Đánh giá nguồn gen và chọn tạo giống lúa nếp cẩm năng suất cao, chất lượng tốt, kháng bẹnh bạc lá

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI VŨ MẠNH DẦN ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN VÀ CHỌN TẠO GIỐNG LÚA NẾP CẨM NĂNG SUẤT CAO, CHẤT LƯỢNG TỐT, KHÁNG BỆNH BẠC LÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI VŨ MẠNH DẦN ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN VÀ CHỌN TẠO GIỐNG LÚA NẾP CẨM NĂNG SUẤT CAO, CHẤT LƯỢNG TỐT, KHÁNG BỆNH BẠC LÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyªn ngµnh : Di truyền và chọn giống cây trồng M· sè : 60.62.05 Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: PGS.TS. PHAN HỮU TÔN HÀ NỘI - 2012 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam oan ây là công trình do thc tôi ch trì và thc hin chính. Nhng kt qu nghiên cu trong lun văn này là trung thc và chưa tng ưc s dng  bo v mt hc v nào. Tôi xin cam oan rng mi s giúp  cho vic thc hin lun văn này ã ưc cm ơn và các thông tin trích dn trong lun văn này ã ưc ch rõ ngun gc. Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Tác giả luận văn Vũ Mạnh Dần Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… ii LỜI CẢM ƠN  hoàn thành lun văn này tôi ã nhn ưc s giúp  ca các cơ quan, các thy, các cô, bn bè ng nghip và gia ình. Trưc tiên tôi xin bày t lòng bit ơn chân thành ti PGS.TS Phan Hu Tôn ã tn tình giúp , hưng dn, óng góp nhiu ý kin quý báu trong quá trình thc hin và hoàn thin lun văn. Tôi xin gi li cám ơn ti Th.S Tng Văn Hi và các quý thy cô trong B môn Công ngh sinh hc ng dng ã to iu kin cho tôi thc hin các thí nghim ca  tài. Tôi xin chân thành cm ơn GS.TS Nguyn Văn ĩnh và các thy cô Vin ào to sau i hc - Trưng i hc Nông nghip Hà Ni ã nhit tình giúp  và to mi iu kin thun li trong thi gian hc tp cũng như khi hoàn thành và báo cáo lun văn. Cám ơn các nhà khoa hc trong ngành, các bn bè ng nghip và gia ình ã ng viên và to mi iu kin giúp  tôi bo v lun văn này. Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Tác giả luận văn Vũ Mạnh Dần Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN 1 LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU viii I. MỞ ĐẦU 1 1.1. Tính cp thit ca  tài 1 1.2. Mc ích 2 1.3. Yêu cu 2 1.4. Ý nghĩa khoa hc và thc tin ca  tài 2 II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 2.1. Ngun gen cây lúa và vn  bo qun ngun gen cây lúa 3 2.1.1. Hin trng và vic s dng ngun gen lúa a phương 3 2.1.2. Hin trng và vic s dng ngun gen lúa np cm 6 2.2. Nghiên cu v cht lưng go 8 2.2.1. Nghiên cu v tính trng mùi thơm 8 2.2.2. Nhit  hóa h và  phá hy kim 12 2.2.3. Chiu dài, rng và t l dài/rng ca ht 13 2.3. Nghiên cu v bnh bc lá 14 2.3.1. Tình hình nghiên cu bnh bc lá lúa trong và ngoài nưc 14 2.3.2.Tác hi ca bnh bc lá lúa 16 2.3.3. Triu chng bnh bc lá lúa 17 2.3.4. Nguyên nhân gây bnh bc lá lúa 18 2.3.5. Quy lut phát sinh phát trin và các yu t nh hưng ti s phát sinh phát trin ca bnh bc lá 19 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… iv 2.3.6. Bin pháp phòng tr bnh bc lá lúa 20 2.3.7. Cơ s khoa hc ca chn ging lúa kháng bnh bc lá 21 III. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 3.1. Vt liu, a im và thi gian nghiên cu 30 3.1.1. Vt liu nghiên cu 30 3.1.2. Thi gian và a im nghiên cu 32 3.2. Ni dung nghiên cu 32 3.3. Phương pháp nghiên cu 32 3.3.1. Thí nghim ngoài ng rung 32 3.3.2. Phương pháp ánh giá mt s c im nông sinh hc quan trng 33 3.3.3. Các thí nghim trong phòng 35 3.4. X lý s liu 42 IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 43 4.1. S phn ng vi  dài chiu sáng trong ngày 43 4.2. Kt qu ánh giá các c im nông sinh hc 43 4.2.1. Thi gian qua các giai on sinh trưng 43 4.2.2. Chiu cao cây, chiu dài bông,  thoát c bông,  cng cây 46 4.2.3. Kh năng  nhánh, t l nhánh hu hiu 49 4.2.4. Năng sut và các yu t cu thành năng sut 51 4.3. Kt qu ánh giá cht lưng 55 4.3.1. Kt qu kim tra cht lưng thương trưng ca go 55 4.3.2. Kt qu ánh giá mùi thơm và kh năng mang gen mùi thơm 59 4.4. Kt qu ánh giá kh năng kháng bnh bc lá 62 4.4.1. Kt qu lây nhim nhân to 62 4.4.2. Kt qu PCR kim tra gen kháng bnh bc lá 65 4.4.3. So sánh kt qu PCR vi kt qu lây nhim nhân to 68 4.5. Kt qu chn lc ngun vt liu 71 4.5.1. Kt qu chn lc ngun vt liu cht lưng tt 72 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… v 4.5.2. Kt qu chn lc ngun vt liu kháng bnh bc lá 72 V . KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 74 5.1 Kt lun 74 5.2.  ngh 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… vi DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bng Trang 3.1. Chng vi khun (race) ưc phân lp và s dng 30 4.1. Thi gian sinh trưng các mu ging lúa v xuân 2011 44 4.2. Chiu cao cây, chiu dài bông,  thoát c bông và  cng cây 46 v xuân 2011 46 4.3. S nhánh ti a, s nhánh hu hiu, t l nhánh hu hiu 50 các mu ging v xuân 2011 50 4.4. Năng sut và các yu t cu thành năng sut 52 ca các mu ging v xuân 2011 52 4.5. Chiu dài, chiu rng ht go và t l dài/rng 56 ca các mu ging lúa 56 4.6. Nhit  hóa h và  phá hy kim các mu ging 58 4.7. So sánh kt qu ánh giá mùi thơm bng phương pháp s dng KOH 1,7% và kt qu kim tra gen fgr bng phương pháp PCR 62 4.8. Phn ng ca dòng ng gen vi các chng vi khun 63 4.9. T l R/M/S theo tng chng vi khun vi các mu ging lúa 65 4.10. So sánh kt qu xác nh gen kháng bng PCR 69 và kt qu lây nhim nhân to ca các mu ging lúa 69 4.11. c im ca 3 mu ging cht lưng tt ưc chn 72 4.12. c im ca 5 mu ging kháng bc lá ưc chn 73 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… vii DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên hình Trang 2.1. Hot ng ca b 4 mi ưc mô t trong nghiên cu 12 ca Bradburry và cng s (2005) 12 4.1. Phn ng ca các ging vi KOH 1,7% 59 4.2. in di sn phm PCR xác nh mu ging mang gen thơm fgr 61 4.3. Kt qu lây nhim nhân to trên i chng IR24 63 4.4. Kt qu lây nhim nhân to trên i chng IRBB4 64 4.5. Kt qu lây nhim nhân to trên i chng IRBB5 64 4.6. Kt qu lây nhim nhân to trên i chng IRBB7 64 4.7. in di sn phm PCR phát hin gen Xa4, s dng cp mi MP2 66 4.8. in di sn phm