Chọn lọc dòng bc3f1 triển vọng mang qtl9 liên quan đến cấu trúc bông lúa, năng suất cao, chất lượng tốt

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHỌN LỌC DỊNG BC3F1 TRIỂN VỌNG MANG QTL9 LIÊN QUAN ĐẾN CẤU TRÚC BÔNG LÚA, NĂNG SUẤT CAO, CHẤT LƢỢNG TỐT Sinh viên thực Họ tên: Trần Đặng Việt Dũng Lớp: K63CNSHA Mã sinh viên: 637018 Giáo viên hƣớng dẫn TS Khổng Ngân Giang Ths Tống Văn Hải HÀ NỘI – 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi nhóm tác giả Các kết nghiên cứu trình bày luận văn trung thực, khách quan chưa sử dụng để bảo vệ học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn, thơng tin trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Tác giả luận văn Trần Đặng Việt Dũng LỜI CÁM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn: Học viện Nông Nghiệp Việt Nam, Khoa Công nghệ sinh học, Bộ mơn Sinh học phân tử, Phịng thí nghiện trọng điểm Cơng nghệ tế bào thực vật, Phịng thí nghiệm liên kết Việt Pháp (LMI RICE 2) – Viện Di truyền Nông nghiệp, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Đặc biệt tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Khổng Ngân Giang Ths Tống Văn Hải tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi q trình học tập, nghiên cứu để tơi hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình anh chị làm việc Phịng thí nghiệm Việt Pháp LMI RICE Đặc biệt chị Lê Thị Như anh chị khác nhóm “Cấu trúc bơng lúa” dẫn từ bước bước cuối để tơi hồn thành tốt luận văn Hồn thành luận văn cịn có động viên khuyến khích giúp đỡ bạn bè thành viên gia đình tơi Tất giúp đỡ tình cảm quý báu nguồn động lực lớn giúp tơi suốt q trình thực luận văn Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Sinh viên Trần Đặng Việt Dũng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .2 LỜI CÁM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề .9 1.2 Mục đích yêu cầu .10 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .11 2.1 Giới thiệu lúa .11 2.2 Giới thiệu QTL9 .15 2.3 Chọn giống thị phân tử kết hợp với lai trở lại (MABC) 18 2.4 Chỉ thị phân tử CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic Sequences) 19 PHẦN 3: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 3.1 Vật liệu nghiên cứu .21 3.2 Nội dung nghiên cứu .24 3.3 Phương pháp nghiên cứu 25 PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .30 4.1 Chọn lọc lai BC2F1, BC3F1 mang QTL9 thị phân tử CAPS 30 4.2 Phân tích cấu trúc bơng lúa số tính trạng nơng học liên quan đến suất dòng BC3F1 39 4.3 Đánh giá số tính trạng liên quan đến chất lượng gạo dòng BC3F1 50 4.4 Chọn lọc vật liệu tiềm mang QTL9 có hình thái chất lượng tương đương giống mẹ 54 PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 5.1 Kết luận 56 5.2 Kiến nghị .56 PHẦN 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ đầy đủ nghĩa tiếng Việt Từ viết tắt QTL GWAS Quantitative Trait Loci ( Tính trạng số lượng) Genome Wide Association Study ( Phương pháp phân tích liên kết tồn hệ gen) CAPS Cleaved Amplified Polymorphic Sequences (Đa hình đoạn cắt giới hạn) SNP Single Nucleotide Polymorphic (Đa hình đơn Nucleotide) Cs Cộng ADN Axit Deoxyribonucleic Bp Base pair NGS Next generation sequencing (Giải trình tự hệ mới) MABC Marker-assisted backcrossing (Chọn giống thị phân tử kết hợp lai trở lại) CTPT Chỉ thị phân tử PCR Phản ứng tổng hợp chuỗi polymerase NPT5 New plant