ứng dụng dấu phân tử adn trong việc nhận diện một số tính trạng quan trọng ở lúa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SHƯD TRƯƠNG VĂN HIẾU ỨNG DỤNG DẤU PHÂN TỬ ADN TRONG VIỆC NHẬN DIỆN MỘT SỐ TÍNH TRẠNG QUAN TRỌNG Ở LÚA LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ GIỐNG CÂY TRỒNG Cần Thơ, 2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SHƯD LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ GIỐNG CÂY TRỒNG Tên đề tài: ỨNG DỤNG DẤU PHÂN TỬ ADN TRONG VIỆC NHẬN DIỆN MỘT SỐ TÍNH TRẠNG QUAN TRỌNG Ở LÚA Cán hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Ts. Nguyễn Lộc Hiền Trương Văn Hiếu Ts. Huỳnh Kỳ MSSV: 3108339 Lớp: TT10Z1A1 Cần Thơ, 2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN DI TRUYỀN - GIỐNG NÔNG NGHIỆP Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư Khoa Học Cây Trồng - chuyên ngành Công Nghệ Giống Cây Trồng với đề tài: ỨNG DỤNG DẤU PHÂN TỬ TRONG VIỆC NHẬN DIỆN MỘT SỐ TÍNH TRẠNG QUAN TRỌNG Ở LÚA Do sinh viên Trương Văn Hiếu thực hiện. Kính trình lên Hội đồng chấm luận văn tốt nghệp. Cần thơ, ngày tháng năm 2014 Cán hướng dẫn Ts. Huỳnh Kỳ i Ts. Nguyễn Lộc Hiền TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN DI TRUYỀN - GIỐNG NÔNG NGHIỆP Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp chấp nhận luận văn tốt luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Khoa Học Cây Trồng - chuyên ngành Công Nghệ Giống Cây Trồng với đề tài: ỨNG DỤNG DẤU PHÂN TỬ ADN TRONG VIỆC NHẬN DIỆN MỘT SỐ TÍNH TRẠNG QUAN TRỌNG Ở LÚA Do sinh viên Trương Văn Hiếu thực bảo vệ trước Hội Đồng. Ý kiến hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp Luận văn tốt nghiệp đánh giá Cân Thơ, ngày tháng năm 2014 Hội đồng . . . DUYỆT KHOA Trưởng Khoa Nông Nghiệp . ii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu thân. Các số liệu kết trình luận văn trung thực chưa công bố luận văn nghiên cứu khoa học trước đây. Tác giả luận văn Trương Văn Hiếu iii TIỂU SỬ CÁ NHÂN I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Họ tên: Trương Văn Hiếu Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 22/12/1990 Dân tộc: Kinh Nơi sinh: xã Mỹ Hiệp Sơn, huyện Hòn Đất, tỉnh Kiên Giang Cha: Trương Văn Hồng Mẹ: Phạm Thị Bé Nhỏ Địa thường trú: ấp Hiệp Bình, xã Mỹ Hiệp Sơn, huyện Hòn Đất, tỉnh Kiên Giang Điện thoại: 0987979283 Email: hieu108339@student.ctu.edu.vn II. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP 1. Tiểu học: Thời gian đào tạo: 1998 - 2003 Trường: Tiểu học Mỹ Hiệp Sơn Địa chỉ: ấp Hiệp Bình, xã Mỹ Hiệp Sơn, huyện Hòn Đất, tỉnh Kiên Giang. 2. Trung học sở: Thời gian đào tạo: 2003 - 2007 Trường: Trung học sở Mỹ Hiệp Sơn Địa chỉ: ấp Hiệp Trung, xã Mỹ Hiệp Sơn, huyện Hòn Đất, tỉnh Kiên Giang. 3. Trung học phổ thông: Thời gian đào tạo: 2007 - 2010 Trường: Trung học phổ thông Nguyễn Hùng Hiệp Địa chỉ: ấp Hiệp Trung, xã Mỹ Hiệp Sơn, huyện Hòn Đất, tỉnh Kiên Giang. Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2014 Người khai ký tên iv Trương Văn Hiếu LỜI CẢM TẠ Kính dâng Cha, mẹ hết lòng yêu thương, chăm sóc, dạy dỗ nuôi khôn lớn nên người. Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ts. Nguyễn Lộc Hiền Ts. Huỳnh Kỳ hai người thầy đáng kính tận tình hướng dẫn, dạy bảo, gợi ý cho em lời khuyên vô bổ ích việc nghiên cứu hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Xin chân thành cảm ơn Thầy cô trường Đại Học Cần Thơ nói chung, Khoa Nông Nghiệp SHƯD nói riêng, người mang đến cho em kiến thức cảm hứng nghiên cứu suốt trình học tập mái trường Đại Học Cần Thơ. Anh Nguyễn Quốc Chí, chị Huỳnh Ngọc Châu, bạn thân yêu lớp Công nghệ giống trồng khóa 36 em sinh viên Công nghệ giống trồng khóa 37 giúp đở nhiều trình thực luận văn. Xin gởi lời chúc sức khỏe thành công đến quý Thầy Cô, anh chị, bạn em. v TRƯƠNG VĂN HIẾU, 2014 “Ứng dụng dấu phân tử ADN việc nhận diện số tính trạng quan trọng lúa”, luận văn tốt nghiệp Kỹ sư Khoa học trồng chuyên ngành Công nghệ giống trồng, trường Đại Học Cần Thơ. Cán hướng dẫn: Ts. Nguyễn Lộc Hiền; Ts. Huỳnh Kỳ TÓM LƯỢC Lúa trồng có vị trí quan trọng kinh tế Việt Nam nguồn lương thực giới. Đời sống người ngày nâng cao nhu cầu lúa gạo chất lượng ngày tăng. Tuy nhiên, việc sản xuất lúa ngày gặp nhiều khó khăn xuất tình trạng hạn hán, nhiễm mặn dịch bệnh rầy nâu ngày tăng. Trước tình hình đó, đề tài “Ứng dụng dấu phân tử ADN việc nhận diện số tính trạng quan trọng lúa” thực với mục tiêu tìm giống lúa thơm, có khả chịu mặn, chịu hạn kháng rầy để phục vụ cho công tác chọn tạo này. Trong tổng số 15 giống, sử dụng primer ESP, IFAP, INSP EAP nhận diện 13 giống lúa mang gen thơm Phkarum Doul, Phkarum Check, Phkarum Chang, Senpidao, Daw Dam, Nàng Thơm Đục, Hoa Lài, Mẽ Hương 2, Jasmine 85, OM 4900, OM 9915, OM 7347, OM 6377. Khi sử dụng primer OPC07 việc nhận diện giống lúa có mang gen kháng rầy. Kết nhận diện giống lúa mang gen kháng rầy Senpidao, OM 4218, OM 4900, OM 9915, OM 7347, OM 6377 tổng số 15 giống. Kết phân tích phổ điện di sản phẩm nhận diện 14 giống lúa mang gen chịu hạn Phkarum Doul, Phkarum Check, Phkarum Chang, Senpidao, Daw Dam, Nàng Thơm Chợ Đào 3, Nàng Thơm Đục, Hoa Lài, Mẽ Hương 2, OM 4218, Jasmine 85, OM 4900, OM 9915, OM 6377 tổng số 15 giống primer RM212. Qua kết điện di sản phẩm nhận diện giống lúa mang gen kháng mặn Senpidao, Daw Dam, OM 6377, OM 4900, OM 9915 tổng số 15 giống primer RM10825. vi MỤC LỤC Đề mục Trang LỜI CAM ĐOAN . iii TIỂU SỬ CÁ NHÂN iv LỜI CẢM ƠN . v TÓM LƯỢC vi MỤC LỤC vii DANH SÁCH HÌNH x DANH SÁCH BẢNG . xi DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT xii MỞ ĐẦU CHƯƠNG LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU . 1.1 SƠ LƯỢC VỀ CÂY LÚA 1.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT LÚA GẠO TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM . 1.2.1 Tình hình sản xuất lúa gạo giới . 1.2.2 Tình hình sản xuất lúa gạo Việt Nam 1.3 SƠ LƯỢC VỀ LÚA THƠM 1.3.1 Mùi thơm 1.3.2 Xác định giống lúa thơm dấu phân tử . 1.3.3 Một số giống lúa thơm giới Việt Nam . 1.3.3.1 Một số giống lúa thơm giới 1.3.3.2 Một số giống lúa thơm Việt Nam 1.3.4 Những nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơm giới Việt Nam 10 1.3.4.1 Những nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơm giới . 