Ứng dụng chỉ thị phân tử để cải thiện tỉ lệ bạc bụng trên các giống lúa cao sản (oryza sativa l

BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO BỘNÔNGNGHIỆPVÀPHÁTTRIỂNNÔNGTHÔN VIỆNKHOAHỌCNÔNGNGHIỆPVIỆTNAM TRƢƠNGÁNHPHƢƠNG ỨNGDỤNGCHỈTHỊPHÂN TỬĐỂNGHIÊNCỨUCẢI THIỆNTỈLỆ BẠC BỤNG TRÊN CÁCGIỐNGLÚACAOSẢN (OryzasativaL.) LUẬNÁNTIẾNSĨ NÔNGNGHIỆP CẦNTHƠ,NĂM2019 TRƢƠNGÁNHPHƢƠNG ỨNGDỤNGCHỈTHỊPHÂN TỬĐỂNGHIÊNCỨUCẢI THIỆNTỈLỆ BẠC BỤNG TRÊN CÁCGIỐNGLÚACAOSẢN (OryzasativaL.) Chuyên ngành: Công nghệ sinh họcMãsố:9 2 LUẬNÁNTIẾNSĨNÔNGNGHIỆP NGƢỜIHƢỚNGDẪNKHOAHỌC: PGS.TS.NGUYỄNTHỊNGỌCẨNGS.TS NGUYỄNTHỊLANG CẦNTHƠ,NĂM 2019 CỘNGHÒAXÃHỘICHỦNGHĨAVIỆTNAM ĐộcLập –TựDo–HạnhPhúc - LỜICAMĐOAN Tôi xin cam đoan luận án“Ứng dụng thị phân tử để cải thiện tỉ lệ bạc bụngtrêncácgiốnglúacaosản(Oryza sativaL.)”là cơng trình nghiên cứu tơi với sựhƣớngdẫn củaGS.TS.NguyễnThịLangvàPGS.TS.NguyễnThịNgọcẨn.Cácsốliệuvàkếtquảtrìnhbàytrongluậnánnàylàtrungthựcvàchƣa từngđƣợcngƣờikháccơngbốtrongbấtkỳcơngtrìnhnàokhác TÁCGIẢLUẬNÁN TRƢƠNGÁNHPHƢƠNG LỜI CẢMƠN Tơixintrânthànhcảmơnsâusắc đến: Cơ GS.TS Nguyễn Thị Lang dành nhiều thời gian quý báu, công sức tậntìnhhƣớngdẫn,giúpđỡvàtạođiềukiệnthuậnlợinhấtchotơitrongthờigianthựchiệnluậnánvàtheohọctạiViện Cơ PGS.TS Nguyễn Thị Ngọc Ẩn nhiệt tình động viên, giúp đỡ tạo điềukiệnthuậnlợichoviệchọctậpvànghiêncứucủatơi Xin đƣợc gửi lời biết ơn sâu sắc đến Ban Lãnh đạo, Quý thầy cô, anh chị emBộ môn Di Truyền Chọn giống trồng Viện lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long; BanlãnhđạoViệnnghiêncứunơngnghiệpcơngnghệcaoĐBSCLđãsắpxếpcơngviệccũngnhƣtạođiềukiệnthuậnlợivềthờigian vàcơsởvậtchấtđểtơicóthểhồnthànhchƣơng trìnhhọctậpvàluậnánđúngtiếnđộ Cuối cùng, thành cơng luận án khơng thể khơng kể đến đóng gópkhơng nhỏ thành viên gia đình, tạo điều kiện thuận lợi Lãnhđạo quan đồng nghiệp quan, ngƣời ủng hộ, động viên vàgiúptơivƣợt quarấtnhiềukhókhăntrong thời gianhọctập Chânthànhcámơn./ CầnThơ,ngày tháng năm 2019 Tácgiảluậnán TRƢƠNGÁNHPHƢƠNG MỤCLỤC Trang Mụclục i Danhsáchbảng vi Danhsáchhình .viii Danhmụctừ viếttắt xi MỞĐẦU 1 Đặtvấnđề Mụctiêunghiêncứu .2 Ýnghĩakhoahọc vàthực tiễn củađềtài 3.1 Ýnghĩakhoahọc 3.2 Ýnghĩathựctiễn Tínhkhoahọccủađềtài Nhữngđónggópmớicủađềtài Phạmvinghiêncứu Tính mớicủađềtài Chƣơng1:TỔNGQUANTÀILIỆUVÀCƠSỞKHOAHỌCCỦAĐỀTÀI 1.1 Tínhtrạngbạcbụngtrêncâylúa .5 1.1.1 