type QK10 Quý Khôi 10 BC3F1 Backcross hệ thứ với lai F1 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Các giống lúa sử dụng nghiên cứu 21 Bảng 3.2 Chỉ thị phân tử CAPS enzyme cắt giới hạn tương ứng 23 Bảng 3.3 Thang điểm đánh giá độ hoá hồ (IRRI, 2013) .28 Bảng 3.4 Thang điểm đánh giá độ bền gel (IRRI, 2013) 30 Bảng 4.1 Kết đo nồng độ độ tinh ADN máy Nanodrop 31 Bảng 4.2 Tổng hợp cặp lai lai BC2F1 37 Bảng 4.3 Một số đặc điểm hình thái dịng BC3F1 40 Bảng 4.4 Kết đánh giá số tính trạng có liên quan đến cấu trúc bơng dịng BC3F1 hai gống bố mẹ 43 Bảng 4.5 Kết đánh giá số tính trạng có liên quan đến suất dịng BC3F1 hai giống bố mẹ .47 Bảng 4.6 Kết đánh giá số tính trạng liên quan đến chất lượng dòng lai BC3F1 hai giống bố mẹ BT7, NPT5 51 Bảng 4.7 Danh sách 15 dòng BC3F1 tiềm chọn lọc .55 DANH MỤC HÌNH Hình Cấu trúc lúa (A) thay đổi qua q trình hóa (B) 12 Hình Các giai đoạn hình thành bơng lúa non quan sát kình hiển vi 13 Hình Phân tích GWAS tính trạng số hạt/bơng (SpN) số gié thứ cấp/bơng (SBN) tập đồn lúa địa Việt Nam 16 Hình Quá trình thực CAPS 21 Hình Hình minh họa băng DNA CTPT CAPS gel agarose 24 Hình Hình ảnh bơng lúa hai giống bố mẹ BT7, NPT5 hai dòng lai BC3F1 27 Hình Chuẩn bị vật liệu cho thí nghiệm đánh giá chất lượng hạt gạo dòng BC3F1 .27 Hình Hình ảnh dịng chảy gel dòng BC3F1 .30 Hình Thí nghiệm đánh giá mùi thơm gạo dịng BC3F1 31 Hình 10 Kết điện di ADN tổng số số dòng đánh giá 35 Hình 11 Kết kiểm tra số BC2F1 (BT7KBL x NB01) thị phân tử CAPS 36 Hình 12 Kết kiểm tra số BC2F1 (BT7 x QK10) thị phân tử CAPS 37 Hình 13 Kết kiểm tra số BC3F1 (BT7 x NPT5) thị phân tử CAPS 38 PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Lúa (Oryza sativa L.) lương thực quan trọng nửa dân số giới Do q trình thị hóa nhanh chóng, diện tích đất để trồng lúa giảm nghiêm trọng, đó, tăng suất lúa gạo đơn vị diện tích đất cách để đáp ứng nhu cầu lương thực ngày tăng toàn cầu Các chuyên gia dự báo cần thêm khoảng 70% thực phẩm sơ cấp vào năm 2050 Năng suất lúa xác định bốn thành phần chính, bao gồm số bơng đơn vị diện tích, số hạt bông, tỷ lệ hạt trọng lượng hạt Về mặt lý thuyết, việc cải thiện suất hạt gạo đạt cách tăng thành phần suất đơn lẻ kết hợp bốn Cùng với phát triển cơng nghệ giải trình tự hệ mới, gen hàng trăm giống lúa giải trình tự hồn tồn phần, tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển thị phân tử xác định locus tính trạng số lượng (QTLs) (Chen cs., 2014; Xu cs., 2011) Trong thập kỷ qua, nhiều QTL lúa suất cao xác định (Miura cs., 2011; Wing cs., 2018; Xing Zhang, 2010), chẳng hạn GN1a (Ashikari cs., 2005), GhD7 ( Xue cs., 2008), SPIKE (Fujita cs., 2013) TGW6 (Ishimaru cs., 2013) Gần đây, phương pháp phân tích liên kết toàn hệ gen (GWAS, Genome-Wide Association Study) đời trở thành công cụ mạnh mẽ để nghiên cứu đa dạng quần thể phát thêm nhiều loci quan trọng, đặc biệt loci liên kết với tính trạng nơng học phức tạp tính trạng suất Nhóm «Cấu trúc bơng lúa», Viện Di truyền nông nghiệp nghiên cứu GWAS tính trạng liên quan đến suất tập đoàn lúa địa phương Việt Nam xác định QTL (Quantitative Trait Loci) đặt tên QTL9 liên kết với tính trạng số gié thứ cấp/bông số hạt/bông (Ta cs., 2018) Chức QTL9 sau khẳng định thơng qua phân tích quần thể lai tái tổ hợp từ cặp lai bố mẹ thuộc haplotype đối lập cấu trúc (bông nhỏ to) (Khong cs., 2021), thị phân tử CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic Sequences) phát triển để phân biệt giống lúa mang QTL9 haplotype tương phản (Pham cs., 2020), từ mở hội nghiên cứu ứng dụng QTL9 chương trình chọn tạo giống lúa cao sản Trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu tiềm “Nghiên cứu khai thác QTL9 liên quan đến cấu trúc để cải thiện suất số giống lúa chất lượng” Bộ Nông nghiệp phát triển nơng thơn tài trợ, nhóm nghiên cứu Khổng Ngân Giang tiến hành lai thành công cặp lai BC3F1 (giữa giống chất lượng thuộc haplotype (cây mẹ) giống suất cao thuộc haplotype (cây bố) chọn lọc lai thị phân tử CAPS Nhằm mục đích chọn lọc đánh giá dòng BC3F1 triển vọng để tiếp tục phát triển thành quần thể BC3F2 hướng đến chọn tạo giống mới, tiến hành đề tài “Chọn lọc dòng BC3F1 triển vọng mang QTL9 liên quan đến cấu trúc lúa, suất cao, chất lượng tốt” 1.2 Mục đích yêu cầu 1.2.1 Mục đích Chọn 1-2 dịng BC3F1 triển vọng mang QTL9 có suất cao 10-15% so với mẹ, chất lượng gần tương đương với mẹ 1.2.2 Yêu cầu - Chọn lọc 50 dòng BC3F1 mang QTL9 thị phân tử CAPS - Chọn lọc 3-5 dịng BC3F1 triển vọng có cấu trúc bơng to so với mẹ 10 STT Dòng 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 BC3F1_85 BC3F1_86 BC3F1_87 BC3F1_88 BC3F1_89 BC3F1_90 BC3F1_91 BC3F1_92 BC3F1_93 BC3F1_94 BC3F1_95 BC3F1_96 BC3F1_97 BC3F1_98 BC3F1_99 BC3F1_100 BC3F1_101 BC3F1_102 BC3F1_103 NPT5 (Đ/c) BT7 (Đ/c) CDTB (cm) ĐKTB (cm) SGSC (gié) 16,4 17,6 19,1 16,7 19,9 15,9 0,2 0,2 0,2 0,2 0,3 0,1 11,5 13,3 14,0 11,0 18,3 12,0 CDTB GSC (cm) 12,4 14,7 14,0 14,5 10,5 13,1 32,5 54,7 43,5 39,7 61,3 53,0 CDTB GTC (cm) 3,4 3,5 3,7 3,6 2,6 3,0 Số hạt/bông (hạt) 212,0 220,3 208,0 155,0 213,6 210,7 15,2 16,7 12,3 18,2 19,2 18,5 17,7 11,5 11,4 14,3 17,3 0,3 0,2 0,2 0,3 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,3 13,0 12,7 13,7 11,7 11,3 15,7 14,7 13,3 13,7 13,0 14,0 12,6 14,8 9,8 15,1 13,3 12,1 12,1 8,1 11,6 9,9 12,4 44,3 54,3 57,3 55,3 44,0 41,3 49,0 56,0 69,7 61,0 77,3 3,0 3,0 2,5 2,5 2,8 3,2 2,9 2,0 1,9 2,3 2,8 184,7 189,3 211,7 251,7 205,7 186,0 188,3 186,3 241,0 258,7 236,7 13,9 15,3 0,2 0,2 15,3 14,0 9,3 9,9 54,7 38,7 2,5 2,6 318,0 205,6 SGTC (gié) Ghi chú: CDTB - Chiều dài trục bông, ĐKTB – Đường kính trục bơng, SGSC – Số gié sơ cấp, CDTBGSC – Chiều dài trung bình gié sơ cấp, SGTC – Số gié thứ cấp, CDTBGTC – Chiều dài trung bình gié thứ cấp 4.2.3 Đánh giá số tính trạng liên quan đến suất dịng BC3F1 Kết đánh giá số tính trạng lên quan đến suất dòng BC3F1 trình bày Bảng 4.5 Kết cho thấy: số lượng nhánh dòng lai BC3F1 nằm khoảng từ – nhánh, tỉ lệ hạt lép dao động từ 10% – 25%, trung bình đạt 17,3% Đánh giá khối lượng 1000 hạt dòng lai BC3F1 46 giống đối chứng bố mẹ, kết cho thấy giống đối chứng bố mẹ NPT5 BT7, khối lượng 1000 hạt 22,2 g 19,8 g, dịng lai BC3F1 có khối lượng 1000 hạt dao động từ 18,5 g đến 22,1 g, trung bình đạt 19,5 g Trong đó, có 67% số dịng lai BC3F1 có khối lượng 1000 hạt lớn BT7 Bảng 4.Error! Bookmark not defined Kết đánh giá số tính trạng có liên quan đến suất dòng BC3F1 hai gống bố mẹ STT Dịng Số nhánh Số hạt/bơng Số hạt chắc/bơng Tỉ lệ hạt lép (%) Khối lƣợng 1000 hạt (g) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 BC3F1_1 BC3F1_2 BC3F1_3 BC3F1_4 BC3F1_5 BC3F1_6 BC3F1_7 BC3F1_8 BC3F1_9 BC3F1_10 BC3F1_11 BC3F1_12 BC3F1_13 BC3F1_14 BC3F1_15 BC3F1_16 BC3F1_17 BC3F1_18 BC3F1_19 