoa đực, hoa Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, hoa FF Dòng tồn hoa (dịng hoa đực nhiều hoa cái) (dòng hoa nhiều hoa đực) hoa đực, 13 hoa (dịng tồn hoa cái) + + + 53 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực 14 hoa đực, 17 hoa 54 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 16 hoa 55 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực 15 hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) - 56 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) - FF Dịng tồn hoa Ff Dịng hoa nhiều hoa đực FF Dịng tồn hoa FF Dịng tồn hoa 57 58 59 60 270 bp 250 270 bp 270 bp 270 bp (dòng hoa nhiều hoa đực) (dòng hoa nhiều hoa đực) hoa đực, 24 hoa (dòng tồn hoa cái) hoa đực, 16 hoa (dịng hoa nhiều hoa đực) hoa đực, hoa (dịng tồn hoa cái) hoa đực, 13 hoa (dịng tồn hoa cái) + + + + + + 61 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 12 hoa 62 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 14 hoa ff Dòng hoa đực nhiều hoa hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) + + 63 250 bp (dòng hoa nhiều hoa đực) (dòng hoa nhiều hoa đực) 64 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) 65 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + + + 56 STT 66 Kích thước sản phẩm PCR 270 bp Kiểu gen xác định PCR Kiểu hình dự đốn FF Dịng tồn hoa hoa đực, hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) - dựa kiểu gen Kiểu hình ghi nhận thực tế Đánh giá (*) 67 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 19 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + 68 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 17 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + 69 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực 12 hoa đực, 23 hoa FF Dịng tồn hoa 70 270 bp (dịng hoa nhiều hoa đực) + hoa đực, 12 hoa (dịng tồn hoa cái) + 71 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 17 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + 72 250 270 bp Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + FF Dịng tồn hoa hoa đực, hoa (dịng tồn hoa cái) + Ff Dịng hoa nhiều hoa đực 10 hoa đực, 30 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) + ff Dòng hoa đực nhiều hoa 18 hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) + Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, 23 hoa FF Dịng tồn hoa Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, hoa ff Dòng hoa đực nhiều hoa hoa đực, hoa FF Dòng tồn hoa ff Dịng hoa đực nhiều hoa 17 hoa đực, hoa FF Dịng tồn hoa hoa đực, hoa 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 270 bp 250 270 bp 250 bp 250 270 bp 270 bp 250 270 bp 250 bp 270 bp 250 bp 270 bp (dòng hoa nhiều hoa đực) hoa đực, 24 hoa (dịng tồn hoa cái) (dòng hoa nhiều hoa đực) (dòng hoa đực nhiều hoa cái) hoa đực, hoa (dịng tồn hoa cái) (dịng hoa đực nhiều hoa cái) + + + + + + + 57 STT Kích thước sản phẩm PCR Kiểu gen xác định PCR Kiểu hình dự đốn dựa kiểu gen Kiểu hình ghi nhận thực tế Đánh giá (*) (dịng toàn hoa cái) 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 250 bp 250 270 bp 250 bp 250 bp 250 270 bp 250 bp 250 bp 250 bp 250 270 bp 250 bp 270 bp 250 270 bp 270 bp 270 bp 250 bp 250 bp ff Dòng hoa đực nhiều hoa 12 hoa đực, hoa Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, hoa