Thông tin tài liệu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ NHÀI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ CHỌN TẠO GIỐNG KHÁNG BỆNH ĐẠO ÔN TRÊN NỀN DI TRUYỀN CỦA GIỐNG LÚA BC15 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ NHÀI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ CHỌN TẠO GIỐNG KHÁNG BỆNH ĐẠO ÔN TRÊN NỀN DI TRUYỀN CỦA GIỐNG LÚA BC15 Chuyên ngành: Di truyền Chọn giống trồng Mã số: 9620111 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thị Thanh Thủy PGS.TS Lê Hùng Lĩnh HÀ NỘI - 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu hướng dẫn Quý thầy cô hướng dẫn giúp đỡ tập thể cán nghiên cứu công tác Bộ môn Sinh học phân tử - Viện Di truyền Nông nghiệp Toàn số liệu kết nghiên cứu luận án trung thực chưa sử dụng để cơng bố cơng trình nghiên cứu để nhận học vị, thơng tin trích dẫn luận án rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Tác giả luận án Nguyễn Thị Nhài ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, nghiên cứu sinh nhận giúp đỡ tận tình Q thầy, giáo, tập thể, đồng nghiệp, bạn bè gia đình Trước hết, Nghiên cứu sinh xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới TS Nguyễn Thị Thanh Thủy PGS.TS Lê Hùng Lĩnh tận tình hướng dẫn, giúp đỡ hỗ trợ Nghiên cứu sinh suốt trình cơng tác thời gian học tập, nghiên cứu hoàn thành luận án Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn tập thể cán nghiên cứu công tác Bộ môn Sinh học Phân tử - Viện Di truyền Nông nghiệp giúp đỡ, động viên chia sẻ kinh nghiệm suốt trình làm luận án Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban Giám đốc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Ban Thông tin Đào tạo, Ban Lãnh đạo Viện Di truyền Nông nghiệp, Quý thầy cô giáo dạy dỗ, hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho Nghiên cứu sinh suốt q trình học tập hồn thành luận án Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè nhiệt tình động viên, quan tâm giúp đỡ Nghiên cứu sinh trình học tập nghiên cứu khoa học Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Tác giả luận án Nguyễn Thị Nhài iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH xii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn Tính đề tài nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình sản xuất lúa gạo ảnh hưởng bệnh đạo ôn đến sản xuất lúa Việt Nam 1.1.1 Tình hình sản xuất lúa gạo Việt Nam 1.1.2 Ảnh hưởng bệnh đạo ôn đến sản xuất lúa Việt Nam 1.2 Chỉ thị di truyền ứng dụng thị di truyền chọn tạo giống trồng 1.2.1 Chỉ thị di truyền 1.2.2 Một số phương pháp ứng dụng thị di truyền chọn tạo giống trồng 1.2.2.1 Chọn giống nhờ thị phân tử (MAS) 1.2.2.2 Chọn giống nhờ thị phân tử kết hợp lai trở lại (MABC) 10 1.3 Bệnh đạo ôn nghiên cứu quản lý bệnh đạo ôn hại lúa 14 1.3.1 Nấm đạo ôn 14 1.3.2 Bệnh đạo ôn hại lúa 16 1.3.3 Phân loại nấm bệnh đạo ôn hại