BC3F1_20 BC3F1_21 BC3F1_22 4,0 5,0 4,0 6,0 4,0 4,0 4,0 6,0 5,0 5,0 7,0 5,0 4,0 5,0 5,0 4,0 4,0 6,0 5,0 7,0 6,0 4,0 224,0 264,7 251,7 205,7 248,0 222,3 231,0 197,0 175,7 212,3 220,7 200,0 252,0 270,7 218,3 254,0 228,0 184,7 230,3 204,5 250,3 241,7 196,2 214,6 201,0 168,2 223,2 185,9 195,3 163,0 155,6 166,7 177,7 161,4 224,8 234,9 179,1 219,2 174,4 162,3 186,9 159,9 206,0 189,1 12,4 18,9 20,1 18,2 10,0 16,4 15,5 17,3 11,4 21,5 19,5 19,3 10,8 13,2 18,0 13,7 23,5 12,1 18,8 21,8 17,7 21,8 18,7 19,8 19,7 19,2 19,2 19,1 19,0 19,8 19,5 20,0 19,5 19,5 20,1 19,4 20,3 18,8 18,6 19,0 21,3 19,0 19,2 19,5 47 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 BC3F1_23 BC3F1_24 BC3F1_25 BC3F1_26 BC3F1_27 BC3F1_28 BC3F1_29 BC3F1_30 BC3F1_31 BC3F1_32 BC3F1_33 BC3F1_34 BC3F1_35 BC3F1_36 BC3F1_37 BC3F1_38 BC3F1_39 BC3F1_40 BC3F1_41 BC3F1_42 BC3F1_43 BC3F1_44 BC3F1_45 BC3F1_46 BC3F1_47 BC3F1_48 BC3F1_49 BC3F1_50 BC3F1_51 BC3F1_52 BC3F1_53 BC3F1_54 BC3F1_55 BC3F1_56 BC3F1_57 BC3F1_58 5,0 5,0 5,0 6,0 6,0 6,0 7,0 4,0 4,0 4,0 5,0 4,0 5,0 8,0 5,0 5,0 6,0 204,0 217,3 219,3 213,7 170,7 184,7 171,3 231,0 225,7 209,3 214,0 190,7 235,3 197,7 233,0 213,7 234,0 156,6 189,8 176,6 161,7 151,3 158,6 131,5 175,7 181,1 161,7 185,7 167,9 190,3 177,5 185,1 164,9 198,6 23,2 12,7 19,5 24,3 11,3 14,1 23,3 24,0 19,8 22,7 13,2 11,9 19,1 10,2 20,6 22,8 15,1 20,0 19,1 19,1 18,8 18,6 20,3 19,3 20,1 19,0 19,4 20,0 19,8 18,7 19,4 20,1 20,1 18,6 5,0 5,0 4,0 4,0 4,0 7,0 6,0 7,0 6,0 4,0 5,0 4,0 5,0 6,0 6,0 4,0 4,0 6,0 229,3 196,0 190,3 188,0 227,0 185,3 190,0 170,3 232,5 251,0 206,0 240,3 223,0 209,7 205,7 245,7 296,3 246,3 204,9 157,5 150,1 153,7 202,6 163,5 149,8 145,8 186,1 219,1 171,9 185,6 168,2 166,4 165,8 210,6 236,0 185,8 10,6 19,6 21,1 18,3 10,7 11,8 21,2 14,4 19,9 12,7 16,5 22,8 24,6 20,7 19,4 14,3 20,4 24,6 19,4 20,3 19,3 19,9 18,7 19,4 19,8 20,0 20,3 19,4 19,7 18,8 19,4 19,2 20,0 22,1 18,7 19,9 48 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 BC3F1_59 BC3F1_60 BC3F1_61 BC3F1_62 BC3F1_63 BC3F1_64 BC3F1_65 BC3F1_66 BC3F1_67 BC3F1_68 BC3F1_69 BC3F1_70 BC3F1_71 BC3F1_72 BC3F1_73 BC3F1_74 BC3F1_75 BC3F1_76 BC3F1_77 BC3F1_78 BC3F1_79 BC3F1_80 BC3F1_81 BC3F1_82 BC3F1_83 BC3F1_84 BC3F1_85 BC3F1_86 BC3F1_87 BC3F1_88 BC3F1_89 BC3F1_90 BC3F1_91 BC3F1_92 BC3F1_93 BC3F1_94 5,0 4,0 4,0 4,0 6,0 6,0 4,0 4,0 4,0 6,0 6,0 5,0 4,0 4,0 4,0 5,0 5,0 5,0 5,0 4,0 5,0 4,0 5,0 5,0 5,0 5,0 4,0 5,0 4,0 4,0 5,0 4,0 254,0 212,3 224,3 212,0 185,7 220,7 215,7 125,0 193,0 219,3 181,3 215,3 204,0 226,7 217,7 247,0 204,7 222,0 202,5 220,7 218,3 170,3 224,3 203,3 220,3 242,7 212,0 220,3 208,0 155,0 213,6 210,7 226,0 162,0 186,3 170,7 141,3 180,5 185,2 103,9 149,2 194,8 154,0 161,5 181,5 194,4 191,5 195,5 154,9 191,3 152,9 188,8 193,8 129,7 189,7 180,2 172,4 213,6 188,3 171,5 180,5 124,5 178,5 165,7 11,0 23,7 17,0 19,5 23,9 18,2 14,1 16,9 22,7 11,2 15,1 25,0 11,0 14,2 12,0 20,8 24,3 13,8 24,5 14,4 11,2 23,9 15,4 11,4 21,8 12,0 11,2 22,2 13,2 19,7 16,4 21,3 18,8 19,7 20,3 19,3 18,9 19,7 19,8 19,8 18,7 20,0 19,9 18,6 18,8 18,7 18,5 18,7 20,2 19,2 20,0 20,3 19,5 20,3 19,5 19,9 18,7 18,8 19,3 18,9 20,3 19,5 20,0 20,2 4,0 4,0 5,0 184,7 189,3 211,7 160,4 155,8 186,5 13,2 17,7 11,9 20,2 19,8 18,8 49 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 BC3F1_95 BC3F1_96 BC3F1_97 BC3F1_98 BC3F1_99 BC3F1_100 BC3F1_101 BC3F1_102 BC3F1_103 