ff Dòng hoa đực nhiều hoa hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) ff Dòng hoa đực nhiều hoa 32 hoa đực, hoa Ff Dòng hoa nhiều hoa đực 12 hoa đực, 20 hoa ff Dòng hoa đực nhiều hoa hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) + ff Dòng hoa đực nhiều hoa hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) + ff Dòng hoa đực nhiều hoa 14 hoa đực, hoa Ff Dòng hoa nhiều hoa đực hoa đực, hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) Ff Dòng hoa nhiều hoa đực 14 hoa đực, hoa FF Dịng tồn hoa Ff Dịng hoa nhiều hoa đực FF Dịng tồn hoa FF Dịng tồn hoa ff ff (dòng hoa đực nhiều hoa cái) (dòng hoa nhiều hoa đực) (dòng hoa đực nhiều hoa cái) (dòng hoa nhiều hoa đực) (dòng hoa đực nhiều hoa cái) (dòng hoa đực nhiều hoa cái) hoa đực, hoa (dịng tồn hoa cái) hoa đực, 10 hoa (dòng hoa nhiều hoa đực) hoa đực, hoa (dịng tồn hoa cái) + + + + + + + - + + + hoa đực, 17 hoa (dịng tồn hoa cái) + Dòng hoa đực nhiều hoa 13 hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) + Dòng hoa đực nhiều hoa 13 hoa đực, hoa (dòng hoa đực nhiều hoa cái) + 58 STT 99 100 Kích thước sản phẩm PCR 270 bp 270 bp Kiểu gen xác định PCR Kiểu hình dự đốn FF Dịng tồn hoa hoa đực, hoa (dịng tồn hoa cái) + FF Dịng tồn hoa hoa đực, hoa (dịng tồn hoa cái) + dựa kiểu gen Kiểu hình ghi nhận thực tế Đánh giá (*) (*): Dấu cộng (+): nhận diện đúng, dấu trừ (-): nhận diện sai Từ bảng 11 ghi nhận, số lượng kiểu gen xác định PCR 100 mẫu F2 23 mẫu kiểu gen FF (kiểu hình dự đốn tồn hoa cái), 51 mẫu kiểu gen Ff (kiểu hình dự đốn hoa nhiều hoa đực) 26 mẫu kiểu gen ff (kiểu hình dự đoán hoa đực nhiều hoa cái) Đối chiếu với kiểu hình thực tế, 100 mẫu F2 có 22 mẫu tồn hoa cái, 48 mẫu hoa nhiều hoa đực 30 mẫu hoa đực nhiều hoa (bảng 11) Tổng số nhận diện 95/100 mẫu (95%) (bảng 11) Tỷ lệ nhận diện dịng dưa leo tồn hoa marker SSR18956 (22/23 mẫu, 96%) cao nhiều so với marker BCAT nghiên cứu trước (80%) Trong tất mẫu F2 nhận diện kiểu gen Ff ff, khơng có mẫu có kiểu hình tồn hoa Kết quan trọng sàng lọc số lượng lớn mẫu hệ phân ly F2 giai đoạn sớm vườn ươm Tất mẫu nhận diện kiểu gen Ff ff bị loại bỏ, giúp tiết kiệm không gian nhà lưới khơng lo xảy trường hợp bỏ sót dịng tồn hoa Các dịng nhận diện kiểu gen FF chuyển sang trồng nhà lưới để chọn lọc tiếp với tỷ lệ toàn hoa ~96% Như vậy, marker SSR189 marker dùng để nhận diện sớm dịng dưa leo tồn hoa 59 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 4.1 Kết luận Sàng lọc thêm hai marker liên kết với locus F quy định tính trạng tồn hoa dưa leo SSR13251 SSR18956 có marker SSR18956 có khả nhận diện dịng dưa leo, cho băng sản phẩm kích thước 270 bp dịng tồn hoa băng sản phẩm 250 bp dòng hoa đực nhiều hoa Tỷ lệ nhận diện dòng dưa leo marker SSR18956 50 mẫu dòng 84%, nhận diện 96% dòng dưa leo 100 mẫu dưa leo hệ F2 Marker SSR18956 dùng để nhận diện xác dịng dưa leo, đặc biệt dịng dưa leo tồn hoa 4.2 Kiến nghị Tiến hành ứng dụng quy trình nhận diện dịng dưa leo toàn hoa marker phân tử SSR18956 công tác chọn giống thực tế 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO Atsmon, D., & Galun, E (1960) A morphogenetic study of staminate, pistillate and hermaphrodite flowers in Cucumis sativus L Phytomorphology, 10, 110-115 Bisognin, D A (2002) Origin and evolution of cultivated cucurbits Ciência Rural, 32, 715-723 Boualem, A., Fleurier, S., Troadec, C., Audigier, P., Kumar, A P., Chatterjee, M., Al-Doss, A A (2014) Development of a Cucumis sativus TILLinG platform for forward and reverse genetics PloS one, 9(5), e97963 Boualem, A., Troadec, C., Camps, C., Lemhemdi, A., Morin, H., Sari, M.