PCR phát hin gen Xa7, s dng cp mi P3 67 4.9. in di sn phm PCR phát hin gen xa5, s dng cp mi RG556 trưc ct enzym DraI 67 4.10. in di sn phm PCR phát hin gen xa5, s dng cp mi RG556 sau khi ct enzyme DraI 68 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU - BAC: Bacterial Artificial Chromosome - nhim sc th nhân to ca vi khun. - BAD2: Enzyme betaine aldehyde dehydrogenase 2. - EAP: External antisense primer - mi ngoi biên ca cp mi phát hin gen fgr. - ESP: External sense primer- mi ngoi biên ca cp mi phát hin gen fgr. - GBSS: Grainule bound starch synthase - enzyme tng hp amylose - IFAP: Internal fragrant antisense primer - mi ni biên ca cp mi phát hin gen fgr. - INSP: Internal non-fragrant sense primer- mi ni biên ca cp mi phát hin gen fgr. - IRRI: International Rice Research Institute - Vin nghiên cu lúa quc t - NST: Nhim sc th. - PCR: Polymerase chain reaction - phn ng chui trùng hp, kĩ thut ch th phân t nhm nhân mt on DNA ã bit trưc trình t. - RFLP: Restriction fragment length polymorphism - s a hình v chiu dài ca nhng on ct gii hn. - SNPs: Single nucleotide polymorphisms - hin tưng a hình ơn nucleotide. - SSRs: simple sequence repeats - k thut ch th phân t nhm nhân hoc lai các on lp DNA lp i lp li trong genome [...]... Đánh giá nguồn gen và chọn tạo giống lúa nếp cẩm năng suất cao, chất lượng tốt, kháng bệnh bạc lá 1.2 Mục đích - Đánh giá một số đặc điểm nông sinh học; đánh giá chất lượng, khả năng mang gen quy định mùi thơm fgr; khả năng kháng và mang gen kháng bệnh bạc lá Xa4, xa5, Xa7 trong tập đoàn mẫu giống lúa nếp cẩm; - Xây dựng cơ sở dữ liệu về nguồn gen các mẫu giống lúa nếp cẩm phục vụ công tác chọn tạo. .. tác chọn tạo giống mới; - Tuyển chọn một số mẫu giống có phẩm chất tốt, khả năng kháng bệnh bạc lá và năng suất cao 1.3 Yêu cầu - Đánh giá các đặc điểm nông sinh học quan trọng và năng suất; - Đánh giá các chỉ tiêu chất lượng; - Xác định các mẫu giống có chứa gen kháng bệnh bạc lá và gen mùi thơm bằng kỹ thuật PCR; - Tiến hành lây nhiễm nhân tạo và đánh giá khả năng kháng nhiễm của các giống nghiên... lược chọn tạo giống kháng hiện nay là tổ hợp 2 hay nhiều gen kháng vào một giống để tăng phổ kháng cho giống và tăng độ bền của gen kháng Cơ chế kháng bệnh: Mỗi giống có khả năng kháng dọc, kháng ngang khác nhau là do loại gen kháng và lượng gen kháng quy định Tính kháng dọc (vertical resistance) còn gọi là tính kháng chuyên biệt đối với các nòi sinh lý, tính kháng không đồng nhất, tính kháng chất lượng, ... Vì vậy mức độ kháng bệnh bạc lá của các gen khác nhau [50] Các gen kháng bệnh bạc lá là gen trội (Xa) hay gen lặn (xa) đều có ý nghĩa đối với việc chọn giống Nhóm gen lặn chỉ biểu hiện được khả năng kháng khi ở dạng đồng hợp nên nhóm này chỉ có ý nghĩa với việc chọn giống lúa thuần, còn nhóm gen trội có ý nghĩa đối với cả việc chọn giống lúa lai và giống lúa thuần Theo thuyết gen đối gen của Flor... Việt Nam, đã tạo ra giống N91, N46 có năng suất cao, phẩm chất tốt, chứa gen kháng bệnh bạc lá là các giống hiện đang được ưa chuộng [25] 2.3.2.Tác hại của bệnh bạc lá lúa Tác hại của bệnh nặng hay nhẹ tuỳ thuộc vào giống lúa, vào thời điểm nhiễm bệnh và mức độ nhiễm bệnh Bệnh chủ yếu làm cho lá mà đặc biệt là lá đòng sớm tàn, nhanh chóng khô chết, bộ lá lúa xơ xác, ảnh hưởng xấu tới hiệu suất quang... 3.691 giống lúa, trong đó 3.186 mẫu thu từ 30 nước khác nhau trên Thế giới, 500 mẫu giống địa phương Tại khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long, đợt khảo sát năm 1992 đã thu về 1447 mẫu giống lúa địa phương, trong đó 1.335 giống mùa trung và muộn, 112 giống mùa sớm, 50 giống lúa nổi và 4 loài lúa hoang dại (Bùi Chí Bửu và cộng sự 1992) 2.1.2 Hiện trạng và việc sử dụng nguồn gen lúa nếp cẩm Lúa nếp cẩm là giống. .. tạo ra giống lúa nếp cẩm năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu tốt với sâu bệnh, đặc biệt là bệnh bạc lá là việc làm rất được quan tâm hiện nay Thành công của công tác chọn tạo giống phụ thuộc rất nhiều sự đa dạng, phong phú của vật liệu khởi đầu.Vật liệu khởi đầu càng nhiều và chất lượng càng tốt, cơ hội để tạo ra giống mới càng nhanh.Việt Nam là một trong những trung tâm khởi nguyên của cây lúa. .. trứng bạc lá trên đồng bằng Sông Hồng trên các giống lúa mới chia làm hai dạng: Bạc lá vàng gợn sóng và bạc lá tái xanh [15] Theo kết quả nghiên cứu, đánh giá của Bộ môn Bệnh cây - Đại học Nông nghiệp Hà Nội cho thấy loại hình triệu chứng bạc lá gợn vàng phổ biến trên hầu hết các giống và các mùa vụ, còn loại hình bạc lá héo xanh thường chỉ xuất hiện trên một số giống đặc biệt là đối với các giống lúa. .. bản chất di truyền tính kháng bệnh bạc lá lúa là do gen quy định Nishimura (1961) khi nghiên cứu về sự luân chuyển các giống lúa trồng ở Nhật Bản, ông đã phát hiện khả năng kháng bệnh bạc lá ở hai giống lúa trồng là Kogyoku và Kaganeman được điều khiển bởi một gen trội nằm trên nhiễm sắc thể số 11 (theo thứ tự NST do ông quy định) [41] Murty và CS, 1973, khảo sát khả năng kháng bệnh bạc lá của các giống. .. nhân tạo và đánh giá khả năng kháng nhiễm của các giống nghiên cứu - Tuyển chọn một số mẫu giống phẩm chất tốt, khả năng kháng bạc lá và có tiềm năng năng suất cao 1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Đánh giá được nguồn gen tập đoàn các mẫu giống lúa nếp cẩm có các đặc điểm nông sinh học làm vật liệu phục vụ công tác lai tạo; - Xây dựng được cơ sở dữ liệu, từ đó để sử dụng cho các mục đích sau . BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI VŨ MẠNH DẦN ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN VÀ CHỌN TẠO GIỐNG LÚA NẾP CẨM NĂNG SUẤT CAO, CHẤT LƯỢNG TỐT, KHÁNG BỆNH BẠC LÁ . 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI VŨ MẠNH DẦN ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN VÀ CHỌN TẠO GIỐNG LÚA NẾP CẨM NĂNG SUẤT CAO, CHẤT LƯỢNG TỐT, KHÁNG BỆNH BẠC LÁ . tài: Đánh giá nguồn gen và chọn tạo giống lúa nếp cẩm năng suất cao, chất lượng tốt, kháng bệnh bạc lá . 1.2. Mục đích - ánh giá mt s c im nông sinh hc; ánh giá cht lưng, kh năng