5,0 4,0 4,0 5,0 5,0 5,0 5,0 6,0 251,7 205,7 186,0 188,3 186,3 241,0 258,7 236,7 195,0 184,4 164,2 165,6 144,5 182,7 227,0 200,8 22,5 10,3 11,7 12,1 22,5 24,2 12,2 15,1 19,4 19,2 19,4 19,1 19,1 18,7 18,9 19,2 BC3F1_1 BT7 8,0 5,0 318,0 166,3 284,0 144,4 10,7 13,1 22,2 19,8 4.3 Đánh giá số tính trạng liên quan đến chất lượng gạo dòng BC3F1 Kết đánh giá tính trạng liên quan đến chất lượng gạo thu được trình bày bảng 4.6 Sự hóa hồ q trình làm đứt gãy trật tự phân tử hạt tinh bột, tạo thay đổi trạng thái vật lý, làm trương hạt tinh bột, làm tan trạng thái tinh thể tự nhiên, cấu trúc hoà tan tinh bột (Liu cs., 2009) Độ hóa hồ định thời gian lượng cần thiết để nấu chín cơm (Trần Mạnh Cường cs., 2014) Các giống lúa có độ hóa hồ cao đòi hỏi nhiều nước nấu có thời gian nấu lâu giống có độ hóa hồ thấp trung bình, Cấp độ hố hồ dòng lúa đánh giá tổng hợp Bảng 4.6 Trong giống bố mẹ NPT5 BT7 có độ hóa hồ 5,4 4,6, dịng lai BC3F1 có độ hóa hồ dao động từ đến 6,4 , trung bình đạt 5,8 Độ bền gel đo lường xu hướng cứng cơm để nguội Trong nhóm gạo có hàm lượng amylose, giống có độ bền gel mềm mềm cơm, Thí nghiệm đánh giá độ bền gel xem cách kiểm tra nhanh, đơn giản, bổ sung cho thí nghiệm kiểm tra amylose (Hồng Cơng Mệnh cs., 2013) Kết tổng hợp bảng 4.6 cho thấy, độ trải gel hai giống bố mẹ NPT5 BT7 cm 50 11,5 cm, dịng lai BC3F1 có độ trải gel nằm khoảng đến 12,5 cm, trung bình đạt 7,2 cm Kết bảng 4.6 cho thấy, điểm trung bình mùi thơm quần thể lai BC3F1 dao động khoảng từ đến 1,6 điểm cao ghi nhận 1,6 trung bình đạt 0,74 (khơng kể dịng đối chứng), khơng có dịng lai đạt điểm Trong đó, 69 giống điểm trung bình mùi thơm nhỏ 1, 31 giống có điểm trung bình mùi thơm lớn Đánh giá kích thước hạt gạo cho thấy, chiều dài hạt gạo nằm khoảng 5,2 cm – 6,0 cm, trung bình đạt 5,7 cm Tỷ lệ chiều dài/ chiều rộng dao động từ 2,2 đến 3,4, trung bình đạt 2,7 Bảng 4.Error! Bookmark not defined Kết đánh giá số tính trạng liên quan đến chất lƣợng dòng lai BC3F1 hai giống bố mẹ BT7, NPT5 STT Dòng Chiều dài hạt gạo (mm) 10 11 12 13 14 15 BC3F1_1 BC3F1_2 BC3F1_3 BC3F1_4 BC3F1_5 BC3F1_6 BC3F1_7 BC3F1_8 BC3F1_9 BC3F1_10 BC3F1_11 BC3F1_12 BC3F1_13 BC3F1_14 BC3F1_15 5,8 5,7 5,6 5,8 5,7 5,6 5,8 5,8 5,8 5,9 5,7 5,7 5,9 5,9 5,7 Tỷ lệ D/R Mùi thơm gạo Độ bền gel Độ hóa hồ 2,6 2,6 2,6 2,8 2,8 2,6 2,7 2,3 2,5 3,2 2,3 2,6 2,6 2,6 2,7 0,8 0,6 1,0 0,2 1,2 1,0 0,2 0,8 0,8 1,6 0,6 0,8 0,8 0,8 1,4 8,0 11,9 5,5 6,3 6,2 4,9 6,8 6,1 4,9 7,1 5,5 7,1 4,6 5,4 5,5 5,8 5,8 5,8 5,8 5,8 5,8 5,4 5,5 5,4 6,2 6,4 5,8 5,4 5,6 6,4 51 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 BC3F1_16 BC3F1_17 BC3F1_18 BC3F1_19 BC3F1_20 BC3F1_21 BC3F1_22 BC3F1_23 BC3F1_24 BC3F1_25 BC3F1_26 BC3F1_27 BC3F1_28 BC3F1_29 BC3F1_30 BC3F1_31 BC3F1_32 BC3F1_33 BC3F1_34 BC3F1_35 BC3F1_36 BC3F1_37 BC3F1_38 BC3F1_39 BC3F1_40 BC3F1_41 BC3F1_42 BC3F1_43 BC3F1_44 BC3F1_45 BC3F1_46 BC3F1_47 BC3F1_48 BC3F1_49 BC3F1_50 BC3F1_51 5,8 5,7 5,7 5,5 6,0 5,8 5,6 5,8 5,7 5,5 5,5 5,4 5,6 5,3 5,5 5,4 5,9 5,5 5,3 5,9 5,9 5,4 5,8 5,8 2,5 2,4 2,6 2,5 3,0 3,1 2,7 2,6 2,6 2,7 2,8 2,4 2,9 2,6 2,8 2,5 3,0 2,4 2,5 2,9 3,1 2,6 2,6 2,9 1,4 1,2 0,4 1,2 0,4 1,0 0,2 0,8 0,8 0,2 1,2 1,0 0,4 0,6 0,8 0,8 1,0 0,8 0,8 0,6 0,4 0,4 0,6 0,4 6,9 7,6 5,4 7,0 6,5 6,5 7,4 10,0 6,9 5,0 7,4 4,6 7,1 8,3 8,3 6,0 6,4 5,0 5,8 6,2 4,5 9,9 6,3 5,9 5,8 5,4 5,4 5,8 5,8 6,0 5,6 6,2 5,4 6,4 5,6 5,4 6,0 6,0 