-A., Perl-Treves, R (2015) A cucurbit androecy gene reveals how unisexual flowers develop and dioecy emerges Science, 350(6261), 688-691 Boualem, A., Troadec, C., Kovalski, I., Sari, M.-A., Perl-Treves, R., & Bendahmane, A (2009) A conserved ethylene biosynthesis enzyme leads to andromonoecy in two Cucumis species PloS one, 4(7), e6144 Cương, T K (2016) Nghiên cứu ứng dụng thị RAPD chọn tạo giống dưa leo Luận án Tiến sĩ Sinh học, Trường Đại học KHoa học Tự Nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Delannay, I Y., & Staub, J E (2010) Use of molecular markers aids in the development of diverse inbred backcross lines in Beit Alpha cucumber (Cucumis sativus L.) Euphytica, 175(1), 65-78 Frankel, R., & Galun, E (1977) Allogamy Pollination mechanisms, reproduction and plant breeding (pp 79-234): Springer Galun, E (1962) Study of the inheritance of sex expression in the cucumber The interaction of major genes with modifying genetic and non-genetic factors Genetica, 32(1), 134-163 Hạnh, N T., Hòa, V Đ., Thảo, N T P., Huệ, N T., Thủy, N T., & Hằng, P T T (2011) QUAN HỆ DI TRUYỀN GIỮA CÁC GIỐNG DƯA CHUỘT, CÁC DÒNG TỰ PHỐI ĐƯỢC PHÂN LẬP VÀ ƯU THẾ LAI Tạp chí Khoa học Phát triển, TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI, 9(6) Harlan, H V., & Pope, M N (1922) The use and value of back-crosses in small-grain breeding Journal of Heredity, 13(7), 319-322 Huang, S., Li, R., Zhang, Z., Li, L., Gu, X., Fan, W., Ni, P (2009) The genome of the cucumber, Cucumis sativus L Nature genetics, 41(12), 1275-1281 Iwahori, S., Lyons, J M., & Smith, O E (1970) Sex expression in cucumber plants as affected by 2-chloroethylphosphonic acid, ethylene, and growth regulators Plant Physiology, 46(3), 412-415 Leppik, E (1966) Searching gene centers of the genus Cucumis through host-parasite relationship Euphytica, 15(3), 323-328 Li, Z., Huang, S., Liu, S., Pan, J., Zhang, Z., Tao, Q., Chen, H (2009) Molecular isolation of the M gene suggests that a conserved-residue conversion induces the formation of bisexual flowers in cucumber plants Genetics, 182(4), 1381-1385 Malepszy, S., & Niemirowicz-Szczytt, K (1991) Sex determination in cucumber (Cucumis sativus) as a model system for molecular biology Plant Science, 80(1-2), 39-47 62 Miao, M., Yang, X., Han, X., & Wang, K (2010) Sugar signalling is involved in the sex expression response of monoecious cucumber to low temperature Journal of experimental botany, 62(2), 797-804 Mibus, H., & Tatlioglu, T (2004) Molecular characterization and isolation of the F/f gene for femaleness in cucumber (Cucumis sativus L.) Theoretical and Applied Genetics, 109(8), 1669-1676 Muruganantham, N., Solomon, S., & Senthamilselvi, M (2016) Anticancer activity of Cucumissativus (Cucumber) flowers against Human Liver Cancer International Journal of Pharmaceutical and Clinical Research, 8(1), 39-41 Neimann-Sorensen, A., & Robertson, A (1961) The association between blood groups and several