Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn địa lan (Cymbidium) khu vực miền núi Đông Bắc Việt Nam phục vụ công tác bảo tồn và chọn tạo giống

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM PHẠM PHƯƠNG THU NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN TẬP ĐOÀN ĐỊA LAN (CYMBIDIUM) KHU VỰC MIỀN NÚI ĐÔNG BẮC VIỆT NAM PHỤC VỤ CÔ[.]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM PHẠM PHƯƠNG THU NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN TẬP ĐOÀN ĐỊA LAN (CYMBIDIUM) KHU VỰC MIỀN NÚI ĐÔNG BẮC VIỆT NAM PHỤC VỤ CÔNG TÁC BẢO TỒN VÀ CHỌN TẠO GIỐNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIIỆP HÀ NỘI, 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM PHẠM PHƯƠNG THU NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN TẬP ĐOÀN ĐỊA LAN (CYMBIDIUM) KHU VỰC MIỀN NÚI ĐÔNG BẮC VIỆT NAM PHỤC VỤ CÔNG TÁC BẢO TỒN VÀ CHỌN TẠO GIỐNG Chuyên ngành : Di truyền chọn giống trồng Mã số : 9620111 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIIỆP Người hướng dẫn khoa học: GS TS Ngơ Xn Bình TS Trần Ngọc Hùng HÀ NỘI, 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi thực Các số liệu, kết luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả Phạm Phương Thu LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám đốc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, thầy cô giáo Ban Thông tin Đào tạo, cán Ban VAAS ln động viên, tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập thực đề tài Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc tới GS.TS Ngơ Xn Bình TS.Trần Ngọc Hùng, người thầy tâm huyết tận tình hướng dẫn, động viên khích lệ, dành nhiều thời gian trao đổi định hướng cho q trình thực luận án Tơi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới Thạc sĩ Nguyễn Thị Tình, bạn bè đồng nghiệp khoa Cơng Nghệ Sinh Học & Công Nghệ Thực Phẩm, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên viện Nghiên cứu Rau tạo điều kiện giúp đỡ tiến hành nghiên cứu chia sẻ kinh nghiệm để hoàn thành luận án Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới đồng nghiệp tôi, cán công tác Trường Đại học Sư phạm Hà Nội động viên tạo điều kiện cho suốt thời gian học tập nghiên cứu Cuối cùng, xin gửi lời biết ơn tới gia đình tơi nguồn động viên truyền nhiệt huyết để tơi hồn thành luận án Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày… tháng… năm 2023 Nghiên cứu sinh Phạm Phương Thu MỤC LỤC Lời cam đoan .i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt vi Danh mục bảng ix Danh mục hình xi MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu luận án .2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu 4.2 Phạm vi nghiên cứu .3 Những đóng góp luận án CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI .4 Giới thiệu chung hoa lan 1.1 Đặc điểm thực vật học, phân loại phân bố chi lan kiếm 1.2 Nguồn gen lan kiếm khu vực miền núi Đông Bắc Việt Nam 1.3 Giá trị, thực trạng khai thác bảo tồn nguồn gen lan kiếm .9 Tình hình nghiên cứu chi lan kiếm giới Việt Nam 13 2.1 Nghiên cứu đa dạng di truyền chi lan kiếm giới Việt Nam 13 2.2 Nghiên cứu nhân giống lai tạo chi lan kiếm giới Việt Nam 26 Các kết luận qua phân tích tổng quan .37 CHƯƠNG II VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 2.1 Vật liệu nghiên cứu .39 2.2 Nội dung nghiên cứu 42 2.3 Phương pháp nghiên cứu .42 2.3.1 Phương đánh giá đa dạng di truyền mức hình thái 42 2.3.2 Kỹ thuật sinh học phân tử .44 2.3.3 Phương pháp lai tạo giống nguồn gen lan kiếm 47 2.3.4 Phương pháp nhân giống in vitro 48 2.3.5 Phần mềm xử lý số liệu 57 2.4 Thời gian địa điểm nghiên cứu 57 CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .58 3.1 Đánh