6,2 5,6 6,0 5,0 5,8 5,4 5,8 5,6 6,0 5,4 5,9 5,8 5,9 5,7 5,7 5,9 5,2 5,9 5,9 5,7 5,7 2,6 2,9 2,8 2,8 2,6 2,8 2,3 3,0 3,1 2,9 2,7 0,6 0,6 0,4 1,2 0,8 0,6 0,8 1,0 0,8 1,4 0,8 8,4 5,9 5,7 4,9 4,9 4,8 4,0 4,0 5,0 7,5 7,9 5,2 5,6 6,4 5,6 6,0 5,8 5,8 5,4 5,6 5,8 5,6 52 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 BC3F1_52 BC3F1_53 BC3F1_54 BC3F1_55 BC3F1_56 BC3F1_57 BC3F1_58 BC3F1_59 BC3F1_60 BC3F1_61 BC3F1_62 BC3F1_63 BC3F1_64 BC3F1_65 BC3F1_66 BC3F1_67 BC3F1_68 BC3F1_69 BC3F1_70 BC3F1_71 BC3F1_72 BC3F1_73 BC3F1_74 BC3F1_75 BC3F1_76 BC3F1_77 BC3F1_78 BC3F1_79 BC3F1_80 BC3F1_81 BC3F1_82 BC3F1_83 BC3F1_84 BC3F1_85 BC3F1_86 BC3F1_87 5,3 5,8 5,4 5,9 5,9 5,6 5,8 5,2 5,6 5,9 5,2 5,4 5,7 5,4 5,6 5,4 5,9 5,9 5,8 5,7 5,3 5,5 5,7 5,6 5,4 5,4 5,7 5,9 5,9 5,6 5,3 5,3 5,8 5,5 5,8 5,3 2,6 3,4 2,5 2,8 2,7 2,9 2,9 2,2 2,8 2,6 2,2 2,6 2,6 2,6 2,5 2,6 2,9 3,3 2,6 2,8 2,4 2,5 2,6 2,7 2,5 2,5 2,6 3,1 2,8 2,5 2,6 2,4 2,6 2,5 2,7 2,5 53 0,8 0,4 0,8 1,2 0,6 0,4 0,4 0,8 1,0 0,4 0,2 0,2 1,6 0,2 1,0 0,6 1,0 0,8 0,6 1,0 1,2 1,0 0,4 0,6 1,2 1,2 1,0 0,8 1,0 0,8 0,8 1,4 0,4 1,4 0,8 0,6 6,4 7,2 12,5 7,1 7,0 8,1 5,5 6,2 7,6 8,3 4,1 4,9 9,1 6,2 9,7 10,0 7,5 10,3 9,2 10,0 10,4 9,5 8,6 10,9 9,4 10,0 9,5 9,2 8,0 7,8 12,0 8,9 9,4 8,9 7,2 6,9 5,6 6,2 5,8 5,8 5,8 5,2 6,2 5,6 5,8 5,8 5,8 6,0 6,0 6,2 6,0 5,2 6,0 6,2 6,0 6,2 5,6 6,0 6,4 5,4 5,6 5,4 5,6 6,0 6,2 6,2 6,0 6,0 5,8 5,6 6,0 5,6 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 BC3F1_88 BC3F1_89 BC3F1_90 BC3F1_91 BC3F1_92 BC3F1_93 BC3F1_94 BC3F1_95 BC3F1_96 BC3F1_97 BC3F1_98 BC3F1_99 BC3F1_100 BC3F1_101 BC3F1_102 BC3F1_103 NPT5 BT7 5,3 5,6 5,7 2,9 3,0 2,9 0,4 0,0 0,8 8,0 7,5 11,4 5,4 6,0 5,4 5,8 5,5 5,4 5,8 5,8 5,7 5,9 6,0 5,8 5,4 5,6 2,8 2,9 2,8 2,6 2,7 2,8 2,8 2,7 3,0 2,3 2,8 1,0 1,0 0,6 0,4 0,2 0,6 0,2 0,6 0,2 0,4 0,0 5,3 5,0 5,0 5,1 7,3 6,0 4,9 5,5 7,0 7,1 8,1 5,8 5,6 6,0 5,2 6,2 5,8 5,6 5,4 6,0 5,6 5,4 6,1 5,8 3,2 2,8 0,0 2,0 3,0 11,5 5,4 4,6 4.4 Chọn lọc vật liệu tiềm mang QTL9 có hình thái chất lượng tương đương giống mẹ Các cá thể BC3F1 mang kiểu gen dị hợp QTL9 đánh giá tính trạng liên quan đến cấu trúc bông, suất chất lượng Từ liệu này, dòng BC3F1 tiềm lựa chọn để tiếp tục đánh giá hệ sau (Bảng 4.7) 15 dòng BC3F1 (BT7 x NPT5) lựa chọn có số nhánh dao động – nhánh/cây, thời gian sinh trưởng từ 104 – 107 ngày, chiều cao 108 – 111,8 cm, số lượng hạt/bông nằm khoảng 218,3 – 254,0 hạt/bông, tăng thêm 6,2 – 23,6% (trung bình đạt 13%) so với giống mẹ chất lượng; số lượng gié thứ cấp/bơng dịng đạt khoảng 43,3 – 57 gié/bông, tăng thêm 12,1 – 47,4% so với BT7 54 Xem xét tính trạng liên quan đến chất lượng (độ bền gel, mùi thơm, độ hóa hồ): 15 dịng BC3F1 chọn lựa báo cáo với đặc tính chất lượng gần tương đương giống mẹ BT7, Trong đó, độ bền gel dịng chọn lọc đạt từ 4,9 cm đến 10,4 cm, Độ hóa hồ 15 dịng BC3F1 dao động khoảng 5,4 – 6,4, Đánh giá mùi thơm dòng chọn lọc cho thấy, tất dòng chọn lọc chấm điểm >1 (có mùi thơm) với cấp độ thơm khác (Bảng 4.7) Bảng 4.Error! Bookmark not defined Danh sách 15 dòng BC3F1 tiềm STT Dòng 10 11 12 13 14 15 BC3F1_3 BC3F1_5 BC3F1_6 BC3F1_15 BC3F1_16 BC3F1_17 BC3F1_19 BC3F1_21 BC3F1_50 BC3F1_64 BC3F1_68 BC3F1_72 BC3F1_76 BC3F1_78 BC3F1_83 NPT5 BT7 Thời gian sinh trƣởng (ngày) Chiều cao (cm) Số bơng/ khóm Số gié thứ cấp 107 104 108 107 106 106 104 104 106 105 107 108 104 105 105 108 104 109,1 108,9 110,1 110,4 