Lúachấtlƣợngvàtínhtrạngbạcbụng 1.1.2 Cácyếutốảnhhƣởngđếnđộbạcbụng 1.1.2.1 Ảnhhƣởngcủanhiệtđộ 1.1.2.2 Ảnhhƣởngcủadinhdƣỡng 11 1.1.2.3 Ảnhhƣởng thờigian thuhoạch 12 1.1.3 Bản chấtditruyềntínhtrạngkiểmsốtđộbạcbụng .13 1.2 Phƣơng pháplaihồigiaotrongchọntạo giốnglúa 16 1.2.1 Một sốkhái niệmtrongphƣơngpháplaihồigiao .16 1.2.2 Ƣuđiểmcủaphƣơngpháplai hồigiao 18 1.2.3 Nhƣợcđiểmcủa phƣơngpháp laihồi giao .19 1.3 Ứngdụngchỉthịphântử trongchọntạogiốnglúa 19 1.3.1 Sơlƣợcvềphƣơngphápchọnlọcbằng chỉthịphântử 20 1.3.2 Một sốthànhtựucủachỉthịSSRtrong chọngiốnglúa 20 1.4 Chọntạogiốngbằngphƣơngpháplaihồigiaokếthợpvớichỉthịphântử 22 1.4.1 CácgiảthuyếtmơhìnhMAS 23 1.4.2 Điềukiệnđể ứngdụngMAS 24 1.4.3 Một sốnghiêncứuchọntạogiốnglúathôngquaMAS 26 1.5 Ứngdụngcôngn g h ệ sinhhọctrong ng hi ê n cứuditruyềncủa t ín h trạng bạcbụng 28 Chƣơng2:VẬT LIỆU VÀPHƢƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU 33 2.1 Địađiểmvàthờigiannghiêncứu 33 2.2 Vậtliệunghiêncứu 33 2.3 Phƣơng pháp nghiêncứu 33 2.3.1 Nội dung1:Chọnlọcbố mẹcholaitạogiốnglúacótỷlệbạcbụngthấp 33 2.3.1.1 Thu thậpvàchuẩnbịmẫu 33 2.3.1.2 Đánhgiáđộbạcbụngởhạtgạo 34 2.3.1.3 Phânnhómđadạngditruyềnkiểuhình 35 2.3.1.4 Phƣơngpháp đánhgiákiểugen 36 2.3.2 Nộidung2:Chọntạoquầnthểlaihồigiaoliênquantínhtrạnghạtgạoítbạcbụn gnhờchỉthịphântử 38 2.3.3 Nộidung3: Chọnlọccácquầnthểhồi giaothông qualập bảnđồGGT 39 2.3.3.1 Kiểmt r a k i ể u g e n c ủ a q u ầ n t h ể c o n l a i t r ê n n h i ễ m s ắ c t h ể s ố d ự a tr êncácchỉthịphân tửđahìnhgiữacâybốvàmẹ 39 2.3.3.2 LậpbảnđồGGT đánhgiásựditruyềnc ủ a q u ầ n t h ể c o n l a i , q u a đ ó chọnlọccáccáthể manggenmụctiêumong muốn 39 2.3.4 Nộidung4:Phân tíchtƣơngtáckiểu genvàmơitrƣờng củacácdịng lúatriểnvọng 41 2.3.4.1 Phƣơngphápbốtríthínghiệm .41 2.3.4.2 Phântíchtƣơngtáckiểugenvàmơitrƣờng .41 2.3.5 Phƣơngphápxửlýsốliệu 42 Chƣơng3:KẾTQUẢNGHIÊNCỨUVÀTHẢOLUẬN .43 3.1 Chọn lọcbố mẹcholaitạogiốnglúacótỷlệbạcbụngthấp .43 3.1.1 Đánhgiáđộ bạcbụngtrêncácgiống lúa vậtliệulai .43 3.1.2 Phânnhómditruyềncácgiốnglúavậtliệulaidựatrênkếtquảđánhgiá cấpbạcbụng 47 3.1.3 Phântíchkiểugenliênquanđếnđộbạcbụngcủacácgiốnglúavậtliệu lai 49 3.1.4 Chọnbố mẹcholaitạogiốngcóđộbạcbụngthấp 54 3.2 Chọntạoquầnthểlaihồigiaoliênquantínhtrạnghạtgạoítbạcbụngnhờ chỉthịphân tử 56 3.2.1 Kết quảlaitạoquầnthểhồigiaoOM3673/RVT//OM3673 56 3.2.1.1 Kết chọn