Nghiên cứu tạo dòng thuần giống dưa leo cucumis sativus l đơn tính cái phục vụ sản xuất giống f1

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM SỞ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT CỢNG HÒA XÃ HỢI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Đợc lập – Tƣ̣ – hạnh phúc BÁO CÁO NGHIỆM THU KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU TẠO DÕNG THUẦN GIỐNG DƢA LEO (Cucumis sativus L.) ĐƠN TÍNH CÁI PHỤC VỤ SẢN XUẤT GIỐNG F1 Mã số: TN03/18-20 Cơ quan chủ trì nhiệm vụ: Trung tâm Cơng nghệ Sinh học Tp.Hồ Chí Minh Chủ nhiệm nhiệm vụ: ThS Đoàn Hƣ̃u Cƣờng Thành phố Hồ Chí Minh 2020 ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM SỞ NƠNG NGHIỆP VÀ PTNT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tƣ̣ – hạnh phúc BÁO CÁO NGHIỆM THU KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU TẠO DÕNG THUẦN GIỐNG DƢA LEO (Cucumis sativus L.) ĐƠN TÍNH CÁI PHỤC VỤ SẢN XUẤT GIỐNG F1 Mã số: TN03/18-20 (Đã chin ̉ h sƣ̉a theo kết luận Hội đồng nghiệm thu ngày 25/12/2020) Chủ nhiệm nhiệm vụ: ThS Đoàn Hƣ̃u Cƣờng Cơ quan chủ trì nhiệm vụ PGS.TS Dƣơng Hoa Xơ Thành phố Hồ Chí Minh 2020 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH SÁCH BẢNG DANH SÁCH HÌNH TÓM TẮT MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LI ỆU 12 1.1 Nguồn gốc, phân loại dƣa leo 12 1.2 Đặc điểm thực vật học di truyền học dƣa leo 14 1.3 Cơ sở khoa học công tác chọn tạo giống họ bầu bí 27 1.4 Kỹ thuật simple sequence reapeats (hoặc microsatellite) 34 1.5 Tình hình sản xuất tiêu thụ dƣa leo giới 37 1.6 Tình hình sản xuất tiêu thụ dƣa leo Việt Nam 37 1.7 Cơ chế tác động bạc nitrat (AgNO3) Gibberellic acid (GA3) 38 Chƣơng NỘI DUNG - PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41 2.1 Nội dung nghiên cứu 41 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 41 Chƣơng KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 50 3.1 Nội dung 1: Sƣu tập, nhập nội giống dƣa leo đơn tính dùng làm vật liệu khởi đầu 50 3.1.1 Đánh giá đặc tính nơng học tình hình sâu bệnh hại giống dưa leo đơn tính dùng làm vật liệu khởi đầu 50 3.1.2 Công việc 2: Đánh giá đặc tính giống dưa leo đơn tính sưu tập 57 3.1.3 Công việc 3: Đánh giá độ đa dạng giống dưa leo đơn tính F1 sưu tập kỹ thuật SSR (sàng lọc loại bỏ giống có nguồn gốc gần nhau).59 3.2 Nội dung 2: Tạo dòng dƣa leo đơn tính gốc từ dịng dƣa leo đơn tính phƣơng pháp xử lý dung dịch bạc nitrat gibberellins 59 3.2.1 Công việc 1: Nghiên cứu ảnh hưởng dung dịch AgNO3 GA3 đến khả hoa đực, đậu tạo hạt dưa leo đơn tính 59 3.2.2 Công việc 2: Nghiên cứu giai đoạn phun thích hợp để kích thích hoa đực, đậu tạo hạt dưa leo đơn tính xử lý bạc nitrat nồng độ 250ppm GA3 với nồng độ 500ppm 61 3.3 Nội dung 3: Chọn lọc cá thể tạo dòng (dòng tự phối) 65 3.3.1 Chọn lọc cá thể tạo dòng năm 2018 65 3.3.2 Chọn lọc cá thể tạo dòng vụ Xuân Hè năm 2019 67 3.3.3 Chọn lọc cá thể tạo dòng vụ Hè Thu năm 2019 68 3.3.4 Chọn lọc cá thể tạo dòng vụ Thu Đông năm 2019 69 3.3.5 Đánh giá dòng nhà màng 77 3.3.5.1 Thời gian hoa cái, tỉ lệ đậu thời gian thu hoạch 15 dịng dưa leo dơn tính hệ S6 78 3.3.5.2 Chỉ tiêu số quả, khối lượng quả, chiều dài quả đường kính dịng dưa leo đơn tính 79 3.3.5.3 Năng suất dòng dưa leo đơn tính 82 3.3.5.4 Tình hình sâu bệnh hại dịng dưa leo đơn tính 83 3.3.6 Đánh giá dòng kỹ thuật sinh học phân tử SSR 83 3.3.6.1 Ly trích DNA tổng số 84 3.3.6.2 Phân tích độ 10 dòng dưa leo dựa thị phân tử SSR 84 3.4 Nội dung 4: Lai ta ̣o và đánh giá khả phối hợp dòng dƣa leo đơn tính 91 3.4.1 Thời gian hoa cái, tỉ lệ đậu thời gian thu hoạch tổ hợp lai dưa leo giống đối chứng 91 3.4.2 Đặc điểm tổ hợp lai dưa leo giống đối chứng 93 3.4.3 Một số đặc điểm khối lượng quả, suất tổ hợp lai dưa leo giống đối chứng 95 3.4.4 Xác định khả phối hợp tính trạng khối lượng quả và suất 08 dòng dưa leo 99 Chƣơng KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ 102 4.1 Kết luận 102 4.2 Đề nghị 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 PHỤ LỤC 1: Quy trình tách chiết DNA kit (GeneJET Plant Genomic DNA Purification Mini Kit) 107 PHỤ LỤC 2: Kết điện di sản phẩn PCR gel agarose 2% 109 PHỤ LỤC Quy trin ̀ h cho ̣n ta ̣o giống dƣa leo đơn tiń h cái 116 PHỤ LỤC Sơ đồ chọn tạo giống dƣa leo đơn tiń h cái 117 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT AgNO3: Bạc nitrat Cs: Cộng CRD: Complete Randomized Design (Kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên) DHL: Double haploid line (dòng đơn bội kép) ĐC: Đối chứng F: Filial (Đời sau) FAO: Food and Agriculture Organization (Tổ chức lƣơng thực nông nghiệp) GA3: Gibberelic Acid Global GAP: Global Good Agricultural Practices (Thực hành nông nghiệp tốt toàn cầu) I: Inbred (Nội phối) ICUGI: International Cucurbit Genomics Initiative (Sáng kiến hệ gen học họ bầu bí quốc tế) KNPH: Khả phối hợp NS: Năng suất NSG: Ngày sau gieo NST: Ngày sau trồng NSTH: Ngày sau thu hoạch P: Page (Trang) DANH SÁCH BẢNG Bảng 1.1 Diện tích sản lƣợng dƣa leo số nƣớc giới 37 Bảng 2.1 Các dòng/giống sƣu tập dùng làm vật liệu khởi đầu 42 Bảng 2.2 Thành phần phản ứng PCR (20 µL/phản ứng) 45 Bảng 2.3 Chu kỳ nhiệt 45 Bảng 3.1 Tỉ lệ nảy mầm giống dƣa leo sƣu tập 50 Bảng 3.2 Chỉ tiêu sinh trƣởng giống dƣa leo sƣu tập 51 