lúa 17 1.3.3.1 Phân loại dựa phương pháp isozyme 17 iv 1.3.3.2 Phân loại dựa thị phân tử 17 1.3.3.3 Phân loại dòng thị 19 1.3.4 Các biện pháp quản lý bệnh đạo ôn 23 1.4 Nghiên cứu gen kháng bệnh đạo ôn ứng dụng thị phân tử chọn tạo giống lúa kháng bệnh đạo ôn 25 1.4.1 Các gen kháng bệnh đạo ôn lúa thị liên kết với gen kháng 25 1.4.2 Những nghiên cứu ứng dụng thị phân tử chọn tạo giống lúa kháng bệnh đạo ôn giới 32 1.4.3 Những nghiên cứu ứng dụng thị phân tử chọn tạo giống lúa kháng bệnh đạo ôn Việt Nam 38 CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41 2.1 Vật liệu nghiên cứu 41 2.1.1 Vật liệu thực vật 41 2.1.2 Các thị phân tử hóa chất 43 2.2 Nội dung nghiên cứu 43 2.3 Địa điểm nghiên cứu 44 2.4 Phương pháp nghiên cứu 44 2.4.1 Phương pháp thu thập, đánh giá định danh nấm đạo ôn lúa 44 2.4.1.1 Phương pháp thu thập mẫu bệnh đạo ôn cổ 44 2.4.1.2 Phương pháp phân lập, bảo quản nấm đạo ôn (Hayashi cs., 2009) [47] 44 2.4.1.3 Phương pháp lây nhiễm nhân tạo nấm bệnh đạo ôn (Hayashi cs., 2009) [47] 45 2.4.1.4 Phương pháp đánh giá phản ứng bệnh lúa (JIRCAS, 2009) 46 2.4.1.5 Phương pháp định danh nịi nấm bệnh đạo ơn (Hayashi cs., 2009) [47] 47 2.4.2 Phương pháp xác định gen kháng bệnh đạo ơn cịn hiệu lực 50 2.4.3 Phương pháp chọn giống thị phân tử lai trở lại (MABC) 50 2.4.3.1 Phương pháp lai tạo, chọn lọc cá thể, phát triển quần thể tích hợp đa gen kháng bệnh đạo ôn 50 2.4.3.2 Phương pháp sinh học phân tử 51 v 2.4.3.3 Phương pháp bố trí, theo dõi, đánh giá thí nghiệm đồng ruộng đánh giá tính kháng đạo ơn dịng lúa triển vọng điều kiện lây nhiễm nhân tạo 52 2.4.4 Phương pháp tính tốn, xử lý số liệu 55 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 57 3.1 Thu thập, đánh giá định danh nòi nấm bệnh đạo ơn gây hại tỉnh phía bắc 57 3.1.1 Thu thập, phân lập lưu giữ mẫu nấm bệnh đạo ơn tỉnh phía Bắc 57 3.1.2 Đánh giá độc tính định danh nịi nấm đạo ơn phổ biến tỉnh phía Bắc 61 3.1.2.1 Đánh giá độc tính mẫu nấm bệnh đạo ơn dòng lúa thị 61 3.1.2.2 Kết định danh nịi nấm bệnh đạo ơn tỉnh phía Bắc dựa kiểu phản ứng bệnh dòng lúa thị 69 3.2 Xác định gen kháng bệnh đạo ôn hiệu tỉnh phía bắc chọn lọc thị phân tử liên kết với gen kháng bệnh đạo ôn .73 3.2.1 Xác định gen kháng bệnh đạo ôn hiệu tỉnh phía Bắc thơng qua đánh giá kiểu hình tính kháng với nịi nấm đạo ơn .73 3.2.2 Chọn lọc thị phân tử liên kết phục vụ cho công tác chọn tạo giống lúa kháng bệnh đạo ôn 74 3.2.2.1 Xác định thị phân tử liên kết cho đa hình dòng lúa mang đơn gen kháng locut Piz với giống lúa BC15 76 3.2.2.2 Xác định thị phân tử liên kết cho đa hình dịng mang đơn gen kháng locut Pik với giống lúa BC15 77 3.3 Xây dựng chọn tạo nguồn vật liệu chọn giống 79 3.3.1 Lựa chọn bố mẹ, chọn lọc thị phân tử cho đa hình lai tạo quần thể F1 79 3.3.1.1 Chọn lọc nguồn vật liệu bố mẹ cho lai tạo 79 3.3.1.2 Chọn lọc thị phân tử đa hình giống