109,0 109,6 110,7 109,9 111,5 108,4 109,7 111,5 110,6 111,2 111,8 111,7 108,2 4,0 4,0 4,0 5,0 4,0 4,0 5,0 6,0 4,0 6,0 6,0 4,0 5,0 4,0 5,0 8,0 5,0 57,0 53,0 44,7 52,0 54,7 45,5 49,7 52,7 56,3 44,0 43,3 48,3 47,7 44,0 52,0 54,7 38,7 55 Tỉ Khối Số lệ lƣợng Mùi Độ hạt/bô hạt 1000 thơm bền ng lép hạt gạo gel (%) (g) 251,7 248,0 222,3 218,3 254,0 228,0 230,3 250,3 251,0 220,7 219,3 226,7 222,0 220,7 220,3 318,0 205,6 20,1 10,0 16,4 18,0 13,7 23,5 18,8 17,7 12,7 18,2 11,2 14,2 13,8 14,4 21,8 10,7 13,1 19,7 19,2 19,1 20,3 18,8 18,6 21,3 19,2 19,4 19,7 20,0 18,7 19,2 20,3 18,7 22,2 19,8 1,0 5,5 1,2 6,2 1,0 4,9 1,4 5,5 1,4 6,9 1,2 7,6 1,2 7,0 1,0 6,5 1,4 7,5 1,6 9,1 1,0 7,5 1,2 10,4 1,2 9,4 1,0 9,5 1,4 8,9 0,0 3,0 2,0 11,5 Độ hóa hồ 5,8 5,8 5,8 6,4 5,8 5,4 5,8 6,0 5,8 6,0 6,0 5,6 5,6 5,6 6,0 5,4 4,6 Tỷ lệ hạt tăng thêm so với BT7 (%) 22,4 20,6 8,2 6,2 23,6 10,9 12,0 21,8 22,1 7,3 6,7 10,3 8,0 7,3 7,2 PHẦN 5: KẦT LUẬN VÀ KIẾN NGH 5.1 Kết luận Vụ xuân năm 2022 tiến hành lai tạo cặp lai BC2F1: BT7KBL x BC1F1 (NB01), BT7 x BC1F1 (QK10) cặp lai BC3F1: BT7 x BC2F1 (NPT5) Qua phân tích kiểu gen thị phân tử CAPS cho thấy: 12/30 lai BC2F1 có nguồn gốc từ cặp bố mẹ BT7KBL x NB01, 17/30 lai BC2F1 có nguồn gốc từ cặp bố mẹ BT7 x QK10, 103/177 lai BC3F1 có nguồn gốc từ cặp bố mẹ BT7 x NPT5 Đánh giá tính trạng nơng học liên quan đến cấu trúc bơng, suất chất lượng hạt dịng lai BC3F1 chọn lọc 15 dịng tiềm năng, có chất lượng hạt gần tương đương với giống mẹ đối chứng (về hàm lượng amylose, độ hóa hồ, độ bền gel mùi thơm), tăng thêm 6,2 – 23,6% số hạt/bông, 12,1 – 47,4% số gié thứ cấp/bông so với giống mẹ đối chứng BT7 5.2 Kiến nghị Các dòng BC2F1, BC3F1 thu từ phép lai giống lúa thương mại hành, cung cấp nguồn vật liệu tiềm cho việc chọn lọc cá thể ưu tú hệ sau Ở hệ tiếp theo, tiếp tục sàng lọc dịng có kiểu gen đồng hợp/dị hợp QTL9, thể ưu tính trạng nơng học liên quan đến cấu trúc bơng suất, đồng thời mang đặc tính chất lượng bật giống mẹ cơm mềm, dẻo, có mùi thơm 56 PHẦN 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Stefan Juannic, Phạm Thị Mai, Lê Thị Như, Phạm Xuân Hội, Khổng Ngân Giang (2020) "Ứng dụng công nghệ Gene Capture để xác định biến thể di truyền vùng QTL9 liên quan đến cấu trúc lúa" Hội thảo Công nghệ sinh học toàn quốc 2020, Huế Tr 162–167 Phạm Thị Mai, Lê Thị Như, Stefan Jouannic, Khổng Ngân Giang (2021) "Chọn lọc cá thể F2 đồng hợp tử mang QTL9 liên quan đến cấu trúc lúa thị phân tử CAPS" Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Số 63 (2) Nguyễn Thị Thúy Anh, Trần Trung, Khuất Hữu Trung, Lê Hùng Lĩnh, Trần Đăng Khánh (2017) "Chọn lọc cá thể mang QTL / gen quy định tính trạng tăng số hạt bơng quần thể BC2F1 để cải tiến suất dòng NPT1 nhờ ứng dụng thị phân tử" Tạp chí Khoa học Công nghệ Việt Nam Số 12B (2017) Tạ Kim Nhung, Khổng Ngân Giang, Lê Huy Hàm, Đỗ Năng Vịnh (2016) "Nghiên cứu liên kết toàn hệ gen (GWAS - Genome wide association genetic): Tiềm ứng dụng thách thức nghiên cứu chọn tạo giống lúa (Oryza sativa)" Hội thảo Quốc gia Khoa học Cây trồng lần thứ hai, Cần Thơ Tr 313-318 Trương Ánh Phương (2019) "Ứng dụng thị phân tử để nghiên cứu xải thiện tỉ lệ bạc bụng giống lúa cao sản (Oryza sativa L.)" Viện khoa học Nông Nghiệp Việt Nam, Cần Thơ Đồng Thị Kim Cúc (2014) "Nghiên cứu ứng dụng thị phân tử chọn tạo giống lúa Bắc Thơm chịu mặn" Viện khoa học