10 1.3.4.2 Những nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơm Việt Nam 11 1.4 SƠ LƯỢC VỀ RẦY NÂU 12 1.4.1 Phân bố ký chủ 12 1.4.2 Đặc điểm hình thái sinh học 12 1.4.3 Tập quán sinh sống cách gây hại . 12 1.4.4 Một số bệnh quan trọng rầy nâu môi giới truyền bệnh . 13 vii 1.4.5 Tính kháng rầy nâu giống lúa 13 1.4.6 Ứng dụng công nghệ sinh học chọn giống lúa kháng rầy . 14 1.5 SƠ LƯỢC VỀ LÚA CHỊU HẠN . 14 1.5.1 Khái niệm lúa chịu hạn 15 1.5.2 Cơ chế chịu hạn lúa 15 1.5.3 Ứng dụng công nghệ sinh học chọn giống lúa chịu hạn . 15 1.6 SƠ LƯỢC VỀ LÚA CHỊU MẶN . 16 1.6.1 Cơ chế chống chịu mặn lúa . 16 1.6.2 Ảnh hưởng bất lợi mặn lúa . 16 1.6.3 Ứng dụng công nghệ sinh học chọn giống lúa mặn 17 CHƯƠNG PHƯƠNG TIỆN PHƯƠNG PHÁP . 18 2.1 PHƯƠNG TIỆN 18 2.1.1 Thời gian địa điểm . 18 2.1.2 Giống 18 2.1.3 Thiết bị, dụng cụ hóa chất sử dụng 18 2.1.3.1 Thiết bị dụng cụ . 18 2.1.3.2 Hóa chất . 19 2.1.3.3 Primer 19 2.2 PHƯƠNG PHÁP 20 2.2.1 Ly trích ADN 20 2.2.2 Kiểm tra ADN phương pháp điện di agarose 20 2.2.3 Phản ứng PCR 21 2.2.3.1 Phản ứng PCR với primer ESP, IFLP, INSP, EAP 21 2.2.3.2 Phản ứng PCR với primer OPC07 22 2.2.3.3 Phản ứng PCR với primer RM212 22 2.2.3.4 Phản ứng PCR với primer RM10825 23 2.2.4 Điện di sản phẩm PCR . 23 CHƯƠNG KẾT QUẢ THẢO LUẬN . 24 3.1 KẾT QUẢ LY TRÍCH ADN 24 3.2 NHẬN DIỆN GEN THƠM VỚI PRIMER ESP, IFAP, INSP VÀ EAP . 24 viii [...]... suất và sản lượng lúa của toàn vùng Do vậy, việc nghiên cứu phát triển những giống lúa thơm, chất lượng cao có khả năng chịu mặn, chịu hạn và kháng rầy là cấp thiết Để đáp ứng nhu cầu trên thì việc khảo sát nguồn gen ban đầu là rất cần thiết Vì vậy đề tài Ứng dụng dấu phân tử ADN trong việc nhận diện một số tính trạng quan trọng ở lúa được thực hiện nhằm mục tiêu tìm ra được các giống lúa thơm, có khả... thơm là một đặc tính phẩm chất có giá trị thứ yếu, một số vùng ở châu Á lại thích và sẵn lòng trả giá cao (Jennings và ctv., 1979) Một số nhà khoa học cho rằng các giống lúa thơm có ưu điểm là tính trạng mùi thơm thường liên kết với tính trạng chất lượng nấu nướng tốt và tỉ lệ xay sát cao Trong những đặc tính lý hóa liên quan tới chất lượng gạo thì mùi thơm là một trong những đặc tính quan trọng nhất... anti-sense primer) để xác định những cá thể lúa thơm và không thơm Đây được xem là những con mồi rất hữu dụng trong việc xác định gen lúa thơm và được rất nhiều nhà khoa học sử dụng trong thời gian gần đây 7 1.3.3 Một số giống lúa thơm trên thế giới và Việt Nam 1.3.3.1 Một số giống lúa thơm trên thế giới * Lúa thơm ở Ấn Độ và Pakistan: giống lúa Basmati 370 Giống lúa Basmati 370 đã có thương hiệu trên thị... kết chặt chẽ với gen thơm và được xem là có thể dùng để xác định gen thơm và không thơm Chỉ thị phân tử SCU015RM đã được sử dụng trong việc xác định một số giống lúa thơm ở Úc Nguyễn Thị Lan và Bùi Chí Bửu (2004), đã tìm ra cặp mồi RG28 có thể được dùng trong việc nghiên cứu nhận diện gen của một số giống lúa thơm Bradbury và ctv (2005) đã thiết kế bốn đoạn mồi ESP (external anti-sense primer), INSP... MỞ ĐẦU Lúa (Oryza sativa L.) là một trong những cây lương thực quan trọng trên thế giới, nó cung cấp lương thực cho gần một nửa dân số trên trái đất Ở Việt Nam, lúa là cây trồng có vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) được xem là vựa lúa lớn nhất nước cung cấp lương thực không chỉ trong nước mà còn cho xuất khẩu Tuy nhiên, sản lượng và giá trị xuất khẩu lúa. .. gene cây lúa, điều này đã tạo tiền đề cho nhân giống phân tử phát triển ngày càng mạnh và cạnh tranh cao hơn Viện nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI) có nhiều đóng góp to lớn trong việc bảo tồn và phát triển các giống lúa thơm trên thế giới Ở Sri Lanka nhóm nhà khoa học đã nhận diện thành công 56 giống/dòng lúa thơm Đây là một trong những bước 10 phát triển vượt bậc, tạo nền tảng cho việc nhận diện chính... là giống lúa thơm nổi tiếng của Philippine, đây là giống thuộc loại hình Japonica, được trồng nhiều trên các vùng lúa cạn ở Philippine Hai giống lúa thơm khác cũng phổ biến của Philippine là Malagkit Sungsong và Milarosa 1.3.3.2 Một số giống lúa thơm ở Việt Nam * Lúa thơm đặc sản Bắc Bộ Nhóm lúa Tám gồm nhiều giống lúa mùa chính vụ, nhưng có một số giống lúa muộn như Tám Xoan, Tám Đen, Tám Đỏ Trong những... cho thấy một số giống lúa thơm nếu bảo quản lâu hơn 3 tháng sẽ giảm mùi thơm 1.3.2 Xác định các giống lúa thơm bằng dấu phân tử Hiện nay, các nhà khoa học tập trung nhiều vào gen fgr điều khiển tính trạng mùi thơm trên cây lúa để thiết kế các cặp mồi nhằm xác định các cá thể mang tính trạng mùa thơm trên cây lúa Theo Giovanni (2002) đã tìm ra chỉ thị phân tử SCU015RM và cho rằng là một marker liên kết... tâm nhiều đến thời gian sinh trưởng của lúa Vì phần lớn các giống lúa thơm đều là những giống lúa địa phương, có thời gian sinh trưởng dài, cây cao và có tính cảm quan, vì thế rất khó cho việc thâm canh và gia tăng sản lượng Do đó, việc ứng dụng công nghệ sinh học vào cải thiện thời gian sinh trưởng cho các giống lúa thơm sẽ giúp cho người sản xuất đạt hiệu quả hơn trong công tác thâm canh tăng năng...3.3 NHẬN DIỆN GEN KHÁNG RẦY VỚI PRIMER OPC07 25 3.4 NHẬN DIỆN GEN CHỊU HẠN VỚI PRIMER RM212 26 3.5 NHẬN DIỆN GEN KHÁNG MẶN VỚI PRIMER RM10825 27 3.6 KẾT QUẢ NHẬN DIỆN DẤU PHÂN TỬ ĐỐI VỚI CÁC TÍNH TRẠNG THƠM, KHÁNG RẦY, CHỊU HẠN VÀ CHỊU MẶN 28 CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 30 4.1 KẾT . thiết. Để đáp ứng nhu cầu trên thì việc khảo sát nguồn gen ban đầu là rất cần thiết. Vì vậy đề tài Ứng dụng dấu phân tử ADN trong việc nhận diện một số tính trạng quan trọng ở lúa được thực. Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ GIỐNG CÂY TRỒNG Tên đề tài: ỨNG DỤNG DẤU PHÂN TỬ ADN TRONG VIỆC NHẬN DIỆN MỘT SỐ TÍNH TRẠNG QUAN TRỌNG Ở LÚA Cán bộ hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:. - chuyên ngành Công Nghệ Giống Cây Trồng với đề tài: ỨNG DỤNG DẤU PHÂN TỬ ADN TRONG VIỆC NHẬN DIỆN MỘT SỐ TÍNH TRẠNG QUAN TRỌNG Ở LÚA Do sinh viên Trương Văn Hiếu thực hiện và bảo vệ trước