gốc BC15 dòng vật liệu chọn giống 81 83 3.3.1.3 Lai tạo quần thể F1 vi 3.3.2 Lai tạo, đánh giá chọn lọc cá thể lai mang gen kháng quần thể lai trở lại 83 3.3.2.1 Lai tạo, đánh giá chọn lọc cá thể quần thể lai trở lại 83 3.3.2.2 Tự thụ, chọn tạo dịng lúa mang đơn gen kháng đạo ơn hữu hiệu mang di truyền giống lúa BC15 87 3.4 Tích hợp hai gen kháng bệnh đạo ơn hữu hiệu vào giống lúa BC15 90 3.4.1 Đánh giá, chọn lọc nguồn vật liệu cho phép lai tích hợp hai gen kháng, chọn lọc chị thị phân tử cho phân tích di truyền 90 3.4.1.1 Xác nhận có mặt gen kháng đánh giá đặc điểm nông học, tiềm năng suất vật liệu chọn giống 90 3.4.1.2 Chọn lọc thị phân tử đa hình giống gốc BC15 dòng vật liệu chọn giống 93 3.4.1.3 Phân tích di truyền dịng vật liệu chọn giống thị phân tử 96 3.4.2 Tích hợp hai gen kháng bệnh đạo ôn Pik-h, Pi9(t) vào giống lúa BC15 98 3.4.2.1 Lai tạo quần thể, phân tích kiểu gen chọn lọc cá thể mang hai gen kháng đạo ôn Pik-h, Pi9(t) 98 3.4.2.2 Phát triển quần thể tự thụ, phân tích kiểu gen quần thể chọn lọc cá thể mang hai gen kháng đạo ôn Pik-h Pi9(t) 101 3.5 Phát triển chọn lọc dòng BC15 mang hai gen kháng bệnh đạo ôn Pik-h, Pi9(t) 110 3.5.1 Đánh giá đặc điểm nông học, suất mức độ nhiễm sâu bệnh dòng triển vọng đồng ruộng 110 3.5.2 Đánh giá đặc điểm nông học, suất, chất lượng, mức độ nhiễm sâu bệnh xác định gen kháng dòng lúa BC15.4.2 đồng ruộng 113 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 119 KẾT LUẬN 119 ĐỀ NGHỊ 120 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 PHỤ LỤC 140 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Thuật ngữ Tiếng Anh Thuật ngữ Tiếng Việt ADN Acid Deoxyribo Nucleic Axít Deoxyribonucleic AFLP Amplified Fragment Length Đa hình chiều dài Polymorphism đoạn nhân chọn lọc bp CAPS CCC CDB cM cs CV FAO INTA IRRI JIRCAS KL.1000 hạt LSD MAS MABC NILs NSLT NST NSTT PCR QTL Base pair Cleaved Amplified Sequences Cặp bazơ Polymorphic Trình tự đa hình khuếch đại phân cắt Chiều cao Chiều dài Centimorgan Cộng Coefficient of variation Hệ số biến động Food and Agriculture Organization Tổ chức Lương thực of the United Nations Nông nghiệp Liên hợp quốc National Agricultural Technology Viện Nghiên cứu Công Institute nghệ nông nghiệp Quốc gia Achentina International Rice Research Viện Nghiên cứu lúa Institute Quốc tế Japan International Research Trung tâm Nghiên cứu Center for Agricultural Sciences Khoa học Nông nghiệp Quốc tế Nhật Bản Khối lượng 1000 hạt Least Significant Difference Sai biệt nhỏ có ý nghĩa Marker Assisted Selection Chọn lọc nhờ thị phân tử Marker Assisted Backcrossing Chọn lọc dựa vào thị phân tử lai trở lại Near Isogenic Lines Các dòng cận di truyền Năng suất lý thuyết Nhiễm sắc thể Năng suất thực thu Polymerase Chain Reaction Phản ứng chuỗi trùng hợp Quantitative trait locus Lơ-cut tính trạng số
Ngày đăng: 14/09/2023, 09:55
Xem thêm:
