Luận văn thạc sĩ CHỌN LỌC VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC DẠNG ĐỘT BIẾN Ở CÁC QUẦN THỂ ĐẬU TƯƠNG XỬ LÝ TIA GAMMA Ở THẾ HỆ M2 VÀ M3

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI  TRẦN THỊ KHEN CHỌN LỌC VÀ ðÁNH GIÁ CÁC DẠNG ðỘT BIẾN Ở CÁC QUẦN THỂ ðẬU TƯƠNG XỬ LÝ TIA GAMMA Ở THẾ HỆ M 2 VÀ M 3 LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số : 60.62.05 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Vũ ðình Hòa Hµ Néi - 2011 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………. i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Kết quả nghiên cứu trong luận văn là kết quả lao ñộng của chính tác giả. Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược ai công bố trong bất cứ công trình nào khác. Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Trần Thị Khen Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………. ii LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian thực tập tại Bộ môn Công nghệ sinh học ứng dụng, Bộ môn Công nghệ sinh học thực vật, ñược sự quan tâm giúp ñỡ và dìu dắt tận tình của các thầy cô giáo, các cán bộ tại phòng thí nghiệm bộ môn, cùng sự cố gắng và nỗ lực của bản thân tôi ñã hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình. Với tấm lòng chân thành tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Vũ ðình Hòa, trưởng khoa Công nghệ sinh học ñã tận tình hướng dẫn và dạy dỗ tôi trong suốt quá trình thực tập. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Th.S Trịnh Hồng Kiên ñã chu ñáo, tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ và tạo ñiều kiện cho tôi trong suốt thời gian thực tập. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo, các cán bộ tại bộ môn Di truyền và Chọn giống cây trồng, khoa Nông học ñã giúp ñỡ và tạo mọi ñiều kiện thuận lợi nhất giúp tôi hoàn thành luận văn này Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới KS Nguyễn Thị Thủy, KS Phạm Thị Thu Hằng cán bộ tại phòng thí nghiệm bộ môn Công nghệ sinh học thực vật ñã giúp ñỡ và tạo mọi ñiều kiện thuận lợi nhất giúp tôi hoàn thành ñề tài thực tập tốt nghiệp của mình. Qua ñây tôi cũng xin gửi lời cảm ơn ñến toàn thể các phòng, ban của khoa Nông học, khoa Công nghệ sinh học, gia ñình và toàn thể bạn bè ñã giúp ñỡ, ñộng viên và tạo mọi ñiều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập cũng như thực tập tốt nghiệp. TÔI XIN TRÂN TRỌNG CẢM ƠN! Tác giả luận văn Trần Thị Khen Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………. iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ðOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH ix Phần I: MỞ ðẦU 1 1.1. ðẶT VẤN ðỀ 1 1.2. MỤC ðÍCH YÊU CẦU CỦA ðỀ TÀI 2 1.2.1. Mục ñích 2 1.2.2. Yêu cầu 3 PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 2.1. VÀI NÉT SƠ LƯỢC VỀ CÂY ðẬU TƯƠNG 4 2.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ðẬU TƯƠNG Ở TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 5 2.2.1. Tình hình nghiên cứu ñậu tương trên thế giới 5 2.2.2. Tình hình nghiên cứu ñậu tương ở Việt Nam 11 2.3. ðỘT BIẾN VÀ PHƯƠNG PHÁP GÂY ðỘT BIẾN PHÓNG XẠ TRONG CÔNG TÁC CHỌN TẠO GIỐNG CÂY TRỒNG 13 2.3.1. Khái niệm và phân loại ñột biến 13 2.3.2. Vai trò của ñột biến trong công tác chọn tạo giống cây trồng 15 2.3.2. ðột biến phóng xạ 16 2.3.3. Một số nghiên cứu, thành tựu và triển vọng của ngành chọn tạo giống bằng ñột biến phóng xạ 17 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………. iv 2.3. CHỈ THỊ PHÂN TỬ VÀ ỨNG DỤNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ TRONG ðÁNH GIÁ ðA DẠNG DI TRUYỀN CỦA ðẬU TƯƠNG 32 2.3.1. Khái niệm chỉ thị phân tử 32 2.3.2. Một số chỉ thị phân tử 34 Phần III: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 3.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 40 3.2. THỜI GIAN VÀ ðỊA ðIỂM NGHIÊN CỨU 40 3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 3.3.1. Thế hệ M 2 40 3.3.2. Thế hệ M3 40 3.3.3. Bố trí thí nghiệm 41 3.3.4. Phân tích chỉ thị SSR 42 3.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 45 PHẦN IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 46 4.1. MỘT SỐ ðẶC ðIỂM HÌNH THÁI, ðẶC ðIỂM SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN CỦA CÁC GIỐNG ðẬU TƯƠNG ðƯỢC SỬ DỤNG LÀM VẬT LIỆU THÍ NGHIỆM 46 4.2. NHỮNG BIẾN ðỔI Ở CÁC QUẦN THỂ ðẬU TƯƠNG XỬ LÝ TIA GAMMA Ở THẾ HỆ M2 48 4.2.1. Những biến ñổi vể diệp lục 48 4.2.2. Những biến dị về hình thái ở các quần thể ñậu tương xử lý tia gamma thế hệ M 2 . 51 4.2.3. Những biến ñổi ở các cơ quan sinh sản và các biến ñổi liên quan ñến thời gian sinh trưởng của các quần thể ñậu tương ñột biến 62 4.2.4 Các dạng biến dị khác 64 4.3.1. Những biến ñổi ở các quần thể ñậu tương xử lý tia gamma ở thế hệ M3 73 4.3.2. Hệ số biến dị trên một số tính trạng của các dòng ñậu tương xử lya tia gamma ở thế hệ M3 76 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………. v 4.4. ðÁNH GIÁ CÁC ðẶC ðIỂM NÔNG SINH HỌC, NĂNG SUẤT VÀ CÁC YẾU TỐ CẤU THÀNH NĂNG SUẤT CỦA CÁC DÒNG ðẬU TƯƠNG ðỘT BIẾN THẾ HỆ M3. 77 4.4.1. ðặc ñiểm sinh trưởng phát triển của các dòng ñậu tương ñột biến 77 4.4.2. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cả các dòng ñậu tương ñột biến thế hệ M3 80 4. 5. XÁC ðỊNH SỰ SAI KHÁC DI TRUYỀN CỦA CÁC DÒNG ðẬU TƯƠNG ðỘT BIẾN DỰA TRÊN CHỈ THỊ PHÂN TỬ SSR 86 4.5.1 Kết quả tách chiết DNA tổng số của các dòng ñậu tương 86 4.5.2 Kết quả thu ñược từ chỉ thị SSR 88 PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91 5.1. Kết luận 91 5.2. ðề nghị 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 PHỤ LỤC 100 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………. vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT AICRPS The All India Coordinted Research Project on Soybean AVRDC Trung tâm nghiên cứu và phát triển rau Châu Á CCTN Công thực thí nghiệm ð/C ðối chứng Df Bậc tự do DNA ADN FAO Tổ chức lương thực thế giới IAEA Trung tâm năng lượng nguyên tử quốc tế IITA The International Institute of Tropical Agriculture MS Bình phương trung bình NN&PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn NRCS Trung tâm nghiên cứu ñậu tương quốc tế NSCT Năng suất cá thể PCR Phản ứng chuỗi trùng hợp SEARCA The Southeast Asian Regional Center for Graduate Study and Research in Agriculture SS Tổng bình phương Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………. vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Tình hình sản xuất ñậu tương ở Việt Nam 11 Bảng 3.1: 4 cặp mồi SSR ñược sử dụng trong phòng thí nghiệm 44 Bảng 3.2: Thành phần các chất tham gia cho 1 phản ứng PCR 45 Bảng 4.1 Một số ñặc ñiểm hình thái của các giống gốc tham gia thí nghiệm 46 Bảng 4.2: ðặc ñiểm Sinh trưởng, phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống gốc tham gia thí nghiệm 47 Bảng 4.3. Các dạng biến dị về diệp lục thu nhận ñược ở thế hệ M2 48 Bảng 4.4. Các dạng ñột biến ở lá thu nhận ñược ở thế hệ M2 53 Bảng 4.5: Các dạng biến dị về thân và cành thu nhận ñược ở thế hệ M2 56 Bảng 4.6: Tần số biến dị về thân cành thu nhận ñược ở thế hệ M2 56 Bảng 4.7: Bảng phân tích phương sai trên một số tính trạng của các giống ñậu tương xử lý tia gamma ở thế hệ M2 57 Bảng 4.8. Chiều cao cây và hệ số biến dị của các dòng ñậu tương xử lý tia gamma thế hệ M2 59 Bảng 4.9: Số cành cấp 1 và hệ số biến dị trên số cành cấp 1 của các dòng ñậu tương xử lý tia gamma thế hệ M2 61 Bảng 4.10: Tổng số quả/cây của các dòng ñậu tương xử lý tia gamma ở thế hệ M2 66 Bảng 4.11: Trung bình chiều cao ñóng quả của một số dòng trên các quần thể ñậu tương xử lý tia gamma ở thế hệ M2 67 Bảng 4.12: P1000 hạt của các dòng ñậu tương xử lý tia gamma thế hệ M2 68 Bảng 4.13: Các dạng ñột biến biến ñổi màu sắc hạt và hình dạng hạt thu nhận ñược ở thế hệ M2 70 Bảng 4.14: Tần số ñột biến trên tính trạng màu sắc và hình dạng hạt 70 Bảng 4.15: Mức ñộ di truyền biểu hiện ở thế hệ M3 74 Bảng 4.16: Tần số biến dị mới xuất hiện ở quần thể M3 (%) 75 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………. viii Bảng 4.17. Hệ số biến dị của một số tính trạng ở các quần thể ñậu tương thế hệ M3 76 Bảng 4.18: Thời gian sinh trưởng của một số dòng ñậu tương xử lý tia gamma thế hệ M3 78 Bảng 4.19: ðặc ñiểm chiều cao cây của một số dòng ñậu tương xử lý tia gamma thế hệ M3 79 Bảng 4.20: Số cành cấp 1, số ñốt hữu hiệu trên một số dòng ñậu tương xử lý ñột biến thế hệ M3 81 Bảng 4.21a: Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thế hệ M3 của các dòng ñậu tương xử lý ñột biến có nguồn gốc từ giống ðT12 83 Bảng 4.21b: Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thế hệ M3 của các dòng ñậu tương xử lý ñột biến có nguồn gốc từ giống ðT20 84 Bảng 4.21c: Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thế hệ M3 của các dòng ñậu tương xử lý ñột biến có nguồn gốc từ giống ðVN6 85 Bảng 4.22. Nồng ñộ DNA ñược xác ñịnh bằng máy ño OD 87 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………. ix DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1. Một số dạng biến dị về diệp lục thu nhận ñược ở thế hệ M2 50 Hinh 1.1: Kiểu ñột biến bạch tạng trên giống ðT12 50 Hình 1.2: ðột biến lá có màu vàng sáng giống ðT12 50 Hình 1.3: Khảm lá có vệt trắng và nếp nhăn trên giống ðVN6 50 Hình 2:Một số biến dị trên lá thu nhận ñược ở thế hệ M2 52 Hình 2.1: Biến dị giảm số lượng lá chét trong 1 lá kép giống ðT12 52 Hình 2.2: Thay ñổi số lượng và hình dạng lá chét trên giống ðT12 52 Hình 2.3: 5 lá chét/1 lá kép ở giống ðT12 52 Hình 2.4: 4 lá chét/1 lá kép ở Giống ðT20 52 Hình 2.5. 2 lá chét cùng chung 1 cuống lá trên giống ðVN6 52 Hình 2.6: Sự biến ñổi về số lượng và hình dạng lá chét trên cùng 1 cá thể trên giống ðT12 52 Hình 3: Một số biến dị ở thân cành thu nhận ñược ở thế hệ M2 54 Hình 3.1: Thay ñổi màu sắc thân trên giống ðVN6 54 Hình 3.2: Thay ñổi màu sắc thân trên giống ðT12 54 Hình 3.3: Biến ñổi thân thấp và phân nhánh sớm trên giống ðT12 54 Hình 3.4: Cây không phân nhánh trên giống ðVN6 54 Hình 3.5: Biến ñổi thân chính tách thành 2 thân nhỏ trên giống ðVN6 54 Hình 3.6: Dừng sinh trưởng ở giai ñoạn 5 lá thật trên giống ðT20 54 Hình 4: Một số biến ñổi về cơ quan sinh sản trên các quần thể ñậu tương thu nhận ñược ở thế hệ M2 64 Hình 4.1: Kiểu ñột biến bất dục hoàn toàn trên giống ðT20 64 Hình 4.2: Kiểu ñột biến nửa bất dục trên giống ðVN6 64 Hình 4.3: Thay ñổi màu sắc hoa trên giống ðT20 64 Hình 4.4: Thay ñổi về thời gian ra hoa trên giống ðT20 64 Hình 4.5: Kiểu chín sớm trên giống ðT20 64 [...]... tương x th h M2 và M3 1.2 M C ðÍCH YÊU C U C A ð TÀI 1.2.1 M c ñích 1) Phân l p và ch n l c các d ng ñ t bi n các qu n th ñ u tương x lý tia gamma 2) ðánh giá các ñ c ñi m nông h c, năng su t và các y u t c u thành năng su t c a các dòng ñ u tương ñ t bi n 3) Xác ñ nh s sai khác di truy n gi a các d ng ñ t bi n và gi ng g c thông qua ch th phân t SSR Trư ng ð i h c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ... Phóng x ñi n t là các sóng ñi n t như tia gamma, tia X, … Tia gamma và tia X là hai d ng tia ñư c s d ng như ngu n chi u x cơ b n trong các th c nghi m, ph bi n nh t là tia gamma v i ngu n Co60 và Cs137 Do có bư c sóng r t ng n và v n t c r t l n, không có kh i lư ng và di n tích, không b l ch trong ñi n trư ng và có s c xuyên khá l n 2.3.2.2 Cơ ch gây ñ t bi n c a tác nhân phóng x Theo lý thuy t c a A... và t o ra gi ng m i Do ñó ch n gi ng b ng phương pháp ñ t bi n ñã tr thành phương ti n ch n gi ng cây tr ng nói chung và ch n gi ng ñ u tương nói riêng c a các nhà ch n gi ng ð góp ph n t o ra các ngu n v t li u m i ph c v cho công tác ch n gi ng ñ u tương b ng con ñư ng ñ t bi n chúng tôi ti n hành th c hi n ñ tài: “Ch n l c và ñánh giá các d ng ñ t bi n lý tia gamma các qu n th ñ u tương x th h M2. .. trình tương tác gây ñ t bi n g m ba giai ño n chính: - Giai ño n 1: Có tính ch t v t lý, s tương tác c a các b c x t o ra quá trình ion hoá và s bi n ñ i các h p ch t m c ñ dư i phân t và phân t - Giai ño n 2: Có tính ch t hoá h c, giai ño n này di n ra các ph n ng tương tác c a các s n ph n sơ c p do k t qu tương tác c a b c x v i các ñ i phân t chưa b bi n tính c a các c u trúc sinh h c, t o ra các. .. p ………………………… 2 1.2.2 Yêu c u - Thi t l p các qu n th th h M2, M3 theo phương pháp cây thành hàng - Theo dõi các ñ c ñi m sinh trư ng phát tri n, các ñ c ñi m nông sinh h c, hình thái, các y u t c u thành năng su t và năng su t cá th trong t ng gia ñình hai th h M2 và M3 Nh n bi t, phân l p và ch n l c các d ng ñ t bi n - Phân tích s sai khác di truy n gi a các d ng ñ t bi n v i gi ng g c d a trên ch... 18,6% và cysteine cao hơn 30% so v i gi ng Jack ban ñ u) Các gi ng ñ u tương này cũng di truy n n ñ nh gen γ -zein cho các th h sau Song song v i vi c chuy n các gen làm tăng ch t lư ng ñ u tương, các nhà khoa h c cũng chú tr ng ñ n chuy n gen ch ng ch u cho ñ u tương Ví d , gen kháng thu c tr c Glyphosate và Glufosinate phân l p t vi khu n ñ t ñã ñư c chuy n vào ñ u tương Nh ñó, các gi ng ñ u tương. .. ng tia gamma li u lư ng 17K x lý h t gi ng ñ u tương, ch n l c qua nhi u th h và thu ñư c gi ng ñ u tương chín s m, ch ng ch u l nh và năng su t vư t gi ng g c 6,7 t /ha (Kharkwal và Shu, 2009) [50] T năm 1989 ñ n năm 2009, ñ t bi n th c nghiêm ñã ñư c s d ng như m t phương pháp ch n gi ng nh m nâng cao s ña d ng di truy n c a ñ u tương Bulgaria, trong ñó ch y u t p trung vào các tác nhân v t lý là tia. .. tác ñ ng c a t p h p các y u t (v t lý, hoá h c, …) có trong môi trư ng s ng và do nh ng bi n lo i v trao ñ i ch t trong t bào ð t bi n có th do tác ñ ng c a con ngư i (ñ t bi n nhân t o): b ng cách s d ng các tác nhân gây ñ t bi n như các tác nhân v t lý (tia X, tia gamma, b c xa c c tím UV, b c x neutron,…), các tác nhân hoá h c (các ch t ñ ng phân có tính base và nh ng h p ch t có liên quan, ch t... vitamin và khoáng ch t quan tr ng cho con ngư i và gia súc Các thành ph n khác c a h t ñ u tương cũng ñư c s d ng trong nhi u lĩnh v c công nghi p như làm men, vec-ni, xà phòng, th c ph m, các dư c ph m và s n ph m nông nghi p Các s n ph m ñ u tương như s a ñ u nành, ñ u ph , tương ñã tr nên ph bi n trong b a ăn hàng ngày c a ngư i Châu Á Các nư c phương Tây s d ng ñ u tương trong bơ th c v t, d u n u và. .. gamma ngu n 60Co ho c 137Cs B y gi ng ñ u tương ñã ñư c ch n t o, trong ñó các gi ng Bisser, Zarya, Boryana và Zvezda do Vi n di truy n Sofia ch n t o, các gi ng ñ t bi n khác do các nhà khoa h c trung tâm thí nghi m ñ u tương Pleven, Bulgaria ch n t o M i ñây nh t, gi ng ñ u tương ñ t bi n Rosa ñã ñư c th nghi m vào công nh n năm 2009 Rosa ñư c t o ra b ng vi c x lý h t c a gi ng Hodson b ng tia gamma