giá đa dạng di truyền tập đoàn 24 mẫu giống lan kiếm khu vực miền núi Đông Bắc thị hình thái 58 3.2 Đánh giá đa dạng di truyền tập đoàn 24 mẫu giống lan kiếm khu vực miền núi Đông Bắc thị phân tử 68 3.2.1 Kết PCR mẫu giống lan kiếm nghiên cứu 68 3.2.2 Kết giải trình tự vùng lục lạp mẫu giống lan kiếm nghiên cứu 69 3.2.3 Kết nhận biết mẫu giống lan kiếm nghiên cứu 70 3.2.4 Kết xác định thị phân tử đặc trưng để nhận dạng mẫu giống lan kiếm nghiên cứu 76 3.2.5 So sánh, phân tích mối tương quan tập đoàn lan kiếm nghiên cứu đa dạng di truyền thị hình thái thị phân tử .86 3.2.6 Đề xuất hướng nghiên cứu, sử dụng nguồn gen lan kiếm có 94 3.3 Nghiên cứu nhân giống số mẫu giống lan kiếm khu vực miền núi Đông Bắc phương pháp nhân giống in vitro 95 3.3.1 Kết nhân giống in vitro lồi lan kiếm Bạch ngọc công (Cymbidium wenshanense) 95 3.3.2 Kết nhân giống in vitro loài địa lan Bạch ngọc (Cymbidium mastersii) 108 3.4 Nghiên cứu lai, tạo vật liệu khởi đầu từ số mẫu giống lan kiếm khu vực miền núi Đông Bắc .119 3.4.1 Khả đậu số tổ hợp lai lan kiếm có nguồn gốc từ vùng núi Đơng Bắc Việt Nam 125 3.4.2 Khảo sát xác định xác định marker nhận dạng lai F1 giai đoạn sớm thị phân tử SSR .130 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 136 Kết luận 136 Đề nghị 136 Danh mục công trình khoa học cơng bố liên quan đến luận án tiến sĩ .138 Tài liệu tham khảo 139 Phụ lục 154 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Diễn giải A Adenine ABI Applied Biosystems Incorporated AFLP Amplified Fragment Length Polymorphism (Đa hình chiều dài đoạn nhân bản) atpβ gene ATP synthase beta - subunit gene BA Benzyladenine BLAST Basic Local Alignment Search Tool (Cơng cụ tìm kiếm gióng cột phần bản) Bp Base pairs (Cặp bazơ) C Cytosine cpDNA Chloroplast DNA (DNA lục lạp); CT Công thức CTAB Cetyltrimethylammonium bromide (Dung dịch đệm) CTTN Công thức thí nghiệm CV Coefficient of Variation (Hệ số biến động) Cym Cymbidium D Dendrobium Đ/c Đối chứng DL Địa lan DNA Deoxyribonucleic acid (Axít Deoxyribonucleic) DNAse Deoxyribonuclease dNTP Deoxyribonucleotide triphosphate EDTA Ethylenediamine tetraacetate EtBr Ethidium bromide G Guanin GA3 Gibberellin (Hormone sinh trưởng thực vật) IAA Indole - - acetic acid (Hormone sinh trưởng thực vật) IBA Indole - - butyric acid (Hormone sinh trưởng thực vật) ISSR Inter - Simple Sequence Repeat (Đoạn lặp trình tự đơn) ITS Internal transcribed spacer IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry Ln Likelihood LSD Least Significant Difference Test matK Maturase K (Gen maturase K MEGA Molecular Evolution Genetics Analysis (Phân tích di truyền tiến hóa phân tử) ML Maximum Likelihood mtDNA Mitochondrial DNA NCBI National Center for Biotechnology Information (Trung tâm Thông tin Công nghệ sinh học Quốc gia) ndhF NADH dehydrogenase subunit F nDNA Nuclear DNA ORF Open Reading Frame PCR Polymerase Chain Reaction ( Phản ứng chuỗi Polymerase) PIC Polymorphism Information Content ( Hệ số Thông tin đa hình) PLBs Protocorm like Bodies QTLs Quantitative trait locus RAPD Random Amplified Polymorphic DNAs (DNA đa hình nhân ngẫu nhiên rbcL Ribulose - bisphosphate carboxylase RCB Randomized Completely Block (Khối Ngẫu nhiên đủ) rDNA Ribosomal DNA RFLP Restriction Fragment Length Polymorphism (Đa hình chiều dài đoạn DNA) RNA Ribonucleic acid RNAse Ribonuclease SCARs Sequence - Characterized Amplified Region Sect Section SSR Simple Sequence Repeats (Trình tự lặp lại đơn giản) T Thymine Taq Thermus aquaticus TBE Tris/Borate/EDTA THT Than hoạt tính Tm Melting Temperature UV Ultraviolet V Voltex α NAA α - Naphthalene acetic acid (Hormone sinh trưởng thực vật) ΣDNADNA DNA tổng số