tạoquầnthểhồigiaoBC1củatổhợpOM3673/RVT//OM3673 56 3.2.1.2 Kết chọn tạoquầnthểhồigiaoBC2củatổhợpOM3673/RVT//OM3673 58 3.2.1.3 Kết chọn tạoquầnthểhồigiaoBC3củatổhợpOM3673/RVT//OM3673 61 3.2.2 KếtquảlaitạoquầnthểhồigiaoOM3673/TLR434//OM3673 .64 3.2.2.1 Kết chọn tạoquầnthểhồigiaoBC1củatổhợpOM3673/TLR434//OM3673 65 3.2.2.2 Kết chọn tạoquầnthểhồigiaoBC2củatổhợpOM3673/TLR434//OM3673 .68 3.3 Chọnlọccácquầnthểhồigiaothông qualậpbảnđồGGT 72 3.3.1 Chọnl ọ c c c c t h ể B C 3F3củaq u ầ n t h ể l a i h i O M / R V T / / O M 3.3.2 Chọn lọc cá thểBC2F3củaquầnthểlaihồigiaoOM3673/TLR434//OM3673 .74 3.4 Phântíchtƣơngtáckiểugenvàmơitrƣờngcủacácdịnglúatriểnvọng 76 3.4.1 Đánhgiátƣơngtáckiểugenvàmơitrƣờngcủacácdịnglúatriểnvọngdựat rênnăngsuấttrongvụĐơng Xn2016-2017 .77 3.4.2 Đánhgiátƣơngtáckiểugenvàmơitrƣờngcủacácdịnglúatriểnvọngdựatrê ntỷlệgạokhơngbạcbụngtrongvụĐơngXn2016-2017 83 3.4.3 Đánhgiátƣơngtáckiểugenvàmơitrƣờngcủacácdịnglúatriểnvọngdựatrê nnăngsuấttrongvụHèThu2017 88 3.4.4 Phân tích tƣơng tác kiểu gen vàm ô i t r ƣ n g c ủ a c c d ò n g l ú a t r i ể n v ọ n g dựatrêntỷlệgạokhôngbạcbụngtrongvụHèThu2017 .93 KẾTLUẬNVÀĐỀNGHỊ 98 KẾTLUẬN 98 ĐỀNGHỊ 99 72 TÀILIỆU THAM KHẢO .100 PHỤLỤC DANHSÁCHBẢNG TT Tênbảng Trang 1.1 Sựtƣơng quangiữa số thếh ệ B C nF1v i t ỷ l ệ k i ể u g e n c ủ a d ò n g t r i ể n vọng(nhậngenmongmuốn)đƣợcđƣavàoconlai BCnF1 25 2.1 Tiêuchuẩnhệthốngđánhgiá mẫubạcbụng 35 3.1 Cácgiốnglúacótỉlệbạcbụngthấpquađ n h g i c c t h i đ i ể m t h u hoạchk hácnhau 46 3.2 Tỷlệchínhxáccủakiểugensovớikiểuhìnhdựatrên2chỉthịphântửIndel5vàR M21938 51 3.3 SốlƣợngcáthểchọnlọcquacácthếhệF1đếnBC3 56 3.4 Cấpbạcbụngcủa10dịngtriểnvọngmanggenquiđịnhtínhtrạngítbạcbụng 64 3.5 SốlƣợngcáthểchọnlọcquacácthếhệF1đếnBC2 65 3.6 Cấpbạcbụngcủa4dịngtriểnvọngmanggenquiđịnhtínhtrạngítbạcbụng 71 3.7 Năngsuất(tấn/ha)củabộdịnglúatriểnvọngtại6điểmvụĐơngXn20162017 79 3.8 Cácchỉsốliênquantínhổnđ ị n h v t h í c h n g h i c ủ a c c d ò n g l ú a t r i ể n vọngdựatrên năngsuấttrongvụ ĐôngXuân 2016-2017 80 3.9 Tỉlệgạokhơngbạcbụng(%)củacácdịnglúatriểnvọngtại6vùngsinhtháikhá cnhautrongvụ ĐơngXn2016-2017 .84 3.10 Cácchỉsốliênquantínhổnđ ị n h v t h í c h n g h i c ủ a c c d ò n g l ú a t r i ể n vọngdựatrêntỉlệgạo khôngbạcbụngtrong vụĐông Xuân2016-2017 .85 3.11 Năngsuất(tấn/ ha)củacácdòngl ú a t r i ể n v ọ n g t i đ i ể m t r o n g v ụ H è Thu2017 89