Nông Nghiệp Việt Nam, Hà Nội Vũ Thị Nhiên, Tạ Kim Nhung, Stefan Jouannic, Lê Hùng Lĩnh, Phạm Xuân 57 Hội, Trần Khánh Vân, Trần Vũ Hằng, Phạm Thị Mai, Lê Thị Như, Khổng Ngân Giang (2018) "Tạo quần thể lai F1 làm vật liệu khởi đầu để đánh giá vai trò QTL9 liên quan đến tính trạng suất tập đồn lúa Việt Nam" Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Số 11 (96) Lê Hùng Lĩnh, Chu Đức Hà, Đào Văn Khởi, Phạm Thị Lý Thu (2016) "Tích hợp gen/QTL cải tiến giống lúa ứng phó biến đổi khí hậu phương pháp chọn giống nhờ thị phân tử kết hợp lai trở lại" Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Số 15(4) Nguyễn Xuân Kì (2017) "Tuyển Chọn Giống Lúa Ngắn Ngày Và Xác Định Các Biện Pháp Kỹ Thuật Canh Tác Phù Hợp Ở Tỉnh Quảng Bình" Nhà xuất Đại học Nông Lâm Huế 10 Nguyễn Ngọc Đệ (2008) "Giáo trình lúa" NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh Tr 42-45 Tài liệu tiếng Anh 11 Huang X, Wei X, Sang T, Zhao Q, Feng Q, Zhao Y, Li C, Zhu C, Lu T, Zhang Z, Li M, Fan D, Guo Y, Wang A, Wang L, Deng L, Li W, Lu Y, Weng Q, Liu K, Huang T, Zhou T, Jing Y, Li W, Lin Z, Buckler ES, Qian Q, Zhang QF, Li J, Han B (2010) “Genome-Wide Association Studies of 14 Agronomic Traits in Rice Landraces" Nature Genetics 42: 961–967 12 Chen, Wei, Yanqiang Gao, Weibo Xie, Liang Gong, Kai Lu, Wensheng Wang, Yang Li (2014) “Genome-Wide Association Analyses Provide Genetic and Biochemical Insights into Natural Variation in Rice Metabolism.” Nature Genetics 46 (7): 714–21 13 Doyle & Jeffrey (1991) “DNA Protocols for Plants.” In Molecular Techniques in Taxonomy, edited by Godfrey M Hewitt, Andrew W B Johnston, and J Peter W Young, 283–93 Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg 58 14 Nhung Thi Phuong Phung, Chung Duc Mai, Giang Thi Hoang, Hue Thi Minh Truong, Jeremy Lavarenne, Mathieu Gonin, Khanh Le Nguyen, Thuy Thi Ha, Vinh Nang Do, Pascal Gantet, Brigitte Courtois (2016) "Genomewide association mapping for root traits in a panel of rice accessions from Vietnam" BMC Plant Biology 16, 64 (2016) 15 Marcin Matuszczak, Stanisław Spasibionek, Katarzyna Gacek, Iwona Bartkowiak‑Broda (2020) "Cleaved amplified polymorphic sequences (CAPS) marker for identification of two mutant alleles of the rapeseed BnaA.FAD2 gene" Molecular Biology Reports 47: 7607–7621 16 Kim Nhung Ta, Ngan Giang Khong, Thi Loan Ha, Dieu Thu Nguyen, Duc Chung Mai, Thi Giang Hoang, Thi Phuong Nhung Phung (2018) "A genome-wide association study using a Vietnamese landrace panel of rice (Oryza sativa) reveals new QTLs controlling panicle morphological traits" BMC Plant Biology 18: 1–15 17 Giang Ngan Khong, Nhu Thi Le, Mai Thi Pham, Helene Adam, Carole Gauron, Hoa Quang Le, Dung Tien Pham, Kelly Colonges, Xuan Hoi Pham, Vinh Nang Do, Michel Lebrun, Stefan Jouannic (2021) "A cluster of Ankyrin and Ankyrin-TPR repeat genes is associated with panicle branching diversity in rice" PLOS Genetics 17: 1–24 18 Giang Ngan Khong, H Adam, Y M Staedler, J Schönenberger, T Harrop, J Tregear, N V Do, P Gantet, A Ghesquière & S Jouannic (2017) "Differences in meristem size and expression of branching genes are associated with variation in panicle phenotype in wild and domesticated African rice" Evodevo 8: 1–15 59 19 Yoshida, Hitoshi, Yasuo Nagato (2011) "Flower development in rice" Journal of Experimental Botany 62: 4719–4730 60