production characteristics in three Danish cattle breeds Acta Agriculturae Scandinavica, 11(2), 163-196 Saito, S., Fujii, N., Miyazawa, Y., Yamasaki, S., Matsuura, S., Mizusawa, H., Takahashi, H (2007) Correlation between development of female flower buds and expression of the CSACS2 gene in cucumber plants Journal of experimental botany, 58(11), 2897-2907 Switzenberg, J A., Little, H A., Hammar, S A., & Grumet, R (2014) Floral primordia-targeted ACS (1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase) expression in transgenic Cucumis melo implicates fine tuning of ethylene production mediating unisexual flower development Planta, 240(4), 797-808 Takahashi, H., Saito, T., & Suge, H (1983) Separation of the effects of photoperiod and hormones on sex expression in cucumber Plant and Cell Physiology, 24(2), 147-154 Thi, N K (2011) Nghiên cứu tạo dòng đơn bội kép (dưa chuột, ớt) phục vụ chọn tạo giống ưu lai Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ giai đoạn 2007-2010, Viện nghiên cứu rau Thi, T K (1985) Nghiên cứu đặc điểm số giống dưa chuột ứng dụng chúng công tác giống đồng sông Hồng Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp, 65 Tkachenko, N N (1935) Preliminary results of a genetic investigation of the cucumber, Cucumis sativus L Applied Plant Breed, 9, 311-356 Trebitsh, T., Staub, J E., & O'Neill, S D (1997) Identification of a 1-aminocyclopropane-1carboxylic acid synthase gene linked to the female (F) locus that enhances female sex expression in cucumber Plant Physiology, 113(3), 987-995 Win, K T., Zhang, C., Song, K., Lee, J H., & Lee, S (2015) Development and characterization of a co-dominant molecular marker via sequence analysis of a genomic region containing the Female (F) locus in cucumber (Cucumis sativus L.) Mol Breeding, 35(12), 229 Wóycicki, R., Witkowicz, J., Gawroński, P., Dąbrowska, J., Lomsadze, A., Pawełkowicz, M., Seroczyńska, A (2011) The genome sequence of the North-European cucumber (Cucumis sativus L.) unravels evolutionary adaptation mechanisms in plants PloS one, 6(7), e22728 Yamasaki, S., Fujii, N., Matsuura, S., Mizusawa, H., & Takahashi, H (2001) The M locus and ethylene-controlled sex determination in andromonoecious cucumber plants Plant and Cell Physiology, 42(6), 608-619 Yin, T., & Quinn, J A (1995) Tests of a mechanistic model of one hormone regulating both sexes in Cucumis sativus (Cucurbitaceae) American Journal of Botany, 82(12), 1537-1546 63 ZHOU, S., ZHANG, P., ZHU, Y., CHEN, X., & CHEN, L (2013) Identification of SSR marker linked to gynoecious loci in cucumber (Cucumis sativus L.) Journal of Zhejiang University (Agriculture and Life Sciences), 3, 007 64 ... 05/2021 Mục tiêu: Tối ưu hóa quy trình nhận diện dưa leo tồn hoa cái, tăng tỷ lệ nhận diện xác dịng dưa leo marker phân tử Tính sáng tạo: Tính trạng tồn hoa (Gynoecios) dưa leo có mối tương quan... tục sàng lọc thêm marker mới, tối ưu hóa quy trình có, giúp tăng tỷ lệ nhận diện xác dịng dưa leo, phát triển quy trình nhận diện dịng dưa leo tồn hoa Trong đó, thơng số quy trình trước (nhiệt... kết nghiên cứu: Kết tối ưu hóa quy trình nhận diện dịng dưa leo tồn hoa marker phân tử từ đề tài giúp tăng tỷ lệ nhận diện xác, giảm số dịng tồn hoa bị bỏ sót dịng khác bị nhận diện nhầm, từ tiết