Bảng 3.3 Các yếu tố cấu thành suất giống dƣa leo sƣu tập 52 Bảng 3.4 Một số bệnh dịng/giống dƣa leo đơn tính giai đoạn 55 NSG 57 Bảng 3.5 Chỉ tiêu đặc tính giống dƣa leo đơn tính sƣu tập 58 Bảng 3.6 Tổng số hạt phấn, tỷ lệ hạt phấn hữu dục số hạt chắc/quả giống Magnum 60 Bảng 3.7 Tổng số hạt phấn, tỷ lệ hạt phấn hữu dục số hạt chắc/quả giống Maya 60 Bảng 3.8 Tổng số hạt phấn, tỷ lệ hạt phấn hữu dục số hạt chắc/quả giống Melen 61 Bảng 3.9 Số hạt chắc/quả, khối lƣợng 100 hạt tỷ lệ nảy mầm giống Magnum xử lý AgNO3 với công thức 62 Bảng 3.10 Số hạt chắc/quả, khối lƣợng 100 hạt tỷ lệ nảy mầm giống dƣa leo đơn tính Magnum xử lý GA3 với công thức khác 62 Bảng 3.11 Danh sách dòng/giống trồng đến hệ F1 lên F2 65 Bảng 3.12 Danh sách dòng trồng đến hệ F2 lên F3 66 Bảng 3.13 Danh sách dòng/giống trồng đến hệ F3 67 Bảng 3.14 Danh sách dòng/giống trồng đến hệ F4 69 Bảng 3.15 Thời gian hoa dòng dƣa leo hệ F5 70 Bảng 3.16 Màu sắc vỏ dòng dƣa leo hệ F5 71 Bảng 3.17 Trọng lƣợng dòng dƣa leo hệ F5 73 Bảng 3.18 Chiều dài dòng dƣa leo hệ F5 74 Bảng 3.19 Đƣờng kính dịng dƣa leo hệ F5 75 Bảng 3.20 Dạng cắt ngang dòng dƣa leo hệ F5 76 Bảng 3.21 Số thƣ́ tƣ̣ 15 dịng dƣa leo đơn tính đƣợc chọn đánh giá dòng 77 Bảng 3.22 Thời gian hoa cái, tỉ lệ đậu thời gian thu hoạch 15 dịng dƣa leo đơn tính 78 Bảng 3.23 Số quả, độ dài quả, đƣờng kính khối lƣợng dịng dƣa leo đơn tính 80 Bảng 3.24 Màu vỏ quả, mă ̣t cắ t ngang, gai quả và ̣ cƣ́ng dịng dƣa leo hệ F6 80 Bảng 3.25 Năng suất lý thuyết suất thực thu dòng dƣa leo đơn tính 82 Bảng 3.26 Sớ thƣ́ tƣ̣ 10 dịng dƣa leo đơn tính đƣợc chọn đánh giá dịng bằ ng kỹ thuâ ̣t sinh ho ̣c phân tƣ̉ SSR 83 Bảng 3.27 Các cặp mồi SSR đƣợc sử dụng thí nghiệm 84 Bảng 3.28 Thời gian hoa, tỉ lệ đậu thời gian kế t thúc thu hoạch (TGKTTH) THL dƣa leo và giố ng đố i chƣ́ng 92 Bảng 3.29 Số quả/cây, độ dài đƣờng kính 28 tở hơ ̣p lai dƣa leo giống đối chứng 93 Bảng 3.30 Màu vỏ quả, mă ̣t cắ t ngang, gai quả và đô ̣ cƣ́ng tổ hơ ̣p lai dƣa leo và giố ng đố i chƣ́ng 94 Bảng 3.31 Khối lƣợng quả, suất lý thuyết suất thực thu 28 THL dƣa leo giống đối chứng 96 Bảng 3.32 Giá trị khả phối hợp chung (GCA) khả phối hợp riêng (SCA) tính trạng khớ i lƣơ ̣ng quả dòng dƣa leo 100 Bảng 3.33 Giá trị khả phố i hơ ̣p chung (GCA) khả phối hợp riêng (SCA) tính trạng ś t dịng dƣa leo 101 Bảng PL1 Kết ly trích DNA tổng số 107 DANH SÁCH HÌNH Hình 1.1 Hoa dƣa leo Hình 1.2 Các dạng dƣa leo 15 Hình 1.3 Sơ đồ phƣơng pháp SSD 32 Hình 1.4 Phƣơng pháp SSRs (Showkat, 2015) 36 Hình 1.5 Dƣa leo đơn tính trồng nhà màng 38 Hình 3.1 Dạng số giống dƣa leo đơn tính 56 Hình 3.2 Hạt phấn số cơng thức xử lý AgNO3 GA3 64 Hình 3.3 Quả 15 dịng dƣa leo đơn tiń h cái hệ F6 81 Hình 3.4 Phân nhóm di truyền dịng dƣa leo 4456 85 Hình 3.5 Phân nhóm di truyền dịng dƣa leo 4504 86 Hình 3.6 Phân nhóm di truyền dòng dƣa leo 4474 86 Hình 3.7 Phân nhóm di truyền dịng dƣa leo 4399 87 Hình 3.8 Phân nhóm di truyền dịng dƣa leo 4412 87 Hình 3.9 Phân nhóm di truyền dòng dƣa leo 4419 88 Hình 3.10 Phân nhóm di truyền dịng dƣa leo 4442 89 Hình 3.11 Phân nhóm di truyền dịng dƣa leo 4422 89 Hình 3.12 Phân nhóm di truyền dòng dƣa leo 4482 90 Hình 3.13 Phân nhóm di truyền dịng dƣa leo 4671 90 Hình 3.14 Hình 28 THL và giống đớ i chứng 99 TÓM TẮT Đề tài “Nghiên cứu chọn tạo giống dƣa leo (Cucumis sativus L.) đơn tính phục vụ sản xuất giống F1” đƣợc thực Trung tâm Công nghệ Sinh học TP.HCM từ tháng 01/2018 đến tháng 12/2020 Mục tiêu chọn tạo đƣợc dịng dƣa leo đơn tính mới, cho suất cao, chất lƣợng tốt, kháng sâu bệnh, có khả thích nghi với điều kiện canh tác nhà màng khu vực Thành phố Hồ Chí Minh tỉnh lân cận Đề tài thực với nội dung: Nội dung 1: Sƣu tập, nhập nội 30 dịng/giống dƣa leo đơn tính dùng làm vật liệu khởi đầu Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu tuần tự, không lặp lại nhà màng Kết chọn đƣợc giống dƣa leo đơn tính nhập nội có suất > 50 tấn/ha Nợi dung 2: Tạo dịng dƣa leo đơn tính từ dịng/giống dƣa leo đơn tính phƣơng pháp xử lý dung dịch bạc nitrat (AgNO3) gibberellin (GA3) Thí nghiệm bố trí theo kiểu hồn tồn ngẫu nhiên (CRD) với lần lặp lại, diện tích thí nghiệm 15 m2 Kết phun dung dịch AgNO3 nồng độ 250ppm GA3 nồng độ 500ppm, xử lý có thật, xử lý lần, lần phun cách ngày tạo hoa đực, số hạt phấn hữu dục/hoa tỷ lệ hạt chắc/quả nhiều Nội dung 3: Chọn lọc cá thể tạo dòng (dòng tự phối) Kết thu đƣợc 860 cá thể hệ S2 90 dịng đƣợc chọn vụ Thu Đơng năm 2018 Trong năm 2019 vụ Xuân – Hè tiến hành trồng 860 đầu dòng (từ nội dung - năm 2018) với 2.782 cá thể thu hoạch đƣợc 1.153 cá thể tốt để trồng vụ đƣơ ̣c thế ̣ S3 Ở vụ Hè – Thu (tháng 05 đến tháng 08/2019) tiến hành trồng 1.153 đầu dòng từ vụ Xuân Hè với 2.738 cá thể thu hoạch đƣợc 704 cá thể tốt thế ̣ S4 Ở vụ Thu Đông (tháng đến tháng 12/2019) đề tài tiến hành trồng 704 đầu dòng với 2.711 cá thể, chọn đƣợc 102 cá thể tốt hệ S5 Vụ Xuân Hè (tháng đến tháng 4/2020) đề tài tiến hành trồng 102 dòng chọn đƣợc 15 dòng tốt hệ S6 Đã đánh giá đô ̣ thuầ n của 15 dịng ngồi đờ ng r ̣ng và kỹ thuâ ̣t sinh ho ̣c phâ n tƣ̉ SSR Kế t quả cho thấ y 02 dòng 4482 4671 đạt độ đồng 100%; 02 dòng 4504 4412 đạt độ đồng từ 90-100%; 03 dòng 4456, 4419, 4442 đạt độ đồng từ 80-90%; 03 dòng 4439, 4474 4422 đạt độ đồng